物质结构与性质综合题（原卷版）

专项训练物质结构与性质综合题1．（2023·全国·统考高考真题）将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：(1)图1所示的几种碳单质，它们互为_______，其中属于原子晶体的是_______，间的作用力是_______。(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是_______(填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。(3)气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中的轨道杂化类型为_______。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，的配位数为_______。若晶胞参数为，晶体密度_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。2．（2023·全国·统考高考真题）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题：(1)基态原子的价电子排布式为_______。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为_______，铁的化合价为_______。(2)已知一些物质的熔点数据如下表：物质熔点/℃800.7与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是_______。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因_______。的空间结构为_______，其中的轨道杂化形式为_______。(3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有_______个。该物质化学式为_______，BB最近距离为_______。

3．（2023·山东·统考高考真题）卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：(1)时，与冰反应生成利。常温常压下，为无色气体，固态的晶体类型为_____，水解反应的产物为_____(填化学式)。(2)中心原子为，中心原子为，二者均为形结构，但中存在大键。中原子的轨道杂化方式_____；为键角_____键角(填“＞”“＜”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因_____。(3)一定条件下，和反应生成和化合物。已知属于四方晶系，晶胞结构如图所示(晶胞参数)，其中化合价为。上述反应的化学方程式为_____。若阿伏加德罗常数的值为，化合物的密度_____(用含的代数式表示)。4．（2023·浙江·统考高考真题）氮的化合物种类繁多，应用广泛。请回答：(1)基态N原子的价层电子排布式是___________。(2)与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。①下列说法不正确的是___________。A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：B．化学键中离子键成分的百分数：C．最简单的氮烯分子式：D．氮烷中N原子的杂化方式都是②氮和氢形成的无环氨多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为______。③给出的能力：_______(填“>”或“<”)，理由是___________。(3)某含氮化合物晶胞如图，其化学式为___________，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为___________。5．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）Ⅰ.铜及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。请回答下列问题：(1)下列状态的微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填字母)。A． B．C． D．Ⅱ.在溶液中加入氨水至过量，生成。(2)中原子的杂化类型是___________，分子的立体构型是___________。(3)能与形成，而不能，其原因是___________，的键角比的键角___________(填“大”或“小”)。(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的低，可能的原因是___________。(5)与形成长链结构的阴离子如图所示，该阴离子中键与键的数目之比为___________。(6)氯化亚铜常用作催化剂、杀菌剂，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Cl原子代替，顶点和面心的碳原子均被Cu原子代替。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。下图为沿y轴投影的氯化亚铜晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为(，，)，则原子3的原子分数坐标为___________，若晶胞中原子1和原子2之间的距离为dnm，则该晶胞的密度为___________(设为阿伏加德罗常数的值)6．（2023·海南海口·统考模拟预测）我国最新研究表明，钛酸钡/氧化锌纳米纤维具有良好光催化性能，可以降解水中亚甲基蓝等有机污染物90％以上，同时高效吸附、，具有良好的应用前景。(1)下列电子排布式表示Ti原子激发态的是______。（填序号，下同）a．

b．

c．(2)光照使催化剂的电子被激发。该过程形成的原子光谱为__________（填“吸收”或“发射”）光谱。(3)中Cu的化合价是__________，其配位原子是__________。稳定性大于，从结构的角度解释为__________。(4)亚甲基蓝分子结构如图所示。①其中环上C原子的杂化轨道类型为__________。②亚甲基蓝在水中的溶解度略大于乙醇，其可能的原因是__________。(5)晶体的密度为，其晶胞结构如图所示。的晶体中，距离钡原子最近的氧原子数为__________，二者之间的距离为__________pm（写出表达式）。7．（2023·广西玉林·统考模拟预测）中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有Ni－BaH2/Al2O3、Fe－K2O－Al2O3、Cs－Ru/MgO等，相关研究成果发表于《自然》上。请回答下列问题：(1)[Fe(CN)6]3离子中σ键和π键的数目之比为_____，Ni的价电子排布式_____。(2)元素的第一电离能：Mg_____Al(填“＞”或“＜”)。H、B、N、O的电负性由大到小的顺序为_____。(3)已知MgO的熔点为2852℃，CaO的熔点为2614℃，二者的晶体类型为_____，NaBH4阴离子的空间构型是_____。(4)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，一种电解质离子的结构如图：传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是_____，该电解质阳离子结构中环上所有原子共面，其中氮原子的杂化方式为_____。(5)镍的某种氧化物常用作催化剂，其晶胞结构如图所示。其中镍离子形成面心立方结构，氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中，填充率为100%。①从该晶胞中能分割出来的结构图有_____(填标号)。a.

