2024届高三化学一轮专题复习--物质结构与性质

2024届高三化学专题复习--物质结构与性质 1．（23-24高二下·河南平顶山·期末）1987年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性，超分子化学也因此风靡全球。如图是一组与超分子有关的微粒图(包括杯酚、冠醚)： 已知：杯酚M可用于分离C60和C70。 请回答下列问题： (1)下列关于杯酚M的说法正确的是 (填字母)。 a．分离C60和C70时，杯酚M可以循环使用 b．杯酚M可用于分离C60和C70， 体现了超分子“分子识别”的特性 c．杯酚M中所有碳原子共平面 (2)杯酚M中碳原子的杂化轨道类型是 。 (3)基态K⁺的核外电子排布式是 。 (4)冠醚中O原子及相邻的2个碳原子(C—O—C)形成V形结构，则其VSEPR模型名称是 。结合15-冠-5、二苯基-18-冠-6的命名特点，的名称是 。 (5)C₆₀晶胞中上下两个面垂直方向上的投影如图所示。 ①C60晶胞结构为 (填字母)，每个C₆₀晶胞中含 个碳原子。 ②若C60晶胞边长为apm，该晶体的密度为阿伏加德罗常数的值为则 (用含a、ρ的代数式表示)。 2．（23-24高二下·甘肃酒泉·期末）光伏材料又称太阳能材料，是指能将太阳能直接转换成电能的材料。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、等．回答下列问题： (1)基态原子的价电子排布式为 。 (2)原子中电子有两种相反的自旋状态，分别用和表示，称为电子的自旋磁量子数，则基态S原子中电子自旋磁量子数的代数和为 。 (3)基态P原子中电子占据的最高能层符号为 ；的空间结构为 。 (4)砷化镓薄膜太阳能电池被用来为“天宫”空间站的核心舱供电。已知砷化镓的熔点为，其晶胞结构如图所示。 ①该晶体的化学式为 。 ②该晶体的类型为 ；若晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值用表示，则该晶体的密度为 （用含的表示）。 3．（23-24高二下·广东广州·期末）第四周期过渡金属及其化合物在生活、生产、科学研究中有广泛应用。回答下列问题： (1)在第四周期过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素的最高化合价为 。该元素正三价简单基态离子的价层电子排布式为 。 (2)绿矾(FeSO4·7H2O)是重要的化工原料，其结构如图所示。 该结构中键角1、2、3由大到小的顺序是 (填序号)。 (3)实验室常用镍试剂检验Ni2+，可观察到鲜红色沉淀，该沉淀的结构如图所示。 ①该沉淀中存在的化学键类型有 (填字母)。 A．配位键     B．氢键     C．金属键      D．共价键      E．π键 ②碳氮双键中的σ键是由 轨道重叠而成的(填字母)。 A．sp2和sp2 B．sp和sp2 C．sp和2p D．2p和2p E．sp2和2p (4)由铁、钾、硒形成的一种超导材料，其晶胞结构和xy平面投影如图所示。 ①该超导材料的化学式是 。 ②该晶胞参数分别为a nm、c nm ，该晶体密度 ( 用NA表示阿伏加德罗常数 ) 4．（23-24高二下·甘肃白银·期末）高熵合金通常被定义为含有5种以上主要元素的固溶体，每种元素的摩尔比为。这个概念已经扩展到创造熵稳定的功能材料中。此类材料有熵稳定高熵功能材料(的氧化物)以及尖晶石、碳化物和硅化物等。根据所学知识回答下列问题： (1)基态原子的价层电子轨道表示式为 。 (2)镍及其化合物常用作有机合成的催化剂，如(表示苯基)，在该化合物中，配体的空间结构为 ；晶体中不存在的化学键类型有 (填字母)。 A．配位键        B．离子键            C．极性键           D．非极性键 (3)尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，尖晶石的晶胞结构如图，尖晶石的化学式为 ，尖晶石的晶体类型为 。 (4)比较与的熔点高低： (填“<”或“>”)。 5．（23-24高一下·四川眉山·期末）自然界中存在大量的元素，如钠、镁、铝、铁、铜、砷、锌、镍等在生活中有着广泛的应用。 (1)请写出Fe的基态原子核外电子排布式 ，砷属于 区元素。 (2)金属A的原子只有3个电子层，其第一至第四电离能如下： 电离能/(kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4 A 932 1 821 15 390 21 771 则A原子的价层电子轨道表示式为 。 (3)锌化铜是一种合金，其化学式有多种形式，如CuZn，Cu5Zn8，CuZn3等。其中所含元素铜的第二电离能 (填“大于”“小于”或“等于”)锌的第二电离能。 (4)用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得绿色的晶体[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该晶体所含元素中，电负性最大的元素是 ，与Ti形成配位键的配体是 和 ，1 mol该配合物中含有σ键的数目为 。 (5)Ni2＋能形成多种配离子，如[Ni(NH3)6]2＋，[Ni(SCN)3]-等。NH3的空间构型为 。 6．（23-24高二下·福建泉州·期末）是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题： (1)为族元素，单质与干燥反应生成。常温常压下为无色液体，空间构型为 ，其固体的晶体类型为 。 (2)的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，键角：NH3 PH3 (填“”“”或“”)。 (3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种配合物的结构如图所示： ①该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个，该螯合物中配体中心原子的杂化方式为 。 ②配体()中含有与苯类似的大键，则该配体中原子的价层孤电子对占据 (填字母)。 A轨道   B．轨道   C．杂化轨道   D．杂化轨道 ③该螯合物形成的晶体中存在的作用力有 (填标号)。 A．金属键   B．氢键   C．非极性键   D．极性键   配位键 (4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。 坐标原子 0 0 0 0 0 0.5 0.25 0.25 0.125 ①一个晶胞中有 个，找出距离最近的 (用分数坐标表示)。晶体中与单个键合的As有 个。 ②阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 (列出计算式)。 7．（23-24高二下·四川内江·阶段练习）、、、、是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代：的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭；的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；能形成红色的和黑色的两种氧化物。 (1)基态原子的核外电子有 种不同的运动状态， 种不同能级的电子。 (2)的空间构型是 。分子的价层电子对互斥模型名称为 。 (3)俗称光气，分子中原子采取杂化成键，光气分子的结构式为 。其分子中键和键的个数比为 。 (4)与是同族元素，原子之间可以形成双键、三键，但原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是 。 8．（23-24高二下·山西太原·期末）研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为的笼形包合物四方晶胞结构如下图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数，。 回答下列问题： (1)①基态的核外电子排布式为 。 ②的电子式为 。 ③的空间结构名称为 。 (2)已知晶胞中N原子均参与形成配位键，则与的配位数之比为 ；x:y:z= 。 (3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。吡啶在水中的溶解度远大于苯，主要原因是： ① ；② 。 9．（23-24高二下·上海·期末）吡啶在工业上可用于合成药品、消毒剂、染料等，由C、H、N三种元素组成。 (1)准确称取吡啶3.95g，使其完全燃烧，将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b，测得管a增重2.25g，管b增重11g，则吡啶中C、H的原子个数比为 。 (2)和碳原子相比，氮原子吸引电子能力更 (填“强”或“弱”)，写出一个证明非金属强弱的方程式： (3)比较C、N、O的第一电离能大小，并说明理由 。 (4)吡啶的质谱如图所示，其相对分子质量为 ，吡啶的分子式为 。 (5)继续测定吡啶的结构，核磁共振氢谱(面积比为)和红外光谱如下图，则可推测吡啶的结构简式为 ，可以看作苯分子中的一个 (原子或原子团)被N取代的杂环化合物。 (6)根据吡啶的结构判断： i.吡啶是一种 分子。 A．极性    B．非极性 ii.吡啶 溶于水。 A．可    B．难 iii.吡啶具有 性。 A．酸    B．碱 (7)例举一个吡啶与常用酸或碱反应生成盐的离子方程式 。 (8)吡啶很容易与发生 反应(反应类型)，写出产物六氢吡啶的结构简式 。 (9)写出任两种苯胺()的同分异构体的结构简式(要含有类似吡啶结构) 、 。 10．（23-24高二下·广东广州·阶段练习）锂离子电池主要是由正极、负极材料、电解质和隔膜四大部分组成。 (1)元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是 ，在下列状态的该元素中，电离最外层一个电子所需能量由高到低的顺序是 (填标号)。 A．   B．   C． (2)锂离子电池的正极材料主要有层状结构的LiMO2以及橄榄石型的LiMPO4(M=Fe、MN、Ni、Co等元素) ①第四电离能I4(Co)＜I4(Fe)，其原因是 。 ②橄榄石型的LiFePO4正极材料中，Fe2+的价层电子排布式为 ，的空间构型为 。 ③层状LiCoO2的结构如图所示，层状LiCoO2中一个Co周围与其最近的O的个数是 。 ④以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子2和3的坐标分别为(0，1，)、(，，0)，则原子1的坐标为 。 (3)一种铜碘杂化团簇的合成路线如下：(Cy代表-C6H11) ①已知Sb的原子序数为51，则它在元素周期表中的位置是 ，属于 (填“s”、“p”、“d”或“ds”)区元素。 ②已知上述铜碘杂化团簇属四方晶系，晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，棱间夹角为α=β=γ=90°，上图为铜碘杂化团簇分子，该团簇的化学式为 ；设阿伏加德罗常数的值为NA，已知SbCy3的相对分子质量是371，则该铜碘杂化团簇的密度是 g·cm-3(列计算式)。(Cu：64，I：127) 11．（23-24高二下·上海嘉定·期末）聚氮化硫(SN)ₓ是重要的超导材料，目前已成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题： (1)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是______。 A． B． C． D． (2)S原子的基态原子核外有 个未成对电子，有 种不同形状的电子云。 (3)S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 (4)已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其空间构型为 。 (5)(CH3)3N中N原子杂化方式为 。As与N是同主族元素， AsH3的相对分子质量比NH₃大，实验测得AsH3沸点化NH3低，其原因是 。 12．（23-24高二下·上海嘉定·期末）GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 (1)氮化镓中氮原子与镓原子之间以 键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。 (2)GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 GaN晶体的密度为 g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 13．（23-24高二下·广东广州·阶段练习）2021年全世界前沿新材料领域取得新的进展，推动了高技术产业变革，过渡金属元素及其化合物制成的材料有着广泛的用途。 (1)Ti的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4到TiI4熔点依次升高，原因是 。 化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 (2)某镍配合物结构如图所示，分子内含有的作用力有 (填字母)。 A．氢键       B．离子键       C．共价键      D．金属键      E．配位键 (3)和NaClO均可作化工生产的氧化剂或氯化剂。制备的反应为：。 ①常温下是一种易溶于的液体，则固态属于 分子。(填“极性”或者“非极性”) ②分子中所有原子均满足8电子结构，则分子中σ键和π键的个数比为 。 ③配合物中心离子的配位数为6，向含的溶液中滴加溶液，反应完全后共消耗溶液50mL，则配合物的化学式应该写为 。 (4)某元素的价电子排布式为，该元素可与H元素形成含有10个电子的分子X，将过量的X通入盛有硫酸铜溶液的试管里，先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，溶液变成深蓝色，写出该过程中沉淀溶解的离子方程式 。 (5)①铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示。化学式为 。 ②该晶胞中铁原子最近的铁原子有铁原子有 个。 ③如果上述晶胞将N原子放在顶点，则Fe原子会在晶胞中出现的位置是 。 14．（23-24高二下·福建福州·期末）镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀，用镍制造不锈钢和各种合金钢被广泛地用于飞机、舰艇、雷达、导弹、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。回答下列问题： (1)基态镍原子的价电子轨道表示式为 。 (2)硝酸肼镍是一种配合物，空间构型是 ；配体中氮原子杂化轨道类型为 ；沸点(113.5℃)比乙烷沸点(℃)高得多，其主要原因是 。 (3)过渡金属氮化物因其优异的催化性能(加氢处理、光和电化学催化等)受到了广泛关注。贵金属钼(Mo)的氮化物可作将还原为氨的反应的催化剂。贵金属钼的氮化物的立方晶胞如图所示。已知晶胞参数为a nm，则该晶体的化学式为 ，晶体的密度为 (列出计算式)。 15．（23-24高二下·内蒙古赤峰·期中）Cu2+可与NH3、H2O分子形成多种结构。向 CuSO4 溶液中滴加氨水最终可形成如图1所示的配离子。 (1)NH3和H2O的键角：NH3 (填“>”“<”或“=”)H2O；结合NH3·H2O的电离方程式，推测NH3⋅H2O分子的结构为 (填标号)。 A．　　　　B． (2)图1所示配离子的化学式为 ，1mol该配离子中含有 mol σ 键。 (3)某含Cu2+的晶体的晶胞结构如图2所示。该晶胞中阴离子为CN⁻(部分示例位置已用箭头标出)，CN⁻“连接”着每一对相邻的]Fe3+与 。已知该晶胞棱长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。 ①该晶胞中距Cu2+最近且等距的K+有 个。 ②该晶体的化学式为 ，晶体密度为 (列出代数式)g⋅cm-3。 16．（23-24高二下·上海·期末）以、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备，进而应用于太阳能电池领域。 (1)推测抗坏血酸在制备过程中所起的作用为 。 A．氧化剂    B．还原剂    C．催化剂 (2)基态核外电子排布式为 ，有 种空间运动状态的电子。 (3)已知：和，则下列判断不正确的是____。 A．、、氧化性依次减弱 B．Fe、、Cu还原性依次减弱 C．可发生反应 D．将铁铜混合粉末放入溶液中，铁粉先溶解 (4)的空间构型为_______。 A．平面四边形 B．三角锥形 C．正四面体形 D．正八面体形 (5)X射线研究证明，氯化铜为平面链状，且铜的电负性为1.9，氯的电负性为3.0，据此可推断：氯化铜为 化合物，电离方程式为 。 (6)抗坏血酸的分子结构如图所示，抗坏血酸分子中有 个手性碳原子；分子中碳原子的轨道杂化类型为 。 (7)推测抗坏血酸在水中的溶解性 (填“难溶于水”或“易溶于水”)，请分析溶解性的原因 。 (8)若用氨水代替NaOH溶液，向100.0g16%的硫酸铜溶液中滴加氨水，得到无色溶液和12.9g浅蓝色沉淀。通过计算说明实验中得到的沉淀一定不只有 。 17．（23-24高二下·山西临汾·期中）半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用。 (1)硅是常见的半导体材料。