2019-2020年高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編專題24物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選修新人教版.doc

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2019-2020年高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編專題24物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選修新人教版 1．【xx新課標(biāo)1卷】（15分） 鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}： （1）元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長為_______nm（填標(biāo)號(hào)）。 A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5 （2）基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是_________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為___________。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是___________________________。 （3）X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在離子。離子的幾何構(gòu)型為_____________，中心原子的雜化形式為________________。 （4）KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長為a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為______nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為__________。 （5）在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于______位置，O處于______位置。 【參考答案】（1）A （2）N 球形 K的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱 （3）V形 sp3 （4）0.315 12 （5）體心 棱心 OF2屬于V形，因此幾何構(gòu)型為V形，其中心原子的雜化類型為sp3；（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，K與O間的最短距離是面對(duì)角線的一半，即為nm＝0.315nm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，距離K最近的O的個(gè)數(shù)為12個(gè)；（5）根據(jù)KIO3的化學(xué)式，以及晶胞結(jié)構(gòu)，可知K處于體心，O處于棱心。 【名師點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的相關(guān)知識(shí)，以填空或簡(jiǎn)答方式考查，常涉及如下高頻考點(diǎn)：原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(基態(tài)微粒的電子排布式、電離能及電負(fù)性的比較)、元素周期律；分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(化學(xué)鍵類型、原子的雜化方式、分子空間構(gòu)型的分析與判斷)；晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(晶體類型、性質(zhì)及與粒子間作用的關(guān)系、以晶胞為單位的密度、微粒間距與微粒質(zhì)量的關(guān)系計(jì)算及化學(xué)式分析等)。只有掌握這些，才可以更好的解決物質(zhì)結(jié)構(gòu)的問題。 2．【xx新課標(biāo)2卷】（15分） 我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列問題： （1）氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為_____________。 （2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是__________。 （3）經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。 ①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為_________，不同之處為__________。（填標(biāo)號(hào)） A．中心原子的雜化軌道類型 B． 中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù) C．立體結(jié)構(gòu) D．共價(jià)鍵類型 ②R中陰離子中的σ鍵總數(shù)為________個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為），則中的大π鍵應(yīng)表示為____________。 ③圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為()N?H…Cl、____________、____________。 （4）R的晶體密度為d gcm?3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個(gè)單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為______________。 【答案】（1）（2）同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個(gè)電子 （3）①ABD C ②5 ③(H3O+)O-H…N() ()N-H…N() （4） 【名師點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的相關(guān)知識(shí)，以填空或簡(jiǎn)答方式考查，常涉及如下高頻考點(diǎn)：原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(基態(tài)微粒的電子排布式、電離能及電負(fù)性的比較)、元素周期律；分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(化學(xué)鍵類型、原子的雜化方式、分子空間構(gòu)型的分析與判斷)；晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(晶體類型、性質(zhì)及與粒子間作用的關(guān)系、以晶胞為單位的密度、微粒間距與微粒質(zhì)量的關(guān)系計(jì)算及化學(xué)式分析等)。只有對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)積累牢固，這類問題才能比較容易解決；在做題過程中一定要注意審清楚問題問的是什么，如本題（1）問的是電子排布圖，而不是電子排布式，另一個(gè)注意書寫規(guī)范，如氫鍵的表示。 3．【xx新課標(biāo)3卷】（15分） 研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}： （1）Co基態(tài)原子核外電子排布式為_____________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是_________，基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是_________________。 （2）CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為__________和__________。 （3）在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開________________，原因是______________________________。 （4）硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________。 （5）MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)（如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420 nm，則r(O2-)為________nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a =0.448 nm，則r(Mn2+)為________nm。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d74s2或3d74s2 O Mn （2）sp sp3 （3）H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大、范德華力較大 （4）離子鍵和π鍵（或鍵） （5）0.148 0.076 （3）在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)镠2O>CH3OH>CO2>H2，原因是常溫下水和甲醇是液體而二氧化碳和氫氣是氣體，液體的沸點(diǎn)高于氣體；H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多，所以水的沸點(diǎn)高于甲醇；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大、范德華力較大，所以CO2的沸點(diǎn)較高。 （4）硝酸錳是離子化合物，硝酸根和錳離子之間形成離子鍵，硝酸根中N原子與3個(gè)氧原子形成 3個(gè)σ鍵，硝酸根中有一個(gè)氮氧雙鍵，所以還存在π鍵。 （5）因?yàn)镺2－是面心立方最密堆積方式，面對(duì)角線是O2－半徑的4倍，即4r(O2－)=a，解得 r(O2－)= nm=0.148nm；MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)=2 r(O2－)+2 r(Mn2+)，則r(Mn2+)=(0.448 nm-20.148 nm)/2=0.076nm。 【名師點(diǎn)睛】物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及電子排布式、第一電能能比較、雜化理論、化學(xué)鍵及分子間作用力和晶胞的計(jì)算等。其中雜化形式的判斷是難點(diǎn)，具體方法是：先計(jì)算中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)，價(jià)電子對(duì)數(shù)n=（中心原子的價(jià)電子數(shù)+配位原子的成鍵電子數(shù)電荷數(shù)）。注意：①當(dāng)上述公式中電荷數(shù)為正值時(shí)取“-”，電荷數(shù)為負(fù)值時(shí)取“+”；②當(dāng)配位原子為氧原子或硫原子時(shí)，成鍵電子數(shù)為零；根據(jù)n值判斷雜化類型：一般有如下規(guī)律：當(dāng)n=2，sp雜化；n=3，sp2雜化；n=4，sp3雜化。 4．【xx江蘇卷】 鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。某FexNy的制備需鐵、氮?dú)狻⒈鸵掖紖⑴c。 （1）Fe3+基態(tài)核外電子排布式為____________________。 （2）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為______________。 （3）C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開_______________。 （4）乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)開___________________。 （5）某FexNy的晶胞如題21圖?1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x?n) CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如題21圖?2 所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為___________。 【答案】（1）3d5或 1s22s22p63s23p63d5 （2）sp2和sp3 9 mol （3）HINi的原因是______。 （4）某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_____。 ②若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數(shù)a=________nm。 