2026届高三化学三轮复习 :《物质结构》考前之训练题
2026-05-11
|
2份
|
65页
|
573人阅读
|
4人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省,浙江省,山东省,湖北省,湖南省,广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.69 MB |
| 发布时间 | 2026-05-11 |
| 更新时间 | 2026-05-11 |
| 作者 | 我爱北京 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57799889.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高考化学结构大题之考前训练
(根据学生情况选用,切记:选5-8道觉得不错的题,不能搞太多,如果难以抉择,建议选用几道题)
1.物质的组成与结构决定其性质。请回答:
(1)第IVA族元素位于元素周期表的______区,由碳原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[He]、②[He]、③[He],有关这些微粒的叙述,正确的是______。
A.微粒半径:②>①>③ 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 D.电子有4种空间运动状态的是①
(2)向溶液中滴加氨水可以得到1:1型离子化合物,其阳离子结构如图所示,阴离子为正四面体结构。①该阳离子中存在的化学键类型为______(填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.键
E.键 F.配位键 G.氢键
②该化合物加热时首先失去的组分是,原因是______。
(3)普鲁士蓝晶体属立方晶系,晶胞棱长为a pm。铁一氰骨架组成小立方体,Fe粒子在顶点,在棱上,两端均与Fe相连,立方体中心空隙可容纳,如图所示(在图中省略)。
该晶体的密度为______(写出表达式即可,无需化简,阿伏加德罗常数的值为)。
2.硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)氨硼烷()是目前最具潜力的储氢材料之一,氨硼烷能溶于水,其原因是_________。
(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式,图(a)为一种无限长单链状结构的多硼酸根,其化学式为___________;图(b)为硼砂晶体中的阴离子,其中硼原子采取的杂化类型是___________。
(3)硼氢化钠是一种常用的还原剂,其晶胞结构如图所示:
①该晶体中的配位数为___________。标注为“1”的分数坐标为___________。
②分子中的O—B—O的键角___________(填“大于”“等于”或“小于”)中的H—B—H的键角。
③已知硼氢化钠晶体的密度为代表阿伏加德罗常数的值,则___________用含的代数式表示)。
④若硼氢化钠晶胞上下底心处的被取代,得到的晶体的化学式为___________。
3.铁、钼(Mo)、钇(Y)等过渡金属元素化合物的应用研究是前沿科学之一,回答下列问题:
(1)基态铁离子的价电子轨道表示式为_______。
(2)纳米粒子具有类似于石墨的层状结构,具有优异的润滑性能,其原因是_______。
(3)某种含钼化合物是石油工业的优良催化剂,其分子结构简式如图1。
①该分子中第二周期元素的电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
②该分子中C原子的杂化轨道类型为_______。
(4)图2是由Y、Ba、Fe、O组成的晶胞,棱上的球代表Ba,顶点的球代表Y;四方锥中心和八面体中心的球代表Fe,小球代表O。其中O的俯视图如图3,是边长为的正方形。
①该晶体的化学式为_______。
②该晶体的密度为_______(用表示阿伏加德罗常数的值)。
4.乙二胺四乙酸(简称EDTA)是分析化学中广泛应用的配位滴定试剂,其结构如图所示。
(1)EDTA的组成元素中电负性最大的是_______(填元素符号)。
(2)NF3分子的空间构型为_______。
(3)EDTA在水中的溶解性大于相对分子质量相近的烃类,从微粒间相互作用的角度解释其原因_______。
(4)EDTA在使用时经常制成钠盐,EDTA钠盐的阴离子可与多种金属离子形成配合物,如Fe2+-EDTA,结构如图。
①x=_______。②Fe2+-EDTA中,中心离子的配位数是_______。
③相较于EDTA,Fe2+-EDTA中C—N键极性会_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
④pH偏低时,EDTA钠盐阴离子的配位能力会减弱,原因是_______。
(5)EDTA的钠盐常用于水中金属离子的测定,相关反应及平衡常数表达式如下(电荷已省略):M + EDTAEDTA-M K稳EDTA-M = 。
已知:K稳EDTA-Ca = 5×1010,K稳EDTA-Al = 1.3×1016。
①在c(Ca2+)、c(Al3+)接近的混合溶液中用EDTA的钠盐进行配位滴定,优先被结合的阳离子是_______。
②已知Al3++ 6F- =[AlF6]3- K稳=1.0×1020.实验小组利用如下方法选择滴定Ca2+、Al3+混合溶液中的Ca2+含量,操作如下:
I.向50 mL混合溶液中加入适量NH4F,再调节溶液pH,加入几滴指示剂。
Ⅱ.滴加0.020 mol/L EDTA溶液,多次实验平均消耗EDTA溶液50.00 mL。(Ca2+与EDTA按物质的量比为1:1反应)。
加入NH4F的作用是_______;该50 mL混合溶液中含Ca2+_______mg。
5.许多非金属元素成键情况复杂,形成的化合物种类较多。
Ⅰ.氯溴海因浸泡鱼缸后可处理养鱼含氨废水,其结构如图所示。
(1)该分子中碳原子的杂化类型有__________。
(2)在该分子中,化学键键能N-Br键__________N-Cl键(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.电解法处理氨氮酸性废水已引起广泛关注。研究表明,当以碳为阴极,可在阴极生成,并进一步生成电中性且氧化性极强的羟基自由基()。
(3)羟基自由基的电子式为__________。
(4)生成时断裂的化学键为__________。
A.离子键 B.键 C.极性共价键 D.非极性共价键
Ⅲ.能形成多种配合物,如。
(5)该配合物的配体分子的VSEPR模型为__________。
(6)与足量溶液反应最多生成__________mol AgCl。含__________键。
(7)的键角__________(填“>”、“=”或“<”)的键角。
6.金属与非金属元素及其化合物在材料方面有重要用途。回答下列问题:
Ⅰ.如图表示一些晶体中的某些结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石结构中的某一种的某一部分。
(1)C图代表的物质属于四大晶体类型中的__________晶体。
(2)其中属于干冰的是__________(填字母),每个分子与__________个分子紧邻。
(3)黑磷的层状、层间结构如下图所示,磷原子的杂化方式为__________;层与层之间的相互作用为范德华力,黑磷属于__________晶体。
Ⅱ.与是同族元素,比较下列锗卤化物的熔点和沸点
(4)分析“”、“”、“”熔、沸点依次升高的原因__________。
GeCl4
GeBr4
熔点/°C
-49.5
26
146
沸点/°C
83.1
186
约400
Ⅲ.卤素钙钛矿已经被广泛应用于太阳能电池、发光二极管等领域,其中合成二维/三维(2D/3D)的钙钛矿异质结是提升器件稳定性和转换效率的一个策略,近期化学工作者在气相合成的单晶三维钙钛矿上合成外延生长的水平和垂直的二维钙钛矿(代表)异质结。回答下列问题:
(5)中的价层电子对数为__________,杂化轨道类型为__________。
(6)已知三维立方钙钛矿中三种离子在晶胞(a)中占据正方体顶点、面心、体心位置,图(b)显示的是三种离子在面、面、面上的投影情况:
若晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为,晶体的密度为__________(写出表达式即可)。
7.钛(Ti)及其合金大量用于航空工业,被誉为“空间金属”。以钙钛矿为原料冶炼钛单质,其工艺流程如下:
已知:,TiO2+易水解为偏钛酸H2TiO3,H2TiO3也可写成TiO(OH)2
(1)Ti位于周期表的第_______周期_______族。
(2)“水解”步骤反应的化学方程式为_______。
(3)请比较Ca2+与S2-半径大小,Ca2+_______S2-(填“>”“<”或“=”)。
(4)纳米TiO2可作为以下反应的催化剂:
①化合物乙的组成元素中第一电离能最大的是_______(填元素符号)。
②请写化合物乙中的官能团_______、_______(填名称)。
③某羧酸与化合物甲互为同分异构体,其结构简式为_______(写一种)。
(5)钙钛矿晶体立方晶胞结构如图所示,距离Ti原子最近的O原子有_______个。
8.Cu、Co均为重要工业金属。请回答下列问题:
I.溶液与乙二胺可形成配离子(是乙二胺的简写)。
(1)配离子的中心离子价电子排布式为___________。
(2)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为___________杂化。
(3)如图1配离子的配位数为___________,该微粒含有的微粒间的作用力类型有___________(填字母)。
A.配位键 B.极性键 C.离子键 D.非极性键 E.金属键
II.(4)由可制备晶体,其立方晶胞如图。与最小间距大于与最小间距,、为整数,则Co在晶胞中的位置为___________(填“面心”、“体心”、“核心”或“顶点”);晶体中一个AI周围与其最近的O的个数为___________。
9.硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛,硼的一些化合物表现出缺电子特征。回答下列问题:
(1)硼位于元素周期表的_______区,其基态原子的价电子排布式为_______,前两个周期中电负性小于B的主族元素有_______种。
(2)乙硼烷()的分子结构如下图,其中化学键①称为“二中心二电子键”,记作“2c-2e”,则乙硼烷的化学键②记作_______。
(3)(平面层状结构)的结构示意图如图1,其中O的轨道杂化方式是_______,其溶解度:热水中_______冷水中(填“”“”或“”)。
(4)已知晶体硼的熔点为2573 K、硬度为9.6(已知金刚石的硬度为10),其基本结构单元为由硼原子组成的正二十面体(如图2),则单质硼属于_______晶体(填晶体类别)。碳化硼(晶胞如图3)化学式为_______。
(5)硼氢化钠()是一种常用的还原剂,其四方晶胞结构如图4所示。
①的配位数是_______。
②已知硼氢化钠晶体的密度为,代表阿伏加德罗常数的值,则与之间的最近距离为_______nm(用含、的代数式表示)。
10.三氯氧磷(POCl3)可用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,是能推进中国半导体产业链发展壮大的一种重要的化工原料。工业上可以直接氧化PCl3制备POCl3,反应原理为:P4(白磷)+6Cl2 = 4PCl3,2PCl3+O2 = 2POCl3。请回答下列问题。
(1)POCl3的中心原子杂化方式为_______;P的基态价电子排布为_______。
(2)白磷的分子结构为如图所示。
①微粒间通过_______键相结合,键角为_______。
②白磷易溶于CS2,难溶于水,可能的原因是_______。
(3)下表为磷的卤化物的熔点。
卤化磷
PF3
PCl3
PBr3
PI3
熔点
121.6
161.2
233
334
试解释从F到I所形成的磷的卤化物熔点依次升高的原因_______。
(4)白磷的晶胞结构如图(其中代表白磷分子)。
①与每个磷分子紧邻的磷分子个数为_______个。
②晶胞中含有键的个数为_______。
11.过渡元素的化合物在生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态锰原子的核外电子排布式为___________,锰有多种化合价,在+2、+3、+4、+5和+6中,最稳定的离子是___________(填离子符号)。
(2)Ni(CO)4是常温下呈液态的镍的重要配合物,其空间结构为正四面体,其易溶于CCl4、苯等有机溶剂的原因为___________,Ni(CO)4中含有的σ键与π键的数目之比为___________。
(3)CrCl3·6H2O有三种异构体,在水中阳离子存在形式分别为[Cr(H2O)6]3+、[Cr(H2O)5Cl]2+、[Cr(H2O)4Cl2]+,等物质的量上述三种异构体分别与足量AgNO3溶液反应生成的沉淀的质量之比为___________。
