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．（23-24高三下·河南信阳·期末）元素周期表中的五种元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大。基态A原子的价层电子排布式为；原子最外层电子数是电子层数3倍；基态的轨道上电子达到全充满结构；单质在金属活动性顺序中排在最末位。 回答下列问题： (1)基态原子的价层电子排布式为 。A位于元素周期表 区。基态C原子最高能级的电子云轮廓图为 (填名称)。 (2)A、B、C构成一种阴离子为，该离子中每个原子最外层都达到8电子结构，该离子与酸形成分子，该分子结构简式为 。 (3)化学上，气态原子得到1个电子生成气态阴离子释放的能量称为元素第一电子亲和能，它反映气态原子得电子能力。元素A、B、C的第一电子亲和能如图所示(习惯上，体系放出能量时为正值，体系吸收能量时为负值)。 元素的第一电子亲和能低于左、右相邻元素，其原因是 。 (4)元素、形成的常作为配位化合物中的配体。在中存在三键，原子采用的杂化类型是 。在配体中，作配位原子一般具有两个条件：价层有孤电子对、电负性较小(容易提供电子对)。配体中配位原子是 (填元素符号)。 (5)元素、对应的离子均能与形成配离子。已知：与形成配离子时，配位数为4；与形成配离子时，配位数为2；工业上常用和形成的配离子与单质反应，生成与形成的配离子和单质来提取。写出上述反应的离子方程式： 。 (6)元素和元素能组成一种单导体材料，其晶胞如图所示。 该晶胞参数为。为阿伏加德罗常数的值。该晶体密度为 (只列计算式)。 2．（23-24高三下·贵州黔西·期末）铬是人体内微量元素之一，是重要的血糖调节剂。回答下列问题： (1)铬在元素周期表中的位置为 ，其基态原子核外电子占据的原子轨道数为 ，该基态原子价层电子排布式为 。 (2)已知半径小，正电场较强，容易与、、等分子或离子形成多种配合物，是其中的一种。 ①该配合物中提供孤电子对形成配位键的原子是 （填元素符号）。 ②该物质氨分子中中心原子的杂化方式为 （填字母）。 a．    b．    c．sp ③水分子和氨分子中： （填“大于”“等于”或“小于”）。 (3)钛铬合金是一种高温结构材料，第二电离能(Ti) （填“>”或“<”）(Cr)，原因是 。 (4)铬的一种氮化物晶体立方晶胞结构如图所示。A点分数坐标为，则点分数坐标为 。已知晶胞参数为，则该晶胞的密度为 （为阿伏加德罗常数的值）。 3．（23-24高三下·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高三下·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) 、 。 5．（23-24高三下·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， 6．（23-24高三下·四川绵阳·期末）硼及其化合物在结构上的复杂性和键型上的多样性，极大地丰富和扩展了现有的共价键理论，因此IIIA族元素及其化合物在无机化学发展中占有独特的地位。回答： (1)某同学写出了铝原子的4种不同状态的电子排布图，其中能量最低的是 (填字母代号)，电子由状态C到状态B所得原子光谱为 光谱(填“发射”或“吸收”)。 A．        B． C．        D． (2)、、的键角由大到小的顺序为 。 (3)常温常压下，呈气态，而呈液态，其主要原因是 。 (4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示：在中，硼原子轨道的杂化类型有 ； (填数字)。 (5)砷化镓属于第三代半导体，晶胞结构与金刚石相似，如图所示。 ①晶胞中原子坐标参数A为，B为，C为，则D为 。 ②阿伏加德罗常数的值为，砷化镓的密度为 (列出计算式)。 7．（23-24高三下·广东梅州·期末）铜是重要的过渡金属元素，广泛应用于电子工业和航天领域中。请根据所学知识，回答下列问题： (1)铜在元素周期表中的位置 。 (2)是有机合成中常见催化剂。加强热会分解生成铜，金属铜的晶体类型为 ；金属铜晶胞如下图所示，与铜原子等距且最近的铜原子有 个。 (3)配合物是深蓝色晶体，其中配离子的中心离子的配位数是 ；的空间构型为 。 (4)与乙二胺（）可形成如下图所示的配离子，该配离子内部不含有的化学键类型是______。 A．配位键 B．极性键 C．离子键 D．非极性键 (5)乙二胺和三甲胺[]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是 。 8．（23-24高三下·重庆·期末）磷化氢是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。