题型01 物质结构和工业流程问题（期末真题汇编，天津专用）高三化学上学期

题型01 物质结构和工业流程问题 1．(24-25高三上·天津五区县重点校·期末)铜是重要的金属，广泛应用于电气、机械制造、国防等领域，铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题： (1)基态的价层电子排布式为 ，从核外电子排布看，CuO与相比， 更稳定。 (2)向溶液中加入过量氨水，可生成，其配体的结构式为 ；向溶液中滴加少量氨水，产生蓝色沉淀，继续滴加氨水可得到深蓝色透明溶液，写出由蓝色沉淀得到深蓝色溶液反应的离子方程式 ；所含有的化学键有 。 A．离子键    B．极性共价键    C．配位键    D．氢键 (3)酞菁的铜配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子采取 杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成的原料，后者熔点高于前者，主要原因是 。 (4)金铜合金的一种晶体结构为立方晶型，如图所示： 已知该合金晶胞的棱长为anm，阿伏加德罗常数值为。 ①该合金的密度 。 ②离Au原子最近的Cu原子有 个。 2．(24-25高三上·天津八校联考·期末)金属材料、等在工业生产和日常生活中有广泛的应用。某同学设计如下制备铜的配合物的实验，并对铜的化合物进行研究。已知铜离子的配位数通常为4。 (1)基态原子的价层电子排布图是 ，图中所加X试剂为 。 (2)由上述实验能说明、与形成蓝色配离子的稳定性强弱为： (填配离子化学式)。两配合物中配位原子的电负性 更强(填元素符号)。 (3)目前，覆铜印刷电路板的“腐蚀液”多采用碱氨蚀刻液(氯化铵和氨水的混合液)，在空气中使电路板露出的铜以二氯四氨合铜的形式溶解下来，写出腐蚀过程的化学方程式 。 (4)用代表阿伏加德罗常数的值，中σ键数为 ，下列说法能证明的空间构型为平面四边形而非四面体的是 (填序号)。 A．四个配体与中心离子的距离相等 B．四个配体与中心离子形成的配位键的键角均为 C．的二元取代物有两种结构 D．中心离子的杂化方式为 (5)Zn和Cu的第一电离能 更大(填元素符号)，ZnS晶胞如图所示： ①由图可知，每个周围等距且最近的有 个。 ②已知该晶胞密度为，用代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长为 nm(列出计算式)。 3．(24-25高三上·天津西青区·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 ；基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种。 (2)俗称电石，该化合物中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，硅原子的杂化轨道类型为 ，所含元素电负性由大到小的顺序为 。(已知：中硅元素为+4价) (4)锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是 。 (5)结晶型PbS(摩尔质量为Mg/mol)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)。 4．(24-25高三上·天津河北区·期末)具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，的合成及应用一直是科学研究的重要课题。 (1)以、合成，是常用的催化剂。 ①基态原子的价层电子排布式为 。 ②实际生产中采用铁的氧化物做催化剂，使用前用和的混合气体将其还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： i．两种晶胞所含铁原子个数比为 。 ii．图1晶胞的棱长为apm()，阿伏加德罗常数的数值用表示，其密度 。 图2代表的铁单质中，一个铁原子周围最多有 个紧邻的铁原子。 ③我国科学家开发出等双中心催化剂，在合成中显示出高催化活性。H原子、原子和原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)(氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 ①存在配位键，提供空轨道的是 原子(用元素符号表示)。 ②比较熔点： (填“>”或“<”")。 5．(24-25高三上·天津南开区·期末)随着科学的发展，氟及其化合物的用途日益广泛。回答下列问题： I．离子液体具有电导率高、化学稳定性高等优点，在电化学领域用途广泛。某离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的结构简式为。 (1)基态N原子的价层电子轨道表示式为 。 (2)C、N、F三种元素的电负性由大到小的顺序为 。 (3)该离子液体中C原子的杂化轨道类型为 。 (4)是制备此离子液体的原料，和过量的反应可生成。 ①比较两种粒子中键角的大小： (填“>”“<”或“=”)。 ②从成键角度分析，可以与反应生成的原因是 。 Ⅱ．等氟化物可用作光导纤维材料，一定条件下，某的晶胞结构如下图。 (5)每个周围等距且紧邻的有 个。 (6)晶胞棱长为表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的体积为 。 6．(24-25高三上·天津红桥区·期末)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。 (1)的电子式是 。 (2)以为氢源合成氨。根据下图所示的能量转换关系，回答问题。 ①、合成的热化学方程式为 。 ②N的价电子层 d轨道(填“有”或“没有”)，一般来说，N不能形成5个共价键。 (3)以为氢源合成氨。 ①只能与电离能小的ⅠA族、ⅡA族的金属形成离子型氮化物。比较Mg原子和Ca原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。 ②将置于中能释放出反应的化学方程式 。 (4)以为氢源合成氨。以熔融的为电解质，在电解池中实现氨的合成。总反应为。 ①阴极反应：。基态价层电子轨道表示式为 。 ②阳极的电极反应是 。 7．(24-25高三上·天津河东区·期末)位置相邻的短周期元素常具有相似的电子结构、化学键特征和几何构型。 (1)下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是___________ A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN) (2)Si的基态原子最外层轨道表示式是 。 (3)①分子的VSEPR模型名称是 。 ②分子中的键是由氮的 杂化轨道和氢的1s轨道重叠形成键。 (4)写出如图所示侯氏制碱法(在饱和食盐水中通入和两种气体)制备的化学反应方程式 ；在实验中应先通入上述 气体，原因是 。 (5)是一种高活性的人工固氮产物，晶胞如图所示，晶胞中含有的个数为 ；每个周围与它最近且距离相等的有 个。 8．(24-25高三上·天津河西区·期末)铜及其化合物在生产、生活中有着广泛应用。 (I)铜及铜盐的结构探析 (1)的价层电子排布式为 ，基态原子核外电子的运动状态有 种。 (2)向硫酸铜溶液中滴加氨水，先出现蓝色沉淀，然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液。写出蓝色沉淀溶解的离子方程式 ，向深蓝色溶液中继续加入乙醇，会析出深蓝色的晶体的原因是 。 (3)含有σ键的数目为 (为阿伏加德罗常数的值)，的空间构型为 。 (4)某种铜盐晶体结构如图所示，化合物的化学式为 ，设晶胞的边长为apm，该铜盐晶体的密度为 。(用含和的式子表示，为阿伏加德罗常数的值) (II)铜及铜盐的性质探究 (5)实验小组为探究在不同酸溶液中，铜与二氧化硫反应，设计了如下对比实验，已知：为白色难溶于水的固体，可溶于较大的溶液中，生成棕色的 装置 实验组 试剂 实验现象 ① 稀硫酸 始终无明显变化 ② 稀盐酸 一段时间后，铜片表面变黑，溶液变为棕色，溶液加水稀释后，有白色沉淀生成 ①实验②，铜片表面的黑色物质可能是 。 a．        b．        c． ②结合相关平衡反应，说明在实验②的棕色溶液中加水稀释后，有白色沉淀生成的原因 。 (6)溶液常用于检验废气中的。常温下，向溶液通入适量恰好与完全反应(忽略体积变化)，反应后溶液为 。 9．(24-25高三上·天津部分区·期末)氮是第VA族中的非金属元素，可以形成众多的物质。回答下列问题： (1)基态氮原子的电子排布式为 。 (2)N4是一种由四个氮原子组成的氮单质，N4和N2互为 ，N2的结构式为 。 (3)NH3分子中，N、H电负性大小为：N H（填“＞”“＜”或“”），NH3通过配位键与Zn2+形成[Zn(NH3)6]2+，推测[Zn(NH3)6]2+中H—N—H键角约是 （填序号）。 a．105°    b．107°    c．109°    d．120° (4)反应所涉及的物质中，属于非极性分子的是 ，1 mol尿素CO(NH2)2分子中，σ键和π键的数目之比为 。 (5)HCN是一种直线形分子，其中C原子的杂化类型是 。 (6)金属钴与氮元素可形成氮化物晶体，形成晶体结构其中一种为立方晶胞如图所示。则该晶体的化学式为 ，目前最常用测定晶体结构的方法是 (填序号)技术。 a．X射线衍射    b．原子光谱    c．同位素示踪    d．色谱 10．(24-25高三上·天津南开中学·期末)2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，登陆月球成为中国人探索太空的下一个目标。月壤中存在天然的铜、铁、钛等矿物颗粒，回答下列问题： (1)基态Cu+的价层电子排布图为 。 (2)配合物中，中心原子的VSEPR模型名称为 。 1中含有σ键的数目为 。 (3)亚铁氰化钾别名黄血盐，化学式为，加入食盐中可防止食盐板结。其中K、C、N、O四种元素的电负性由小到大顺序为 (用元素符号表示)。 (4)钛溶于盐酸制得的三氯化钛，其晶体有两种异构体：(绿色)、(紫色)，等物质的量的两者分别与足量硝酸银溶液反应，所得沉淀的物质的量之比为 。 (5)Fe-Mg合金是储氢密度很高的材料之一，其晶胞结构如图所示。若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置。 ①该Fe-Mg合金中，每个Fe原子周围与它最近且相等距离的Mg原子有 个，Mg原子与它最近且相等距离的Fe原子构成的空间结构为 。 ②要储存1kgH2至少需要 kg该Fe-Mg合金。 11．(23-24高三上·天津部分区·期末)含硅和硫元素的化合物种类繁多，应用广泛。请回答： (1)Si原子与H原子结合时，Si表现为正价，则电负性：Si H（填“＞”“＜”或“＝”），分子的空间结构名称为 。 (2)和中心原子杂化类型相同，中心N原子上有一对孤对电子，中心Si原子上无孤电子对，孤对电子与成键电子之间的斥力 （填“强于”或“弱于”）成键电子与成键电子之间的斥力，故中H—N—H的键角 （填“＞”“＜”或“＝”）中H—Si—H的键角。 (3)利用与反应可制得碳化硅晶体，晶胞结构如图，硅原子位于立方体的顶点和面心，碳原子位于立方体的内部。 ①热稳定性： （填“＞”“＜”或“＝”）。 ②的晶体类型是 。 ③测定晶体结构最常用的方法是 （填序号）。 a．质谱法    b．X射线衍射    c．核磁共振氢谱        d．红外光谱 (4)已知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。作为配体可提供孤电子对与形成。 ①中硫原子的杂化类型是 。 ②中的S原子，能做配位原子的是 （填序号）。 a．中心S原子        b．端基S原子 c．两个S原子均可        d．无法确定 12．(23-24高三上·天津重点校·期末)含硼、硅、磷等元素的材料在生活中占有重要地位。请回答： (1)工业制粗硅的化学反应为 。 (2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①、②、③，有关这些微粒的叙述，正确的是 。 A．微粒半径：③＞①＞②                      B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C．电离一个电子所需最低能量：①＞②＞③ (3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如上图。该晶体类型是 ，该化合物的化学式为 ，Si原子周围等距最近的Si原子有 个。 (4)磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料，的空间构型是 ，第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素为 (填元素符号)。 (5)是一种储氢材料，其中所含元素的电负性由小到大排列顺序为 ，其中的可由BH3和H-结合而成。含有 (填序号)。 ①σ键     ②π键     ③氢键     ④配位键     ⑤离子键 13．(23-24高三上·天津河北区·期末)太阳能电池的发展已经进入了第三代，即铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。 (1)Si的原子结构示意图为 ，基态Cu原子的价电子排布式为 。 (2)硒(Se)为第四周期元素，相邻的元素有砷(As)和溴(Br)，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)。 (3)硫和碲与硒位于同主族，其简单氢化物和中，分解温度较高的是 ；键角较大的是 ，其原因是 。 (4)β-MnSc的晶胞结构如图所示： ①β-MnSe中Mn的配位数为 。 ②若该晶体的晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为，β-MnSe的密度 g·cm(列出表达式即可)。 14．(23-24高三上·天津河东区·期末)铝及其化合物是生活中常用的材料。 (1)原子核外共有 种不同能量的电子。 (2)配平下列由氧化铝法制取无水三氯化铝的反应： 。 _______________________________________________________ (3)写出该反应的化学平衡常数表达式： 。 (4)上式中时，为什么是固体，是气体 。 (5)在水溶液中通常以形式存在，铝的配位数是 ，此配合物的空间构型是 。 a．正四面体    b．正六面体    c．