题型03 物质结构与性质综合应用（期末真题汇编，浙江专用）高二化学上学期

题型03 物质结构与性质综合应用 1．(2024-2025高二上·浙江省杭州师大附中·期末)I.铍主要用于原子反应堆材料，宇航工程材料等。 (1)基态Be原子的电子排布式为 。 (2)根据对角线规则，Be的一些化学性质与 (填元素符号)相似，与溶液反应的离子方程式是 。 II.不锈钢在生活中有着广泛的应用，通常含有铬、锰、镍等元素，这些元素可提高不锈钢的耐腐蚀性、改善机械性能。 (3)基态原子核外电子的运动状态有 种，基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为 。 (4)Mn位于元素周期表中 区，从电子排布的角度分析基态离子的稳定性：Mn2+ Fe2+ (填“”或“”)，理由为 。 2．(2024-2025高二上·浙江省杭州钱塘区杭州四中·期末)北宋卷轴画《千里江山图》，颜色绚丽，由石绿、雌黄、赭石、阵磲、朱砂等颜料绘制而成，颜料中含有硫、砷、铜、锌、钛、铁等元素。 (1)AsH3、NH3、PH3热稳定性由大到小的顺序为 。 (2)Zn属于元素周期表中的 区；基态Ti原子的电子排布式为 ；基态的价层电子的轨道表示式为 。 (3)Cu的第二电离能I2(Cu) Zn的第二电离能I2(Zn) (填“>”或“<”)。 (4) SO2Cl2和SO2F2中S=O之间以双键结合，S-Cl、S-F之间以单键结合。预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为 ；中心原子S的杂化方式为 ；键角大小比较： (选填“<”“>”或“=”)。 3．(2024-2025高二上·浙江省丽水市·期末)前四周期元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。 (1)基态Cu原子的最外层电子排布式为 ，位于元素周期表的 区，高温时固态Cu2O的稳定性大于固态CuO，结合电子排布式解释原因 。 (2)当硝酸甘油遇到高温或明火等热源时，会发生热分解。第一步的反应是：4C3H5(NO3)3(l) → 12CO2(g)+10H2O(g)+6N2(g)+O2(g)，其受热不稳定的原因是 。 (3)由铁原子核形成的四种微粒，价电子轨道表示式分别为： ① ② ③ ④ 有关这些微粒的叙述，不正确的是 。 A．微粒半径：④>①>② B．得电子能力：③>② C．电离一个电子所需最低能量：②>①>④ D．微粒③价电子在简并轨道中单独分占，且自旋相同，故不能再继续失去电子 4．(2024-2025高二上·浙江省湖州市·期末)碳族化合物在研究和生产中有许多重要用途，请回答下列问题： (1)已知SiH4中硅元素为+4价，则、、、的电负性由大到小的顺序为 。 (2)氮化硅(Si3N4)是一种耐磨损、耐高温的结构陶瓷材料，其部分空间结构如图所示，其结构中每个原子杂化类型相同且均达到8电子稳定结构，请比较晶体结构中键角大小：N-Si-N Si-N-Si(填“>”、“<”或“=”)。 (3)基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种，太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，硅与氢能形成一系列二元化合物如SiH4、Si2H6等，丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键的个数比为 。 (4)已知和碳元素同主族的元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答： ①Y元素原子最外层电子排布图为 。 ②若、两元素的电负性分别为1.8和3.0，则XY4中与之间的化学键为 (填“共价键”或“离子键”)。 ③XY4的空间结构为 形。 5．(2024-2025高二上·浙江省学军教育集团·期末)乙二胺四乙酸缩写为EDTA，可以用表示，是一种六齿配体有机分子(如图1所示)。乙二胺四乙酸根易与碱金属之外的金属离子形成配合物，常用作络合滴定试剂。 请回答： (1)EDTA中电负性最大的元素的基态原子为 ，其轨道表示式为 。 (2)EDTA中各原子存在的类型有_______。 A．sp杂化 B．sp2杂化 C．sp3杂化 D．不杂化 (3)乙二胺四乙酸根可以和形成配合离子，图2为和形成的配合物离子形式，可表示为，该配合物离子的配位数为 。该离子可用于静脉点滴以排除体内的铅。请写出排铅反应的离子方程式(用表示铅)： 。 (4)研究小组制得了补血剂的晶体。图3为研究小组所发表晶体的文献图(连线不表示共价键，且未标注H原子)。图中圈A原子是 。 6．(2024-2025高二上·浙江省杭州滨江区杭州二中·期末)物质的结构可以决定物质的物理化学性质，请回答下列问题： (1)三氟乙酸的pKa小于三氯乙酸，请简要解释原因 。 (2)画出邻羟基苯甲醛分子内氢键的结构示意图 。 (3)已知AlF3 (熔点1290℃)与AlCl3 (熔点194℃)熔点差别较大，请简要解释AlF3熔点远高于AlCl3的原因 。 (4)已知吡啶()中含有与苯类似的大键。 ①吡啶中N原子的价层孤电子对占据 (填标号)。 A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．杂化轨道 ②吡啶在水中的溶解度远大于苯，主要原因是(写出两点) ， 。 ③、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是 。 7．(2024-2025高二上·浙江省下城区杭州十四中·期末)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题： (1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下： ①已知与在同一主族上基态原子的核外电子排布式为[Ar] 。 ②比较键角的大小：气态SeO3分子 SeO32-离子(填“>”、“<”或“=”)。 (2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：下列相关说法正确的是___________。 A．富马酸分子中键和键的数目比是10：3 B．富马酸分子中C的杂化方式有sp3、sp2 C．富马酸分子可以形成分子内氢键，使得富马酸一级和二级电离常数变大 D．富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe (3)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在、和平面投影分别如图所示： ①该超导材料的最简化学式为 。 ②Fe原子的配位数为 。 ③该晶胞参数，。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g· cm-3 (列出计算式)。 8．(2024-2025高二上·浙江省杭州下沙区·期末)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。 (1)元素W和X形成的阴离子的电子式为 ，Z原子核外共有 种运动状态不同的电子，其基态原子的价电子排布图为 。 (2)下列有关描述不正确的有_______。 A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高 B．W、X形成最简单氢化物中，W、X的原子轨道杂化类型均为sp3 C．电负性：W＜X D．第一电离能：W＞X＞Y (3)某钠离子电池电极材料由Na+、Z2+、Z3+、WX-组成，其部分结构嵌入和脱嵌过程中，与含量发生变化，依次变为A、B、C三种结构，其过程如下图所示。 ①B物质中与Na+紧邻的阴离子数为 。 ②写出C物质的化学式 。 9．(2024-2025高二上·浙江省杭州九中·期末)氮化硼(BN)是-种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示： 请回答下列问题： (1) 在BF3分子中，F-B-F的键角是 ，B原子的杂化轨道类型为 ，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体结构为 。 (2)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为 (填“极性键”或“非极性键”)，层间作用力为 。 10．(2024-2025高二上·浙江省杭州拱墅区源清中学·期末)请按要求填空。 (1)基态原子的价层电子排布式是 。 (2)在第四周期中未成对电子数最多的元素是 (填元素符号)。 (3)下列说法正确的是___________。 A．电负性： N＞O＞B B．Fe原子变成，优先失去3d轨道上的电子 C．第一电离能：Si＜S＜P D．键角：CH4＞NH3＞H2O (4)由硅原子核形成的三种微粒，分别为：①[Ne]3s23p2 ②[Ne]3s23p1 ③[Ne]3s23p14s1，属于基态原子(或离子)的是 (填序号)。 (5)将SOCl2 (亚硫酰氯)与AlCl3·6H2O混合并加热，可获得无水AlCl3，同时得到两种酸性气体，写出此过程的化学方程式 。 11．(2024-2025高二上·浙江省绍兴市·期末)锰氧化物具有较大应用价值，请回答下列问题： (1)基态Mn原子的简化电子排布式： ；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 (填元素符号)。 (2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图1所示，该氧化物化学式为 ；锰离子的配位数(紧邻的阴离子数)为 。 (3)[BMIM]+BF(见图2)是MnOx晶型转变的诱导剂。BF的空间构型为 ；[BMIM]+中咪唑环存在大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为 。 (4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图3)。FDCA的熔点远大于HMF，其主要原因是 。 (5)锰的部分含氧酸结构如下图4，酸性：HMnO4 H2MnO4(填“>”或“<”)，理由是 。 12．(2024-2025高二上·浙江省杭州滨江区杭州二中·期末)超导体是目前材料领域研究的热点之一，请回答下列问题： (1)某铜氧高温超导材料的晶胞如图所示，其化学式是 ，每个Cu原子周围距离最近且相等的O原子个数为 ； (2)某铜氧超导体中含有价的Cu，请写出基态Cu3+的核外电子排布式 ； (3)YBCO(钇钡铜氧)是首个超导温度在77K以上的材料，其中钇元素位于元素周期表第五周期第ⅢB族，请写出其基态原子的价层轨道表示式 。 (4)下列说法正确的是______； A．电负性：O＞N＞S B．Ba元素在元素周期表中位于p区 C．SO42-与NO3-中心原子均为sp3杂化 D．键角：SO3＞NH3＞H2O 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 物质结构与性质综合应用 1．(2024-2025高二上·浙江省杭州师大附中·期末)I.铍主要用于原子反应堆材料，宇航工程材料等。 (1)基态Be原子的电子排布式为 。 (2)根据对角线规则，Be的一些化学性质与 (填元素符号)相似，与溶液反应的离子方程式是 。 II.不锈钢在生活中有着广泛的应用，通常含有铬、锰、镍等元素，这些元素可提高不锈钢的耐腐蚀性、改善机械性能。 (3)基态原子核外电子的运动状态有 种，基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为 。 (4)Mn位于元素周期表中 区，从电子排布的角度分析基态离子的稳定性：Mn2+ Fe2+ (填“”或“”)，理由为 。 【答案】(1) 1s22s2 (2) Al Be＋2OH－＋2H2O===[Be(OH)4]2－＋H2↑ (3) 26 4：5 (4) d > 基态Mn2+的价电子排布为3d5，Fe2+的价电子排布为3d6，前者为半充满状态，所以基态Mn2+比Fe2+稳定 【解析】(1)铍的原子序数为4，基态电子按能级顺序填充：K层和L层，电子排布式为1s22s2； (2)根据对角线规则，Be的化学性质与铝相似。Be与NaOH溶液反应生成Na2[Be(OH)4]和氢气，反应式需电荷和原子守恒，离子方程式为：Be＋2OH－＋2H2O===[Be(OH)4]2－＋H2↑； (3)基态Fe原子有26个电子，每个电子运动状态唯一，故为26种运动状态；基态Fe2+与Fe3+的价电子排布分别为3d6、3d5；故离子中未成对的电子数之比为4：5； (4)Mn是25号元素，位于d区；基态Mn2+的价电子排布为3d5，Fe2+的价电子排布为3d6，前者为半充满状态，所以基态Mn2+比Fe2+稳定。 2．(2024-2025高二上·浙江省杭州钱塘区杭州四中·期末)北宋卷轴画《千里江山图》，颜色绚丽，由石绿、雌黄、赭石、阵磲、朱砂等颜料绘制而成，颜料中含有硫、砷、铜、锌、钛、铁等元素。 (1)AsH3、NH3、PH3热稳定性由大到小的顺序为 。 (2)Zn属于元素周期表中的 区；基态Ti原子的电子排布式为 ；基态的价层电子的轨道表示式为 。 (3)Cu的第二电离能I2(Cu) Zn的第二电离能I2(Zn) (填“>”或“<”)。 (4) SO2Cl2和SO2F2中S=O之间以双键结合，S-Cl、S-F之间以单键结合。预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为 ；中心原子S的杂化方式为 ；键角大小比较： (选填“<”“>”或“=”)。 【答案】(1)NH3>PH3>AsH3 (2)ds [Ar]3d24s2 (3)> (4) 四面体形 sp3 > 【解析】(1)同主族从上到下，金属性增强，非金属性减弱，非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，故热稳定性由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3； (2)Zn元素原子序数为30，处于周期表第四周期第IIB族，属于ds区；Ti元素原子序数为22，基态Ti原子的电子排布式为[Ar]3d24s2；Fe元素原子序数为26，基态原子核外电子排布为[Ar]3d64s2，它失去3个电子形成Fe3+，故基态Fe3+的价层电子的轨道表示式为； (3)失去1个电子后Zn的价电子排布为3d104s1，失去1个电子后Cu的价电子排布为3d10，此排布是全满状态会更加稳定，故Cu失去第二个电子更难，则I2(Cu)>I2(Zn)； (4)SO2Cl2和SO2F2与CCl4互为等电子体，根据CCl4的分子的空间结构为正四面体，考虑到中心硫原子连接的四个原子不完全相同，故SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为四面体形，中心原子S原子的杂化方式为sp3杂化；F的电负性更大，使SO2F2价层电子密度更小，价层电子斥力更小，故键角大小比较：>。 