工业制备的流程如图。 (1)基态磷原子的价电子排布图为 ，能量最高的能级电子云轮廓图为 (填名称)。 (2)次磷酸()的结构式为 。 (3)可与形成，此性质常用于掩蔽溶液中的。该配合物中的配体是 ，中心离子的配位数为 ，的空间构型为 。 (4)白磷和过量烧碱溶液反应的化学方程式为 ，若起始时有参加反应，则整个流程中共生成 (忽略产物的损失)。 (5)白磷晶胞结构如图所示，图中“○”表示。 ①在该晶胞中含有的磷原子数是 个。 ②若该晶胞的棱长为， (表示阿伏加德罗常数，列出计算式)。 9．（23-24高三下·山东济宁·阶段练习）回答下列问题： I. 有机物与生活、生产联系非常密切。聚碳酸酯(PC)是一种具有良好抗冲击性能和光学性能的工程塑料。以碳酸二甲酯和葡萄糖加氢脱水制得的异山梨醇()为原料可以制得聚碳酸酯。 (1)葡萄糖的加氢产物为 (写出其结构简式)，其分子内脱水反应有多种可能，其1、4碳原子上羟基发生分子内脱水反应的产物的结构简式为 ，其进一步脱水即得异山梨醇。 Ⅱ.铜及其化合物在工农业生产中有广泛的应用。 (2)Cu2+可以与乙二胺(H2N-CH2CH2-NH2)形成配离子，如图所示： ①Cu2+的价电子中成对电子数与未成对电子数之比为 ，该配离子中的配体数与配位数之比为 。 ②乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 ，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。 (3)杂环化合物咪唑结构如图，其分子中的大π键可表示为，则其结合质子能力更强的氮原子是 (填“①”或“②”)，其原因是 。 10．（23-24高三下·陕西咸阳·期中）2023年6月，科学家首次合成固态双铍化合物，相关成果发表于《科学》杂质。该分子入选2023年最“炫”分子榜单，其结构如图所示，回答下列问题： (1)“固态双铍化合物”的化学式为 ，各元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)基态Be原子价层电子的电子云轮廓图为 (填“球形”或“哑铃形”)。 (3)下列电子排布式分别代表铍微粒，其中失去1个电子所需能量最少的是 (填字母)。 A．        B．        C． (4)硼与铍相邻，铍的第一电离能为，硼的第一电离能为，铍的第一电离能大于硼的原因是 。 (5)卤化铍的熔点如表所示： 熔点 399 488 510 ①中原子的杂化类型为 。 ②的熔点依次升高的原因是 。 (6)Be易形成配离子，该配离子的空间构型为 。 11．（23-24高三下·陕西咸阳·期中）铁、钴、镍及其化合物在生产生活中应用广泛。请回答： (1)镍能形成多种配合物，如等，其中分子为正四面体构型。 ①的配体是 ，配位原子是 。 ②能够溶解的是 (填字母)。 a．四氯化碳        b．水 (2)铁系元素能与形成等金属羰基化合物。已知室温时为浅黄色液体，沸点，则中含有的化学键类型包括___________(填字母)。 A．极性键 B．离子键 C．配位键 D．金属键 (3)以甲醇为溶剂，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)，色胺酮分子中原子的杂化类型有 ，射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子，通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。 (4)金属钴晶体的晶胞呈六棱柱形，其结构如图所示，每个晶胞中含原子数为 ，晶胞底面呈正六边形，边长为，设为阿伏加德罗常数的值，晶胞的密度为，则该晶胞的高为 (用含的代数式表示)。 12．（23-24高三下·浙江金华·期末）金属在生活生产中应用广泛，请回答： (1)铜元素位于周期表 区。 (2)由铝原子核形成的四种微粒，电子排布式分别为：①；②；③；④，有关这些微粒的叙述，正确的是_______。 A．电离一个电子所需最低能量： B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C．微粒半径： D．得电子能力： (3)1mol分子间有2mol氢键(如下图所示)，1mol固态分子间有3mol氢键，请在图中画出与图中分子直接相连的所有氢键 。 (4)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶胞结构如下： ①该晶胞中粒子个数比 ，晶体类型为 。 ②设X的最简式的相对分子质量为Mr，则X晶体的密度为 (列出算式)。 13．（23-24高三下·湖北襄阳·阶段练习）我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、P、Ni、Fe等元素。 (1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填标号，下同)，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。 A．       B． C．    D． (2)镍能形成多种配合物，其中是无色挥发性液体，是红黄色单斜晶体。的熔点高于的原因是 。 (3)氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如下图所示。 ①石墨能导电，六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电，原因是 。 ②立方相氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为 。 (4)的结构如下图所示，中、、由大到小的顺序是 。 (5)镍的某种氧化物常用作催化剂，其晶胞的结构特征为：镍离子形成面心立方结构，氧离子填充在镍离子构成的正八面体空隙中，填充率为100%。 ①从该晶胞中能分割出来的结构图有 (填标号)。 a.    b.    c.    d.    e。 ②已知该晶体密度为ρ g·cm-3，为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子有 个，该距离为 pm(用含ρ和的代数式表示)。 14．（2024·山东泰安·模拟预测）Na2PO3F作牙膏的添加剂可预防龋齿，通常以氟化钠（NaF）与三偏磷酸（Na3P3O9）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H3PO4分子间可以通过脱水缩合生成焦磷酸： 三偏磷酸（H3P3O9）可由H3PO4分子间脱水生成，H3P3O9分子中3个P原子的化学环境相同，H3P3O9的结构式是 。 (4)Na2PO3F溶于水时与水反应，P-F键断裂，生成。 ①PO3F2- 中磷元素的化合价为 。 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：2c(F-) c(Na+)（填“＞”“＜”或“＝”）。 (5)二水合铁氰化铁Fe[Fe(CN)6]·2H2O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，结构如图所示： ①距离Fe3+最近的Fe3+有 个。 ②已知：Fe[Fe(CN)6]·2H2O的摩尔质量是Mg·mol-1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g·cm-3。 15．（23-24高三下·黑龙江牡丹江·阶段练习）氮、镓合金由于其良好的电学传导和光学透明性被广泛用于薄膜太阳能电池领域，氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被原子代替。 (1)以下说法正确的是_______(填字母)。 A．晶体中存在非极性共价键 B．原子半径： C．电负性： D．沸点： (2)晶胞中与同一个原子相连的N原子构成的空间构型为 ，晶胞中与原子相邻且最近的原子个数为 。 (3)以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置，称作原子分数坐标。B原子坐标为，则A原子坐标为 。 (4)若晶胞边长为，则A原子与B原子的最短核间距为 表示阿伏加德罗常数则该晶胞的密度为 (列出计算式即可)。 16．（23-24高三下·山东济宁·阶段练习）中国科学院山西煤炭化学研究所制备了一种CuFe@SiO2包覆型催化剂，发现活性相Cu/Fe摩尔比对某种复合氧化物的数量有影响，从而影响总醇的选择性。 (1)碳氧化物氢化制低碳醇是将煤、天然气、生物质、CO2等非石油资源转化为液体燃料和高附加值化学品的重要途径。 ①由CO2和H2制备甲醇的反应为，该反应中，由极性键构成的非极性分子是 （写化学式），碳原子的杂化方式由 转变为 。 ②CO、CO2、CH3OH中，碳氧键键长由短到长的顺序为 ，原因是 。 (2)某种复合氧化物对总醇有着高选择性，其晶胞结构如图。 ①该复合氧化物的化学式为 。 ②晶胞中铜原子的配位数为 ；设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 g·cm-3。 17．（23-24高三下·辽宁·阶段练习）短周期元素在自然界中比较常见，它们的化合物及其合金在社会生活中有着很重要的作用。请回答下列问题： (1)硫代硫酸盐可用作浸金试剂。硫代硫酸根()可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。 ①基态O原子电子占据最高能层符号是 。 ②的空间构型是 。 (2)一定条件下，将F原子插入石墨层间可得到具有润清性的层状结构化合物，其单层局部结构如图所示：中C原子的杂化方式为 。 (3)一种立方钙钛矿型晶体LaCrO3有两种晶胞结构，其俯视图如下(重叠处仅画出大的微粒)，La的配位数均是12。 ①图a的晶胞参数为x pm，则O与O的最小核间距为 pm；图b晶胞中O的位置为 (填“体心”“顶点”“面心”“棱心”)；两种晶胞中Cr的配位数是否相同 (填“是”或“否”)。 ②晶胞经掺杂后能提高红外辐射效率。由图a晶胞堆叠形成的2×2×2超晶胞中一个La原子被Sr代替，则掺杂后晶体化学式 。 (4)磷的含氧酸除了H3PO4以外，还有亚磷酸(H3PO3)等。H3PO3是二元酸，在水中O—H键能断裂解离出而P—H键不能，从元素性质的角度解释其原因： 。 18．（23-24高三下·山东威海·期中）钛、钒、铬、铁、镍、铜等过渡金属及其化合物在工业上有重要用途。 (1)钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点，是钛系储氢合金的代表。Ti元素在元素周期表中的位置是 。 (2)制备的反应为。 ①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。 ②分子中所有原子均满足8电子稳定结构，分子中键和键的个数比为 ，中心原子的杂化方式为 。 (3)如图甲所示的是金红石的晶胞，则每个晶胞拥有 个、 个。 (4)如图乙所示的是硫化锌的晶胞，则、的数目之比是 。 (5)如图丙所示的是钙钛矿的晶胞，则其化学式是 。 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) 哑铃形 (2) (3)基态原子轨道达到半充满稳定结构，再得1个电子，排斥力较相邻的基态、原子大 (4) C (5) (6) 【分析】依题意，A的电子排布式为，A为碳。C原子最外层电子数是电子层数3倍，而最外层电子数不超过8，故C只有2个电子层，最外层6个电子，C为氧。根据原子序数大小可知，B为氮。基态的轨道上电子达到全充满结构即，则基态D原子价层电子排布式为，D为锌；在金属活动顺序表中，金排在最后，E为金。 【详解】（1）D为锌，基态原子的价层电子排布式为；A为碳，电子排布式为，位于元素周期表p区，C为氧，基态O原子最高能级2p的电子云轮廓图为哑铃形； （2）、、构成阴离子，形成三个键，形成四个键，形成2个键，所以阴离子为，在酸中生成分子含氢氧键，该分子结构简式为； （3）由于基态原子轨道上达到半充满稳定结构，得到1个电子排斥力较大，克服排斥力要吸收能量，所以N元素的第一电子亲和能低于左、右相邻元素； （4）CN-存在三键，C原子价层电子对数为2，碳原子采用的杂化类型是sp，氰根离子中、都有孤电子，电负性大于，不容易提供孤电子对形成配位键，CN-配体中配位原子是C； （5）Zn2+与CN-形成配离子时，配位数为4，该配离子为[Zn(CN)4]2-；Au+与CN-形成配离子时，配位数为2，该配离子为[Au(CN)2]-，工业上常用[Au(CN)2]-与Zn反应，生成[Zn(CN)4]2-和Au，该反应离子方程式为：； （6）D为Zn，晶胞中Zn原子个数为，Se均在晶胞内部数目为4，1个晶胞含4个“ZnSe”，晶胞质量为，晶胞体积为，该晶体密度为。 2．(1) 第四周期VIB族 15 (2) 、 小于 (3) < 钛第二电离能失去的是电子，铬第二电离能失去的是电子 (4) 【详解】（1）铬元素的原子序数为24，位于元素周期表第四周期ⅥB族，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则核外电子占据的原子轨道数为15，该基态原子价层电子排布式为； （2））①由化学式可知，配合物的中心离子为具有空轨道的铬离子，水分子和氨分子是配体，配体中提供孤对电子的原子为氧原子和氮原子，故答案为：O、N； ②由化学式可知，配合物的中心离子为具有空轨道的铬离子，水分子和氨分子是配体，水分子中氧原子和氨分子中氮原子的价层电子对数都为4，原子的杂化方式都为sp3杂化，故选b；③氨气分子中氮原子含有一对孤电子对，水分子中O原子含有两对孤电子对， 孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，水分子和氨分子中：小于； （3）钛元素的原子序数为22，Ti+离子的价电子排布式为4s1，易失去电子，铬元素的原子序数为24，Cr+的价电子排布式为半充满稳定结构的3d5，较难失去电子，所以钛元素的第二电离能小于铬元素，故答案为：＜；钛第二电离能失去的是4s1电子，铬第二电离能失去的是半充满的3d5电子； （4）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点A点分数坐标为，则晶胞的边长为1，位于棱上的B点分数坐标为(1，1，)；根据晶胞结构可知，根据均摊法，含有Cr3+ 的数目：个，含有N3- 的数目：个，该晶胞的密度为； 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)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)。 5．(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。 6．(1) A 发射 (2) (3)、是结构与组成相似的分子晶体，的相对分子质量较大，分子间作用力更强 (4) 、 2 (5) 【详解】（1）基态铝原子的电子排布式为，根据选项可知，A表示基态铝原子，B、C、D均表示激发态铝原子的电子排布，因此能量最低的是选项A；状态B表示3s能级上1个电子跃迁到3p能级，状态C表示2p能级上2个电子跃迁到3p能级，则电子由状态C到状态B，即从较高能量状态到低能量状态，需要放出能量，所得原子光谱为发射光谱。 （2）的空间构型为平面三角形，键角为；的空间构型为三角锥形，键角为；的空间构型为正四面体形，键角为109°28′，因此键角由大到小的顺序为。 （3）、是结构与组成相似的分子晶体，的相对分子质量较大，分子间作用力更强，因此常温常压下，呈气态，而呈液态。 （4）由于原子半径：B>O>H，则白球代表O原子，大黑球代表B原子；硼原子形成三个化学键时，B的价层电子对数是3，采用杂化，硼原子形成四个化学键时，B的价层电子对数是4，采用杂化，则硼原子轨道的杂化类型有、；根据球棍模型可知，该阴离子为，H为+1价，B为+3价，O为-2价，因此m=2。 （5）①将大正方体分为8个小正方体，D位于右后上方立方体的中心，根据A、B、C的坐标可知D的坐标为； ②Ga位于晶胞顶点、面心，其个数为，As位于晶胞内部，个数为4；已知晶胞的边长为apm，则晶胞的密度为。 7．(1)第四周期ⅠB族 (2) 金属晶体 12 (3) 4 三角锥形 (4)C (5)乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 【详解】（1）铜元素的原子序数为29，位于元素周期表第四周期ⅠB族，故答案为：第四周期ⅠB族； （2）金属铜是金属单质，属于金属晶体；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的铜原子的距离最近，则与铜原子等距且最近的铜原子有12个，故答案为：金属晶体；12； （3）四氨合铜离子中中心离子为具有空轨道的铜离子，配体为具有孤对电子的氨分子，配位数为4；氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，分子的空间构型为三角锥形，故答案为：4；三角锥形； （4）由结构可知，配离子中含有极性键、非极性键和配位键，不含有离子键，故选C； （5）乙二胺分子能形成分子间氢键，三甲胺分子不能形成分子间氢键，所以乙二胺的分子间作用力大于三甲胺，沸点比三甲胺高很多，故答案为：乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键。 8．(1) 纺锤形 (2) (3) 2 正四面体 (4) 2.5 (5) 16 【详解】（1） P的原子序数为15，电子排布式为1s22s22p63s23p3，基态磷原子的价电子排布图为；能量最高的能级为3p，电子云轮廓图为纺锤形 （2） 次磷酸()的结构式为： （3）为三元中强酸，与形成，此性质常用于掩蔽溶液中的。Fe3+有空轨道，磷酸根提供孤电子对，该配合物中的配体是，Fe3+形成2个配位键，1mol该配合物中含有2mol配位键，的价层电子为，则空间构型为正四面体结构； （4）白磷和烧碱溶液反应的化学方程式：；次磷酸分解生成磷酸和磷化氢，根据原子守恒和化合价升降守恒，得化学方程式：，若起始时有参加反应，则有关系式：，故整个工业流程中共生成2.5molPH3； （5）由晶胞结构可知，每个晶胞中含有白磷分子的个数为，故含有P原子的个数为16个；所以该晶体的密度。 9．(1) (2) 8:1 1∶2 乙二胺中2个氮原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子 Cu2+ (3) ① ①号N原子采取sp2杂化，有一对孤对电子能与H+形成配位键 【详解】（1） 葡萄糖的结构简式为 CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO，葡萄糖中醛基和氢气发生加成反应转化为羟基，产物为，其分子内脱水反应有多种可能，其1、4碳原子上羟基发生分子内脱水反应的产物的结构简式为。 （2）①Cu是29号元素，Cu2+的价电子排布式为3d9，含有8个成对电子和1个未成对电子，成对电子数与未成对电子数之比为8：1，由图可知，该配离子中有2个配体，形成4个配位键，配体数与配位数之比为1∶2； ②乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是乙二胺中2个氮原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子，由于半径：Cu2+>Mg2+，Cu2+形成配位键时头碰头重叠程度较大，且含有的空轨道多于镁离子，故乙二胺与Cu2+形成的配合物更稳定。 （3）杂环化合物咪唑中结合质子能力更强的氮原子是①，其原因是：①号N原子采取sp2杂化，有一对孤对电子能与H+形成配位键。 10．(1) C10H10Be2 C ＞H ＞Be (2)球形 (3)B (4)基态Be和B原子价电子排布式分别是2s2和2s22p1，达到了全充满稳定结构 (5) sp 三者均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高 (6)正四面体 【详解】（1）①根据结构图可知固态双铍化合物的化学式为C10H10Be2， ②根据元素周期性推测，各元素的电负性由大到小的顺序为C ＞H ＞Be； （2）基态Be原子最外层电子能级为2s，电子云轮廓图为球形；故答案为：球形 （3）1s2为+2价铍离子，最难失电子， 1s22s1p1为激发态铍原子,基态铍原子，最易失电子，故答案选B； （4）基态Be和B原子价电子排布式分别是2s2和2s22p1，达到了全充满稳定结构，故答案为：基态Be和B原子价电子排布式分别是2s2和2s22p1，达到了全充满稳定结构； （5）①BeCl2中Be价层电子对数为2，没有孤电子对，Be的杂化类型为sp，故答案为sp； ②根据熔点分析，三者均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高，故答案为：三者均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高； （6）配离子中心原子价层电子对数为，且没有孤电子对，空间构型为正四面体，故答案为正四面体。 11．(1) CO C a (2)AC (3) sp2、sp3 氢键 (4) 6 ×1030 【详解】（1）①四羰基合镍分子中中心原子为镍原子，一氧化碳为配体，一氧化碳分子中碳原子的杂化方式为sp杂化，碳原子提供孤对电子的能力强于氧原子，所以碳原子为配位原子，故答案为：CO；C； ②由四羰基合镍分子为结构对称的正四面体构型可知，四羰基合镍分子为非极性分子，由相似相溶原理可知，四羰基合镍易溶于非极性溶剂四氯化碳，难溶于极性溶剂水，故选a； （2）由沸点可知，五羰基合铁属于非极性分子，分子中存在配位键和碳氧极性键，不含有离子键和金属键，故选AC； （3）由结构简式可知，色胺酮分子中单键氮原子的杂化方式为sp3杂化、双键氮原子为sp2杂化；色胺酮钴配合物晶胞中的甲醇通氢键与色胺酮钴配合物相结合，故答案为：sp2、sp3；氢键； （4）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心和体内的钴原子个数为12×+2×+3=6，由晶胞的质量公式可得：=(10—10a×sin60º×10—10a×10—10b)3ρ，解得b=×1030pm，故答案为：×1030。 12．(1)ds (2)AC (3)(简化版，画出氨气分子周围六条氢键即可) (4) 共价晶体 【详解】（1）Cu是29号元素，基态核外电子排布式为： 1s22s22p63s23p63d104s1，则铜元素位于周期表ds区。 （2）由铝原子核形成的四种微粒，电子排布式分别为：①为基态Al+；②为激发态Al原子；③为基态Al原子；④为基态Al2+； A． ①为基态Al+，再电离1个电离1个电子所需能量最大；②为激发态Al原子，电离1个电子所需能量最小；电离一个电子所需最低能量：，A正确； B．据分析，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①③④，B不正确； C．同种元素的原子半径大于离子，同种元素且核外电子数相同时，基态能量较低半径较小，则微粒半径：，C正确； D．同种元素的阳离子电荷越高、半径越小越易得电子，得电子能力：，D不正确； 选AC。 （3） 每一个氢键被两个分子共用，1mol固态分子间有3mol氢键，则氨气分子周围有六条氢键，与图中分子直接相连的所有氢键为。 （4）①该晶胞中Sb原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有Sb原子数为8，Ge原子位于晶胞顶点、面心、体心，因此1个晶胞中含有Ge原子数为8×+4×+1=4，Hg原子位于棱上、面心，因此1个晶胞中含有Hg原子数为4×+6×=4，则该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb=4∶4∶8=1∶1∶2；该晶体为由原子构成的绝缘材料，则不是金属晶体，其晶体类型为共价晶体。 ②X的相对分子质量为，则该晶胞的质量为，由图可知，该晶胞的体积为x2ynm3，即是 x2ycm3，则该晶胞的密度。 13．(1) A CD (2)为离子晶体，熔化破坏离子键，离子键键能大，故熔沸点高，为分子晶体，熔化破坏分子间作用力，分子间作用力小，故熔沸点小 (3) 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 3∶1 (4) (5) bc 12 【详解】（1）A中各轨道都处于全满状态比较稳定，较难失去电子，失去一个电子为基态B的第二电离能，因此失去一个电子需要的能量最高；发射光谱是指电子从高能量轨道跃迁到低能量轨道时释放能量的现象，即原子从激发态到稳态过程发出电离辐射的过程，选项中处于激发态的原子为C、D。 （2）K2[Ni(CN)4]为离子晶体，熔化破坏离子键，离子键键能大，故熔沸点高，Ni(CO)4为分子晶体，熔化破坏分子间作用力，分子间作用力小，故熔沸点小。 （3）①石墨能导电，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； ②立方相氮化硼晶体中B-N原子之间存在“一般共价键”，N原子含有孤电子对，B原子含有空轨道，可以形成配位键，由立方相氮化硼晶体结构可知“一般共价键”与配位键的数目之比为3∶1。 （4）H2O中O原子是sp3杂化，有2个孤电子对，空间构型为V形，两个H-O之间的夹角∠2为105°，∠3为中两个氧硫键之间的夹角，中S原子是sp3杂化，且没有孤电子对，空间构型为正四面体形，键角为109°28′，∠3为109°28′，形成∠1的水分子中的O原子和Fe原子形成了配位键，仍然是sp3杂化，但只有1个孤电子对，空间构型为三角锥形，105°＜∠1＜109°28′，故FeSO4·7H2O中∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是∠3>∠1>∠2。 （5） ①由题干晶胞的结构图可知，镍离子形成面心立方结构，氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中，填充率为100%，则该镍的氧化物的晶胞结构和NaCl的相似，镍离子位于晶胞顶点和面心，氧离子位于体心和棱上，故从晶胞分离出的结构可以为、，故答案为：bc； ②由晶胞结构可知，镍离子位于晶胞顶点和面心，镍离子个数为8× +6× =4，氧离子位于体心和棱上，氧离子个数为1+12×=4，则晶胞的化学式为NiO，由上述分析可知，该晶胞类似于NaCl晶胞，其中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子相当于NaCl晶胞中Na+周围与其等距离且最近的Na+数目有 =12个，已知该晶体密度为ρg•cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值，设晶胞参数为bpm，则有：ρg•cm-3×(b×10-10)3cm3=×75g/mol，解得b= pm，则两个最近的镍离子距离等于面对角线的一半=×pm。 14．(1)2s22p5 (2) L 4 (3) (4) ＋5 P-O ＜ (5) 6 【详解】（1）F是9号元素，根据核外电子排布规律可知F原子的价层电子排布式为2s22p5； （2）O的原子序数为8，则基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4，电子占据的最高能层2p的符号是L，处于最高能级的电子有4个，每个电子运动状态不同，则共有4种； （3） 三偏磷酸(H3P3O9)可由H3PO4分子间脱水生成，H3P3O9分子中3个P原子的化学环境相同，则脱水后形成环状，是对称的结构，H3P3O9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，PO3F2-中磷元素的化合价是+5价； ②Na2PO3F溶于水时与水反应，P-F键断裂，生成，结合H3PO4的结构简式可知，Na2PO3F的结构为，则Na2PO3F和水反应生成，形成P-O键； ③Na2PO3F和水反应后，F-会发生水解，则溶液中粒子浓度的关系：2c(F-)< c(Na+)。 （5）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 g·cm-3。 15．(1)CD (2) 正四面体 12 (3) (4) 【详解】（1）A．GaN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，不存在非极性共价键，A错误； B．N原子半径小于同主族元素As，Ga原子半径大于同周期的元素As，所以原子半径N<Ga，B错误； C．Ga电负性小于同周期的元素As，N的电负性大于同主族元素As，所以电负性N>Ga，C正确； D．PH3分子之间只有范德华力，而氨气可形成分子间氢键，所以沸点，D正确；答案：CD； （2）由题目信息和晶胞图可知，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体型，Ga位于正四面体的中心。晶胞中，以上底面的中心Ga原子为参照，与上底面顶点的四个Ga原子，与下面晶胞和上面晶胞面上的Ga原子距离都相等，故晶胞中离同一个Ga原子最近的其他Ga原子个数为12，答案：正四面体、12； （3）已知B原子坐标为，在Z轴上投影相同距离，沿Z轴投影在XY面上，得A原子坐标为，答案：； （4）观察、分析晶胞结构Ga原子与N原子的最短核间距为体对角线的，若GaN晶胞边长为a pm，则Ga原子与N原子的最短核间距，该晶胞有4个GaN，，答案：、。 16．(1) CO2 sp sp3 CO<CO2<CH3OH CO2分子中既存在σ键，又存在π键，碳氧键原子轨道重叠的程度较CH3OH中的大，因此键长较CH3OH的短；而一个CO分子中既存在C键，又存在2个K键，碳氧键原子轨道重叠的程度较CO2中的大，因此键长较CO2的短 (2) CuFe2O4 4 【详解】（1）①CO2和H2制甲醇的反应中，CO2是由极性键构成的非极性分子，C的杂化方式有CO2中碳sp杂化，转化为CH3OH中的sp3杂化； ②CO中是碳氧叁键，CO2中的是碳氧双键，CH3OH中的是碳氧单键，键长依次增大，碳氧键键长由短到长的顺序为CO<CO2<CH3OH； （2）①由图可知，该晶胞中Cu原子为与晶胞的顶角、面心和内部，个数为8×，Fe原子在晶胞内部共有4×4=16个，O原子在晶胞内部共有4×8=32个，化学式为CuFe2O4； ②由A图可知，一个铜原子最近的O原子个数为4，铜原子的配位数为4；晶胞的密度=g/cm3=g/cm3。 17．(1) L 四面体形 (2)sp3 (3) x 面心 是 La7SrCr8O24(或La0.875Sr0.125CrO3) (4)O的电负性大于P的，O—H键极性大于P—H键 【详解】（1）①基态O原子电子占据最高能层符号是L，和互为等电子体，结构相似，中心S原子价层电子对个数为，且不含孤电子对，的空间结构为正四面体形，则的空间结构为四面体形，答案：L、四面体形； （2）由图可知，中无π键，中C原子均为饱和碳原子，故C原子均采用sp3杂化，答案：sp3； （3）①由La的配位数为12，观察图a可知，图中O位于棱心位置，La位于体心，则O与O的最小核间距为面对角线的一半，即为x pm，由La的配位数为12，结合图b可知，此时O的位置在面心；根据图a的分析，图中O位于棱心位置，Cr位于顶点，Cr的配位数为6；根据图b，O的位置在面心，Cr在体心，Cr的配位数为6，两种晶胞中Cr的配位数相同； ②图a晶胞中，La个数为1个，Cr为1个，O个数为，堆叠形成的2×2×2超晶胞中La共为8个，Cr为8个，O为24个，其中一个La原子被Sr代替，则掺杂后晶体化学式为La7SrCr8O24(或La0.875Sr0.125CrO3)，答案：x、面心、是、La7SrCr8O24(或La0.875Sr0.125CrO3)； （4）H3PO3是二元酸，在水中O—H键能断裂解离出而P—H键不能，因为O的电负性大于P的，导致O—H键极性大于P—H键，极性大，越容易断裂，答案：O的电负性大于P的，O—H键极性大于P—H键。 18．(1)第四周期第ⅣB族 (2) C<Cl<O 1:3 (3) 2 4 (4)1:1 (5) 【详解】（1）Ti元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅣB族； （2）①方程式中涉及的非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C元素表现正化合价、Cl元素表现负化合价，Cl2O中Cl元素显+1价，O元素显-2价，电负性越大，对键合电子的吸引力越大，相互化合时该元素表现负价，故电负性：C<Cl<O； ②1个COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以1个COCl2分子中π键的数目为1，σ键的数目为3，个数比为1:3，中心C原子价层电子对数为=3，故中心C原子杂化方式为sp2； （3）由金红石的晶胞结构图可知，则每个晶胞拥有个，个； （4）由硫化锌的晶胞结构图可知，一个晶胞中含有个，个，则、的数目之比是1：1； （5）由钙钛矿的晶胞结构图可知，一个晶胞中含有个，个，1个，则其化学式是CaTiO3。 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 $$