高考化学一轮复习 专项训练 物质结构与性质综合题（解析版）.pdfVIP

专项训练物质结构与性质综合题解（析版）

1.2（023.全国.统考高考真题）将献菁一钻钛一三化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得

一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：

1（）图1所示的几种碳单质，它们互为，其中属于原子晶体的是,C6。间

碳纳米管

2（）献菁和钻酷菁的分子结构如图2所示。

图2

献菁分子中所有原子共平面，其中P轨道能提供一对电子的N原子是填（图2献

菁中N原子的标号）。钻配菁分子中，钻离子的化合价为,氮原子提供孤对电子

与钻离子形成键。

3（）气态A1CL通常以二聚体Al2cQ的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中A1的

轨道杂化类型为oA1F,的熔点为1090C,远高于A1CL的192C,由此可以判断

铝氟之间的化学键为键。A吗结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，H的配位

数为0若晶胞参数为印m,晶体密度。=g.cm^列出计算式，阿伏加

德罗常数的值为NA）。

图3aAl2ck的分子结构图3bAIF3的晶体结构

【答案】(1)同素异形体金刚石范德华力

⑵③+2配位

84xlO30

3

(3)sp离子2

【详解】(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，

它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，

石墨属于混合型晶体，属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；C6。间的作用力

是范德华力；

(2)已知酸菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为

sp?杂化，且分子中存在大兀键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个

sp?杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大兀键，标号为③的N原子的p轨

道能提供一对电子参与形成大兀键,因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而

电离出H+；钻醐菁分子中，失去了2个H+的醐菁离子与钻离子通过配位键结合成分子，

因此，钻离子的化合价为+2,氮原子提供孤对电子与钻离子形成配位键。

(3)由Al2cL的空间结构结合相关元素的原子结构可知，A1原子价层电子对数是4,

其与其周围的4个原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为sp?。

AIF3的熔点为1090℃,远高于AlCb的192℃,由于F的电负性最大，其吸引电子的能

力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由A1F3的晶胞结构可知，其中

含灰色球的个数为12X：=3,红色球的个数为8X：=1,则灰色的球为F1距F-最近且

48

等距的A13+有2个，则F-的配位数为2。若晶胞参数为apm,则晶胞的体积为

84e^4x1030

33,o3

(apm=axlOcm,晶胞的质量为丁，则其晶体密度夕=二1g-cn?。

2.(2023・全国•统考高考真题)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发火

星上存在大量橄榄石矿物(MgFe“