(4)用邻二氮菲(phen,结构为)与琥珀酸亚铁生成稳定的橙色配合物,可测定Fe2+的浓度,发生反应:Fe2++3phen=[Fe(phen)3]2+。
用邻二氮菲测定Fe2+浓度时应控制pH为2~9的适宜范围,请解释pH不能过大的原因:___________。
(5)Fe、Se化合物是一种超导材料,其立方晶胞结构如图所示,该晶体的密度为,设为阿伏加德罗常数的值,则Se位于Fe构成的___________空隙中;相邻的Fe和Se原子核之间的距离为___________ pm(用含和的代数式表示即可)。
12.钙钛矿(通式为ABX3)是一类与钛酸钙(CaTiO3)具有相似晶体结构的新型材料。
(1)CaTiO3的晶胞形状为立方体,如下图所示。
①Ti的基态原子的价层电子排布式为______。
②该晶胞中,每个Ca周围与它最近且相等距离的O有______个。
③该晶胞结构的另一种表示中,Ti处于各顶角位置,则O处于______位置。
(2)有机-无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能,其中的合成过程如下:
①物质a中C-N-C键角小于物质b中的C-N-C键角,解释原因______。
②物质b熔点低,常温下是液态。从结构角度解释原因______。
(3)相较于钙钛矿,类钙钛矿结构材料具有高温稳定性等优点。一种类钙钛矿结构材料的化学式为Pr2NiO4,摩尔质量为,晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、a nm、b nm,如图所示。阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为______。(1 nm=10-7cm)
13.锡(Sn)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整______:。
(2)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4
①SnCl2分子的VSEPR模型名称是______。
②SnCl4的Sn-Cl键是由锡的______轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(3)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如下图:白锡具有体心四方结构;灰锡具有立方金刚石结构。
若白锡和灰锡的晶胞体积分别为V1 nm3和V2 nm3,则白锡和灰锡晶体的密度之比是______。
(4)单质Sn的制备:将SnO2与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800℃,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气,在800℃下SnO2能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是______。
14.碳元素具有丰富的化学性质,碳及其化合物有着广泛的应用。
(1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中,核外存在________对自旋相反的电子,该基态原子核外电子空间运动状态有________种。
(2)我国科学家利用与Na、Mg等活泼金属反应合成了金刚石,为金刚石的合成提供了重要的研究思路。的键是由碳的________轨道与氯的3P轨道重叠形成键。
(3)早期以石墨为原料在高温高压条件下合成金刚石。图a为金刚石晶胞,图b为石墨的层状结构(虚线所示部分为其晶胞,如图c所示)。
①石墨晶胞所含碳原子数为________;石墨中层内键的键长________(填“大于”“小于”或“等于”)金刚石中键的键长,原因是________。
②a为金刚石晶胞,属于________(选择“密堆积”还是“非密堆积”填空),该晶体的密度为,晶胞形状为立方体,边长为,阿伏加德罗常数的值为________(用含,的关系式表示)。
15.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)大小:三氟乙酸________三氯乙酸(选填>,<,=)。
(2)已知(熔点1290℃)与(熔点194℃)熔点差别较大,请简要解释熔点远高于的原因________。
(3)磷的含氧酸除了以外,还有亚磷酸等。
①是二元酸,在水中键能断裂解离出而键不能,从元素性质的角度解释其原因:________。
②是一种配体。配位时配位原子是________。
(4)、、的还原性由强到弱的顺序为________(填化学式,下同),键角由大到小的顺序为________。
16.碳、氮、氟、磷、硅等非金属元素的单质和化合物在很多领域有着广泛的应用。
(1)的空间结构为___________(用文字描述)。
(2)二氟氮烯()分子中的氮原子采用杂化,则中四个原子___________(填“在”或“不在”)同一直线上。
(3)中C的杂化方式为___________;中含有键数为___________NA(NA为阿伏加德罗常数的值);中键长与键角的数值可通过___________(填现代分析仪器)获得。
(4)共价化合物SiC的熔点约为,晶体结构如图所示,预估其晶体类型为___________晶体。若其晶胞参数(即晶胞边长)为a pm,则距离最近的Si、C之间的距离为___________(用含a的代数式表达)。
17.某化学兴趣小组探究溶液与氨水反应。
实验
操作与现象
1
向溶液中滴加氨水,产生蓝色沉淀;继续滴加氨水,沉淀溶解,溶液呈深蓝色
2
向溶液中滴加氨水,产生蓝色沉淀;过滤,将滤渣充分洗涤后,置于试管中,加入氨水,一段时间后,沉淀略有溶解
(1)溶液显蓝色的原因是存在___________(填离子符号),产生的蓝色沉淀的名称为___________。
(2)深蓝色溶液中含有,其配体为___________,配位原子为___________(填元素符号),配位数为___________。
(3)对比实验1、2可知,实验2中未充分形成。若重复实验2全部操作后,向试管中加入溶液,观察到沉淀溶解,得到深蓝色溶液,发生的反应为。请从平衡移动的视角解释溶液的作用:___________。
实验
操作与现象
3
向实验1中获得的深蓝色溶液中加入95%乙醇,析出深蓝色晶体后,过滤、洗涤、低温干燥
(4)深蓝色晶体的化学式为___________,乙醇的作用是___________,有利于晶体的析出。
(5)通过以上实验,判断配离子稳定性为___________(填“>”“<”或“=”)。
18.非金属元素及其化合物具有重要作用。回答下列问题:
(1)基态的价电子轨道表示式为___________。
(2)分子结构如图所示,其电子式为___________,属于___________分子(填“极性”或者“非极性”)。
(3)S与Se同一主族,下列说法正确的是___________(填“字母”,下同)。
a.中的键类型为键
b.中每个原子均满足最外层8电子稳定结构
c.气态氢化物的稳定性:
d.除去气体中的少量,将气体通入98.3%浓
(4)下列状态的氮原子或离子电子跃迁时,用光谱仪有可能捕捉到发射光谱的是___________。
a.1 b.1 c.1 d.1
(5)二甲胺常用作医药、农药等有机中间体的原料,其水溶液显碱性的原因:___________(用离子方程式解释)。
(6)二甲胺可用于制备某储氢材料X,其结构如下图所示,X所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示);X的阳离子中的键角___________(填“>”、“<”或“=”),二甲胺中的键角;设为阿伏加德罗常数的值,1 mol X中含有配位键的数目为___________。
19.过渡元素性质丰富,应用广泛,不仅是重要的结构材料,也是多种功能材料的主要成分。请回答下列问题:
(1)醋酸亚铜氨溶液(含、等)可用于净化合成氨原料气中少量的,反应为。
①Cu元素在周期表中的位置是___________。基态氮原子能量最高的电子运动所形成的电子云形状是___________。
②的键角比大的原因是___________。
CO沸点高于的原因是___________。
③易被空气氧化为,与相比,___________(填“前者”或“后者”)更稳定,二者所含的σ键数目之比为___________。
(2)KMnO4水溶液易氧化,但是氧化液态甲苯的效果较差,加入冠醚后会形成超分子,能快速反应,和迁移过程如图所示:
基态原子的价层电子轨道表示式为___________。若该冠醚有部分氢原子被氟原子取代,其与形成的超分子稳定性___________(填“变高”“变低”或“不变”),将换成效果会___________(填“变好”“变差”或“无影响”)。
20.过渡元素Cu、Ag能形成多种配合物。回答下列问题:
(1)Ag与Cu同族且相邻,基态Ag原子d轨道电子数为___________,Cu、Ag、Zn第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)(Ⅰ)能和、、等形成配离子,的空间结构为___________,存在共振现象,一种共振式为,比较碳氮键键长:___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)铜与反式丁烯二酸根、联吡啶形成的配离子如图:铜的化合价为___________。顺式丁烯二酸的远小于反式丁烯二酸的,主要原因是___________。
(4)某Cu(Ⅱ)配合物可用于有机合成的催化剂,阴离子晶胞结构如图1,阳离子()在晶胞中沿y轴的投影及原子分数坐标如图2,已知晶胞参数,投影、、、对应的位于晶胞棱上。投影、对应的位于晶胞面上。
该配合物阴离子的化学式为___________,、两点的间距为___________pm,晶胞中阴离子周围距离最近的的数目为___________。
21.铁、钴、镍3种元素通常称为铁系元素,在生产和科研中具有重要作用。请回答。
(1)部分晶体结构如图所示,其中被6个包围形成正八面体结构。
①基态核外价层电子的轨道表示式为___________。
②在一个晶胞中与距离相等且最近的有___________个。
(2)是一种优良的水处理剂,具有氧化杀菌和净水双重作用,其水溶液的颜色与溶液颜色相同,且在酸性条件下不稳定。
①实验室用、、KOH混合共熔可制取。中阴离子的VSEPR模型为___________;设计实验检验生成物中的铁元素___________。
②研究表明,碱性条件下,可有效将废水中的转化为毒性极低的,书写该反应的离子方程式___________。已知的中心原子为C,写出2种的可能的结构式___________。
(3)钴、镍元素可与多种配体形成配合物。
①是无色的挥发性液体,是红黄色单斜晶体,的熔点高于的原因是___________。
②与丁二酮肟()按微粒数反应,可生成鲜红色的沉淀二丁二酮肟合镍,生成物分子中含有多个环状结构,还含有分子内氢键。画出二丁二酮肟合镍的分子结构示意图___________。
③含溶液放置于空气中会缓慢氧化生成,请从结构角度解释原因___________。
22.我国科学家设计合成的环金属化铂(Ⅱ)配合物在抗癌方面有望成为顺铂替代品,克服其耐药性缺点。回答下列问题:
(1)基态Pt原子的价电子排布式为,Pt在元素周期表中的位置为___________。
(2)一种平面形环金属化铂(Ⅱ)配合物阳离子结构如图。
①该阳离子的配体中C的杂化方式为___________。
②键角比较:三甲胺[]中C-N-C键角___________(填“>”“<”或“=”)配体中C-N-C键角,解释原因:___________。
(3)氯铂酸铵[]是制备海绵铂的重要中间体,晶胞是立方体结构,边长为a nm,其中一种离子按面心立方堆积形式排列如图,另一种离子填充在所有的四面体空隙中。
图中黑球表示___________(填离子符号);N-Pt最近距离为___________cm。
(4)铂可与不同的配体形成多种配合物,分子式为[]的配合物有两种不同颜色,其中橙黄色比较不稳定,在水中的溶解度大;呈亮黄色的物质在水中的溶解度小,如图所示的结构示意图中呈亮黄色的是___________(填“A”或“B”)。
23.荧光开关分子是一类能响应光、热等物理刺激的光学分子。分子M(非荧光态)的空腔尺寸与高度匹配,当同时结合和后转变为N(荧光态)。
(1)组成分子M的元素中,气态基态原子第一电离能最大的是_______。
A.H B.C C.N D.O
(2)和,比较键角:①_______②。说明理由_______。
(3)1 mol冠醚中含_______个键。
(4)下列说法正确的是_______。(不定项)
A.分子M可以增大NaCl在有机溶剂中的溶解度
B.分子N中氧原子与形成离子键
C.可采用原子光谱检测分子N中的钠元素
D.和的共同作用也可以使分子M转化为荧光分子
(5)实验室采用动态吸附法研究冠醚对的吸附性能:在2.0 L浓度为的钠盐溶液中加入10.00 g冠醚,吸附平衡后测得浓度降至。计算的吸附容量_______。
已知吸附容量公式:[其中、为吸附前、后钠盐中的质量浓度;忽略溶液体积变化]
