高考化学一轮专题练习：物质结构与性质

高考化学一轮专题练习：物质结构与性质

1.(•湖南师大附中一模)铭、钳(Mo)、铝(W)都是DB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)基态铝原子的价电子排布式为

(2)铝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：

-----CHOH式足勤一、〈〉一CH20H

苯甲醛环己基甲醛

环己基甲醇分子中采取Sp3杂化方式的原子共有_个。

Z)苯甲醛分子中的所有兀电子形成了一个大兀键，其中的“电子数目为_个。

=］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)铭的一种僦化物的晶胞结构如图所示。

口该氧化物的化学式为—o

」已知晶胞底面的边长为acm,晶胞的岛为bcm,NA代表阿伏加德罗常数的迫，该珞的氧化物的摩尔质

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。)

2.(•西敏拉萨,二模)硫铁矿(主要成分FeS?)是接触法制硫酸的主要原料，接触法制硫酸的生产原理分

三步,

A

=

I.4FeS2+HO22Fe2O3+8SO2；

I1.2SO2+O2、催yj=2SO3；

IILSO3+H2OH2sO4

回答下列问题：

(1)□基态0原子的核外电子排布式为；基态Fe原子共有种运动状态不同的电子。

3+

Fe2,形成的配合物亚铁氧化钾(K4Fe(CN)6］)又称黄血盐，可用于检验FeO写出两种与CN-互为等电子

体的分子的化学式：;含有12moio键的K4Fe(CN)6］的物质的量为moL

□已知Fe?+半径为61pm,C<)2+半径为65pm,则在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3,FeCO3受

热分解温度(填“低于”或"高于")CoCO3.

⑵口>!2s。4的酸性强于H2s03的酸性的原因是。

」S02中S原子的杂化方式为；S03的立体构型为。第一电离能：S0(填“〉”或

y')。

(3)FeS2晶体的晶胞结构如图所示。

•Fe2+8S；-

□FeS2晶体中距离Fe?+最近的Fe?+的数目为。

FeSz晶体的晶胞参数为anm,密度为pg-cmH阿伏加德罗常数的值为NA,则FeSz的摩尔质量

M=gmoH(用含a、p、NA的代数式表示)。

3.(•安徽师范大学附属中学模拟预测)TiO2和MnO2均可以催化降解甲醛、苯等有害物质，具有去除效

率高，且无二次污染等优点，广泛应用于家居装潢等领域，其中一种催化机理如图所示。

(1)基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为。

(2)甲醛和苯分子中的a键之比为o

(3)CO2和CHO中碳原子的杂化形式分别为、。

(4)HCO3的空间构型为。

(5)下列各组微粒互为等电子体的是(填编号)。

a.o?与0；b.CCh与SO2c.e6H6与B3N3H6&HCO3与HNCh

(6)金属钛和铳可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用—理论解释。已知金属铳有多

种晶型，y型镒的面心立力晶胞俯视图符合下列(填编号)。

(7)钙钛矿晶胞如图所示，Ti4+处于6个02•组成的正八面体空隙中，在钙钛矿晶胞结构的另一种表示中，

Ti4+处于各顶点位置，则。2-处于位置。若Ca2+与02-的最短距离为anm,设NA为阿伏加德罗常数的

值，则晶体的密度为g・cm-3(列出表达式)。

4.(•山东青岛•模拟预测)锲、珅是近年来颇受材料化学研究领域关注的元素.

