2025届高三化学备考：北京高考模拟—物质结构大题34道

2025年北京高考一轮专练———物质结构大题34道 一、解答题 1．（2024·北京·模拟预测）自然界中，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体之间的过渡晶体。以下列出了第三周期几种氧化物晶体中离子键的百分数。 氧化物 MgO 离子键百分数 62 50 41 33 提示：离子键的百分数是通过电负性的差值计算出来的，电负性的差值越大，离子键的百分数越大。 (1)从原子结构角度解释，为什么一般认为氧化镁属于离子晶体，而二氧化硅属于共价晶体： 。 (2)硅元素位于元素周期表的 区。基态硅原子的价层电子排布式为 。 (3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，已知该晶体中晶胞各边长度分别为apm、apm和cpm，两条底边夹角为120°，距离最近的两个B原子之间距离为。 ①该物质化学式为 ； ②距离每个B原子最近的Mg原子有 个； ③该晶体密度为 。 (4)滴定测定含量。 (ⅰ)称取m克硅酸钠样品加热溶解后，配制为250mL待测液。 (ⅱ)移取50mL待测液至250mL锥形瓶中，加入10滴甲基红指示剂【HIn(红色)(黄色)】，摇匀后用0.2000mol/L HCl标准溶液滴定至体系为玫瑰红色，消耗盐酸体积为，体系中有沉淀。 (ⅲ)加入3.0g氟化钠固体，充分反应。 (ⅳ)用0.5000mol/L HCl标准溶液滴定至溶液为玫瑰红色并继续加入至过量，共加入。 (ⅴ)用0.5000mol/L NaOH标准溶液滴定至溶液变为亮黄色，消耗NaOH溶液。 已知：为强电解质，回答问题： ①步骤(ⅲ)中加入NaF后发生化学反应的离子方程式，则加入NaF后的实验现象为 。 ②样品中硅酸钠的纯度为 (用质量分数表示)。 2．（2024·北京·三模）硼及其化合物在科研、工业等方面用途广泛。 (1)基态B原子价层电子排布式是 。 (2)硼原子与氮原子结合可以形成多种晶体。其中六方氮化硼与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，耐磨性高。它们的晶体结构如图1所示。下列关于这两种晶体的说法正确的是 （填序号）。 a．六方氮化硼晶体层间不存在化学键 b．六方氮化硼结构与石墨相似却不导电 c．两种晶体中的B和N之间的作用力均为共价键 d．立方氮化硼含有σ键和π键，属于共价晶体，所以硬度大 (3)是一种重要的储氢材料，其晶胞结构由Ⅰ、Ⅱ两部分组成，如图2所示。 ①Ⅰ不是晶胞，从结构角度说明原因 。 ②已知阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。（） (4)氨硼烷（）可由制备，方法如下： 已知：ⅰ．元素的电负性：H-2．1、B-2.0；ⅱ．卤化物水解，需先与水分子配位。 ①不能水解，但能水解。原因是 。 ②在水中的溶解性：THF（）>环戊烷，原因是 。 此法生成的会继续与THF·BH3反应生成副产物。过程如下： ③第2步反应 能量（填“吸收”或“放出”）。 ④可用和DMA（二甲胺）代替THF（）进行氨硼烷的制备，、DMA和THF分别与B原子的结合能力由大到小的顺序为 。 3．（2024·北京海淀·三模）氟化镁钾()是一种具有优良光学性能的材料，其晶胞结构如下。以该晶胞结构为基础，将相似离子取代或部分取代，可合成多种新型材料。 (1)晶体中，每个位于 个距离最近的F—构成的 空隙中，填选项字母 。 a．3三角形　　　　b．4正四面体　　　　c．6正八面体　　　　d．8立方体 (2)半径与接近，将部分由取代，可以带来电荷不平衡性和反应活性，从而合成新型催化剂材料。 ①基态价电子的轨道表示式为 。 ②某实验室合成新型催化剂材料(是平衡电荷引入的填隙阴离子，不破坏原有晶胞结构)，已知晶胞棱长为a，若要合成厚度为301、面积为1的催化剂材料，理论上需要掺杂的约为 。(，，设阿伏加德罗常数约为) (3)我国科研工作者以晶体结构为框架，依据“体积匹配原则”合成了具有独特电学性能的晶体。其框架中的由取代，位置嵌入有机阳离子，位置沿棱方向嵌入直线型。已知与的结构简式如下： ①中心N原子的杂化方式为 。 ②的转动不会影响晶体骨架，这是因为除离子键外，该晶体中微粒间还存在着其他相互作用，如邻近的与之间还存在着 ，上述相互作用不会随的转动改变。 (4)与镁离子半径接近的锂离子在可充电电池中应用广泛，如、等可作为聚乙二醇锂离子电池的电极材料。电池放电时，沿聚乙二醇分子中的碳氧链向正极迁移的过程如图所示(图中阴离子未画出)。 ①从原子结构的角度解释锂离子半径与镁离子半径接近的原因 。 ②从化学键角度看，迁移过程发生 (填“物理”或“化学”)变化。 ③相同条件下，电极材料中的迁移速率比中的快，原因是 。 4．（2024·北京·三模）I、 (1)以、合成，是常用的催化剂， ①基态原子价层电子轨道表示式为 ；基态N原子核外电子排布式为 。 ②我国科学家开发出等双中心催化剂，在合成中显示出高催化活性。第一电离能，从原子结构角度解释原因 。 (2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱。 ①极易溶于水的原因是 。 ②在分子中，键角 (填“>”或“<”)，原因为 。 ③分解得。空间结构为 。 (3)、(氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 比较熔点： (填“>”或“<”)。原因为 。 比较溶水能力： (填“>”或“<”)。原因为 。 Ⅱ、 (4)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廊图为 形。 (5)根据价层电子对互斥理论，、、的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。 (6)下图为的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为 。 (7)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为 形，其中共价键的类型有 种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 。 5．（2024·北京·三模）半导体极大地丰富了人们的生活，在众多领域发挥重要作用。 (1)第三代半导体材料成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。 ①基态原子的价层电子排布式为 。 ②与中，原子的杂化方式为 ，由此推测在两种晶体中，均存在配位键。以为例，说明与原子间可形成配位键的原因： 。 ③硅是传统半导体材料，晶体硅与金刚石结构相似，但二者性质有所差异。解释金刚石硬度大于晶体硅的原因： 。 (2)以等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。 ①等金属具有良好的导电性，从“电子气”的理论看，原因是 。 ②晶体中部分氧原子被氮原子替代后可改善半导体性能。推断离子键成分百分数：Zn-N Zn-O(填“”或“”)，推测的依据是 。 ③晶胞结构如图： 已知阿伏加德罗常数为，最近的两个氧原子距离为，计算晶体的摩尔体积Vm= 。 6．（2024·北京·三模）KCN易溶于水，水溶液呈碱性，虽有剧毒，却因其较强的配位能力被广泛使用，如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。 (1)基态N的价层电子轨道表示式为 。 (2)的所有原子均满足8电子稳定结构，其电子式为 。 (3)比较C、N原子的第一电离能，并从结构角度解释原因： 。 (4)如图为KCN的晶胞示意图。 与距离最近且等距的个数是 ；已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，该晶胞的边长为 nm。(已知：) (5)浸金过程如下： ⅰ．将金矿砂溶于pH为10.5~11的KCN溶液，过滤，得含的滤液； ⅱ．向滤液中加入足量金属锌，得单质金。 ①已知Au与Cu同族，则Au属于 区元素。 ②ⅰ中反应的离子方程式为 。 ③ⅰ中，pH<10.5会导致相同时间内Au的浸取率下降，原因是 。 7．（2024·北京顺义·二模）高熵合金是指由多种元素(如等)形成的合金，因其独特的元素组成、微观结构和性能，被认为是极具应用潜力的新型结构材料。 (1)是目前采用最多的高熵合金元素组合。 ①元素与同周期相邻的元素比较，第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。 ②基态原子的价层电子的轨道表示式为 。 ③元素位于元素周期表的 区。 (2)研究人员发现，在离子液体中可制备均一粒径分布的高熵合金纳米颗粒。离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质，一般由有机阳离子和无机阴离子组成。一种离子液体的结构如图所示。 ①的空间结构为 。 ②研究发现通过改变阳离子侧链可调控离子化合物的熔点。两种离子液体的结构如图所示。熔点的原因是 。 (3)一种由元素形成的高熵合金，其晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为。 ①原子与邻近的原子构成的空间结构为 ②已知阿伏伽德罗常数的值为，该晶体的密度为 (列出计算式)。 8．（2024·北京大兴·三模）铁、钴、镍是第四周期第Ⅷ族的元素，称为铁系元素，相关化合物在科研及生产生活中应用广泛。 I．邻二氮菲与生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的测定，邻二氮菲的结构简式如图所示。 (1)①中，存在的化学键有 。 a．配位键        b．离子键        c．键        d．氢键 ②用邻二氮菲测定浓度时应控制为的适宜范围，请解释原因： 。 ③补铁剂中易变质，请从结构角度解释其原因 。 ④检验补铁剂是否变质，中所有原子均满足最外层8电子结构，写出的电子式 。 II．能与水杨醛缩对氯苯胺形成具有发光性的配合物，水杨醛缩对氯苯胺制备反应方程式如图： (2)①元素在周期表中属于 区(填“”“”“”或“”)。 ②元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 ③对羟基苯甲醛()的沸点为，而水杨醛()的沸点为，请从结构角度解释二者沸点差异的原因 。 III．金属镍及其化合物在合成材料以及催化剂等方面应用广泛。某含和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： (3)①距离原子最近的原子有 个。 ②已知该晶体的边长为，阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 。 9．（2024·北京·三模）晶态的晶胞如图。 (1)①基态硅原子的价层电子排布式为 。 ②晶态中1个Si原子周围有 个紧邻的O原子。 (2)碳与硅属同族元素，其氧化物二氧化碳固态下又称干冰，熔点为℃，远低于二氧化硅，其原因为 。 (3)某种硅玻璃可近似看做晶体。在硅玻璃中常常出现晶体缺陷：在应该有O的位置上少了一些O，旁边的Si原子只能形成键保持稳定。当硅玻璃的组成为时，其中键与键的个数比为 。 (4)无机硅胶(化学式用表示)是一种高活性吸附材料，可由硅元素最高价氧化物对应的水化物原硅酸()发生分子间脱水获得。 ①原硅酸钠()溶液可吸收空气中的生成，结合元素周期律解释该反应发生的原因： 。 ②从结构的角度分析脱水后溶解度降低的原因： 。 ③脱水过程中能量变化很小，结合化学键变化分析其原因可能是 。 10．（2024·北京·三模）氟化镁钾是一种具有优良光学性能的材料，其晶胞结构如图。以该晶胞结构为基础，将相似离子取代或部分取代，可合成多种新型材料。 (1)①晶体中，每个周围有 个距离最近的。 ②已知晶胞棱长为a nm，则该晶胞的密度为 （用含a的代数式表示计算结果，，，下同）。 ③已知与离子半径相近，从原子结构角度解释原因 。 (2)半径与接近，将部分由取代，可以带来电荷不平衡性和反应活性。从而合成新型催化剂材料。 ①基态中未成对的电子数为 。 ②某实验室合成新型催化剂材料（是平衡电荷引入的填隙阴离子，不破坏原有晶胞结构）。若要合成厚度为、面积为的催化剂材料，理论上需要掺杂的约为 mol。 (3)我国科研工作者以晶体结构为框架，依据“体积匹配原则”合成了具有独特电学性能的晶体。其框架中的由取代，位置嵌入有机阳离子，位置沿棱方向嵌入直线型。与的结构简式分别为和。 ①中心N原子的杂化方式为 。 ②的转动不会影响晶体骨架，这是因为除离子键外，该晶体中微粒间还存在其他相互作用，如邻近的与间还存在 ，上述相互作用不会随的转动改变。 11．（2024·北京昌平·二模）含锂化合物如、等有重要的应用。 Ⅰ.是有机合成中常用的还原剂。 (1)中与之间的作用力类型是 。的空间构型是 ，中心原子的杂化类型为 。 (2)与具有相同的电子构型，比较与的大小(其中代表半径)，并从原子结构角度说明原因 。 (3)从化合价角度说明具有还原性的原因 。 (4)被还原后得到产物的名称是 。 Ⅱ.高纯度氧化锂可用于锂电池。 一种制备方法是： i．向磨细的粉末中加入定量的过氧化氢，加热，一定条件下回收得到 ii．真空下焙烧，得到 (5)i中反应分为2步，写出第一步反应的化学方程式。 第一步： 。 第二步： (6)晶胞如图所示。已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则的密度为 。() 12．（2024·北京丰台·二模）硼氮氢化合物在有机合成、储氢材料等方面备受关注。 氨硼烷的球棍模型如图所示。 的一种制备方法如下： ⅰ.(乙硼烷) ⅱ. 已知：①元素的电负性：H 2.1  B 2.0  C 2.5  N 3.0  O 3.5  F 4.0 ②任何卤化物水解，必先同水分子配位 (1)中硼元素的化合价为 。 (2)不能水解，但能水解。原因是 。 (3)在水中的溶解性：THF>环戊烷，原因是 。 (4)此法生成的会继续与反应生成副产物。过程如下： ①第2步 能量(填“吸收”或“放出”)。 ②用DMA()代替THF可以得到纯净的氨硼烷。由此推测、THF和DMA分别与B原子的结合能力由大到小的顺序为 。 (5)新型储氢材料的晶胞形状为立方体，边长为，如下图所示。 ①与距离最近且等距的有 个。 ②已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，此晶体的密度为 。() 13．（2024·北京西城·二模）作牙膏的添加剂可预防龋齿，通常以氟化钠（NaF）与三偏磷酸钠（）在熔融条件下反应制得。 (1)基态F原子的价层电子排布式为 。 (2)基态O原子中，电子占据的最高能层的符号是 ，处于最高能级的电子的运动状态共有 个。 (3)两个分子间可以通过脱水缩合生成焦磷酸： 三偏磷酸（）可由分子间脱水生成，分子中3个P原子的化学环境相同，的结构式是 。 (4)溶于水时与水反应，P-F键断裂，生成。 ①中磷元素的化合价是 价。 ②该反应会形成 （填“P-O”或“P-H”）键。 ③反应后，溶液中粒子浓度的关系： （填“＞”“＜”或“＝”）。 (5)牙膏中可添加作摩擦剂，其晶胞结构如下图所示，晶胞的边长为apm。 已知阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。（） 14．（2024·北京朝阳·二模）氢的有效储存与释放是氢能应用的关键问题之一。 Ⅰ．有机储氢材料 (1)N—乙基咔唑是具有应用前景的储氢材料，其储氢、释氢原理如图1所示。 ①基态N原子价层电子轨道表示式为 。 ②晶体中离子键的百分数为41%。分析、MgO、、中离子键的百分数小于41%的有 。 ③比较在水中的溶解性：乙基咔唑 乙胺（）（填“＞”或“＜”）。 (2)HCOOH是安全方便的具有应用前景的液态储氢材料。HCOOH催化释氢的可能机理如图2所示。 ①依据VSEPR模型，中心原子上的价层电子对数是 。 ②为证实上述机理，用HCOOD代替HCOOH进行实验。在图3中补充HCOOD催化释氢部分过程的相应内容 。 Ⅱ．复合储氢材料 (3)一种新型储氢材料的晶胞形状为正方体如图4。 ①该物质的化学式为 。（电负性：B元素为2.0，H元素为2.1） ②已知阿伏加德罗常数为，该物质的摩尔质量为，该晶体的密度为，则晶胞边长为 nm。（） 15．（2024·北京东城·二模）硒是一种应用广泛的元素。 Ⅰ.检测细胞体内的 风湿性关节炎与细胞体内产生的有关。一种含的荧光探针分子检测及再生的转化如图。 (1)①位于元素周期表中 区（填“”“”“”或“”）。 ②的结构式是 。 (2)在中，转化为。 ①用“”在中标出所有的手性碳原子 。 ②中，与的物质的量之比为 。 Ⅱ.应用于光电领域 可作为新型镁电池的正极材料，其晶胞结构如图所示。 (3)①该晶体中阳离子的基态价层电子排布式是 。 ②晶胞中“”表示 （填离子符号）。 (4)新型镁电池放电时，图1晶胞中位置不变，嵌入的同时被挤出。生成的晶体结构与晶体相似，其中位于图1晶胞的 （填序号）。 .棱心 .面心 .体心 .顶点 16．（2024·北京通州·一模）水系质子电池是一种安全环保的电池技术，它采用水系电解质（通常为硫酸），通过氢离子的移动来进行充放电。 (1)对苯醌（）可作为水系质子电池的负极材料。 ①依据电子云重叠方式分析对苯醌中存在的共价键类型有 。 ②下列说法正确的是 。 a．对苯醌所有原子共平面 b．硫酸根中硫原子的杂化方式是 c．对苯醌中元素的电负性由大到小的顺序： ③负极材料需结合质子储能后才能实现放电，对苯醌的储能发生如图转化。 邻苯醌（）也可作为负极材料，邻苯醌储能后放电发生的电极反应式是 。 ④对苯醌储能过程中在电解液中发生部分溶解导致负极材料损耗，从结构角度分析其原因是 。 (2)二水合铁氰化铁可用于质子电池的正极材料，其晶胞形状为立方体，边长为anm，结构如图。 ①距离最近的有 个。 ②已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。 17．（2024·北京海淀·二模）铁元素在人体健康和新材料研发中有重要的应用。 I．在血液中，以为中心的配位化合物铁卟啉是血红蛋白的重要组成部分，可用于输送，下图为载氧后的血红蛋白分子示意图： (1)基态Fe的价电子轨道表示式为 。 (2)载氧时，血红蛋白分子中脱去配位的并与配位；若人体吸入CO，则CO占据配位点，血红蛋白失去携氧功能。由此推测，与配位能力最强的是 （填字母）。 a．    b．    c．CO (3)一种最简单的卟啉环结构如图： ①该卟啉分子中，1号位N的杂化方式为 。 ②比较C和N的电负性大小，并从原子结构角度说明理由： 。 ③该卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱，原因是 。 Ⅱ．可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞，其边长为a pm。 已知：，阿伏加德罗常数的值为。 (4)该晶体的密度是 。 (5)距离F最近的Cs的个数为 。 18．（2024·北京东城·一模）柠檬酸铁铵和铁氰化钾在紫外线照射下产生普鲁士蓝(PB)，可用于染色和能源行业。 (1)制备柠檬酸铁铵的原料有铁盐、氨水和柠檬酸。 ①基态的价层电子轨道表示式是 。 ②的VSEPR模型名称是 。 (2)避光条件下，柠檬酸铁铵与铁氰化钾反应得到普鲁士黄(PY)，其晶胞形状为立方体，结构如图所示。 ①PY中所有均与形成配位键。结合电子式，解释在PY中作配体的原因： 。 ②已知PY中相邻之间的距离为a nm，表示阿伏加德罗常数的值，PY的密度为 (用代数式表示，)。 (3)在紫外线照射下，PY中部分转化为，同时嵌入，PY转变为PB．PB晶胞结构如图所示，其中周围最近且等距的有12个。图中“”位置被或占据，用“”补全PB晶胞结构中Ⅰ和Ⅱ两个小立方体中的 。[PB晶胞(未画出)] (4)由于PB中的能很容易地嵌入和脱嵌，因此PB可作为钾离子电池的正极材料。充电过程中，推测会从PB中脱嵌出来，理由是 。 19．（2024·北京朝阳·一模）硼及其化合物在科研、工业等方面有许多用途。 (1)基态B原子价层电子排布式是 。 (2)六方氮化硼晶体也被称为“白石墨”，具有和石墨晶体相似的层状结构，如图所示。 ①比较B和N的电负性大小，并从原子结构角度说明理由： 。 ②分析六方氮化硼晶体层间是否存在化学键并说明依据： 。 (3)氮化硼量子点(粒径大小为2~10nm)可用于检测金属离子，如Fe2+或Fe3+的检测原理如下图。 ①图2所示的微粒中Fe与O之间存在的相互作用力类型为 。 ②n= (填数字)。 (4)NaBH4是一种重要的储氢材料，其晶胞结构由Ⅰ、Ⅱ两部分组成，如图所示。 ①I不是晶胞，从结构角度说明原因： 。 ②已知阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g·cm-3。(1nm=10-7cm) 20．（2024·北京·一模）三磷酸腺苷(ATP)是生物体的供能物质，由腺苷(A)与磷酸反应而成。 (1)比较N和P的第一电离能大小，并从原子结构角度说明理由： 。 (2)ATP比A更易溶于水，从微粒间相互作用的角度解释其原因： 。 (3)ATP的碱基中，碳原子的杂化方式为 。 (4)ATP中的碱基与尿嘧啶作用时，形成的氢键的种类可能有 。(用“X—H…Y”表示)。 (5)磷的含氧酸除了H3PO4以外，还有亚磷酸(H3PO3)等。 ①H3PO3是二元酸，在水中O—H键能断裂解离出H+而P—H键不能，从元素性质的角度解释其原因： 。 ②PO是一种配体。PO配位时配位原子是 ，理由是 。 21．（2024·北京房山·一模）氮元素能与金属或者非金属元素形成种类繁多、应用广泛的化合物。 (1)基态N原子的价层电子轨道表示式是 。 (2)与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。 ①在最简单的氮烯分子中，N的杂化方式是 。 ②具有很强的还原性，是常用的火箭推进剂，它在常温常压下为无色液体。判断是否溶于水并说明理由 。 (3)配合物可用作广谱杀菌剂，其中Cu属于 区元素，该配合物中的配位原子是 ，配位数是 。 (4)的某种晶体结构中，原子间均以单键结合，其硬度比金刚石大，原因是 。 (5)和形成的化合物是一种重要的半导体材料。其某种晶胞形状为立方体，边长为，结构如图所示。 ①距离最近的有 个。 ②已知阿伏加德罗常数为，氮化镓(GaN)的摩尔质量为，该晶体的密度表达式为 ()。 22．（2024·北京西城·一模）某钠离子电池以的碳酸丙烯酯溶液作电解质溶液，作正极材料，作负极材料。 (1)与环氧丙烷()在一定条件下反应制得碳酸丙烯酯。 ①是 (填“极性”或“非极性”)分子。 ②环氧丙烷中，O原子的杂化轨道类型是 杂化。 ③沸点：环氧丙烷 (填“>”或“<”)，解释其原因： 。 (2)溶液与溶液混合可制备晶体。 ①基态Mn原子的电子排布式是 。 ②的性质与卤素离子相近，被称为拟卤离子，被称为拟卤素。 i．与反应的生成物的结构式分别是、 。 ii．有酸性但乙炔无明显酸性，的酸性比乙炔的强的原因是 。 ③为防止晶体缺陷过多，制备时反应需缓慢且平稳。先将溶液与柠檬酸钠()溶液混合，发生反应：，再加入溶液以制备晶体。阐述制备晶体过程中柠檬酸钠溶液的作用： 。 (3)钠离子电池的正极材料在充、放电过程中某时刻的晶胞示意图如下。 ①中存在的化学键有配位键、 。 ②该时刻的晶胞所示的中， 。 23．（2024·北京·模拟预测）氟化镁()晶体广泛应用在光学、冶金、国防、医疗等领域。 Ⅰ.氟化镁晶胞是长方体，其结构如下图所示： (1)F原子的价层电子排布式是 。 (2)晶胞示意图中： a．○表示 (填离子符号)； b．离子半径：，结合离子结构示意图解释原因： 。 (3)已知晶胞体积为，阿伏伽德罗常数的值为，则其晶体密度= (用代数式表示)。 Ⅱ.一种由Mg制备的工艺流程如下： 已知：i．易溶于甲醇； ii．，， (4)上述流程中，可循环利用的物质是 。 (5)比较相同条件下化学反应速率的大小：①Mg与；②Mg与。 a．小组同学预测化学反应速率：①<②，理由 。 b．实验表明化学反应速率：①>②，分析其原因可能是 。 (6)上述流程中转化为可以选择HF或NaF，结合数据判断哪种试剂的转化效果更好： 。 24．（2024·北京石景山·一模）PdFe3N比纯金属Pd具有更优异的甲酸氧化电催化活性，其制备流程如下。 (1)NH3的空间结构是 。 (2)基态Fe原子的价层电子轨道表示式为 。 (3)原子的第一电离能N > O，从原子结构的角度说明理由 。 (4)PdFe3N的晶胞形状为正方体，结构如上图所示。 ①图中“”代表 。 ②已知PdFe3N的摩尔质量是M ，晶胞的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，该晶胞的边长为 nm。(1 nm = 10−7 cm) ③Pd和PdFe3N电催化甲酸间接氧化的反应历程如下图所示，吸附在催化剂表面的粒子用*标注。 分析PdFe3N优于Pd的原因 。 25．（2024·北京门头沟·一模）铜氨溶液含有，具有溶解纤维素的性能，在溶解纤维素后所得溶液中再加酸时纤维素又可以沉淀析出，利用这种性质来制造人造丝。用硫酸铜溶液和氨水反应可以制得铜氨溶液。 (1)溶液呈蓝色是因为含有水合铜离子，结构示意图如图所示：基态原子核外电子排布式为 。 (2)制备铜氨溶液。 向溶液中加入少量氨水，得到浅蓝色的碱式硫酸铜的沉淀；若继续加入氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的含的铜氨溶液。 ①比较键角：NH3 NH(填“大于”“小于”或“等于”)。 ②该实验中，与结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)与结合能力，解释原因： 。 ③经实验发现：金属铜与氨水和过氧化氢的混合溶液反应也可得到。金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是 ，反应的离子方应程式为 。 (3)某种铜的氯化物晶胞形状为立方体，结构如图所示。 已知该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为。则该晶胞的边长为 (列出计算式)。 26．（2024·北京顺义·一模）钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的母体材料，广泛应用于多个领域。以BaCl2溶液、TiCl4溶液、H2C2O4溶液为原料制备前驱体草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，再经高温煅烧制得钛酸钡粉体。 (1)Ti位于元素周期表中的 区。 (2)补全制备前驱体草酸氧钛钡晶体的化学反应方程式。 。 BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓+___________ (3)煅烧过程中有无水草酸氧钛钡晶体生成，其结构如图所示。 ①中的C原子采取 杂化轨道成键。 ②理论研究表明：中四个碳氧键完全相同，所有原子共面的平面型结构[图(a)]不如非平面型结构(每个C原子与临近的3个原子形成的平面相互垂直)[图(b)]稳定。非平面型结构更稳定的原因是 。 ③H2C2O4的Ka1大于CH3COOH的Ka，从结构角度解释原因 。 (4)立方钛酸钡晶体的结构如图所示。 ①O2-周围与它最近且距离相等的O2-有 个。 ②该晶体晶胞的边长为anm，晶体密度为 g·cm-3。(列出计算式，已知阿伏伽德罗常数为NA，1nm=10-7cm) 27．（2024·青海海东·二模）C、N化合物对人类生存环境有重要影响。 Ⅰ.汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下可生成无毒无害的气体，工业废气中的NO可被NH3在高温催化作用下还原为N2和H2O。 (1)原子序数为N元素两倍的元素的基态原子的外围电子排布图为 。 (2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 。 (3)键角：NH3 (填“>“<”或“=”)H2O；NH3的VSEPR模型为 。 Ⅱ.NO与血红蛋白中的[Fe(H2O)6]2+结合生成[Fe(NO)(H2O)5]2+可导致人体的血红蛋白丧失携氧能力。 (4)Fe2+的配位数为 。 (5)在[Fe(NO)(H2O)5]2+中，配体NO提供配位的原子为 (填元素符号)，原因是 。 Ⅲ.C元素与N元素形成的一种超硬晶体的晶胞结构如图所示(8个碳原子位于立方体的顶点，4个碳原子位于立方体的面心，4个氮原子在立方体内)，设晶胞参数为anm，NA为阿伏加德罗常数的值，1号原子的坐标为(0，0，0)、3号原子的坐标为(1，1，1)。 (6)①C原子的杂化方式为 。 ②2号原子的坐标为 。 ③该晶体的密度为 g/cm3。 28．（2024·北京·模拟预测）Ⅰ.中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题： (1)基态Fe原子的价电子排布式为 。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为 ，铁的化合价为 。 Ⅱ.已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ 800.7 (2)SiCl4的空间结构为 ，其中Si的轨道杂化类型为 。 (3)以上四种氯化物熔点大小不同的原因是 。 Ⅲ.铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 (4)距离 Mg 原子最近的 Fe 原子个数是 。 (5)铁镁合金的化学式为 。 Ⅳ.已知的晶胞属于立方体，晶胞参数，密度为。 (6)晶胞中含有的原子数为 (列出计算式，1pm=10-12m，阿伏加德罗常数的值为)。 29．（23-24高三下·北京·开学考试）氧族元素Se(硒)及其化合物有着广泛应用价值。 (1)Na2SeSO3(硒代硫酸钠，其中SeSO可看作是SO中的一个O原子被Se原子取代的产物)在某些肿瘤治疗中能够提高治愈率。其制备和转化关系如下： ①按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5个区。Se位于元素周期表 区。 ②SeSO的空间结构是 。 ③过程ii中SeSO一定断裂的化学键是 。 (2)非铅双钙钛矿材料[(NH4)2SeBr6]有望大规模应用于太阳能电池。一定压力下合成的[(NH4)2SeBr6]晶体的晶胞结构如下图，其中[SeBr6]2-位于正方体的顶点和面心。 ①比较Se原子和Br原子的第一电离能大小，并从原子结构的角度说明理由 。 ②NH中H—N—H键角 (填“>”或“<”)NH3中H—N—H键角。 ③ 一定压力下形成的[(NH4)2SeBr6]晶胞形状为正方体，边长为a nm。已知[(NH4)2SeBr6]的摩尔质量是M g·mol-1，阿伏伽德罗常数为NA，该晶体密度为 g·cm-3。(1nm=10-7cm) (3)Cu2-xSe是一种钠离子电池的正极材料，充、放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如下图所示(晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子)。 每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞，转移电子数为 。 30．（2023·北京海淀·二模）金属钛密度小，强度高，抗腐蚀性能好。含钛的矿石主要有金红石和钛铁矿。 (1)基态原子中含有的未成对电子数是 。 (2)金红石主要成分是钛的氧化物，该氧化物的晶胞形状为长方体，边长分别为和，结构如图所示。 ①该氧化物的化学式是 ，位于距离最近的O构成的 中心(填字母序号，下同)。 a.三角形     b.四面体     c.六面体     d.八面体 ②该氧化物的晶体熔点为，其晶体类型最不可能是 。 a.共价晶体     b.离子晶体     c.分子晶体 ③若已知该氧化物晶体体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 。 (3)以钛铁矿()为原料，用镁还原法冶炼金属钛的生产流程图如下： ①“高温氯化”时还得到一种可燃性气体，写出反应的化学方程式： 。 ②结合流程及右表数据，“分离”时所需控制的最低温度应为 。 熔点/ 1668 651 714 沸点/ 3287 1107 1412 ③已知和的晶胞类型相同，和的离子半径大小相近，解释熔点高于的原因： 。 31．（2023·北京顺义·二模）铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 (1)基态Fe的价层电子排布式为 。 (2)以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)。 ①色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)电负性由大到小的顺序为 。 ②色胺酮分子中N原子的杂化类型为 。 ③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。 (3)超导材料在电力、交通、医学等方面有着广泛的应用，某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： ①距离Mg原子最近的Ni原子有 个。 ②已知该晶胞的边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g•cm-3。(1nm=10-9m) 32．（2023·北京西城·模拟预测）碳酸二甲酯()是一种绿色化工原料。用于汽车、医疗器械等领域。以甲醇为原料生产碳酸二甲酯的反应过程如下。 i. 4CuCl + 4CH3OH + O2 = 4Cu(OCH3)Cl + 2H2O ii. 2Cu(OCH3)Cl + CO = (CH3O)2CO + 2CuCl (1)碳酸二甲酯分子中羰基碳原子的杂化类型是 。 (2)CuCl中，基态Cu+的价电子排布式为 ，CuCl在生产碳酸二甲酯的反应过程中所起的作用是 。 (3)上述方法中，甲醇单位时间内的转化率较低。为分析原因，查阅如下资料。 i．甲醇单位时间内的转化率主要受Cu(Ⅰ)(+1价铜元素)浓度的影响。 ii．CuCl在甲醇中溶解度较小，且其中的Cu+易被氧化为难溶的CuO。 ⅲ．加入4-甲基咪唑()可与Cu+形成配合物，可提高甲醇的转化率。4-甲基咪唑中，1号N原子的孤电子对因参与形成大π键，电子云密度降低。 请结合信息回答以下问题。 ①4-甲基咪唑中，1~4号N原子 (填“在”或“不在”)同一平面上， (填“1”或“3”)号N原子更容易与Cu+形成配位键。 ②加入4-甲基咪唑后，甲醇转化率提高，可能的原因是 (填序号)。 a．Cu(Ⅰ)配合物中的-NH结构可增大其在甲醇中的溶解度 b．形成的Cu(Ⅰ)配合物能增大反应的限度 (4)配位原子提供孤电子对的能力是影响配体与Cu+之间配位键强度的一个重要因素。若用某结构相似的含O配体与Cu+配位，所得配合物的稳定性比含N配体低，可能的原因是 。 (5)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，金属离子与氧离子间的作用力为 ，Ca2+的配位数是 。一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2+与图(a)中 的空间位置相同，有机碱CH3NH中，N原子的杂化轨道类型是 ；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为 g·cm-3(列出计算式)。 33．（2022·北京·模拟预测）磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。 (1)基态磷原子价电子的轨道表示式是 。 (2)磷元素有白磷、黑磷等常见的单质。 ①白磷(P4)是分子晶体，易溶于CS2，难溶于水，可能原因是 。 ②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体是与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是 (填字母序号) a.层与层之间的作用力是共价键 b.分子中磷原子杂化方式为sp2杂化 c.是混合型晶体 (3)Fe3+与水会形成黄色的配离子[Fe(OH)]2+，为避免颜色干扰，常在Fe3+溶液中加入H3PO4形成无色的[Fe(PO4)2]3-。由此推测与Fe3+形成的配离子更稳定的配体是 ，其空间构型是 。 (4)第IIIA族磷化物均为共价化合物，被广泛用于高温技术、新型电子产品等领域。 ①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2000、1070℃，从结构角度说明其熔点差异的原因 。 ②磷化硼是一种半导体材料，晶胞结构如下图所示。已知晶胞边长apm，阿伏加德罗常数为NA，磷化硼晶体的密度是 g/cm3.(1pm=10-10cm) 34．（2022·北京西城·一模）Zn2+、三乙撑二胺和对苯二甲酸根离子可形成晶体M，其晶胞示意图如下。 (1) Zn2+的价层电子排布式是 。 (2)C、O、N的电负性从大到小的顺序是 。 (3)三乙撑二胺( )与Zn2+能形成配位键的原因是 。 (4)在晶体M每个空腔中装入一个顺式偶氮苯分子后形成晶体M1，晶胞示意图如图。一定条件下随着偶氮苯顺反结构的变化，晶体骨架发生畸变，晶体在M1和M2两种结构之间相互转化，可以吸收和释放N2，被称为“会呼吸”的晶体。 晶体 装载分子 晶胞中Zn2+个数 晶胞体积/cm3 M1 顺式偶氮苯 x M2 反式偶氮苯 4 资料：ⅰ． ⅱ．M1和M2相互转化时，Zn2+的配体和配体数均不变 ①N2的电子式是 。 ②偶氮苯( )中N的杂化轨道类型是 。偶氮苯存在顺反异构的原因是分子中两个氮原子间存在 (填“σ键”或“π键”)。 ③x= 。 ④晶胞密度小则晶体内部的空隙大。能让“会呼吸”的晶体吸收N2的条件是 光照射。 试卷第36页，共36页 试卷第1页，共36页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)Mg与Si都属于第三周期，核外电子层数相同，核电荷数Si>Mg，原子半径Si<Mg，原子核对最外层电子的吸引作用(或对键合电子的吸引作用)Si>Mg，电负性Si>Mg。二者电负性都小于O，电负性差值O―Si<O―Mg，MgO的离子性> (2) p (3) 6 (4) 白色沉淀溶解，体系由玫瑰红色(或红色)变为亮黄色(或黄色) 【详解】（1）Mg与Si都属于第三周期，核外电子层数相同，核电荷数Si>Mg，原子半径Si<Mg，原子核对最外层电子的吸引作用(或对键合电子的吸引作用)Si>Mg，电负性Si>Mg。二者电负性都小于O，电负性差值O－Si<O－Mg，MgO的离子性>SiO2，故答案为：Mg与Si都属于第三周期，核外电子层数相同，核电荷数Si>Mg，原子半径Si<Mg，原子核对最外层电子的吸引作用(或对键合电子的吸引作用)Si>Mg，电负性Si>Mg。二者电负性都小于O，电负性差值O－Si<O－Mg，MgO的离子性>SiO2； （2）①硅元素位于第ⅣA族，在元素周期表的p区，故答案为：p； ②基态硅原子的价层电子排布式为：3s23p2； （3）①Mg个数为，有2个B位于晶胞体内，化学式为MgB2，故答案为：MgB2； ②距离每个B原子最近的Mg原子有6个，故答案为：6； ③该晶体中晶胞各边长度分别为apm、apm和cpm，晶胞体积，化学式为MgB2，晶胞质量为，晶体的密度为，故答案为：； （4）①加入NaF后，硅酸与NaF反应，白色溶解，生成OH－，根据平衡，H+被消耗，反应向右进行，体系颜色由玫瑰红色(或红色)变为亮黄色(或黄色)，故答案为：白色沉淀溶解，体系由玫瑰红色(或红色)变为亮黄色(或黄色)； ②根据进行计算，的物质的量， 质量分数=，故答案为：。 2．(1) (2)abc (3) Ⅰ中8个顶点的原子不相同，上下两个面上的原子也不相同，无法进行无隙并置，因此不是晶胞 (4) 卤化物的水解需要与水配位，不能水解是因为中心碳原子没有空轨道，不能与水形成配位键，而有一个空轨道可以结合一个水分子提供的孤对电子形成配位键。 THF中的氧原子可以和水分子形成分子间氢键增大其在水溶液中的溶解性：同时由于THF和水分子都是极性分子，而环戊烷是非极性分子，根据相似相溶原理，THF更易溶于水。 吸收 【详解】（1）基态B原子价层电子为2s、2p能级上的电子，其价电子排布式为2s22p1； （2）a．六方氮化硼结构与石墨相似，层间存在分子间作用力，不存在化学键，故a正确； b．六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电，原因是六方相氮化硼中氮的电负性大，π电子很大程度上被定域在氮原子周围，不能自由移动，不可以导电，故b正确； c．由结构可知，两种晶体中的B和N之间的作用力均为共价键，故c正确； d．立方相氮化硼中没有π键，故d错误； 答案为abc； （3）①晶胞是晶体中最小的重复结构单元，可以无隙并置，而结构I中8个顶点的原子不相同，上下两个面上的原子也不相同，无法进行无隙并置，因此不是晶胞； ②由图2可知，晶胞中含有Na+个数==4，即含有4个，晶胞的质量为，晶胞的体积为，晶体的密度为==； （4）①卤化物的水解需要与水配位，不能水解是因为中心碳原子没有空轨道，不能与水形成配位键，而有一个空轨道可以结合一个水分子提供的孤对电子形成配位键，故不能水解，能水解； ②THF()中的氧原子可以和水分子形成分子间氢键增大其在水溶液中的溶解性：同时由于THF和水分子都是极性分子，而环戊烷是非极性分子，根据相似相溶原理，THF更易溶于水； ③由反应过程可知，第2步反应断开化学键，需要吸收能量； ④与NH3比较，由于H的电负性弱于C，中N上电子云密度小于NH3，故比NH3更容易与B结合，O原子的电负性强于N，故最难与B结合，故、DMA和THF分别与B原子的结合能力由大到小的顺序为。 3．(1)c (2) (3) sp 配位键 (4) 电子层数：，但核电荷数：，两离子的原子核对最外层电子的吸引力相近，故两者离子半径相近 化学 和均为离子化合物，结构相似，阴阳离子带电量均相同，离子半径大，阴阳离子间吸引力更弱，所以更易迁移 【详解】（1）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的镁离子与棱上的氟离子距离最近，则镁离子位于6个距离最近的氟离子构成的正八面体空隙中，故选c； （2） ①铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价电子排布式为3d5，轨道表示式为，故答案为：； ②由题意可知，晶胞的体积为(10—9a)3m3=10—27a3m3，催化剂材料的体积为0.3×10—3m×1m2=3×10—4 m3，则晶胞的物质的量约为=mol，理论上需要掺杂的铁离子物质的量为mol×0.2= mol，故答案为：； （3）①由图可知，离子中中心氮原子的价层电子对数为2，杂化方式为sp杂化，故答案为：sp； ②锰离子中存在空轨道，能与具有孤对电子的离子形成配位键，故答案为：配位键； （4）①锂离子的电子层数为2，小于电子层数为3的镁离子，但锂离子的核电荷数小于镁离子，所以两离子的原子核对最外层电子的吸引力相近，两者离子半径相近，故答案为：电子层数：，但核电荷数：，两离子的原子核对最外层电子的吸引力相近，故两者离子半径相近； ②由图可知，从锂离子迁移过程中有新物质生成，发生的变化为化学变化，故答案为：化学； ③和均为离子化合物，结构相似，阴阳离子带电量均相同，而离子半径大，阴阳离子间吸引力更弱，所以相同条件下更易迁移，故答案为：和均为离子化合物，结构相似，阴阳离子带电量均相同，离子半径大，阴阳离子间吸引力更弱，所以更易迁移。 4．(1) 位于同一主族，价电子数相同，自上而下，电子层数增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，第一电离能逐渐减小 (2) 与分子间能形成氢键 < 中心N原子以杂化，N原子有孤电子对，孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，因此键角小于 平面三角形 (3) > 二者均为分子晶体，分子间存在氢键，而分子间不存在氢键，且分子极性大于分子，使分子间作用力强于，熔点高于 > 分子与水分子间能够形成氢键，而分子与水分子不能形成氢键；且分子极性大于分子，根据“相似相溶”原理，溶水能力强于 (4)哑铃 (5) (6)二者均为分子晶体，相对分子质量大，分子间范德华力强 (7) 平面(正)三角 2 【详解】（1） ①基态Fe原子价电子排布式为3d64s2，轨道表示式为。基态N原子核外电子排布式为。 ②位于同一主族，价电子数相同，自上而下，电子层数增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，第一电离能逐渐减小。 （2）①NH3能与水分子形成分子间氢键，从而导致氨气极易溶于水。 ②NH3分子空间构型为三角锥形，其中心原子N存在一对孤电子对，对成键电子的排斥作用强于成键电子对成键电子的排斥作用，因此H-N-H键角<109°28′。 ③中C的价层电子对数为3+=3，无孤电子对，采用sp2杂化，空间构型为平面三角形。 （3）二者均为分子晶体，分子间存在氢键，而分子间不存在氢键，且分子极性大于分子，使分子间作用力强于，熔点高于。 分子与水分子间能够形成氢键，而分子与水分子不能形成氢键；且分子极性大于分子，根据“相似相溶”原理，溶水能力强于。 （4）基态S原子电子排布式为1s22s22p63s23p4，电子占据最高能级为3p能级，电子云轮廓图为哑铃形。 （5）H2S中中心原子S的价层电子对数为=4，SO2中S价层电子对数为2+=3，SO3中S价层电子对数为3+=3，因此H2S中心原子价层电子对数不同于其他分子。 （6）S8和SO2都是分子晶体，但是相对分子质量大，分子间范德华力强。 （7）SO3中S价层电子对数为3，采用sp2杂化，无孤电子对，空间构型为平面正三角形。SO3中存在S-Oσ键和大π键，共价键类型有2种。从图中可知，S与周围4个O形成4条单键，该分子中S原子的杂化方式为sp3杂化。 5．(1) 4s24p1 sp3 铝原子可以提供空轨道，氮原子提供孤电子对 键比键键长短，键能大，硬度大 (2) 自由电子在外加电场中作定向移动 < 的电负性小于 【详解】（1）①为31号元素在原始周期表中第四周第ⅢA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p1；②由于成键结构与金刚石相似，金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)，C原子无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，由于AlN、GaN与金刚石结构相似，则其晶体中N原子均采取sp3杂化；由于铝原子可以提供空轨道，氮原子提供孤电子对，故与原子间可形成配位键；③晶体硅与金刚石结构相似，但键比键键长短，键能大，故金刚石硬度大于晶体硅； （2）①由于等金属中自由电子在外加电场中作定向移动，故等金属具有良好的导电性；②由于的电负性小于，故离子键成分百分数：Zn-N<Zn-O；③由晶胞结构图知，该晶胞中含有4个Cu和2个O，则该晶胞，由最近的两个氧原子距离为，晶胞的边长为，则一个晶胞的体积为，故晶体的摩尔体积Vm=。 6．(1) (2)[:CN:]- (3)N＞O，原因为：N原子的价电子排布为，O原子的价电子排布为，根据洪特规则，N原子的2p轨道上电子呈半充满状态，能量较低，较稳定，较难失去电子 (4) 12 (5) ds 溶液中的浓度会减小，主要以形式存在，导致Au的浸取率下降 【详解】（1）基态N价层电子排布式为：，故答案为：； （2） 的所有原子均满足8电子稳定结构，其电子式为：[:CN:]-，故答案为：[:CN:]-； （3）N原子的价电子排布为，O原子的价电子排布为，根据洪特规则，N原子的2p轨道上电子排布呈半充满状态，能量较低，较稳定，较难失去电子所以电离能：N＞O，故答案为：N＞O，原因为：N原子的价电子排布为，O原子的价电子排布为，根据洪特规则，N原子的2p轨道上电子呈半充满状态，能量较低，较稳定，较难失去电子； （4）①与距离最近且等距的个数是12个，故答案为：12； ②已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为NA，由KCN的晶胞示意图可知，每个晶胞中含有4个KCN，则晶胞的质量为，根据，该晶胞的边长为，故答案为： ； （5）①Au与Cu同族，则都属于ds区，故答案为ds； ②将金矿砂溶于pH为10.5～11的KCN溶液，得到含的滤液，该过程为氧得电子，反应的离子方程式为：，故答案为：； ③时，溶液中的浓度会减小，主要以形式存在，导致Au的浸取率下降，故答案为：溶液中的浓度会减小，主要以形式存在，导致Au的浸取率下降。 7．(1) (2) 正四面体形 均为离子晶体，阴离子相同，阳离子所带电荷量也相同。当阳离子侧链从乙基增长到丙基，阳离子的体积(或半径/尺寸)增大，离子键的强度减弱，熔点也随之降低 (3) 四面体形 【详解】（1）①同周期元素从左到右，第一电离能有增大的趋势，Mg原子2s能级全充满，Mg的第一电离能大于同周期相邻元素，所以元素与同周期相邻的元素比较，第一电离能由大到小的顺序是。 ②Fe是26号元素，基态原子的价层电子排布式为3d64s2，轨道表示式为。 ③元素是Ⅷ族元素，位于元素周期表的d区。 （2）①中B价电子对数为4，无孤电子对，空间结构为正四面体形。 ②均为离子晶体，阴离子相同，阳离子所带电荷量也相同。当阳离子侧链从乙基增长到丙基，阳离子的体积(或半径/尺寸)增大，离子键的强度减弱，熔点也随之降低； （3）①根据图示，原子与邻近的原子构成的空间结构为正四面体 ②根据均摊原则，晶胞中Cu原子数为 、In原子数、Te原子数为8，已知阿伏伽德罗常数的值为，该晶体的密度为。 8．(1) ac 当H+浓度高时，邻二氮菲中N优先与H+形成配位键，导致与Fe2+配位能力减弱 Fe2+的价电子排布为3d6，再失去1个电子形成3d5半充满的稳定结构，故易被氧化 (2) d N＞O＞C 对羟基苯甲醛分子间形成氢键，而水杨醛形成的是分子内氢键 (3) 12 【详解】（1）①是络离子，在其中含有配位键、π键，故合理选项是ac； ②用邻二氨菲测定Fe2+浓度时应控制pH为2~9的适宜范围，若溶液pH太小，溶液中c(H+)较高，此时邻二氮菲中N优先与H+形成配位键，导致与Fe2+配位能力减弱； ③Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，则Fe2+易被氧化为Fe3+的原因：Fe2+的价电子排布为3d6，再失去1个电子形成3d5半充满的稳定结构，故易被氧化； ④SCN-中所有原子均满足最外层8电子结构，其与CO2互为等电子体，则SCN-的电子式； （2）①钴价层电子排布为3d74s2，Co在元素周期表中属于d区； ②同周期从左到右第一电离能增大趋势，第ⅡA、VA族的元素第一电离能比同周期相邻元素大；N原子2p轨道为半满状态，所含C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是：N＞O＞C； ③对羟基苯甲醛分子间形成氢键，能提高物质的沸点，而水杨醛形成的是分子内氢键，降低物质的沸点，则对羟基苯甲醛的沸点比水杨醛的沸点高，故答案为：对羟基苯甲醛分子间形成氢键，而水杨醛形成的是分子内氢键； （3）①Mg原子位于顶点，离Mg原子最近的Ni原子位于面心，距离Mg原子最近的Ni原子有； ②Mg原子位于顶点，个数为8×=1，Ni原子位于面心，个数为6×=3，1个C原子位于体内，晶胞质量为,晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶胞密度ρ=。 9．(1) 4 (2)二氧化硅为共价晶体，二氧化碳为分子晶体 (3)13:30 (4) C和Si同主族，非金属性C>S，空气中的溶于水形成，最高价氧化物对应水化物的酸性，故可与反应制 原硅酸脱水后，羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能发生交联形成空间网状结构 成键(O-H)放出与断键(Si-O键和O-H键)吸收的能量接近 【详解】（1）①硅的原子序数为14，基态硅原子的价层电子排布式为； ②根据晶胞的结构，晶态中1个Si原子周围有4个紧邻的O原子； （2）晶态由硅氧原子和氧原子通过共价键直接构成，晶体类型为共价晶体，二氧化碳由二氧化碳分子构成，晶体类型为分子晶体，所以二氧化碳的熔点远低于二氧化硅； （3）根据二氧化硅晶胞的结构：Si原子个数为个，O的个数为16个，Si-O键的数目为32个，Si-Si键的数目为12个：根据已知信息，当硅玻璃的组成为时，说明硅玻璃中Si的个数为8个，O的个数为1.9×8≈15个，说明晶胞中缺了一个O原子，则比二氧化硅晶胞少了2个Si-O键，即30个，多了1个Si-Si键，即13个，所以键与键的个数比为13:30； （4）①原硅酸钠()溶液吸收空气中的会生成，则该反应为复分解反应，体现了碳酸的酸性大于原硅酸，结合元素周期律解释原因为： C和Si同主族，非金属性C＞S，空气中的溶于水形成，最高价氧化物对应水化物的酸性，故可与反应制； ②原硅酸分子内有4个羟基，能与水形成氢键，导致原硅酸可溶于水，则从结构的角度解释脱水后溶解度降低的原因是：原硅酸脱水后，羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能发生交联形成空间网状结构； ③原硅酸分子内有4个羟基，脱水过程中需要断开Si-O键和O-H键，以及形成O-H键，该过程中可能成键放出与断键吸收的能量接近，所以导致脱水过程中能量变化很小。 10．(1) 6 F-和Mg2+的最外层电子数相同，电子层数：F-<K+，但核电荷数：F-<K+，综合结果：与离子半径相近 (2) 5 (3) sp 配位键 【详解】（1）①由晶胞结构可知Mg2+位于顶点，F-位于棱心，每个顶点周围有6个棱心，则每个Mg2+周围有6个距离最近的F-； ②由均摊法得，1个晶胞中含1个K+、1个Mg2+和3个F-，晶胞质量为，密度为； ③F-和Mg2+的最外层电子数相同，电子层数：F-<K+，但核电荷数：F-<K+，综合结果：与离子半径相近； （2）①基态电子排布式为：，未成对的电子数为5； ②1个KMgF3晶胞中含1个K+、1个Mg2+和3个F-，晶胞的体积为(a×10-9 m)3=a3×10-27m3，合成催化剂的体积为1m2×0.3×10-3m=3×10-4m3，需要晶胞的个数为，需要晶胞物质的量约为，则理论上需要掺杂的Fe3+约为； （3） ①的结构为，中心N原子无孤电子对，存在2个σ键，杂化方式为sp； ②Ath+的转动不会影响晶体骨架，这是因为除离子键外，该晶体中微粒间还存在着其他相互作用，因为Mn2+具有空轨道、有孤电子对，则邻近的Mn2+与还存在着配位键，上述相互作用不会随Ath+的转动改变。 11．(1) 离子键 正四面体 sp3 (2)，核电荷数较大，原子核对核外电子的吸引力较大，因此半径较小 (3)H为-1价，易升高，因此具有还原性 (4)3-甲基-1-丁醇 (5) (6) 【详解】（1）中与之间的作用力阴阳离子之间的强烈作用，为离子键。中心原子铝原子含有的价层电子对数是4，且不存在孤对电子，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化；答案：离子键；正四面体；sp3； （2）与具有相同的电子构型，因为，核电荷数较大，原子核对核外电子的吸引力较大，因此半径较小； （3）H为-1价，易升高，因此具有还原性； （4） 被还原为，名称是3-甲基-1-丁醇； 答案：3-甲基-1-丁醇； （5）和过氧化氢，加热得到 ，总反应①为，反应分为2步，已知第二步②为，第一步反应为，化学方程式 。答案：； （6）晶胞可知一个晶胞中含有8个Li+、4个O2-。则的密度为。答案：。 12．(1)+3 (2)中C没有空轨道，中B有一个空的p轨道，能和中的O形成配位键 (3)THF和水可以形成分子间氢键；THF和水是极性分子，环戊烷是非极性分子，相似相溶 (4) 吸收 (5) 4 【详解】（1）已知电负性：H>B，则H元素显负价，B显正价，中Na为+1、H为-1价，则硼元素的化合价为+3； （2）已知任何卤化物水解，必先同水分子配位，C原子上没有轨道来接受来自水的孤电子对，所以CCl4不能水解，则原因是中C没有空轨道，中B有一个空的p轨道，能和中的O形成配位键； （3）THF含有电负性较强的N原子，能与水分子形成分子间氢键，可增大在水中的溶解性，则原因是THF和水可以形成分子间氢键；THF和水是极性分子，环戊烷是非极性分子，相似相溶； （4）①第2步有化学键断裂，吸收能量； ②由已知①可知N和B的电负性差值比O和B的电负性差值小，形成的共价键极性N—B < O—B，因此N—B键不易断裂，更牢固，可知DMA结合能力强于THF；又—CH3极性强于—H，因此N—CH3比N—H更易断裂，可知NH3结合能力强于DMA，可得由大到小的顺序为； （5）①把立方体晶胞分成八个小立方体，位于小立方体的体心，位于四个顶角，则与距离最近且等距的有4个； ②由均摊法，位于晶胞内部，有8个，位于顶角和面心，有个，即为4个，则晶胞质量为，立方体边长为，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，此晶体的密度为。 13．(1) (2) L 4 (3) (4) ＋5 P-O ＜ (5) 【详解】（1）F是9号元素，基态F原子的价层电子排布式为。 （2）O是8号元素，基态O原子的价层电子排布式为，基态O原子中，电子占据的最高能层的符号是L，处于最高能级2p的电子的运动状态共有4个。 （3） 中含有3个-OH，三偏磷酸（）可由分子间脱水生成，分子中3个P原子的化学环境相同，是对称的结构，则的结构式是。 （4）①O为-2价，F为-1价，由化合价代数和为零可知，中磷元素的化合价是+5价； ②溶于水时与水反应，P-F键断裂，生成，结合的结构简式可知，的结构为，则和水反应生成，形成P-O键； ③和水反应后，会发生水解，则溶液中粒子浓度的关系：<。 （5）由晶胞结构可知，该晶胞中含有=8个Si原子，含有16个O原子，晶胞的边长为apm，已知阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为。 14．(1) 、 < (2) 2 (3) 【详解】（1） ①基态N为7号元素，其原子价层电子轨道表示式为。 ②硅磷电负性大于铝，则硅氧、磷氧键的离子成分小于铝氧键，故、MgO、、中离子键的百分数小于41%的有、。 ③能和水形成氢键，而乙基咔唑不能形成氢键，则在水中的溶解性：乙基咔唑小于乙胺； （2）①CO2分子中C原子的价层电子对数为2＋=2。 ②由反应历程可知，HCOOD中D原子和氮结合、HCOOD中H原子和Pd结合，然后在③反应中H和D结合生成氢气，故图示为：； （3） ①电负性：B元素为2.0，H元素为2.1，则表示，据“均摊法”，晶胞中含8个、个，该物质的化学式为； ②设晶胞边长为anm，结合①分析，晶体密度为，。 15．(1) p H-O-Cl (2) 1:4 (3) 3d10 Cu+ (4)ac 【详解】（1）①Se位于元素周期表中第四周期第VIA族，属于p区； ②HClO中，O和H、Cl分别共用一对电子，O、Cl都达到8电子饱和结构，结构式为H-O-Cl； （2）①手性碳原子是连接4个不同基团的碳原子，GSH中一共有2个，标记如图； ②FPO→FP中，Se元素化合价降低了2，FPO中两个Se共得4个电子，GSH中S化合价升高1，失一个电子，故根据电子得失守恒，FPO与GSH的物质的量之比为1:4； （3）①Cu2Se晶体中阳离子为Cu+，基态价层电子排布为3d10； ②晶胞中，白色球处于晶胞顶点和面心，个数为，黑球处于晶胞内，个数为8，根据Cu2Se中的原子个数比，“●”表示Cu+； （4）根据氯化钠的晶胞特点，Se2−处于晶胞顶点和面心，则Mg2+位于晶胞的体心和棱心，故选ac。 16．(1) 键、键 ac 储能过程中产生的对苯酚是极性分子，溶于电解液造成损耗 (2) 6 【详解】（1）①对苯醌中含有C-C、C=O、C=C等共价键，单键为σ键，双键为1个σ键和1个π键，故依据电子云重叠方式分析对苯醌中存在的共价键类型有σ键、π键，故答案为：σ键、π键； ②a.对苯醌中所有C原子都为sp2杂化，所有原子可共平面，故a正确； b.硫酸根中硫原子价层电子对数为4+=4，为sp3杂化，故b错误； c.非金属性：O＞C＞H，非金属性越强其电负性越大，电负性：O＞C＞H，故c正确；故答案为：ac； ③由题意知，对苯醌结合质子储能后生成对苯二酚，则邻苯醌结合质子储能后生成邻苯二酚，邻苯二酚失电子生成邻苯醌和质子，电极反应式为：； ④对苯醌结合质子储能后生成对苯二酚，对苯二酚中含有2个亲水基团羟基，可溶于水，可进入电解质溶液，造成负极损耗，故答案为：储能过程中产生的对苯酚是极性分子，溶于电解液造成损耗； （2）①距离顶点的Fe3+最近的Fe3+位于相邻的棱心，共6个，故答案为：6； ②Fe位于顶点、面心、棱心和体心，个数为8×+6×+12×+1=8，则晶胞中相当于含有4个“Fe[Fe(CN)6]•2H2O”，晶胞质量为g，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶体密度ρ=，故答案为：。 17．(1) (2)c (3) C的电负性小于N的电负性，原因是C和N电子层数相同，核电荷数C＜N，原子半径C＞N，原子核对最外层电子的吸引作用C＜N 酸性环境中，卟啉分子中的N原子与H+形成配位键，导致提供孤对电子的能力降低 (4) (5)4 【详解】（1） 铁元素的原子序数为26，基态原子的价电子排布式为3d64s2，轨道表示式为，故答案为：； （2）载氧时，血红蛋白分子中亚铁离子脱去配位的水并与氧气配位，说明氧分子与亚铁离子的配位能力强于水分子；若人体吸入一氧化碳，则一氧化碳占据配位点，血红蛋白失去携氧功能说明一氧化碳与亚铁离子的配位能力强于氧分子，所以与亚铁离子的配位能力最强的配体是一氧化碳，故选c； （3）①由图可知该卟啉分子中，1号位双键氮原子的杂化方式为sp2杂化，故答案为：sp2； ②C和N电子层数相同，核电荷数C＜N，原子半径C＞N，原子核对最外层电子的吸引作用C＜N，所以C的电负性小于N的电负性，故答案为：C的电负性小于N的电负性，原因是C和N电子层数相同，核电荷数C＜N，原子半径C＞N，原子核对最外层电子的吸引作用C＜N； ③酸性环境中，卟啉分子中的氮原子与氢离子形成配位键，导致提供孤对电子的能力降低，所以卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱，故答案为：酸性环境中，卟啉分子中的N原子与H+形成配位键，导致提供孤对电子的能力降低； （4）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铁原子个数为8×=1，位于体心的铯原子个数为1，位于棱上的氟原子个数为12×=3，则晶胞的化学式为CsFeF3，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10—10a)3d，解得d=，故答案为：； （5）由晶胞结构可知，晶胞中位于棱上的氟原子与位于体心的铯原子的距离最近，则距离氟原子最近的铯原子的个数为4，故答案为：4。 18．(1) 正四面体形 (2) 电子式为，C和N均能提供孤电子对 (3) (4)充电过程中失去电子转化成，正电荷增多，从PB中脱嵌 【详解】（1） ①铁是26号元素，基态Fe3+的价层电子排布式为3d5，价层电子轨道表示式是； ②的中心原子为N，价层电子对为4对，VSEPR模型名称正四面体形结构； （2） ①CN-的电子式为，其中C和N均有孤对电子存在，能提供孤电子对； ②在PY的晶胞结构中最小的一个立方体中，8个Fe3+位于立方体的顶角，属于一个小立方体的Fe3+有8×=1，CN-位于小立方体的棱心，属于一个小立方体的CN-有12×=3，一个小立方体的质量为=g，一个小立方体的体积为(a×10-7)3=a3×10-21cm3，PY的密度为：g/cm3； （3） 根据PB晶胞结构，其中周围最近且等距的有12个，用“”补全PB晶胞结构中Ⅰ和Ⅱ两个小立方体中的，结果如下：； （4）充电过程中阳极上发生失去电子转化成，正电荷增多，从PB中脱嵌。 19．(1)2s22p1 (2) 电负性：B<N ；B和N电子层数相同，核电核数B<N，原子半径B>N，原子核对键合电子的吸引作用B<N 层内B原子与N原子的核间距为145pm，层间距离为333pm，说明层间没有化学键相连 (3) 配位键 3 (4) I中8个顶角不完全相同，三套各两个平行面不完全相同 【详解】（1）B的原子序数是5所以基态B原子价层电子排布式2s22p1。 （2）①B和N都位于第二周期，根据电负性规律可以判断出电负性：B<N。从原子结构角度进行解释：B和N电子层数相同，核电核数B＜N，原子半径B＞N，原子核对键合电子的吸引作用B＜N。 ②根据六方氮化硼晶体结构可以看出，层内B原子与N原子的核间距为145pm，层间距离为333pm，说明层间没有化学键相连。 （3）①铁离子有空轨道，氧原子有孤电子对，结合图2结构可以看出微粒中Fe与O之间存在的相互作用力类型为配位键。 ②与Fe成键的四个O中，有三个O各带一个负电荷，根据电荷守恒，铁为+3价，所以n=3。 （4）①由图中结构可以看出Ⅰ中8个顶角不完全相同，三套各两个平行面不完全相同，无法通过平移后无隙并置得到晶体，所以不是晶胞。 ②由晶胞结构可以得到，Na+个数为：，个数为：，所以晶体密度为： g·cm-3。 20．(1)N>P；N和P为同主族元素，电子层数P>N，原子半径P>N，原子核对最外层电子的吸引作用N>P (2)ATP更易与H2O形成氢键 (3)sp2 (4)N—H…N、N—H…O (5) O的电负性大于P的，O—H键极性大于P—H键 O O有孤电子对可以做配位原子，P没有孤电子对不可做配位原子 【详解】（1）N和P为同主族元素，电子层数P>N，原子半径P>N，原子核对最外层电子的吸引作用N>P，导致第一电离能：N>P； （2）ATP中含更多 羟基，更易与H2O形成氢键，导致其比A更易溶于水； （3）ATP的碱基中，右侧环中碳原子形成3个共价键且存在大π键，为sp2杂化，左侧碳形成3个σ键和1个π键，为sp2杂化； （4）当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子（例如氟、氧、氮）上时，可以形成氢键；ATP中的碱基与尿嘧啶作用时，形成的氢键的种类可能有：N—H…N、N—H…O； （5）①O的电负性大于P的，O—H键极性大于P—H键，使得O—H键更易断裂电离出氢离子； ②PO中O存在孤电子对可以提供孤电子对而做配位原子，P没有孤电子对不可做配位原子，故PO配位时配位原子是O。 21．(1) (2) 与分子间形成氢键(或者是极性分子根据相似相溶原理推测易溶于水) (3) ds N 4 (4)原子半径，键长，键能，所以硬度更大 (5) 4 【分析】氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，则其分子式：N2H2， N的杂化方式sp2杂化；分子中含有N-H键，和水分子间存在分子间氢键，因此易溶于水；或者是极性分子，水是极性分子，根据相似相溶原理推测易溶于水；是由C与N通过共价键结合的共价晶体。原子半径，键长，键能，所以硬度更大；利用均摊法结合晶胞示意图可知1个晶胞中Ga数目为，N原子数目为4，化学式为GaN。 【详解】（1） N的核电荷数为7，核外有7个电子，基态N原子电子排布式为1s22s22p3，则基态N原子的价层电子排布式是2s22p3，价层电子轨道表示式为：，故答案 ：； （2）氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，则其分子式：N2H2， N的杂化方式sp2杂化；分子中含有N-H键，和水分子间存在分子间氢键，因此易溶于水；或者是极性分子，水是极性分子，根据相似相溶原理推测易溶于水，故答案为：sp2；与分子间形成氢键(或者是极性分子根据相似相溶原理推测易溶于水)； （3）中Cu原子核外29个电子，价层电子排布式为：，属于ds区； [Cu(NH3)4]SO4的内界离子是[Cu(NH3)4]2+，其中心Cu2+结合的配位体是NH3， 配位原子为：N；Cu2+配位数是4，故答案为：ds；N；4； （4）是由C与N通过共价键结合的共价晶体。原子半径，键长，键能，所以硬度更大，故答案为：原子半径，键长，键能，所以硬度更大； （5）①GaN晶体中1个N原子和周围四个Ga原子形成极性共价键，1个Ga原子和周围四个N原子形成极性共价键，则Ga原子周围等距且最近的氮原子有4个； ②由题干晶胞示意图可知1个晶胞中Ga数目为，N原子数目为4，化学式为GaN，则晶胞密度，故答案为：。 22．(1) 非极性 > 二者均为分子构成的物质，环氧丙烷的相对分子质量更大，分子的极性更大，范德华力更大 (2) N原子的电负性大，具有吸电子效应，使中的极性更大，更易断裂 柠檬酸钠与反应生成，降低了的浓度，使制备晶体的反应速率减小；随着反应进行，的浓度降低，逆向进行，释放出，使制备晶体的反应缓慢且平稳 (3) 离子键、(极性)共价键 1 【详解】（1）①分子中碳原子为sp杂化，分子为直线型，正负电荷的重心重合，是非极性分子，故答案为：非极性； ②环氧丙烷中，O原子的孤电子对数为，成键原子数为2，所以其价层电子对数为2＋2＝4，所以O的杂化轨道类型是sp3杂化，故答案为：sp3； ③环氧丙烷和均为分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，范德力华越大，熔沸点越高，环氧丙烷的相对分子质量大于，所以环氧丙烷的沸点大于，故答案为：＞；二者均为分子构成的物质，环氧丙烷的相对分子质量更大，分子的极性更大，范德华力更大； （2）①Mn是25号原子，所以基态Mn原子的电子排布式是，故答案为：； ②由的性质与卤素离子相近，被称为拟卤离子，被称为拟卤素可知与反应的生成HCN和HOCN，其结构式分别是、；N原子的电负性大，具有吸电子效应，使中的极性更大，更易断裂，从而体现出酸性；为防止晶体缺陷过多，制备时反应需缓慢且平稳。先将溶液与柠檬酸钠()溶液混合，发生反应：，降低了的浓度，使制备晶体的反应速率减小；随着反应进行，的浓度降低，逆向进行，释放出，使制备晶体的反应缓慢且平稳； （3）①中有Na＋、，存在离子键，C、N原子以共价键结合，存在共价键，故答案为：离子键、(极性)共价键； ②由晶胞示意图可知，每个晶胞中含有Na＋的个数为4个，Mn2＋或Mn3＋的个数为，即Na原子和Mn原子的个数比为4∶4＝1∶1，所以x＝1。 23．(1)2s22p5 (2) Mg2+ 两种离子的核外电子排布相同，Mg2+的核电荷数大于F—，对核外电子的吸引力大于F— (3) (4)CH3OH (5) CH3为供电子基团，导致CH3OH中羟基的极性弱于H2O Mg(OCH3)2易溶于CH3OH，Mg(OH)2难溶于水，覆盖在Mg表面，阻碍Mg与H2O的接触面积 (6)氢氧化镁与氢氟酸溶液反应的方程式为Mg(OH)2+2HFMgF2+2H2O，反应的平衡常数K1=====1020.6，氢氧化镁与氢氟酸溶液反应的方程式为Mg(OH)2+2F—MgF2+2OH—，反应的平衡常数K2=====0.1，平衡常数K1远远大于K2，说明氢氟酸的转化效果更好 【详解】（1）氟元素的原子序数为9，基态原子的价层电子排布式为2s22p5，故答案为：2s22p5； （2）a．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心白球的个数为8×+1=2，位于面上和体内黑球的个数为4×+2=4，由氟化钙的化学式可知，白球为镁离子，故答案为：Mg2+； b．F—、Mg2+的结构示意图分别为、，两种离子的核外电子排布相同，镁离子的核电荷数大于氟离子，对核外电子的吸引力大于氟离子，所以镁离子的离子半径小于氟离子，故答案为：两种离子的核外电子排布相同，Mg2+的核电荷数大于F—，对核外电子的吸引力大于F—； （3）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心镁离子的个数为8×+1=2，位于面上和体内氟离子的个数为4×+2=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=vd，解得d=，故答案为：； （4）由题给流程控制，镁与甲醇反应生成甲醇镁，甲醇镁与水反应生成甲醇和氢氧化镁，氢氧化镁与氢氟酸或氟化钠溶液反应生成氟化镁，则流程中可循环利用的物质是甲醇，故答案为：CH3OH； （5）a．甲醇分子中甲基为供电子基团，导致甲醇中羟基的极性弱于水，所以小组同学预测化学反应速率①小于②，故答案为：CH3为供电子基团，导致CH3OH中羟基的极性弱于H2O； b．实验表明化学反应速率①大于②是因为Mg(OCH3)2易溶于CH3OH，Mg(OH)2难溶于水，覆盖在Mg表面，阻碍Mg与H2O的接触面积所致，故答案为：Mg(OCH3)2易溶于CH3OH，Mg(OH)2难溶于水，覆盖在Mg表面，阻碍Mg与H2O的接触面积； （6）氢氧化镁与氢氟酸溶液反应的方程式为Mg(OH)2+2HFMgF2+2H2O，反应的平衡常数K1=====1020.6，氢氧化镁与氢氟酸溶液反应的方程式为Mg(OH)2+2F—MgF2+2OH—，反应的平衡常数K2=====0.1，平衡常数K1远远大于K2，说明氢氟酸的转化效果更好，故答案为：氢氧化镁与氢氟酸溶液反应的方程式为Mg(OH)2+2HFMgF2+2H2O，反应的平衡常数K1=====1020.6，氢氧化镁与氢氟酸溶液反应的方程式为Mg(OH)2+2F—MgF2+2OH—，反应的平衡常数K2=====0.1，平衡常数K1远远大于K2，说明氢氟酸的转化效果更好。 24．(1)三角锥 (2) (3)N的电子排布是半充满的，比较稳定，第一电离能较高 (4) Pd ×107 Pd作催化剂时，吸附OH*需要克服较高的能垒，较难实现；PdFe3N作催化剂时，Fe容易吸附OH*促进CO*的除去 【详解】（1）NH3的空间结构为三角锥形； （2）Fe为26号元素，基态Fe原子的价层电子轨道表示式为； （3）N的电子排布是半充满的，比较稳定，第一电离能较高，原子的第一电离能N > O （4）①灰球位于顶点，个数为，黑球位于面心，个数为：；结合化学式可知灰球代表Pd； ②晶胞的质量为，则晶胞体积V=，则晶胞的边长为：=； ③由图可知，Pd作催化剂时，吸附OH*需要克服较高的能垒，较难实现；PdFe3N作催化剂时，Fe容易吸附OH*促进CO*的除去，因此PdFe3N优于Pd。 25．(1) (2) 小于 大于 电负性：O＞N，因此与形成的配位键极性比与形成的配位键要强，更易断裂，即与的结合能力更强 过氧化氢作氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行 (3) 【详解】（1）基态Cu原子核外电子排布式为：； （2）①NH3价层电子对数为4，有1个孤电子对，为sp3杂化，价层电子对数为4，没有孤电子对，为sp3杂化，由于孤电子对对键合电子对的排斥力比键合电子对之间的排斥力大，因此的键角更大； ②电负性：O＞N，因此与形成的配位键极性比与形成的配位键要强，更易断裂，即与的结合能力更强； ③过氧化氢作氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行，反应的离子方程式为：； （3）由均摊法可知，1个晶胞中Cu2+数目为，Cl-数目为4，晶胞的质量为：，晶胞的边长为：。 26．(1)d (2)BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓+6HCl (3) sp2 该结构中，不同C原子上的O原子间相互远离，不同O原子上孤电子对间的排斥作用较小，结构更稳定 CH3COOH中的-CH3为推电子基团，使羧基中的氧氢键极性减弱；H2C2O4中的羧基为吸电子基，使羧基中的氧氢键极性增强 (4) 8 【详解】（1）Ti为22号元素，位于元素周期表中的d区。 （2）BaCl2溶液、TiCl4溶液、H2C2O4溶液反应前驱体草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，根据质量守恒可知，还生成了HCl，BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓+6HCl； （3）①中的C原子形成2个单键、1双键，采取sp2杂化轨道成键。 ②孤电子对之间的斥力较大，非平面型结构中，不同C原子上的O原子间相互远离，不同O原子上孤电子对间的排斥作用较小，使得结构更稳定； （4）①O2-周围与它最近且距离相等的O2-在上下层各有4个，共8个。 ②据“均摊法”，晶胞中含个Ba2+、 个O2-、1个Ti4+，则晶体密度为。 27．(1) (2) (3) ＞ 四面体形 (4)6 (5) N O电负性大于N，N更容易提供孤电子对 (6) sp3 【详解】（1） 原子序数为N元素两倍的元素为Si元素，其基态原子的外围电子排布图：； （2）同周期元素第一电离能从左到右逐渐增大，由于N核外电子排布处于半充满的较稳定状态，其第一电离能大于相邻族元素第一电离能，即第一电离能：； （3）H2O中心原子O价层电子对数：，含2对孤电子对，分子空间结构为V形；NH3中心原子N价层电子对数：，含1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形，分子空间结构为三角锥形；孤电子对数越多，键角越小，即键角：； （4）[Fe(NO)(H2O)5]2+中Fe2+的配位数为6； （5）在[Fe(NO)(H2O)5]2+中，配体NO提供配位的原子为N，O电负性大于N，N更容易提供孤电子对； （6）①晶胞中C原子价层电子对数为4，为sp3杂化； ②2号原子位于体对角线位置，根据1号原子及3号原子坐标，得2号原子坐标； ③根据均摊法计算，碳原子个数：，氮原子个数为4，根据晶胞密度计算公式：； 28．(1) 3d64s2 O＞Si＞Fe＞Mg +2 (2) 正四面体 sp3 (3)氯化钠为离子晶体，钠离子和氯离子间存在离子键，熔点高。SiCl4、GeCl4、SnCl4 均形成分子晶体，分子间以分子间作用力结合，熔点低。SiCl4、GeCl4、SnCl4 分子间仅存在范德华力，相对分子质量：SiCl4<GeCl4<SnCl4 ，分子间作用力：SiCl4<GeCl4<SnCl4 ，熔点：SiCl4<GeCl4<SnCl4 (4)4 (5)Mg2Fe (6) 【详解】（1）基态 Fe原子的价电子排布式为3d64s2；根据元素周期律，金属性越强，电负性越小；非金属性越强，电负性越大，故各元素电负性大小顺序为 O＞Si＞Fe＞Mg；因为 MgxFe2−xSiO4中 Mg、Si、O 的化合价分别为+2、+4和-2，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，可以确定铁的化合价为+2。 （2）SiCl4 的空间结构为正四面体，其中Si的价层电子对数为4，所以Si的轨道杂化形式为sp3； （3）Na与 Si均为第三周期元素，NaCl 熔点明显高于SiCl4的原因是：钠的电负性小于硅，氯化钠是离子晶体，熔点较高；而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势为：随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大。 （4）由晶胞结构图，Mg原子周围的4个铁原子刚好构成正四面体，距离都是晶胞体对角线的四分之一，故距离 Mg 原子最近的 Fe原子个数是4； （5）Mg处于晶胞的顶点和面心，数目为=4个，Fe都处于晶胞体内，是8个，则该合金的化学式为Mg2Fe； （6）根据密度求解的公式，解得。 29．(1) p 四面体 硫硒键 (2) 第一电离能Br>Se，Br和Se为同周期元素，电子层数相同，核电核数Br>Se，原子半径Br<Se，原子核对最外层电子的吸引作用Br>Se > (3)8 【详解】（1）①Se位于第四周期VIA族，位于元素周期表的p区； ②SeSO可看作是SO中的一个O原子被Se原子取代的产物，SO中心原子价层电子对数为4+ =4，且没有孤电子对，SO的空间构型为正四面体形，则SeSO中心原子的空间结构是四面体； ③过程ii中SeSO转化为SO，一定断裂的化学键是硫硒键。 （2）①Br和Se为同周期元素，电子层数相同，核电核数Br>Se，原子半径Br<Se，原子核对最外层电子的吸引作用Br>Se，则第一电离能：Br>Se； ②NH中心原子价层电子对数为4+ =4，没有孤电子对，NH3中心原子价层电子对数为3+ =4，含有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对有排斥力，使键角变小，则NH中H—N—H键角>NH3中H—N—H键角； ③[SeBr6]2-位于正方体的顶点和面心，个数为=4，K+的个数为8，晶胞的质量为g，晶体的体积为，晶胞的密度为g/cm3。 （3）由Na2Se转化为Cu2-xSe的电极反应式为Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的Se2-个数为=4，则每个晶胞中含有4个Na2Se，4个Na2Se完全转化为4Cu2-xSe过程中，转移电子数为8。 30．(1)2 (2) TiO2 d c (3) TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 1668 Mg和Ti均为金属晶体，熔化时破坏金属键，Mg2+和Ti4+的离子半径接近，但是Ti4+带四个单位正电荷，而Mg2+带两个单位正电荷，故金属钛中的金属键强于金属镁中的金属键，因此钛的熔点更高 【详解】（1）基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2，3d轨道2个电子分别单独占有一个轨道，未成对电子数为2。 （2）①根据均摊法，该晶胞中O的个数为=4，Ti的个数为=2，故该氧化物的化学式为TiO2，从图中可以看出，中间的Ti周围有6个等距离的O，Ti位于距离最近的O构成的八面体中心，答案选d。 ②该氧化物晶体熔点为1850℃，分子晶体分子间通过范德华力结合，熔点通常较小，因此晶体类型最不可能是分子晶体，答案选c。 ③一个晶胞中含有2个Ti原子和4个O原子，则mg该氧化物中含有该晶胞个数为，一个晶胞体积为a2bcm3，则有×a2bcm3=Vcm3，NA=。 （3）钛铁矿与焦炭熔炼提纯，生成TiO2，TiO2与焦炭、Cl2高温下反应生成TiCl4和一种可燃性气体，则该气体为CO，精制TiCl4加Mg还原，生成MgCl2和Ti，最后分离得到Ti。①高温氯化过程中，TiO2与C、Cl2反应生成TiCl4和CO，化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。 ②从表中可知，Ti的熔点为1668℃，而Mg、MgCl2的沸点分别为1107℃和1412℃，分离过程最后生成的Ti为液态，Mg和MgCl2为气态，则最低温度应为1668℃。 ③Mg和Ti均为金属晶体，熔化时破坏金属键，Mg2+和Ti4+的离子半径接近，但是Ti4+带四个单位正电荷，而Mg2+带两个单位正电荷，故金属钛中的金属键强于金属镁中的金属键，因此钛的熔点更高。 31．(1)3d64s2 (2) O>N>C>H sp2、sp3杂化 氢键 (3) 12 【分析】（1）知道铁的原子序数为26，易得价层电子排布式。 （2）①元素电负性大小直接影响其非金属性，同周期从左到右依次增大，氢最小。 ②先计算出N原子的价层电子对数，再根据杂化轨道理论推出结论。 ③在配合物之外的作用力一般先考虑氢键。 （3）①需要一定的空间想象能力即原子位置与占据情况。 ②先求出其化学式，再根据ρ==进行计算。 【详解】（1）铁为26号元素，价层电子排布式为：3d64s2。故答案为：3d64s2； （2）①同周期元素的电负性从左到右依次增大，有O>N>C，而H的最小，故有：O>N>C>H。故答案为：O>N>C>H； ②由色胺酮的结构可知中心N原子采取sp2、sp3杂化。故答案为：sp2、sp3杂化； ③据图色胺酮钴配合物中O及N原子均有孤对电子，而CH3OH中羟基上的氢原子上的电子偏向O导致几乎氢核裸露，故两者易形成氢键。故答案为：氢键； （3）依图所示的立方体晶胞中，Mg原子位于顶点，Ni原子位于面心，而C位于体心。 ①每个立方体晶胞中，Mg原子最近的Ni原子个数为3，而每个Mg原子被8个立方体占据，故Mg原子最近的Ni原子个数为：×3×8=12个。故答案为：12； ②每个立方体晶胞中，各原子的数目为：N(Mg)=×8=1，N(Ni)=6×=3，N(C)=1×1=1，故化学式应为：MgNi3C。ρ====g.mol-1。故答案为：。 32．(1)sp2 (2) 3d10 催化剂 (3) 在 3 a (4)电负性：O>N，O对孤电子对吸引力强，使得O作配体时配位能力弱 (5) 离子键 12 Ti4+ sp3 【详解】（1）碳酸二甲酯分子中羰基碳原子形成碳氧双键，杂化类型是sp2。 （2）基态Cu的价电子排布式为3d104s1，失去4s能级上的一个电子形成Cu+，故Cu+价电 子排布式为3d10；CuCl在反应中先消耗再生成，属于催化剂。 （3）①4 -甲基咪唑中环上形成大π键，属于平面结构，1~4号N原子在同一平面上；1号N原子的孤电子对参与形成大π键，故3号N原子更容易与Cu形成配位键； ②a．Cu( I )配合物中的 结构可与甲醇形成分子间氢键，增大其在甲醇中的溶解度； b．形成的Cu( I )配合物在反应中作催化剂，催化剂不影响平衡移动，故b错误； 选a。 （4）若用某结构相似的含O配体与Cu+配位，所得配合物的稳定性比含N配体低，可能的原因是：电负性：O>N，O对孤电子对吸引力强，使得O作配体时配位能力弱。 （5）金属阳离子和氧负离子之间以离子键结合，金属离子与氧离子间的作用力为离子键，晶体晶胞中某微粒的配位数是指与之距离最近且相等的带相反电性的离子，故Ca2+的配位数必须是与之距离最近且相等的氧离子的数目，从图(a)可知，该数目为三个相互垂直的三个面上，每一个面上有4个，故Ca2+的配位数是12；距离Pb2+最近的是处于面心的I-，Pb2+的配位数为6，图(a)中Ti4+的配位数也为6，与图(b)中Pb2+的空间位置相同；有机碱CH3H中N原子上无孤电子对，周围形成了4个σ键，故N原子采用sp3杂化；从图(b)可知，一个晶胞中含有Pb2+的数目为1个，CH3NH的数目为8=1个，I-的数目为6=3个，故晶胞的密度为ρ= 。 33．(1) (2) CS2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，P4是非极性分子，易溶于CS2，难溶于水 c (3) 正四面体 (4) 磷化铝和磷化铟属于共价晶体，由于Al、In为同主族元素，随着原子序数的递增，核外电子层数逐渐增加，原子半径Al<In，共价键键长Al-P<In-P，Al-P的键能强于In-P的键能，因此AlP熔点高于InP 【详解】（1）P的原子序数为15，电子排布式为，基态磷原子价电子的轨道表示式是： （2）①CS2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，P4是非极性分子，易溶于CS2，难溶于水； ②a．黑磷晶体与石墨类似的层状结构，层与层之间的作用力为分子间作用力，a项错误； b．由图可知黑磷晶体中磷原子杂化方式为sp3，b项错误； c．黑磷晶体与石墨类似的层状结构，故为混合型晶体，c项正确； 答案选c； （3）①Fe3+与水会形成黄色的配离子[Fe(OH)]2+，为避免颜色干扰，常在Fe3+溶液中加入H3PO4形成无色的[Fe(PO4)2]3-，即形成更稳定的配合物，故由此推测与Fe3+形成的配离子更稳定的配体是； ②中心原子为P，其中键电子对数为4，中心原子孤电子对数为，中心原子价层电子对数为4+0=4，P原子为sp3杂化，立体构型为正四面体； （4）①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2000、1070℃，从结构角度说明其熔点差异的原因是：磷化铝和磷化铟属于共价晶体，由于Al、In为同主族元素，随着原子序数的递增，核外电子层数逐渐增加，原子半径Al<In，共价键键长Al-P<In-P，Al-P的键能强于In-P的键能，因此AlP熔点高于InP； ②根据晶胞结构，磷化硼含有P原子数目为个，含有B原子数目为4个，故磷化硼的化学式是BP，已知晶胞边长a pm，阿伏加德罗常数为NA，磷化硼晶体的密度==g/cm3。 34．(1)3d10 (2)O＞N＞C (3)三乙撑二胺中的N给出孤电子对，Zn2+有空轨道能接受孤电子对 (4) sp2 π键 2 紫外 【详解】（1）Zn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，则其价层电子排布式是3d10。答案为：3d10； （2）C、O、N为同周期元素，从左到右的排列顺序为C、N、O，非金属依次增强，所以电负性从大到小的顺序是O＞N＞C。答案为：O＞N＞C； （3）Zn2+具有空轨道，三乙撑二胺( )中的N原子具有孤对电子，所以三乙撑二胺与Zn2+能形成配位键的原因是：三乙撑二胺中的N给出孤电子对，Zn2+有空轨道能接受孤电子对。答案为：三乙撑二胺中的N给出孤电子对，Zn2+有空轨道能接受孤电子对； （4）①N原子的价电子数为5，需要形成三对共用电子，所以N2的电子式是 。 ②偶氮苯( )中N的价层电子对数为3，则杂化轨道类型是sp2。偶氮苯分子中，双键氮原子存在孤对电子，所以存在顺反异构，其原因是分子中两个氮原子间存在π键。 ③在晶体M的晶胞中，Zn2+位于棱上，每个棱被4个晶胞共用，则x==2。 ④M1和M2相互转化时，Zn2+的配体和配体数均不变，即Zn2+、三乙撑二胺和对苯二甲酸根离子的个数比不变，现M1和M2中Zn2+个数比为2:4=1:2，所以相对分子质量比也为1:2，而M1的体积为cm3，M2的体积为cm3，所以二者的密度比为＜1:1，所以M1的密度小。晶胞密度小则晶体内部的空隙大，从而得出M1能让“会呼吸”的晶体吸收N2，依据“”，可得出条件是紫外光照射。答案为：；sp2；π键；2；紫外。 【点睛】形成配合物时，配位数等于中心原子与配体间形成的配位键的数目。 答案第34页，共35页 答案第35页，共35页 学科网（北京）股份有限公司 $$