知识点13物质结构与性质
1、[2019全国Ⅱ]近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe?Sm?As?F?O组成的化合物。回答下列问题：
(1).元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______，其沸点比NH3的_______（填“高”或“低”），其判断理由是_________________________。
(2).Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式为______________________。
(3).比较离子半径：F?__________O2?（填“大于”等于”或“小于”）。
(4).一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图中F?和O2?共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1?x代表，则该化合物的化学式表示为____________，通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ=________g·cm?3。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例
111如图1中原子1的坐标为(,,)，则原子2和3的坐标分别为__________、__________。
2222、[2019全国Ⅰ]在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：
（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（ ）
A.[Ne] B.[Ne] C.[Ne] D.[Ne]
（2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是
_______________、_______________。乙二胺能与Mg、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_____________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_____________(填“Mg2?2+”或“Cu2?”)。
（3）一些氧化物的熔点如下表所示： 氧化物 熔点/°C Li2O 1570 MgO 2800 P4O6 23.8 SO2 -75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因_______________。
（4）图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x=___________pm，Mg原子之间最短距离y=_____________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是__________g?cm (列出计算表达式)。
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3、[2019全国Ⅲ]磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：
（1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_________（填“相同”或“相反”）。
（2）FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________，其中Fe的配位数为_____________。
（3）苯胺）的晶体类型是__________。苯胺与甲苯（）的相对分子
质量相近，但苯胺的熔点（-5.9℃）、沸点（184.4℃）分别高于甲苯的熔点（-95.0℃）、沸点（110.6℃），原因是___________。
（4）NH4H2PO4中，电负性最高的元素是______；P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。
（5）NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________（用n代表P原子数）。 4、[2018全国Ⅲ]锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题: （1）Zn原子核外电子排布式为__________
（2）黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能Ⅰ1(Zn)__________Ⅰ1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________
（3）ZnF2具有较高的熔点(872℃ ),其化学键类型是__________;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是__________
（4）《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为__________,C原子的杂化形式为__________
（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为__________,六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为__________g·cm-3(列出计算式)。
5、[2018全国Ⅰ] Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻,能量密度大等优良性能,得到广泛应用,回答下列问题:
（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为__________、__________(填标号)
A． B．
C． D．
（2）Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是__________
（3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是__________。中心原子的杂化形式为__________,LiAlH4中,存在__________(填标号)。 A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键
（4）Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为__________kJ·mol-1,O=O键键能为__________kJ·mol-1,Li2O晶格能为__________kJ·mol-1。
（5）Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为__________g·cm-3(列出计算式)。
6、[2018全国Ⅱ]硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示 熔点/℃ 沸点/℃ H2S -85.5 -60.3 S8 115.2 444.6 FeS2 SO2 SO3 16.8 45.0 H2SO4 10.3 337.0 >600(分解) -75.5 -10.0 回答下列问题:
（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
（2）根据价层电子对互斥理论,H2S,SO2,SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。
（3）图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为 。
（4）气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为 形,其中共价键的类型有 种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子。该分子中S原子的杂化轨道类型为 。
（5）FeS2晶体的晶胞如图(c)所示,晶胞边长为a nm,FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为 g·cm-3;晶胞中Fe2+位于S2所形成的八面体的体心,该正八面体的边长为 nm
7、[2017全国Ⅲ]研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2?3H2?CH3OH?H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题： （1）Co基态原子核外电子排布式为________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。
（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________，原因是________。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了?键外，还存在________。
（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a?0.420nm，则r(O2?)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'?0.448nm，则r(Mn2?)为________nm。
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