大题01 物质结构与性质综合题（分类过关）-【大题精做】冲刺2025年高考化学大题突破+限时集训（天津专用）

大题01 物质结构与性质综合题 1．（2024-2025高三下·天津市部分区2025届高三下学期质量调查一）金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属，海洋金属，太空金属”的美称，具有广泛的应用前景。回答下列问题： （1）基态钛原子的电子排布式 。 （2）Ti的四卤化物熔点如表所示，熔点高于其他三种卤化物，则可判断可能为 晶体(填“离子”或“分子”；、、熔点依次升高的原因是 。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 （3）磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料，的空间构型是 ，中心原子P的杂化方式为 杂化，写出第一电离能介于Al，P之间的位于第三周期的所有元素 (填元素符号)。 （4）的晶胞如图所示，三种组成元素的电负性由大到小顺序的是 ；该晶体中每个周围与它最近且相等距离的数目是 。 （5）1mol中含有键的数目为 。 【答案】（1） （2）离子 、、均为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高 （3）正四面体 、、 （4） 12 （5）16 【解析】（1）钛为22号元素，核外有22个电子，基态原子的电子排布式为：； （2）TiF4沸点较高，F的电负性较大，化合物TiF4为离子晶体；、、均为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高； （3）离子中心原子为P，价层电子对为4+，孤电子对为0，空间构型为正四面体形；P的杂化方式为sp3杂化；同周期第一电离能从左到右逐渐增大，IIA族ns能级处于全充满状态更稳定，第一电离能高于同周期相邻主族，VA元素2p轨道半充满稳定，第一电离能大于VIA族元素，第一电离能介于Al，P之间的位于第三周期的元素有：Mg、Si、S； （4）电负性与非金属性一致，非金属性越强，电负性越大，电负性O>Ti>Ca； 由图可知，晶体中每个周围与它最近且相等距离的数目是12个； （5）共价键、配位键都是σ键，1个含有16个σ键，1mol含有16NAσ键。 2．硼族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物，回答下列问题： （1）过硼酸钠被用于洗衣粉中作增白剂，其阴离子结构如图所示，该阴离子组成元素中第一电离能最大的元素是 ，该物质可用于增白的原因是 。 （2）硼酸三甲酯由硼酸和甲醇互相反应而制得。熔沸点 （填“>”或“<”或“=”），原因是 。比较和中键角的大小顺序是 （填“>”或“<”或“=”）。 （3）氮化硼晶体有多种结构，六方相氮化硼结构与石墨相似，但不具有导电性。六方氮化硼中与B距离最近且相等的B有 个。 （4）科学家利用和过量碳高温条件下合成一种非常坚硬的物质，其结构如图所示，该反应的化学方程式为 ，晶胞参数：（单位nm），。若为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为 。 【答案】（1）O 过硼酸根中含有过氧键，具有强氧化性，具有漂白性。 （2）< 二者均为分子晶体，硼酸能形成分子间氢键，硼酸三甲酯不能形成分子间氢键 = （3）6 （4） 【解析】（1） 阴离子结构为，同一周期主族元素第一电离能从左往右逐渐增大，同主族元素第一电离能从上往下逐渐减小，可知第一电离能最大的元素是O；该物质可用于增白的原因是：过硼酸根中含有过氧键，具有强氧化性，具有漂白性，故答案为：O；过硼酸根中含有过氧键，具有强氧化性，具有漂白性。 （2） 硼酸三甲酯、硼酸均为分子晶体，硼酸能形成分子间氢键，硼酸三甲酯不能形成分子间氢键，因此熔沸点小于；硼酸（）和CH3OH互相反应生成硼酸三甲酯，中心原子B的价层电子对数均为3，杂化类型是sp2，没有孤电子对，为平面三角形，因此和中键角相等，故答案为：<；二者均为分子晶体，硼酸能形成分子间氢键，硼酸三甲酯不能形成分子间氢键；=。 （3）六方氮化硼的结构与石墨类似，，观察结构可知与B距离最近且相等有6个B原子，故答案为：6。 （4）根据沿Z轴的俯视图可知，B原子位于棱上和体心，C原子位于体心，则B原子有个，C原子有3个，则化学式为，和过量碳高温条件下反应，过量碳生成的是CO，化学方程式为：；晶胞参数：（单位nm），，若为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为：，故答案为： ；。 3．（2024-2025高三下·天津市十二区重点学校2025届高三下学期毕业联考一）新型化学电源在能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。 