综合01 物质结构与性质压轴题（山东专用） -【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学下学期期末真题分类汇编

综合01 物质结构与性质压轴题 1．（23-24高二下·山东济南·期末）铜及其化合物在机械制造、国防建设等领域中有着广泛的应用。回答下列问题： （1）近日，中国科学院上海有机化学研究所用(bpy)和在溶剂DMF中成功制备了如图所示的含Cu配合物和副产物(bpy)CuCl(bpy为2，联吡啶)。配合物中Cu的化合价为 ，写出制备反应的化学方程式 。 比较联苯()和2，2′-联吡啶的水溶性，前者 后者(填“>”或“<”)，原因是 。 （2）一种钇钡铜氧晶体属四方晶系，晶胞如图所示。晶体中Y元素的化合价为价，Cu元素以和两种价态存在，基态的价电子轨道表示式为 ，晶体中与的个数比为 ，Y的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 (列出计算式)。 2．（23-24高二下·山东聊城·期末）铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题： （1）和都是离子晶体，熔点较高的是 。 （2）的盐酸溶液能吸收CO而生成复合物氯化碳基亚铜该反应的化学方程式为 ，氯化羰基亚铜结构示意如图。则该化合物中与形成配位键的原子是 ，中键和键的数目之比为 。 （3）向硫酸铜溶液中加入乙二胺溶液后，每个可与两个乙二胺分子形成四配位离子。该四配位离子的结构简式为 。 （4）Cu和S形成某种晶体的晶胞如图所示。 ①该晶体Cu的配位数为 。 ②该晶胞原子坐标参数A为；为。则C原子的坐标参数为 。 ③已知该晶体的密度为和的半径分别为和，阿伏加德罗常数值为。用含的式子表示该晶体中原子的空间利用率(已知：原子的空间利用率等于晶胞中原子体积与晶胞体积之比) 。 3．（23-24高二下·山东东营·期末）储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。回答下列问题： （1）La、Mg和Ni可以组成新型储氢合金，Ni在元素周期表中的位置为 ，其价层电子的轨道表达式为 。 （2）H3N·BH3 (氨硼烷)是一种非常有前途的新型储氢材料，可由氨气和硼烷在四氢呋喃溶剂中合成。 ①H3N·BH3中各元素的电负性由大到小的顺序为 ，H3N·BH3与水反应产生H2，写出相关反应的化学方程式 。 ②四氢呋喃可由呋喃()与氢气加成得到，呋喃在ZnO催化作用下可与氨气转化为吡咯，与氢气加成可得到四氢吡咯()，呋喃中存在π⁶大派键，键角“C一O一C”呋喃 四氢呋喃(填“>”、“<”或“=”)，四氢呋喃的沸点 四氢吡咯(填“高于”或“低于”)，原因是 。 （3）一种由Mg和过渡金属M组成的二元储氢材料属立方晶系，晶胞中Mg和M的原子个数比为2：1，且距离Mg最近的M形成的几何图形为正四面体；晶胞在xy、xz和yz平面投影如图所示。储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在M原子的周围。 储氢后晶体的化学式为 ，Mg原子占据M原子形成的 空隙，该储氢材料中氢的密度p为 g·cm-3(用含a的计算式表示)。 4．（23-24高二下·山东德州·期末）铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电力、能源及石化、轻工、新兴产业等领域。 （1）烟花燃放的色彩与金属原子核外电子跃迁有关。下列状态的铜中电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填序号)。 A．[Ar]3d10 B．[Ar]3d104s1 C．[Ar]3d104p1 D．[Ar]3d94s1 （2）甘氨酸铜的反式结构如图所示： ①各元素电负性由小到大的顺序为 。 ②键角：C—O→Cu C—N→Cu(填“>”“<”或“=”)，其原因 。 ③中心原子的杂化方式为 。 A．sp          B．sp2         C．sp3         D．dsp2 （3）某晶体的晶胞为立方晶胞，结构如图所示(A、B的摩尔质量分别为MA、MB，NA为阿伏加德罗常数的值)。 ①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T点原子的分数坐标为(，1，)，则S点原子的分数坐标为 。 ②该晶体的密度 gcm-3。 5．（23-24高二下·山东德州·期末）金属元素在日常生活和化工生产中应用广泛。 （1）某MOF材料是一种有效微波吸收的复合材料。该材料由Co-Fe普鲁士蓝类似物和聚多巴胺(PDA)碳壳和石墨烯气凝胶(GA)组成的外壳构成。 ①基态Co原子的价电子的排布式为 基态原子中，与Co同周期且未成对电子数相同的元素名称为 。 ②Fe与Co相比，I4和I3能差值较大的是 ，原因是 。 （2）钴硫化物可用作锂离子电池的电极材料。其结构如图所示，结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构，其晶胞为立方晶胞。 ①结构1钴硫化合物的化学式 ；②晶胞2中距Li最近的S有 个。 ③晶胞2中S与S的最短距离为 。 6．（23-24高二下·山东济南·期末）一种比率型光声半导体纳米聚合物探针可用来评估动脉粥样硬化斑块的易损性。制备该聚合物的反应物之一MDAPROBE的结构如图所示。 回答下列问题： （1）N在周期表中的位置为 ，C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 ，该分子中碳原子的杂化方式为 。 （2）中存在类似于苯分子中的大π键，可表示为，p轨道提供2个电子形成大π键的是 (填“①”或“②”)号N原子。 （3）另一种比率光声探针中F—B—F键角 中F—B—F键角(填“>”、“<”或“=”)。为含大π键的缺电子结构，通入水中产生三种酸，分别为、HF和 (填化学式)，B—F键长 (填“>”、“<”或“=”)，原因是 。 7．（23-24高二下·山东济宁·期末）晶体的结构决定其性质，研究晶体结构具有重要意义。 （1）灰锡的晶体结构与金刚石相似(如图甲所示)，其中A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为 。灰锡晶胞沿体对角线投影如图乙所示，则位于晶胞内部的Sn原子的投影位置为 (用序号表示)。 （2）NiO晶体与NaCl晶体结构相似 ①周围距离最近且相等的有 个，距离最近的两个间距为apm，则NiO晶体的密度为 。(设阿伏加德罗常数的值为) ②晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如下缺陷：出现空缺，部分空缺被取代，晶体仍呈电中性。经测定该晶体的化学式为，则晶体中的与离子数之比为 。 （3）NaBO2、SiO2、Na和H2在100℃下反应生成物质甲和乙，甲的晶体结构如图所示。写出该反应的化学方程式 ；H、B、O元素的电负性由大到小的顺序为 。 8．（23-24高二下·山东聊城·期末）某柔性电极材料由聚吡咯()、二维层状材料和聚乙烯醇复合而成，其转化过程示意如图： （1）二维层状材料中存在金属键、离子键和共价键。能导电的原因是 在电场作用下定向移动。 （2）的结构单元如图，其中代表 原子，该原子在顶点处被 个结构单元所共用，在棱心处被 个结构单元所共用。 （3）聚乙烯醇的链节为 ，其不能由乙烯醇通过聚合反应得到的原因是 。 （4）在表面引入和-OH，形成改性。 ①聚吡咯和改性通过 作用分散在聚乙烯醇中。 ②制备柔性电极材料过程中，下列能够替代聚乙烯醇的是 (填标号)。 9．（23-24高二下·山东临沂·期末）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： （1）在元素周期表中位于第 周期 族；同周期中，基态原子未成对电子数比多的元素是 (填元素符号)。 （2）如某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为 。 当晶体有O原子脱出时，出现O空位，的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是 (填标号)。 A．       B．        C．       D． （3）(见图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为 ；中咪唑环存在大键，则N原子采取的轨道杂化方式为 。 （4）可作转化为的催化剂(见下图)。的熔点远大于，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是 。 10．（23-24高二下·山东临沂·期末）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： （1）该族元素基态原子核外未成对电子数为 ，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为 。 （2）俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。 a．离子键    b．极性共价键    c．非极性共价键    d．配位键 （3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是 ，硅原子的杂化轨道类型为 。 （4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。 物质 熔点/ 442 29 143 （5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。 11．（23-24高二下·山东青岛·期末）过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。 （1）基态V的价电子排布式为 ，第四周期中基态原子与基态V原子具有相同未成对电子数的元素名称是 。 （2）含有多个配位原子的配位体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+与EDTA形成的螯合物的结构如图1所示，1mol EDTA通过螯合作用形成了5mol五元环。键角1 (填“>”、“<”或“=”)键角2.EDTA中非金属元素电负性由大到小排序为 。 （3）Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+，其原因是 。 （4）铁、铜与砷、钠可形成一种绝缘体材料，其晶胞结构图和钠原子沿z轴投影如图2所示，已知m原子的分数坐标为(0.25，0.75，0.20)，晶胞参数为a≠c，α=β=γ=90°。n 原子的分数坐标是 ，铜周围距离最近的钠原子的个数是 。 12．（23-24高二下·山东青岛·期末）卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。请回答下列问题： （1）基态氟原子价电子的轨道表示式为 。 （2）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，其中中心原子的杂化形式为 。等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，写出与(NOCl)互为等电子体的一种分子 (填化学式)。 （3）东南大学某课题组合成了一种新型具有平面分子结构的醌类聚合物PPPA，PPPA可作为有机锌离子电池的正极材料。 ①NaCl的熔点为801℃，远高于AlCl3的192℃，原因是 。 ②NaCl溶液中存在水合钠离子，其示意图如图1所示。从电负性角度来解释这一现象 。 （4）磷和硫均能形成多种卤化物。下列说法正确的是 (填标号)。 A．SCl2、PCl5均属于非极性分子 B．PCl3、S2Cl2的空间构型分别为三角锥形、直线形 C．NF3、S2Br2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构 （5）γ－AgI晶胞为立方结构，晶胞中I-采取面心立方堆积方式(如图3)；γ－AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图4所示。 ①Ag+填充在I-构成的 (填“正四面体”或“正八面体”)空隙，其填充率为 。 ②γ－AgI晶胞的密度为ρg•cm-3，则晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为 nm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 13．（23-24高二下·山东日照·期末）氮元素及其化合物应用广泛。回答下列问题： （1）在基态N原子中，核外存在 对自旋相反的电子，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为 形。 （2）叠氮化钠中阴离子()的空间构型为 。 （3）金属五唑盐的化学式为。 ①基态的价电子轨道表示式为 。 ②配体中存在大键，则N原子采取的轨道杂化方式为 。 ③与中心离子形成配位键后，H-O-H的键角 (填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 。 （4）把特定物质的量之比的和在密封管中混合加热时，只生成一种离子晶体，其晶胞结构及晶胞参数如图所示，棱边夹角均为。该反应的化学方程式为 。已知该晶体的密度为，摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数 pm(用含有c、、、M的代数式表示)。 14．（23-24高二下·山东泰安·期末）物质的组成与结构决定物质的性质与变化。 （1）配合物中的化合价为 。易溶于，熔点为，熔化时破坏的微粒间相互作用为 。 （2）的熔点很高，晶体结构与金刚石类似，晶体中键角为 。 （3）已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 -34.1 与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是 。分析同族元素的氯化物熔点变化趋势及其原因 。 （4）下图是形成离子液体的一种阳离子，为使该阳离子以单个形式存在以获得良好的导电性，与原子相连的不能被原子替换，原因是 。 （5）汞钡铜氧晶胞如图A所示，通过掺杂获得的具有更高临界温度的超导材料的晶胞如图B所示。汞钡铜氧晶体的密度为 ，掺杂所得超导材料的化学式为 。 15．（23-24高二下·山东枣庄市·期末）硼族元素可形成多种结构和性质特殊的化合物，回答下列问题： （1）硼酸为一元酸，与足量的氢氧化钠溶液反应得到，反应的离子方程式为 ，的空间构型为 ；硼酸和甲醇反应制得硼酸三甲酯，沸点：   (填“”或“”或“”)，原因是 。 （2）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电负性由大到小的顺序为 ，硼原子的杂化方式为 ，该物质可用于增白的原因是 。 （3）科学家利用和过量碳在高温条件下合成出一种坚硬物质，结构如图所示，该物质的化学式为 ，晶胞参数：(单位)，。若为阿伏加    德罗常数的值，则该晶体的密度为 。 16．（23-24高二下·山东淄博市·期末）金属及其化合物广泛用于生产、生活、科技等多个领域。回答下列问题： （1）Ni在元素周期表中的位置为 ，其基态原子的价电子排布式为 。 （2）是紫色晶体，熔点为225℃，其晶体类型为 。DMSO的化学式为；其中C-S-C键角 丙酮中C-C-C键角(填“>”、“<”或“=”)，主要原因是 。 （3）可形成多种配合物，其中一种为二茂镍(如图1所示)。则环戊二烯基阴离子中的大键可表示为 。 （4）晶体属四方晶系，晶胞结构如图2所示，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。A点原子的分数坐标为 ，晶胞中A、B间距离为 pm。 坐标 原子 x y z Ni 0 0 0 Ge 0 0 0.5 P 0.25 0.25 0.625 17．（23-24高二下·山东淄博市·期末）氮元素及其化合物在生产、科研中应用广泛。请回答下列问题： （1）是叠氮酸()的钠盐，则中心原子的轨道杂化方式为 。 （2）乙二胺()与三甲胺[]均属于胺，C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为 。乙二胺熔点比三甲胺高很多的原因是 。 （3）无水置于液氨中易形成配合物[Cr(III)的配位数为6]。向溶有1mol的水溶液中加足量溶液，生成2mol白色沉淀。则的结构简式为 。无水置于液态中却很难形成配合物，原因是 。 （4）氮化锂(Li3N)晶体为层状结构，其锂氮层中，的堆积方式同石墨单层，在围成的正六边形的中心。已知间的最短距离为apm，则其单分子层面积密度为 g/cm2(用含a和的代数式表示)。该晶体中除锂氮层外，还应该有 层，相邻两层微粒间的作用力为 。 18．（23-24高二下·山东泰安市·期末）新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池，工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺(  )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。 （1）Fe元素在周期表中的位置 ，属于 区。 （2）比较离子半径大小：Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。 （3）四种状态的Li原子轨道表示式如下所示，其能量大小关系为 (用字母表示)。 A．       B．    C．       D．    （4）苯胺(  )与甲苯(  )的相对分子质量相近，但熔沸点苯胺 甲苯(填“>”、“<”或“=”)，原因是 。 （5）磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体，其晶胞结构如图甲所示，放电时，负极反应式为 。在甲晶胞中，石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm，石墨层与层间的距离是bpm，则负极材料的密度为 g·cm-3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。    19．（23-24高二下·山东泰安·期末）铁的配合物在有机合成、催化等领域中发挥着重要作用。 Ⅰ．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滴溶液，溶液又变为黄色。 （1）铁元素在元素周期表的位置为 ，价电子排布式为 。 （2）中，中心离子为 ，配位原子是 ，配位数为 。 （3）加入溶液后，溶液又变为黄色的原因是 (用离子方程式表示)。 Ⅱ．不易被人体吸收，维生素C()可帮助人体将转变为易吸收的。 （4）维生素C属于下列哪些类别 (填序号)。 a．多元醇        b．酯        c．烯烃        d．单糖 （5）根据维生素的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 结构特征 可反应的试剂 反应类型 ① ② 溶液 取代反应 ③ 消去反应 20．（23-24高二下·山东济宁·期末）硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料等高新材料领域。 （1）BF3、BCl3、BBr3的沸点由高到低的顺序为 ；BF3为 (填“极性”或“非极性”)分子，BF3与NH3形成化合物NH3⋅BF3，NH3分子中 (填“>”“=”或“<”)NH3·BF3分子中。分子中的大π键可用符号表示，则BF3分子中的大π键应表示为 。 （2）的成键情况如图1所示，B原子的杂化方式为 。与NH3在180℃下反应，可得到被称为“无机苯”的硼氮六环()无色液体，其结构和苯极其相似，具有大π键()，如图2所示，无机苯的二氯代物有 种。 （3）晶体硼的基本结构单元如图3所示，每个结构单元含有12个B原子，每个面均是由B原子围成的正三角形，每个结构单元含有 个面，每个结构单元中含有 个B—B键。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 综合01 物质结构与性质压轴题 1．（23-24高二下·山东济南·期末）铜及其化合物在机械制造、国防建设等领域中有着广泛的应用。回答下列问题： （1）近日，中国科学院上海有机化学研究所用(bpy)和在溶剂DMF中成功制备了如图所示的含Cu配合物和副产物(bpy)CuCl(bpy为2，联吡啶)。配合物中Cu的化合价为 ，写出制备反应的化学方程式 。 比较联苯()和2，2′-联吡啶的水溶性，前者 后者(填“>”或“<”)，原因是 。 （2）一种钇钡铜氧晶体属四方晶系，晶胞如图所示。晶体中Y元素的化合价为价，Cu元素以和两种价态存在，基态的价电子轨道表示式为 ，晶体中与的个数比为 ，Y的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 (列出计算式)。 【答案】（1）+1价 2CuCF3+ClCH2CN++CuCl ＜ 2，2′-联吡啶和水分子均为极性分子，而联苯为非极性分子，符合“相似相溶”原理 （2） 1：2 8 【解析】（1） 由题干信息可知，所用(bpy)和在溶剂DMF中成功制备了如图所示的含Cu配合物和副产物(bpy)CuCl(bpy为2，联吡啶)，制备反应的化学方程式为：2CuCF3+ClCH2CN++CuCl，反应中没有元素的化合价发生改变，故可知配合物中Cu的化合价为+1价，由于2，2′-联吡啶是分子结构不高度对称，正负电荷中心不重合，为极性分子，而联苯分子结构高度对称，正负电荷中心重合，属于非极性分子，水为极性分子，故比较联苯()和2，2′-联吡啶的水溶性，前者＜后者，原因是2，2′-联吡啶和水分子均为极性分子，而联苯为非极性分子，符合“相似相溶”原理，故答案为：+1价；2CuCF3+ClCH2CN++CuCl；＜；2，2′-联吡啶和水分子均为极性分子，而联苯为非极性分子，符合“相似相溶”原理； （2）一种钇钡铜氧晶体属四方晶系，晶胞如图所示。晶体中Y元素的化合价为价，Cu元素以和两种价态存在， 已知Cu为29号元素，其基态原子价电子排布式为：3d104s1，故基态的价电子轨道表示式为：，根据均摊法可知，一个晶胞中含有Cu离子的个数为：=3，Y3+的个数为：1，Ba2+的个数为：2，O2-的个数为：=7，根据化合价代数和为0可知，晶体中与的个数比为1：2，Y的配位数即离Y3+最近且距离相等的O2-个数，则为8，设为阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为：g，一个晶胞的体积为：a2c×10-30cm3，则该晶体的密度为：==(列出计算式)，故答案为：；1：2；8；。 2．（23-24高二下·山东聊城·期末）铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题： （1）和都是离子晶体，熔点较高的是 。 （2）的盐酸溶液能吸收CO而生成复合物氯化碳基亚铜该反应的化学方程式为 ，氯化羰基亚铜结构示意如图。则该化合物中与形成配位键的原子是 ，中键和键的数目之比为 。 （3）向硫酸铜溶液中加入乙二胺溶液后，每个可与两个乙二胺分子形成四配位离子。该四配位离子的结构简式为 。 （4）Cu和S形成某种晶体的晶胞如图所示。 ①该晶体Cu的配位数为 。 ②该晶胞原子坐标参数A为；为。则C原子的坐标参数为 。 ③已知该晶体的密度为和的半径分别为和，阿伏加德罗常数值为。用含的式子表示该晶体中原子的空间利用率(已知：原子的空间利用率等于晶胞中原子体积与晶胞体积之比) 。 【答案】（1） （2） C、O、Cl 7:2 （3） （4）4 (，，) 【解析】（1）和都是离子晶体，氧离子半径小于硫离子，使得中晶格能更多，其熔点高于； （2）的盐酸溶液能吸收CO而生成复合物氯化碳基亚铜，该反应的化学方程式为，氯化羰基亚铜结构示意可知，提供空轨道，CO中C、水分子O、分子中Cl提供孤电子对，从而形成配位键，故该化合物中与形成配位键的原子是C、O、Cl；CO分子中包含一个σ键和两个π键。，则中键和键的数目之比为14：4=7:2； （3） 乙二胺中氮可以提供孤电子对，每个可与两个乙二胺分子形成四配位离子。该四配位离子的结构简式为； （4）①由图可知，Cu处于S构成的四面体中，该晶体Cu的配位数为4。 ②该晶胞原子坐标参数A为；为，则C原子在xyz轴上的投影坐标为、、，故坐标参数为(，，)。 ③根据“均摊法”，晶胞中含个Cu、4个S，则一个晶胞的体积为，一个晶胞中原子的体积为，故晶体中原子的空间利用率为。 3．（23-24高二下·山东东营·期末）储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。回答下列问题： （1）La、Mg和Ni可以组成新型储氢合金，Ni在元素周期表中的位置为 ，其价层电子的轨道表达式为 。 （2）H3N·BH3 (氨硼烷)是一种非常有前途的新型储氢材料，可由氨气和硼烷在四氢呋喃溶剂中合成。 ①H3N·BH3中各元素的电负性由大到小的顺序为 ，H3N·BH3与水反应产生H2，写出相关反应的化学方程式 。 ②四氢呋喃可由呋喃()与氢气加成得到，呋喃在ZnO催化作用下可与氨气转化为吡咯，与氢气加成可得到四氢吡咯()，呋喃中存在π⁶大派键，键角“C一O一C”呋喃 四氢呋喃(填“>”、“<”或“=”)，四氢呋喃的沸点 四氢吡咯(填“高于”或“低于”)，原因是 。 （3）一种由Mg和过渡金属M组成的二元储氢材料属立方晶系，晶胞中Mg和M的原子个数比为2：1，且距离Mg最近的M形成的几何图形为正四面体；晶胞在xy、xz和yz平面投影如图所示。储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在M原子的周围。 储氢后晶体的化学式为 ，Mg原子占据M原子形成的 空隙，该储氢材料中氢的密度p为 g·cm-3(用含a的计算式表示)。 【答案】（1）第四周期Ⅷ族 （2）N>H>B H3NBH3＋3H2O=NH3＋3H2↑＋H3BO3 > 低于 四氢吡咯易形成分子间氢键 （3）Mg2MH6 (正)四面体 【解析】（1） 基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，Ni在元素周期表中的位置为第四周期Ⅷ族，其价层电子的轨道表达式为。故答案为：第四周期Ⅷ族；； （2）①H3N·BH3中各元素的电负性由大到小的顺序为N>H>B，H3N·BH3与水反应产生H2、氨气和硼酸，相关反应的化学方程式H3NBH3＋3H2O=NH3＋3H2↑＋H3BO3。故答案为：N>H>B；H3NBH3＋3H2O=NH3＋3H2↑＋H3BO3； ②呋喃中存在π⁶大派键，C、O均采用sp2杂化，四氢呋喃中C、O均采用sp3杂化，键角“C一O一C”呋喃>四氢呋喃，四氢呋喃的沸点低于四氢吡咯，原因是四氢吡咯易形成分子间氢键。故答案为：>；低于；四氢吡咯易形成分子间氢键； （3）根据图知，M原子位于晶胞的顶点和面心上，所以M原子的个数为8×+6×=4，Mg占据其堆积形成的所有四面体空隙且处于中心位置，则Mg原子位于晶胞内部，为8个原子；H原子以正八面体的配位模式有序分布在M的周围，则每个M原子周围有6个氢原子，所以该晶胞中氢原子个数为6×4=24，则该晶胞中M、Mg、H原子个数之比为4∶8∶24=1∶2∶6，储氢后晶体的化学式为Mg2MH6，Mg原子占据M原子形成的(正)四面体空隙，该储氢材料中氢的密度g·cm-3= p为。故答案为：Mg2MH6；(正)四面体；。 4．（23-24高二下·山东德州·期末）铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电力、能源及石化、轻工、新兴产业等领域。 （1）烟花燃放的色彩与金属原子核外电子跃迁有关。下列状态的铜中电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填序号)。 A．[Ar]3d10 B．[Ar]3d104s1 C．[Ar]3d104p1 D．[Ar]3d94s1 （2）甘氨酸铜的反式结构如图所示： ①各元素电负性由小到大的顺序为 。 ②键角：C—O→Cu C—N→Cu(填“>”“<”或“=”)，其原因 。 ③中心原子的杂化方式为 。 A．sp          B．sp2         C．sp3         D．dsp2 （3）某晶体的晶胞为立方晶胞，结构如图所示(A、B的摩尔质量分别为MA、MB，NA为阿伏加德罗常数的值)。 ①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T点原子的分数坐标为(，1，)，则S点原子的分数坐标为 。 ②该晶体的密度 gcm-3。 【答案】（1）A （2）Cu<H<C<N<O < N和O均采用sp3杂化，O中含有孤对电子，孤电子对与成键电子对的排斥大于成键电子对和成键电子对的排斥，故C-O→Cu的键角小于C—N→Cu D （3）(，，) 【解析】（1）B和C属于Cu原子，B为基态，C为激发态，A和D属于Cu+，A为全满状态，失去一个电子需要的能量高，故选A； （2）①同周期从左往右电负性增大，同主族从上往下电负性减小，故电负性：Cu<H<C<N<O； ②N和O均采用sp3杂化，O中含有孤对电子，孤电子对与成键电子对的排斥大于成键电子对和成键电子对的排斥，故C-O→Cu的键角小于C—N→Cu，故填“<”； ③甘氨酸铜存在顺式和反式结构，为平面构型，铜原子形成4根键，杂化方式为：dsp2，选D； （3）①将晶胞均分为8个小立方体，S位于一个小立方体的体心，根据T点原子的分数坐标为(，1，)，S点原子的分数坐标为：(，，)； ②A位于棱心和体心，个数为：，B位于顶点、面心和内部，个数为：，故密度为：。 5．（23-24高二下·山东德州·期末）金属元素在日常生活和化工生产中应用广泛。 （1）某MOF材料是一种有效微波吸收的复合材料。该材料由Co-Fe普鲁士蓝类似物和聚多巴胺(PDA)碳壳和石墨烯气凝胶(GA)组成的外壳构成。 ①基态Co原子的价电子的排布式为 基态原子中，与Co同周期且未成对电子数相同的元素名称为 。 ②Fe与Co相比，I4和I3能差值较大的是 ，原因是 。 （2）钴硫化物可用作锂离子电池的电极材料。其结构如图所示，结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构，其晶胞为立方晶胞。 ①结构1钴硫化合物的化学式 ；②晶胞2中距Li最近的S有 个。 ③晶胞2中S与S的最短距离为 。 【答案】（1）3d74s2 钒和砷 Fe 铁失去第三个电子后价电子排布式为3d5，3d轨道半充满，结构更稳定，因此铁的第三电离能和第四电离能差值更大 （2）Co9S8 4 【解析】（1）①基态Co原子是27号元素，其价电子的排布式为3d74s2，其未成对电子数为3，与其同周期且未成对电子数也为3的元素名称为钒和砷，故答案为：3d74s2；钒和砷； ②Fe与Co相比，I4和I3能差值较大的是Fe，因为铁失去第三个电子后价电子排布式为3d5，3d轨道半充满，结构更稳定，因此铁的第三电离能和第四电离能差值更大，故答案为：Fe；铁失去第三个电子后价电子排布式为3d5，3d轨道半充满，结构更稳定，因此铁的第三电离能和第四电离能差值更大； （2）①结构一种Co的原子个数为，含有S的个数为，则其化学式为Co9S8，故答案为：Co9S8； ②由均摊法可以计算出晶胞的化学式为Li2S，晶胞内部S周围的Li共有8个，则Li周围的S有4个，故答案为：4； ③晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的一半，其距离为，故答案为：； 6．（23-24高二下·山东济南·期末）一种比率型光声半导体纳米聚合物探针可用来评估动脉粥样硬化斑块的易损性。制备该聚合物的反应物之一MDAPROBE的结构如图所示。 回答下列问题： （1）N在周期表中的位置为 ，C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 ，该分子中碳原子的杂化方式为 。 （2）中存在类似于苯分子中的大π键，可表示为，p轨道提供2个电子形成大π键的是 (填“①”或“②”)号N原子。 （3）另一种比率光声探针中F—B—F键角 中F—B—F键角(填“>”、“<”或“=”)。为含大π键的缺电子结构，通入水中产生三种酸，分别为、HF和 (填化学式)，B—F键长 (填“>”、“<”或“=”)，原因是 。 【答案】（1）第二周期第ⅤA族 N＞O＞C sp2和sp3 （2）② （3）< H3BO3 < BF3中B采用sp2杂化，空间结构为平面三角形，且分子内含大π键，HBF4中不存在离域π键，因此B—F键长<HBF4。 