2025届高三化学一轮复习-物质结构与性质

2025届高三化学复习题-物质结构与性质 1．（2024高三下·浙江·专题练习）Li、B、C、Ga等元素的单质或化合物在很多领域有广泛的应用。请回答： (1)基态31Ga原子的价电子排布式为 。 (2)一种含B化合物可用作吸附材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如图1所示，其中 [C(NH2)3]+为平面结构。 下列说法不正确的是___________。 A．基态原子的第一电离能：C＜N＜O B．基态原子未成对电子数：B＜C＜N＜O C．该晶体中存在的化学键有离子键、共价键、配位键、氢键 D．晶体中B、C、N和O原子轨道的杂化类型分别为sp3、sp2、sp3、sp3 (3)比较C-B-C键角大小：B(CH3)3 B(CH3)3(OCH3) (填“>”“=”或“<”)，并说明理由 。 (4)一种锂离子电池负极材料为两层石墨层中嵌入Li+，形成如图2所示的晶胞结构。该物质的化学式可以表示为 ，Li+的配位数为 。 2．（23-24高三下·四川德阳·开学考试）关于第ⅣA族的元素——碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)，它们可形成许多结构各异的物质。回答下列问题： (1)基态Si原子的价电子轨道表示式为 ，有 种不同运动状态的电子。 (2)CH3COOH中C原子的杂化类型是 。 (3)1999年，科学家成功地将一个He原子“装入”了一个C20H20的空腔内，得到了“世界上最小的氦气球”(如图所示，产物记为He@ C20H20)。则He@ C20H20中，He与C20H20之间的作用力为 。 (4)第ⅣA族的金属元素可形成、和等阴离子，根据等电子体原理判断，中的键角为 。 (5)科研团队通过皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管合成T-碳，T-碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，T-碳的密度约为金刚石的一半，T-碳晶体的晶胞、金刚石的晶胞如图所示。则T-碳晶胞的棱长是金刚石晶胞棱长的 倍。 (6)C60与碱金属形成的盐具有特别的意义，他们能在低温时转变为超导材料。K与C60形成的一种超导材料的晶胞如图所示，图中白球表示C60，黑球表示钾原子。 ①该材料的化学式是 。 ②已知晶胞边长为a=1424pm，则该超导材料的理论密度为ρ= g·cm-3(写出表达式)。 3．（2024·陕西·一模）科技强国，我国科学家在诸多领域取得新突破。 (1)芯片制造会经过六个最为关键的步骤：沉积、光刻胶涂覆、光刻、刻蚀、离子注入和封装。其中“刻蚀”过程可能用到刻蚀剂HF、。 ①基态F原子核外电子有 种空间运动状态，下列为氟原子激发态的电子排布式的是 (填字母)。 A．        B．        C．        D． ②C、N、O、F四种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 ③HF分子的极性 (填“大于”、“等于”或“小于”)HCl，的空间构型为 。 ④“光刻胶涂覆”中用到一种701紫外正型光刻胶，结构如下图所示，其中S原子的杂化方式为 。 (2)复兴号高铁车体材质用到了Mn、Co等元素。Mn的一种配合物的化学式为，与Mn原子配位时，提供孤电子对的是 (填元素符号)，Mn原子的配位数为 ，中键与键数目之比为 。 (3)砷与金属钠、铁、铜可形成一种绝缘体材料，其晶胞结构图中钠原子沿z轴投影如图所示，已知m原子的分数坐标为，晶胞棱边夹角均为90°。n原子的分数坐标是 ，若阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度是 (用含a、c、的代数式表示)。 4．（2024·宁夏石嘴山·模拟预测）锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。锌元素在周期表中的位置如图所示。 (1)基态Zn2+电子排布式为 ，其核外电子共占据 条轨道。 (2)自然界中共存在五种常见的锌的稳定同位素，其中丰度最高的核素含有34个中子，该核素可以表示为 ___________。 A．34Zn B．34Zn C．64Zn D．64Zn (3)中医典籍中记载了炉甘石(ZnCO3)可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，负离子的空间构型为 ，Zn、C、O的电负性由小到大的顺序是 。 (4)锌的氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。Zn(OH)2溶于强碱生成[Zn(OH)4]2﹣，结构如图所示。该微粒中OH﹣提供孤电子对，Zn2+提供 ，Zn2+的杂化方式为 。 (5)两种卤锌的性质如表所示： 卤化锌 ZnCl2 ZnBr2 熔点/℃ 283 394 解释ZnCl2与ZnBr2熔点存在差异的原因 。 (6)ZnF2晶胞如图所示，一个晶胞中含有 个F﹣。若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体(摩尔质量为M)的密度为 g•cm-3(用含a、c、M、NA的代数式表示)。 5．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）钠是一种活泼金属，其单质及化合物在科研、生产中有重要的作用。 (1)基态钠原子核外电子的空间运动状态有 种。 (2)冰晶石是铝电解的助熔剂，其晶胞与氯化钠的晶胞结构相似(如图所示)，占据的位置相当于氯化钠晶胞中占据的位置。 ①是正八面体结构，中心原子的杂化方式是 (填字母)。 A．    B．     C．    D． ②晶体中存在的作用力有 (填字母)。 A．非极性共价键    B．配位键    C．范德华力    D．离子键 (3)与均为第三周期元素，熔点明显高于，其原因是 。 (4)硼氢化钠是一种常用的还原剂和催化剂。硼氢化钠的晶胞结构如图所示。 硼氢化钠溶于水，硼元素转化为，硼氢化钠溶于水的化学方程式为 ，硼氢化钠晶胞中与紧邻的个数是 。 (5)有研究表明，在超高压下，金属钠和氦之间可形成化合物电子盐(即电子是阴离子)，在这一结构中，钠离子主要是按照简单立方排列的(如图1)，并且形成立方体空隙，电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在立方体的中心。晶体结构俯视图如图2所示： 该晶体结构中的最短距离为 (用含a的代数式表示)。 6．（23-24高三下·黑龙江哈尔滨·期中）按要求回答下列问题： (1)基态钛原子核外共有 种空间运动状态不相同的电子。Cu在周期表中的位置为 ，基态Ni2+的价层电子排布式为 ，Zn位于元素周期表的 区。 (2)分子极性：CH4 NH3（填“>”或“<”），熔沸点：CH4 NH3（填“>”或“<”），键角：CH4 NH3（填“>”或“<”）。 (3)组成为，配位数为6的晶体有两种。其中一种物质X呈绿色。实验表明，恰好与反应生成沉淀。则X的化学式为 。（表示出内界和外界） 7．（23-24高三下·广东深圳·期中）铁、铜都是重要的过渡元素，它们的单质和化合物在生活、生产中有广泛应用。 (1)基态Fe原子价电子轨道表示式为 。 (2)已知铜的配合物A的结构简式如图所示。 ①该配合物中的配位数为 ，该配合物中的第二周期元素的电负性由大到小的顺序为 。 ②配体氨基乙酸根（）受热分解可产生和，的VSEPR模型名称为 。 (3)亚铁氰化钾，化学式为，呈黄色结晶性粉末。中配体的配位原子是 （填元素符号），中C原子的杂化方式为 ，中键和键的数目之比为 。 (4)呈黑色或灰黑色，已知：晶胞中的位置如图1所示，位于所构成的四面体中心，晶胞的侧视图如图2所示。则配位数为 。已知图1中A原子的原子分数坐标为，则与A原子距离最近的的原子分数坐标为 。 8．（23-24高三下·广东·阶段练习）钒主要用于钢铁工业，钒钢用于国防尖端工业。钒钛磁铁矿精矿中主要有用物相为，主要杂质为和，用钒钛磁铁矿精矿制备五氧化二钒的流程如图所示： 回答下列问题： (1)中V的化合价为 价；基态V原子的价层电子排布式为 。 (2)在进行钠化焙烧时，钒转化为水溶性的偏钒酸钠，写出“焙烧”时生成偏钒酸钠的化学方程式： 。 (3)常温下，在钒液中加入和溶液，通过两者的比例不同，调节适当的值进行沉钒，“沉钒”过程中不涉及氧化还原反应，“沉钒”时发生反应的离子方程式为 ；结合图中信息，获得偏钒酸铵晶体的最佳温度和为 。 (4)钛渣可用于生产氮化钛，氮化钛广泛用于耐高温、耐磨损及航空航天等领域。氮化钛的一种晶胞结构如图所示，其中A点原子的坐标为（0，0，0），B点原子的坐标为，则晶胞中距离A点最远的白球的坐标参数为 ；若晶胞的棱长为，设阿伏加德罗常数的数值为，则该氮化钛的密度为 （用含a、的代数式表示）。 (5)钒液流电池具有高安全性等优点，在电化学储能领域中脱颖而出，具有巨大的发展潜力。钒液流电池电解液由含有不同价态钒离子的硫酸溶液构成，放电时，发生还原反应生成，写出该电池正极的电极反应式： 。 9．（2024·山东威海·二模）金属镍及其化合物在工业、科研等领域应用广泛。回答下列问题： (1)基态Ni²⁺的价层电子轨道表示式为 ，与Ni同周期且基态原子未成对电子数相同的有 (填元素符号)。 (2)是一种重要的配合物，其中“piaH”是吡啶—2—甲酰胺的缩写，结构如图，为双螯配体。该配合物中的配位数为 ，在配合物中，两个“piaH”与分别螯合形成两个五元环，则五元环中提供孤电子对的原子可能的组合是 (用“α”“β”“γ”表示)。 (3)NiO晶体为NaCl型结构，将它在氧气中加热，部分被氧化为，成为。已知的摩尔质量为69.1 g⋅mol，则标明Ni价态的化学式为 (示例：)，晶体中镍离子的占有率为 。 (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。NiAs晶体结构如图甲所示，其晶胞俯视图如图乙所示。A点原子的分数坐标为，则B点原子的分数坐标为 ，A、B两点间距离为 pm。 10．（23-24高三下·广东·期中）碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题： (1)光催化还原CO2制备CH4的反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂： ①C、H、O的第一电离能由大至小的顺序是 。 ②Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因为 。 (2)在金刚石晶体（晶胞结构如图所示）中： ①C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接 个六元环，六元环中最多有 个C原子在同一平面。 ②已知金刚石晶体的密度为ρg∙cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，该晶胞中a与b之间的距离为 （用含ρ、NA的代数式表示）nm。 ③Q原子的参数坐标为 。 (3)碳化硅（SiC）晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的，但是碳化硅的熔点低于金刚石，原因为 。 (4)HSCN通常有和两种结构，比较二者沸点的高低并分析原因： 。 11．（2024·浙江金华·三模）锂离子电池是近年来的研究热点，常见的锂离子聚合物电池材料有石墨、、、等。请回答： (1)的阴离子的空间构型为 。 (2)下列说法正确的是_______。 A．离子半径： B．基态As的最高能级的电子排布式为 C．与形成配位键的能力： D．电负性：F>O>As>P (3)一种类石墨的聚合物g-可由三聚氰胺()制得，合成三聚氰胺的单体结构简式是 。三聚氰胺分子不溶于冷水，溶于热水，主要原因是 。 (4)尖晶石结构的(x、y为整数)是一种常用的正极材料。已知晶胞可看成由A、B单元按Ⅲ方式交替排布构成，“”表示。 该正极材料的化学式是 ，若该晶胞的晶胞参数为a pm，则该晶体的密度为 (列出计算表达式，不必化简。为阿伏加德罗常数的值)。 12．（23-24高三下·山东济宁·期中）配合物在工业生产和实际生活中都有广泛的应用。回答下列问题： (1)基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为 。 (2)Cu2+与4-甲基咪唑()形成的配合物可用于反向ATRP(原子转移自由基聚合)的新型催化剂。4-甲基咪唑中1号N原子的孤电子对可参与形成大π键，使电子云密度降低，分子具有一定的稳定性。则能与Cu2+形成配位键的是 (填“1”或“2”)号N原子。 (3)Cu2+可形成[Cu (en)2NH3](BF4)2，其巾en代表H2N- CH2-CH2- NH2，[Cu(en)2NH3](BF4)2中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有 个 。 (4)Cu(NO3)2是有机催化剂，其水溶液为天蓝色。使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，则Cu2+的杂化轨道类型为_______(填标号)。 A．dsp2 B．sp C．sp2 D．sp3 (5)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，该晶体的化学式为 ，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，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)，晶胞中C、D间距离d= pm。 13．（23-24高三下·福建·期中）X、Y、R、W、T、Q、L七种元素，它们在周期表中的相对位置如下表所示(虚线部分表示省略了部分族)，回答下列问题： (1)X原子最高能级的符号是 ，R2Y2的电子式为 。 (2)Q在周期表中的位置(周期和族) 。 (3)W核外电子有15种空间运动状态且未成对电子数最多，则W原子价层电子轨道表示式为 。 (4)基态T原子M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，在下列状态中，失去最外层一个电子所需能量最小的是___________。(填标号) A． B． C． D． (5)在多原子分子中有相互平行的p轨道，它们连贯、重叠在一起，构成一个整体，p电子在多个原子间运动，像这样不局限在两个原子之间的π键称为离域π键(大π键)，如苯分子中的离域π键可表示为。X与Y元素形成微粒中的离域π键可表示为 。 (6)R和L可组成一种对蛋白质的合成和糖代谢有保护作用的无机化合物，其晶胞结构如图所示。 位于构成的 (填“四面体”、“六面体”或“八面体”)空隙中。 14．（23-24高三下·山东泰安·期中）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： (1)常温下为无色气体，冷冻后成为淡黄色液体，固体的晶体类型为 ；与分子相比，分子的键角更 (填“大”或“小”)，极性更 (填“强”或“弱”)。 (2)石墨与在反应，得到层状结构化合物，其单层局部结构如图所示。与石墨相比，的导电性 (填“增强”或“减弱”)，的键的键长比石墨中键的 (填“长”或“短”)。 (3)室温氟穿梭电池的电解质为氟氢离子液体，含、等离子，画出的结构式 。 (4)(第五周期稀有气体元素)与形成的室温下易升华。中心原子的价层电子对数为 ，下列对中心原子杂化方式推断合理的是 (填序号)。 A．    B．    C．    D． (5)晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为。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，称为原子的分数坐标，如点原子的分数坐标为，已知键的键长为，则点原子的分数坐标为 ；晶胞中、间的距离 (用含、、的计算式表示)。 由晶胞结构可知B点分数坐标为：； 15．（23-24高三下·山东泰安·期中）青蒿素是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，溶于乙醇和乙醚，对热不稳定。 (1)提取青蒿素：屠呦呦研究小组使用沸点比乙醇更低的乙醚来提取青蒿中的青蒿素。乙醚沸点低于乙醇，原因是 。 (2)确定结构：经测定青蒿素其晶胞(长方体，棱长分别为、、，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。 ①测定晶体结构最常用的方法是 ，青蒿素的分子式为 ，分子中手性碳原子数为 。 ②从分子结构分析，青蒿素对热不稳定的原因是 。 ③青蒿素晶体的密度为 。(写出计算式，用表示阿伏加德罗常数的值) (3)修饰结构，提高疗效：一定条件下，用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。 ①青蒿素修饰过程中的反应类型为 ，双氢青蒿素的水溶性 (填“>”、“=”或“<”)青蒿素的水溶性。 ②的空间结构为 ，与互为等电子体的阳离子的化学式为 。 16．（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 。 17．（23-24高三下·广东清远·阶段练习）铁是一种重要的元素，在成人体中的含量达44~5g，铁的配合物在有机合成、催化等领域中发挥重要作用。 ．Fe3+的配合物在溶液中呈现不同的颜色，如呈淡紫色(稀溶液时为无色)，、呈黄色。在黄色溶液中，加入稀至溶液接近无色，再往该无色溶液加入3滴1 mol⋅L-1 NaCl溶液，溶液又变为黄色。 (1)铁元素在元素周期表的位置 。 (2)中，中心离子为 ，配位原子是 ，配位数为 。 ．不易被人体吸收，维生素C可帮助人体将转变为易吸收的。 (3)维生素C的分子结构如下图所示，分子中碳原子的杂化方式有 ；推测维生素C在水中的溶解性： (填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)请标出维生素C分子中的手性碳原子，用*表示。 18．（23-24高三下·四川成都·阶段练习）现有原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，Y原子在基态时其最外层电子数是其内层电子数的2倍，Q原子在基态时其2p能级上有2个未成对电子，W元素的原子中3d能级上有4个未成对电子。回答下列问题： (1)化合物的沸点比化合物的高，其主要原因是 。 (2)元素W能形成多种配合物，如：等。 ①基态的M层电子排布式为 。其单质在熔融时要破坏 。 ②在常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断晶体属于 (填晶体类型)晶体，该晶体中W的化合价为 。 (3)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图所示，与一个阴离子距离最近且相等的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。每个阳离子周围距离最近的阳离子个数为 。已知该晶体的密度为ρg/m3，阿伏加德罗常数的值为，则晶胞边长为 cm。(用含的代数式表示) 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)4s24p1 (2)BCD (3) > B(CH3)3中B为sp2杂化，B(CH3)3(OCH3)中B为sp3杂化 (4) LiC6 12 【详解】（1）基态31Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，价电子排布式为4s24p1。 （2）A．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第IIA、VA 元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为 C<O<N，A正确；B．B、C、O、N 的未成对电子数分别为 1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数 B<C=O<N，B错误；C．由晶体结构图可知，该晶体中存在的化学键有共价键、配位键，没有离子键，含有氢键，但氢键不是化学键，C错误；D．[C(NH2)3]+为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为sp2；[B(OCH3)4]-中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为sp3；[B(OCH3)4]-中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为sp3，晶体中B、C、N和O原子轨道的杂化类型分别为sp3、sp2、sp2、sp3，D错误； 故选BCD。 （3）B(CH3)3中B为sp2杂化，B(CH3)3(OCH3)中B为sp3杂化，因此B(CH3)3与B(CH3)3(OCH3)相比，B(CH3)3中的C-B-C的键角更大。 （4）该晶胞中Li原子位于顶点，数目为，C原子位于棱上、体内，数目为，则晶胞中Li与C原子个数比为1：6，化学式可以表示为LiC6；Li嵌入两层石墨层中，同层上与顶点Li原子最近的C原子数目为，则晶胞中与顶点Li原子最近的C原子数目为12，即Li的配位数为12。 2．(1) 14 (2) (3)范德华力 (4)60° (5)2 (6) K3C60 【详解】（1） 基态Si原子的价电子排布式为3s23p2，轨道表示式为，有14种不同运动状态的电子，故答案为；14。 （2） 的结构式为，C原子的杂化类型是，故答案为。 （3）如图所示，原子“装入”了一个的空腔内，没有形成化学键，所以与之间的作用力为范德华力，故答案为范德华力。 （4）原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子即等电子体，的等电子体为P4，P4键角为60°，所以的键角为60°，故答案为60°。 （5）T−碳的密度约为金刚石的一半，而根据晶胞中原子的数目，可知T−碳晶胞质量为金刚石的4倍，根据，T−碳晶胞的体积应该是金刚石的8倍，而晶胞棱长＝，故即T−碳晶胞的边长和金刚石晶胞的边长之比为2：1，故答案为2。 （6）①晶胞中，K原子个数＝、C60个数＝＝4，则C60与K原子个数之比＝4：12＝1：3，其化学式为 K3C60，故答案为K3C60； ②已知晶胞边长为，该超导材料的理论密度为 g·cm-3，故答案为。 3．(1) 5 AD 大于 正四面体形 (2) N 6 (3) 【详解】（1）①已知F是9号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p5，核外电子占有5个轨道，故基态F原子核外电子的空间运动状态有5种；A．是F的激发态原子；B．是Ne的激发态原子；C．是O的激发态原子；D．是F的激发态原子；故属于F原子激发态的电子排布式是AD；②同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，其中VA族元素的第一电离能高于其相邻的元素，故第一电离能：F＞N＞O＞C；③分子的极性可以看电负性的差值，HF的差值大，所以极性大于HCl；氟硼酸铵（NH4BF4）中含有，其中心原子B周围的价层电子对数为4+=4，故B的杂化方式为sp3杂化，的空间构型为正四面体形；结合结构式可知，其中S原子成4个键，所以S原子的杂化方式为sp3；答案：5、AD、、大于、正四面体形、； （2）Mn的一种配合物的化学式为，CH3CN中N有孤电子对，C没有孤电子对，因此CH3CN与Mn原子配位时，提供孤电子对的是N原子，配体为5个CO和1个CH3CN，故Mn原子的配位数为6，CH3CN即CH3C≡N，单键全是σ键，三键含一个σ键，二个π键，故CH3CN中σ键与π键数目之比为5：2；答案：N、6、； （3）晶胞结构图中钠原子沿z轴投影如图所示m原子为前排左边，n原子为前排右边，x轴相同，y轴3倍，若钠原子沿x轴投影,可知z轴为4倍，已知m原子的分数坐标为，可得到n原子的分数坐标为，由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中含有As个数为8，含有Na个数为8，含有Cu的个数为4，含有Fe的个数为4，故一个晶胞的质量为g，晶胞参数（晶胞长宽）为a pm，高为c pm，故一个晶胞的体积为V=a×10-10cm ×a×10-10cm× c×10-10cm，故该氮化钛晶体的密度为g/cm3，答案：、。 4．(1) 1s22s22p63s23p63d10 14 (2)D (3) 平面三角形 (4) 空轨道 sp3 (5)ZnCl2、 ZnBr2 为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔点升高 (6) 4 【详解】（1）基态Zn2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，其核外电子共占据14条轨道； （2）自然界中共存在五种常见的锌的稳定同位素，其中丰度最高的核素含有34个中子，质子数为30，则质量数为64，该核素可以表示为64Zn，故选D； （3）碳酸根离子中碳原子为sp2杂化，没有孤对电子，则碳酸根离子的空间构型为平面三角形，一般情况下，金属电负性小于非金属电负性，同一周期从左到右，元素电负性逐渐增大，则Zn、C、O的电负性由小到大的顺序是； （4）根据结构知，Zn2+提供空轨道，Zn2+周围有四个共价键，杂化方式为sp3； （5）由熔点数据可知，ZnCl2、 ZnBr2为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高； （6）由ZnF2的晶胞结构可知，白球有8个位于顶点和1个位于体心，白球个数为8+1=2，黑球有4个位于面上和2个位于体内，黑球的个数为4+2=4，即白球为锌离子，黑球为氟离子，一个晶胞中含有4个F﹣，一个晶胞质量m==g，晶胞的体积V=( a10-7cma10-7cmc10-7cm)=a2c10-21cm3，晶体密度ρ===。 5．(1)6 (2) C BD (3)NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔沸点大于分子晶体 (4) NaBH4+4H2O=NaB(OH)4+4H2 ↑ 8 (5) 【分析】在硼氢化钠晶胞结构中，在8个顶点和4个面心、1个内部，均摊为，Na+在6个面心，4条棱心，均摊为，以下底面的面心Na+来看，与其配位的处于晶胞的顶点，晶胞上部分的左右面面心，还有处于下面晶胞上半部前后面的面心，则与Na+紧邻的个数是8个，据此回答。 【详解】（1）基态钠原子核外电子排布为1s22s22p63s1，空间运动状态等于原子轨道数目，则核外电子的空间运动状态有6种； （2）①是正八面体结构，价层电子对数为6，中心原子的杂化方式是sp3d2 ，故选C。 ②Na3AlF6晶体中存在的作用力有：Al3+与F-之间的配位键、钠离子与之间的离子键，故选BD。 （3）NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔沸点大于分子晶体； （4）硼氢化钠溶于水，硼元素转化为，硼氢化钠溶于水的化学方程式为: NaBH4+4H2O=NaB(OH)4+4H2 ↑，根据分析可知，硼氢化钠晶胞中与Na+紧邻的个数是8个； （5）根据题目信息可知，晶体结构中Na−He的最短距离为体对角线的，边长为apm，Na−He的最短距离为。 6．(1) 22 第四周期第ⅠB族 3d8 ds (2) < < > (3)[TiCl( H2O)5]Cl2•H2O 【详解】（1）Ti是22号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，其原子核外共有22种运动状态不相同的电子；Cu为29号元素，在周期表中的位置为第四周期第ⅠB族；Ni是28号元素，故基态Ni2+的价层电子排布式为3d8；Zn是30号元素，基态Zn原子核外电子排布式为：[Ar]3d104s2，Zn元素位于元素周期表的ds区。 （2）甲烷为非极性分子，氨气为极性分子，分子极性：CH4<NH3；氨气可以形成分子间氢键，熔沸点：CH4<NH3；CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，所以键角：CH4>NH3。 （3）X 与AgNO3以1∶2物质的量比反应生成沉淀，说明外界有2个氯离子，5个水在内界，X的化学式为[TiCl( H2O)5]Cl2•H2O。 7．(1) (2) 4 O＞N＞C 直线形 (3) C sp 1∶1 (4) 8 (，，) 【详解】（1） Fe原子核外有26个电子，基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2，价电子排布式为3d64s2，价电子轨道表示式为。 （2）①由该配合物的结构可知，Cu2+的配位数为4；该配合物中第二周期的元素有C、N、O，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，则电负性由大到小的顺序为O＞N＞C。 ②CO2中中心C原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=0，故CO2的VSEPR模型名称为直线形。 （3） CN-的电子式为，C的电负性小于N，C对孤电子对的吸引能力弱于N，故[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是C；CN-中C的价层电子对数为2，C原子采取sp杂化； 1个CN-中有1个σ键和2个π键、1个[Fe(CN)6]4-中有6个配位键，配位键属于σ键，故[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为12∶12=1∶1。 （4）Cu2S晶胞中S2-属于面心立方堆积，根据均摊法，1个晶胞中含S2-为8×+6×=4个，则含Cu+为8个，Cu+位于S2-所构成的四面体中心，即8个Cu+占据了8个四面体中心，结合晶胞的俯视图知，S2-的配位数为8；A原子的原子分数坐标为(0，0，0)，则与A原子距离最近的Cu+位于由A和与A等距离最近的3个面心S2-构成的四面体中心，其原子分数坐标为(，，)。 8．(1) (2) (3) 、9.34 (4) (1，1，1) (5) 【详解】（1）中O的化合价为价，则V的化合价为价；V的原子序数为23，基态V原子的价层电子排布式为； （2）“焙烧”过程中V的化合价发生改变，该反应属于氧化还原反应，化学方程式为； （3）钒液中含有，加入铵盐发生复分解反应生成难溶的盐，则“沉钒”时发生反应的离子方程式为；由图可知，获得偏钒酸铵晶体的最佳温度和值为15℃、9.34； （4）由图可知，距离A点最远的白球的坐标为(1，1，1)；N原子位于晶胞的8个顶点和6个面的面心位置，所以晶胞中N原子的个数为，原子位于12条棱的中点和晶胞的中心，所以晶胞中原子的个数为，则晶胞的密度为； （5）放电时，电池的正极发生还原反应，因而正极的电极反应式为。 9．(1) Ti、Ge、Se (2) 6 α和γ或者α和β (3) 90% (4) (,,) 【详解】（1）Ni元素原子序数为28，基态Ni原子价层电子排布为3d84s2，轨道表示式为，故基态Ni²⁺的价层电子轨道表示式为，有2个未成对电子，同周期也有2个未成对电子的元素有钛(Ti)：3d24s2、锗(Ge)：4s24p2、硒(Se)：4s24p4，与Ni同周期且基态原子未成对电子数相同的有Ti、Ge、Se； （2）两个水分子中的O与Ni形成2个配位键，1个piaH与Ni形成2个配位键，故该配合物中Ni2+的配位数为6，“piaH”与Ni2+螯合形成五元环，包括配位原子和Ni2+共有5个原子，故五元环中提供孤电子对的原子可能是α和γ，由于酰胺基和吡啶之间的碳碳单键可以旋转，故五元环中提供孤电子对的原子也可能是α和β，则五元环中提供孤电子对的原子可能的组合是α和γ或者α和β； （3）根据NixO的摩尔质量为69.1 g⋅mol−1，59x+16=69.1，解得x=0.9，Ni0.9O化学式可以改写为Ni9O10，设其中+2价Ni为a，则标明Ni价态的化学式为，由化合价代数和为0，2a+3(9-a)=20，解得a=7，故标明Ni价态的化学式为，NiO晶体为NaCl型结构，Ni与O个数比为1:1，根据化学式Ni0.9O可知，晶体中镍离子的占有率为90%； （4）A、B在底面的投影分别在底面菱形分成的两个正三角形中心，A点原子的分数坐标为(,,)，根据对称性，A到下底面距离和B到上底面距离相等，故B点原子的分数坐标为(,,)，底面菱形边长为a pm，较长对角线长为a pm，AB水平方向距离为a pm，AB竖直距离为晶胞高度一半，为 pm，根据勾股定理，A、B两点间距离为pm。 