I．锂电池的电解液是目前研究的热点。 （1）锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。 ①元素、P、F中电负性最大的是 (填元素符号)。 ②基态F原子的价层电子轨道表示式为 。 （2）为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，阴离子为。 该阳离子中，“”原子的杂化轨道类型为 杂化，的空间构型是 。 Ⅱ．氢氧燃料电池具有高效能、环保、可再生等优点，应用极其广泛。寻找安全高效、低成本的储氢材料对于实现氢能经济具有重要意义，以下是两种常见的储氢材料。 （3）氰基配合物 ①在周期表中的位置 。 ②钴离子的配位数是 ，配位原子是 (写元素符号)。 ③氰基配合物中存在的化学键有 。 a．离子键        b．范德华力        c．极性共价键        d．氢键 （4）金属氢化物 是非常有潜力的储氢材料，其晶胞形状为立方体，边长为，如下图所示。 ①晶胞中H原子个数为 。 ②已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。(列出含M、、a的计算式即可) 【答案】（1）F （2） 正四面体形 （3）第四周期第族 6 C ac （4）24 【解析】（1）①元素、P、F中，F是周期表中电负性最大的，所以电负性最大的是F； ②F的原子序数是9，所以基态F原子的价层电子轨道表示式为； （2）该阳离子中，“”原子成4个单键，故杂化轨道类型为sp3杂化，价层电子对数为，空间构型是正四面体形； （3）①的原子序数为29，在周期表中第四周期第族； ②由分子式可知，钴离子的配位数是6，C和N相比，电负性更弱，更容易提供电子对，故配位原子是C； ③氰基配合物中存在的化学键有铜离子和间的离子键，CN之间的极性共价键，答案选ac； （4）①由图可知Fe位于晶胞的顶点和面心，个数为：，Mg位于体心，为8个，根据化学式Mg2FeH6可知该晶胞中含有Mg2FeH6的个数为4，因此含有的H原子个数是24； ②由上分析可知该晶胞含有Mg2FeH6的个数为4，因此该晶胞的质量是，晶体的密度为。 4．铁、钛、镍等过渡元素在工业生产和科学研究中具有重要作用，请回答下列问题。 （1）有机铁肥的名称叫三硝酸六尿素合铁，是一种配合物，它的中心离子的价电子排布图为 ；它所含非金属元素原子除外的第一电离能由小到大的顺序是 。 （2）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”，也叫“未来金属”。 钛在元素周期表中的位置是 。 工业上可用常温下呈液态与高温下反应制备钛单质，同时生成，详细解释熔点比低很多的原因 。 （3）镍钛记忆合金用于飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如下图所示，其中原子采用面心立方最密堆积方式，该合金中与原子距离最近且相等的原子个数为 ；若合金的密度为，代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞中两个钛原子间的最近距离是 用含和的计算式表示，不必化简。    【答案】（1）   （2）第四周期 Ⅳ族 属于分子晶体，熔融时破坏分子间作用力；而属于离子晶体，熔融时破坏离子键，分子间作用力比离子键弱得多，所以熔点低得多 （3）6 【解析】（1）的名称叫三硝酸六尿素合铁，是一种配合物，它的中心离子铁原子价电子排布式为：，原子形成阳离子时，从最外层开始失电子，故的价电子排布式为：，排布图为  ；它所含非金属元素原子除外有C、O、N，三者位于同一周期，同一周期，从左往右第一电离能呈增大趋势，由于N的电子排布为半充满状态，更稳定，故由小到大的顺序是。答案为：  ；。 （2）钛的原子序数为22，故在元素周期表中的位置是第四周期 Ⅳ族； 常温下呈液态，故属于分子晶体，熔融时破坏分子间作用力，而属于离子晶体，熔融时破坏离子键，分子间作用力比离子键弱得多，所以熔点低得多。 答案为：第四周期 Ⅳ族；属于分子晶体，熔融时破坏分子间作用力；而属于离子晶体，熔融时破坏离子键，分子间作用力比离子键弱得多，所以熔点低得多。 （3）①以顶点Ti原子研究，与之最近的Ni原子处于棱心上，故与Ti原子距离最近且相等的Ni原子个数为：； ②晶胞中顶点Ti与面心Ti原子的距离最近，二者距离为晶胞棱长的，晶胞中，Ni原子数目为，晶胞质量=，晶胞的体积=，晶胞棱长=，故晶胞只两个钛原子间最近距离是。答案为：6；。 5．过渡金属不但能够与非金属元素形成化合物，还能与其他金属元素形成金属互化物。回答下列问题： （1）Mn在元素周期表中的位置 ，属于 区的元素，基态锰原子的价电子轨道表示式为 。 （2）二茂铁化学式为，由与两个构成(如图)，熔点为172℃。 ①二茂铁熔点低于铁的原因为 。 ②大键通常用符号表示(m代表参与形大键的原子数，n代表大键的电子数)，则中的大键表示为 。 ③与两个离子形成配位键后，使的3d、4s、4p能级中共具有18电子的稳定结构。则与两个离子形成配位键的数目为 。 （3）锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示。 ①若将晶胞中体心的Ga原子作为晶胞的一个顶点，则距该Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置为 (填标号)。 A．面心                    B．体心                    C．顶点                    D．棱心 ②晶胞中，相邻Mn原子构成的正四面体空隙完全由镍原子填充，可用于制备碳基金属催化剂。1号Mn原子坐标参数为，则填充在1、2、3、4号Mn构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为 ；晶胞参数为a nm，则填充镍后的晶胞的密度 (用含、a的代数式表示)。 【答案】（1）第四周期ⅦB d （2）二茂铁属于分子晶体，铁属于金属晶体，铁晶体中金属健强度大于二茂铁晶体中分子间作用力 6 （3）A 【解析】（1） 锰元素是第25号元素，位于周期表的第四周期ⅦB，属于d区元素，基态锰原子的价电子轨道表示式为； （2）①二茂铁熔点低于铁的原因为：二茂铁属于分子晶体，铁属于金属晶体，铁晶体中金属健强度大于二茂铁晶体中分子间作用力； ②在C5H5-中的每个碳原子上都有一个未参与σ键的电子，这些电子占据与环的平面垂直的p轨道上，5个碳原子的5个p轨道肩并肩，外加得到一个电子重叠形成大π键，其大π键可表示为； ③的价电子排布式是3d6，与两个离子形成配位键后，使的3d、4s、4p能级中共具有18电子的稳定结构，则3d、4s、4p能级均填满电子，所以提供了12个电子，即6对电子对，所以配位键的数目为6个； （3）①当将晶胞中体心的Ga原子作为晶胞的一个顶点时，整个晶胞中原子的坐标均移动1/2个单位，距该Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置为面的中心，即面心的位置； ②1号Mn原子坐标参数为，则原点为左下靠后的Mn原子，则填充在1、2、3、4号Mn构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为；填充镍后的晶胞中Ni的个数为：8个，Mn的个数为：8×1/8+6×1/2=4个，Ga的个数为：12×1/4+1=4个，晶胞的密度=。 6．（2024-2025高三下·宝坻区第一中学2025届高三下学期一模冲刺）碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。人工合成的是医疗上常用的放射性同位素，回答下列问题： （1）将的基态原子最外层轨道表示补充完整 。 （2）碘单质在中的溶解度比在水中的大，解释原因 。 （3）HI主要用于药物合成，通常用和P反应生成中的P-I键是由磷的 轨道与碘的 轨道重叠形成键，的空间构型为 。 （4）已知键角。从结构角度解释其原因： 。 （5）晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，边长为a nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，结构如图。 ①与K原子紧邻的O原子有 个。 ②的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度是 ()。 【答案】（1） （2）碘单质、CS2均为非极性分子，水为极性分子，所以根据相似相溶原理，碘单质在CS2中的溶解度比在水中的溶解度大 （3）sp3杂化 5p 三角锥形 （4）PI 3 和H2O都是sp3杂化，由于PI 3 只有1个孤电子对，H2O有2个孤电子对，孤电子对的斥力大于σ键，所以键角PI 3 ＞H2O； （5）12 【解析】（1） 基态碘原子的最外层有7个电子，最外层电子排布式为5s25p5，其轨道表示式为； （2）碘单质、CS2均为非极性分子，水为极性分子，所以根据相似相溶原理，碘单质在CS2中的溶解度比在水中的溶解度大； （3）PI3中心原子价层电子对数为3+=4，且含有1个孤电子对，空间结构是三角锥形，P原子为sp3杂化，PI3的P—I键是由磷的sp3杂化轨道与碘的5p轨道通过头碰头的方式重叠形成σ键； （4）PI 3 和H2O都是sp3杂化，但由于PI 3 只有1个孤电子对，H2O有2个孤电子对，孤电子对的斥力大于σ键，所以键角是PI 3 ＞H2O； （5）①晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，在一个晶胞中与顶点K紧邻的O为个，由于一个顶点的K被八个晶胞共用，故与一个K紧邻的O有：个； ②晶胞中K原子个数为，I原子个数为1，O原子个数为，晶胞含有1个KIO3，则该晶体的密度是。 