b.

c.

d.

e.②已知该晶体密度为ρg•cm3，NA为阿伏伽德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等距离的镍离子距离为_____pm(用含ρ和NA的代数式表示)。8．（2023·四川遂宁·统考模拟预测）铁、铜及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：(1)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有_______种。(2)Fe和Cu的部分电离能数据如下：元素FeCu第一电离能759756第二电离能15611958大于的主要原因是_______。(3)可形成，en代表。其中的空间构型为_______；en分子中各元素的电负性由小到大的顺序为_______。(4)是检验的特征试剂，中含有_______键，该离子中杂化方式推断合理的是_______。A．

B．

C．

D．(5)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数和晶胞中各原子的投影位置如图所示，晶胞棱边夹角均为。该晶体的化学式为_______。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)。则C点原子的分数坐标为_______；晶胞中A、D原子间距离d=_______cm。9．（2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测）我国的超级钢研究已居于世界领先地位，这种超级钢由不同比例的铁、锰、铬、钴、铝、钒等金属元素合成，其强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。回答问题：(1)基态Fe原子中，电子占据的最高能层符号为_______。(2)Mn在元素周期表中的位置为_______；可与反应生成配合物，其组成为，向1mol该配合物中加入足量溶液，能产生2molAgCl沉淀，若加入足量NaOH溶液、加热、无刺激性气味的气体产生，则1mol该配合物中含有σ键的数目是_______；其中的VSEPR模型的名称是_______。(3)研究表明，当化合物的阳离子有未成对电子时，该化合物具有磁性。下列物质可用作录音带磁粉的是_______。A． B． C． D．ZnO(4)氮化铬(CrN)在超级电容器领域有良好应用前景，其晶体结构类型与氯化钠相同。①氮化铬的熔点比氯化钠高的主要原因是_______。②晶胞中的配位数为_______。(5)LiFeAs可组成一种新型材料，其立方晶胞结构如图1所示。若晶胞参数为anm，A、B处的两个As原子之间距离为_______nm，请在下方图2上沿z轴方向投影图中画出铁原子的位置，用“·”表示_______。10．（2023·海南海口·统考模拟预测）近日，中国科学院上海有机化学研究所游书力研究员团队将铜催化的不对称共轭加成反应与铱(Ir)催化的不对称烯丙基取代反应相结合，成功构建了含多个连续手性中心的酮类化合物，其原理如图所示(Ac代表基，R＇、R＇＇、R均为烃基)。回答下列问题：(1)甲分子中含有的化学键类型是___________(填字母)。A．离子键

B．σ键

C．非极性键(2)合成丙时需要锌、铜作催化剂。第二电离能与第一电离能之差较小的是___________(填“Zn”或“Cu”)，判断理由是___________。(3)若R、R＇、R＇＇都是饱和烃基，在甲、丙中，存在顺反异构体的是________(填代号)。(4)在含铱催化剂作用下，甲烷选择性氧化可合成多种高附加值的产品，原理如图所示。①在图中涉及的物质中，除了氢气外，属于非极性分子的是___________(填化学式)。②Ir晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm，为阿伏加德罗常数的值。铱晶胞中，面心上Ir原子连接起来构成___________(填字母)。a．正四面体

b．正方形

c．正八面体

d．正六面体该晶体的密度为___________(用含a、的代数式表示)。11．（2023·山东烟台·校联考模拟预测）金属锂溶于液氨可得到具有高反应活性的金属电子溶液，与其作用可制得超导体，进一步可制得超导材料。回答下列问题：(1)与Fe元素同周期，基态原子有2个未成对电子的金属元素有______种，下列状态的铁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是______(填标号)A．