10．(1) O＞H＞C Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键 (2) 12 4 (，，) (3)原子半径C＜Si，键长C-C键＜C-Si键，所以碳化硅的熔点低于金刚石 (4)的沸点低于，后者分子之间容易形成氢键，而前者只有范德华力 【详解】（1）①C、H、O的非金属性由强到弱的顺序为O＞C＞H，三者在周期表中的位置不相邻，且最外层电子不是半满、全满或全空，则第一电离能由大至小的顺序是O＞H＞C。 ②虽然Ge与C是同主族元素，但Ge原子半径远大于C原子半径，所以C原子之间可以形成双键、三键，而Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因为：Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。 （2）①观察金刚石晶体的空间构型，以1个C原子为标准计算，1个C原子和4个C原子相连，则它必然在4个六元环上，这4个C原子中每个C原子又和另外3个C原子相连，必然又在另外3个六元环上，3×4=12，则每个C原子连接12个六元环，六元环中对位上的两条边平行，最多有4个C原子在同一平面。 ②在金刚石晶胞中，含有C原子的数目为=8，已知金刚石晶体的密度为ρg∙cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长为=cm，该晶胞中a与b之间的距离为体对角线的四分之一，即为cm=nm。 ③从图中可以看出，Q原子在8个小立方体中位于上层右前方的小立方体的体心，则其参数坐标为(，，)。 （3）碳化硅(SiC)晶体和金刚石晶体都是共价晶体，原子半径越小，键长越短、键能越大，熔点越高。由于碳化硅中共价键长大于金刚石中共价键长，所以碳化硅的熔点低于金刚石，原因为：原子半径C＜Si，键长C-C键＜C-Si键，所以碳化硅的熔点低于金刚石。 （4）HSCN通常有和两种结构，从结构上看，后者分子间能形成氢键，沸点高，则二者沸点的高低及原因：的沸点低于，后者分子之间容易形成氢键，而前者只有范德华力。 【点睛】计算晶胞中所含微粒数目时，可采用均摊法。 11．(1)正四面体 (2)AC (3) NH2CN 温度升高破坏三聚氰胺分子之间的氢键，使三聚氰胺与水分子间形成氢键 (4) LiMn2O4 【详解】（1）的阴离子中，B的价层电子对数为：，无孤电子对，属于SP3杂化，空间构型为正四面体； （2）A．电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小，离子半径：，故A正确； B．基态As的最高能级的电子排布式为，故B错误； C．Cl电负性比H大，因此BCl3吸引电子的能力比BH3强，更能吸引NH3的N上的孤电子对，形成配位键，因此与形成配位键的能力：，故C正确； D．同周期元素，从左往右电负性逐渐增大，同族元素，从上到下电负性逐渐减小，电负性：F＞O＞P＞As，故D错误； 故选AC； （3）由图可知，合成三聚氰胺的单体结构简式是：NH2CN；三聚氰胺能形成分子间氢键，温度升高能破坏三聚氰胺分子之间的氢键，使三聚氰胺与水分子间形成氢键，因而三聚氰胺分子不溶于冷水，溶于热水； （4）由图Ⅲ可知，一个晶胞中含有A和B的个数均为4，A中氧离子位于体内，数目为4，●位于体心和顶点，数目为，B中氧离子位于体内，数目为4，●位于顶点，数目为，∆为体内，数目为4，则一个晶胞内O2−、●、∆数目比为32:8:16=4：1：2，结合化学式LiMnxOy可知，x为2，y为4，化学式为：LiMn2O4； ②由①分析知，一个晶胞中含8个LiMn2O4，则该晶体的密度为。 12．(1) (2)2 (3)11 (4)A (5) CuInTe2 【详解】（1） 基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；失去3个电子形成基态Cu3+，则价层电子的轨道表示式； （2）4-甲基咪唑中1号N原子的孤电子对可参与形成大π键，而2号存在没有用掉的孤电子对，故可以与Cu2+形成配位键，故为2； （3）VSEPR模型为四面体说明原子的价层电子对数为4，[Cu (en)2NH3](BF4)2中氮原子、碳原子、硼原子的价层电子对数都为4，则符合VSEPR模型为四面体的非金属原子共有11个； （4）四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，sp、sp2、sp3杂化分别为直线形、平面三角形、四面体形，那么Cu2+的杂化轨道类型应为A. dsp2； （5）根据“均摊法”，晶胞中含个Cu、个In、8个Te，则化学式为CuInTe2；A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)，可知，晶胞边长为1，则位于体对角线的处、面对角线处的C原子的分数坐标为()；由晶胞中C、D形成的直角三角形的边长为pm、pm，C、D间的距离为d=。 13．(1) 2p (2)第4周期ⅤA族 (3) (4)D (5) (6)六面体 【分析】根据元素周期表中的位置可知，R为Na，X为N，Q为As，Y为O，L为Se，W核外电子有15种空间运动状态且未成对电子数最多，W为Cr。 