7．第四周期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。 （1）铬是最硬的金属单质，被称为“不锈钢的添加剂”。写出Cr原子价电子排布图 。 （2）钒广泛用于催化及钢铁工业，被称之为“工业的味精”。常用作转化为的催化剂。分子VSEPR模型是 ；气态为单分子，的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S-O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较长的键为 (填图中字母a或者b)。 （3）镍是一种优良的有机反应催化剂，Ni能与CO形成正四面体形的配合物，其中配原子是C，原因是 。 （4）钛称之为21世纪金属，具有一定的生物功能。钙钛矿()晶体是工业获取钛的重要原料。晶胞如图，晶胞参数为a nm，晶胞中Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。Ti与O间的最短距离为 nm，与Ti紧邻的O个数为 。 （5）在晶胞结构的另一种表示形式中，Ti处于体心位置，则Ca处于 位置，O处于 位置。 【答案】（1） （2）平面三角形 sp3 a （3）C的电负性没有O大，易给出电子，因此配位原子是C （4） 12 （5）顶角 棱心 【解析】（1）Cr位于第四周期第ⅣB族，原子序数24，价电子排布式为，其价电子排布图为； 故答案为：； （2）中心原子价层电子对为3，中心S原子为杂化，VSEPR模型为平面三角形；如图，中心S原子为空间四面体结构，类似于，所以该结构中S原子为杂化；如图，a代表的S—O键受到两边S原子的作用，b代表的S—O键只受到单方面S原子的作用，所以较长的键为a； 故答案为：平面三角形；；a； （3）配合物中，配体是CO，由于C的电负性没有O大，易给出电子，因此配位原子是C； 故答案为：C的电负性没有O大，易给出电子，因此配位原子是C； （4）如图，Ti与O分别位于顶角和面心，所以Ti与O的最短距离为面对角线的，面对角线长为nm，则该距离为nm；与Ti紧邻的O位于面心，且1个O被2个晶胞共用，则于Ti紧邻的O的个数为； 故答案为：；12； （5）根据化学式，其中，面心占、顶角占、棱占、体心占1，若Ti处于体心位置，Ca个数为1且与Ti等距，则Ca位于顶角，O位于棱心； 故答案为：顶角；棱心。 8．铁元素被称为“人类第一元素”，铁及其化合物具有广泛的应用，回答下列问题。 （1）Fe元素在周期表中的位置为 ，基态和中成单电子个数之比 。 （2）检验是否被氧化为的方法之一是取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的生成。中的配位数为 ，配体中中提供孤对电子的原子是 (填元素名称)。 （3）普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为a pm。铁—氰骨架组成晶胞中的8个小立方体，Fe粒子在小立方体顶点，在小立方体的棱上，两端均与Fe相连，小立方体中心空隙可容纳，如图所示(在图中省略) ①普鲁士蓝中与个数之比为 ；该晶胞化学式为 。 ②若所有铁粒子为等径小球，则与之间最近距离为 pm。 【答案】（1）第四周期第Ⅷ族 5：4 （2）6 氧 （3）1：1 【解析】（1）Fe元素在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族；基态的核外价电子排布为3d5和3d6，分别含5个和4个单电子，故基态和中成单电子个数之比为：5：4； （2）Fe3+为中心离子，H2O和SCN-为配体，故中的配位数为6；配体中中提供孤对电子的原子是：氧； （3）Fe3+所在位置为顶点和面心，个数为：；Fe2+所在位置为棱心和体心，个数为：，普鲁士蓝中与个数之比为1：1；K+个数为4，根据电荷守恒，CN-的个数为：，故该晶体的化学式为：；K+所在位置为晶胞体对角线的四分之一处，故与之间最近距离为pm。 9．（2024届天津市天津市河西区天津市第四中学模拟预测）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。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apm。 已知：，阿伏伽德罗常数的值为。 （4）该晶体的密度是 。 （5）距离F最近的Cs的个数为 。 Ⅲ．磷酸铁锂-石墨电池的总反应：()。 （6）放电时负极的电极反应式是 。 