ZnO量子点掺杂的荧光开关分子性能更优异。两种ZnO晶胞如下图所示。
(6)的价电子排布为_______。
A. B. C. D.
(7)甲、乙晶胞内的数目之比为_______。
A. B. C. D.
(8)已知甲中和的最短距离为a nm(位于正方体的体对角线处),阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为_______。(,结果用含a、的代数式表示,不必化简)
24.铁、钴、镍及其化合物在生产、生活中有重要应用。请回答下列问题:
(1)基态铁原子的核外电子排布式为_______。
(2)不稳定,很容易被氧化成,请从结构角度解释其原因:_______。
(3)氯化钴(Ⅲ)的氨配合物有多种,主要有紫红色晶体、砖红色晶体、橙黄色晶体等。
①上述钴的配合物中,配位数为_______。
②与足量的溶液反应,消耗的物质的量为_______mol。
③中配体的空间结构分别为_______、_______。
④已知为正八面体结构(如图1)。若其中两个被取代,则取代后的结构有_______种。
(4)(四氨基酞菁)镍(Ⅱ)可作为超级电容器材料,其结构如图2.已知中的配位键可表示为,请在图2中标出(四氨基酞菁)镍(Ⅱ)中N和Ni之间的配位键_______。
四氨基酞菁在水中的溶解度比酞菁大,原因是_______。
25.依据所学的物质结构知识,回答下列问题:
(1)部分晶体的二维平面示意图如图,a、b中可表示化学式为的化合物的是___________(填“a”或“b”)。
(2)胆矾()可写成,其结构示意图如图。
①该配合物的中心离子是___________(填离子符号),存在的化学键类型包括___________。
②的空间结构为___________(填“正四面体形”“直线形”或“平面三角形”);中存在一种特殊的键,它是由配位氧原子轨道上的孤电子对与中心硫原子的空轨道发生肩并肩重叠而形成的,称为键。下列微粒可能含有键的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(3)如图所示(●代表Cu原子,○代表O原子),该晶胞代表的物质化学式为___________,鉴别晶体与非晶体最科学的实验方法为___________。
26.铜氨离子在化工和生物学方面用途广泛。
(1)制备铜氨配合物(已知:1mol•L﹣1氨水的pH约为11.5)
①实验第一步生成蓝色沉淀的离子方程式为_______。
②甲同学认为实验所得深蓝色溶液中的配离子为,乙同学认为配离子也可能为,乙同学判断的依据是_______。
③丙同学重复实验的第一步,然后向含蓝色沉淀的悬浊液中滴加_______,沉淀无明显变化,证明实验所得深蓝色溶液中的配离子不是。
④向铜氨溶液中加入乙醇可析出晶体。乙醇降低配合物溶解度的原因是_______。
(2)铜氨法可用于测定气体中的氧气浓度。该方法是以过量Cu作为还原剂,用一定量铵盐和氨水的混合液作为吸收液吸收O2,其原理如图所示。
①结构的示意图可表示为_______。
②以Cu为还原剂,用铵盐和氨水混合液吸收O2总反应的离子方程式为_______。
③结合以上信息,下列说法正确的是_______。
a.混合液中铵盐可抑制氨水的电离,有利于配离子的形成
b.吸收O2过程中,CuO、Cu2O是中间产物
c.O2被全部吸收时,反应终点的现象为:吸收液由无色变为蓝色
27.VIA族的O、S、、等元素的化合物有许多重要用途。回答下列问题:
(1)基态O原子中,未成对电子数与成对电子数之比为_______。
(2)中S原子的杂化轨道类型为_______,离子的空间结构为_______。
(3)、和键角大小顺序是_______,原因是_______。
(4)黄铁矿是工业生产硫酸的原料,其晶胞结构如图所示,晶胞参数为,该晶体的电子式为_______,晶体的密度为_______。
(5)工业上可用除去多余的,试写出该反应的离子方程式_______。
(6)化合物、和的结构如图。
、和中羟基与水均可形成氢键(),按照氢键由强到弱对三种酸排序_______,请说明理由_______。
(7)用作重金属离子的沉淀剂。25℃时,向浓度均为和的混合溶液中通入,当开始沉淀时,溶液中_______。(已知:25℃时,,)。
28.铁的化合物种类繁多,应用广泛。回答下列问题:
(1)某含的结晶水合物的结构片段如图所示(球与球之间的短线代表单键或双键)。
该结晶水合物的化学式为______,其中和之间的作用力类型为______。
(2)铁有三种同素异形体,它们的晶胞结构如图所示,晶胞中含有的铁原子数为______,、两种晶体中铁原子的配位数之比为______。
(3)南开大学某课题组成功合成无机二茂铁的配离子,其中环状配体(4个P原子共平面)中孤电子对不参与配位,以电子参与配位,结构如图所示。该离子中与形成配位键的电子共有______个,P原子的价层孤电子对占据______(填字母)。
A.3s轨道 B.3p轨道 C.杂化轨道 D.杂化轨道
(4)晶体中,的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。中有一半的填充在正四面体空隙中,另一半和填充在正八面体空隙中,则晶体中,正四面体空隙数与数之比为______。晶胞中有8个图示结构单元,晶体密度为,阿伏加德罗常数的值为,则该晶胞参数______cm(用含的代数式表示即可)。
29.我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有等元素。回答下列问题:
(1)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂,其化学式为。
①1 mol该配合物中含键的数目为______。
②该配合物中不存在的作用力类型有______(填字母)。
A.金属键 B.离子键 C.配位键 D.氢键 E.范德华力
(2)镍能形成多种配合物,其中是无色挥发性液体,是红黄色单斜晶体。的熔点高于的原因是______。
(3)科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。晶体最简化学式为______,晶胞中B和C原子构成的多面体中有______个六边形的面。
(4)有一种氮化硼晶体的结构与金刚石相似,其晶胞如图所示。
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,称作原子分数坐标。已知三个原子坐标分数参数:A为、B为、C为,则D的原子坐标分数为______。
②氮化硼晶胞的俯视投影图是______(填字母)。
(5)某段时间,锂电池放电过程中,的变化如图所示(均在晶胞体内和棱上,Li在晶胞体内和顶点):
①放电前,______。
②放电后,距离a点最近的有______个。
③放电后晶体的晶胞参数为,夹角为和,晶体的密度为,则阿伏加德罗常数为______(用含a、c和的代数式表示即可)。
30.氨硼烷含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。请回答:
(1)分子中存在配位键,写出该物质的结构式_______。
(2)已知:在四氢呋喃(THF,结构简式为:)作溶剂的条件下可合成氨硼烷:。
①下列说法正确的是_______。
A.测定晶体结构常用的仪器为射线衍射仪
B.第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有2种
C.电子排布为的原子处于激发态
D.四氢呋喃分子间可形成分子间氢键
②已知可作为瞬间中间体被检测到,试比较键角:_______(填“>”、"<"或"="),请说明理由_______。
(3)已知电负性:,水解会产生两种气体和,写出此反应的化学方程式:_______。
(4)热分解释放氢的副产物为,常见的存在如下两种晶体结构。
①h-BN和c-BN的晶体类型分别是_______、_______。
②c-BN晶体中与B距离最近且相等的B有_______个
③h-BN晶体结构与石墨相似却不导电,原因是_______。
31.分子的空间结构和分子之间的作用力是理解分子结构与性质关系的基础。回答下列问题:
(1)在分子中:
①以极性键结合的非极性分子是______(填化学式,下同);以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是______。
②中心原子上未用于成键的价电子对最多的是______。
(2)蓝矾()的结构如图所示:
的空间结构是______。
(3)已知:苯酚()具有弱酸性,其;水杨酸第一步电离形成的离子为,据此判断,相同温度下电离平衡常数(水杨酸)______(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是______。
(4)①已知吡咯()中的各原子均在同一平面内,则吡咯分子中N原子采取的杂化类型为______。
②已知:分子中形成大键的轨道必须垂直平面且相互平行。分子中的大键可用表示,其中代表参与形成大键的原子数,代表参与形成大键的电子数,则吡咯中的大键应表示为______。
32.氮族元素位于元素周期表ⅤA族,其单质及化合物广泛应用于农业、化工、材料等多个领域。回答下列问题:
(1)下列氮原子的轨道表示式表示的状态中,能量由低到高的顺序是______(填字母)。
A. B.
C. D.
(2)分子中大π键可表示为,氮原子的杂化方式为______,p轨道提供2个电子形成大π键的N原子是______(填“1”或“2”)号N原子。
(3)化合物A[化学式:(H2N)3PS]和B[化学式:(H2N)3PO]具有相似的结构,如图。
①化合物B给出H+趋势相对更大,请从结构角度分析原因:______。
②将化合物A与足量稀硫酸混合,在加热条件下充分反应,得到一种还原性气体和含H3PO4的溶液,写出发生反应的化学方程式:______。
(4)砷化硼(BAs)是一种超高热导率半导体材料,其立方晶胞结构如下图所示。
①As原子处于B原子形成的四面体空隙中,则四面体空隙的填充率为______%。
②1号原子的分数坐标为,则3号As原子的分数坐标为______,若该晶胞的密度为d g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中B原子与最近的As原子的距离为______(列出计算表达式)pm。
33.卤族元素包括F、Cl、Br、I等元素,氮族元素包括N、P、As、Sb等元素。回答下列问题:
(1)F、Cl、P、As的电负性由强到弱的顺序为_______。
(2)Sb、I均位于第五周期,则基态Sb原子的价电子中成对电子数与未成对电子数之比为_______;基态Br原子的价电子排布式是_______。
(3)下图分子结构中的碳氮六元环和碳氮五元环并列结构中的所有原子共平面,则碱性:1号N(填“>”“=”或“<”)_______2号N。
(4)一种含有P、Zr等元素的结合剂可作为层状材料,其晶体中局部结构如图所示,其中氧原子的杂化方式为_______;该晶体的层间区域可以容纳大量的水分子,原因是_______。
(5)一种含F的配合物晶体的四方晶胞结构如图所示。设表示阿伏加德罗常数的值,则1个晶胞的质量为_______g;与面心X位置的等距离且最近的有_______个。
34.碳酸二甲酯()是一种绿色化工原料。用于汽车、医疗器械等领域。以甲醇为原料生产碳酸二甲酯的反应过程如下。
i.
ii.