【分析】本题考查的必备知识包括：元素周期表、第一电离能、杂化轨道理论、键长、键角等相关知识； 【解析】（1）N在周期表中的位置为第二周期第ⅤA族；同一周期，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素，因此C、N、O第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；该分子中的碳原子，既有形成四条单键碳原子，也有形成双键的碳原子，因此碳原子的杂化方式有sp2和sp3两种方式； （2）①号N原子形成2个σ键，杂化方式为sp2，有1个孤电子，提供1个孤电子参与形成大π键，②号N原子形成3个σ键，杂化方式为sp3，有1个孤电子对，p轨道提供2个电子参与形成大π键，故p轨道提供2个电子形成大π键的是②号N原子； （3） BF3中B采用sp2杂化，空间构型平面三角形，F—B—F键角120°，而中B采用sp3杂化，空间构型为四面体形，F—B—F键角约为109°28′，故中F—B—F键角<中F—B—F键角；BF3为缺电子结构，通入水中可能发生水解反应，生成HF、H3BO3，生成的HF可能与BF3作用生成HBF4，则产生的三种酸分别为HBF4、HF和H3BO3；BF3中B采用sp2杂化，空间结构为平面三角形，B、F原子均在同一平面上，且有相互平行的2p轨道，可以“肩并肩”形成4中心6电子的离域π键，HBF4中不存在离域π键，因此B—F键长BF3< HBF4。 7．（23-24高二下·山东济宁·期末）晶体的结构决定其性质，研究晶体结构具有重要意义。 （1）灰锡的晶体结构与金刚石相似(如图甲所示)，其中A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为 。灰锡晶胞沿体对角线投影如图乙所示，则位于晶胞内部的Sn原子的投影位置为 (用序号表示)。 （2）NiO晶体与NaCl晶体结构相似 ①周围距离最近且相等的有 个，距离最近的两个间距为apm，则NiO晶体的密度为 。(设阿伏加德罗常数的值为) ②晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如下缺陷：出现空缺，部分空缺被取代，晶体仍呈电中性。经测定该晶体的化学式为，则晶体中的与离子数之比为 。 （3）NaBO2、SiO2、Na和H2在100℃下反应生成物质甲和乙，甲的晶体结构如图所示。写出该反应的化学方程式 ；H、B、O元素的电负性由大到小的顺序为 。 【答案】（1）() 1，2，4，6(或1，3，5，7) （2）12 47∶2 （3） O>H>B 【解析】（1）B位于晶胞前面、靠下、靠右的位置，则B的坐标为；晶胞内部的4个Sn原子分别位于晶胞的4条体对角线上，则由投影图可知，位于晶胞内部的Sn原子的投影位置为1，2，4，6(或1，3，5，7)； 故答案为：；1，2，4，6(或1，3，5，7)； （2）①NaCl为离子晶体，Na位于棱心12个、体心1个，Cl为于顶点8个和面心6个，NiO晶体与NaCl晶体结构相似，则Ni2+周围距离最近且相等的Ni2+有12个，距离最近的两个Ni2+间距为apm是面对角线的一半，则晶胞边长为，其每个NiO晶胞含4个“NiO”，则NiO晶体的密度为； ②样品中Ni2+与Ni3+的离子个数比为x：y，根据晶体电中性，，解得x：y=47∶2； 故答案为：12；；47∶2； （3）甲的晶体,Na位于顶点和体心，B位于棱心和面心，H位于棱心和面心，则甲的化学式为NaBH4，根据原子守恒，物质乙为Na2SiO3，则该反应的化学方程式为；元素氧化性越强，电负性越强，则电负性O>H>B； 故答案为：；O>H>B。 8．（23-24高二下·山东聊城·期末）某柔性电极材料由聚吡咯()、二维层状材料和聚乙烯醇复合而成，其转化过程示意如图： （1）二维层状材料中存在金属键、离子键和共价键。能导电的原因是 在电场作用下定向移动。 （2）的结构单元如图，其中代表 原子，该原子在顶点处被 个结构单元所共用，在棱心处被 个结构单元所共用。 （3）聚乙烯醇的链节为 ，其不能由乙烯醇通过聚合反应得到的原因是 。 （4）在表面引入和-OH，形成改性。 ①聚吡咯和改性通过 作用分散在聚乙烯醇中。 ②制备柔性电极材料过程中，下列能够替代聚乙烯醇的是 (填标号)。 【答案】（1）自由电子 （2）Ti 4 4 （3） 其单体聚乙烯醇无法稳定存在 （4）氢键 C 【解析】（1）中存在金属键，其中也存在自由电子，自由电子可在电场作用下定向移动从而使该材料导电； （2）根据的结构单元结合其化学式可知，黑色球代表Ti原子，其在顶点处被4个结构单元所共用，在棱心处被4个结构单元所共用； （3） 聚乙烯醇的链节：，如果直接由单体聚合得到，则其单体为，羟基连接在有碳碳双键的碳原子上，结构不稳定； （4）聚呲咯中氮原子、改性Ti3C2中引入了-F和-OH，N、F、O都是半径小，电负性强的原子，可与N原子相连的H、-OH上的H原子形成氢键，故两者通过氢键作用分散在聚乙烯醇中。聚乙烯醇能与另外两种物质形成氢键，便于其分散在聚乙烯醇中，下列四种物质中，只有C可与其他物质形成氢键，故C可替代聚乙烯醇。 9．（23-24高二下·山东临沂·期末）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： （1）在元素周期表中位于第 周期 族；同周期中，基态原子未成对电子数比多的元素是 (填元素符号)。 （2）如某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为 。 当晶体有O原子脱出时，出现O空位，的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是 (填标号)。 A．       B．        C．       D． （3）(见图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为 ；中咪唑环存在大键，则N原子采取的轨道杂化方式为 。 （4）可作转化为的催化剂(见下图)。的熔点远大于，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是 。 【答案】（1）四 ⅦB Cr （2）MnO2 降低 A （3）正四面体形 sp2 （4）FDCA形成的分子间氢键更多 【解析】（1）Mn的原子序数为25，位于元素周期表第四周期ⅦB族；基态Mn的电子排布式为：，未成对电子数有5个，同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr，基态Cr的电子排布式为，有6个未成对电子； （2）由均摊法得，晶胞中Mn的数目为，O的数目为，即该氧化物的化学式为MnO2；晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，的化合价为+2x，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为+2价、V2O5中V的化合价为+5价、Fe2O3中Fe的化合价为+3、CuO中Cu的化合价为+2，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0大的价态，说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质； （3）中B形成4个σ键（其中有1个配位键），为sp3杂化，空间构型为正四面体形；咪唑环存在大键，N原子形成3个σ键，杂化方式为sp2； （4）由HMF和FDCA的结构可知，HMF和FDCA均能形成分子间氢键，但FDCA形成的分子间氢键更多，使得FDCA的熔点远大于HMF。 10．（23-24高二下·山东临沂·期末）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： （1）该族元素基态原子核外未成对电子数为 ，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为 。 （2）俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。 a．离子键    b．极性共价键    c．非极性共价键    d．配位键 （3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是 ，硅原子的杂化轨道类型为 。 （4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。 物质 熔点/ 442 29 143 （5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。 【答案】（1）2 +4 （2）bd （3）C （4）SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高 （5）6 【解析】（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为，其核外未成对电子数为2，因最外层电子数均为4，所以在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为+4； （2）俗称电石，其为离子化合物，由和构成，两种离子间存在离子键，中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd； （3） 一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，含C、Si、H三种元素，其电负性大小：C>H>Si，则电负性最大的元素是C，硅原子与周围的4个原子形成共价键，没有孤电子对，价层电子对数为4，则硅原子的杂化轨道类型为； （4）根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高； （5）由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此的配位数为6。设为阿伏加德罗常数的值，则个晶胞的质量为，个晶胞的体积为，因此该晶体密度为。 11．（23-24高二下·山东青岛·期末）过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。 （1）基态V的价电子排布式为 ，第四周期中基态原子与基态V原子具有相同未成对电子数的元素名称是 。 （2）含有多个配位原子的配位体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+与EDTA形成的螯合物的结构如图1所示，1mol EDTA通过螯合作用形成了5mol五元环。键角1 (填“>”、“<”或“=”)键角2.EDTA中非金属元素电负性由大到小排序为 。 （3）Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+，其原因是 。 （4）铁、铜与砷、钠可形成一种绝缘体材料，其晶胞结构图和钠原子沿z轴投影如图2所示，已知m原子的分数坐标为(0.25，0.75，0.20)，晶胞参数为a≠c，α=β=γ=90°。n 原子的分数坐标是 ，铜周围距离最近的钠原子的个数是 。 【答案】（1）3d34s2 钴、砷 （2）> O>N>C>H （3）N的电负性小于O，更易提供孤对电子形成配位键 （4）(0.25，0.25，0.80) 4 【解析】（1）V为23号元素，基态V原子的价电子排布式为3d34s2，V的未成对电子数为3，则第四周期中基态原子与基态V原子具有相同未成对电子数的元素名称是钴、砷； （2）角1处碳原子价层电子对数是3，碳采取sp2杂化，空间构型是平面三角形，角2碳原子价层电子对数是4，碳采取sp3杂化，空间构型是四面体形，因此键角1>键角2；非金属性越强电负性越大，则电负性由大到小排序为O>N>C>H； （3）N元素电负性比O元素电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2+形成的配位键更强，所以向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+； （4）根据晶胞结构对称性可知，m原子的分数坐标为(0.25，0.75，0.20)，则n原子坐标为(0.25，0.25，0.80)；由晶胞结构图可知，面上的Cu原子连接2个Na原子，面上原子为两个晶胞共有，故铜周围距离最近的钠原子的个数是4。 12．（23-24高二下·山东青岛·期末）卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。请回答下列问题： （1）基态氟原子价电子的轨道表示式为 。 （2）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，其中中心原子的杂化形式为 。等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，写出与(NOCl)互为等电子体的一种分子 (填化学式)。 （3）东南大学某课题组合成了一种新型具有平面分子结构的醌类聚合物PPPA，PPPA可作为有机锌离子电池的正极材料。 ①NaCl的熔点为801℃，远高于AlCl3的192℃，原因是 。 ②NaCl溶液中存在水合钠离子，其示意图如图1所示。从电负性角度来解释这一现象 。 （4）磷和硫均能形成多种卤化物。下列说法正确的是 (填标号)。 A．SCl2、PCl5均属于非极性分子 B．PCl3、S2Cl2的空间构型分别为三角锥形、直线形 C．NF3、S2Br2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构 （5）γ－AgI晶胞为立方结构，晶胞中I-采取面心立方堆积方式(如图3)；γ－AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图4所示。 ①Ag+填充在I-构成的 (填“正四面体”或“正八面体”)空隙，其填充率为 。 ②γ－AgI晶胞的密度为ρg•cm-3，则晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为 nm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1） （2）sp2 O3、SO2 （3）NaCl为离子晶体，AlCl3为分子晶体，离子键作用力强于范德华力 氧元素的电负性大于氢元素，水分子中共用电子对偏向氧原子一方，氧原子带负电荷、氢原子带正电荷，则水合钠离子中钠离子带正电，与氧原子一侧结合 （4）C （5）正四面体 50% ××107 【解析】（1）氟为9号元素，基态氟原子价电子排布式为，价电子的轨道表示式为； （2）NOCl的N原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，N原子采用杂化；等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，与NOCl互为等电子体的一种分子可为或； （3）①NaCl为离子晶体，熔化时克服离子键，AlCl3为分子晶体，熔化时克服范德华力，离子键作用力强于范德华力，NaCl熔点远高于AlCl3； ②氧元素的电负性大于氢元素，水分子中共用电子对偏向氧原子一方，氧原子带负电荷、氢原子带正电荷，则水合钠离子中钠离子带正电，与氧原子一侧结合； （4）A．中S为杂化，为V形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子；为三角双锥结构，正负电荷中心重合，属于非极性分子，A错误； B．中P为杂化且存在1对孤电子对，为三角锥形结构；中中心硫原子为杂化且存在1对孤电子对，构型不会是直线形，B错误； C．电子式为，电子式为，分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构，C正确； 故选C； （5）由图1可知，根据“均推法”，4个，结合化学式可知，晶胞中含4个，结合图2可知，填充在晶胞平分切割成的8个小立方体的体心且交错分布在其中4个小立方体的体心，故填充在构成的正四面体空隙，其填充率为50%； （6）已知表示阿伏加德罗常数的值，晶胞的密度为，设晶胞边长为，结合①分析，晶体密度为，，则晶胞中两个最近的之间的距离为面对角线长度的二分之一，为。 13．（23-24高二下·山东日照·期末）氮元素及其化合物应用广泛。回答下列问题： （1）在基态N原子中，核外存在 对自旋相反的电子，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为 形。 （2）叠氮化钠中阴离子()的空间构型为 。 （3）金属五唑盐的化学式为。 ①基态的价电子轨道表示式为 。 ②配体中存在大键，则N原子采取的轨道杂化方式为 。 ③与中心离子形成配位键后，H-O-H的键角 (填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 。 （4）把特定物质的量之比的和在密封管中混合加热时，只生成一种离子晶体，其晶胞结构及晶胞参数如图所示，棱边夹角均为。该反应的化学方程式为 。已知该晶体的密度为，摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数 pm(用含有c、、、M的代数式表示)。 【答案】（1）2 哑铃 （2）直线形 （3） sp2杂化 变大 H2O中的O原子的孤电子对进入Co2+的空轨道中形成配位键后，孤电子对数减少，对成键电子对的排斥作用减弱，键角变大 （4） 【解析】（1）基态N原子核外电子轨道表示式为，则基态N原子核外存在2对自旋相反的电子，核外电子占据的最高能级为2p能级，电子云轮廓图为哑铃形 （2）叠氮化钠中阴离子()，价层电子对数为2，空间构型为直线形 （3）基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2，基态的价电子轨道表示式为↑；配体中存在大键，因此的空间构型为平面五边形，N原子采取的轨道杂化方式为sp2杂化；H2O中的O原子的孤电子对进入Co2+的空轨道中形成配位键后，孤电子对数减少，对成键电子对的排斥作用减弱，键角变大 （4）根据晶胞结构可知，黑球2个，白球3个，则白球代表Cl－，黑球中一个代表Hg2+，一个代表，该反应的化学方程式为；根据密度的计算公式： ，则。 14．（23-24高二下·山东泰安·期末）物质的组成与结构决定物质的性质与变化。 （1）配合物中的化合价为 。易溶于，熔点为，熔化时破坏的微粒间相互作用为 。 （2）的熔点很高，晶体结构与金刚石类似，晶体中键角为 。 （3）已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 -34.1 与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是 。分析同族元素的氯化物熔点变化趋势及其原因 。 （4）下图是形成离子液体的一种阳离子，为使该阳离子以单个形式存在以获得良好的导电性，与原子相连的不能被原子替换，原因是 。 （5）汞钡铜氧晶胞如图A所示，通过掺杂获得的具有更高临界温度的超导材料的晶胞如图B所示。汞钡铜氧晶体的密度为 ，掺杂所得超导材料的化学式为 。 【答案】（1）0 范德华力 （2）109°28′(或109.5°) （3）NaCl为离子晶体，而为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，原因是 均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，熔点依次升高 （4）氮原子上连H原子后，形成分子间氢键，该离子不易以单个形式存在 （5） HgBa2CaCu2O6 【解析】（1）配合物Ni(CO)4中配合物为CO，CO化合价代数和为0，则Ni的化合价为0；易溶于，熔点为较低，说明是分子晶体，熔化时破坏的微粒间相互作用为范德华力； （2）的晶体结构与金刚石类似，金刚石中C采取sp3杂化，是正四面体结构，键角为109°28′(或109.5°)，则晶体中键角为109°28′(或109.5°)； （3）Na与Si均为第三周期元素，钠的电负性小于硅，钠与氯的电负性相差较大，氯化钠为离子晶体，其熔点较高，而为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，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：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）氮原子上连H原子形成分子间氢键，防止离子间形成氢键而聚沉，使离子不易以单体形式存在，所以与N原子相连的-C2H5不能被氢原子替换； （5）根据汞钡铜氧晶体的结构可知，晶胞中含有Hg有8×=1个、Ba有2个、Cu有4×=1个、O有8×+4×=4个，晶胞质量为，晶胞体积为a2c×10-30cm3，其密度为： ，根据掺杂Ca2+所得超导材料的结构可知，晶胞中含有1个Ca、1个Hg、2个Ba、1个Cu、6个O，化学式为：HgBa2CaCu2O6。 15．（23-24高二下·山东枣庄市·期末）硼族元素可形成多种结构和性质特殊的化合物，回答下列问题： （1）硼酸为一元酸，与足量的氢氧化钠溶液反应得到，反应的离子方程式为 ，的空间构型为 ；硼酸和甲醇反应制得硼酸三甲酯，沸点：   (填“”或“”或“”)，原因是 。 （2）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电负性由大到小的顺序为 ，硼原子的杂化方式为 ，该物质可用于增白的原因是 。 （3）科学家利用和过量碳在高温条件下合成出一种坚硬物质，结构如图所示，该物质的化学式为 ，晶胞参数：(单位)，。若为阿伏加    德罗常数的值，则该晶体的密度为 。 【答案】（1） 正四面体形 < 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 （2）O>B>H sp3 过硼酸根中含有过氧键，具有强氧化性，具有漂白性 （3）B4C 【解析】（1）硼酸为一元酸，与足量的氢氧化钠溶液反应得到，反应的离子方程式为；中B原子形成4个共价键，没有孤电子对，则B原子为sp3杂化，空间构型为正四面体形；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，因此熔沸点硼酸三甲酯小于硼酸； （2）该阴离子中含有的元素为H、B、O，根据同周期从左至右，电负性逐渐增大，同主族从上至下，电负性逐渐减小，可知电负性O>B>H；根据阴离子结构示意图，B原子有4个共价键，没有孤电子对，故B原子为sp3杂化；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； （3）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B4C；则该晶体的密度为 。 16．（23-24高二下·山东淄博市·期末）金属及其化合物广泛用于生产、生活、科技等多个领域。回答下列问题： （1）Ni在元素周期表中的位置为 ，其基态原子的价电子排布式为 。 （2）是紫色晶体，熔点为225℃，其晶体类型为 。DMSO的化学式为；其中C-S-C键角 丙酮中C-C-C键角(填“>”、“<”或“=”)，主要原因是 。 （3）可形成多种配合物，其中一种为二茂镍(如图1所示)。则环戊二烯基阴离子中的大键可表示为 。 （4）晶体属四方晶系，晶胞结构如图2所示，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。A点原子的分数坐标为 ，晶胞中A、B间距离为 pm。 坐标 原子 x y z Ni 0 0 0 Ge 0 0 0.5 P 0.25 0.25 0.625 【答案】（1）第四周期第VIII族 3d84s2 （2）离子晶体 < DMSO中的硫原子杂化类型为sp3，丙酮中羰基碳原子杂化类型为sp2，故DMSO中C-S-C键角小于丙酮中C-C-C键角 （3） （4）(0.25，0.25，0.125) 【解析】（1）①Ni在元素周期表中第四周期第VIII族的位置；②其基态原子的价电子排布式为3d84s2； （2）①的熔点为225℃，晶体类型为分子晶体；②DMSO在结构上类似于丙酮，但DMSO的硫原子杂化类型为sp3，丙酮中羰基碳原子杂化类型为sp2，故DMSO中C-S-C键角小于丙酮中C-C-C键角； （3）环戊二烯基阴离子为五中心六电子的大π键，表示为； （4）①根据题干中建立的坐标系和表中数据可知，Ni为黑球，Sn为白球，P为灰球，A点P原子的分数坐标为(0.25，0.25，0.125)；②晶胞中A、B间距离为小正方体面对角线的一半，为pm，故答案为(0.25，0.25，0.125)、。 17．（23-24高二下·山东淄博市·期末）氮元素及其化合物在生产、科研中应用广泛。请回答下列问题： （1）是叠氮酸()的钠盐，则中心原子的轨道杂化方式为 。 （2）乙二胺()与三甲胺[]均属于胺，C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为 。乙二胺熔点比三甲胺高很多的原因是 。 （3）无水置于液氨中易形成配合物[Cr(III)的配位数为6]。向溶有1mol的水溶液中加足量溶液，生成2mol白色沉淀。则的结构简式为 。无水置于液态中却很难形成配合物，原因是 。 （4）氮化锂(Li3N)晶体为层状结构，其锂氮层中，的堆积方式同石墨单层，在围成的正六边形的中心。已知间的最短距离为apm，则其单分子层面积密度为 g/cm2(用含a和的代数式表示)。该晶体中除锂氮层外，还应该有 层，相邻两层微粒间的作用力为 。 【答案】（1）sp （2）N>C>H 两者同为分子晶体，乙二胺中存在分子间氢键，故熔点高 （3）[Cr(NH3)5Cl]Cl2 氟的电负性大，故氟氮间的共用电子对偏向氟，氮上的电子云密度减小，难于提供孤电子对形成配位键 （4） 锂 离子键 【解析】（1）中可以看成1个N为中心原子，中心原子的价层电子对数为2+=2，故采用sp杂化； （2）同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，故C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为N>C>H；两者都是分子晶体，乙二胺中含有氢键、三甲胺[N(CH3)3]不含氢键，所以乙二胺的沸点比三甲胺高很多； （3）[Cr(III)的配位数为6]，向溶有1mol的水溶液中加足量溶液，生成2mol白色沉淀，说明有两个Cl-为外界离子，故的结构简式为[Cr(NH3)5Cl]Cl2；因为氟的电负性大，故氟氮间的共用电子对偏向氟，氮上的电子云密度减小，难于提供孤电子对形成配位键，故无水置于液态中却很难形成配合物； （4）锂氮层中，的堆积方式同石墨单层，在围成的正六边形的中心，与的个数比为1：2，以一个正六边形为计算对象，一个正六边形含有1个和2个，质量为，已知间的最短距离为apm，一个正六边形的面积为=，单分子层面积密度为= g/cm2，如果只有单层结构，化学式为Li2N，不符合化学式Li3N，故还有锂层；相邻两层微粒间的作用力为离子键； 18．（23-24高二下·山东泰安市·期末）新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池，工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺(  )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。 （1）Fe元素在周期表中的位置 ，属于 区。 （2）比较离子半径大小：Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。 （3）四种状态的Li原子轨道表示式如下所示，其能量大小关系为 (用字母表示)。 A．       B．    C．       D．    （4）苯胺(  )与甲苯(  )的相对分子质量相近，但熔沸点苯胺 甲苯(填“>”、“<”或“=”)，原因是 。 （5）磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体，其晶胞结构如图甲所示，放电时，负极反应式为 。在甲晶胞中，石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm，石墨层与层间的距离是bpm，则负极材料的密度为 g·cm-3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。    【答案】（1）第四周期第Ⅷ族 d （2）< （3）A>B=C>D （4）> 苯胺中存在的-NH2，可以形成分子间氢键 （5） 【解析】（1）铁为26号元素，在周期表中的位置第四周期第Ⅷ族，属于d区。 （2）电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；则离子半径大小：Li+<H-； （3）相同能层，不同能级的电子能量，；   中1s电子跃迁到2p激发态，能量最高；  、  均有1个2s电子跃迁处于2p激发态，能量较高且相同；  为基态锂原子，能量较低；故其能量大小关系为A>B=C>D； （4）苯胺中存在的-NH2，可以形成分子间氢键，使得分子间作用力变大，熔沸点升高，故熔沸点苯胺>甲苯； （5）据“均摊法”，甲晶胞中含个Li、个C，化学式为C6Li，甲底面为底角为60°的等边平行四边形，石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm，则底面积为，石墨层与层间的距离是bpm，则晶体密度为；据“均摊法”，甲晶胞中含个Li、个C，化学式为C12Li，故放电时，负极反应式为。 19．（23-24高二下·山东泰安·期末）铁的配合物在有机合成、催化等领域中发挥着重要作用。 Ⅰ．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滴溶液，溶液又变为黄色。 （1）铁元素在元素周期表的位置为 ，价电子排布式为 。 （2）中，中心离子为 ，配位原子是 ，配位数为 。 （3）加入溶液后，溶液又变为黄色的原因是 (用离子方程式表示)。 Ⅱ．不易被人体吸收，维生素C()可帮助人体将转变为易吸收的。 （4）维生素C属于下列哪些类别 (填序号)。 a．多元醇        b．酯        c．烯烃        d．单糖 （5）根据维生素的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 结构特征 可反应的试剂 反应类型 ① ② 溶液 取代反应 ③ 消去反应 【答案】（1）第四周期Ⅷ族 3d64s2 （2）Fe3+ O 6 （3）[Fe(H2O)6]3++4Cl−[FeCl4]−+6H2O （4）ab （5）加成反应 —COO— 浓硫酸，加热 【解析】（1）铁元素的原子序数为26，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，基态原子的价电子排布式为3d64s2，故答案为：第四周期Ⅷ族；3d64s2； （2）配离子中具有空轨道的铁离子为中心离子，能提供孤电子对的氧原子是配位原子，配位数为6，故答案为：Fe3+；O；6； （3）加入氯化钠溶液后，溶液又变为黄色是因为无色的[Fe(H2O)6]3+离子与氯离子反应生成黄色的[FeCl4]−离子和水，反应的离子方程式为[Fe(H2O)6]3++4Cl−[FeCl4]−+6H2O，故答案为：[Fe(H2O)6]3++4Cl−[FeCl4]−+6H2O； （4）由结构简式可知，维生素C分子中含有羟基和、酯基和碳碳双键，所以维生素C分子属于多元醇、酯，故选ab； （5）由结构简式可知，维生素C分子中含有的碳碳双键一定条件下能与氢气发生加成反应，含有的酯基能与氢氧化钠溶液发生属于取代反应的水解反应，含有的醇羟基能在浓硫酸溶液中共热发生消去反应，故答案为：加成反应；—COO—；浓硫酸，加热。 20．（23-24高二下·山东济宁·期末）硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料等高新材料领域。 （1）BF3、BCl3、BBr3的沸点由高到低的顺序为 ；BF3为 (填“极性”或“非极性”)分子，BF3与NH3形成化合物NH3⋅BF3，NH3分子中 (填“>”“=”或“<”)NH3·BF3分子中。分子中的大π键可用符号表示，则BF3分子中的大π键应表示为 。 （2）的成键情况如图1所示，B原子的杂化方式为 。与NH3在180℃下反应，可得到被称为“无机苯”的硼氮六环()无色液体，其结构和苯极其相似，具有大π键()，如图2所示，无机苯的二氯代物有 种。 （3）晶体硼的基本结构单元如图3所示，每个结构单元含有12个B原子，每个面均是由B原子围成的正三角形，每个结构单元含有 个面，每个结构单元中含有 个B—B键。 【答案】（1）BBr3>BCl3>BF3 非极性 < （2） 4 （3）20 30 【解析】（1）结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，溶沸点越高，则沸点由高到低的顺序为BBr3>BCl3>BF3；BF3价层电子对数：，杂化，且无孤电子对，空间型为正三角型，对称结构，是非极性分子；NH3是杂化，有一对孤电子对，NH3⋅BF3中，以NH3为配体的配合物，N提供孤电子对，B提供空轨道，则NH3·BF3分子中比，NH3分子中大，故NH3分子中<NH3·BF3分子中；BF3分子中B提供空轨道，每个F提供一对电子，形成4原子6电子的大π键，表示为； （2） 据分子结构，B的价层电子对数为4对，因此B原子均采取sp3杂化；无机苯的二氯代物有4种，分别为：、、、； （3）晶体硼每个三角形的顶点被5个三角形所共有，所以，此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5，每个三角形中有3个点，则晶体B中有20个这样的三角形；每个三角形中含有3条B-B键，每条键被两个三角形公用，则含有B-B数目为20×3×1/2=30； / 学科网（北京）股份有限公司 $$