高三化学高考备考二轮专题训练：物质结构与性质

47物质结构与性质大题训练（共17题）1．（2021·湖南常德市·高三一模）近日，复旦大学、北京大学和上海电力大学等的研究团队共同报道了一种新型NASICON相铁基磷酸盐负极材料Na3Fe2(PO4)P2O7。回答下列问题：(1)基态Fe2+的价电子排布式为___。(2)Na3Fe2(PO4)P2O7中PO的空间构型为___，研究表明，该负极材料发生反应：Na3Fe2(PO4)P2O7-e-=Na2Fe2(PO4)P2O7+Na+，Na2Fe2(PO4)P2O7-e-=NaFe2(PO4)P2O7+Na+。指出Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+：Fe3+=___。(3)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。①铁氰化钾中不存在的作用力有___(填标号)。a.离子键b.极性键c.非极性键d.π键e.配位键f.氢键②1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为___(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(4)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm，则熔点：NiO___(填“＜”、“=”或“＞”)FeO，试说明判断理由___。(5)一种铁氮化合物具有高磁导率，密度为ρg·cm-3，其结构如图所示：①该铁氮化合物的化学式为___。②计算Fe(Ⅱ)构成正八面体的体积为___cm3。2．（2021·湖南高三二模）Al、Cr、Co、Ni的合金及其相关化合物用途非常广泛，如锂离子电池的正极材料为LiCoO2，电解质溶液为LiBF4溶液。(1)Co2+的基态核外电子排布式为_______。(2)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3，是一种典型的维尔纳配合物，具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3+的配位数为_______，该配合物中的配位原子为_______。(3)1951年Tsao最早报道了用LiAlH4还原腈：。①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。②中碳原子的轨道杂化类型为_______，1mol该分子中含σ键的物质的量为_______。(4)全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图甲所示，其化学式为_______。(5)NiO的晶胞结构如图乙所示其中离子坐标参数A为(0，0，0)，则C的离子坐标参数为_______。一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中(如图丙)，已知O2-的半径为apm，设阿伏加德罗常数的值为NA，每平方米的面积上具有该晶体的质量为_______g(用含a、NA的代数式表示，Ni的相对原子质量为59)。3．（2021·湖南永州市·高三三模）氮的化合物应用广泛：(1)Reineckesalt的结构如图所示：其中配位原子为___(填元素符号)，阳离子的空间结构为___，NCS-中碳原子杂化方式为___。(2)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是___(填元素符号)，1mol该物质中含σ键的数目为___NA。(3)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的一种配合物，IMI的结构为，IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物常温下为液态而非固态。原因是___。(4)已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”(或大π键)。大π键可用表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数，如苯分子中大π键表示为。①下列微粒中存在“离域Π键”的是___。A．CH2=CH—CH=CH2B．CCl4C．H2OD．SO2②NaN3中阴离子N与CO2互为等电子体，均为直线型结构，N中的2个大π键可表示为___。(5)氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料，晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为__个；若晶胞结构的高为anm，底边长为bnm，NA表示阿伏伽德罗常数的值，则其密度为___g·cm-3(列出计算式)。4．（2020·湖南永州市·高三一模）镓、硒的单质及某些化合物（如砷化镓）是常用的半导体材料。在传统半导体材料的基础上，我国科学家又首次合成新型半导体材料——卤化物钙钛矿材料，该材料在太阳能电池、发光二极管和激光等领域有着巨大的应用前景。回答下列问题：（1）基态Ti的价电子排布图是__________，若钙原子核外电子有11种空间运动状态，则该原子处于___（填“基态”或“激发态”）。（2）AsCl3的分子结构与NH3类似，其中砷的杂化类型为___，分子空间构型为______。（3）Ga可形成[Ga(NH3)4Cl2]Cl、[Ga(NH3)5Cl]Cl2、[Ga(NH3)6]Cl3等一系列配合物。①组成该配合物的元素Ga、N、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_______。②在[Ga(NH3)4Cl2]Cl中配位数为______，中心体是_______。（4）CaTiO3的晶胞为立方晶胞，结构如图所示。①在晶胞中与Ti4+距离最近且相等的O2-有_____个。②若最近的Ti4+和O2-之间的距离为apm，则晶胞的密度为_______g·cm-3（用代数式表示，NA为阿伏加德罗常数）。5．（2021·湖南高三零模）VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。(1)①常用于制造火柴，P和S的第一电离能较大的是______。②俗称雄黄，其中基态原子的核外电子排布式为______，有______个未成对电子。③P、S、电负性由大到小的顺序是______。(2)、、中沸点最高的是______，其主要原因是______。(3)①白磷在氯气中燃烧可以得到和，其中气态分子的立体构型为______。②研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为和，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是______。(4)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，，则：①锑酸亚铁的化学式为______。②晶体的密度为______(设为阿伏加德罗常数的值)。6．（2021·湖南永州市·高三二模）钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。钛的氯化物有如下转变关系：2TiCl3TiCl4↑＋TiCl2，回答下列问题：(1)基态钛原子的价电子排布式为___________。与钛同周期的第ⅡB族和ⅢA族两种元素中第一电离能较大的是___________(写元素符号)，原因是___________。(2)钛的氯化物的部分物理性质如下表：氯化物熔点/℃沸点/℃溶解性TiCl4-24136可溶于非极性的甲苯和氯代烃TiCl210351500不溶于氯仿、乙醚①TiCl4与TiCl2的晶体类型分别是___________、___________。②TiCl4与互为等电子体，因为它们___________相同；中心原子的杂化方式是___________。(3)Ti的配合物有多种。的配体所含原子中电负性最小的是___________；的球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是___________。(4)钙钛矿(CaTiO3)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ。①设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为___________g。②假设O2-采用面心立方最密堆积，Ti4＋与O2-相切，则___________。7．（2021·湖南高三其他模拟）安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题，（1）请写出基态Cu原子的外围电子排布式____________。焰火中的绿色是铜的焰色，基态铜原子在灼烧时外围电子发生了_________而变为激发态。（2）新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式请分析1个松脂酸铜中π键的个数_____；加“*”碳原子的杂化方式为______。（3）下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式（以X表示某元素符号）______________；与X等距离且最近的X原子个数为____（4）黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的几何构型______，比较第一电离能：S_____O（填“>”或“<”)（5）黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，晶体密度为8.5g/cm3，求晶胞的边长（只写计算式，不求结果）____________nm。8．（2021·湖南衡阳市·高三一模）2019年1月3日上午，嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：(1)基态As原子的价电子排布图为____________，基态Ga原子核外有________个未成对电子。(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ•mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为____和+3，砷的电负性比镓____(填“大”或“小”)。(3)1918年美国人通过反应：HC≡CH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________；AsCl3分子的空间构型为___________。(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得，(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_______(5)GaAs为原子晶体，密度为ρg•cm-3，其晶胞结构如图所示，Ga与As以_______键键合。Ga和As的原子半径分别为apm和bpm，设阿伏伽德罗常数的值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______________(列出计算式，可不化简)。9．（2021·河北沧州市·高三二模）二氧化碳化学资源化利用已经显示出越来越重要的科技与经济价值，如用铜锌氧化物催化二氧化碳加氢生成，合成碳酸乙烯酯(EC)等。回答下列问题：(1)基态铜原子价电子排布式为___________；第一电离能的原因是___________。(2)的空间构型为___________。(3)EC的结构简式为，其碳原子杂化方式为___________，每个分子中含___________个键。(4)加氢得到，的沸点比的高，原因是___________。(5)高温时，太阳能反应器中的失去部分氧，温度稍低时，从中重新夺取氧。一种铈(Ce)的氧化物的晶胞结构如图所示：①Ce的配位数为___________。②若高温下该晶胞中1个氧原子变为空位，___________个面心上的铈由+4价变为+3价(不考虑顶点)。③已知的密度为7.13g/cm3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长a=___________pm。10．（2021·湖南高三其他模拟）回答下列问题：(1)我国自主研发的DF—31A洲际战略导弹是我国大国地位、国防实力的显著标志，其材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多种元素。①基态镍原子的价电子排布式为__。