金刚石和硅相比较，熔点更高的是 ，原因是 。 (2)2022年，科研人员发现立方砷化硼是科学界已知的最好的半导体之一，其结构如图所示。立方砷化硼中，B的配位数为 ； （填“含有”或“不含有”）配位键。 (3)一种由类石墨半导体纳米管段组成的超分子线性半导体纳米管的制备原理如图，下列说法正确的是_____（填标号）。 A．分子识别和自组装是超分子的重要特征 B．甲分子中的氮原子的杂化方式均为 C．乙分子图示结构部分中，1个形成了2个配位键 D．丙分子中存在氢键 (4)砷化镓被誉为“半导体贵族”，是雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等高新产品中不可或缺的材料。已知GaAs晶胞结构如图所示，其晶胞棱长为a pm。1号原子的分数坐标为 ；1号原子和2号原子之间的距离为 pm；晶胞密度为 g⋅cm阿伏加德罗常数的值用表示）。 18．（23-24高二下·广东东莞·阶段练习）钛的化合物种类繁多。回答下列问题： (1)写出表示基态原子的价电子排布图 。 (2)的熔点()远低于的熔点()，原因是 。 (3)常温下呈固态。 ①区分是晶体或非晶体最可靠的科学方法是 。 ②水溶液可制备配合物，其配位原子是 (用化学符号表示)，化学键类型有是 (填标号)。 A．离子键     B．非极性键       C．配位键     D．金属键      E．极性键     F．氢键 (4)TiN晶胞结构如图所示。 ①离原子距离最近且等距的N原子的个数是 。 ②已知A、B原子的坐标参数分别为、，则处原子的坐标为 。 ③若立方晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则的密度是 (列出计算式)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)ab (2)sp2、sp3 (3) (4) 四面体形 18-冠-6 (5) b 240 【详解】（1）a．杯酚M可以分离C60和C70时，分离之后杯酚M可循环使用，故a选； b．杯酚M能够识别C60分子的大小，从而可分离C60和C70， 体现了超分子“分子识别”的特性，故b选； c．杯酚M中含有饱和碳原子，其结构类似甲烷正四面体，分子中不可能所有碳原子共面，故c不选，故答案为：ab； （2）杯酚M中含有苯环，其碳原子杂化方式为sp2，含有甲基，其碳原子杂化方式为sp3，故答案为：sp2、sp3； （3）基态K⁺的核外有18个电子，其电子排布式，故答案为： （4） 冠醚中O原子及相邻的2个碳原子(C—O—C)形成V形结构，其中氧原子还有2对孤对电子，其价电子对数为4，则其VSEPR模型名称是四面体形，15-冠-5、二苯基-18-冠-6的命名特点中，前面的数字代表环上总的碳、氧原子数，后面数字代表氧原子数，则的命名为：18-冠-6，故答案为：四面体形；18-冠-6 （5）①a选项的投影中楞上没有C60，不符合要求，c选项投影中面心上没有C60，不符合要求，故选b，每个C₆₀晶胞中含碳原子个数为，故答案为：b；240；②根据公式，则，故答案为：。 2．(1) (2)或 (3) M 正四面体形 (4) 共价晶体 【详解】（1）Cr原子核外有24个电子，基态Cr原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1；基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1； （2）S原子核外有16个电子，基态S原子的价电子排布式为3s23p4，3p轨道上有2个未成对的电子，则基态S原子中电子自旋磁量子数的代数和为+1或-1； （3）P原子核外有15个电子，基态P原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p3，电子占据的最高能层符号为M；中中心P原子上的孤电子对数为×(5+3-4×2)=0，σ键电子对数为4、价层电子对数为4，由于没有孤电子对，其空间结构为正四面体形； （4）①根据“均摊法”，1个晶胞中含Ga：4个，As：8×+6×=4个，该晶体的化学式为GaAs； ②砷化镓的熔点为1238℃，该晶体的类型属于共价晶体；1个晶胞的质量为g，晶体的密度为=。 3．(1) +6 3d3 (2)3＞1＞2 (3) ADE A (4) KFe2Se2 ×1023 【详解】（1）在第四周期过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素即为3d54s1，Cr元素，其价电子数目为6，则其最高化合价为+6价，该元素正三价简单基态离子即Cr3+的价层电子排布式为3d3，故答案为：+6；3d3； （2）由图干图示信息可知，1为形成配位键的H2O，价层电子对数为4，有1对孤电子对，2为没有形成配位键的H2O，价层电子对数为4，有2对孤电子对，3为硫酸根离子，价层电子对数为4，没有孤电子对，由于孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，即价层电子对数相同时，孤电子对越多键角越小，故该结构中键角1、2、3由大到小的顺序是3＞1＞2，故答案为：3＞1＞2； （3）①由题干沉淀的结构示意图可知，该沉淀中存在的化学键类型有Ni与N之间的配位键、C-H、C-N、N-O、C-C间的共价键，双键中存在π键，不存在金属键，氢键不属于化学键，故答案为：ADE； ②由题干沉淀的结构示意图可知，碳氮双键中碳和氮均采用sp2杂化，杂化轨道形成σ键，即sp2-sp2重叠，而未参与杂化的2p轨道重叠形成π键，故碳氮双键中的σ键是由sp2-sp2轨道重叠而成的，故答案为：A； （4）①由晶胞结构和xy平面投影图可知，K位于顶点和体内，个数为8×+1=2，Fe位于面上，个数为8×=4，Se位于棱上和体内，8×+2=4，K：Fe：Se=2：4：4=1：2：2，故化学式为KFe2Se2，故答案为：KFe2Se2； ②由上述分析可知，一个晶胞质量为g，晶胞体积为（a2c×10-21）cm3，晶体密度ρ==g/cm3=×1023g/cm3，故答案为：×1023。 