3．(2024-2025高二上·浙江省丽水市·期末)前四周期元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。 (1)基态Cu原子的最外层电子排布式为 ，位于元素周期表的 区，高温时固态Cu2O的稳定性大于固态CuO，结合电子排布式解释原因 。 (2)当硝酸甘油遇到高温或明火等热源时，会发生热分解。第一步的反应是：4C3H5(NO3)3(l) → 12CO2(g)+10H2O(g)+6N2(g)+O2(g)，其受热不稳定的原因是 。 (3)由铁原子核形成的四种微粒，价电子轨道表示式分别为： ① ② ③ ④ 有关这些微粒的叙述，不正确的是 。 A．微粒半径：④>①>② B．得电子能力：③>② C．电离一个电子所需最低能量：②>①>④ D．微粒③价电子在简并轨道中单独分占，且自旋相同，故不能再继续失去电子 【答案】(1)4S1 ds Cu+价层电子式3d10，Cu2+价层电子式3d9，Cu+全充满较稳定，不易失去电子 (2)生成物较稳定，放热较多，产物中气态分子数显著增多(熵增) (3)D 【解析】(1)基态Cu原子的原子序数为29，其价层电子排布式为3d104s1，最外层电子排布式为4s1，位于元素周期表的ds区；Cu+价层电子式3d10，Cu2+价层电子式3d9，Cu+全充满较稳定，不易失去电子，因此高温时固态Cu2O的稳定性大于固态CuO。 (2)由硝酸甘油发生热分解的第一步反应可知，其受热不稳定的原因有：生成物较稳定，放热较多，产物中气态分子数显著增多(熵增)。。 (3)由价电子排布图可知，①为Fe原子，②为Fe2+，③为Fe3+，④为Fe原子的激发态；A．一般电子层数越多原子半径越大，而Fe原子失电子数越多，原子半径越小，因此微粒半径：④>①>②，故A正确；B．得电子能力是指氧化性，氧化性：Fe3+＞Fe2+，则得电子能力：③>②，故B正确；C．能量越高越容易失去电子，基态原子的第一电离能小于第二电离能，则电离一个电子所需最低能量：②>①>④，故C正确；D．Fe3+的3d轨道上有电子，能再继续失去电子，故D错误；故选D。 4．(2024-2025高二上·浙江省湖州市·期末)碳族化合物在研究和生产中有许多重要用途，请回答下列问题： (1)已知SiH4中硅元素为+4价，则、、、的电负性由大到小的顺序为 。 (2)氮化硅(Si3N4)是一种耐磨损、耐高温的结构陶瓷材料，其部分空间结构如图所示，其结构中每个原子杂化类型相同且均达到8电子稳定结构，请比较晶体结构中键角大小：N-Si-N Si-N-Si(填“>”、“<”或“=”)。 (3)基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种，太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，硅与氢能形成一系列二元化合物如SiH4、Si2H6等，丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键的个数比为 。 (4)已知和碳元素同主族的元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答： ①Y元素原子最外层电子排布图为 。 ②若、两元素的电负性分别为1.8和3.0，则XY4中与之间的化学键为 (填“共价键”或“离子键”)。 ③XY4的空间结构为 形。 【答案】(1)O＞C＞H＞Si (2) ＞ (3)8 11：1 (4) 共价键 正四面体形 【解析】(1)同周期从左到右，元素的电负性变强；同主族由上而下，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；SiH4中硅元素为+4价，则氢元素为负价，电负性H大于Si，故H、Si、O、C的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Si。 (2)结构中每个原子杂化类型相同均为sp3杂化，每个硅原子与4个氮原子成键，每个氮原子与3个硅原子成键，氮原子存在1个孤电子对，导致Si-N-Si键角减小，所以键角大小：N-Si-N＞Si-N-Si。 (3)Si是14号元素，基态硅原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p2，共占据8个原子轨道，所以基态硅原子核外电子的空间运动状态有8种；丁硅烯分子中含有8个Si-H键，2个Si-Si键和1个Si=Si双键，单键均为σ键，双键中有1个σ键、一个π键，所以分子中σ键与π键的个数比为11：1。 (4)第四周期IVA族元素为Ge，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，Y是氯。①氯是17号元素，氯原子最外层有7个电子，最外层电子排布图为；②Ge、Cl两元素的电负性分别为1.8和3.0，电负性差小于1.7，GeCl4中Ge、Cl形成的是共价键；③GeCl4中Ge原子价电子对数为4，无孤电子对，空间构型为正四面体形。 