(1)碳酸二甲酯分子中羰基碳原子的杂化类型是__________。
(2)中,基态的价电子排布式为__________,氯元素在周期表中属于__________区元素,在生产碳酸二甲酯的反应过程中所起的作用是__________。
(3)上述方法中,甲醇单位时间内的转化率较低。为分析原因,查阅如下资料。
i.甲醇单位时间内的转化率主要受(+1价铜元素)浓度的影响。
ii.在甲醇中溶解度较小,且其中的易被氧化为难溶的。
iii.加入4-甲基咪唑()可与形成配合物,可提高甲醇的转化率。4-甲基咪唑中,1号N原子的孤电子对因参与形成大键,电子云密度降低。
请结合信息回答以下问题。
①4-甲基咪唑中,1~4号原子__________(填“在”或“不在”)同一平面上,__________(填“1”或“3”)号N原子更容易与形成配位键。
②加入4-甲基咪唑后,甲醇转化率提高,可能的原因是__________(填序号)。
a.配合物中的结构可增大其在甲醇中的溶解度
b.通过形成配合物,避免被氧化为难溶的
c.形成的配合物能增大反应的限度
(4)配位原子提供孤电子对的能力是影响配体与之间配位键强度的一个重要因素。若用某结构相似的含配体与配位,所得配合物的稳定性比含配体低,可能的原因是_____。
35.磁性材料氮化铁镍合金应用广泛。
(1)基态核外价层电子排布式为___________,Fe在元素周期表中的位置为___________。
(2)可与丁二酮肟反应生成鲜红色的螯合物沉淀,在定性分析中用于鉴定。
①下列有关上述物质的叙述正确的是___________。
A.丁二酮肟存在顺反异构
B.丁二酮肟中和的杂化方式均为
C.1 mol丁二酮肟中键的数目为
D.丁二酮肟镍的中心原子配位数和所连配体数相同
②相同压强下,丁二酮肟镍的沸点低于丁二酮肟,原因是___________。
(3)邻二氮菲(phen)与生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子,可用于补铁剂中的测定。
结构简式
结构特点
邻二氮菲
分子中包含吡啶()的环状结构,吡啶环中含有与苯类似的大键。
①邻二氮菲的一氯代物有___________种。
②由于吡啶分子中的原子上存在孤电子对,使类似结构的物质具有一定碱性。、、的碱性随原子电子云密度的增大而增强、三种物质的碱性由强到弱的顺序是___________。
③吡啶中N原子的价层孤电子对占据___________(填序号)。
A.轨道 B.轨道 C.杂化轨道 D.杂化轨道
(4)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示。
①其中与铁原子距离最近的铁原子的个数为___________。
②根据图示信息,N排列在Fe构成的___________(填空间构型)空隙中。
③该晶体的密度为___________(用含、、的代数式表示)(设为阿伏加德罗常数的值)。
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
$
2026年高考化学结构大题之考前训练
答案
1【答案】(1) 六 ⅠB 球形
(2) O Pt能与形成配离子,使的还原能力增强 硫酸分子间能形成氢键 B>C>A
(3)
【详解】(1)的原子序数是79,由于79-50=29,因此金和铜位于同一族,所以Au位于第六周期第IB族,其中最外层电子占据的能级是,所以电子云轮廓图为球形。
(2)①同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小,和失去1个电子后最外层电子排布式分别为和,失去1个电子后最外层电子排布式为,所以元素N、O、S中,第二电离能最大的是O。
②由于能与形成配离子,使Pt的还原能力增强,所以王水能溶解Pt。
③由于硫酸分子间能形成氢键,所以硫酸沸点高。
④根据结构简式可知端基氧原子和氮原子形成大键,原子轨道重叠程度大,键长短,氧原子与羟基氢原子形成氢键后会降低电子云密度,导致键长变长,所以键键长由大到小的顺序是。
(3)①根据晶胞结构可知Cs的个数为,的个数为,的个数为,即化学式为,根据晶胞结构可知的两种配离子分别是和,根据元素守恒和电荷守恒可知该物质为,因此两种配离子的个数比为。
②晶胞体积为,质量为,所以密度为。
2【答案】(1)氨硼烷分子和水分子之间可以形成氢键
(2) 或 、
(3) 8 大于
【详解】(1)氨硼烷能溶于水,是由于氨硼烷分子与水分子之间可以形成氢键,增加了分子之间的相互吸引作用;
(2)图(a)是一种链状结构的多硼酸根,从图可看出,每个单元,都有一个B,有一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别为2个单元共用,所以 ,所以化学式为或;从图(b)是硼砂晶体中阴离子的环状结构可看出:一半B原子采用杂化形成两个四面体;另一半B原子采用的是杂化形成两个平面三角形结构,故B原子杂化类型为杂化、杂化;
(3)①以上底面面心研究,与其配位的处于晶胞的顶点,有4个、晶胞上半部分侧面的面心,有2个,以及处于晶胞下半部侧面的面心,有2个,即该晶体中的配位数为8;根据坐标原点及标注为“1”的的位置,可知该的分数坐标为;
②分子为平面分子,B原子采用杂化,而中B原子采用杂化,杂化形成的键角是,杂化形成的键角是,所以杂化形成的键角大于杂化形成的键角,故分子中的O—B—O的键角大于中的H—B—H的键角;
③在一个晶胞中含有的数目为,含有的的数目为,则根据晶胞密度公式可知,所以该晶胞中;
④根据在晶胞的位置可知:若硼氢化钠晶胞上下底心处的被取代,则其中含有的数目为,含有的数目为;含有的的数目为,因此该晶体化学式为。
3【答案】(1)
(2)层与层之间的范德华力较弱,外力作用下易发生滑动
(3) O>N>C 、
(4)
【详解】(1)
铁为26号元素,基态铁离子的电子排布式为[Ar]3d5,价电子轨道表示式为:;
(2)层与层之间的范德华力较弱,外力作用下易发生滑动,所以纳米粒子具有类似于石墨的层状结构,具有优异的润滑性能;
(3)①该分子中第二周期元素为C、N、O,同周期,从左到右,电负性逐渐增大,故电负性由大到小的顺序为:;
②该分子中C原子有双键碳原子、苯环碳原子和单键碳原子,其杂化轨道类型为、;
(4)①Y为晶胞的顶点,Y原子个数为,Ba位于棱上,个数为,O原子有12个位于面上,有2个位于晶胞内,个数为,3个Fe原子位于晶胞内,所以该晶胞的化学式为:;
②一个晶胞的质量 ,晶胞体积 ,该晶体的密度 。该晶体的密度为。
4【答案】(1)O(2)三角锥形(3)EDTA中含有羧基和N原子,能与水形成氢键
(4) 2 6 增大 N与H+结合后,失去配位能力;—COO-转化为—COOH,配位能力减弱
(5) Al3+ 掩蔽Al3+,防止其与EDTA反应,干扰Ca2+含量的测定 40
【详解】(1)EDTA的组成元素为C、H、O、N,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,电负性顺序为,因此电负性最大的是O
(2)中心N原子的价层电子对数为,含1对孤电子对,因此空间构型为三角锥形;
(3)EDTA中含有的羧基、N原子,可与水分子形成氢键,且EDTA是极性分子,符合相似相溶规律,因此溶解度远大于相对分子质量相近的非极性烃类;
(4)①EDTA阴离子共4个羧基完全电离,带4个负电荷,中心带2个正电荷,总电荷为,因此;
②从结构可知,2个N原子和4个O原子都与形成配位键,因此配位数为6;
③N原子的孤对电子向偏移形成配位键后,N对C-N键电子对的吸引力增强,电子对更偏向N,因此C-N键极性增大;
④pH偏低即浓度大,会与EDTA阴离子的N/O结合,占据孤对电子,无法形成配位键,因此配位能力减弱;
(5)①越大,配合物越稳定,越易生成,,因此优先结合;
②滴定时,会干扰测定,加入可使转化为稳定的,掩蔽,消除干扰;与EDTA 1:1反应,,质量为。
5【答案】(1)sp2 sp3(2)<(3)(4)D(5)四面体形(6) 2 20(7)>
【详解】(1)该分子中饱和碳原子为sp3杂化,羰基碳为sp2杂化;
(2)氯原子半径小于溴原子,N-Cl键键长小于N-Br键键长,则N-Br键键能更小;
(3)羟基自由基中含1个未成对电子,电子式为;
(4)电子式为,生成时断裂的化学键为氧氧非极性共价键,故选D;
(5)该配合物的配体分子为氨分子、水分子,NH3分子中N原子的价层电子对数为,N原子采用sp3杂化,H2O分子中中心O原子价层电子对数为,O原子采用sp3杂化,故VSEPR模型均为四面体形;
(6)中外界氯离子为2mol,则与足量溶液反应最多生成2mol AgCl;单键、配位键均为σ键,含20键。
(7)中氮原子与钴离子形成配位键,使得中N形成4个共价键,N无孤电子对,中氮原子上存在1对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致的键角大于的键角。
6【答案】(1)共价(2) B 12(3) sp3 混合型
(4)它们都形成分子晶体,分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大
(5) 4 sp3
(6)或
【详解】(1)图D是金刚石的正四面体结构单元,金刚石属于共价晶体;
(2)干冰为面心立方晶体,对应图B;干冰晶胞中,每个分子周围,同一层有4个、上层和下层各有4个紧邻的分子,共个;
(3)黑磷中每个原子形成3个键,还有1对孤电子对,价层电子对数为,因此杂化方式为;黑磷层内原子以共价键结合,层间为范德华力,和石墨类似,属于混合(过渡型)晶体;
(4)、、均属于分子晶体,对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越强,熔沸点越高;三者相对分子质量依次增大,因此熔沸点依次升高;
(5)中原子形成4个键(与3个、1个成键),无孤电子对,价层电子对数为,因此杂化方式为;
(6)根据钙钛矿晶胞结构投影可知:位于顶点,数目为;位于体心,数目为;位于面心,数目为,晶胞总摩尔质量为, 晶胞边长,晶胞体积,因此密度。
_______。
7【答案】(1) 四 ⅣB(2)TiOSO4+2H2O=H2TiO3+H2SO4
(3)<(4) N 醚键 氨基 CH3CH2CH2COOH或(CH3)2CHCOOH (5)6
【分析】钙钛矿中加入硫酸进行酸浸,将钛转化为TiOSO4溶液,过滤得到滤渣主要成分为CaSO4,TiO2+易水解为偏钛酸H2TiO3,H2TiO3也可写成TiO(OH)2,过滤得到H2TiO3和滤液,主要成分为H2SO4,对沉淀进行煅烧得到TiO2,TiO2和C、Cl2进行高温氯化反应得到TiCl4,然后用Mg在Ar保护下与TiCl4进行高温还原得到Ti,据此分析解题。
【详解】(1)Ti 的原子序数为22,核外电子排布可写为 ,最高能层为第 4 层,所以位于第四周期;Ti 属于过渡金属元素,在元素周期表中位于ⅣB族;
(2)“水解”步骤中,流程图显示 水解生成偏钛酸 ,同时生成硫酸。根据原子守恒配平可得:;
(3)比较离子半径时,一般先看电子层数。和 的核外电子数都为 18,电子层结构相同;核电荷数越大,对核外电子吸引越强,离子半径越小。的核电荷数为 20,的核电荷数为 16,所以 半径更小,因此:;
(4)① 化合物乙中含有C、H、O、N 四种元素。比较第一电离能时,一般同周期从左到右增大,但 N 原子的为半充满稳定结构,第一电离能大于O;H的第一电离能也小于N,因此组成元素中第一电离能最大的是N;
② 化合物乙结构中含有醚键和氨基,其中属于醚键,属于氨基,所以官能团名称为:醚键、氨基;
③ 某羧酸与化合物甲互为同分异构体,说明二者分子式相同。化合物甲结构为,分子式为;与其同分异构的羧酸应为,可以写,也可以写;
(5)图中 Ti 原子位于立方晶胞的顶点,O 原子位于面心位置,一个顶点 Ti 被8个晶胞共同占有,围绕这个Ti 原子,最近的O原子分布在与它相邻的6个面心方向上,即前后、左右、上下各有 1 个,所以距离 Ti 原子最近的O原子共有6个。
8【答案】(1)(2)(3) 4 ABD(4) 体心 12
【详解】(1)铜的原子序数为29,根据能量最低原理基态铜离子的电子排布式为或,价电子排布式为,故答案为。
(2)乙二胺分子中氮原子形成3个σ键,且有1对孤电子对,价层电子对数为4,氮原子为杂化。
(3)图1中所形成的配离子中的配位数为4,含有的化学键中与之间为配位键,键为非极性键,、、键为极性键,不含离子键、金属键,故答案为:ABD。
(4)由可制备晶体,其立方晶胞如图。、为整数,由图可知,晶胞中Al原子(黑球)位于8个顶点,Co原子(灰球)位于体心,O原子(白球)位于6个面心。此结构中,Al与O的最小间距为顶点到面心的距离(a为晶胞边长),Co与O的最小间距为体心到面心的距离。因为,符合题干“Al与O最小间距大于Co与O最小间距”的条件,说明该结构模型正确,因此Co在晶胞中的位置为体心;晶体中一个周围与其最近的原子,以顶点分析,与之距离最近的O原子是面心上的O原子,距离为(a为晶胞边长)。通过观察晶胞结构,每个顶点Al原子周围有12个这样最近的O原子,因此其配位数为12。
9【答案】(1) p 2(2)(3) >
(4) 原子 (5) 8
【详解】(1)B为5号元素,位于元素周期表p区,基态原子价电子排布为,根据鲍林电负性,前两个周期主族元素中,电负性小于B的只有Li、Be,共2种;
(2)乙硼烷中②的化学键是2个B和1个H共用2个电子,为三中心二电子键,记作;
(3)中O原子形成2个σ键,含2对孤对电子,价层电子对数为4,故为杂化,升温会破坏硼酸分子间氢键,溶解度增大,故热水中溶解度大于冷水;
(4)晶体硼熔点高、硬度大,符合原子晶体的特征,因此单质硼属于原子晶体,由图可知晶体硼的结构单元有20个 ,每个三角形的顶点被5个三角形共用,每个三角形3个顶点,因此硼原子数为个,由碳化硼的晶胞示意图可知,碳化硼晶胞每个顶点上有一个晶体硼结构单元,同一个结构单元又被8个晶胞共用,则含有的硼原子数为个,由图可知含有的碳原子数为3,故分子式为;
(5)①以晶胞中任意为例,周围最近且等距的有8个,故配位数为8;
②一个晶胞中含4个和4个,因此晶胞总质量为,设晶胞底面边长为,晶胞高为,晶胞体积由得,解得,与最近距离为晶胞面对角线的一半,即。
10【答案】(1) (2) 共价键 、为非极性分子,为极性分子,根据相似相溶原理,白磷易溶于,难溶于水
(3)从F到I所形成的磷的卤化物都是分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力增强(4) 12 24
【详解】(1)中心P原子的价层电子对数=σ键数+孤电子对数=4 + ,无孤电子对,因此杂化方式为杂化;P为15号元素,基态原子价电子为最外层电子,排布式为。
(2)①图示为(白磷)分子的结构,分子内P原子之间通过共价键结合;白磷分子为正四面体结构,4个P原子位于正四面体顶点,因此键角为60°。
②溶解性符合相似相溶原理:白磷为正四面体,为直线形,都是对称的非极性分子,水的空间结构为V形,正负电荷中心不对称,是极性分子,因此白磷易溶于,难溶于水。
(3)四种磷的卤化物都属于分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子结构相似时,相对分子质量越大,范德华力越强,熔点越高。从到相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增强,因此熔点逐渐升高。
(4)①由晶胞结构可知,白磷晶体中分子为面心立方最密堆积,面心立方堆积的配位数(紧邻的分子数)为12。
②用均摊法计算晶胞中分子数,顶点:,面心:,共4个分子;每个分子为正四面体结构,含有6个键,因此晶胞中键总数为。
11【答案】(1)
(2) 是非极性分子,、苯为非极性溶剂,根据相似相溶原理,易溶于其中 1:1
(3)3:2:1
(4)pH过大时,会水解生成沉淀,降低浓度,影响配合物生成,干扰测定
(5) 正四面体
【详解】(1)Mn为25号元素,根据核外电子排布规则,基态Mn原子核外电子排布式为,可简化为;的价电子排布为,符合洪特规则的半充满稳定结构,因此最稳定;
(2)空间构型为正四面体,正负电荷中心重合,属于非极性分子,、苯均为非极性溶剂,根据相似相溶原理,易溶于二者;中,Ni与4个CO形成4个配位σ键,每个CO中含1个σ键、2个π键,总σ键数为,总π键数为,故σ键与π键数目比为
(3)配合物中只有外界电离出的能与反应生成AgCl沉淀,1 mol三种异构体中,外界的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol,因此生成AgCl沉淀的质量比为;
(4)pH过大时,浓度较高,会与结合生成沉淀,无法和邻二氮菲形成目标配合物,影响测定,因此pH不能过大;
(5)晶胞中Fe位于顶点和面心,原子数:,Se原子全部在晶胞内,共8个;Fe为面心立方堆积,晶胞共有8个正四面体空隙,Se恰好填充在正四面体空隙中;晶胞质量,由得晶胞边长,相邻Fe和Se的核间距为晶胞体对角线的,转换单位后,得到距离为。
12【答案】(1) 12 棱心
(2) 孤电子对有较大的斥力,使中的键角更小 是离子晶体,但阴、阳离子体积较大,使得二者之间的作用力相对较弱
(3)
【详解】(1)①的原子序数为22,基态原子的价层电子排布式为;
②位于晶胞顶点,O原子位于以原子为中心的12个面的面心上,所以有12个;
③将体心的原子平移到顶角,则氧原子按同样的路径平移到棱心上,因此O原子位于棱心位置;
(2)①两个物质中N原子都是杂化,但中N原子有一对孤电子对,对成键电子有排斥力,键角更小;
②是离子晶体,熔点受离子键强弱的影响,但该化合物阴阳离子体积较大,离子键较弱,熔点较低;
(3)该晶胞中含有2个单元,,,因此晶胞的密度为 ;
13【答案】(1)(2) 平面三角形 sp3(3)V2 : 4V1
(4)空气中的O2与焦炭在高温下反应生成CO,CO将SnO2还原为单质 Sn
【详解】(1)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族,Sn原子的基态价层电子排布式为5s25p2,根据洪特规则,电子分占不同轨道且自旋平行,据此写出相应的轨道表示式为;
(2)①SnCl2分子中中心原子Sn的价层电子对数为:,采用sp2杂化,因此SnCl2分子的VSEPR模型名称为平面三角形;
②SnCl4中中心原子Sn的价层电子对数为:,Sn无孤电子对,采取 sp3杂化,因此Sn-Cl键是由Sn的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成键;
(3)由题图可知, 每个白锡晶胞中Sn原子个数为,每个灰锡晶胞中 Sn原子个数为,则白锡晶体和灰锡晶体的密度之比为。
(4)将SnO2与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800℃,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气,在800℃下SnO2能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是空气中的O2与焦炭在高温下反应生成CO,CO将SnO2还原为单质 Sn。
14【答案】(1) 2 4(2)1个杂化
(3) 4 小于 石墨中层内C原子采取杂化,成键电子云重叠程度更大,键长更短;而金刚石中C原子采取杂化,电子云重叠程度相对较小,键长更长 非密堆积
【详解】(1)基态13C原子核外有6个电子,电子排布式为1s22s22p2,核外存在2对自旋相反的电子;该基态原子核外电子空间运动状态有4种:1s、2s轨道各1种,2p轨道有两个电子,有2种运动状态;
(2)CCl4的中心原子为C,价层电子对数为,孤电子对为0,杂化方式为sp3杂化,C−Cl键是由碳的1个sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键;
(3)图c为石墨的晶胞,内部有1个C原子,面上有2个C原子,棱上有4个C原子,顶角有8个C原子,C原子个数为;石墨中层内键的键长小于金刚石中键的键长,原因为:石墨中层内C原子采取杂化,成键电子云重叠程度更大,键长更短;而金刚石中C原子采取杂化,电子云重叠程度相对较小,键长更长;图a金刚石晶胞为面心立方结构,但内部有4个原子位于四面体空隙,其空间利用率(34%)低于最密堆积(74%),属于非密堆积;金刚石晶胞中C原子数为,质量为,体积为(a×10-7)3cm3,根据密度公式,NA=;
15【答案】(1)(2)是离子晶体,是分子晶体,离子晶体熔点高
(3) 的电负性大于的,键极性大于键 O
(4) 、、 、、
(5)吡啶能与分子形成分子间氢键 吡啶和均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子
【详解】(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,所以为:<;
(2)是离子晶体,是分子晶体,离子晶体熔点高;
(3)①的电负性大于的,键极性大于键;
②是一种配体,配位时配位原子是 O 原子,因为 O 原子上有孤电子对,可以提供电子对形成配位键;
(4)同主族从上到下,中心原子半径增大,E-H 键键能逐渐减小,越容易断裂,越容易被氧化,还原性增强,所以NH3、PH3、AsH3的还原性由强到弱为:AsH3>PH3> NH3,所以答案为AsH3、PH3、 NH3;从 N 到 P、As,中心原子电负性减小,成键电子对间排斥减弱,键角逐渐接近 90°,键角由大到小为:NH3> PH3> AsH3,所以答案为NH3、 PH3、AsH3;
(5)吡啶在水中的溶解度远大于苯,主要原因有两点:第一,吡啶分子中含有 N 原子,分子具有一定极性,而苯是非极性分子;第二,吡啶中 N 原子上有孤电子对,可以与H2O分子形成氢键,因此更容易溶于水,所以答案为吡啶能与分子形成分子间氢键 ;吡啶和均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子。
16【答案】(1)正四面体(2)不在(3) sp3和sp 6 X射线衍射
(4) 共价 pm
【详解】(1)白磷分子P4中,四个磷原子位于正四面体的四个顶点,每个磷原子与另外三个磷原子通过单键相连。
(2)sp2杂化的中心原子呈平面三角形,键角约120∘。若两个氮原子均为sp2杂化,则N2F2分子为平面结构,四个原子不可能共线。
(3)甲基(CH3−)中的碳为sp3杂化;三键上的两个碳均为sp杂化;分子结构为H3C−C≡C−H的σ键包括:3个C−H(甲基)、1个C−C单键、1个C≡C中的σ键、1个≡C−H键。共3+1+1+1=6个σ键;测定键长键角的仪器:通常使用X射线衍射(或X射线单晶衍射)。
(4)SiC(碳化硅)熔点高达2700∘C,硬度大,为典型的共价晶体;SiC晶胞类似金刚石结构,Si和C交替占据所有四面体空隙。在一个晶胞中,最近邻的Si–C距离等于体对角线长度的1/4。晶胞边长a pm,体对角线长 a pm,因此距离为pm。
17【答案】(1) 氢氧化铜
(2) N 4
(3)加入的消耗,使减小,平衡正向移动(合理即可)
(4) 减小溶剂的极性(合理即可)(5)<
【分析】硫酸铜溶液加入氨水生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加入氨水,氢氧化铜蓝色沉淀转化为深蓝色溶液。
【小题1】硫酸铜溶液中以水合铜离子形式存在,该离子显蓝色;滴加少量氨水时,反应生成蓝色氢氧化铜沉淀。
【小题2】配合物中,提供孤电子对的是配体,提供孤对电子的是配位原子,共有4个配体,因此配位数为4。
【小题3】根据平衡,加入后,结合体系中的,使浓度降低,平衡正向移动,氢氧化铜沉淀转化为而溶解,得到深蓝色溶液。
【小题4】深蓝色晶体为硫酸四氨合铜,化学式为,该离子型配合物在极性较低的乙醇中溶解度远小于水,因此加入乙醇可降低其溶解度,促进晶体析出。
【小题5】原本以形式存在,加入氨水后转化为,说明更稳定,因此稳定性。
18【答案】(1)(2) 极性
(3)cd(4)cd(5)(6) N>O>C>B >
【详解】(1)
Se位于第四周期ⅥA族,价电子排布:,价电子轨道表示式为:
(2)
①S2Cl2为共价化合物,其电子式为
②分子为折叠书页形,正负电荷中心不重合,属于极性分子;
(3)a.中H的1s轨道与Se的sp3轨道头碰头重叠,键为键,故a项错误;
b.中S原子最外层6+6=12个电子,不满足8电子稳定结构,故b项错误;
c.非金属性O>S>Se,非金属性越强,氢化物越稳定:,故c项正确;
d.极易溶于98.3%浓硫酸,几乎不溶,可除杂,故d项正确;故答案为cd。
(4)a.N原子基态→无发射;b.基态 → 无发射;c.高能激发态 → 有发射光谱;d.高能激发态 → 有发射光谱;故选cd;
(5)二甲胺是有机弱碱,结合水电离,促进水的电离释放:;
(6)①由X结构可知,其含有的第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C>B,(N的2p轨道半充满,洪特规则特例,第一电离能N>O);
②中性二甲胺:N有1对孤电子对,孤电子对斥力大,挤压键角变小;阳离子:N无孤电子对,斥力变小,键角变大;因此阳离子C−N−C键角>二甲胺键角;
③阳离子中N给出孤电子对,与H+形成1个配位键,B接受1个O提供的一个孤电子对,形成1个配位键,故1molX含有配位键数目2;
19【答案】(1) 第四周期第ⅠB族 哑铃形 和的中心原子价层电子对数均为4,但中N原子有1对孤电子对,中O原子有2对孤电子对,孤电子对越多,对成键电子对的斥力越大,键角被压缩得越小,因此的键角比大 为极性分子,为非极性分子,相对分子质量相同时,极性分子的范德华力更强,沸点更高 前者
(2) 变低 变差
【详解】(1)①Cu元素的原子序数为29,核外电子排布为,在周期表中位于第四周期第ⅠB族;基态N原子的核外电子排布为,能量最高的电子为2p电子,其电子云形状为哑铃形;
②和的中心原子价层电子对数均为4,但中N原子有1对孤电子对,中O原子有2对孤电子对,孤电子对越多,对成键电子对的斥力越大,键角被压缩得越小,因此的键角比大;与的相对分子质量相同,但为极性分子,为非极性分子,极性分子间的范德华力更强,因此的沸点高于;
③的电负性小于,作为配体时,给电子能力强于,形成的配位键更稳定,因此比更稳定;中每个含3个N-H σ键,还有4个配位σ键,总σ键数为;中每个含2个O-H σ键,还有4个配位σ键,总σ键数为,二者σ键数目之比为;
(2)① 基态Mn原子的核外电子排布为,价层电子轨道表示式为:;
②冠醚的氢原子被氟原子取代后,氟的电负性强,会使冠醚的氧原子电子云密度降低,与的配位能力减弱,因此形成的超分子稳定性变低;的半径小于,与冠醚空腔的适配性差,难以形成稳定的超分子,无法将带入有机相,因此将换成效果会变差。
20【答案】(1) 20 Zn>Cu >Ag(2) 四面体形 <
(3) +2价 顺式丁烯二酸的一级电离产物形成分子内氢键,使第二个难电离
(4) 0.3c pm
【详解】(1)Ag位于第五周期ⅠB族,基态电子排布为 [Kr]4d105s1,故d轨道电子数为10+10=20;Zn:[Ar]3d104s2,失去一个4s电子破坏全满结构,电离能较高;Cu:[Ar]3d104s1,失去4s1后达稳定结构,电离能次之;Ag:[Kr]4d105s1,5s电子离核更远、更易失去,电离能最低,故顺序为:Zn > Cu > Ag;
(2)与互为等电子体,中心S原子采取sp3杂化,空间构型为四面体形;CN⁻中为三键,SCN⁻共振式中C=N为双键,键级越大,键长越短,故CN-<SCN-;
(3)在此类配合物中,Cu的常见稳定化合价为+2价;顺式丁烯二酸失去一个H+后,-COO-与-COOH形成分子内氢键,使第二个H+更难电离,导致Ka2较小;反式结构无此氢键,Ka2较大;
(4)观察图1,白球有个,黑球有个,即个数比为1:4,化学式为;观察图2,m,n两点距离为0.65c-0.35c=0.3c pm;结合图1与图2位置,选图1中正面中间的阴离子做参考,周围距离最近的阳离子为a1、a2、a3、a4、b1、b2、m、n,故阴离子周围距离最近的阳离子数目为8个。
21【答案】(1) 12
(2) 平面三角形 取少量样品溶于水,得紫色溶液,加入足量稀硫酸,至不再产生气泡,且紫色褪去,再滴加KSCN溶液,若溶液呈血红色,则样品中含铁元素 2 + 3CN- +5H2O = 2Fe(OH)3↓+ 3CNO- + 4OH- 、
(3) Ni(CO)4是分子晶体,熔化克服分子间作用力,K2[Ni(CN)4]是离子晶体,熔化克服离子键,离子键强于分子间作用力 Co3+比Co2+的电荷更高半径更小,对配体的吸引力更强,故[Co(NH3)6]3+稳定性远高于[Co(NH3)6]2+,因此[Co(NH3)6]2+会被氧化生成更稳定的[Co(NH3)6]3+
【详解】(1)①Ni是28号元素,价层电子排布式为,故价层电子排布式为,价层电子的轨道表示式为;
②位于顶点时,位于面心,如图,由晶胞结构可知,每个(位于面心)与4个(位于顶点)距离最近,即的配位数为4,根据化学式中与的个数比为1:3,可得的配位数为3 × 4 = 12;
(2)① 阴离子为,其中心原子N形成3个键,孤电子对数为,故VSEPR模型为:平面三角形;检验基本思路:利用在酸性条件下不稳定,会发生自身氧化还原反应生成,再用检验;故实验设计为:取少量样品溶于水,得紫色溶液,加入足量稀硫酸,至不再产生气泡,且紫色褪去,再滴加KSCN溶液,若溶液呈血红色,则样品中含铁元素;
②由题干信息转化为,C由+2价升到+4价,升高2价;转化为,Fe由+6价降到+3价,降低3价,根据电子转移守恒,原子、电荷守恒书写离子方程式为:;中心C原子的价电子为4,N为5,O为6,加上离子带的1个负电荷,总价电子数为:4+5+6+1=16,三个原子共16个价电子,中心C与N、O成键,形成直线型结构,可能结构为:结构1,成键方式:C与O双键,C与N 双键,负电荷在N上;结构2,成键方式:C与O单键,C与N三键,负电荷在O上;
(3)①是分子晶体,熔化克服分子间作用力,是离子晶体,熔化克服离子键,离子键强于分子间作用力;
②因为 与丁二酮肟()按微粒数1:2反应,生成物分子中含有多个环状结构,还含有分子内氢键,故2个丁二酮肟各失去一个,与形成分子结构示意图;③比的电荷更高半径更小,对配体的吸引力更强,故稳定性远高于,因此会被氧化生成更稳定的。
22【答案】(1)第六周期第Ⅷ族(2) 、 < 三甲胺[]的N为杂化,键角近似于109°28',配体中N为杂化,键角近似于120°,所以三甲胺[]的C-N-C键角小于配体中C-N-C键角