(l)Ni在周期表中的位置Ni2+价电子轨道表示式为。

(2)Ni0晶体结构与NaCl相似，在氧气中加热，部分Ni2+被氧化为Ni3+,成为NiQ(x<l),出现晶体空

位。氧化过程如图，图a中Ni的配位数为_,图b中x为_,n(Ni2+):n(Ni3+)=_。

如

(3)碑存在多种同素异形体——黄神、黑神、灰碎

□黄珅结构与白磷相似，黄珅的空间构型为—，第三周期，第一电离能介于A1和P之间的元素有一

种。

□近年来，黑神在催化电解水方面的研究受到关注，其晶体结构与石墨类似。根据图中信息，下列说法正

确的有—(填标号)。

a.黑碑中As—As键的键能均相同

b.黑碑与CM都属于混合型晶体

c.黑碑单层中As原子与As—As键的个数比为2:3

d.黑种层与层之间的作用力为范德华力

5.(•山东•模拟预测)元素B、Ti、Fe等形成的材料在工业、生活、国防中有很大的作用。

(1)基态Fe原子的核外空间运动状态有种，实验室常用邻二氮菲(夕检验Fe2+,

生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，邻二氮菲中N原子成键原子轨道为,若用邻二氮菲检验

Fe2+,选择pH范围为2〜9的原因是。

(2)2019年中国科学家合成了白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2,其所含的化学键有(填字母)，

B的价层电子对数为,B、0、Sn、Ba的电负性大小顺序是。

A.离子键B.极性键C.非极性键D.配位键E.氢键F.几

(3)“21世纪金属"钛(Ti)在常温下以六方最密堆积方式连接，结构如图所示，原子1的配位数为

,原子2的分数坐标为,若原子1和原子2间距为dpm,令阿伏加德罗常数的

值为刈，则该晶体密度为g/cn?(列出计算式)。

6.(•陕西宝鸡•一.模)照相底片定影时，常用定影液硫代硫酸钠(Na2s2O3)溶解未曝光的溪化银(AgBr),

生成含Na-JAgSOjM的废定影液再向其中加入Na2s使Na-JAgSOJ］中的银转化为Ag2s,使定影液再

生。将Ag2s在高温下转化为Ag,达到叵收银的目的。

回答下列问题：

(1)元素周期表中，铜、银、金位于同一副族相邻周期，则基态银原子的价层电子排布式为.

乙二段(H?NCH2cH2NH?)是一种有机化合物，与CY+等金属离子形成稳定诉状离子，其原因是

(2)sq；离子结构如图所示，写出一种等电子体,其结构中。键的类型为

(3)写出AgBr溶于NaSO3溶液反应的离子方程式。Na.JAglS?。)］中存在的作用力有

(填化学键类型)，银离子的配位数是o

(4)在空气中灼烧Ag2s生成Ag和SO?，SO2分子中心原子的杂化类型为,分子的空间构型为

,与CO?构型不同的原因是,由此判断H20的键角HQ.的键角。

(5)用X射线衍射法可测定阿伏加德罗常数。金的X射线衍射图像可知晶胞属于面心立方晶胞。若金原子

的半径为rem,金的密度为pg-cm〃，摩尔质量为Mg.moL,列出计算阿伏加德罗常数的算式

(用含r,P,M的表达式表示)。

(6)从组成的角度分析Ag2cCh比Ag2s的分解温度低的原因是o

7.(•宁夏银川•模拟预测)银离子导体是发现最早的固体电解质，同时也是应用面最广的固体电解质，

如制作库仑计、电子开关、压敏元件、气敏传感器、记忆元件、电容器等电化学器件。

回答以下问题：

(l)Ag+的价层电子排布式为4d叱写出Ag在周期表中的位置

(2)第三周期各元素的氯化物熔点、沸点数据如下：

NaClMgCl2AICI3SiCl4PC13S2CI2

熔点/K1074987465205181193

沸点/K16861691453(升华)216349411

请解释第三周期氯化物沸点从左到右变化的原因：—O

(3)偏高碘酸HEX,是无机非混合酸中氧化性极强的酸之一，可将Mn氧化为HMnO*将Fe?•氧化为

H2FC04OHIO4的中心原子杂化形式是构成HI04的三种元素电负性大小顺序是—，在HI04晶体中

存在—(填字母)