5．(2024-2025高二上·浙江省学军教育集团·期末)乙二胺四乙酸缩写为EDTA，可以用表示，是一种六齿配体有机分子(如图1所示)。乙二胺四乙酸根易与碱金属之外的金属离子形成配合物，常用作络合滴定试剂。 请回答： (1)EDTA中电负性最大的元素的基态原子为 ，其轨道表示式为 。 (2)EDTA中各原子存在的类型有_______。 A．sp杂化 B．sp2杂化 C．sp3杂化 D．不杂化 (3)乙二胺四乙酸根可以和形成配合离子，图2为和形成的配合物离子形式，可表示为，该配合物离子的配位数为 。该离子可用于静脉点滴以排除体内的铅。请写出排铅反应的离子方程式(用表示铅)： 。 (4)研究小组制得了补血剂的晶体。图3为研究小组所发表晶体的文献图(连线不表示共价键，且未标注H原子)。图中圈A原子是 。 【答案】(1)O (2)BCD (3) 6 (4)Na+ 【解析】(1)EDTA中含有C、O、N、H四种元素，同一周期，电负性从左到右递增，所以电负性大小O> N> C> H，基态原子O的轨道表示式为； (2)EDTA中-CH2-中C原子有4对σ电子对，没有孤电子对，采取sp3杂化，-COOH中碳原子与氧原子形成双键，碳原子采取sp2杂化，N原子形成3条共价键，同时存在一对孤电子对，为sp3杂化，H原子不杂化，故选BCD； (3)图2中配合物离子的结构可以看到，与中N、O原子之间形成配位键，周围有2个N原子和4个O原子，所以该配合物离子的配位数为 6，因为离子可以与发生反应，将从体内排出，根据配合物的性质，会取代中的，生成和，所以排铅反应的离子方程式为：； (4)在晶体中， 是乙二胺四乙酸根，会与Fe3 +形成稳定配合物，从晶体化学式可知，除了配合物部分和结晶水外，还存在Na+，图中未标注的原子，结合晶体整体组成及存在形式判断，圈A原子是Na+ 。 6．(2024-2025高二上·浙江省杭州滨江区杭州二中·期末)物质的结构可以决定物质的物理化学性质，请回答下列问题： (1)三氟乙酸的pKa小于三氯乙酸，请简要解释原因 。 (2)画出邻羟基苯甲醛分子内氢键的结构示意图 。 (3)已知AlF3 (熔点1290℃)与AlCl3 (熔点194℃)熔点差别较大，请简要解释AlF3熔点远高于AlCl3的原因 。 (4)已知吡啶()中含有与苯类似的大键。 ①吡啶中N原子的价层孤电子对占据 (填标号)。 A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．杂化轨道 ②吡啶在水中的溶解度远大于苯，主要原因是(写出两点) ， 。 ③、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是 。 【答案】(1)F的电负性Cl大，F—C极性大于Cl—C极性，使F3C—C极性大于Cl3C—C极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子 (2) (3)AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，离子晶体熔点高 (4)D 吡啶能与H2O分子形成分子间氢键 吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子 【解析】(1)氟元素的电负性强于氯元素，三氟乙酸分子中F—C极性大于三氯乙酸中Cl—C极性，导致三氟乙酸分子中F3C—C极性大于三氯乙酸中Cl3C—C极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，酸性更强； (2)邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为：； (3)AlF3的熔点为1290℃，AlCl3熔点为194℃，原因是AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，离子晶体熔点高； (4)①吡啶中含有与苯类似的大π键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，故选D；②已知苯分子为非极性分子，吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，吡啶远大于苯；③-CH3为推电子基团，-Cl是吸电子基团，则导致N原子电子云密度大小顺序为： > > ，结合题干信息可知，其中碱性最弱的为： 。 7．(2024-2025高二上·浙江省下城区杭州十四中·期末)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题： (1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下： ①已知与在同一主族上基态原子的核外电子排布式为[Ar] 。 ②比较键角的大小：气态SeO3分子 SeO32-离子(填“>”、“<”或“=”)。 (2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：下列相关说法正确的是___________。 A．富马酸分子中键和键的数目比是10：3 B．富马酸分子中C的杂化方式有sp3、sp2 C．富马酸分子可以形成分子内氢键，使得富马酸一级和二级电离常数变大 D．富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe (3)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在、和平面投影分别如图所示： ①该超导材料的最简化学式为 。 ②Fe原子的配位数为 。 ③该晶胞参数，。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g· cm-3 (列出计算式)。 【答案】(1) 3d104s24p4 ＞ (2)D (3) KFe2Se2 4 【解析】(1)①Se为34号元素，位于周期表中第四周期第VIA族，则基态Se原子的核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p4；②气态SeO3分子的中心原子无孤对电子，杂化方式为sp2，空间构型为平面三角形，键角约为120°；而SeO32-得到2个电子后，中心原子有一对孤对电子，则杂化方式为sp3，空间构型为三角锥形，键角约为109°，故SeO3的键角大于SeO32-的键角。 (2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：，结构简式为：。A．根据在分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，由富马酸分子的结构简式可知，分子中σ键和π键的数目比为11：3，A错误；B．富马酸分子中的C原子化学键分别是C=O、C=C，均是sp2杂化，B错误；C．富马酸分子中两个羧基位于C=C的两侧，不能形成分子内氢键，C错误；D．在周期表，一般元素的非金属性越强，电负性越大，故富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H>Fe，D正确；故选D。 (3)由平面投影图得到晶胞图形可知，钾原子8个位于顶点，1个位于体心，其个数为：；硒原子8个位于棱上，2个位于晶胞内部，其个数为：；铁原子8个位于面心，其个数为：。①该超导材料的1个晶胞中有2个K原子、4个Se原子、4个Fe原子，则其最简化学式为：KFe2Se2；②由晶胞结构图可知，位于面上的Fe原子与位于棱上的2个Se原子和内部的1个Se原子的距离最近，共用该Fe原子的紧邻的晶胞中还有1个体心的Se原子与该Fe原子距离最近，所以Fe原子的配位数为4；③该晶胞参数为：，，若阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为：。 8．(2024-2025高二上·浙江省杭州下沙区·期末)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。 (1)元素W和X形成的阴离子的电子式为 ，Z原子核外共有 种运动状态不同的电子，其基态原子的价电子排布图为 。 (2)下列有关描述不正确的有_______。 A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高 B．W、X形成最简单氢化物中，W、X的原子轨道杂化类型均为sp3 C．电负性：W＜X D．第一电离能：W＞X＞Y (3)某钠离子电池电极材料由Na+、Z2+、Z3+、WX-组成，其部分结构嵌入和脱嵌过程中，与含量发生变化，依次变为A、B、C三种结构，其过程如下图所示。 ①B物质中与Na+紧邻的阴离子数为 。 ②写出C物质的化学式 。 【答案】(1) 26 (2)AD (3)12 NaFe(CN)3 【解析】W、X 、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为3d64s2，Z为Fe元素，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。 (1)CN-中C与N之间形成3对共用电子对，电子式为；Z为Fe元素，Fe是第26号元素，有26种运动状态不同的电子，基态原子的价电子排布式为，3d64s2，价电子排布图为； (2)A．W、X、 Y、Z四种元素的单质中，N元素的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A错误；B．X的简单氢化物是NH3，其中心N原子价层电子对数为3+，N原子轨道杂化类型为sp3，W的简单氢化物是CH4，其中心C原子价层电子对数为4+，C原子轨道杂化类型为sp3，B正确；C．电负性同周期从左至右增大，故电负性：W＜X，C正确；D．