正八面体 (6)下图是金属铝的晶胞结构，一个晶胞中有 个铝原子；金属铝晶胞棱长为，铝原子的半径是 。 15．(23-24高三上·天津南开区·期末)“刀片电池”具有续航里程高，安全性好等优点，其正极材料使用了磷酸铁锂，磷酸铁锂可由和在高温条件下制备。方程式为。回答下列问题： (1)是第 周期第 族元素，中基态亚铁离子价电子排布式为 。 (2)在反应中表现出 （填“氧化性”或“还原性”），参与反应，转移电子的数目为 （的相对分子质量为180）。 (3)中阴离子的空间结构为 。 (4)的晶胞结构示意图如（a）所示。其中围绕和分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有 个。电池充电时，脱出部分，形成，结构示意图如（b）所示，则 。 16．(23-24高三上·天津河西区·期末)碱金属单质及其化合物在生产生活中有着重要价值。按要求回答下列问题。 (1)已知：原子序数小于铷(Rb)的碱金属元素X、Y、Z的第一电离能依次为520、496、419(单位：)。 ①基态X原子的核外电子排布式为 。 ②写出一项比较Rb与Z的金属性强弱的方法： 。 (2)钴酸锂常用作锂离子电池的电极材料，它是一种立方晶胞如下图所示(仅表示出Li，未表示出Co和O)： ①晶胞中含有的个数为 。 ②该晶胞密度为 (设阿伏加德罗常数的值为，用含a的代数式表示)。 (3)回收废旧电池得到粗品，再经如下两步制备成纯晶： ⅰ．将粗品溶于盐酸，作电解槽的阳极液；溶液做阴极液，两者用离子交换膜隔开，用惰性电极电解： ⅱ．向溶液中加入少量溶液并共热，过滤、洗涤、干燥得纯品。 ①写出步骤ⅰ阳极的电极反应式： ；离子交换膜宜选用 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 ②步骤ⅱ加热条件下生成沉淀的离子方程式是 。 17．(23-24高三上·天津宁河区·期末)H、C、N、O、S、C1是非常重要的非金属元素，广泛存在于自然界。回答下列问题： (1)H、C、O元素电负性由大到小的顺序为 。 (2)分子中的杂化方式为 杂化。 (3)基态硫原子的价层电子排布式 。 (4)硫单质的一种结构为，该物质 (填“可溶”或“难溶”)于水。 (5)沸点： (填“>”或“<”)，原因： 。 (6)已知的键能为的键能为，则分子中键键能为 。 (7)是一种大气污染物，液氯储存区贴有的说明卡如下(部分)： 危险性 储运要求 远离金属粉末、氮、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪 泄漏处理 溶液吸收 包装 钢瓶 ①用离子方程式表示“泄漏处理”中溶液的作用 。 ②除掉中的通过饱和食盐水，这种操作方法是 法。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型01 物质结构和工业流程问题 1．(24-25高三上·天津五区县重点校·期末)铜是重要的金属，广泛应用于电气、机械制造、国防等领域，铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题： (1)基态的价层电子排布式为 ，从核外电子排布看，CuO与相比， 更稳定。 (2)向溶液中加入过量氨水，可生成，其配体的结构式为 ；向溶液中滴加少量氨水，产生蓝色沉淀，继续滴加氨水可得到深蓝色透明溶液，写出由蓝色沉淀得到深蓝色溶液反应的离子方程式 ；所含有的化学键有 。 A．离子键    B．极性共价键    C．配位键    D．氢键 (3)酞菁的铜配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子采取 杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成的原料，后者熔点高于前者，主要原因是 。 (4)金铜合金的一种晶体结构为立方晶型，如图所示： 已知该合金晶胞的棱长为anm，阿伏加德罗常数值为。 ①该合金的密度 。 ②离Au原子最近的Cu原子有 个。 【答案】(1) (2) ABC (3) 两者都是分子晶体，邻苯二甲酰亚胺分子间形成氢键，使分子间作用力增强 (4) 12 【详解】（1）Cu是29号元素，核外有29个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，基态的价层电子排布式为3d10；价电子排布式为3d9；因此更稳定，则更稳定； （2）中配体为氨气，氨气的结构式为；向溶液中逐滴加入过量氨水，先产生蓝色沉淀，发生的反应为，后沉淀溶解变成蓝色溶液，生成，发生的反应为；中含有与之间的离子键，含有和之间的配位键，内部含有N-H极性共价键，故选ABC； （3）酞菁分子中所有原子共平面，则所有N原子采取sp2杂化；邻苯二甲酰亚胺沸点更高，原因是两者都是分子晶体，邻苯二甲酰亚胺含有N-H键，分子间能形成氢键，使分子间作用力增强，熔点更高； （4）①如图，晶胞中Au原子个数为，Cu原子个数为，根据； ②以顶点的Au原子为研究对象，最近的Cu原子位于三个面的面心，顶点被8个晶胞共用，面心被两个晶胞共用，则离Au原子最近的Cu原子有个。 2．(24-25高三上·天津八校联考·期末)金属材料、等在工业生产和日常生活中有广泛的应用。某同学设计如下制备铜的配合物的实验，并对铜的化合物进行研究。已知铜离子的配位数通常为4。 (1)基态原子的价层电子排布图是 ，图中所加X试剂为 。 (2)由上述实验能说明、与形成蓝色配离子的稳定性强弱为： (填配离子化学式)。两配合物中配位原子的电负性 更强(填元素符号)。 (3)目前，覆铜印刷电路板的“腐蚀液”多采用碱氨蚀刻液(氯化铵和氨水的混合液)，在空气中使电路板露出的铜以二氯四氨合铜的形式溶解下来，写出腐蚀过程的化学方程式 。 (4)用代表阿伏加德罗常数的值，中σ键数为 ，下列说法能证明的空间构型为平面四边形而非四面体的是 (填序号)。 A．四个配体与中心离子的距离相等 B．四个配体与中心离子形成的配位键的键角均为 C．的二元取代物有两种结构 D．中心离子的杂化方式为 (5)Zn和Cu的第一电离能 更大(填元素符号)，ZnS晶胞如图所示： ①由图可知，每个周围等距且最近的有 个。 ②已知该晶胞密度为，用代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长为 nm(列出计算式)。 【答案】(1) 乙醇 (2) > O (3)或 (4) 16 BC (5) Zn 12 【分析】硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，分三份，一份加入1mol/L氢氧化钠，无变化，第二份加入6mol/L氢氧化钠，形成深蓝色溶液（形成），第三份加1mol/L ，形成深蓝色溶液（形成），加入无水乙醇形成硫酸四氨合铜晶体，据此分析； 【详解】（1） 铜的核电荷数为29，基态铜原子的电子排布式为，则其价层电子排布图是；X试剂为无水乙醇，因为根据硫酸四氨合铜溶于水为深蓝色溶液，但不溶于乙醇，因此加入无水乙醇后可以析出深蓝色的硫酸四氨合铜晶体； （2）氢氧化铜在浓氢氧化钠溶液中形成配离子[Cu(OH)4]2-，证明和氢氧根形成配离子较为困难，氢氧化铜可以在低浓度氨水中形成配离子[Cu(NH3)4]2+，证明和氨分子形成配离子较为容易，所以试管b、c中深蓝色配离子的稳定性强弱顺序为：[Cu(NH3)4]2+>[Cu(OH)4]2-；同周期元素电负性从左至右逐渐增强，故O原子的电负性更强； （3）碱氨蚀刻液借助氧化、溶解和配合等化学过程，将印制电路板上露出的铜以二氯化四氨合铜的形式溶解下来，其总反应为：或； （4）中铜离子提供空轨道，N提供孤电子对与铜离子形成4条配位键，中σ键数为（4+3×4）=16； A．