(3) (4)B
【详解】(1)由价电子排布式可知,铂元素位于元素周期表第6周期Ⅷ族;
(2)①苯环和吡啶环上的C杂化方式为sp2杂化,苯环上的甲基C原子为sp3杂化;
②三甲胺[N(CH3)3]的N为sp3杂化,键角近似于109°28′(由于N的孤对电子排斥,实际上键角会更小),配体中N为sp2杂化,键角近似于120°,所以三甲胺的[N(CH3)3]C-N-C键角小于配体中C-N-C键角;
(3)由化学式可知,氯铂酸铵中铵根离子与六氯合铂离子的个数比为2:1,由题意可知,化合物中一种离子按面心立方堆积形式排列,另一种离子填充在所有的四面体空隙中,则图中黑球为位于顶点和面心的六氯合铂离子,铵根离子位于四面体的体对角线上,晶胞结构为:;因此黑球表示[PtCl6]2-;
由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的六氯合铂离子与位于体对角线处铵根离子的距离最近,则N-Pt最近距离为a×10−7cm;由晶胞结构可知,铵根离子与周围距离最近且相等的6个铵根离子构成正八面体;
(4)B是非极性分子,而水与A都是极性分子,而相似相溶,B在水中的溶解度小、A在水中溶解度大,亮黄色结构为图中B。
23【答案】(1)C (2) B 两者同为杂化。但是①中的N原子有一对孤对电子,②中的N原子孤对电子形成了化学键,孤电子对与成键电子对的排斥力比成键电子对之间的排斥力大,键角变小。 (3) (4)AC (5)36.8 (6)D (7)C (8)
【解析】(1)组成M的元素为H、C、N、O,同周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,N的2p轨道为半满稳定结构,第一电离能,故第一电离能最大的是N。
(2)孤电子对越多,对成键电子对的排斥作用越强,键角越小,故①键角小于②。
(3)该冠醚为,结构为,分子式,所有单键均为σ键,总σ键数为35,故1 mol冠醚含个σ键。
(4)A.M空腔与匹配,可结合,增大在有机溶剂中的溶解度,A正确;
B.O原子与之间形成配位键,不是离子键,B错误;
C.不同元素原子的光谱具有特征谱线,可用原子光谱检测Na元素,C正确;
D.半径大于,M空腔仅与匹配,不能结合,无法转化为荧光分子,D错误;
答案选AC。
(5)吸附的,,。
(6)Zn原子基态电子排布为,变为需失去最外层的2个电子,价电子排布式变为。
(7)甲晶胞中全部在晶胞内部,共4个;乙晶胞中,4个在棱上,1个在体心,总数目为,故数目比为。
(8)与最短距离为体对角线的,故晶胞体对角线,设晶胞边长为l,则,得;甲晶胞含4个,晶胞质量,密度。
24【答案】(1)或
(2)的价电子排布式为,3d轨道为半充满状态,比的排布稳定
(3) 6 2 三角锥形 V形 2
(4) 四氨基酞菁中引入的氨基能与水形成分子间氢键
【详解】(1)基态铁原子的核外有26个电子,电子排布式为或。
(2)的价电子排布式为,3d轨道为半充满状态,比的排布稳定。
(3)①上述钴的配合物中,配位数均为6。
②中的Cl有1 molCl与Co形成配位键,不能与溶液反应;有2 mol 为外界离子,能与溶液反应产生AgCl沉淀,故消耗的物质的量为2 mol。
③中的配体是和,中中心原子有3条键和一对孤对电子,空间结构为三角锥形,中中心原子有2条键和2对孤对电子,空间结构为V形。
④空间结构为正八面体:,若中两个被取代,若1个位于1号位,则另一个位于2、3、5、6(等效位)或4号位,故能得到2种产物。
(4)(四氨基酞菁)镍(Ⅱ)中N提供孤对电子和Ni之间形成配位键,表示为。
四氨基酞菁中引入的氨基能与水形成分子间氢键使四氨基酞菁在水中的溶解度比酞菁大。
25【答案】(1)b(2) 离子键、共价键(或极性共价键)(或配位键、离子键) 正四面体形 AC(3) X射线衍射
【详解】(1)在a图中,每个A原子周围有6个X原子,每个X原子被3个A原子共有。那么A原子与X原子数目之比为,对应的化学式为。在b图中,每个A原子周围有6个X原子,每个X原子被2个A原子共有。则A原子与X原子数目之比为,对应的化学式为,因此符合的是。
(2)①该配合物为,中心离子为;配合物阳离子和硫酸根之间存在离子键,中心离子与配体之间存在配位键,水分子、硫酸根内部存在(极性)共价键,因此化学键类型为离子键、共价键(或极性共价键)(或配位键、离子键)。
②的中心原子的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为正四面体形;根据题意,键要求:中心原子存在空的轨道,配位的氧原子有轨道孤电子对。
A.:中心是第三周期元素,存在空轨道,配位原子是氧,符合要求;
B.:中心是第二周期元素,没有轨道,不符合;
C.:中心是第三周期元素,存在空轨道,配位原子是氧,符合要求;
D.:配位原子是,没有孤电子对,不符合;
选。
(3)Cu原子全部在晶胞内部,数目为;O原子位于顶点()和晶胞内部(个),O原子总数为,,化学式为;鉴别晶体与非晶体最科学的方法是X射线衍射实验。
26【答案】(1) 加入氨水,不仅提高了c(NH3),也提高了c(OH-),因此所形成的配合物可能为或 10滴pH=11.5的NaOH溶液 乙醇的极性比水弱,会降低混合溶剂的极性
(2) 、 ab
【分析】制备铜氨配合物:硫酸铜加入氨水生成氢氧化铜,氢氧化铜加氨水生成含铜配合物,目的是探究含铜配离子的类型为或;
铜氨法可用于测定气体中的氧气浓度:Cu为29号元素,Cu在铵盐和氨水中与O2反应经过CuO和Cu2O是中间体生成铜氨离子或,在过量Cu中转化为,被氧气氧化为。
【详解】(1)①实验第一步中硫酸铜与氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸铵,离子方程式为;
②加入氨水,不仅提高了c(NH3),也提高了c(OH-),因此所形成的配合物可能为或;
③,增加c(OH-),Cu(OH)2溶解,可判断深蓝色溶液中的配离子是否为,同时应避免引入NH3,此外加入的试剂的量和pH应与氨水相同,故所用试剂为10滴pH=11.5的NaOH溶液;
④铜氨配合物是离子化合物,在极性较强的溶剂(如水)中溶解度较大。乙醇的极性比水弱,向水溶液中加入乙醇会降低混合溶剂的极性,从而降低离子型配合物的溶解度,使其结晶析出。
(2)
①配离子中,中心离子提供空轨道,四个分子中的氮原子提供孤电子对,形成配位键。其空间构型通常为平面正方形:;
②Cu在铵盐和氨水中与O2反应生成铜氨离子或,离子方程式为(或:);
③a.氨水存在电离平衡,加入氯化铵,很大,抑制氨水电离,有利于配离子的形成,故a正确;
b.根据启动阶段,Cu和O2是反应物,CuO和Cu2O是中间产物,铜氨离子或是生成物,故b正确;
c.根据循环阶段,Cu过量,O2完全吸收时铜氨离子为,吸收液为无色,反应终点的现象为:吸收液由蓝色变为无色,故c错误;
故选ab。
27【答案】(1)1:3(2) 杂化 三角锥形
(3) 电负性,、、分子中中心原子周围电子密度逐渐减小,成键电子排斥力逐渐减小,因此键角逐渐减小
(4)
(5)
(6) 、S、O的电负性逐渐增大,使得、、中羟基中共用电子对(或电子云)偏向氧原子(或极性增强),造成羟基中的氢原子的正电性增大,与中的氧原子形成氢键的趋势增强
(7)
【详解】(1)氧元素的原子序数为8,基态原子的电子排布式为1s22s22p4,则原子中未成对电子数与成对电子数之比为:2:6=1:3;
(2)亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为:3+(6-2×3+2) ×=4,孤对电子对数为:(6-2×3+2) ×=1,则原子的杂化方式为杂化,离子的空间构型为三角锥形;
(3)同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,氢化物分子中中心原子周围电子密度逐渐减小,成键电子排斥力逐渐减小,所以氢化物分子中键角逐渐减小,键角的大小顺序为:;
(4)由晶胞结构可知,晶胞中位于棱上和体心的亚铁离子个数为:12×+1=4,位于顶点和面心的S离子的个数为:8×+6×=4,则黄铁矿晶体的化学式为FeS2,电子式为:;设晶体的密度为d g/cm3,由晶体的质量的公式可得:=(a×10-7)d,解得:d=;
(5)工业上可用硫代硫酸钠除去多余的氯气的反应为溶液中的硫代硫酸根离子与氯气反应生成硫酸根离子、氯离子和氢离子,反应的离子方程式为:;
(6)同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,使得HA、HB、HC中羟基中共用电子对(或电子云)偏向氧原子(或O−H极性增强),造成羟基中的氢原子的正电性增大,与水分子中的氧原子形成氢键的趋势增强,所以三种酸排序为:HC>HB>HA;
(7)由溶度积可知,溶液中亚锡离子开始沉淀时,溶液中的硫离子为:=1.0×10-22 mol/L,则溶液中银离子浓度为:=。
28【答案】(1) 配位键(2) 4 4:3(或8:6)
(3) 12 C(4) 2:1
【详解】(1)①根据结构片段的最小重复单元可以看出,白球是,每个结合两个结构,又被两个共有,所以亚铁离子与草酸根离子之比为1:1,化学式为。②水合物中H₂O作为配体,O提供孤电子对,Fe²⁺提供空轨道,故和之间的作用力为配位键。
(2)铁有三种同素异形体,晶胞中,顶点Fe原子数为1个,面心Fe原子数为3个,晶胞中含Fe原子数目为4个;晶体中铁原子的配位数为8,晶体中铁原子的配位数为6,、两种晶体中铁原子的配位数之比为。
(3)根据的结构可知,环状配体以电子参与配位,每个P形成两个共价键,1个孤电子对,还余下的1个电子形成键,加上从外界获得的2个电子,共6个电子形成大键,所以该配离子中与形成配位键的电子共有12个;每个P形成两个键,1个孤电子对,还余下的1个电子形成键,所以P采取杂化。
(4)由晶体的结构示意图可知,位于该结构单元的8个顶点和6个面心,故该结构单元共有4个,该结构单元中有8个正四面体空隙,所以晶体中,正四面体空隙数与数之比为;该结构单元中有一个,又知晶胞中有8个图示结构单元,则共有8个,1 mol此晶胞的质量为、体积为,由于晶体密度为,则该晶胞的晶胞参数。