第一电离能，同周期从左至右增大，每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高第一电离能：N＞C＞Mg，D错误；故选AD； (3)①由晶胞结构可知，B物质中每个最小的立方体中位于体心的钠离子与位于小立方体棱中心的CN-距离最近，所以与钠离子紧邻的CN-数目为12；②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心、棱上、体心的铁离子和亚铁离子个数为8×+6×+12×+1=8，位于体内的钠离子个数为8，位于棱上、面上、体内的氰酸根离子个数为24×+24×+6=24，则C物质的化学式为NaFe(CN)3。 9．(2024-2025高二上·浙江省杭州九中·期末)氮化硼(BN)是-种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示： 请回答下列问题： (1) 在BF3分子中，F-B-F的键角是 ，B原子的杂化轨道类型为 ，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体结构为 。 (2)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为 (填“极性键”或“非极性键”)，层间作用力为 。 【答案】 120° sp2 正四面体 共价键(或极性共价键) 分 子间作用力 【解析】根据VSEPR理论判断BF3中中心原子B的杂化类型，空间构型及键角大小；根据VSEPR理论判断BF4-中中心原子B的杂化类型，空间构型；根据BN的结构判断形成共价键为极性共价键，由与石墨结构相似推出层间作用力。 (1)BF3分子的中心原子B原子的价层电子对数=3+=3，中心原子B采取sp2杂化，所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上没有孤对电子，所以其空间构型就是平面三角形，键角是120°，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-中B原子的价层电子对=4+=4，中心原子B采取sp3杂化，该离子中不含孤电子对，为正四面体结构；答案为120°，sp2，正四面体。 (2)B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中，层与层之间靠分子间作用力结合；答案为共价键(或极性共价键)，分子间作用力。 10．(2024-2025高二上·浙江省杭州拱墅区源清中学·期末)请按要求填空。 (1)基态原子的价层电子排布式是 。 (2)在第四周期中未成对电子数最多的元素是 (填元素符号)。 (3)下列说法正确的是___________。 A．电负性： N＞O＞B B．Fe原子变成，优先失去3d轨道上的电子 C．第一电离能：Si＜S＜P D．键角：CH4＞NH3＞H2O (4)由硅原子核形成的三种微粒，分别为：①[Ne]3s23p2 ②[Ne]3s23p1 ③[Ne]3s23p14s1，属于基态原子(或离子)的是 (填序号)。 (5)将SOCl2 (亚硫酰氯)与AlCl3·6H2O混合并加热，可获得无水AlCl3，同时得到两种酸性气体，写出此过程的化学方程式 。 【答案】(1)3s1 (2)Cr (3)CD (4)① (5) AlCl3·6H2O+6SOCl2AlCl3+6SO2↑+12HCl↑ 【解析】(1)Na是第11号元素，基态Na原子的价层电子排布式是3s1； (2)第四周期中，价电子为3d54s1，含有6个未成对电子，数目最多为Cr元素； (3)A．同周期原子，自左向右原子电负性逐渐增大，所以电负性O＞N＞B，A错误；B．基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2，Fe原子变成Fe+，优先失去4s轨道上的电子，B错误；C．同周期自左向右，第一电离能呈增大趋势，由于洪特规则，当电子排布处于全满、全空或半满时能量较低，故第ⅡA第一电离能比第ⅢA大，第ⅤA第一电离能比第ⅥA大，故第一电离能第一电离能：Si＜S＜P，C正确；D．CH4分子中中心原子价层电子对数，无孤电子对，NH3分子中中心原子价层电子对数，1对孤电子对，H2O分子中中心原子价层电子对数，2对孤电子对，孤电子对越多对成键电子对的排斥力越大，使键角更小，故键角：CH4＞NH3＞H2O，D正确；故选CD； (4)硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2为基态Si原子、②[Ne]3s23p1为基态Si+、③[Ne]3s23p14s1为激发态Si原子；属于基态原子(或离子)的是①； (5)将SOCl2(亚硫酰氯)与AlCl3·6H2O混合并加热，可获得无水AlCl3、二氧化硫、氯化氢，反应的化学方程式为AlCl3·6H2O+6SOCl2AlCl3+6SO2↑+12HCl↑。 11．(2024-2025高二上·浙江省绍兴市·期末)锰氧化物具有较大应用价值，请回答下列问题： (1)基态Mn原子的简化电子排布式： ；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 (填元素符号)。 (2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图1所示，该氧化物化学式为 ；锰离子的配位数(紧邻的阴离子数)为 。 (3)[BMIM]+BF(见图2)是MnOx晶型转变的诱导剂。BF的空间构型为 ；[BMIM]+中咪唑环存在大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为 。 (4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图3)。FDCA的熔点远大于HMF，其主要原因是 。 (5)锰的部分含氧酸结构如下图4，酸性：HMnO4 H2MnO4(填“>”或“<”)，理由是 。 【答案】(1)[Ar]3d54s2 Cr (2)MnO2 6 (3)正四面体形 sp2 (4)FDCA存在分子间氢键数目多于HMF，从而导致FDCA熔点远大于HMF (5)> HMnO4中锰氧双键数目多，吸电子效应强，从而导致HMnO4中羟基极性大，易电离出H+，酸性强或HMnO4中非羟基氧数目多，吸电子效应强，从而导致HMnO4中羟基极性大，易电离出H+，酸性强 【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：1s22s22p63s23p63d54s2，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1s22s22p63s23p63d54s1，有6个未成对电子； (2)根据“均摊法”，晶胞中含个Mn、个O，则该氧化物化学式为MnO2；由图，距离锰离子最近且相邻的氧离子为6个，故配位数(紧邻的阴离子数)为6； (3)BF4-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π键，结构为平面形，N原子形成3个σ键，杂化方式为sp2； (4)FDCA分子中存在2个羧基，使得FDCA存在分子间氢键数目多于HMF，从而导致FDCA熔点远大于HMF； (5)HMnO4中锰氧双键数目多，吸电子效应强，从而导致HMnO4中羟基极性大，易电离出H+，酸性强(或HMnO4中非羟基氧数目多，吸电子效应强，从而导致HMnO4中羟基极性大，易电离出H+，酸性强)，故酸性：HMnO4>H2MnO4。 12．(2024-2025高二上·浙江省杭州滨江区杭州二中·期末)超导体是目前材料领域研究的热点之一，请回答下列问题： (1)某铜氧高温超导材料的晶胞如图所示，其化学式是 ，每个Cu原子周围距离最近且相等的O原子个数为 ； (2)某铜氧超导体中含有价的Cu，请写出基态Cu3+的核外电子排布式 ； (3)YBCO(钇钡铜氧)是首个超导温度在77K以上的材料，其中钇元素位于元素周期表第五周期第ⅢB族，请写出其基态原子的价层轨道表示式 。 (4)下列说法正确的是______； A．电负性：O＞N＞S B．Ba元素在元素周期表中位于p区 C．SO42-与NO3-中心原子均为sp3杂化 D．键角：SO3＞NH3＞H2O 【答案】(1) La2CuO4 6 (2)1s22s22p63s23p63d8 (3) (4)AD 【解析】(1)根据均摊法计算：晶胞中含有La的个数是，含有Cu的个数是，含有O的个数是，则晶胞的化学式为La2CuO4，以顶点的Cu原子为研究对象，其周围距离最近且相等的O原子个数为6，分别位于上下、前后、左右； (2)Cu为29号元素，原子核外含有29个电子，故Cu基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，则基态Cu3+的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d8； (3)钇元素位于元素周期表第五周期第ⅢB族，则价电子排布式为4d15s2，轨道表达式为<>； (4)A．非金属性越强，电负性越大，则电负性：O>N，N和S的电负性可通过简单氢化物的稳定性比较，由于N原子半径更小，N-H键键能更大，氨气稳定性高于硫化氢，侧面印证氮的非金属性比硫强；即电负性：O＞N＞S，A正确；B．Ba是ⅡA族元素，在元素周期表中位于s区，B错误；C．SO42-中心原子S的价层电子对数是：4＋(6+2-4×2)=4，为sp3杂化；NO3-中心原子N的价层电子对数是：3＋(5＋1-3×2)=3，为sp2杂化，C错误；D．SO3中心原子S的价层电子对数是：3＋(6-3×2)=3，无孤对电子，空间构型是平面三角形，键角是120°；NH3中心原子N的价层电子对数是：3＋(5-3×1)=4，为sp3杂化，有1对孤对电子，对成键电子对存在斥力，键角大约是107°；H2O中心原子O的价层电子对数是：2＋(6-2×1)=4，为sp3杂化，有2对孤对电子，对成键电子对斥力更大，键角大约是105°；D正确；故选AD。 1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $