第3讲物质结构选做题之难点预测一、变化万千的晶体结构1.以长方体晶胞为载体的计算和判断A、B和D(K Ni F )三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_______，D的配位数为_______；②列式计算该晶体的密度_______ g•cm-32.以某些物质具有的长链结构为载体计算与判断（1）在硅酸盐中，SiO44—四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。
图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为。
Si与O的原子数之比为_______化学式为_______。
图(a) 图（b）（2）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为_____。
已知其中一种化合物的化学式为KcuCl3，另一种的化学式为________；3.特殊物质（1）金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。
该合金的化学式为_______（1）图（2）图（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，由图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中B原子个数为_______，该功能陶瓷的化学式为_______。
二、金属晶体的堆积方式密堆积与粒子间作用力的关系及配位数：三、晶体空间利用率的计算：1. 金刚石晶胞含有个碳原子。
若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r= a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结果)。
2.[2019·全国卷Ⅲ，37(4)(5)](4)GaF3的熔点高于 1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是______________________________________________。
(5)GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为________，Ga 与As以________键键合。
Ga和As的摩尔质量分别为M Ga g·mol－1和M As g·mol－1，原子半径分别为r Ga pm和r As pm，阿伏加德罗常数值为N A，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_____________________________________________________________。
四、从结构角度解释元素性质第二周期单键键能第三周期单键键能第四周期单键键能第五周期单键键能C-C 347 Si - Si 226 Ge - GeN-N 159 P-P 209O-O 146 S-S 268F-F 158 Cl - Cl 242 Br- Br 193I - I 1511.为何F-F键的键能反常地小？2.为何第二周期的C、O、N元素之间形成的单质或化合物中常含有双键或三键，而第三周期元素之间却难以形成双键或三键？3.为何N、O原子成链倾向远不如C-C键牢固？4.C≡O C≡C与N≡N键能相近，为何前二者容易发生反应，而后者却很稳定？单键键能双键键能三键键能C - C 347 C = C 615 C≡C812C - O 326 C = O (CO2) 803 C ≡O 1072N - N 193 N = N 418 N≡N9465. 为何存在PCl5，却不存在NCl5？6. 为何N、O、F含氢化合物容易生成氢键？一水合氨中的氢键如何表示？7.路易斯酸碱理论认为，任何可以接受电子对的分子或离子叫路易斯酸，而任何给出电子对的为路易斯碱。
从结构角度分析硼酸是路易斯酸的原因。
8.C、O的电负性相差1.0，由此可以判断CO应该为极性较强的分子，但实际上CO分子极性很弱，请解释原因：9.从碳酸镁到碳酸钡，为何分解温度依次升高？10.甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水,理由为。
11.关于水分子、H2S、H2Se、苯酚、醇中的氧族元素原子的杂化12.HCO3-与Na+、K+、NH4+形成的酸式盐溶解度都小于其正盐溶解度，原因是什么？13. 试解释H2O,HF,NH3的沸点依次降低的原因：14. 从氢键角度解释硼酸在冷水中溶解度小而加热时溶解度增大的原因（苯酚）。