②Cr与K位于同一周期且最外层电子数相同，两种元素原子第一电离能的大小关系为K___(填“＞”或“＜”)Cr；③SCN-常用于检验Fe3+，其对应酸有硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—N=C=S)两种。硫氰酸分子中σ键与π键的数目比为___，异硫氰酸沸点较高的原因是__。(2)大连理工大学彭孝军院土课题组报道了基于硼氟荧类荧光染料(BODIPY)的铜荧光探针的设计与应用，利用Cu2+诱导胺的氧化脱氢反应形成的Cu+配合物，进行Hela细胞中的Cu2+荧光成像和检测。其反应如图所示：在水溶液里，Cu2+比Cu+稳定，是由于水分子配体的作用。在气态时，Cu2+比Cu+活泼的原因是____；BODIPY荧光探针分子中，1molBODIPY分子中含有__mol配位键。(3)六方石墨和三方石墨都是由石墨层形分子平行堆积而形成的晶体。已知六方石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB…方式堆积而成，如图甲所示，一个石墨的六方晶胞如图乙所示。而三方石墨层形分子堆积的次序为ABCABC，一个三方石墨晶胞如图丙所示。画出六方石墨晶胞沿c轴的投影：__(用“·”标出碳原子位置即可)，已知一个三方石墨晶胞的体积为Vpm3，则该晶胞的密度为__g/cm3。(用含NA和V的代数式表示)11．（2020·长沙市·湖南师大附中高三一模）铬、钼(Mo)、钨(W)都是ⅥB族元素，且原子序数依次增大，它们的单质和化合物在科学研究和工业生产中有广泛应用。(1)基态钼原子的价电子排布式为___。(2)钼可作有机合成的催化剂。例如，苯甲醛被还原成环己基甲醇，反应如下：①环己基甲醇分子中采取sp3杂化方式的原子共有___个。②苯甲醛分子中的所有π电子形成了一个大π键，其中的π电子数目为___个。③相同温度下环己基甲醇的饱和蒸气压___(填“大于”或“小于”)苯甲醛。(3)配合物[Cr(OH)3(H2O)(H2NCH2CH2NH2)]中，中心离子的配位数为___。(4)铬的一种氧化物的晶胞结构如图所示。①该氧化物的化学式为___。②已知晶胞底面的边长为acm，晶胞的高为bcm，NA代表阿伏加德罗常数的值，该铬的氧化物的摩尔质量为Mg/mol。该晶体的密度为___g/cm3(用含a、b、NA和M的代数式表示。)12．（2020·长沙市明德中学高三一模）晶体氟化铅(PbF2)可用作红外线分光材料，其一种合成反应为2HF+PbCO3=PbF2+H2O+CO2↑。回答下列问题：(1)Pb与C位于同一主族，其最外层电子排布式为___________；基态氟原子核外电子的运动状态有___________种。(2)C、O、F的电负性由大到小的顺序为___________，理由为___________。(3)CO2和的杂化类型分别为___________；与互为等电子体的分子和离子为___________(填化学式，各写一种)。(4)CO2与CH4均为含碳非极性分子，在水中的溶解度CO2___________CH4(填“>”或“<”)，原因为___________。(5)PbF2晶体的堆积方式如图a，其中Pb原子的配位数为___________；图b为沿晶胞对角面取得的截图，已知，截面对角线为lnm，阿伏加德罗常数的值为NA，PbF2的密度为___________(用含l和NA的代数式表示。)13．（2021·长沙市明德中学高三三模）近日，某科研团队成功合成了Ni—Fe双原子催化剂(Ni/Fe—C—N)，并应用于高效催化CO2还原。回答下列问题：(1)基态铁原子的价电子轨道排布图为_______。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与CO提供配位的电子总数之和为18，则n=_______；该化合物易溶于苯及四氯化碳等有机溶剂，原因是_______。(4)二茂铁的结构为，由Fe2+和(环戊二烯基负离子)构成。一个中σ键总数为_______，C原子的杂化轨道类型为_______。(5)某C、Fe合金的晶胞结构如图所示：该合金的化学式为_______，若该晶体的晶胞参数为apm、bpm、cpm，α=β=γ=90o，密度为ρg·cm-3，则NA为_______(写出计算式即可)。14．（2021·湖南高三其他模拟）重金属的化合物易对环境造成污染及引起人体伤害，元素砷本身无毒，其存在于自然界各种金属矿中，它主要以各种砷化物的形式经呼吸道、消化道、皮肤进入体内引起人体中毒。回答下列问题：(1)基态砷原子核外电子排布中有___________个未成对电子；第一电离能数据I(As)大于I(Se)，可能的原因是___________。(2)砷烷(AsH3)的空间构型为___________；砷烷中心原子杂化方式为___________；AsH3的熔沸点高于PH3，其主要原因是___________。Na3AsO4可作杀虫剂，其组成元素的电负性大小顺序是___________。(3)砷与铟(In)形成的化合物(X)具有优良的光电性能，广泛应用于光纤通信用激光器，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长a=666.67pm，则其密度为___________g/cm3(边长a可用2000/3近似计算，设NA=6.0×1023mol-1)(4)已知砷黄铁矿(FeAsS)煅烧可生成砒霜(As2O3)和红棕色固体，则该反应的化学方程式为___________。15．（2021·山东高三专题练习）日前新合成的砷化镉(Cd3As2)三维材料具有超强导电性，这种材料的电气性能与石墨烯相当，可代替石墨烯使用。(1)Cd与Zn同族且相邻，若Cd基态原子将次外层1个d电子激发进入最外层的np能级，则该激发态原子的外围电子排布式为_______________。Cd原子中第一电离能相对较大的是_________原子(填“基态”或“激发态”)。(2)与砷(As)同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3_________PH3(填“>”或“<”)，原因是______________。(3)As与Ge、Se同周期且相邻，它们的第一电离能由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。(4)含砷有机物“对氨基苯胂酸”的结构简式如图，As原子轨道杂化类型为_____________，1mol对氨基苯胂酸含σ键数目为____________，其中还含有的化学键类型有___________(填序号)。