四面体中，四个配体与中心离子的距离也相等，不能证明的空间构型为平面四边形，A错误； B．四面体键角109°28´，能证明的空间构型为平面四边形，B正确； C．四面体的二元取代物只有一种，有两种结构能证明的空间构型为平面四边形，C正确； D．中心离子的配位数为6，杂化方式为，D错误； 故选BC； （5）Zn的价电子排布式为，Cu的价电子排布式为，Zn的最外层处于全满稳定结构，较难失去电子，因此Zn的第一电离能大于Cu； ①由图可知，以顶点为例，与其最近的是所在面的三个面心，周围与它最接近且距离相等的有=12个；②设晶胞的边长为xcm，则晶胞体积为x3cm3，晶胞中含有ZnS的数目应该是4个，则NA个晶胞的质量为4×(65+32)g，晶胞的密度==ρg/cm3，解题x= cm= nm。 3．(24-25高三上·天津西青区·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 ；基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种。 (2)俗称电石，该化合物中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，硅原子的杂化轨道类型为 ，所含元素电负性由大到小的顺序为 。(已知：中硅元素为+4价) (4)锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是 。 (5)结晶型PbS(摩尔质量为Mg/mol)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 8 (2)AC (3) 杂化 (4)共价键 (5) 6 【详解】（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为ns2np2，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；基态硅原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，空间运动状态有1+1+3+1+2=8种； （2）CaC2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，该化合物中存在的化学键类型为离子键和非极性共价键，选AC； （3）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sp3；含C、Si、H三种元素，同族元素由上至下电负性减小，电负性C>Si，中硅元素为-4价,中硅元素为+4价，故电负性大小：C>H>Si； （4）Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键； （5）由晶胞结构图可知，黑球代表的原子共有，白球代表的原子有；以顶点的原子为对象，其周围距离最近的原子位于与之相邻的棱上，共有=6，故Pb的配位数为6；晶胞质量为，晶胞体积为，则密度为。 4．(24-25高三上·天津河北区·期末)具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，的合成及应用一直是科学研究的重要课题。 (1)以、合成，是常用的催化剂。 ①基态原子的价层电子排布式为 。 ②实际生产中采用铁的氧化物做催化剂，使用前用和的混合气体将其还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： i．两种晶胞所含铁原子个数比为 。 ii．图1晶胞的棱长为apm()，阿伏加德罗常数的数值用表示，其密度 。 图2代表的铁单质中，一个铁原子周围最多有 个紧邻的铁原子。 ③我国科学家开发出等双中心催化剂，在合成中显示出高催化活性。H原子、原子和原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)(氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 ①存在配位键，提供空轨道的是 原子(用元素符号表示)。 ②比较熔点： (填“>”或“<”")。 【答案】(1) 1：2 12 (2) B > 【详解】（1）①铁是26号元素，基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价层电子排布式为：； ②ⅰ．根据均摊原则，左侧晶胞中铁原子数为 ，右侧晶胞中铁原子数为，两种晶胞所含铁原子个数比为1：2。 ⅱ．图1晶胞的棱长为，晶胞中铁原子数为2，则其密度； 以图2某个顶点铁原子为例，每个晶胞中有3个面心紧邻一个顶点，因此一个铁原子周围最多有个紧邻的铁原子。 ③H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引作用逐渐减弱，第一电离能逐渐减小，第一电离能。 （2）①在结构中，N原子存在孤电子对，B原子为缺电子原子，在配位键的形成中B原子提供空轨道； ② (氨硼烷)与互为等电子体，由于分子中N原子的电负性较大，分子间会形成氢键，所以熔点高于，故答案为：>。 5．(24-25高三上·天津南开区·期末)随着科学的发展，氟及其化合物的用途日益广泛。回答下列问题： I．离子液体具有电导率高、化学稳定性高等优点，在电化学领域用途广泛。某离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的结构简式为。 (1)基态N原子的价层电子轨道表示式为 。 (2)C、N、F三种元素的电负性由大到小的顺序为 。 (3)该离子液体中C原子的杂化轨道类型为 。 (4)是制备此离子液体的原料，和过量的反应可生成。 ①比较两种粒子中键角的大小： (填“>”“<”或“=”)。 ②从成键角度分析，可以与反应生成的原因是 。 Ⅱ．等氟化物可用作光导纤维材料，一定条件下，某的晶胞结构如下图。 (5)每个周围等距且紧邻的有 个。 (6)晶胞棱长为表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的体积为 。 【答案】(1) (2) (3) (4) > 中B原子有空轨道，有孤电子对，可以形成配位键 (5)6 (6) 【详解】（1） 基态N原子的价层电子排布式为2s22p3，其价层电子排布图为：； （2）同一周期从左到右元素的电负性逐渐增大，则电负性：F＞N＞C； （3）该离子液体中不饱和和饱和C原子的杂化轨道类型分别sp2、sp3； （4）①BF3中中心原子的价电子对数为3+=3，B为sp2杂化，键角为120°；中B原子的价电子对数为4+=4，为sp3杂化，键角为109°28'，故BF3中F-B-F键角大于中F-B-F键角； ②BF3中B存在空轨道，F-含有孤电子对，可形成配位键，故BF3可以与NaF反应生成NaBF4； （5）由晶胞结构图可知，Na+位于体心F-的上下前后左右，故与F-距离最近且相等的Na+有6个； （6）F-位于棱心和体心，个数为12×+1=4，相当于1个晶胞中含有4个NaF，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，1个NaF的体积为，1mol该晶体中含有NA个NaF，1mol该晶体的体积为=。 