【答案】（1） （2）c （3） C的电负性小于N的，C和N电子层数相同，核电荷数，原子半径，原子核对最外层电子的吸引作用 在酸性环境中，卟啉分子中部分N会与形成配位键，部分N上无孤电子对，与其他原子配位能力减弱 （4） （5）4 （6） 【解析】（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。 （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； 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； 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。 （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=。 （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。 （6）由总反应：()可知，放电时负极失去电子生成C，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：。 10．工业中可利用生产钛白的副产物和硫铁矿联合制备铁精粉()和硫酸，实现能源及资源的有效利用。 （1）结构示意图如图。 ①铁元素常见的化合价有＋2和＋3价，比稳定的因： 。 ②下列粒子的中心原子杂化方式与中S的杂化方式相同的是： A．HCN                    B．                C．                D． ③中Fe(Ⅱ)的配位数是 ，与的作用力类型是 。 （2）晶体的晶胞形状为立方体，结构如图。 ①距离最近的阳离子有 个，位于所形成的 (填“正四面体”或“正八面体”)空隙。 ②晶体的晶胞参数为a nm，密度为，的摩尔质量为M ，则阿伏加德罗常数的值 (用含a、ρ、M的代数式表示)。 （3）加热脱水后生成，再与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。硫酸工业中，用98%的浓硫酸a吨吸收制得发烟硫酸(化学组成可表示为)，可生产质量分数为40%的发烟硫酸 吨。 【答案】（1）Fe3+的价层电子排布为3d5，处于半满状态，比Fe2+稳定 BD 6 （2）6 正八面体 （3）1.81a 【解析】（1）①Fe3+的价电子排布为3d5，是半满状态，较稳定，Fe2+的价电子排布为3d6，根据核外电子排布规律，Fe3+比Fe2+稳定。 ②中S价层电子对数为4+×(6+2-4×2)=4，杂化方式为sp3杂化。 A．HCN分子中含有碳氮三键，碳原子为sp杂化； B．H3O+中O的价层电子对数为3+×(6-1-3×1)=4，为sp3杂化； C．HCHO中含有碳氧双键，碳原子是sp2杂化； D．中Cl的价层电子对数为3+×(7+1-3×2)=4，为sp3杂化； 故选BD； ③从FeSO4∙7H2O的结构可以看出，Fe2+与周围的6个H2O中O形成配位键，故配位数是6；中电负性较大的O元素与H2O中H元素形成氢键； （2）①由FeS2晶胞图可以看出，位于体心距离最近Fe2+位于六个面的面心，共6个； 如图所示，Fe2+位于所围成的正八面体中； ②依据均摊法可知晶胞中Fe2+离子个数为8×+6×=4，个数为1+12×=4，一个晶胞中相当于含有4个FeS2，晶体密度ρ= ，解得NA=； （3）a t 98%浓硫酸含水0.02at，根据题意可得： H2O吸收SO3后所得H2SO4总质量是，发烟硫酸中H2SO4质量分数是60%，则发烟硫酸的质量是，即可生产SO3质量分数为40%的发烟硫酸1.81at。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大题01 物质结构与性质综合题 1．（2024-2025高三下·天津市部分区2025届高三下学期质量调查一）金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属，海洋金属，太空金属”的美称，具有广泛的应用前景。回答下列问题： （1）基态钛原子的电子排布式 。 （2）Ti的四卤化物熔点如表所示，熔点高于其他三种卤化物，则可判断可能为 晶体(填“离子”或“分子”；、、熔点依次升高的原因是 。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 （3）磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料，的空间构型是 ，中心原子P的杂化方式为 杂化，写出第一电离能介于Al，P之间的位于第三周期的所有元素 (填元素符号)。 （4）的晶胞如图所示，三种组成元素的电负性由大到小顺序的是 ；该晶体中每个周围与它最近且相等距离的数目是 。 （5）1mol中含有键的数目为 。 2．硼族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物，回答下列问题： （1）过硼酸钠被用于洗衣粉中作增白剂，其阴离子结构如图所示，该阴离子组成元素中第一电离能最大的元素是 ，该物质可用于增白的原因是 。 （2）硼酸三甲酯由硼酸和甲醇互相反应而制得。熔沸点 （填“>”或“<”或“=”），原因是 。比较和中键角的大小顺序是 （填“>”或“<”或“=”）。 （3）氮化硼晶体有多种结构，六方相氮化硼结构与石墨相似，但不具有导电性。六方氮化硼中与B距离最近且相等的B有 个。 （4）科学家利用和过量碳高温条件下合成一种非常坚硬的物质，其结构如图所示，该反应的化学方程式为 ，晶胞参数：（单位nm），。若为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为 。 3．（2024-2025高三下·天津市十二区重点学校2025届高三下学期毕业联考一）新型化学电源在能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。 I．锂电池的电解液是目前研究的热点。 （1）锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。 ①元素、P、F中电负性最大的是 (填元素符号)。 ②基态F原子的价层电子轨道表示式为 。 （2）为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，阴离子为。 该阳离子中，“”原子的杂化轨道类型为 杂化，的空间构型是 。 Ⅱ．氢氧燃料电池具有高效能、环保、可再生等优点，应用极其广泛。寻找安全高效、低成本的储氢材料对于实现氢能经济具有重要意义，以下是两种常见的储氢材料。 （3）氰基配合物 ①在周期表中的位置 。 ②钴离子的配位数是 ，配位原子是 (写元素符号)。 ③氰基配合物中存在的化学键有 。 a．离子键        b．范德华力        c．极性共价键        d．氢键 （4）金属氢化物 是非常有潜力的储氢材料，其晶胞形状为立方体，边长为，如下图所示。 ①晶胞中H原子个数为 。 ②已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。(列出含M、、a的计算式即可) 4．铁、钛、镍等过渡元素在工业生产和科学研究中具有重要作用，请回答下列问题。 （1）有机铁肥的名称叫三硝酸六尿素合铁，是一种配合物，它的中心离子的价电子排布图为 ；它所含非金属元素原子除外的第一电离能由小到大的顺序是 。 （2）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”，也叫“未来金属”。 钛在元素周期表中的位置是 。 工业上可用常温下呈液态与高温下反应制备钛单质，同时生成，详细解释熔点比低很多的原因 。 （3）镍钛记忆合金用于飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如下图所示，其中原子采用面心立方最密堆积方式，该合金中与原子距离最近且相等的原子个数为 ；若合金的密度为，代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞中两个钛原子间的最近距离是 用含和的计算式表示，不必化简。    5．过渡金属不但能够与非金属元素形成化合物，还能与其他金属元素形成金属互化物。回答下列问题： （1）Mn在元素周期表中的位置 ，属于 区的元素，基态锰原子的价电子轨道表示式为 。 （2）二茂铁化学式为，由与两个构成(如图)，熔点为172℃。 ①二茂铁熔点低于铁的原因为 。 ②大键通常用符号表示(m代表参与形大键的原子数，n代表大键的电子数)，则中的大键表示为 。 ③与两个离子形成配位键后，使的3d、4s、4p能级中共具有18电子的稳定结构。则与两个离子形成配位键的数目为 。 （3）锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示。 ①若将晶胞中体心的Ga原子作为晶胞的一个顶点，则距该Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置为 (填标号)。 A．面心                    B．体心                    C．顶点                    D．棱心 ②晶胞中，相邻Mn原子构成的正四面体空隙完全由镍原子填充，可用于制备碳基金属催化剂。1号Mn原子坐标参数为，则填充在1、2、3、4号Mn构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为 ；晶胞参数为a nm，则填充镍后的晶胞的密度 (用含、a的代数式表示)。 