a．氢键b．离子键c．π键(5)砷化镉可以看作是石墨烯的3D版，其晶胞结构如图，As为面心立方堆积，Cd占据As围成的四面体空隙，空隙占有率75%，故Cd为“具有两个真空的立方晶格”，如图“①”和“②”位是“真空”。建立如图的原子坐标系，①号位的坐标为(，，)，则③号位原子坐标参数为_____。晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，砷化镉的摩尔质量为Mg·mol−1，则该晶胞的密度为_____________g·cm−3(列计算式即可)。16．（2021·山东高三其他模拟）在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵仪式上，最后亮相的洲际战略导弹是我国大国地位、国防实力的显著标志。其制作材料中包含了等多种元素。请回答：(1)基态铁原子的价电子排布式为____，的熔点为，沸点为，的晶体类型是__。(2)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与紧邻且等距离的数目为____；与最短核间距为___。(3)硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。①中阴离子的立体构型是___；②在中与之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。(4)无水和氨分子作用能形成某种配合物，该配合物的组成相当于。已知：若加入溶液，能从该配合物的水溶液中将所有的氯沉淀为AgCl；若加入溶液并加热，无刺激性气体产生。请从配合物的形式推算出它的内界和外界，写出该配合物的结构式___，该配合物中含有σ键的数目为____。17．（2021·湖南怀化市·高三一模）Ⅰ.和都是非线性光学晶体材料，在激光技术方面有广泛用途。回答下列问题：(1)基态氧原子核外电子有_______种不同的空间运动状态；基态原子的价电子排布式为_______。(2)O、P、K、Zn中电负性最小的为_______。(3)、熔点由高到低的顺序为_______，原因是_______。(4)可与结合生成，水中的键角比中的_______(填“大”或“小”)。是常用的氧化剂，其分子结构如图1所示。能与水混溶，却不溶于的原因是_______。(5)将纯液态冷却到时，能凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图2所示，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是_______。Ⅱ.铁、铜和镉是三种过渡金属元素。回答下列问题：(6)比稳定，试从原子结构角度解释原因_______。(7)新制的能够溶解于过量浓溶液中，反应的离子方程式为_______。(8)镉晶胞如图3所示。已知：NA是阿伏加德罗常数的值，晶体密度为。在该晶胞中两个镉原子最近核间距_______(用含NA、的代数式表示)；镉晶胞中原子空间利用率为_______(用含的代数式表示)。【参考答案及解析】大题训练（共17题）1．（2021·湖南常德市·高三一模）近日，复旦大学、北京大学和上海电力大学等的研究团队共同报道了一种新型NASICON相铁基磷酸盐负极材料Na3Fe2(PO4)P2O7。回答下列问题：(1)基态Fe2+的价电子排布式为___。(2)Na3Fe2(PO4)P2O7中PO的空间构型为___，研究表明，该负极材料发生反应：Na3Fe2(PO4)P2O7-e-=Na2Fe2(PO4)P2O7+Na+，Na2Fe2(PO4)P2O7-e-=NaFe2(PO4)P2O7+Na+。指出Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+：Fe3+=___。(3)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。①铁氰化钾中不存在的作用力有___(填标号)。a.离子键b.极性键c.非极性键d.π键e.配位键f.氢键②1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为___(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(4)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm，则熔点：NiO___(填“＜”、“=”或“＞”)FeO，试说明判断理由___。(5)一种铁氮化合物具有高磁导率，密度为ρg·cm-3，其结构如图所示：①该铁氮化合物的化学式为___。②计算Fe(Ⅱ)构成正八面体的体积为___cm3。【答案】3d6正四面体形1：1cf12NA＞NiO、FeO属于离子晶体，Ni2+离子半径小，NiO晶格能大，熔点高Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N或Fe4N【解析】(1)Fe2+核外有24个电子，基态Fe2+的价电子排布式为3d6；(2)磷酸根离子是正四面体结构，中心原子是P，周围有4个O原子，价电子对=，孤电子对为0，所以应为正四面体；Na3Fe2(PO4)P2O7该物质可以失电子生成Na2Fe2(PO4)P2O7，Na2Fe2(PO4)P2O7失电子生成NaFe2(PO4)P2O7，故可以推测出，Na3Fe2(PO4)P2O7中有两个亚铁离子，NaFe2(PO4)P2O7有两个铁离子，故Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+:Fe3+=1:1；(3)①铁氰化钾属于离子化合物，阴阳离子间存在离子键，C、N以三键形式结合，含有π键和键，C、N形成的化学键为极性共价键，Fe3+与CN-间以配位键结合，铁氰化钾中不存在的作用力有非极性共价键和氢键；②在配合物中，CN-与铁离子之间有6个配位键，在每个CN-内部有1个共价键，所以1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为12NA；(4)NiO、FeO属于离子晶体，离子晶体中，离子半径越小，熔点越高，Ni2+离子半径比亚铁离子小，NiO晶格能大，故NiO熔点高；(5)①根据晶胞图示可得，N：1，Fe(Ⅱ)：6×=3，Fe(Ⅲ)：8×=1，故该铁氮化合物的化学式为Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N；②四棱锥的体积=×底面积×高，正八面体=2×四棱锥，四棱锥的底面各个顶点在正方体截面的中心，故四棱锥的底面积等于正方体的底面积的一半，四棱锥的高为正方体的边长的一半，故八面体的体积=2××底面积×高=2×(×边长2××边长×)=×正方体体积，正方体体积===，八面体的体积=×正方体体积=×=。