29【答案】(1) (或)(答案合理均可) ADE
(2)为离子晶体,熔化破坏离子键,故熔点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔点低(或其他合理答案)
(3) 8(或八)
(4) b
(5) 6 (或)(或其他合理答案)
【详解】(1)化合物中配离子中CN-存在一个三键,其中含有一个键,共有6个键,阴离子CN-与亚铁离子之间存在6个配位键,配位键也属键,所以1 mol共有12 NA个键;配合物中外界与内界通过离子键结合,内界中心原子与配体通过配位键结合,配体内存在共价键,不存在金属键、氢键及范德华力;
(2)为离子晶体,熔化时破坏离子键,熔点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔点低;
(3)根据均摊法,K原子处在晶胞顶点,个数为原子处在体心,个数为1个,B原子在晶胞每个面上有2个,则个数为原子每个面上有2个,个数为,则晶胞的最简化学式为;根据晶胞结构可知,晶胞中B和C原子构成的多面体中有8个六边形的面;
(4)①根据三个原子分数坐标参数:A为、B为、C为,则D原子位于晶胞的左上靠后的处,则D原子的分数坐标为;②由晶胞示意图可知,氮化硼晶胞的俯视投影图为b;
(5)①根据均摊法,Co的数目为的数目为的数目为,根据化学式,则,故;
②放电后,a顶点被12个晶胞所共有,距离a点最近的有同一平面的6个;
③放电后,Co的数目为的数目为的数目为,即晶胞中存在3个LiCoO2,晶胞的底面关系边长为a,高h=,故晶胞的体积为,由晶胞的密度,故(或)mol。
30【答案】(1)(2) AC 中原子为杂化,键角为,中原子为杂化,为四面体结构,故键角
(3)
(4) 混合晶体 共价晶体 12 N的电负性大,不易给出孤电子对,B无单电子,层状结构中没有自由移动的电子
【详解】(1)NH3分子中的原子有孤电子对,BH3分子中的原子有空轨道,原子向原子提供孤电子对形成配位键,其余化学键为普通共价键。
(2)①A.测定晶体结构最常用的仪器为射线衍射仪,A正确;
B.第二周期元素的第一电离能,介于、之间的有Be、、共3种,B错误;
C.原子的基态电子排布式为,为电子发生跃迁后的激发态,C正确;
D.四氢呋喃分子中的O原子与原子相连,分子中无键,无法形成分子间氢键,D错误。故答案选AC。
②中原子为杂化,键角为,中原子为杂化,为四面体结构,故键角。
(3)已知电负性,故中显-3价、显+3价;水解时,-3价的结合中的生成,+3价的结合中的生成,中的被-1价H还原为,结合原子守恒配平即可。
(4)①h-BN的层内原子间以共价键结合,层与层之间存在分子间作用力,为混合型晶体;c-BN中B、原子以共价键形成空间网状结构,无分子间作用力,为共价晶体。
②以顶点B原子为中心c-BN晶体中与B距离最近且相等的B位于相邻三个面的面心处,共有个。
③N的电负性大,不易给出孤电子对,B无单电子,层状结构中没有自由移动的电子,因此不导电。
31【答案】(1) (2)正四面体形
(3) < 能形成分子内氢键,使其更难电离出(或其他合理答案)
(4)
【详解】(1)①的中心氧原子价层电子对数为:,含有两对孤对电子,空间结构为V形,含有极性键,属于极性分子;的中心氮原子价层电子对数为:,含有一对孤对电子,空间结构为三角锥形,含有极性键,属于极性分子;的中心碳原子价层电子对数为:,没有孤对电子,空间结构为直线形,含有极性键,属于非极性分子;的中心碳原子价层电子对数为:,没有孤对电子,空间结构为正四面体形,含有极性键,属于非极性分子;是非极性键,氮气是非极性分子,以极性键结合的非极性分子是;以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是。
②根据上述计算可知,中心原子上未用于成键的价电子对最多的是。
(2)的中心S原子价层电子对数为,无孤对电子,因此空间结构为正四面体形。
(3)可以形成分子内氢键,使其更难电离出氢离子,故酸性水杨酸小于苯酚。
(4)①吡咯所有原子共平面,N原子形成3个σ键,因此N原子为杂化。
②吡咯中形成大π键的原子数为5,氮原子p轨道上一对电子和4个碳原子分别提供1个电子形成大π键,共有6个电子,所以吡咯的大π键表示为。
32【答案】(1)ACBD(2) sp2 2
(3) 化合物A与化合物B结构相似,氧元素的电负性大于硫元素的电负性,在化合物B中N-H键的极性更强,更易断裂 或
(4) 50
【详解】(1)
(A)为基态N原子,能量最低;
(B)中1s轨道电子跃迁到2p轨道;
(C)中只有2s轨道电子跃迁到2p轨道;
(D)中1s、2s轨道电子均跃迁到2p轨道,能量最高;
故能量由低到高的顺序为:ACBD;
(2)
分子中存在大π键,为平面构型,氮原子的杂化方式为:sp2杂化;由其结构可知,2号N原子形成3根键,只能提供孤电子对形成大π键;
(3)①化合物B给出H+趋势相对更大,从结构角度分析原因为:化合物A与化合物B结构相似,氧元素的电负性大于硫元素的电负性,在化合物B中N-H键的极性更强,更易断裂;
②S的电负性强于P,化合物A中S显-2价,化合物A与足量稀硫酸混合,在加热条件下充分反应得到的还原性气体为H2S,发生反应的化学方程式为:或;
(4)①顶点的B原子与相邻三个面心的B原子形成了8个四面体空隙,晶胞中有4个As原子,四面体空隙的填充率为50%;
②1号原子的分数坐标为,3号As原子位于体对角线处,分数坐标为:;根据均摊法,As原子的个数为4,B原子的个数为:,设晶胞参数为a pm,该晶胞的密度为:,解得,晶胞中B原子与最近的As原子的距离为体对角线的,为 pm。
33【答案】(1)F>Cl>P>As(2) 2:3 (3)>
(4) 水分子与该晶体中的羟基形成氢键(5) 8
【详解】(1)同主族元素从上到下电负性减小,故F > Cl, P > As;非金属性越强,电负性越大,故F是电负性最强的元素;Cl和P同周期,Cl > P;P和As同主族,P > As,故F > Cl > P > As;
(2)Sb(锑)是第VA族元素,位于第五周期,其价电子排布式为,轨道上有2个电子,轨道上有3个电子,成对电子数 = 2,未成对电子数 = 3;Br(溴)是第VIIA族元素,位于第四周期,其价电子排布式为 ;
(3)1号N:在六元环中,类似于吡啶氮,有一对孤对电子在轨道上,不参与芳香大键,可以接受质子形成配位键,故显碱性;2号N:在五元环中,它连接了三个碳原子,形成杂化;相比之下,1号N虽然在环上,但其孤对电子并未像2号N那样深度参与这种跨环的共轭离域,故碱性1号N>2号N;
(4)观察层状结构图,结构中存在键和键,桥氧形成2个键,有2对孤对电子,价层电子对数为4,采取杂化,端基氧形成2个键,有2对孤对电子,也是杂化;
图中明显的上的氧原子都可以与水分子形成氢键;
(5)白球个,黑球:8个顶点( )+ 体心(1)= 2个;
根据电荷守恒,2个带6个负电荷,有6个,所以晶胞中含有 2个单元;
g/mol,晶胞质量g;
X在上面的面心,最近的在上、下两层晶胞的面上,有8个,
34【答案】(1)(2) 催化剂(3) 在 3 ab
(4)电负性,O对孤电子对的吸引力更强,故O作配体时,提供孤电子对与形成配位键的能力弱
【详解】(1) 碳酸二甲酯中羰基碳原子形成3个σ键、1个π键,无孤电子对,杂化类型为;
(2)原子序数为29,基态Cu原子电子排布为,失去1个电子形成后,价电子排布为;Cl位于第三周期ⅦA族,属于周期表p区元素;两个反应中CuCl先消耗、后生成,反应前后质量和化学性质不变,作催化剂;
(3)①4-甲基咪唑的五元环中存在共轭大π键,1~4号原子均参与环的共轭结构,因此在同一平面;题干说明1号N原子的孤电子对参与形成大π键,电子云密度降低,难以给出孤电子对,而3号N原子孤电子对未参与大π键,更容易给出孤电子对与形成配位键;
②原反应中甲醇转化率低是因为CuCl溶解度小、易被氧化,加入4-甲基咪唑后,a项,形成配合物增大了Cu(Ⅰ)在甲醇中的溶解度,提高了浓度,转化率提高,正确;b项,形成配合物后被保护,避免被氧化为CuO,正确;c项,催化剂不改变反应的限度(平衡),错误;因此答案选ab;
(4) 电负性,O原子对孤电子对的吸引能力更强,更难提供孤电子对形成配位键,因此配合物稳定性更低。
35【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族
(2) AC 丁二酮肟镍存在分子内氢键,丁二酮肟可形成分子间氢键
(3) 4 >> D
(4) 12 正四面体
【详解】(1)Ni原子序数为28,基态Ni电子排布为,失去3个电子(先失4s电子)后,价层电子排布为;Fe原子序数26,位于第四周期第Ⅷ族。
(2)①A.丁二酮肟中存在C=N双键,双键两端基团均不同,存在顺反异构,A正确;
B.丁二酮肟中甲基碳原子为杂化,并非所有C、N都是杂化,B错误;
C.1个丁二酮肟分子中键总数为15,故1 mol丁二酮肟键数目为,C正确;
D.丁二酮肟镍中心配位数为4,配体数为2,二者不相等,D错误;
故选AC。
②丁二酮肟可形成分子间氢键,分子间作用力强,沸点高,丁二酮肟镍存在分子内氢键,作用力弱,沸点更低。
(3)①邻二氮菲结构对称,有4种等效氢,因此一氯代物有4种。
②甲基是给电子基团,增大N原子电子云密度;Cl是吸电子基团,降低N原子电子云密度;碱性随N电子云密度增大而增强,故碱性顺序由强到弱为>>。
③吡啶中N为杂化,N的p轨道提供1个电子参与环的大π键,孤电子对填充在杂化轨道中,故选D。
(4)①该晶胞为六方晶系,Fe原子按六方最密堆积排列, 以任意一个 Fe 原子为中心,同一层有 6 个 Fe 原子与其距离最近,上下相邻两层各有 3 个 Fe 原子与其距离最近,故距离最近的Fe原子数为12。
②观察晶胞,每个 N 原子周围有 4 个 Fe 原子,且这 4 个 Fe 原子构成正四面体结构,N 位于其中,因此 N 排列在 Fe 构成的正四面体空隙中。
③晶胞中Fe数目,N数目为2,晶胞质量; 底面正六边形面积,故晶胞体积; 所以密度。
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
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。