6．(24-25高三上·天津红桥区·期末)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。 (1)的电子式是 。 (2)以为氢源合成氨。根据下图所示的能量转换关系，回答问题。 ①、合成的热化学方程式为 。 ②N的价电子层 d轨道(填“有”或“没有”)，一般来说，N不能形成5个共价键。 (3)以为氢源合成氨。 ①只能与电离能小的ⅠA族、ⅡA族的金属形成离子型氮化物。比较Mg原子和Ca原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。 ②将置于中能释放出反应的化学方程式 。 (4)以为氢源合成氨。以熔融的为电解质，在电解池中实现氨的合成。总反应为。 ①阴极反应：。基态价层电子轨道表示式为 。 ②阳极的电极反应是 。 【答案】(1) (2)   kJ·mol⁻1 没有 (3) Mg原子和Ca原子同属第ⅡA族元素，Ca原子半径大于Mg原子，容易失去电子，所以第一电离能小 (4) 【详解】（1） 是共价化合物，其电子式是； （2）①反应热=反应物总键能-生成物总键能，结合图像可得、合成的热化学方程式为： kJ·mol⁻1； ②N的价层电子排布式为2s22p3，即价电子层没有d轨道，一般来说，N不能形成5个共价键； （3）①Mg原子的第一电离能大于Ca原子，从原子结构的角度说明理由：Mg原子和Ca原子同属第ⅡA族元素，Ca原子半径大于Mg原子，容易失去电子，所以第一电离能小； ②将置于中能释放出，同时生成，反应的化学方程式是：； （4） ①氮是7号元素，基态价层电子轨道表示式为； ②总反应为：，即阳极上被氧化生成C，则阳极的电极反应是：。 7．(24-25高三上·天津河东区·期末)位置相邻的短周期元素常具有相似的电子结构、化学键特征和几何构型。 (1)下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是___________ A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN) (2)Si的基态原子最外层轨道表示式是 。 (3)①分子的VSEPR模型名称是 。 ②分子中的键是由氮的 杂化轨道和氢的1s轨道重叠形成键。 (4)写出如图所示侯氏制碱法(在饱和食盐水中通入和两种气体)制备的化学反应方程式 ；在实验中应先通入上述 气体，原因是 。 (5)是一种高活性的人工固氮产物，晶胞如图所示，晶胞中含有的个数为 ；每个周围与它最近且距离相等的有 个。 【答案】(1)B (2) (3) 四面体形 (4) 氨气 氨气的溶解度远远大于二氧化碳气体，溶液呈碱性利于二氧化碳的溶解，促进反应的进行 (5) 4 8 【详解】（1）金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si－Si＞Si－C＞B－N＞C－C，所以熔点最低的为单晶硅，故选B； （2） Si是14号原子，处于第三周期第IVA族，其基态原子最外层轨道表示式是； （3）①分子中心氮原子的价层电子对数为，所以VSEPR模型名称是四面体形； ②分子中氮原子的杂化方式为sp3，sp3杂化轨道和氢的1s轨道重叠形成键，故答案为：； （4）在饱和食盐水中通入和，得到晶体析出，其化学反应方程式为；；由于氨气的溶解度远远大于二氧化碳气体，溶液呈碱性有利于二氧化碳的溶解，促进反应的进行，所以应先通入氨气； （5）位于面心位置，由切割法可知晶胞中含有的个数为；以体心的为研究对象，8个面心的距离体心相等，所以每个周围与它最近且距离相等的有8个。 8．(24-25高三上·天津河西区·期末)铜及其化合物在生产、生活中有着广泛应用。 (I)铜及铜盐的结构探析 (1)的价层电子排布式为 ，基态原子核外电子的运动状态有 种。 (2)向硫酸铜溶液中滴加氨水，先出现蓝色沉淀，然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液。写出蓝色沉淀溶解的离子方程式 ，向深蓝色溶液中继续加入乙醇，会析出深蓝色的晶体的原因是 。 (3)含有σ键的数目为 (为阿伏加德罗常数的值)，的空间构型为 。 (4)某种铜盐晶体结构如图所示，化合物的化学式为 ，设晶胞的边长为apm，该铜盐晶体的密度为 。(用含和的式子表示，为阿伏加德罗常数的值) (II)铜及铜盐的性质探究 (5)实验小组为探究在不同酸溶液中，铜与二氧化硫反应，设计了如下对比实验，已知：为白色难溶于水的固体，可溶于较大的溶液中，生成棕色的 装置 实验组 试剂 实验现象 ① 稀硫酸 始终无明显变化 ② 稀盐酸 一段时间后，铜片表面变黑，溶液变为棕色，溶液加水稀释后，有白色沉淀生成 ①实验②，铜片表面的黑色物质可能是 。 a．        b．        c． ②结合相关平衡反应，说明在实验②的棕色溶液中加水稀释后，有白色沉淀生成的原因 。 (6)溶液常用于检验废气中的。常温下，向溶液通入适量恰好与完全反应(忽略体积变化)，反应后溶液为 。 【答案】(1) 3d9 29 (2) Cu(OH)2+4NH3=+2OH- 乙醇可以降低溶剂的极性，减小的溶解度 (3) 16NA 正四面体形 (4) CuBr (5) b CuCl为白色固体，难溶于水，可溶于c(Cl-)较大的溶液生成，棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使CuCl(s)+2Cl-(aq)(aq)，Q＞K，反应逆向移动，出CuCl白色沉淀 (6)1 【详解】（1）铜元素的原子序数为29，核外电子数为29，Cu2+价电子排布式为3d9，同一原子中不可能有运动状态完全相同的电子，则基态铜原子有29种运动状态不相同的电子。 （2）向硫酸铜溶液中滴加氨水，先出现Cu(OH)2蓝色沉淀，然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液，生成，Cu(OH)2蓝色沉淀溶解的离子方程式为：Cu(OH)2+4NH3=+2OH-，向深蓝色溶液中继续加入乙醇，会析出深蓝色的晶体的原因是：乙醇可以降低溶剂的极性，减小的溶解度。 （3）中NH3分子中含有3个σ键，配位键也属于σ键，则含有σ键的数目为(4+3×4)NA=16NA，中心原子价层电子对数为4+=4，且不含孤电子对，空间构型为正四面体形。 （4）由晶胞结构可知，该晶胞中含有=4个Cu，4个Br，则化合物的化学式为CuBr，设晶胞的边长为apm，该铜盐晶体的密度为=。 （5）①是砖红色固体，能溶于盐酸，铜片表面的黑色物质可能是，故选b； ②CuCl为白色固体，难溶于水，可溶于c(Cl-)较大的溶液生成，棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使CuCl(s)+2Cl-(aq)(aq)，Q＞K，反应逆向移动，出CuCl白色沉淀。 （6）溶液中n()=0.2L×0.05mol/L=0.01mol，由方程式+CuSO4=H2SO4+CuS可知，生成0.01mol H2SO4，则溶液中c(H+)= ，溶液为-lgc(H+)=1。 9．(24-25高三上·天津部分区·期末)氮是第VA族中的非金属元素，可以形成众多的物质。回答下列问题： (1)基态氮原子的电子排布式为 。 (2)N4是一种由四个氮原子组成的氮单质，N4和N2互为 ，N2的结构式为 。 (3)NH3分子中，N、H电负性大小为：N H（填“＞”“＜”或“”），NH3通过配位键与Zn2+形成[Zn(NH3)6]2+，推测[Zn(NH3)6]2+中H—N—H键角约是 （填序号）。 a．105°    b．107°    c．109°    d．120° (4)反应所涉及的物质中，属于非极性分子的是 ，1 mol尿素CO(NH2)2分子中，σ键和π键的数目之比为 。 (5)HCN是一种直线形分子，其中C原子的杂化类型是 。 (6)金属钴与氮元素可形成氮化物晶体，形成晶体结构其中一种为立方晶胞如图所示。则该晶体的化学式为 ，目前最常用测定晶体结构的方法是 (填序号)技术。 a．X射线衍射    b．原子光谱    c．同位素示踪    d．色谱 【答案】(1)1s22s22p3 (2) 同素异形体 N≡N (3) ＞ c (4) CO2 7：1 (5)sp (6) Co2N a 【详解】（1）N是7号元素，原子核外有7个电子，根据构造原理，可知基态N原子核外电子排布式是1s22s22p3； （2）N4和N2是N元素的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体； 在N2分子中，2个N原子通过三对共用电子对结合，使分子中的2个N原子都达到最外层8个电子的稳定结构，其结构式为：N≡N； （3）元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：N＞H，且氨气中N呈负化合价，所以元素电负性大小关系为：N＞H； NH3分子中N原子价层电子对数是：3+=4，孤电子对数是1，由于孤电子对对成键的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，使得NH3分子呈三角锥形，分子中键角H-N-H大于为107°；当NH3通过配位键与Zn2+形成[Zn(NH3)6]2+，尽管N原子价层电子对数仍然是4，但N原子上无孤对电子，导致[Zn(NH3)6]2+中键角H-N-H比NH3分子中的H-N-H略大，键角应该约为109°，故合理选项是c； （4）CO2分子是直线型分子，结构式是O=C=O，C原子在中间，O原子在C原子两侧。由于分子中正、负电荷重心重合，因此CO2分子是非极性分子；NH3、H2O、CO(NH2)2分子空间排列不对称，分子中正、负电荷重心不重合，因此NH3、H2O、CO(NH2)2分子都是极性分子； 在1个CO(NH2)2分子中，1个C=O双键中含有1个σ键和1个π键；1个C-N、1个N-H单键中都是只含有1个σ键，则在1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键和1个π键，分子中σ键和π键个数比是7：1，则在1 mol尿素CO(NH2)2分子中，含有的σ键和π键的数目之比为7：1； （5）在HCN分子中，C原子与H原子形成1个共用电子对，与N原子形成3对共用电子对，结构式是H-C≡N，因此C原子形成的价电子对数是：2+=2，因此C原子采用sp杂化； （6）根据晶体结构可知：Co原子位于晶胞的顶点、面心上； 氮原子位于晶胞的棱边上和体心，用均摊方法分析。在一个晶胞中含有的Co原子数目是：8×+6×=4；含有的N原子数目是：4×+1=2，Co、N原子个数比为4：2=2：1，该晶体的化学式为Co2N； 目前最常用测定晶体结构的方法是X射线衍射，故合理选项是a。 10．(24-25高三上·天津南开中学·期末)2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，登陆月球成为中国人探索太空的下一个目标。月壤中存在天然的铜、铁、钛等矿物颗粒，回答下列问题： (1)基态Cu+的价层电子排布图为 。 (2)配合物中，中心原子的VSEPR模型名称为 。 1中含有σ键的数目为 。 (3)亚铁氰化钾别名黄血盐，化学式为，加入食盐中可防止食盐板结。其中K、C、N、O四种元素的电负性由小到大顺序为 (用元素符号表示)。 (4)钛溶于盐酸制得的三氯化钛，其晶体有两种异构体：(绿色)、(紫色)，等物质的量的两者分别与足量硝酸银溶液反应，所得沉淀的物质的量之比为 。 (5)Fe-Mg合金是储氢密度很高的材料之一，其晶胞结构如图所示。若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置。 ①该Fe-Mg合金中，每个Fe原子周围与它最近且相等距离的Mg原子有 个，Mg原子与它最近且相等距离的Fe原子构成的空间结构为 。 ②要储存1kgH2至少需要 kg该Fe-Mg合金。 【答案】(1) (2) 正四面体形 1.44×1025 (1.448×1025也可以) (3)K＜C＜N＜O (4)2:3 (5) 8 正四面体形 52 【详解】（1） 基态Cu+的价层电子排布式为3d10，则价层电子排布图为。 （2）配合物中，中心原子的价层电子对数为=4，发生sp3杂化，则其VSEPR模型名称为：正四面体形。1个中，每个CH3C≡N中含有5个σ键和2个π键，另外N原子还与Cu+形成1个配位键(也属于σ键)，则1个含有σ键的数目为6×4=24个，1mol中含有σ键的数目为24×6.02×1023=1.44×1025 (1.448×1025也可以)。 （3）K、C、N、O四种元素中，C、N、O为同周期相邻元素，非金属性依次增强，非金属性越强，电负性越大，K为活泼的金属元素，在四种元素中，其电负性最小，则它们电负性由小到大顺序为K＜C＜N＜O。 （4）在配合物中，内界中的Cl-不能与Ag+发生反应，在1个(绿色)、1个(紫色)中，前者能电离出2个Cl-，后者能电离出3个Cl-，则等物质的量的两者分别与足量硝酸银溶液反应，所得沉淀的物质的量之比为2:3。 （5）晶胞中，含有Fe原子的数目为=4，含有Mg原子的数目为8。该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，则1个晶胞可贮存H2的数目为=4。 ①该Fe-Mg合金中，Fe、Mg原子个数比为4:8=1:2，每个Mg原子周围有4个距离最近且相等的Fe原子，则每个Fe原子周围与它最近且相等距离的Mg原子有8个；Mg原子与它最近且相等距离的4个Fe原子构成的空间结构为正四面体形。 ②在晶胞中，H2、Fe、Mg的个数比为4:4:8=1:1:2，要储存1kgH2至少需要=52kg该Fe-Mg合金。 【点睛】计算晶胞中所含微粒数目时，可采用均摊法。 11．(23-24高三上·天津部分区·期末)含硅和硫元素的化合物种类繁多，应用广泛。请回答： (1)Si原子与H原子结合时，Si表现为正价，则电负性：Si H（填“＞”“＜”或“＝”），分子的空间结构名称为 。 (2)和中心原子杂化类型相同，中心N原子上有一对孤对电子，中心Si原子上无孤电子对，孤对电子与成键电子之间的斥力 （填“强于”或“弱于”）成键电子与成键电子之间的斥力，故中H—N—H的键角 （填“＞”“＜”或“＝”）中H—Si—H的键角。 (3)利用与反应可制得碳化硅晶体，晶胞结构如图，硅原子位于立方体的顶点和面心，碳原子位于立方体的内部。 ①热稳定性： （填“＞”“＜”或“＝”）。 ②的晶体类型是 。 ③测定晶体结构最常用的方法是 （填序号）。 a．质谱法    b．X射线衍射    c．核磁共振氢谱        d．红外光谱 (4)已知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。