2025届高三化学一轮复习-物质结构与性质

2025届高三化学复习-物质结构与性质 1．（24-25高三上·宁夏石嘴山·开学考试）某种锰铁基钠离子电池的正极材料()具有优异的性能。回答下列问题： (1)基态的价层电子排布图是 。 (2)该正极材料的外层被碳原子包覆，掺杂氮原子，氮原子所在环为平面结构，则氮原子的杂化方式为 。第一电离能： 。 (3)的结构如图所示。图中与，之间的作用力分别是 、 。 (4)的晶胞如图所示。Mn原子位于F原子形成的 空隙中。已知晶胞参数为anm，该晶体的密度为 (列出表达式，阿伏加德罗常数用表示)。 2．（24-25高三上·福建宁德·阶段练习）某家公司研发出一种比锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池，该电池的负极材料为Na2Co2TeO6(制备原料为Na2CO3、Co3O4和TeO2)，电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列问题： (1)C、O、Cl三种元素电负性由大到小的顺序为 。 (2)基态Na原子中，核外电子占据的原子轨道总数为 ，Te属于元素周期表中 区，其基态原子的价层电子排布式为 。 (3)CO的空间结构为 ，碳酸丙烯酯的结构如图所示，其中碳原子的杂化轨道类型为 ，1 mol碳酸丙烯酯中σ键的数目为 。 (4)Na和O形成的离子化合物的晶胞结构如图所示，晶胞中O的配位数为 ，该晶胞的密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则Na与O之间的最短距离为 cm(用含有ρ、NA的代数式表示)。 3．（24-25高三上·山东枣庄·开学考试）铁、钴、镍被称为铁系元素，在生产、生活中具有广泛用途。回答下列问题： (1)基态Co原子的核外电子占据最高能级的轨道表示式为 。 (2)的结构如图所示，键角1、2、3由大到小的顺序为 (填标号)；加热时更易失去的水分子是 (填“①”或“②”)，原因为 。 (3)已知A()、B()、C()均有弱碱性，且碱性随N原子周围电子云密度的增大而增强，则A、B、C三种分子碱性由强到弱的顺序为 (填标号)。 (4)某钴硫化物可用于锂离子电池的电极材料，如图所示的结构1表示该化合物晶胞的部分结构，则该钴硫化物的化学式为 ；晶胞2、晶胞3均为立方晶胞，是该电池充电后形成的晶胞结构，则晶胞2中与Li距离最近且相等的S有 个；已知晶胞3的密度为，则晶胞3中Li与S之间的最短距离为 nm(用表示阿伏加德罗常数的值)。 4．（23-24高三下·四川自贡·阶段练习）铁在史前就为人们所知，铁及其化合物推动了人类文明的发展。回答下列问题： (1)Fe元素位于元素周期表的 区，基态Fe2+的核外电子排布式为 。 (2)复盐NH4Fe(SO4)2•12H2O俗称铁铵矾，可用于鞣革。铁铵矾中，所含N、O、S三种非金属元素电负性由小到大的顺序是 ，基态O原子有 种空间运动状态不同的电子；H2O的VSEPR模型为 。 (3)三价铁的强酸盐溶于水后经水解可以生成如图所示的二聚体，其中Fe3+的配位数为 ，过渡元素的s、p、d轨道可以参与杂化，含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，该二聚体中Fe采取的杂化类型为 (填标号)。 (4)三种化合物的熔点如下表所示： 化合物 FeCl3 NaCl MgO 熔点/℃ 308 801 2852 试解释其熔点差异的原因： 。 (5)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某立方FexNy的晶胞如图所示，晶胞参数为apm，该晶体密度为 g•cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值，写出表达式)，Cu完全替代该晶体中b位置的Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy，n∶y= 。 5．（23-24高三上·浙江·阶段练习）镍是近些年来化学研究的热门金属。回答下列问题： (1)写出基态镍原子的电子排布式 。 (2)镍与铁相比，铁更易形成正三价，原因是 。 (3)丁二酮肟的结构如下图，丁二酮肟可以与镍形成配合物，是检测镍的重要手段之一。 ①下列说法正确的是 。 A．镍常压下可以和一氧化碳形成四羰基镍配合物，在该配合物中，镍的化合价为0 B．能量最低的激发态C原子的电子排布式： C．丁二酮肟中C原子的杂化方式为 D．根据N、F、H的电负性和分子结构特点可推测的碱性强于 ②已知丁二酮肟可以与反应：，配合物中含有两个五元环，且含有两个由氢键形成的六元环。请画出该配合物的结构 。 (4)Ni与Cl形成的某化合物晶体的晶胞如图。 ①该化合物的化学式为 。 ②每个Ni的配位数为 。 6．（23-24高三下·四川乐山·期中）及其化合物在日常生活中具有广泛的用途。回答下列问题： (1)向溶液中加入过量溶液可生成。 ①的结构式为： ； ②中除了配位键外，还存在的化学键类型有 (填序号)； a．离子键    b．金属键    c．极性共价键    d．非极性共价键 (2)金属铜单独与氨水或过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生反应，反应的离子方程式为 ； (3)可以与乙二胺()形成配离子，如图所示： ①、、三种元素的电负性从大到小的顺序为 ； ②该配离子中的配体数与配位数之比为 。 ③乙二胺和三甲胺{[]}均属于胺，乙二胺的沸点高于三甲胺的沸点原因是 。 (4)已知：；、难溶于乙醇。结合下图： 在乙醇水混合液中的溶解度随乙醇浓度变化曲线，将加入足量氨水后所得的溶液制备晶体的实验方案补充完整：将溶液加入 ，过滤所得沉淀先用乙醇—水混合液洗涤，向最后的洗涤滤液中滴加 (填试剂)无沉淀生成，再将晶体用无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱中干燥。 7．（23-24高三下·广东湛江·期中）为解决汽车尾气达标排放，催化剂及其载体的选择和改良是关键。目前我国研制的稀土催化剂具有很好的催化转化效果，催化过程图如下。 (1)Zr原子序数为40，价电子排布为：4d25s2，它在周期表中的位置为 。 (2)CO、NO均能够与血红蛋白(Hb)中Fe2+形成稳定的配合物使血红蛋白失去携氧能力，因而具有毒性。 已知：CO进入血液后有如下平衡：CO＋Hb·O2⇌O2+Hb·CO。 ①C、N、O三种元素，简单氢化物的沸点由大到小的顺序为 (用氢化物化学式表示)。 ②在CO、NO结构中，C、N、O原子均含有孤电子对，与Fe2+配位时，配位原子均不是O原子，理由是： 。 ③高压氧舱可用于治疗CO中毒，结合平衡移动原理解释其原因： 。 (3)为节省贵金属并降低成本，常用某些复合型物质作催化剂。一种复合型物质的晶胞结构如图所示。 ①该复合型物质的化学式为 。 ②已知阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为ρg/cm3。其晶胞为立方体结构，则晶胞的边长为 cm。（设NA为阿伏加德罗常数值，只要求列算式）。 8．（23-24高三下·福建泉州·期末）氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题： (1)基态N原子的价电子的轨道表示式为 ，是 (填“极性分子”或“非极性分子”)。 (2)N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物，，的沸点由高到低的顺序为 (填化学式)。 (3)是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中N原子的杂化轨道类型为 。 (4)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。一种与EDTA形成的螯合物的结构如图所示，1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个，其中提供孤对电子的原子为O、 (写元素符号)。 9．（23-24高三下·北京·阶段练习）神舟飞船材料由金属材料(镁合金、钛合金、铝合金等)和非金属材料加工而成。 (1)钛具有较强抗腐蚀性及强度。 ①基态钛原子的价层电子排布式为 。 ②电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的则用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。 ③从原子结构角度解释中+3价钛元素还原性较强的原因 。 ④Ti的四卤化物熔点如下表所示，熔点高于其他三种卤化物，自至熔点依次升高，原因是 。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 (2)氧化锆基陶瓷热障涂层是航天发动机的关键技术。下图为立方氧化锆晶胞示意图。 ①氧化锆的化学式是 。 ②每个Zr原子周围紧邻的等距Zr原子有 个。 10．（23-24高三下·天津·阶段练习）科研人员曾在Nature杂志上发表有关电荷转移复合物的文章。文章叙述了缺电子的苯与富电子的六氟苯之间可以形成类似于配位键的一种作用力，从而使二者形成1：1的稳定复合物。在高中化学的学习中，我们也接触过这样的复合物。下面我们一起来探究一下。 Ⅰ 探究长时间暴露在空气中的苯酚生成的粉红色物质 (1)有人推测这是生成对苯醌()的原因，对苯醌中碳原子的杂化方式为 ，写出对苯醌中σ键与π键比例 。 (2)经调查，对苯醌是黄色固体，并不是所呈现的粉红色。其实苯酚在空气中还会被氧化成对苯二酚，两种产物间可以形成一种稳定的复合物醌氢醌(下图)。 使该复合物稳定存在的作用力有两种，其一是缺电子的对苯醌和富电子的对苯二酚间形成的类似于配位键的一种作用力。其二是 。 Ⅱ 制备氢氧化亚铁的实验中产生的灰绿色沉淀 (3)写出Fe在元素周期表中的位置 。 (4)在水溶液中Fe2+的稳定性弱于Fe3+，请用原子结构方面的知识进行解释 。 (5)制备实验中，氢氧化亚铁和氢氧化铁混合得到具有混合价态的复合物，沉淀颜色即变为灰绿色。该方法可用于检验Fe2+。除此之外，还有一种更加灵敏的试剂也可以检验Fe2+。Fe2+与该试剂反应得到的蓝色固体物质也是一种具有混合价态的复合物。写出该反应的离子方程式 。蓝色固体物质的晶胞如下图所示，晶胞中只表示出了部分离子。已知晶胞边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 g•cm﹣3.(用代数式表示，已知蓝色固体物质的摩尔质量为M g·mol-1) 11．（23-24高三下·河北石家庄·期末）氮、镓、砷等元素的单质及其化合物在生产生活中应角广泛。回答下列问题： (1)是一种优良的等离子蚀刻气体，在芯片制造等方面有广泛应用。分子的空间构型为 。 (2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类以，每个铝原子与 个氮原子相连，氮化铝晶体属于 晶体。 (3)M是氮杂氟硼二吡咯类物质，常用作光敏剂，其结构如图。 已知虚线框内五元环结构类似苯，存在五中心六电子离域大键，则虚线框中氮元素采用杂化方式为 ，M中存在的微粒间作用力有 (填标号)。 A．共价键        B．离子键        C．氢键        D．配位键 (4)是一种重要的半导体材料，晶胞结构如图。 已知图中a原子的分数坐标为，则b原子的分数坐标为 ；若晶体密度为，设为阿伏加德罗常数的值，则晶体中两个原子间的最短距离为 (列出计算式即可)。 12．（23-24高三下·宁夏银川·期中）C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题： (1)基态Ge原子的价电子的轨道表示式为 。 (2)碳元素是组成有机化合物的基本元素，有机物分子M的结构如下图所示。M中采取sp2杂化的C原子数目为 个，C与O之间形成σ键的数目为 个。 (3)第四周期与基态Ge原子具有相同未成对电子数的有 （填元素符号）；晶体硅的熔点比碳化硅的熔点 （填“高”或“低”）。 (4)在碱溶液中Sn（Ⅱ）的存在形式为[Sn(OH)3]-，[Sn(OH)3]-中存在的化学键类型有 （填标号）。 a.离子键         b.共价键         c.配位键              d.氢键 (5)灰锡的晶体结构与金刚石相似（如图），其中A处原子的分数坐标为（0，0，0），则B处原子的分数坐标为 。已知灰锡的密度为ρ g·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，根据硬球接触模型，则Sn原子半径r(Sn)= pm（用代数式表示）。 13．（23-24高三下·四川眉山·期中）Ⅰ．配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题： (1)可以形成多种配离子，如、、丁二酮肟镍分子(见图)等。 ①中键角比分子中键角 (填“大”或“小”)。 ②丁二酮肟镍分子内含有的作用力有 (填字母)。 a．配位键        b．离子键      c．氢键       d．金属键 (2)关于的说法中错误的是 。 A．中心原子的化合价为+3价 B．中心原子的配位数是6 C．含1mol的水溶液中加入足量溶液，产生3mol白色沉淀 (3)已知立体结构如图，其中1~6处的小圆圈表示分子，且各相邻的分子间的距离相等(图中虚线长度相等)。位于正八面体的中心，若其中两个被取代，所形成的的结构的数目为 。 Ⅱ．碳元素能形成多种单质，其中石墨和富勒烯(C60)是两类常见的物质。C60以其完美的球烯受到科学家重视。 (4)石墨晶体中存在的作用力类型有 。 a．σ键       b．极性键      c．非极性键      d．离子键       e．范德华力 (5)石墨、C60互为同素异形体，但相同条件下，石墨的熔点比高得多，原因是 。 (6) 具有萤石结构，晶胞结构如图丙所示。已知晶胞参数为 ，阿伏加德罗常数为 ，每个 周围等距且紧邻的有 个，它们之间的最短间距为 。 晶体的密度为 。 14．（23-24高三下·福建泉州·期中）将酞菁—钴钛菁—三氯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 ，其中属于共价晶体的是 ，C60间的作用力是 。 (2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。 酞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酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。 (3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为 。 (4)与B3N3H6互为等电子体的分子是 (填一个即可)，B3N3H6为非极性分子，根据等电子原理写出B3N3H6的结构式： 。 (5)碳可以形成多种有机化合物，如图是噻吩的结构，其分子中所有原子都在一个平面上。 ①噻吩结构中C原子的杂化方式为 ； ②分子中的大π键可以用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)。请问噻吩中的大π键表示为 。 (6)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被Cl-取代后有两种不同的结构，其中[Cu(H2O)2(Cl)2]是非极性分子的结构式为 。 (7)熔融时形成一种能导电的液体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子。则熔融的电离方程式为 。 15．（23-24高三下·江苏南京·阶段练习）A、B、C、D、E五种元素位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大，有如下信息： 元素 信息 A 最外层电子数等于电子层数，常温下其单质为气体 B 基态原子的L层p轨道上有2个电子 C 基态原子核外有3个未成对电子 D 主族元素，其单质晶体可用做电脑芯片主要材料，可形成多种共价晶体 E 基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2：1，M层处于全充满状态，E为过渡金属元素，单质通常呈紫红色 请回答下列问题： (1)B与C相比，电负性较大的是 (填元素符号)。 (2)B可与A形成B2A4化合物，其含有的π键和σ键的个数比为 ；C可与A形成CA3化合物，CA3电子式为 ，该分子空间构型为 ，是 (填“极性”或“非极性”)分子。 (3)B的最高价氧化物与D的最高价氧化物的沸点相差较大的原因是 。 (4)E原子的价电子排布式为 。向4mL 0.1mol/L E的常见硫酸盐溶液中逐滴加入1mol/L氨水，直至过量，该过程中的现象是 。 16．（23-24高三下·福建福州·期中）根据要求回答下列问题： (1)在第二周期主族元素：第一电离能介于B和N之间的元素有 种。 (2)已知电离能：，，I2(Ti)≤I2(K)，其原因为 。 (3)橙红色晶体羰基钴的熔点为52℃，可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。配体中键与键数目之比是 。 (4)中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为 ，1个分子中含有 个键。 (5)等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有 。(举一个例子) (6)蓝色的无水在吸水后会变成粉红色的水合物，该水合物受热后又变成无水，所以无水常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有无水，吸水后变成 ，试回答下列问题： ①水合物中x= 。 ②若该水合物为配合物，其中的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有的个数之比为，则该配合物的化学式可表示为 。 17．（23-24高三下·浙江嘉兴·阶段练习）原子序数小于36的X、Y、Z、W、J、G六种元素，原子序数依次增大，其中X元素的原子在所有原子中半径最小，Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，J元素原子核外的3p能级有两个电子，G元素原子核外有6个未成对电子(用元素符号或化学式表示)。 (1)写出G元素的基态原子的价电子排布式 ；分子中键与键数目之比为 。 (2)在水中的溶解度较大，可能的原因有 、 。(写出两个即可) (3)J与W形成的化合物的晶体类型为 晶体；分子中Y原子轨道的杂化类型为 。 (4)晶体的晶胞结构与Y、W元素形成的某种化合物类似(如下图所示)，该晶胞中含有 个分子；每个分子周围有 个最邻近的。 18．（23-24高三下·广东·阶段练习）锗石是自然界中含有锗元素的一类矿石的统称：锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题： (1)Ge位于周期表第 周期 族。 (2)锗与碳同族，性质和结构有一定的相似性，锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠：：二锗酸钠：等)，也能形成类似于烷烃的锗烷()。 ①中锗原子的杂化方式是 。 ②中键与键的数目之比为 。 ③至今没有发现n大于5的锗烷，根据下表提供的数据，从键能角度分析其中的原因 。 化学键 键能 346 411 188 288 (3)硒化锌()是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，该晶胞中硒原子的配位数是 ；乙图为甲图的俯视图，若原子坐标A为为则D原子坐标为 ；若该晶胞边长为，的摩尔质量为，则该晶体的密度为 。 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) (2) > (3) 配位键 氢键 (4) 正八面体 【详解】（1） 基态的价层电子排布式为3d6，价层电子排布图是； （2）氮原子所在环为平面结构，则氮原子的杂化方式为。同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，第一电离能：>。 （3）图中与之间的作用力是配位键，与之间的作用力是氢键。 （4）的晶胞如图所示。根据图示，Mn原子位于F原子形成的正八面体空隙中。根据均摊原则，晶胞中K原子数为 、Mn原子数为1、F原子数为，晶胞参数为anm，该晶体的密度为。 2．(1)O>Cl>C(或O、Cl、C) (2) 6 p 5s25p4 (3) 平面三角形 sp2、sp3 13NA(或13×6.02×1023) (4) 8 【详解】（1）元素的非金属性越强其电负性越大，O、Cl、C的非金属性大小顺序是O＞Cl＞C； （2）Na元素的原子序数为11，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s1，每个能级字母前的数字表示电子层数，所以该元素含有3个电子层，各能级包含的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7，该元素含有s、p能级，1+1+3+1＝6个轨道；Te原子为52号元素，位于周期表第五周期、第VIA族，价电子排布式为5s25p4，属于p区； （3）中碳原子价层电子对个数＝3+＝3，且不含孤电子对，所以C原子采用sp2杂化，空间构型为平面三角形；碳酸丙烯酯中碳原子为单键和双键，单键形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，为sp3杂化，双键形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，sp2杂化，所以碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3；单键为σ键，双键有一个σ键一个π键，σ键的总数目为13mol，即13NA； （4）氧离子半径大于钠离子半径，所以白色球为O，晶胞中白色球数目为，黑色球为Na，共8个，由晶胞对称性可知O的配位数为8；Na与O之间的最短距离为体对角线的，晶胞体积cm3，则边长a=cm，则Na与O之间的最短距离为。 3．(1) (2) 3>1>2 ② ①与中心离子以配位键结合，②与以氢键结合，配位键强于氢键 (3) (4) 4 【详解】（1） 基态Co原子的核外电子排布式为，则其核外电子占据的最高能级的轨道表示式为，故答案为：； （2）①根据价电子对互斥理论，中心原子杂化方式相同时，含有的孤电子对数越多，孤电子对与成键电子对之间的斥力越大，键角越小，3、1、2处对应的中心原子均为杂化，含有的孤电子对数分别为0、1、2，故键角大小：3>1>2，故答案为：3>1>2； ②①与中心离子以配位键结合，②与以氢键结合，配位键强于氢键，故②的更易失去，故答案为：②； ③由②可知，①与中心离子以配位键结合，②与以氢键结合，配位键强于氢键，故答案为：①与中心离子以配位键结合，②与以氢键结合，配位键强于氢键； （3） 根据所给信息A()、B()、C（）的碱性随N原子周围电子云密度的增大而增强，结合所学知识，烷基为推电子基，可使N原子周围电子云密度增大，F电负性大，—F为吸电子基，可使N原子周围电子云密度减小，故碱性由强到弱的顺序为：，故答案为：； （4）①根据Co、S原子的分布位置，由均摊法得，结构1中含有Co的数目为，含有S的数目为，与S的原子个数之比为，因此结构1表示的钴硫化物的化学式为：，故答案为：； ②图中与Li最近的S共4个，围成正四面体，故答案为：4； ③图（）中Li与S之间的最短距离为晶胞体对角线的，由均摊法得，晶胞3中含有Li的数目为8，含有S的数目为4，可列出密度计算公式：，求得晶胞参数：，故Li与S之间的最短距离为：，故答案为：。 4．(1) d 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 (2) S<N<O 5 四面体形 (3) 6 ③ (4)FeCl3为分子晶体，NaCl和MgO为离子晶体，MgO中离子键比NaCl强 (5) 3∶1 【详解】（1）Fe基态原子外围电子排布式为3d64s2，位于元素周期表的d区，铁原子失去4s上的2个电子变成Fe2+，基态Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6，答案：d、1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 （2）同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，N原子2p能级半充满，结构稳定，所以第一电离能O＜N；同主族元素从上到下第一电离能减小，所以第一电离能S＜O，O、N、S三种元素的第一电离能由小到大的顺序为S＜O＜N，基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4，s有1种，p有3种，所以共有5种空间运动状态不同的电子，H2O的价层电子数为，则VSEPR模型为正四面体，答案：S<N<O、5、四面体形； （3）根据图知，二聚体中Fe3+的配位数为6，所以其杂化轨道是6，杂化类型为sp3d2，即选③，答案：6、③； （4）FeCl3为分子晶体，NaCl与MgO为离子晶体，一般而言离子晶体的熔点比分子晶体高，离子晶体中晶格能越大的熔点越高，MgO的晶格能比NaCl的大，则MgO的熔点比NaCl高，答案：FeCl3为分子晶体，NaCl和MgO为离子晶体，MgO中离子键比NaCl强； （5）根据晶胞结构，Fe原子位于顶点和面心，所含的原子的数目为8×+6×=4，N原子位于体心，共有1个，该晶胞的化学式为Fe4N，晶胞质量为：，晶胞参数为apm，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，该晶体密度为；Cu替代b位置的Fe，形成晶胞中N原子处于体心、Cu原子处于面心、Fe原子处于顶点，晶胞中N原子数目=1，N(Cu)=6×=3，N(Fe)=8×=1，其化学式为：FeCu3N，n∶y=3∶1，答案：、3∶1。 5．(1) (2)三价铁的外层电子排布式为半充满的，较稳定，而三价镍为，因此铁更易形成三价 (3) AD (4) 6 【详解】（1）Ni为28号元素，其基态原子的电子排布式为(或)； （2）Ni的基态原子电子排布式为，Fe的基态原子电子排布式为，三价铁的外层电子排布式为半充满的，较稳定，而三价镍为，因此铁更易形成三价； （3）①羰基CO为中性配位体，化合物为电中性，因此镍为0价，A正确； 2s电子的能量高于1s能量电子，因此2s电子发生跃迁后形成的激发态要比1s电子发生跃迁能量要低，B错误； 丁二酮肟中C原子形成碳氮双键和甲基，因此其杂化方式为sp2、sp3，C错误； 电负性F＞N＞H，NH3中孤对电子比NF3中孤对电子离N原子更远，因此NH3更容易结合氢离子形成配位键，NH3的碱性强于NF3，D正确； ②配合物中含有两个五元环，且含有两个由氢键形成的六元环，则由氮原子提供孤对电子和Ni2+形成配位键，氢键存在于羟基之间，其结构为； （4）根据均摊法，Ni：、Cl：，则该化合物的分子式为NiCl2；根据图示可知，Ni原子周围有6个Cl原子，因此Ni原子的配位数为6。 6．(1) ac (2) (3) 乙二胺分子间可形成氢键 (4) 无水乙醇中，过滤 【详解】（1） ①的中心离子为Cu2+，配体为OH-，O原子提供孤电子对，配位数为4；则结构式为：； ②中除了配位键外，配体OH-中存在极性共价键， Na+和之间存在离子键，故选ac； （2）金属铜单独与氨水或过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生反应，过氧化氢为氧化剂，可氧化Cu生成Cu2+，铜离子进而与氨分子通过配位键形成四氨合铜离子，两者相互促进使反应进行，反应的离子方程式为:； （3）①同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，则O＞N，H的电负性最弱，则、、三种元素的电负性从大到小的顺序为O＞N＞H； ②由图可知，1个铜离子和2个乙二胺()通过4个配位键形成配离子，该配离子中的配体数与配位数之比为。 ③乙二胺和三甲胺{[]}均属于胺，乙二胺的沸点高于三甲胺的沸点原因是：乙二胺分子间可形成氢键。 （4）由图知，溶液中乙醇的体积分数越大，的溶解度越小，则从溶液中制备，只要增大溶液中乙醇的体积分数、待析出沉淀后过滤即可，故补充方案为：将所得的溶液加入无水乙醇中，过滤； 过滤所得沉淀先用乙醇—水混合液洗涤，若经检验最后的洗涤液中不含硫酸根离子，说明沉淀洗涤干净了，则向最后的洗涤滤液中滴加 (填试剂)无沉淀生成，再将晶体用无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱中干燥。 7．(1)第五周期第ⅣB族 (2) H2O>NH3>CH4 氧原子电负性最大，成键时不易给出孤对电子 高压氧舱增大氧气的浓度，使平衡逆向移动，释放出CO，可用于治疗CO中毒 (3) TiSrO3 【详解】（1）Zr原子序数为40，价电子排布为：4d25s2，电子层数为5，则Zr位于第五周期，外围有4个电子，则位于第ⅣB族，所以它在周期表中的位置为第五周期第ⅣB族； （2）①C、N、O三种元素的简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，NH3和H2O分子间有氢键，其沸点高于CH4，水分子间的氢键比NH3分子间的氢键强，所以水的沸点高于NH3，所以C、N、O三种元素简单氢化物的沸点由大到小的顺序为H2O＞NH3＞CH4； ②O电负性比N和C大，成键时不易给出孤对电子，不易和Fe2+配位； ③高压氧舱增大氧气的浓度，使平衡逆移，释放出CO，可用于治疗CO中毒； （3）①在该晶胞中，O位于立方体的棱心，所以该晶胞含有=3个O，Ti原子位于顶点，则含有1个Ti，Sr位于体心，则含有1个Sr，该复合型物质的化学式为TiSrO3； ②该晶胞的质量为g，晶体密度为ρg/cm3，所以晶胞的体积为cm3，晶胞的边长为cm。 8．(1) 极性分子 (2)NH3>AsH3>PH3 (3)sp、sp2 (4) 6 N 【详解】（1） 基态N原子的价电子排布式为2s22p3，其轨道表示式为，NH3空间构型为三角锥形，正负电荷中心不重合，为极性分子； （2）NH3、PH3、AsH3均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力也逐渐增大，但是氨气能形成分子间氢键，分子间作用力最大，因此三种物质沸点由高到低排序为NH3>AsH3>PH3； （3）该阳离子中，右下角形成N≡N的N原子和左侧形成N=N=N的N原子的价层电子对数为2，为sp杂化，最上方的N原子的价层电子对数为3，为sp2杂化，故N原子的杂化方式为sp和sp2； （4）只有成环的配位键才能起到螯合作用，再结合题目中所给的结构可知，1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6个，分别为左侧的两个N原子与Ni2+形成的配位键，右侧的2个O原子与Ni2+形成的配位键以及上下方O原子与Ni2+形成的配位键，其中提供孤电子对的原子为O、N。 9．(1) +1或-1 Ti3+价层电子为3dl，失去一个电子后， 3d能级处于全空稳定状态，所以易失电子，还原性较强 TiF4为离子晶体，熔点最高，TiCl4、 TiBr4、 TiI4都是分子晶体，组成和结构相似；其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增大，因而三者的熔点依次升高 (2) ZrO2 12 【详解】（1）已知Ti是22号元素，故基态钛原子的核外电子排布式：[Ar]3d24s2，价态电子排布式：；钛原子的3d能级上2个电子分占不同的轨道，且自旋方向相同，故对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为+1 或-1；Ti3+价层电子为3dl，失去一个电子后， 3d能级处于全空稳定状态，所以易失电子，还原性较强；TiF4为离子晶体，熔点最高， TiCl4、 TiBr4、 TiI4都是分子晶体，组成和结构相似，其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增大，因而三者的熔点依次升高。 （2）由题干晶胞示意图可知，1个晶胞中含有Zr个数为，O的个数为8，故Zr和O的个数最简比为1:2，故氧化锆的化学式是ZrO2；由题干晶胞示意图可知，Zr位于8个顶点和6个面心上，故每个Zr原子周围紧邻的等距Zr原子有，故答案为12。 10．(1) sp2 3：1 (2)对苯二酚中的H与对苯醌中的O能形成分子间氢键 (3)第四周期第VIII族 (4)Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，Fe3+的3d能级为半满状态，较稳定 (5) 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ 【详解】（1）根据碳碳双键和碳氧双键的平面结构可知，对苯醌中所有原子可共平面，所有C原子都为sp2杂化；1个对苯醌分子中含有的σ键有12个，含有的π键数为4个，σ键与π键比例为3：1； （2）由对苯二酚和对苯醌的结构可知，对苯二酚中的H与对苯醌中的O能形成分子间氢键，也能使两者结合为稳定的复合物醌氢醌； （3）Fe的原子序数为26，Fe在元素周期表中的位置为第四周期第VIII族； （4）Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，Fe3+的3d能级为半满状态，故较稳定； （5）Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应，产生蓝色沉淀为Fe3[Fe(CN)6]2，反应离子方程式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓；根据沉淀的化学式，结合晶胞结构可知，黑色的应该代表CN-，其个数为12=3，即该晶胞中含有个Fe3[Fe(CN)6]2，晶胞的质量为，晶胞的体积为，晶体的密度为== g•cm﹣3。 11．(1)三角锥形 (2) 4 共价 (3) sp2 AD (4) 【详解】（1）NF3价层电子对=，孤电子对1对，可知中心原子N采取sp3杂化，所以NF3的分子的空间构型为三角锥形； （2）氮化铝晶体与金刚石类似，均是正四面体结构，每个铝原子与4个氮原子相连；AlN晶体与金刚石类似，属于共价晶体； （3）环上N原子价层电子对数为3，采取sp2杂化，该环N原子价层孤对电子填充在2sp轨道；原子之间存在共价键，环上N原子与B原子之间形成配位键，不含氢键与离子键，故答案为AD； （4）图1中A原子的坐标为，则B原子在x轴的，y轴的，z轴的，故分数坐标为；图中晶体密度为，由图可知一个晶胞中含有Ga的个数为：个，含有As原子个数为：4个，根据，则晶胞边长为：a=，由图可知晶胞中距离最近的两个As原子间距离为面对角线的一半，即。 12．(1) (2) 9 5 (3) Ti、Ni、Se 低 (4)bc (5) (，，) ×1010或×1010 【详解】（1） 基态Ge原子的价电子的轨道表示式为，故答案为：； （2）①M中碳氧双键、碳碳双键、苯环上的碳原子均为sp2杂化，共9个，故答案为：9； ②C与O形成的σ键的数目为5个，故答案为：5； （3）①基态Ge原子价电子排布式为4s24p2，有2个未成对电子，第四周期基态原子未成对电子数与Ge原子相同的元素的价电子排布应为3d24s2、3d84s2、4s24p4，分别为Ti、Ni、Se元素，故答案为：Ti、Ni、Se； ②碳原子半径小于硅原子，所以Si-C键的键长小于Si-Si键，键能更大，所以晶体硅的熔点比碳化硅的熔点低，故答案为：低； （4）该离子中Sn原子与O原子形成配位键，O原子和H原子形成共价键，不存在离子键，氢键不是化学键，故答案为：bc； （5）B原子位于4个Sn原子形成的正四面体空隙中，在底面的投影距离y轴，距离x轴，在左侧面的投影距离轴，距离y轴，所以坐标为(，，)，故答案为：(，，)； ②顶点的Sn原子投影到大正方形的四个顶点，侧面、底面、顶面的面心的Sn原子投影到大正方形的边的中间位置，前面、后面面心的Sn原子投影到大正方形的中心，内部的四个Sn原子位于正四面体空隙，所以投影到四个小正方形的中心，投影图为；位于正四面体中心的Sn原子与周围4个Sn紧密接触，所以有2r(Sn)为体对角线的四分之一，则晶胞的体积为cm3，晶胞中Sn原子的个数为，所以晶胞的质量为g，所以有，解得(或)cm= (或)，故答案为： (或)。 13．(1) 大 ac (2)C (3)2 (4)ace (5)是分子晶体，熔化时破坏的作用力为范德华力；石墨是混合型晶体，熔化时破坏的作用力既有共价键又有范德华力，共价键的强度大于范德华力，因而石墨的熔点比高得多 (6) 8 【分析】中N原子提供电子与Ni2+形成配位键，N无孤电子对； 电离方程式为，1mol的水溶液中加入足量硝酸银溶液，产生2molAgCl沉淀；石墨晶体中层内存在σ或非极性共价键，层层之间存在范德华力C60是分子晶体，熔化时破坏的作用力为范德华力；石墨是混合型晶体，熔化时破坏的作用力既有共价键又有范德华力。 【详解】（1）①中N原子提供电子与Ni2+形成配位键，N无孤电子对，而氨气分子中，N有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对排斥力大，所以中键角大于氨气分子中的键角，故答案为：大； ②根据丁二酮肟镍分子结构图可知，分子内N和Ni之间存在配位键，分子内的氢键，不存在离子键和金属键，故答案为：ac； （2）A．中中心原子为Ti，Cl显-1价，NH3整体不带电，因此根据化合价代数和为0，推出Ti的化合价为+3价，故A正确； B．中心原子的配位数为5+1=6，故B正确； C．电离方程式为，1mol的水溶液中加入足量硝酸银溶液，产生2molAgCl沉淀，故C错误； 故答案为：C； （3）该结构为正八面体，六个顶点的位置是对称等同的，选取其中一个取代，剩余位置有两种，因此二氯代物有2种，即1、2和1、4；故答案为：2； （4）石墨晶体中层内存在σ或非极性共价键，层层之间存在范德华力，故答案为：ace； （5）C60是分子晶体，熔化时破坏的作用力为范德华力；石墨是混合型晶体，熔化时破坏的作用力既有共价键又有范德华力，共价键的强度大于范德华力，则石墨的熔点比C60高得多，故答案为：C60是分子晶体，熔化时破坏的作用力为范德华力；石墨是混合型晶体，熔化时破坏的作用力既有共价键又有范德华力，共价键的强度大于范德华力，则石墨的熔点比C60高得多； （6）根据的晶胞图可知，晶胞中灰球数目为，黑球数目为8，灰球即，黑球即，每个周围等距且紧邻的有8个；它们之间的最短间距为体对角线的四分之一即nm；一个晶胞中有4个，则晶胞的密度，故答案为：8；；。 14．(1) 同素异形体 金刚石 范德华力 (2) ③ ＋2 配位 (3) sp3 离子 2 (4) C6H6 (5) sp2杂化 (6) (7) 【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；其中金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物、不属于共价晶体；C60间的作用力是范德华力。 （2）已知酞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sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π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π键，即标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子；标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H+，钴酞菁分子中，失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。 （3）由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3；AlF3的熔点为1090 ℃，远高于AlCl3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AlF3的晶胞结构可知，其中含白球的个数为12×＝3，黑球的个数为8×＝1，则白球为F-，距F-最近且等距的Al3+有2个，则F-的配位数为2。 （4） 用“替代法”，与B3N3H6互为等电子体的分子是C6H6；B3N3H6为非极性分子，说明分子中正负电的中心重合，结合苯的结构，B3N3H6的结构式为。 （5）①噻吩分子中所有原子都在一个平面上，所以C原子采取sp2杂化； ②噻吩是平面结构，所以C原子和S原子均采取sp2杂化，C的价电子数为4，sp2杂化后，未杂化的p轨道上有1个电子，S的价电子数为6，sp2杂化后，未杂化的p轨道上有2个电子，所以共有6个电子形成大π键，表示为。 （6） [Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构，其中[Cu(H2O)2(Cl)2]是非极性分子，说明分子中正负电中心重合，则其结构式为。 （7）PCl5熔融时形成一种能导电的液体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，正四面体形的阳离子是，正八面体形的阴离子为，则PCl5熔融的电离方程式为2PCl5=+。 15．(1)N (2) 1∶5 三角锥 极性 (3)CO2为分子晶体，沸点低；SiO2为共价晶体，沸点高 (4) 3d104s1 先产生蓝色絮状沉淀，后沉淀逐渐溶解，溶液变为深蓝色 【分析】A原子的最外层电子数等于电子层数，常温下其单质为气体，A为H元素；基态B原子的L层p轨道上有2个电子，基态B原子的电子排布式为1s22s22p2，B为C元素；D是主族元素，其单质晶体可用做电脑芯片主要材料，可形成多种共价晶体，D为Si元素；基态C原子核外有3个未成对电子，C的核电荷数介于B和D之间，C为N元素；基态E原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1，E原子最外层有1个电子，M层处于全充满状态，E为过渡金属元素，单质通常呈紫红色，E为Cu元素。 【详解】（1）同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大，C与N相比，电负性较大的是N。 （2） B与A形成的B2A4为C2H4，C2H4的结构简式为CH2=CH2，其中含4个C—H键和1个C=C键，单键全为σ键，1个双键中含1个σ键和1个π键，其含有的π键和σ键的个数比为1∶5；C与A形成的CA3为NH3，NH3的电子式为；NH3中中心N原子上的孤电子对数为×(5-3×1)=1、σ键电子对数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，略去1对孤电子对，NH3分子空间构型为三角锥形；NH3分子中正、负电中心不重合，NH3分子为极性分子。 （3）B的最高价氧化物CO2属于分子晶体、沸点低，D的最高价氧化物SiO2属于共价晶体、沸点高，故CO2与SiO2的沸点相差较大。 （4）E原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1；向CuSO4溶液中逐滴加入氨水直至过量，依次发生的反应为Cu2++2NH3∙H2O=Cu(OH)2↓+2、Cu(OH)2+4NH3∙H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，该过程中的现象为：先产生蓝色絮状沉淀，后沉淀逐渐溶解，溶液变为深蓝色。 16．(1)3 (2)K+失去的是全充满的3p6电子，所需能量较高，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去 (3) O>C>Co 1∶2 (4) N≡C−C≡N 4 (5)SO2或O3 (6) 6 [CoCl(H2O)5]Cl⋅H2O 【详解】（1）在第二周期主族元素，第一电离能呈增大的趋势，但是Be核外电子2s2轨道全满相对稳定，而B原子2s22p1，故第一电能小于Be，O原子的价层电子2s22p4，N原子的价层电子2s22p3，N的2p轨道有3个电子，处于半满状态，故第一电离能大于O，B和N之间的有3种元素； （2）K失去一个电子后，原子轨道处于全满状态， Ti价层电子为3d24s2，失去电子后价电子为3d24s1，K+失去的是全充满的3p6电子，所需能量较高，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去， 故I2(Ti)≤I2(K)； （3）钴是金属元素，与碳和氧相比电负性较小，同周期主族元素，核电荷数越大，电负性越大，故氧的电负性大于碳的电负性，O>C>Co；CO中有1个σ键与2个π键，数目之比是为1∶2； （4）(CN)2中键与键之间的夹角为180°，则分子为直线型，并有对称性，分子两侧都有C和N原子，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，则结构为N≡C−C≡N；每个三键都有2个π键，则1个分子中有4个π键； （5）与互为等电子体的分子有3原子数，各原子最外层电子数之和为18，则等电子体有SO2或O3； （6）CoCl2的摩尔质量为130g/mol，65g无水CoCl2的物质的量为0.5mol，吸收水的质量为119g-65g=54g，则水的物质的量为3mol，n(CoCl2):n(H2O)=1:6，则x=6；其中Co2+的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有Cl−的个数之比为1∶1，则该配合物的化学式可表示为[CoCl(H2O)5]Cl⋅H2O。 17．(1) 3d54s1 3∶2 (2) NH3能与水反应 NH3与水都是极性分子，依据相似相溶原理可知，氨气在水中的溶解度大或NH3与水分子之间还可以形成氢键，增大氨气溶解度 (3) 共价 sp杂化 (4) 4 12 【分析】X元素的含量在宇宙中最高，X为H；Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，即1s22s22p2，Y为C；W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，W为O；X、Y、Z、W、J、G六种元素，原子序数依次增大，则Z为N；J元素原子核外的3p能级有两个电子，即1s22s22p63s23p2，J为Si；G元素原子核外有6个未成对电子，即1s22s22p63s23p63d54s1，G为Cr。 【详解】（1）由分析可知，G为Cr，则其基态原子的价电子排布式为：3d54s1；Y2X2分子为C2H2即乙炔，结构式为H-C≡C-H，则分子中含3个σ键、2个π键，σ键与π键的数目之比为：3∶2； （2）ZX3为NH3，NH3在水中的溶解度较大，可能的原因有：NH3能与水反应；NH3与水都是极性分子，依据相似相溶原理可知，氨气在水中的溶解度大；NH3与水分子之间还可以形成氢键，增大氨气溶解度； （3）JW2为SiO2，晶体类型为共价晶体；XYZ分子为HCN，是一种无机化合物，结构式为H-C≡N，C原子采取sp杂化； （4）利用均摊法，晶胞中原子个数为：个，每个分子周围有12个最邻近的。 18．(1) 4 IVA (2) sp2 1∶1 Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，形成的锗烷不稳定 (3) 4 【详解】（1）Ge为32号元素，位于周期表第4周期第IVA族； （2）①Na2GeO3中，锗的价层电子对数为3+=3，所以杂化方式是sp2； ②的结构式为，含有2个键和2个键，键与键的数目之比为1∶1； ③至今没有发现n大于5的锗烷，可从表中提供的Ge-Ge、Ge-H键能进行分析，从而得出原因：Ge-Ge和Ge-H的键能较小，键容易断裂，形成的锗烷不稳定； （3）从硒化锌(ZnSe)的晶胞结构图甲可以看出，该晶胞中Zn原子的配位数为4，则硒原子的配位数也是4；已知晶胞边长为apm，乙图为甲图的俯视图，原子坐标A为(0，0，0)，B为，则D原子的x轴长为，y轴长为，z轴长为，从而得出D原子坐标为；在硒化锌(ZnSe)晶胞中，含有4个Zn原子和4个Ge原子，则晶胞的质量为，晶胞的体积为，晶体的密度为==。 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 $$