【答案】（ 1）1s22s22p63s23p63d84s2或 3d84s2 2 （2）①正四面體 ②配位鍵 N ③高于 NH3分子間可形成氫鍵極性 sp3 （3）金屬銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子 （4）①3:1 ② 【解析】 試題分析：（1）鎳是28號(hào)元素，位于第四周期，第Ⅷ族，根據(jù)核外電子排布規(guī)則，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2 2p63s23p63d84s2，3d能級(jí)有5個(gè)軌道，先占滿5個(gè)自旋方向相同的電子，剩余3個(gè)電子再分別占據(jù)三個(gè)軌道，電子自旋方向相反，所以未成對(duì)的電子數(shù)為2。 （3）銅和鎳屬于金屬，則單質(zhì)銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體；銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子，所以ICu>INi。 （4）①根據(jù)均攤法計(jì)算，晶胞中銅原子個(gè)數(shù)為61/2=3，鎳原子的個(gè)數(shù)為81/8=1，則銅和鎳原子的數(shù)量比為3：1。 ②根據(jù)上述分析，該晶胞的組成為Cu3Ni，若合金的密度為dg/cm3，根據(jù)ρ=mV，則晶胞參數(shù)a=nm。 【考點(diǎn)定位】考查核外電子排布，軌道雜化類型的判斷，分子構(gòu)型，化學(xué)鍵類型，晶胞的計(jì)算等知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】本題考查核外電子排布，軌道雜化類型的判斷，分子構(gòu)型，物質(zhì)熔沸點(diǎn)的判斷，化學(xué)鍵類型，晶胞的計(jì)算等知識(shí)，保持了往年知識(shí)點(diǎn)比較分散的特點(diǎn)，立足課本進(jìn)行適當(dāng)拓展，但整體難度不大。晶胞中原子的數(shù)目往往采用均攤法：①位于晶胞頂點(diǎn)的原子為8個(gè)晶胞共用，對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1/8；②位于晶胞面心的原子為2個(gè)晶胞共用，對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1/2；③位于晶胞棱心的原子為4個(gè)晶胞共用，對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1/4；④位于晶胞體心的原子為1個(gè)晶胞共用，對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1。 7．【xx新課標(biāo)3卷】砷化鎵（GaAs）是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題： （1）寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式________________________。 （2）根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga______As，第一電離能Ga______As。（填“大于”或“小于”） （3）AsCl3分子的立體構(gòu)型為_______，其中As的雜化軌道類型為_________。 （4）GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因是__________。 （5）GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，密度為ρgcm-3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為________,Ga與As以_____鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol-1和MAs gmol-1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_______。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3或3d104s24p3 (2) 大于小于 （3）三角錐形 sp3 （4）GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，離子晶體GaF3的熔沸點(diǎn)高； （5）原子晶體；共價(jià)鍵 （5）GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，密度為ρgcm-3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，熔點(diǎn)很高，所以晶體的類型為原子晶體，其中Ga與As以共價(jià)鍵鍵合。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Ca和As的個(gè)數(shù)均是4個(gè)，所以晶胞的體積是。二者的原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%＝ 。 【考點(diǎn)定位】考查核外電子排布、電離能、原子半徑、雜化軌道、空間構(gòu)型以及晶胞結(jié)構(gòu)判斷與計(jì)算等 【名師點(diǎn)睛】物質(zhì)結(jié)構(gòu)包括原子結(jié)構(gòu)(原子核外電子排布、原子的雜化方式、元素電負(fù)性大小比較、元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱)、分子結(jié)構(gòu)(化學(xué)鍵、分子的電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書寫、化學(xué)式的種類、官能團(tuán)等)、晶體結(jié)構(gòu)(晶體類型的判斷、物質(zhì)熔沸點(diǎn)的高低、影響因素、晶體的密度、均攤方法的應(yīng)用等)。本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容，涉及前36號(hào)元素核外電子排布式的書寫、元素周期律、第一電離能規(guī)律、空間構(gòu)型、雜化軌道、晶體熔點(diǎn)高低的判斷、晶體類型、以及晶胞的計(jì)算等知識(shí)，這部分知識(shí)要求考生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，做到知識(shí)的靈活運(yùn)用等，考查了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)解決相關(guān)化學(xué)問題的能力。只有掌握這些，才可以更好的解決物質(zhì)結(jié)構(gòu)的問題。 8．【xx海南卷】M是第四周期元素，最外層只有1個(gè)電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負(fù)一價(jià)離子的最外層電子數(shù)與次外層的相同?；卮鹣铝袉栴}： （1）單質(zhì)M的晶體類型為______，晶體中原子間通過_____作用形成面心立方密堆積，其中M原子的配位數(shù)為______。 （2）元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為________，其同周期元素中，第一電離能最大的是_____（寫元素符號(hào)）。元素Y的含氧酸中，酸性最強(qiáng)的是______（寫化學(xué)式），該酸根離子的立體構(gòu)型為______。 （3）M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。 ①該化合物的化學(xué)式為_______，已知晶胞參數(shù)a=0.542 nm，此晶體的密度為_______gcm–3。（寫出計(jì)算式，不要求計(jì)算結(jié)果。阿伏加德羅常數(shù)為NA） ②該化合物難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氣則被氧化為深藍(lán)色，深藍(lán)色溶液中陽離子的化學(xué)式為_______。 【答案】（1）金屬晶體金屬鍵 12 （每空1分，共3分） （2）1s22s22p63s23p5 Ar HClO4正四面體（每空1分，共4分） （3）①CuCl （每空2分，共4分） ②Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物（或配離子） 2+ (2分，1分，共3分) （3）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)利用切割法分析，每個(gè)晶胞中含有銅原子個(gè)數(shù)為81/8+61/2=4，氯原子個(gè)數(shù)為4，該化合物的化學(xué)式為CuCl ，1mol晶胞中含有4mol CuCl，1mol晶胞的質(zhì)量為499.5g，又晶胞參數(shù)a=0.542 nm，此晶體的密度為gcm–3。②該化合物難溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物。該溶液在空氣中Cu(I)被氧化為Cu(II)，故深藍(lán)色溶液中陽離子的化學(xué)式為2+ 。 考點(diǎn)：考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)和晶胞計(jì)算。 【名師點(diǎn)睛】本題考查較為綜合，題目難度較大。答題時(shí)注意電子排布式的書寫方法，把握分子空間構(gòu)型、等電子體、分子極性等有關(guān)的判斷方法。關(guān)于核外電子排布需要掌握原子結(jié)構(gòu)“三、二、一”要點(diǎn)：三個(gè)原理：核外電子排布三個(gè)原理——能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則；兩個(gè)圖式：核外電子排布兩個(gè)表示方法——電子排布式、電子排布圖；一個(gè)順序：核外電子排布順序——構(gòu)造原理。 9．【xx江蘇卷】 2–在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng)： 4HCHO+2–+4H++4H2O===2++4HOCH2CN （1）Zn2+基態(tài)核外電子排布式為____________________。 （2）1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為____________mol。 （3）HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是______________。 （4）與H2O分子互為等電子體的陰離子為________________。 （5）2–中Zn2+與CN–的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型，2–的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_____________。 【答案】（1）1s22s22p62s23p63d10（或 3d10） （2）3 （3）sp3和sp （4）NH2－ （5） （4）原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的是等電子體，H2O含有10個(gè)電子，則與H2O分子互為等電子體的陰離子為NH2－； （5）在2–中Zn2+與CN-的C原子形成配位鍵，C原子提供一對(duì)孤對(duì)電子，Zn2+的空軌道接受電子對(duì)，因此若不考慮空間構(gòu)型，2–的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為 。 【考點(diǎn)定位】本題主要是考查核外電子排布、雜化軌道類型、共價(jià)鍵、等電子體以及配位鍵等有關(guān)判斷 【名師點(diǎn)晴】物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)常考知識(shí)點(diǎn)有：（1）電子排布式、軌道表示式、成對(duì)未成對(duì)電子、全滿半滿；（2）分子立體構(gòu)型；（3）氫鍵；（4）晶體類型、特點(diǎn)、性質(zhì)；（5）分子的極性；（6）性質(zhì)比較：熔沸點(diǎn)、穩(wěn)定性、溶解性、電負(fù)性、電離能；（7）雜化；（8）晶胞；（9）配位鍵、配合物；（10）等電子體；（11）σ鍵和π鍵。出題者都想盡量在一道題中包羅萬象，考查面廣一點(diǎn)，所以復(fù)習(xí)時(shí)不能留下任何知識(shí)點(diǎn)的死角。核心知識(shí)點(diǎn)是必考的，一定要牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)；細(xì)心審題，準(zhǔn)確運(yùn)用化學(xué)用語回答問題是關(guān)鍵。其中雜化類型的判斷和晶胞的分析和計(jì)算是難點(diǎn)，雜化類型的判斷可以根據(jù)分子結(jié)構(gòu)式進(jìn)行推斷，雜化軌道數(shù)=中心原子孤電子對(duì)數(shù)(未參與成鍵)+中心原子形成的σ鍵個(gè)數(shù)，方法二為根據(jù)分子的空間構(gòu)型推斷雜化方式，①只要分子構(gòu)型為直線形的，中心原子均為sp雜化，同理，只要中心原子是sp雜化的，分子構(gòu)型均為直線形。②只要分子構(gòu)型為平面三角形的，中心原子均為sp2雜化。③只要分子中的原子不在同一平面內(nèi)的，中心原子均是sp3雜化。④V形分子的判斷需要借助孤電子對(duì)數(shù)，孤電子對(duì)數(shù)是1的中心原子是sp2雜化，孤電子對(duì)數(shù)是2的中心原子是sp3雜化。該題的另一個(gè)難點(diǎn)是配位鍵的表示，注意掌握配位鍵的含義，理解配體、中心原子等。 10．【xx四川卷】M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。請(qǐng)回答下列問題： （1）R基態(tài)原子的電子排布式是 ① ，X和Y中電負(fù)性較大的是 ② （填元素符號(hào)）。 （2）X的氫化物的沸點(diǎn)低于與其組成相似的M的氫化物，其原因是___________。 （3）X與M形成的XM3分子的空間構(gòu)型是__________。 （4）M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如圖所示，則圖中黑球代表的離子是_________（填離子符號(hào)）。 （5）在稀硫酸中，Z的最高價(jià)含氧酸的鉀鹽（橙色）氧化M的一種氫化物，Z被還原為+3價(jià)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。 【答案】（1）①1s22s22p63s1或3s1②Cl （2）H2S分子間不存在氫鍵，H2O分子間存在氫鍵 （3）平面三角形 （4）Na＋ （5）K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O 【解析】 試題分析：根據(jù)題意知M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍，則M是O元素；R是同周期元素中最活潑的金屬元素，且原子序數(shù)大于O，則R在第三周期，應(yīng)是Na元素；X和M形成的一種化合物是形成酸雨的主要大氣污染物，則X是S元素，進(jìn)而知Y為Cl元素；Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿，即價(jià)電子排布式為3d54s1，Z是Cr元素，據(jù)此作答。 （4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以算出白球的個(gè)數(shù)為8+6=4，黑球的個(gè)數(shù)為8個(gè)，由于這種離子化合物的化學(xué)式為Na2O，黑球代表的是Na+，答案為：Na+。 （5）根據(jù)題意知重鉻酸鉀被還原為Cr3+，則過氧化氫被氧化生成氧氣，利用化合價(jià)升降法配平，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O ， 答案為：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O 。 【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊，涉及元素推斷、原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，晶胞計(jì)算，氧化還原方程式的書寫。 【名師點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的相關(guān)知識(shí)，以填空或簡(jiǎn)答方式考查，常涉及如下高頻考查點(diǎn)：原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(基態(tài)微粒的電子排布式、電離能及電負(fù)性的比較)、元素周期律；分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(化學(xué)鍵類型、原子的雜化方式、分子空間構(gòu)型的分析與判斷)；晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(晶體類型、性質(zhì)及與粒子間作用的關(guān)系、以晶胞為單位的密度、微粒間距與微粒質(zhì)量的關(guān)系計(jì)算及化學(xué)式分析等)。對(duì)于此類題要掌握以下幾點(diǎn)：(1)ⅡA族元素的價(jià)電子構(gòu)型為ns2、ⅤA族元素的價(jià)電子構(gòu)型為ns2np3，分別屬于全滿或半滿狀態(tài)，屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此ⅡA族、ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。(2)金屬元素的電負(fù)性較小，非金屬元素的電負(fù)性較大。同周期元素從左到右，元素的電負(fù)性遞增，同主族元素自上而下，元素的電負(fù)性遞減。(3)化學(xué)鍵影響物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；范德華力和氫鍵只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)。(4)均攤法在有關(guān)晶胞計(jì)算中的規(guī)律。根據(jù)題給信息準(zhǔn)確推斷相關(guān)元素、結(jié)合相關(guān)知識(shí)進(jìn)行作答是得分的關(guān)鍵。題目難度適中。 11．【xx上海卷】NaCN超標(biāo)的電鍍廢水可用兩段氧化法處理： （5）上述反應(yīng)涉及到的元素中，氯原子核外電子能量最高的電子亞層是_____；H、C、N、O、Na的原子半徑從小到大的順序?yàn)開______。 （6）HCN是直線型分子，HCN是_____分子（選填“極性”、“非極性”）。HClO的電子式為_____。 【答案】（5）3p；H＜O＜N＜C＜Na （6）極性； 12．【xx安徽卷】（14分）C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。 （1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。 （2）N的基態(tài)原子核外電子排布式為_____；Cu的基態(tài)原子最外層有___個(gè)電子。 （3）用“>”或“<”填空： 原子半徑 電負(fù)性 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) Al_____Si N____O 金剛石_____晶體硅 CH4____SiH4 【答案】（1）三 IVA ，（2）1s22s22p3，1個(gè)（3）>，<，>，< 【解析】（1）Si的核電荷數(shù)為14，位于元素周期表第三周期IVA族；（2）N原子的核外電子數(shù)為7，根據(jù)電子排布式的書寫規(guī)則，N的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p3；Cu的基態(tài)原子核外電子排布式為：1s22s22p6 3s23p63d10 4s1故最外層有1個(gè)電子（3）同周期元素原子隨核電荷數(shù)遞增，原子半徑減小；非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大；金剛石和晶體硅都屬于原子晶，但C-C鍵鍵長短，鍵能大，故熔點(diǎn)更高；組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高。 13．【xx福建卷】（13分）科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。 （1）CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序?yàn)開_______________。 （2）下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是_______(填序號(hào))。 a．固態(tài)CO2屬于分子晶體 b．CH4分子中含有極性共價(jià)鍵，是極性分子 c．因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點(diǎn)低于CO2 d．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp （3）在Ni基催化劑作用下，CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2. ①基態(tài)Ni原子的電子排布式為_______，該元素位于元素周期表的第_____族。 ②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有_______molσ鍵。 （4）一定條件下，CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”。 ①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是________。 ②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm，根據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是________。 【答案】(13分)（1）H、C、O；（2）a、d；（3）①1s22s22p63s23p63d84s2或 3d84s2；VIII；②8。 （4）①氫鍵、范德華力；②CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑，且與H2O的結(jié)合力大于CH4。 正確。故答案選a、d；（3）①28號(hào)元素Ni的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或 3d84s2；，該元素位于元素周期表的第四周期第VIII族。②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，在每個(gè)配位體中含有一個(gè)σ鍵，在每個(gè)配位體與中心原子之間形成一個(gè)σ鍵，所以1mol Ni(CO)4中含有8molσ鍵。（4）①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是分子間作用力和氫鍵，分子間作用力也叫范德華力。②根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，籠狀空腔的直徑是0. 586nm，而CO2分子的直徑是0. 512nm，大于分子的直徑，而且CO2與水分子之間的結(jié)合力大于CH4，因此可以實(shí)現(xiàn)用CO2置換CH4的設(shè)想。 【考點(diǎn)定位】考查元素的電負(fù)性的比較、原子核外電子排布式的書寫、物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、物理性質(zhì)的比較、配位化合物的形成及科學(xué)設(shè)想的構(gòu)思等知識(shí)。 14．【xx新課標(biāo)1卷】碳及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問題： （1）處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用 形象化描述。在基態(tài)原子中，核外存在 對(duì)自旋相反的電子。 （2）碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是 。 （3）CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有 ，C原子的雜化軌道類型是 ，寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子 。 （4）CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于 晶體。 碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示： ①在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有 個(gè)C原子。 ②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有 個(gè)C原子在同一平面。 【答案】（1）電子云 2 （2）C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu) （3）σ鍵和π鍵 sp CO2、SCN- （4）分子 （5）①3 2 ②12 4 （3）CS2分子中，C與S原子形成雙鍵，每個(gè)雙鍵都是含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，分子空間構(gòu)型為直線型，則含有的共價(jià)鍵類型為σ鍵和π鍵；C原子的最外層形成2個(gè)σ鍵，無孤對(duì)電子，所以為sp雜化；O與S同主族，所以與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子為CO2；與二氧化碳互為等電子體的離子有SCN-，所以SCN-的空間構(gòu)型與鍵合方式與CS2相同； 【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用、化學(xué)鍵類型的判斷、晶胞的計(jì)算；試題難度為較難等級(jí)。 15．【xx新課標(biāo)2卷】（15分）A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元索，A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型；C、 D為同周期元索，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉栴}： （1）四種元素中電負(fù)性最大的是 （填元素符號(hào)），其中C原子的核外電子排布式為__________。 （2）單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是 （填分子式），原因是 ；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為 和 。 （3）C和D反應(yīng)可生成組成比為1：3的化合物E， E的立體構(gòu)型為 ，中心原子的雜化軌道類型為 。 （4）化合物D2A的立體構(gòu)型為 ，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為 ，單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A，其化學(xué)方程式為 。 （5）A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)，a＝0.566nm， F 的化學(xué)式為 ：晶胞中A 原子的配位數(shù)為 ；列式計(jì)算晶體F的密度（g.cm-3） 。 【答案】（1）O；1s22s22p63s23p3（或 3s23p3） （2）O3；O3相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大；分子晶體；離子晶體 （3）三角錐形；sp3 （4）V形；4；2Cl2＋2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl （或2Cl2＋2Na2CO3＝Cl2O＋CO2＋2NaCl） （5）Na2O；8； （3）C和D反應(yīng)可生成組成比為1：3的化合物E，即E是PCl3， 其中P含有一對(duì)孤對(duì)電子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以E的立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子的雜化軌道類型為sp3。 （4）化合物Cl2O分子中氧元素含有2對(duì)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以立體構(gòu)型為V形。單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A，則化學(xué)方程式為2Cl2＋2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl。 （5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知氧原子的個(gè)數(shù)＝，Na全部在晶胞中，共計(jì)是8個(gè)，則F 的化學(xué)式為Na2O。以頂點(diǎn)氧原子為中心，與氧原子距離最近的鈉原子的個(gè)數(shù)8個(gè)，即晶胞中A 原子的配位數(shù)為8。晶體F的密度＝。 【考點(diǎn)定位】本題主要是考查元素推斷、核外電子排布、電負(fù)性、空間構(gòu)型、雜化軌道、晶體類型與性質(zhì)及晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等 16．【xx四川卷】（13分）X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素。X和R屬同族元素；Z和U位于第VIIA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等；T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃。 請(qǐng)回答下列問題： （1）R基態(tài)原子的電子排布式是_____________________。 （2）利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷TU3的立體構(gòu)型是______。 （3）X所在周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，酸性最強(qiáng)的是______(填化學(xué)式)；Z和U的氫化物中沸點(diǎn)較高的是_____(填化學(xué)式)；Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體，熔點(diǎn)由高到低的排列順序是_______(填化學(xué)式)。 （4）CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒劑，反應(yīng)可生成T的最高價(jià)含氧酸和銅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________。 【答案】（1）1s22s22p63s23p2或者 3s23p2 （2）三角錐形 （3）HNO3；HF；Si＞Mg＞Cl2 （4）P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4 【考點(diǎn)定位】元素推斷 物質(zhì)結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu) 17．【xx上海卷】（本題共12分）白云石的主要成份是CaCO3MgCO3，在我國有大量的分布。以白云石為原料生產(chǎn)的鈣鎂系列產(chǎn)品有廣泛的用途。白云石經(jīng)煅燒、熔化后得到鈣鎂的氫氧化物，再經(jīng)過碳化實(shí)現(xiàn)Ca2+、Mg2+的分離。碳化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學(xué)方程式如下：Ca(OH)2+ Mg(OH)2+ 3CO2?CaCO3+ Mg(HCO3)2+ H2O。完成下列填空 （4）Mg原子核外電子排布式為 ；Ca原子最外層電子的能量 Mg原子最外層電子的能量（選填“低于”、“高于”或“等于”）。 【答案】（4）1s22s22p63s2；高于。 【解析】（4）Mg是12號(hào)元素，原子核外電子排布式為1s22s22p63s2；Ca與Mg是同一主族的元素，原子最外層電子數(shù)相同，但是由于Ca的原子半徑比Mg大，最外層電子離原子核較遠(yuǎn)，克服核對(duì)其吸引力強(qiáng)，容易失去，變?yōu)镃a2+。所以Ca原子最外層電子的能量高于Mg原子最外層電子的能量。 18．【xx山東卷】（12分）氟在自然界中常以CaF2的形式存在。 （1）下列關(guān)于CaF2的表述正確的是_______。 a．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用 b．F－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2 c．陰陽離子比為2：1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型相同 d．CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 （2）CaF2難溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________(用離子方程式表示)。 已知AlF63-在溶液中可穩(wěn)定存在。 （3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構(gòu)型為________，其中氧原子的雜化方式為_________。 （4）F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g) △H=－313kJmol－1，F(xiàn)－F鍵的鍵能為159kJmol－1，Cl－Cl鍵的鍵能為242kJmol－1，則ClF3中Cl－F鍵的平均鍵能為______kJmol－1。ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的________(填“高”或“低”)。 【答案】（1）bd（2）Al3++3CaF2= 3Ca2++AlF63- （3）角形或V形；sp3。（4）172；低。 （3）OF2分子中O與2個(gè)F原子形成2個(gè)σ鍵，O原子還有2對(duì)孤對(duì)電子，所以O(shè)原子的雜化方式為sp3，空間構(gòu)型為角形或V形。 （4）根據(jù)焓變的含義可得：242kJmol－1+3159kJmol－1—6ECl—F =－313kJmol－1，解得Cl－F鍵的平均鍵能ECl—F =172 kJmol－1；組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，所以ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的低。 【考點(diǎn)定位】本題以CaF2為情景，考查了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、離子半徑比較、離子方程式的書寫、中心原子的雜化方式和分子的構(gòu)型、鍵能的計(jì)算、熔點(diǎn)的比較。 19．【xx江蘇卷】下列反應(yīng)曾用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛：2Cr2O72－＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→43＋＋3CH3COOH （1）Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為_________；配合物3＋中，與Cr3＋形成配位鍵的原子是________(填元素符號(hào))。 （2）CH3COOH中C原子軌道雜化類型為______________；1molCH3COOH分子中含有δ鍵的數(shù)目為 ______。 （3）與H2O互為等電子體的一種陽離子為________(填化學(xué)式)；H2O與CH3CH3OH可以任意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)開__________。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d3或2d3，O；（2）sp3、sp2，7mol或7NA；（3）H2F＋，H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵。 【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)、電子排布式、雜化類型、共價(jià)鍵類型、等電子體、溶解度等知識(shí)。 20．【xx海南卷】 Ⅰ（6分）下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)與氫鍵無關(guān)的是 A．乙醚的沸點(diǎn) B．乙醇在水中的溶解度 C．氫化鎂的晶格能 D．DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) Ⅱ（14分）釩（23V）是我國的豐產(chǎn)元素，廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)。 回答下列問題： （1）釩在元素周期表中的位置為 ，其價(jià)層電子排布圖為 。 （2） 釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。晶胞中實(shí)際擁有的陰、陽離子個(gè)數(shù)分別為 、 。 （3）V2O5常用作SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO2 分子中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是 對(duì)，分子的立體構(gòu)型為 ；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為 ；SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為 ；該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長由兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為 (填圖2中字母)，該分子中含有 個(gè)σ鍵。 （4）V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉（Na3VO4），該鹽陰離子的立體構(gòu)型為 ；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸鈉的化學(xué)式為 。 【答案】ⅠAC。 Ⅱ（1）第4周期ⅤB族，電子排布圖略。 （2）4，2。 （3）2，V形；sp2雜化； sp3雜化； a，12。 （4）正四面體形；NaVO3。 （3）SO2 分子中S原子價(jià)電子排布式為3s23p4，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2對(duì)，分子的立體構(gòu)型為V形；根據(jù)雜化軌道理論判斷氣態(tài)SO3單分子中S原子的雜化軌道類型為sp2雜化；由SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)判斷，該結(jié)構(gòu)中S原子形成4個(gè)鍵，硫原子的雜化軌道類型為sp3雜化；該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長兩類，一類如圖中a所示，含有雙鍵的成分鍵能較大，鍵長較短，另一類為配位鍵，為單鍵，鍵能較小，鍵長較長；由題給結(jié)構(gòu)分析該分子中含有12個(gè)σ鍵。 （4）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷釩酸鈉（Na3VO4）中陰離子的立體構(gòu)型為正四面體形；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3。 【考點(diǎn)定位】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選修模塊，涉及原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。