2．（2021·湖南高三二模）Al、Cr、Co、Ni的合金及其相关化合物用途非常广泛，如锂离子电池的正极材料为LiCoO2，电解质溶液为LiBF4溶液。(1)Co2+的基态核外电子排布式为_______。(2)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3，是一种典型的维尔纳配合物，具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3+的配位数为_______，该配合物中的配位原子为_______。(3)1951年Tsao最早报道了用LiAlH4还原腈：。①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。②中碳原子的轨道杂化类型为_______，1mol该分子中含σ键的物质的量为_______。(4)全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图甲所示，其化学式为_______。(5)NiO的晶胞结构如图乙所示其中离子坐标参数A为(0，0，0)，则C的离子坐标参数为_______。一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中(如图丙)，已知O2-的半径为apm，设阿伏加德罗常数的值为NA，每平方米的面积上具有该晶体的质量为_______g(用含a、NA的代数式表示，Ni的相对原子质量为59)。【答案】或6N、Clsp、sp220molCr2CoAl(1，，)【解析】(1)Co2+基态核外电子数为25个，所以Co2+基态核外电子排布式为或；(2)生成白色沉淀2.87g，则，说明该配合物外界含有两个氯离子，另外1个氯离子和氨气分子为内界，所以配位数为6；中心原子是Co，配位原子是N和Cl；(3)①元素的金属性越强，电负性越小，在常温下，Li可与水反应，Al不与水反应，说明Li的金属性强于Al，则其电负性小于Al，Al和Li均能与酸反应置换出H2，说明H的电负性最大，则LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为：H>Al>Li；②中既有碳氮三键，又有苯环，则碳原子的轨道杂化类型为sp、sp2；共含有7mol碳氢σ键，12mol碳碳σ键及lmol碳氮三键，则共含有σ键的物质的量为20mol；(4)顶点粒子占，面上粒子占，棱上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中含有Cr的数目为：，一个晶胞中含有Co的数目：，一个晶胞中含有Al的数目为：4×1=4，所以晶体化学式为Cr2CoAl；(5)NiO的晶体结构如图乙所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，C在x、y、x轴上的投影分别是1、、，所以C坐标参数为；根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原子，三角形的面积m2，如图，实际上每个Ni原子被两个小三角形包含，小平行四边形面积为m2，O原子个数为1，每平方米面积上分散的该晶体的质量。3．（2021·湖南永州市·高三三模）氮的化合物应用广泛：(1)Reineckesalt的结构如图所示：其中配位原子为___(填元素符号)，阳离子的空间结构为___，NCS-中碳原子杂化方式为___。(2)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是___(填元素符号)，1mol该物质中含σ键的数目为___NA。(3)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的一种配合物，IMI的结构为，IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物常温下为液态而非固态。原因是___。(4)已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”(或大π键)。大π键可用表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数，如苯分子中大π键表示为。①下列微粒中存在“离域Π键”的是___。A．CH2=CH—CH=CH2B．CCl4C．H2OD．SO2②NaN3中阴离子N与CO2互为等电子体，均为直线型结构，N中的2个大π键可表示为___。(5)氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料，晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为__个；若晶胞结构的高为anm，底边长为bnm，NA表示阿伏伽德罗常数的值，则其密度为___g·cm-3(列出计算式)。【答案】N正四面体sp杂化N＞O＞Cr16阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低(或阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子键键能小，熔点低)ADΠ12【解析】(1)根据Reineckesalt的结构图可知，配位原子为N，氮原子提供孤电子对；阳离子为铵根离子，根据价层电子互斥理论，孤电子对数为0，含有4个σ键，采取sp3杂化，可知其空间结构为正四面体；NCS-中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，属于sp杂化；(2)N为半满稳定结构，其第一电离能大于O，N、O为非金属，第一电离能均大于金属，所以N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞Cr；1个Cr2O含有8个σ键，1个铵根离子中含有4个σ键，故1mol该物质中含有σ键数目为：(4×2+8)NA=16NA；(3)常温下，IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态，原因为阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低(或阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子键键能小，熔点低)；(4)①CH2=CH—CH=CH2、SO2分子中各原子共面，且原子之间均有相互平行的p轨道，可以形成大Π键，水分子中氢原子没有p轨道，不能形成大Π键，CCl4是正四面体构型，各原子不共面，不能形成大Π键，因此微粒中存在“离域Π键”的是AD。②N与CO2互为等电子体，均为直线型结构，根据二氧化碳的结构可以判断出N中σ键为2个，该离子中两边的氮原子提供1个电子，中间氮原子提供2个电子形成大Π键，所以形成的2个大π键可表示为Π；(5)由晶体结构示意图可知，与铝原子连接的氮原子构成的是正四面体结构，与N原子连接的Al原子构成的也是正四面体结构，则晶体中若铝原子处于立方体顶点，截图为：，铝原子到面心有3个铝原子，且通过该铝原子可以形成8个晶胞，每个铝原子被计算了2次，因此与1个铝原子周围距离最近的铝原子数为(3×8)×=12；在该结构图中，，底面为菱形，处于对位的两个角分别为60°和120°，含有铝原子个数：×4+×4+1=2，含有氮原子数：×2+×2+1=2，因此1个该结构中含有2个AlN；1个晶胞的体积为V=b×b×sin60°×anm3，所以晶体的密度ρ==g·cm-3。4．（2020·湖南永州市·高三一模）镓、硒的单质及某些化合物（如砷化镓）是常用的半导体材料。在传统半导体材料的基础上，我国科学家又首次合成新型半导体材料——卤化物钙钛矿材料，该材料在太阳能电池、发光二极管和激光等领域有着巨大的应用前景。回答下列问题：（1）基态Ti的价电子排布图是__________，若钙原子核外电子有11种空间运动状态，则该原子处于___（填“基态”或“激发态”）。（2）AsCl3的分子结构与NH3类似，其中砷的杂化类型为___，分子空间构型为______。（3）Ga可形成[Ga(NH3)4Cl2]Cl、[Ga(NH3)5Cl]Cl2、[Ga(NH3)6]Cl3等一系列配合物。①组成该配合物的元素Ga、N、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_______。②在[Ga(NH3)4Cl2]Cl中配位数为______，中心体是_______。（4）CaTiO3的晶胞为立方晶胞，结构如图所示。①在晶胞中与Ti4+距离最近且相等的O2-有_____个。②若最近的Ti4+和O2-之间的距离为apm，则晶胞的密度为_______g·cm-3（用代数式表示，NA为阿伏加德罗常数）。【答案】激发态sp3三角锥形N＞Cl＞Ga6Ga3+12或【解析】（1）Ti元素的原子序数是22，所以其核外电子排布为[Ar]3d24s2，所以其价电子排布图为，钙原子的基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，可以判断其有10种空间运动状态，而题目告诉的钙原子有11种空间运动状态，所以可判断此钙原子为激发态。（2）AsCl3的分子结构与NH3类似，而NH3的中心原子采用的是sp3杂化，所以砷的杂化类型也为sp3杂化，由于NH3分子的空间构型为三角锥型，所以AsCl3的空间构型也为三角锥型。（3）①由第一电离能的变化规律可知，组成该配合物的元素Ga、N、Cl的第一电离能由大到小顺序为N＞Cl＞Ga；②由[Ga(NH3)4Cl2]Cl的化学式可知其配位数为4+2=6，中心体是Ga3+。（4）①由晶胞的结构图可推测出晶胞中与Ti4+距离最近且相等的O2-位于晶胞的面心、，所以与Ti4+距离最近且相等的O2的个数为38=12；②因为Ti4+和O2-之间的距离为apm，由晶胞结构可知其立方体的边长为，所以晶胞的体积2，晶胞的质量为=g，根据密度计算公式ρ==g·cm-3。【点睛】1pm=1.0010-10cm，求晶胞体积时，注意单位换算。5．（2021·湖南高三零模）VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。(1)①常用于制造火柴，P和S的第一电离能较大的是______。②俗称雄黄，其中基态原子的核外电子排布式为______，有______个未成对电子。③P、S、电负性由大到小的顺序是______。(2)、、中沸点最高的是______，其主要原因是______。(3)①白磷在氯气中燃烧可以得到和，其中气态分子的立体构型为______。②研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为和，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是______。(4)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，，则：①锑酸亚铁的化学式为______。②晶体的密度为______(设为阿伏加德罗常数的值)。【答案】P3d104s24p33S>P>AsNH3NH3分子间存在氢键三角锥Br-半径较大，无法形成[PBr6]-Fe(SbO3)2【解析】(1)①P元素3p能级轨道半满，更稳定，第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能较大的是P；②As元素为为33号元素，第四周期第ⅤA族，原子核外电子排布为[Ar]3d104s24p3；核外有4p轨道上3个未成对电子；③非金属性S>P>As，所以电负性S>P>As；(2)PH3、AsH3分子间只存在范德华力，而NH3分子间还存在氢键，所以NH3沸点最高；(3)①PCl3中心P原子价层电子对数为=4，不含孤电子对，所以立体构型为三角锥形；②Br-半径较大，而Cl-半径较小，所以P周围可以容纳6个Cl-，而无法容纳6个Br-，无法形成[PBr6]-；(4)①据图可知一个晶胞中含有Sb原子的个数为+2=4，O原子的个数为+10=12个，Fe2+的个数为+1=2，所以锑酸亚铁的化学式为Fe(SbO3)2；②晶胞的质量为=g，晶体的体积为abcnm3=abc10-21cm3，所以晶体的密度为=g·cm3。6．（2021·湖南永州市·高三二模）钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。