B．C．

D．(2)液氨可以发生微弱的电离生成和，下列说法错误的是________A．键角： B．结合质子能力：C．热稳定性： D．与的分子构型及N的化合价均相同(3)Fe2+可与邻二氮菲形成红色配合物，结构如图所示。元素的电负性从大到小的顺序为______(填元素符号)。配合物中N原子的VSEPR模型为____________；下列对Fe杂化方式推断合理的是______(填标号)。A．

B．

C．

D．(4)晶体属四方晶系，其结构由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成，晶胞中铁硒层在bc、ac和ab平面投影如图所示。铁硒层中Fe原子的配位数是______，铁硒层和锂铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连，该氢键可表示为______。已知锂铁氢氧层中锂铁个数之比为4∶1，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为______g·cm。12．（2023·浙江金华·统考模拟预测）铜单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。回答下列相关问题：(1)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀)，A的晶胞如图甲所示，则A的化学式是___________，化合物A中阳离子的基态电子排布式为___________。

(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的沉淀，该物质中的通过___________键与中心离子结合，离子的空间结构为___________，N、O元素第一电离能大小关系为___________，原因是___________。(3)晶体铜的晶胞结构如图乙表示，原子之间相对位置关系的平面图如图丙所示，铜原子半径为127.8pm，表示阿佛加德罗常数的值，晶体铜的密度为___________(列出计算式即可)。

13．（2023·浙江金华·模拟预测）物质的组成与结构决定物质的性质与变化。请回答：(1)有如下反应：

(氯化苯重氮盐)，NO的空间结构名称为______，产物中两个氮原子直接相连，其中与碳原子直接相连的N原子的杂化轨道类型是_____。(2)MgCl2的熔点比BeCl2高的原因是______。(3)下列叙述正确的是______。A．电离一个电子所需最低能量：Mg+(g)＜Al+(g)B．键角大小：H3O+＜H2OC．沸点：邻羟基苯甲酸＞对羟基苯甲酸D．pKa：CF3COOH＜CH3COOH(4)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。该物质的晶体类型是_____，该化合物的化学式为______。

14．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）含氮化合物在生活中占有重要地位。请回答：(1)可通过配位键与形成。形成该配合物时，基态的价层电子发生重排提供两个空轨道，则重排后的价电子排布图为___________；的金属配合物也已经制备成功，但为数不多，如[]，已知该配合物的配位数与[]的配位数相同，测得其中存在两种碳氧键的键长，一个为0.117mm，另一个为0.122nm。请画出[]的结构示意图：___________。(2)和是常见含氮化合物，其VSEPR构型均为___________，其中二者相比较，键角更大的是___________。(3)N、P、As同属于ⅤA族，下列说法正确的是___________。A．原子半径：r(N)＞r(P)＞r(As)且电负性：N＞P＞AsB．N、P、As的最高价氧化物水化物的酸性依次减弱C．简单氢化物的还原性：D．黑砷和黑磷的结构相似(如图1)，每个砷原子最外层均形成8电子结构。其晶体单层中，As原子与As—As键的个数比为2∶3(4)已知晶胞结构如图2所示，M处的(其位于四个所构成的正四面体中心)有一定的朝向，不能随意转动，请解释其原因___________，该晶胞的晶胞参数如图所示，设为阿伏伽德罗常数的值，该晶体的密度ρ=___________(列出计算式即可)

15．（2023·山东·校联考模拟预测）锰及其化合物在化学实验室和化工生产应用非常广泛，回答下列问题：(1)乙酰丙酮锰(Ⅲ)是一种广泛用于苯酚类化合物氧化偶