15.已知Fe 3O 4能导电，解释该晶体能导电的原因:16. CN-作为配体时，提供孤电子对的通常是C 原子而不是N 原子，其原因是什么？17. 氨气与H +或Cu 2+形成的配位键与水形成的相比，何者更稳定？为什么？18. 向[Zn(NH 3)4] SO 4溶液中滴加NaOH 溶液，未出现浑浊，原因是什么？19.为何氨气的碱性比联氨要强？20.已知Co 3+氧化性大于氧气，为何Co 2+在水溶液中难以被氧气、双氧水氧化为Co 3+，而加入氨水后却易被氧化？或：金属铜单独也氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是什么？结构决定性质之往届试题碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键 C —C C —H C —O Si —Si Si —H Si —O键能/1kJ mol -⋅（）356 413 336 226 318 452 ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是。
②4SiH 的稳定性小于4CH ，更易生成氧化物，原因是_________________。
H 2O 互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H 2O 与CH 3CH 3OH 可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。
2019年海南② CuCl 难溶于水但易溶于氨水，其原因是 。
此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。
2019年全国Ⅰ卷(3)K 和Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K 的熔点、沸点等都比金属Cr 低，原因是___________________________。
2019年全国ⅠI 卷（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E 1）。
第二周期部分元素的E 1变化趋势如图（a ）所示，其中除氮元素外，其他元素的E 1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E 1呈现异常的原因是__________。
2019全国卷3（3）在CO 2低压合成甲醇反应（CO 2+3H 2=CH 3OH+H 2O ）所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。
KEY:1.F-F 键中F 原子的外层上还有未键合的孤电子对，由于F 原子半径很小，这些孤电子对相互产生排斥作用，使F-F 键弱化。
拓展：第二周期P 区元素只有2个电子层，原子半径小，当F 、O 、N 原子之间在形成单键时，它们原子的外层上还有未键合的孤电子对，由于第二周期原子间距小，这些孤电子对相互产生排斥作用，使单键弱化，于是反映出的键能比预期的键能要小。
同样在第二周期不同原子之间，如N—O、N—F、O—F键等，虽然键长短，但键能却反常地小。
另外，对于B—B、C—C键，由于其全部价电子均己键合，就不存在键弱化现象，所以键能未出现反常情况。
同样对于F、O、N原子与不含孤电子对的其它原子成键时。
也不产生键弱化现象，F、O、N原子半径小，半径效应导致其与其它原子形成强键。
2.第三周期元素原子半径比第二周期大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。
3.碳的单键键能最强，所以碳的成键能力也最强；C原子成链时，全部价电子均已成键，成键电子对相互排斥作用较小，而N、O原子若成链，其分子中均含有未成键的孤电子对，孤电子对之间相互排斥作用较大，所以N，O原子成链倾向远不如C-C键牢固。
4.C≡C断开第一个π键所需的能量为197kJ/mol,远小于N≡N第一个π键所需的能量528 kJ/mol.5.第二周期的N原子价电子层无d轨道，如果采用sp3杂化，最多只能形成4个σ键；而P原的价电子层中含有空的d轨道，也可以参与形成化学键，所以可以形成PCl5。
拓展：第二周期元素的配位数最多为4，而第三周期元素的配位数可扩大到5、6、7。
6.当N，O、F等电负性大、半径小的原子与氢原子化合时，能使氢原子的电子偏离而成为几乎裸露的氢核(质子)，这个氢原子对另外的N、O、F等原子有强烈的静电作用，这样就形成了氢键。
而其它元素因半径大、电负性小而不易形成氢键。
7.硼酸分子中的B原子有一个2P空轨道，可以接受孤电子对。
8.从电负性分析，CO中的共用电子对偏向氧原子，但分子中形成配位键的电子对是由氧原子单方面提供的，抵消了共用电子对偏向氧原子而产生的极性。
10.乙酸甲酯不易与水形成氢键，而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高，使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出12.HCO3-之间以氢键作用形成长链，减小了HCO3-与水分子之间的作用，导致溶解度降低。
13.单个氢键的键能是（HF）n>( H2O) n >( NH3) n,而平均每个分子形成的氢键数，冰中有2个，而（HF）n和中只有一个，汽化时要克服的氢键的总键能：冰>（HF）n >( NH3) n14.硼酸分子间通过氢键缔合，加热时部分氢键被破坏。
15.电子可以在两种不同价态的铁离子间快速发生转移。
16.碳元素的电负性小于氮元素的电负性，更易提供孤电子对。
18.[Zn(NH3)4]+难电离出Zn2+，溶液中的Zn2+浓度很低，无法生成沉淀。
20.过氧化氢为氧化剂，氨与铜离子形成配离子，两者相互促进使反应进行。