钛的氯化物有如下转变关系：2TiCl3TiCl4↑＋TiCl2，回答下列问题：(1)基态钛原子的价电子排布式为___________。与钛同周期的第ⅡB族和ⅢA族两种元素中第一电离能较大的是___________(写元素符号)，原因是___________。(2)钛的氯化物的部分物理性质如下表：氯化物熔点/℃沸点/℃溶解性TiCl4-24136可溶于非极性的甲苯和氯代烃TiCl210351500不溶于氯仿、乙醚①TiCl4与TiCl2的晶体类型分别是___________、___________。②TiCl4与互为等电子体，因为它们___________相同；中心原子的杂化方式是___________。(3)Ti的配合物有多种。的配体所含原子中电负性最小的是___________；的球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是___________。(4)钙钛矿(CaTiO3)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ。①设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为___________g。②假设O2-采用面心立方最密堆积，Ti4＋与O2-相切，则___________。【答案】3d24s2ZnZn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子分子晶体离子晶体原子总数、价电子总数sp3H8或0.414【分析】根据原子核外电子排布规律书写价电子排布式；可根据不同类型的晶体物理性质的差异判断晶体的类型；按价层电子对互斥理论判断离子的空间构型和中心原子的杂化方式；结合元素的非金属性强弱、对元素的电负性排序；结合图示中与Ti形成共价键的原子数目确定其配位体数目；用均摊方法计算一个晶胞中含有的各种元素的原子个数，然后结合摩尔质量与相对原子质量关系计算晶胞质量；结合堆积方式、确定阴阳离子的半径关系、求出离子半径的比值；据此回答；【解析】(1)Ti是22号元素，基态钛原子的价电子排布式为3d24s2。与钛同周期的第ⅡB族、ⅢA族两种元素分别是锌、镓元素，其中第一电离能较大的是Zn，原因是Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子。(2)①根据表格性质可知TiCl4熔沸点低，易溶于有机溶剂，则TiCl4是由分子构成的分子晶体；而TiCl2熔沸点较高，在乙醇、乙醚中不能溶解，说明TiCl2的晶体类型属于离子晶体。②按定义可知TiCl4与互为等电子体：原子总数、价电子总数相等，因此二者互为等电子体相同；的中心原子的价层电子对数为，故杂化方式是sp3。(3)Ti的配合物有多种。的配体分别是CO、H2O、F-，其中含有的非金属性元素有C、O、H、F，元素的非金属性：，元素的非金属性越弱，其电负性就越小，故上述所含非金属元素原子中电负性最小的是H；根据Ti(NO3)4的球棍结构图示可知Ti的配位数是8。(4)①在一个晶胞中含有Ca数目是1；含有Ti数目为8=1，含有的O数目为12=3，则一个晶胞中含有1个CaTiO3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为=g；②设晶胞的边长为a，由于O2−采用面心立方最密堆积，则面对角线长度是O2−半径的4倍，则，得，Ti4+与O2-相切，则，得，则。7．（2021·湖南高三其他模拟）安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题，（1）请写出基态Cu原子的外围电子排布式____________。焰火中的绿色是铜的焰色，基态铜原子在灼烧时外围电子发生了_________而变为激发态。（2）新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式请分析1个松脂酸铜中π键的个数_____；加“*”碳原子的杂化方式为______。（3）下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式（以X表示某元素符号）______________；与X等距离且最近的X原子个数为____（4）黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的几何构型______，比较第一电离能：S_____O（填“>”或“<”)（5）黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，晶体密度为8.5g/cm3，求晶胞的边长（只写计算式，不求结果）____________nm。【答案】3d104s1跃迁6sp3Cu2X8V形<×107【分析】（1）Cu原子核外电子数为29，根据能量最低原理书写外围电子排布式；基态铜原子在灼烧时外围电子获得能量，发生跃迁而变为激发态，焰色反应为绿色。（2）单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键；加“*”碳原子形成4个σ键，,没有孤对电子，杂化轨道数目为4；（3）根据均摊法计算晶胞中Cu原子、X原子数目，进而确定化学式；体心X原子与晶胞顶点的X原子距离最近。（4）S原子孤对电子数为、价层电子对数=2+1=3，故其空间结构为V形，同主族自上而下第一电离能减小。（5）黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，根据化学式可知，Zn位于顶点上，Cu位于面心上，该晶胞中含有1个Zn原子，3个Cu原子，晶胞体积为，所以晶胞的边长为：cm。【解析】（1）Cu原子核外电子数为29，根据能量最低原理，外围电子排布式为：3d104s1，基态铜原子在灼烧时外围电子获得能量，发生跃迁而变为激发态，焰色反应为绿色，故答案为3d104s1；跃迁。（2）1个松脂酸铜中含有6个双键，则含有6个π键，加“*”碳原子形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为6；sp3。（3）晶胞中Cu原子数目为4，X原子数目为1+8×1/8=2，故化学式为Cu2X，体心X原子与晶胞顶点的X原子距离为晶胞棱长的倍，而位于面心对角线X原子之间距离为棱长的倍，故体心X原子与晶胞顶点的X原子距离最近，X原子配位数为8，故答案为Cu2X；8。（4）S原子孤对电子数为、价层电子对数=2+1=3，故其空间结构为V形，同主族自上而下第一电离能减小，则第一电离能S<O，故答案为V形；<。