4．(1) (2) 三角锥形 B (3) MgAl2O4 离子晶体 (4)< 【详解】（1） 基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，价层电子轨道表示式为。 （2）(Ph表示苯基)中配体为，P原子的价电子数为5，其中3个电子与苯基形成单键，余下2个电子形成一对孤对电子(用于形成配位键)，因此P原子采取杂化，故配体的空间构型为三角锥形；中存在(极性键)，(非极性键)，(配位键)，不存在的化学键类型为离子键，故选B； （3）Mg原子处于晶胞的顶点、棱、体内，Mg原子数目=1+4×+2×=2、Al原子数目=4、O原子数目=8，故Mg、Al、O原子数目之比为2：4：8=1：2：4，故化学式为：MgAl2O4；尖晶石含有Mg2+、Al3+、O2-,晶体类型为离子晶体。 （4）SiF4和SiCl4均为分子晶体，不含氢键的分子晶体的熔点随相对分子质量的增大而增大，因此熔点：SiF4<SiCl4。 5．(1) 或 p (2) (3)大于 (4) O或氧 H2O Cl - 18NA 或18×6.02×1023 (5)三角锥形 【详解】（1）Fe原子序数26，基态原子核外电子排布式：或；As原子序数33，基态原子核外电子排布式：，属于p区元素； （2） 金属A的原子只有3个电子层，从表中原子的第一至第四电离能可以看出，A的第二电离能小，第三电离能较大，说明易失去2个电子，A的化合价为+2价，应为Mg元素，则其原子的价层电子轨道表示式：； （3）Cu失去一个电子变为Cu+，其价层电子排布：，处于全充满稳定状态；Zn失去一个电子变为Zn+，其价层电子排布：，不稳定，易失电子，故铜的第二电离能大于锌的第二电离能； （4）[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O含有Ti、C、H、O四种元素，元素的非金属性越强，电负性越大，由于元素的非金属性最强的元素的O元素，所以O的电负性最大；与Ti形成配位键的配体是H2O和Cl-；含6个配位键，每个中含有2个共价键，一个该配合物含有6个，则1 mol该配合物中含有σ键的数目为18NA 或18×6.02×1023； （5）NH3中心原子N价层电子对数：，含一对孤电子对，空间构型为三角锥形。 6．(1) 正四面体形 分子晶体 (2) NH3＞AsH3＞PH3 > (3) 6NA sp2 D CDE (4) 4 (0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0) 4 【详解】（1）由于常温下为液体，故为分子晶体；分子中中心原子形成4个共价键且无孤电子对，为sp3杂化，故分子的空间构型为正四面体形； （2）NH3、PH3、AsH3的结构相似，结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，物质的沸点越高，但是NH3分子间能形成氢键导致其沸点升高，故这三种物质的沸点NH3＞AsH3＞PH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种物质键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3； （3）①由该物质的结构简式和分析，根据题意“含有多个配位原子的配体与同一中心离子或原子通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物”，故1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6mol，为6NA个；Cd—NO2那个不算；在中N原子的价层电子对数为，N为sp2杂化； ②环中每个原子上的p轨道垂直于环平面，p轨道上存在电子，这些p轨道侧面重叠形成一个大派键，在配体()中含有与苯类似的大键，则该配体中为sp2杂化，N原子形成2个碳氮键、还有1对价层孤电子对占据杂化轨道，故选D； ③该螯合物形成的晶体中存在的作用力有碳碳非极性键、碳氮等极性键、氮镉等配位键，不存在金属键、氢键，故选CDE； （4）①由部分原子的分数坐标为(0，0，0.5)，则小白圈表示 Sn，据“均摊法”，晶胞中含个Sn；部分，则8个Cd在晶胞的顶点、4个Cd在晶胞的面心、1个Cd在晶胞的体心，距离Cd(0，0，0)最近的Sn是(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)；由晶胞结构图可知，CdSnAs2晶体中与单个Sn结合的As有4个。 ②据“均摊法”，晶胞中含个Cd、个Sn 、8个，该晶体的密度为。 7．(1) 29 7 (2) 平面三角形 四面体形 (3) 3：1 (4)Ge原子半径大于C的半径，形成的键较长，p-p轨道很难肩并肩重叠，难以形成双键或三键 【分析】、、、、是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则W为碳；X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭，说明该单质为臭氧，则X为氧；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一且原子序数小于氧，则M为氮；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态，其价层电子排布式为：3d54s1，则Y为铬；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物，则Z为铜，据此分析。 【详解】（1）基态铜原子的核外有29个电子，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，故有29种不同的运动状态，7种不同能级的电子。 （2）中心原子的孤电子对数为：，价层电子对数为3+0=3，其空间构型是平面三角形；H2O中心原子的孤电子对数为：=2，价层电子对数是2+2=4，该分子的价层电子对互斥模型为四面体形； （3） 分子中C原子采取杂化成键，光气分子的结构式为，单键全由σ键形成，双键由σ键和π键形成，其分子中σ键和π键的个数比为3:1； （4）双键、三键中含有π键，同主族元素从上往下半径越大，Ge原子半径大于C的半径，形成的σ键较长，p-p轨道很难肩并肩重叠，难以形成双键或三键。 8．(1) [Ar]3d10 三角锥形 (2) 2∶3 2∶1∶1 (3) 吡啶能与水形成分子间氢键 吡啶和水均为极性分子，相似相溶，而苯为非极性分子 【详解】（1）①Zn为30号元素，Zn2+的核外电子排布式为[Ar]3d10； ②CN−中C、N之间共用三对电子对，其电子式为； ③NH3的中心原子的价电子对数为，采取sp3杂化，其空间结构名称为三角锥形； （2）由晶胞结构可知，一个晶胞中含有Ni2+个数为，Zn2+个数为，含有CN-为，NH3个数为，苯环个数为，则该晶胞的化学式为，且晶胞中N原子均参与形成配位键，Ni2+周围形成的配位键为4，Zn2+周围形成配位键为6，则Ni2+与Zn2+的配位数之比为2∶3；x∶y∶z=4∶2∶2=2∶1∶1； （3）已知苯分子为非极性分子，而水分子为极性分子，吡啶为极性分子，相似相溶，且吡啶分子中N原子上含有孤对电子能与水分子形成分子间氢键，则吡啶在水中的溶解度远大于苯，主要原因是：①吡啶能与水形成分子间氢键；②吡啶和水均为极性分子，相似相溶，而苯为非极性分子。 9．(1)1∶1 (2) 强 NaHCO3+HNO3=NaNO3+CO2+H2O (3)当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大，而总的趋势是同周期，原子序数增大，电离能增大，N元素为半充满状态，第一电离能大于O元素，C、N、O的第一电离能大小：N>O>C (4) 79 C5H5N (5) C (6) A A B (7)+H+ (8) 加成 (9) 或 【详解】（1）3.95g吡啶中n(C)==0.25mol，n(H)= =0.25mol，则吡啶中C、H的原子个数比为1∶1。 （2）同周期主族元素，从左往右电负性依次增大，则电负性：C<N，氮原子吸引电子能力更强，非金属性：C<N，非金属越强，元素最高价含氧酸的酸性越强，则酸性：H2CO3<HNO3，根据强酸制取弱酸，有方程式：NaHCO3+HNO3=NaNO3+CO2+H2O。 （3）当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大，而总的趋势是同周期，原子序数增大，电离能增大，N元素为半充满状态，第一电离能大于O元素，C、N、O的第一电离能大小：N>O>C。 （4）由质谱图可知，吡啶相对分子质量为79，3.95g吡啶中n(C)==0.25mol，n(H)= =0.25mol，n(N)= ，n(C): n(H): n(N)=5:5:1，最简式为C5H5N，结合其相对分子质量为79，吡啶的分子式为C5H5N。 （5） 继续测定吡啶的结构，核磁共振氢谱面积比为，说明吡啶中含有3种环境的H原子且个数比为，由红外光谱图可知，其中含有碳氮双键、碳碳双键、碳氢键、碳氮单键及类苯环的结构，则吡啶的结构简式为，可以看作苯分子中的一个C原子被N取代的杂环化合物。 （6）i.吡啶的正负电中心不重合，是一种极性分子，故选A； ii.吡啶和水都是极性分子，且氮原子周围形成较高的电子云密度。这种电子云密度的分布使得吡啶能够与水分子形成氢键，以此吡啶可溶于水，故选A； iii.吡啶氮原子周围形成较高的电子云密度，易结合质子而具有碱性，故选B。 （7） 吡啶具有碱性，可以和酸反应生成盐，离子方程式为：+H+。 （8） 吡啶中含有碳碳双键、碳氮双键，很容易与发生加成反应，写出产物六氢吡啶的结构简式为。 （9） 苯胺有类似吡啶结构的同分异构体为、、(写两种即可)。 10．(1) Mg A＞B＞C (2) Fe失去的是半充满、较稳定的3d5中的一个电子，Co失去的是3d6中的一个电子 3d6 正四面体 4 (，，) (3) 第五周期第ⅤA族 p Cu4I4(SbCy3)4 【详解】（1）当原子核外电子处于轨道的全满、半满或全空状态时是稳定状态。Li是3号元素，根据构造原理可知：基态Li原子核外电子排布是1s22s1，价层电子排布式是2s1，处于s轨道的半充满的稳定状态，则与Li的化学性质最相似的邻族元素应该是价层电子排布式是3s2轨道的全充满的Mg元素； 选项给出的微粒是Mg元素的微粒。Mg原子电离最外层的一个电子所需能量：基态＞激发态，第一电离能＜第二电离能＜第三电离能，A表示Mg+，B表示基态Mg原子，C表示激发态Mg原子，所以电离最外层一个电子所需能量由高到低的顺序是：A＞B＞C； （2）①Fe是26号元素，原子核外价层电子排布式是3d64s2，其第四电离能是Fe失去的是半充满、较稳定的3d5中的一个电子，需要能量较大；Co是27号元素，原子核外价层电子排布式是3d74s2，其第四电离能是Co失去一个3d6电子，形成的是半充满、较稳定的3d5的稳定状态，需要的能量较少，故两种元素的第四电离能大小关系为：I4(Co)＜I4(Fe)； ②Fe是26号元素，原子核外价层电子排布式是3d64s2，Fe原子失去2个4s电子，形成3d6电子层结构，故Fe2+的价层电子排布式为3d6； 的中心P原子价层电子对数是4+=4，P原子上无孤对电子，因此空间构型呈正四面体结构； ③根据层状LiCoO2的结构可知：在该结构中与Co相邻且最近的O原子含有的个数是4个，这四个O原子构成正四面体结构，Co在四面体几何中心； ④根据坐标系的建立特点，结合原子2、3两点的坐标，根据原子的相对位置，可知原子1的坐标为(，，)； （3）①已知Sb的原子序数为51，它在元素周期表中的位置是第五周期第ⅤA族；Sb属于p区元素； ②根据团簇分子晶胞结构可知，其分子式是Cu4I4(SbCy3)4； 根据密度计算公式ρ=，可知该铜碘杂化团簇的密度是ρ===g/cm3。 