专项13 物质结构与性质综合题-2021年新高考复习化学阶段性新题精选专项特训（山东专用·5月期）

2021年新高考复习化学阶段性新题精选专项特训（山东专用·5月期）专项十三 物质结构与性质综合题 1．（2021·山东滨州市·高三二模）金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属、海洋金属、太空金属”的美称，具有广泛的应用前景。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料，经过一系列反应(见图)可以制得Ti3N4和纳米TiO2。 图中的M是短周期金属元素，其部分电离能数据如下(单位：kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4 I5 738 1451 7733 10540 13630 (1)M元素位于元素周期表的___区。 (2)基态Ti3+中未成对电子数有__个；与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为__。 (3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，催化实例如图所示。化合物甲中采取sp2杂化的碳原子数为___；化合物乙中采取sp3杂化的原子对应的元素，电负性由大到小的顺序为___。 (4)TiCl4可以与胺形成配合物，如[TiCl4(CH3NH2)2]、[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]等。 ①[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]中Ti的配位数是___。 ②配合物[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]与游离的H2NCH2CH2NH2分子相比，其H—N—H键角___(填“较大”，“较小”或“相同”)，原因是___。 (5)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为__g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有___个。 2．（2021·山东烟台市·高三二模）近年来，有机-无机杂化金属卤素钙钛矿作为优良的光电材料受到广泛研究和关注，回答下列问题。 (1) Ca、Ti元素基态原子核外电子占据能级数之比为___________，与 Ti 处于同周期单电子数与Ti相同的元素还有___________种，Ca的前三级电离能数据分别为589.8 kJ/mol、1145.4 kJ/mol、4912.4 kJ/mol，第三电离能增大较多的原因是___________。 (2)卤族元素可与N和P元素形成多种稳定卤化物，其中NCl3分子构型为___________， P元素可形成稳定的PCl3和PCl5，而氮元素只存在稳定的NCl3，理由是___________。 (3)Ti的配合物有多种。Ti(CO)6、Ti(H2O)、TiF中的配体所含原子中电负性最小的是___________；Ti(NO3)4的球棍结构如图，Ti4+的配位数是___________。 (4)研究表明，TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2-aNb，能使TiO2对可见光具有活性，反应如图所示。 已知TiO2晶胞为长方体，设阿伏加德罗常数的值为NA，TiO2的密度为___________g/cm3(列出计算式)。TiO2-aNb晶体中a=___________，b=___________。 3．（2021·山东临沂市·高三二模）钛(Ti)和锆(Zr)是同一副族的相邻元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。 回答下列问题： (1)钛和锆的价层电子结构相同，基态锆原子的价电子排布式为___________；与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元索有___________种。 (2)Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH的空间构型是___________，H、B、Ti的电负性由小到大的顺序为___________。 (3)ZrCl4可以与乙二胺形成配合物[ ZrCl4( H2NCH2CH2NH2)]。 ①1 mol [ ZrCl4( H2NCH2CH2NH2)]中含有σ键的物质的量为___________mol。 ②H2NCH2CH2NH2形成[ ZrCl4( H2NCH2CH2NH2)]后，H-N-H键角将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)，原因是___________。 (4)已知TiO2晶胞中Ti4+位于O2-所构成的正八面体的体心，ZrO2晶胞中Zr4+位于O2-所构成的立方体的体心，其晶胞结构如下图所示。 ①TiO2晶胞中O2-的配位数是_________________。 ②TiO2晶胞中A、B的原子坐标为(0.69，0.69，1)，(0.19，0.81，0.5)，则C、D原子坐标为___________、___________。 ③已知二氧化锆晶胞的密度为ρ g·cm-3，则晶体中Zr原子和O原子之间的最短距离___________pm(列出表达式，NA为阿伏加德罗常数的值，