（5）黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，根据化学式可知，Zn位于顶点上，Cu位于面心上，该晶胞中含有1个Zn原子，3个Cu原子，晶胞体积为，所以晶胞的边长为：cm，为×107nm，故答案为×107。8．（2021·湖南衡阳市·高三一模）2019年1月3日上午，嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：(1)基态As原子的价电子排布图为____________，基态Ga原子核外有________个未成对电子。(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ•mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为____和+3，砷的电负性比镓____(填“大”或“小”)。(3)1918年美国人通过反应：HC≡CH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________；AsCl3分子的空间构型为___________。(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得，(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_______(5)GaAs为原子晶体，密度为ρg•cm-3，其晶胞结构如图所示，Ga与As以_______键键合。Ga和As的原子半径分别为apm和bpm，设阿伏伽德罗常数的值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______________(列出计算式，可不化简)。【答案】）1+1大3:2三角锥形sp3共价×100%【分析】(1)As为33号元素，基态As原子的核外价电子为其4s能级上2个电子、4p能级上3个电子，基态Ga原子核外4p能级上有1个电子；(2)根据电离能知，失去1个或3个电子时电离能发生突变，由此可推知镓的主要化合价，同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大；(3)共价单键为σ键、共价三键中含有一个σ键、两个π键；根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算结合价层电子对互斥理论判断空间构型；(4)根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型；(5)根据GaAs为原子晶体判断Ga和As原子之间的作用力；根据均摊法计算该晶胞中Ga、As原子个数，计算晶胞的质量和体积，再根据晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率=×100%计算。【解析】(1)基态As原子的核外价电子为其4s能级上2个电子、4p能级上3个电子，所以其价电子排布式为，基态Ga原子核外4p能级上有1个电子，则Ga未成对电子数是1，故答案为；1；(2)根据镓失去电子的逐级电离能知，失去1个或3个电子电离能突变，由此可推知镓的主要化合价为+1和+3，同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，二者位于同一周期且原子序数Ga＜As，则电负性As比Ga大，故答案为+1；大；(3)共价单键为σ键、共价三键中含有一个σ键、两个π键，因此乙炔分子中含有3个σ键、2个π键，则σ键、π键个数之比为3∶2；AsCl3分子中As原子价层电子对个数=3+=4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断空间构型为三角锥形，故答案为3∶2；三角锥形；(4)(CH3)3Ga中碳原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为sp3，故答案为sp3；(5)GaAs为原子晶体，Ga和As原子之间以共价键键合；该晶胞中Ga原子个数是4、As原子个数=8×+6×=4，所以其化学式为GaAs，该晶胞体积==cm3，该晶胞中所有原子体积=4×π[(a×10-10)3+(b×10-10)3]cm3=4×π×10-30×(a3+b3)cm3，GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率=×100%=×100%，故答案为共价；×100%。9．（2021·河北沧州市·高三二模）二氧化碳化学资源化利用已经显示出越来越重要的科技与经济价值，如用铜锌氧化物催化二氧化碳加氢生成，合成碳酸乙烯酯(EC)等。回答下列问题：(1)基态铜原子价电子排布式为___________；第一电离能的原因是___________。(2)的空间构型为___________。(3)EC的结构简式为，其碳原子杂化方式为___________，每个分子中含___________个键。(4)加氢得到，的沸点比的高，原因是___________。(5)高温时，太阳能反应器中的失去部分氧，温度稍低时，从中重新夺取氧。一种铈(Ce)的氧化物的晶胞结构如图所示：①Ce的配位数为___________。②若高温下该晶胞中1个氧原子变为空位，___________个面心上的铈由+4价变为+3价(不考虑顶点)。③已知的密度为7.13g/cm3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长a=___________pm。【答案】Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子平面三角形和10分子间可以形成氢键84【解析】(1)铜为29号元素，基态铜原子价电子排布式为；Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子；(2)价层电子对数，无孤电子对，空间构型为平面三角形；(3)中含甲烷型碳和乙烯型碳，杂化方式为和；中1个碳氧双键含1个键，共含10个键；(4)分子间可以形成氢键，使沸点升高；(5)①根据晶胞的结构可知，中心的Ce周围有8个O，故的配位数为8；②每个晶胞中含4个Ce原子，8个O原子。光照时，晶胞中1个氧原子变为空位，失去电子数为2，2个Ce变为+3价，故4个面心上的Ce被还原；/r/