11．(1)A (2) 2 2 (3)N＞O＞S (4)直线形 (5) sp3 AsH3分子之间为范德华力，而NH3分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强 【详解】（1） 、不符合洪特规则，能量较高，不是氮原子的轨道表示式，为氮原子处于基态时的电子轨道表示式，符合泡利原理、洪特规则以及能量最低原理，即处于最低能量状态，故A符合题意，故答案为：A； （2）S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，S原子的基态原子核外3p轨道上有2个未成对电子，其余电子都成对，即S原子有2个未成对电子，S电子云为球形、p电子云为哑铃形，即有2种不同形状的电子云； （3）N、O元素均为第二周期主族元素，同周期主族元素中第VA族元素的第一电离能大于同周期相邻的两种元素，即N＞O，S、O均为第VIA族元素，同一主族从上至下第一电离能逐渐减小，即O＞S，所以第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S； （4）已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其中心原子碳原子的价层电子对数为2+(4-3-2+1)=2，无孤电子对，其空间构型为直线形； （5）(CH3)3N中N原子的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，则其杂化方式为sp3，As与N是同主族元素，AsH3分子之间为范德华力，而NH3分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强，所以AsH3沸点化NH3低。 12．(1) 共价键 正四面体 (2) 【详解】（1）金刚石是共价晶体，氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合。由晶胞结构可知，一个镓原子周围所有距离最近且相等的N原子有4个，4个N原子形成正四面体，Ga处于正四面体中心。 （2）由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中Ga数目=8×+6×=4，N原子数目为4，相当于有4个“GaN”，故晶胞质量=4×g，则晶胞密度=4×g÷(a×10-10cm)3= g•cm-3。 13．(1)TiF4为离子化合物，熔点高；其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高 (2)ACE (3) 非极性 3：1 [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O (4) (5) Fe4N 12 棱心和体心 【详解】（1）F的电负性较大，TiF4为离子化合物，形成离子晶体，TiCl4至TiI4均为共价化合物，形成分子晶体，熔沸点较低，且随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高，故TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高； （2）由图可知，分子内存在氢键，存在氮氧、氮碳、碳氢、碳碳等共价键，存在氮镍配位键，故选ACE； （3）①常温下是一种易溶于的液体，四氯化碳为非极性分子，则固态属于非极性分子； ②单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，分子中所有原子均满足8电子结构，则电子式为，分子中σ键和π键的个数比为3:1。 ③配合物中心离子的配位数为6，向含的溶液中滴加溶液，反应完全后共消耗溶液50mL，则配合物分子中外围氯离子为个，则化学式应该写为[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O； （4）某元素的价电子排布式为，该元素为氮，可与H元素形成含有10个电子的分子X，X为氨气，将过量的氨气通入盛有硫酸铜溶液的试管里，先产生蓝色沉淀氢氧化铜，后沉淀消失，溶液变成深蓝色，为氢氧化铜和氨分子转化为四氨合铜离子，故沉淀溶解的离子方程式：； （5）①根据“均摊法”，晶胞中含个Fe、1个N，则化学式为Fe4N； ②以底面铁原子为例，该晶胞中铁原子最近的铁原子在同层、上下层各有4个，故共有铁原子有12个。 ③上述晶胞中N处于体心、Fe处于顶点和面心，如果上述晶胞将N原子放在顶点，则Fe原子会在晶胞中出现的位置是棱心和体心。 14．(1) (2) 平面三角形 分子间可形成氢键，而乙烷分子间不能形成氢键 (3) 【详解】（1） 镍的原子序数为28，其基态原子的价电子3d84s2，轨道表示式为：； （2） 的中心N原子价层电子对数为=3，采取sp2杂化，没有孤对电子，空间构型是平面三角形；配体N2H4的结构式为，氮原子形成3个共价单键、有1对孤对电子，采取sp3杂化；氮的电负性强，N2H4分子间可形成氢键，而乙烷分子间不能形成氢键，因此N2H4沸点比乙烷沸点高得多； （3）依据均摊法，Mo原子的个数为8+6=4，N原子个数为1+4=2，该晶体的化学式为；晶胞质量m=，晶胞体积V=a3nm3=(a×10-7)cm3，晶胞密度。 15．(1) > A (2) 22 (3) 4 KCuFe(CN)6 【详解】（1） NH3和H2O中心原子都采用sp3杂化，NH3分子中，N原子有1对孤对电子，H2O中，O原子有两对孤对电子，斥力较大，导致H2O中的H-O-H键角小；H-O键的极性比H-N键的极性大，H-O键上的H原子更容易与N原子形成氢键，所以氢键主要存在于H2O分子中的H与NH3分子中的N之间。另外，根据氨水的电离方程式分析，A的结构可以电离出，故答案为：＞；A； （2）由图可知Cu2+与周围的4个NH3分子和2个H2O分子形成配位键，其化学式为，1个NH3分子中有3个σ 键，1个H2O分子中有2个σ 键，配位键也是σ 键，则1mol该配离子中含有σ 键，故答案为；22； （3）①以体心的Cu2+与其最近的K+构成了一个正四面体，则距Cu2+最近且等距的K+有4个； ②根据均摊法可知，K+位于晶胞内部，个数是4，Cu2+数目为，Fe3+数目为，根据电荷守恒，含有的CN-离子个数是24，则该晶体的化学式为：KCuFe(CN)6；根据公式，故答案为：KCuFe(CN)6；。 16．(1)B (2) [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 14 (3)B (4)C (5) 共价 CuCl2=Cu2++2Cl- (6) 2 sp3、sp2 (7) 易溶于水 抗坏血酸分子中羟基属于亲水基，能和水分子形成氢键 (8)根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，100.0g 16%的硫酸铜溶液完全反应生成氢氧化铜的质量为：=9.8g，而此时沉淀质量为12.9g，故得到的沉淀一定不只有 【详解】（1）以、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备，Cu元素化合价由+2价下降到+1价，被还原，则抗坏血酸在制备过程中所起的作用为还原剂，故选B。 （2）铜为第29号元素，失去2个电子为Cu2+，Cu2+基态核外电子排布式为：[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9，含有14个含有电子的轨道，有14种空间运动状态的电子。 （3）A．依据：Fe+Cu2+═Cu+Fe2+和2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，则氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，故A正确； B．依据：Fe+Cu2+═Cu+Fe2+和2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，根据还原剂的还原性大于还原产物，则还原性Fe＞Cu＞Fe2+，故B错误； C．由A氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，所以可发生反应：Fe+2Fe3+═3Fe2+，故C正确； D．由还原性Fe＞Fe2+＞Cu，所以将铁、铜混合粉末放入FeCl3溶液中，铁粉先溶解，故D正确． 故选B。 （4）中心原子价层电子对数为4+=4，没有孤电子对，空间构型为正四面体形，故选C。 （5）铜的电负性为1.9，氯的电负性为3.0，二者电负性差值为3.0-1.9=1.1<1.7，氯化铜为共价化合物，氯化铜在水溶液中完全电离产生铜离子和氯离子，电离方程式为CuCl2=Cu2++2Cl-。 （6） 手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，分子中含有2个手性碳原子，如图所示： ，其中含有亚甲基和碳碳双键，碳原子的轨道杂化类型为sp3、sp2。 （7）抗坏血酸分子中羟基属于亲水基，能和水分子形成氢键，所以抗坏血酸易溶于水。 （8）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，100.0g 16%的硫酸铜溶液完全反应生成氢氧化铜的质量为：=9.8g，而此时沉淀质量为12.9g，故得到的沉淀一定不只有。 17．(1) 金刚石 金刚石和硅都是共价晶体，金刚石中碳原子之间的键长比硅单质中硅原子之间的键长短，金刚石的键能更大，熔点更高 (2) 4 含有 (3)AB (4) 【详解】（1）金刚石和硅均为共价晶体，原子半径：C＞Si，键能：C-C＞Si-Si，熔点：金刚石＞晶体硅； （2）根据图可知，砷化硼晶胞中As、B的配位数均为4个，B最外层只有3个电子，故B与As形成的4个B-As键中有一个配位键； （3）A.超分子由两个或两个以上分子体系，通过分子间作用力而形成的一个具有一定结构和功能的实体，分子识别和自组装是超分子的重要特征，故A正确；B.甲分子中的氮原子均参与形成了碳氮双键，N的杂化方式均为sp2，故B正确；C.乙分子图示结构部分中，1个参与4个配位键的形成，故C错误；D.丙分子中存在C-F，不存在H-F键，不会形成氢键，故D错误；故选AB； （4）将晶胞分为8个小立方体，Ga在小立方体的体心，由晶胞结构图可知，1号原子的分数坐标为；1号原子和2号原子之间的距离为面对角线的一半即pm；1个晶胞中As为个，Ga为4个，化学式为GaAs，则晶胞密度为。 18．(1) (2)熔化时，TiF4破坏的是离子键，TiCl4破坏的是分子间作用力 (3) X射线衍射 Cl和O ACE (4) 6 (1，，) 【详解】（1） 基态Ti原子核外电子排布式为3d24s2,价电子排布图为，故答案为； （2）TiCl4是分子晶体，而TiF4是离子晶体，一般情况下，离子晶体熔点高于分子晶体，故答案为：熔化时，TiF4破坏的是离子键，TiCl4破坏的是分子间作用力； （3）①利用X射线衍射法区分晶体和非晶体； ②[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的中心离子Ti3+，Cl-和H2O是配体，配位原子是Cl和O，[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O存在[TiCl(H2O)5]-和Cl-，即存在离子键，存在O﹣H极性共价键，故存在化学键类型有离子键、极性键、配位键，故答案为ACE； （4）①离Ti原子距离最近且等距的N原子的个数是6个； ②A、B原子的坐标参数分别为(0，0，0)、(1，1，1)，则C处Ti原子的坐标为（1，，）； ③由晶胞图可知，Ti位于顶点和面心，个数为：，N位于棱心和体心，个数为：，所以，其密度为：。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$