6．（2024-2025高三下·宝坻区第一中学2025届高三下学期一模冲刺）碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。人工合成的是医疗上常用的放射性同位素，回答下列问题： （1）将的基态原子最外层轨道表示补充完整 。 （2）碘单质在中的溶解度比在水中的大，解释原因 。 （3）HI主要用于药物合成，通常用和P反应生成中的P-I键是由磷的 轨道与碘的 轨道重叠形成键，的空间构型为 。 （4）已知键角。从结构角度解释其原因： 。 （5）晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，边长为a nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，结构如图。 ①与K原子紧邻的O原子有 个。 ②的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度是 ()。 7．第四周期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。 （1）铬是最硬的金属单质，被称为“不锈钢的添加剂”。写出Cr原子价电子排布图 。 （2）钒广泛用于催化及钢铁工业，被称之为“工业的味精”。常用作转化为的催化剂。分子VSEPR模型是 ；气态为单分子，的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S-O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较长的键为 (填图中字母a或者b)。 （3）镍是一种优良的有机反应催化剂，Ni能与CO形成正四面体形的配合物，其中配原子是C，原因是 。 （4）钛称之为21世纪金属，具有一定的生物功能。钙钛矿()晶体是工业获取钛的重要原料。晶胞如图，晶胞参数为a nm，晶胞中Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。Ti与O间的最短距离为 nm，与Ti紧邻的O个数为 。 （5）在晶胞结构的另一种表示形式中，Ti处于体心位置，则Ca处于 位置，O处于 位置。 8．铁元素被称为“人类第一元素”，铁及其化合物具有广泛的应用，回答下列问题。 （1）Fe元素在周期表中的位置为 ，基态和中成单电子个数之比 。 （2）检验是否被氧化为的方法之一是取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的生成。中的配位数为 ，配体中中提供孤对电子的原子是 (填元素名称)。 （3）普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为a pm。铁—氰骨架组成晶胞中的8个小立方体，Fe粒子在小立方体顶点，在小立方体的棱上，两端均与Fe相连，小立方体中心空隙可容纳，如图所示(在图中省略) ①普鲁士蓝中与个数之比为 ；该晶胞化学式为 。 ②若所有铁粒子为等径小球，则与之间最近距离为 pm。 9．（2024届天津市天津市河西区天津市第四中学模拟预测）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。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apm。 已知：，阿伏伽德罗常数的值为。 （4）该晶体的密度是 。 （5）距离F最近的Cs的个数为 。 Ⅲ．磷酸铁锂-石墨电池的总反应：()。 （6）放电时负极的电极反应式是 。 10．工业中可利用生产钛白的副产物和硫铁矿联合制备铁精粉()和硫酸，实现能源及资源的有效利用。 （1）结构示意图如图。 ①铁元素常见的化合价有＋2和＋3价，比稳定的因： 。 ②下列粒子的中心原子杂化方式与中S的杂化方式相同的是： A．HCN                    B．                C．                D． ③中Fe(Ⅱ)的配位数是 ，与的作用力类型是 。 （2）晶体的晶胞形状为立方体，结构如图。 ①距离最近的阳离子有 个，位于所形成的 (填“正四面体”或“正八面体”)空隙。 ②晶体的晶胞参数为a nm，密度为，的摩尔质量为M ，则阿伏加德罗常数的值 (用含a、ρ、M的代数式表示)。 （3）加热脱水后生成，再与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。硫酸工业中，用98%的浓硫酸a吨吸收制得发烟硫酸(化学组成可表示为)，可生产质量分数为40%的发烟硫酸 吨。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$