作为配体可提供孤电子对与形成。 ①中硫原子的杂化类型是 。 ②中的S原子，能做配位原子的是 （填序号）。 a．中心S原子        b．端基S原子 c．两个S原子均可        d．无法确定 【答案】(1) ＜ 正四面体 (2) 强于 ＜ (3) ＜ 共价晶体 b (4) sp3 b 【详解】（1）Si原子与H原子结合时，Si表现为正价，则H的吸引电子能力比Si强，故电负性：Si<H；SiH4分子中Si原子的价层电子对数：，无孤电子对，则分子的空间结构名称为正四面体； （2）孤对电子与成键电子之间的斥力强于成键电子与成键电子之间的斥力，中N原子上有一对孤电子对，中心Si原子上无孤电子对，故中H—N—H的键角＜中H—Si—H的键角； （3）①原子半径：C＜Si，则键长：C-H＜Si-H，键能：C-H＞Si-H，故热稳定性：＜； ②C原子与Si原子之间通过共价键形成空间网状结构，则SiC的晶体类型是共价晶体； ③测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射，故选b； （4）①中心S原子的价层电子对数为：，杂化类型为sp3杂化； ②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，则中的中心S原子的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对，能做配位原子，故选b。 12．(23-24高三上·天津重点校·期末)含硼、硅、磷等元素的材料在生活中占有重要地位。请回答： (1)工业制粗硅的化学反应为 。 (2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①、②、③，有关这些微粒的叙述，正确的是 。 A．微粒半径：③＞①＞②                      B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C．电离一个电子所需最低能量：①＞②＞③ (3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如上图。该晶体类型是 ，该化合物的化学式为 ，Si原子周围等距最近的Si原子有 个。 (4)磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料，的空间构型是 ，第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素为 (填元素符号)。 (5)是一种储氢材料，其中所含元素的电负性由小到大排列顺序为 ，其中的可由BH3和H-结合而成。含有 (填序号)。 ①σ键     ②π键     ③氢键     ④配位键     ⑤离子键 【答案】(1) (2)AB (3) 共价晶体 SiP2 12 (4) 正四面体 Mg、Si、S (5) Ti＜B＜H ①④ 【详解】（1）工业制粗硅时，用焦炭在高温下还原二氧化硅，化学反应为。 （2）由硅原子核形成的三种微粒中： ①表示基态硅原子； ②表示Si+； ③表示处于激发态的硅原子； A．Si+半径比基态硅原子小，激发态硅原子的半径最大，所以微粒半径：③＞①＞②，A正确； B．由分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②，B正确； C．处于激发态的硅原子，电子的能量高，容易失去，基态Si+电子的能量低，最难失去，所以电离一个电子所需最低能量：②＞①＞③，C不正确； 故选AB。 （3）Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图，Si与P原子间都形成共价单键，该晶体类型是共价晶体，该晶胞中，所含Si原子个数为=4，P原子个数为8，则化合物的化学式为SiP2，Si原子周围等距最近的Si原子位于面心，则有=12个。 （4）中，P原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，空间构型是正四面体；在第三周期中，Mg的3p轨道全空，其第一电离能大于Al，P的3p轨道半充满，其第一电离能大于S，所以第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素为Mg、Si、S。 （5）是一种储氢材料，其中所含元素为Ti、B、H，Ti为金属，B的非金属性小于H，则电负性由小到大排列顺序为Ti＜S＜H，其中的可由BH3和H-结合而成。则中，B与H原子间形成共价键(σ键)和配位键，故选①④。 【点睛】计算晶胞中所含微粒个数时，可使用均摊法。 13．(23-24高三上·天津河北区·期末)太阳能电池的发展已经进入了第三代，即铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。 (1)Si的原子结构示意图为 ，基态Cu原子的价电子排布式为 。 (2)硒(Se)为第四周期元素，相邻的元素有砷(As)和溴(Br)，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)。 (3)硫和碲与硒位于同主族，其简单氢化物和中，分解温度较高的是 ；键角较大的是 ，其原因是 。 (4)β-MnSc的晶胞结构如图所示： ①β-MnSe中Mn的配位数为 。 ②若该晶体的晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为，β-MnSe的密度 g·cm(列出表达式即可)。 【答案】(1) 3d¹⁰4s¹ (2) (3) 二者均采取杂化，S的电负性更强，成键电子对之间的斥力更大，键角更大 (4) 4 (合理即可) 【详解】（1）Si元素原子序数为14，原子结构示意图为：；Cu元素原子序数为29，基态Cu的价电子排布式为3d104s1； （2）硒为第四周期第ⅥA族元素，其前一主族的砷的价层电子排布式为4s24p3，4p能级上填充3个电子，是半充满的稳定结构，所以其第一电离能高于硒，且同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，所以这3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se ； （3）同一主族从上到下，非金属性逐渐减弱，对应的氢化物的稳定性也逐渐减弱，则H2S和H2Te中，分解温度较高的是H2S；H2S 和H2Te的中心原子S和Se均采取sp3杂化，S的电负性更强，成键电子对之间的斥力更大，导致H2S键角更大，所以H2S和H2Te中，键角较大的是H2S，其原因是：二者均采取sp3杂化，S的电负性更强，成键电子对之间的斥力更大，键角更大； （4）①在β-MnSe 中，Mn和相邻的4个Se相连，则Mn的配位数为4； ②在β-MnSe 中，晶胞参数为apm，一个晶胞中含有4个Mn和4个Se，则一个晶胞的质量为g，晶胞参数为apm，则一个晶胞的体积为(a×10-10)cm3，所以晶体密度ρ=。 14．(23-24高三上·天津河东区·期末)铝及其化合物是生活中常用的材料。 (1)原子核外共有 种不同能量的电子。 (2)配平下列由氧化铝法制取无水三氯化铝的反应： 。 _______________________________________________________ (3)写出该反应的化学平衡常数表达式： 。 (4)上式中时，为什么是固体，是气体 。 (5)在水溶液中通常以形式存在，铝的配位数是 ，此配合物的空间构型是 。 a．正四面体    b．正六面体    c．正八面体 (6)下图是金属铝的晶胞结构，一个晶胞中有 个铝原子；金属铝晶胞棱长为，铝原子的半径是 。 【答案】(1)5 (2)1、3、3、2、3 (3) (4)是离子晶体，气化需要破坏离子键，离子键键能大；是分子晶体，气化只需要破坏分子间作用力，分子间作用力较小(远远小于离子键键能)，易于断开。因此，时，是固体，是气体 (5) 6 c (6) 4 【详解】（1）基态Al原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p1，电子占据5个能级，有5种不同能量的电子； （2）根据原子守恒和电子守恒可得3323； （3）平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值，则该反应的化学平衡常数表达式为； （4）是离子晶体，气化需要破坏离子键，离子键键能大；是分子晶体，气化只需要破坏分子间作用力，分子间作用力较小(远远小于离子键键能)，易于断开。因此，时，是固体，是气体； （5）在水溶液中通常以形式存在，Al3+提供空轨道，H2O提供孤对电子，则铝的配位数为6；配体分子有6个，杂化类型为sp3d2，空间构型为正八面体，选c； （6）铝原子位于顶点和面心。其个数为；由图a可知，金属铝晶胞棱长为0.405nm，面对角线等于4个铝原子半径，则个铝原子半径为≈。 15．(23-24高三上·天津南开区·期末)“刀片电池”具有续航里程高，安全性好等优点，其正极材料使用了磷酸铁锂，磷酸铁锂可由和在高温条件下制备。方程式为。回答下列问题： (1)是第 周期第 族元素，中基态亚铁离子价电子排布式为 。 (2)在反应中表现出 （填“氧化性”或“还原性”），参与反应，转移电子的数目为 （的相对分子质量为180）。 (3)中阴离子的空间结构为 。 (4)的晶胞结构示意图如（a）所示。其中围绕和分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有 个。电池充电时，脱出部分，形成，结构示意图如（b）所示，则 。 【答案】(1) 四 Ⅷ (2) 还原性 (3)平面三角形 (4) 4 【详解】（1）是第四周期第Ⅷ族元素，中基态亚铁离子价电子排布式为，故答案为四；Ⅷ；。 （2）反应中，Fe的化合价由+3价转为+2价，所以表现还原性，放参与反应，物质的量为，转移电子的物质的量为，即转移电子的数目为，故答案为还原性；。 （3）中阴离子为，的空间结构为平面三角形，故答案为平面三角形。 （4）由晶胞结构可知每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，充电前锂离子有8个在顶点个数为：、4个在棱心个数为，4个在面心个数为 ，一个晶胞中锂离子个数为4个，充电后锂离子部分损失，有8个在顶点个数为：、3个在棱心个数为，3个在面心个数为，个数为，此时该晶胞对应的化学式为：，即，x＝，故答案为4；。 16．(23-24高三上·天津河西区·期末)碱金属单质及其化合物在生产生活中有着重要价值。按要求回答下列问题。 (1)已知：原子序数小于铷(Rb)的碱金属元素X、Y、Z的第一电离能依次为520、496、419(单位：)。 ①基态X原子的核外电子排布式为 。 ②写出一项比较Rb与Z的金属性强弱的方法： 。 (2)钴酸锂常用作锂离子电池的电极材料，它是一种立方晶胞如下图所示(仅表示出Li，未表示出Co和O)： ①晶胞中含有的个数为 。 ②该晶胞密度为 (设阿伏加德罗常数的值为，用含a的代数式表示)。 (3)回收废旧电池得到粗品，再经如下两步制备成纯晶： ⅰ．将粗品溶于盐酸，作电解槽的阳极液；溶液做阴极液，两者用离子交换膜隔开，用惰性电极电解： ⅱ．向溶液中加入少量溶液并共热，过滤、洗涤、干燥得纯品。 ①写出步骤ⅰ阳极的电极反应式： ；离子交换膜宜选用 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 ②步骤ⅱ加热条件下生成沉淀的离子方程式是 。 【答案】(1) 分别将其单质与水反应，比较置换出氢的难易程度 (2) 8 (3) 阳离子交换膜 【详解】（1）①原子序数小于铷(Rb)的碱金属元素X、Y、Z的第一电离能依次为520、496、419，同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则X为Li元素，Y为Na元素，Z为K元素，则基态Li原子的核外电子排布式：1s22s1，故答案为：1s22s1； ②金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，故可比较相同浓度的KOH溶液与RbOH溶液的碱性强弱；金属性越强，其单质与水反应越剧烈，或者分别将其单质与水反应，比较置换出氢的难易程度； （2）①Li+位于顶点、面心和体内，个数为，根据化学式LiCoO2可知，的个数为8； ②晶胞质量为，晶胞体积为(a×10-10)3cm3，晶体密度ρ==g•cm-3； （3）①在步骤Ⅰ中阳极上Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；Li+向阴极移动，则离子交换膜应选用阳离子交换膜，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；阳离子交换膜； ②LiOH溶液与NH4HCO3溶液共热生成Li2CO3、H2O、NH3，离子方程式为：。 17．(23-24高三上·天津宁河区·期末)H、C、N、O、S、C1是非常重要的非金属元素，广泛存在于自然界。回答下列问题： (1)H、C、O元素电负性由大到小的顺序为 。 (2)分子中的杂化方式为 杂化。 (3)基态硫原子的价层电子排布式 。 (4)硫单质的一种结构为，该物质 (填“可溶”或“难溶”)于水。 (5)沸点： (填“>”或“<”)，原因： 。 (6)已知的键能为的键能为，则分子中键键能为 。 (7)是一种大气污染物，液氯储存区贴有的说明卡如下(部分)： 危险性 储运要求 远离金属粉末、氮、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪 泄漏处理 溶液吸收 包装 钢瓶 ①用离子方程式表示“泄漏处理”中溶液的作用 。 ②除掉中的通过饱和食盐水，这种操作方法是 法。 【答案】(1)O>C>H (2)sp (3)3s23p4 (4)难溶 (5) < 分子间能形成氢键，而只能形成分子内氢键，则沸点更高 (6)376.5 (7) 洗气 【详解】（1）元素的非金属性越强，电负性越大，在C、H、O三种元素中，非金属性O>C>H，因此电负性的大小：O>C>H； （2）分子中的价电子对数为2，因此杂化方式为sp杂化； （3）S是16号元素，主族元素的价电子排布式为最外层电子排布式，因此为3s23p4； （4）该结构高度对称，是非极性分子，难溶于极性溶剂中，所以该物质难溶于水； （5）因为分子间能形成氢键，而只能形成分子内氢键，分子内氢键的形成使得物质的沸点更低，所以沸点更高； （6）键的平均键能为； （7）溶液可以吸收氯气，与氯气发生氧化还原反应，离子方程式为；除掉中的，让混合气体通过饱和食盐水，这种方法为洗气法。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $