大题06 物质结构与性质选做题14题—备战2020年高考化学大题必杀100题（解析版）

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大题 06 物质结构与性质选做题 14 题

—备战 2020 年高考化学大题必杀 100 题

1．（1）回答下列问题：

① 处于基态的 Ca 和Fe 原子，下列参数前者小于后者的是_________；

a. 最外层电子数 b. 未成对电子数 c. 第一电离能 d. 原子半径

② 有文献表明，迄今为止（至 2016 年）除氦外，所有其他稀有气体元素都能形成化合物。试简要

说明未能制得氦的化合物的理由 _______________________。

（2）H和N可以形成多种化合物。

① 已知联氨(N2H4)的物理性质与水接近，其原因是_____________________；

② 计算表明： N4H62+ 的一种结构如图所示，氢原子只有一种化学环境，氮原子有两种环境，其中

的大 π 键可表示为_________________。

（3）晶体 X只含钠、镁、铅三种元素。在不同的温度和压力下，晶体 X呈现不同的晶相。

①γ-X 是立方晶系的晶体。铅为立方最密堆积，其余两种原子有选择的填充铅原子构成的四面体空

隙和八面体空隙。在不同的条件下，γ-X 也呈现不同的结构，其晶胞如图所示。X的化学式为_____

________；在(b)型晶胞中，边长为 a pm，距离 Pb 最短的 Na 有_______个，长度为_______pm（用

a表示）；Na 填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为________和八面体空隙的百分比为__

______。已知(a)型晶胞的边长为 770 pm，则该型晶体的密度为_________g·cm-3。（只列出计算

式）

②α-X 是一种六方晶系的晶体，而在 α-X 中，镁和铅按 1：1 的比例形成类似于石墨的层状结构，

钠填在层间。试画出一层 α-X 的结构__________。

【答案】

（1）

①bc

② 基态氦原子具有唯一全充满的 1s 电子层，半径较小，具有较高第一电离能，所以难以形成化合

物

（2）①联氨分子间能形成较多氢键 ②

（3）

①Na2MgPb 4 a 50% 100%

②

【解析】

（1）①基态的 Ca 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2，基态 Fe 原子核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d64s2，

a．二者最外层电子数相等，故 a不符合题意；

b．Ca 原子没有未成对电子，Fe 原子有 4个未成对的电子，故 b符合题意；

c．Ca 与Fe 同周期，同周期元素第一电离能从左至右呈增大的趋势，Ca 原子核外电子排布处于全

充满稳定状态，第一电离能比相邻元素大，但铁原子与钙不相邻，则第一电离能 Ca＜Fe，故 c符合

题意；

d．Ca 与Fe 同周期，电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：Ca＞Fe，故 d不

符合题意；

答案选 bc；

② 基态氦原子核外电子排布式为 1s2，基态氦原子具有唯一全充满的 1s 电子层，半径较小，具有较

高的第一电离能，所以难以形成化合物；

（2）①联氨(N2H4)的分子中的氮原子可与氢原子形成氢键，并且分子间氢键数目较多，水分子间氧

原子与氢原子也能形成氢键，则联氨(N2H4)的物理性质与水接近；

②根据N4H62+的结构示意图，四个氮原子形成六电子的大 π键，可表示为；

（3）①结合原子在晶胞中的位置关系，利用均摊法，在(a)型晶胞中，Pb 位于晶胞的顶点和面心，

数目为 8× +6× =4，Na 位于晶胞的体内，数目为 8，Mg 原子位于晶胞的棱上和体心，数目为

12× +1=4，X的化学式为 Na2MgPb；在(b)型晶胞中，体对角线处的 Na 距离 Pb 最短，共有 4个，

棱长为 apm，面对角线长为 apm，则体对角线的长度为 apm，距离 Pb 最短的 Na 的长度为体

对角线长度的，则长度为 apm；在(b)型晶胞中，Na 填充了晶胞中铅原子构成的四面体有 8个，

其中只有 4个四面体中填充了 Na，Na 填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为 50%；铅原

子构成八面体只有一个，且 Na 原子在八面体的体心，Na 填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百

分比为 100%；(a)型晶胞的边长为 770 pm，则晶胞的体积 V=(770 pm)3=(7.70×10-8)3cm3，在(a)型晶胞

中，Pb 位于晶胞的顶点和面心，数目为 8× +6× =4，Na 位于晶胞的体内，数目为 8，Mg 原子位

于晶胞的棱上和体心，数目为 12× +1=4，则一个晶胞中含有 4个Na2MgPb；根据晶胞密度计算公

式ρ= = ；

②α-X 是一种六方晶系的晶体，而在 α-X 中，镁和铅按 1：1 的比例形成类似于石墨的层状结构，

钠填在层间，则层内只有镁和铅，层内 α-X 的结构为。

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