【详解】（1） X为N元素，则X原子最高能级的符号为2p；为，其电子式为：； （2）Q为As，根据元素周期表中的位置可知，该元素位于第4周期ⅤA族； （3） 核外电子有15种空间运动状态且未成对电子数最多，W为Cr元素，W原子价层电子轨道表示式为； （4）基态T原子M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则T原子核外电子排布式为，即T为Cu元素，A选项为失去一个电子的+1价铜离子，B选项为基态铜原子，C项为失去一个电子且是激发态的+1价铜离子，D选项为激发态铜原子，则失去最外层一个电子所需能量最小的为，答案选D； （5）X与Y元素形成微粒为，中N原子的价层电子对数为3，离域键为三中心四电子，可以表示为； （6）R和L可组成一种对蛋白质的合成和糖代谢有保护作用的无机化合物，根据位置可知R为Na，L为Se，由题给晶胞结构可知，位于由构成的四面体空隙中，位于由构成的六面体空隙中。 14．(1) 分子晶体 小 弱 (2) )减弱 长 (3)或 (4) 5 D (5) 【详解】（1）常温下为无色气体，熔沸点较低，属于分子晶体；H原子半径小于F，则中成键电子对距离更近，斥力更大，因此分子的键角大于分子；中H和O的电负性差值大于中O和F的电负性差，因此的极性强于； （2）由结构可知中C原子均形成4个共价键，不存在p轨道的单电子，因此不再具有大键，故与石墨相比导电性减弱；的键为单键，石墨中键相当于双键，因此的键的键长更长； （3）F、H之间存在共价键和氢键作用，的结构式或； （4）中心原子的价层电子对数为；中心Xe形成的杂化轨道数应为5，结合选项可知合理； （5） 取棱心D点，如图所示：，AD距离为底面对角线的一半，即为pm，BD距离为棱长的一半减去键的键长，即为：，则AB距离为： pm。 15．(1)乙醇分子间能形成氢键 (2) 射线衍射 7 分子中存在过氧键 (3) 还原反应或加成反应 > 正四面体形或四面体形 【详解】（1）乙醇分子间能形成氢键，所以乙醇的沸点高于乙醚； （2） ①测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射，由结构式可得青蒿素的分子式为，连接四种不同基团的碳为手性碳原子，分子中手性碳原子数为7； ②从分子结构分析，青蒿素对热不稳定的原因是分子中存在过氧键； ③1个晶胞中含有4个青蒿素分子，晶胞的质量为，晶胞的体积为abc×10-21cm3，青蒿素晶体的密度为； （3）①青蒿素结构修饰过程中氢气与羰基发生加成反应；与青蒿素相比，双氢青蒿素分子中含有羟基，与水分子能形成氢键，水溶性更好，疗效更好，则双氢青蒿素的水溶性>青蒿素的水溶性； ②中B的价电子对数为，无孤电子对，空间结构名称为正四面体，用N原子、1个单位正电荷替换B原子、1个单位负电荷可得与互为等电子体的一种阳离子为。 16．(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。 17．(1)第四周期第Ⅷ族 (2) Fe3+ O 6 (3) sp3杂化、sp2杂化 易溶于水 (4) 【详解】（1）铁为26号元素，位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族； （2）中铁提供空轨道、氧提供孤电子对形成配位键，中心离子为Fe3+，配位原子是O，配位数为6； （3）维生素C分子中饱和碳原子为sp3杂化，羧基碳、碳碳双键两端的碳为sp2杂化；维生素C分子中含有较多的羟基，易于水分子形成氢键，故维生素C在水中的溶解性为易溶于水； （4） 维生素C分子中的手性碳原子，用*表示。 18．(1)NH3能形成分子间氢键、CH4不能形成分子间氢键 (2) 3s23p63d5 金属键 分子 0 (3) 立方体 6 【分析】原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，则X是H元素；Y原子在基态时其最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y是C元素；Q原子在基态时其能级上有2个未成对电子，原子序数大于碳，则Q为O元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，则Z为N元素；W元素的原子中能级上有4个未成对电子，价电子排布为3d64s2，则W为Fe元素。 【详解】（1）化合物ZX3为NH3、化合物YX4为CH4，能形成分子间氢键的氢化物熔沸点较高，NH3能形成分子间氢键、CH4不能形成分子间氢键，所以熔沸点：NH3高于CH4，故答案为：NH3能形成分子间氢键、CH4不能形成分子间氢键； （2）通过以上分析知，X、Y、Z、Q、W分别为H、C、N、O、Fe； ①基态Fe3+的M层电子有13个电子，3s能级上有2个电子、3p能级上有6个电子、3d能级上有5个电子，基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5，单质Fe为金属晶体，在熔融时要破坏金属键，故答案为：3s23p63d5；金属键； ②分子晶体熔沸点较低，该物质熔沸点较低，所以属于分子晶体；化合物中各元素化合价的代数和为0，Fe(CO)5中CO的化合价为0，则Fe元素的化合价为0，故答案为：分子；0； （3）根据离子半径知，黑色球表示O2-、白色球表示Na+，该晶胞中O2-个数=8×+6×=4、Na+个数为8，所以该晶胞中O2-、Na+个数之比为4：8=1：2，氧离子周围有8个钠离子，形成立方体结构；每个阳离子周围距离最近的阳离子个数为6，构成正八面体；该晶胞密度，则晶胞边长=cm。 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 $$