A.离子键B.极性共价键C.非极性共价键D.分子间作用力E.。键F.兀

键

(4)室温下，Agl属于六方ZnS结构，其中S原子作六方密堆积，Zn原子填充在半数的四面体空隙中。则

Agl晶体中I原子的配位数是一。

(5)40。匚以上Agl固体的导电能力是室温的上万倍，可与电解质溶液媲美，经研究发现其在146口以上转

化为一种奇特结构：a—AgLI-作体心立方堆积，而Ag+则选择性填入I-构成的三类孔隙中：八面体孔隙

(0)、四面体孔隙(T)和三角形孔隙(Tr),则平均每个a—Agl晶胞中的Ag+数是—，「与1-构成的三类孔隙

堆积之比为匚O：T：Tr=l：_：_：12o

六方ZaS

8.(■山东•模拟预测)六方晶胞是一种常见晶胞，镁、钛和银的常见晶胞属于六方晶胞。

(1)口用位于元素周期表中的分区是

□写出Ti的基态原子价电子排布式:

□Na、Mg、Al的第一电离能如下表：

元素NaMgAl

Ii/(kJmol')496738577

请解释其变化规律的原因o

(2)已知MgCb和TiCl4的熔沸点(二)如下表:

物质

MgChTiCl4

熔点712-241

沸点1412136.4

请解释MgCb和TiCL熔沸点差异的原因：°TiCL的熔沸点明显偏低的另一个原因是该分子空间

构型是,分子高度对称，没有极性，分子间作用力很弱。

(3)如里为Ni和As形成的某种晶体的六方晶胞图，该化合物的化学式为；已知晶胞参数分别为

apm、apm、bpm和B=60°,则该晶胞的冷度为gem、'设阿伏加德罗常数的值为NA)。

9.(•河北•模拟预测)碳元素是形成化合物种类最多的元素，也可形成多种单质，同时CN-和SCN-也可

与铁、铜、格等过渡元素形成配合物。请回答下列问题：

图1图2

(1)碳元素位于元素周期表的区，第二周期中基态原子与基态碳原子具有相同未成对电子

数的元素是(填元素符号)。

(2)乙烯的结构如图I所示，其中碳原子的杂化形式是,乙烯分子中碳碳双键与碳氢键的

键角大于碳氢键之间的键角，原因是.

(3)金刚石、CMC如都是碳元素形成的单质，三者的熔点由高到低的顺序是,原因是

(4)[Cr(CN)6『是CN+与CN-形成的一种配离子，基态C产的价电子排布式是,Imol

3

[Cr(CN)6]'中含有的。键的数目为NA.

<5)某科研机构用电化学沉积的方法获得了种化学式为NaCr(n)JCr(III),(CN)」的普鲁上蓝类似物，其

晶体结构如图2所示(图中省略了NaD,晶胞参数为apm,则x:y:z=,(2产周围距离最近

的C产形成的几何构型为,最近的两个CN+间距为pm。

10.(•安徽宣城•二模)碳和硅在元素周期表中都处于第DA族，但他们的性质并不相同，碳和硅的性质

差异清晰地显示出它们各自在有机化学和无机化学(硅酸盐)中占据统治地位的作用。

(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用—形象化描述，基态硅原子的核外

电子排布式为其基态原子核外有_种不同空间运动状态的电子。

(2)由于硅的价层有d轨道可以利用，而碳没有，因此它们的化合物结构和性质存在较大差异。化合物

N(CHS)3(三角锥形)和N(Si%)3(平面形)的结构如图所示，则二者中N的杂化方式分别为—。更易形成配

合物的是

(3)碳酸盐在一定温度下会发生分解，实验证明碳酸盐的阳离子不同，分解温度不同。

第IIA族部分碳酸盐受热分解温度

碳酸盐

MgCO3CaCO3BaCOsSrCO3

热分解温度/口40290011721360

阳离子半径/pm6699112135

试解释，DA族碳酸盐的分解温度随着阳离子半径的增大逐步升高的原因

(4)石墨烯与金属R可以形成一种插层化合物。其中R层平行于石墨层，晶胞如图甲所示，其垂直于石墨

层方向的投影如图乙所示。则该插层化合物的化学式为—o

11.(•福建三明•二模)贵金属磷化物通常指宽金属Ag、Rh、Ir等元素与磷形成的二元化合物。

(1)第六周期元素Ir与粘元素同一列，其价电子排布式为0

(2)固态五氯化磷由［PC14「和［PC161构成，晶体结构类似CsCL易升华得到PCk(g)。PCk(g)分子的空间

结构如图所示。

［PCl4『的空间构型为；

口五氯化磷既可溶于非极性溶剂CC14,又可溶于极性溶剂硝基苯的原因是。

(3)Cu与Ag属于同族，一水合醋酸铜(匚)是二聚体，结构如图(a),该粒子中存在的作用力有(填

标号)。

A.。键B.离子键C.配位键D.范德华力

(4)元素铭(Rh)与P可形成多种磷化物，其中一种晶体结构如图(b)。晶体中P原子的配位数为

该晶体的化学式为。

op

*Rh

(b)

12.(•上海•模拟预测)苏州大学研究团队对LETO材料(LiCexE川“TiO”的电化学性能进行了研究，并基

于微观尺度对其进行了改进。回答下列问题：

oL

oE+

oiTu42-

肚

O什

o>

・

(l)Ti的核外电子排布式为—；TiCL分子中，Ti原子的杂化方式为

(2)第一电离能顺序：IN>IO,原因是

(3)解释Li的焰色现象：_。

(4)某种LETO材料晶体结构示意图如图，晶体中02-与Ti，+的个数比m=—。研究团队向上述LETO材料

中掺入Ce?+以改善其电化学性能，掺入Ce3+的LETO的化学式可表示为LiCexEui.xTiOm。掺入不同数量的

Ce3+时，晶格参数发生相应的变化如表所示：

X00.0050.0100.020

V/nm30.32430.32440.32490.3255

请分析，随X值的增大，晶格体积增大的原因可能是LETO材料依靠填充在TiOm多面体层间的Li+的

迁移导电，随着x值的增大，推测材料的导电性能力将_(填“增强”“减弱”或“不变

(5)NF+与Li+半径大小接近，但在晶格中很难迁移，当LETO材料中混有NL时，Ni?+会部分取代_(填

“口+，，江4+，，，卸3+”或0-，，)的位置，这可能会导致_(填选项标号)。

A.Li+在材料中迁移困难B.充放电循环稳定性欠佳C.电容量损失

13.(•四川遂宁•三模)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。其制作材料中包含了Fe、Co、Ni、C等多种元素。请回

答：

(1)基态铁的价电子排布式为,基态Ni原子的电子空间运动状态有种。

(2)Ni(CO)4常温下为无色液体，沸点42.1口，熔点-19.3口，难溶于水，易溶于有机溶剂。推测Ni(CO)4是

分子(填“极性”或“非极性”)。

(3)实验室常用KSCN溶液检验Z3=45°<

口与KSCN中与SCN-互为等电子体的非极性分子的化学式为

1SCN-中碳原子杂化类型为<

(4)配位化合物［CO(NH3)5C1］CL中心原子Co的配位数为,配位原子为。

lmol［Co(NH3)5Cl］Cl2中o键moL

(5)已知Ni可以形成多种氧化物，其中一种NixO晶体的晶胞结构为NaQ型，由于晶体缺陷导致x=0.88,

3

晶胞参数为anm,则晶体密度为gcm-(NA表示阿伏加德罗常数的值，只需列出表达式)。

14.(•湖南•二模)元素周期表中第四周期某些过渡元素(如Ti、Mn、Zn等)在生产生活中有着广泛的应

用。回答下列问题：

(1)钛的应用越来越受到人们的关注。

□第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有(填元素符号)。

□钛匕钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是。

(2)镒及其化合物的应用研究是前沿科学之一

□已知金属锌有多种晶型，丫型锌的面心立方晶胞俯视图符合下列(选填字母编号)。

□三醋酸锦［(CH3coO)3Mn］是••种很好的有机反应氧化剂。三醋酸铳KCNCOObMn］中阳离子的价层电子

排布式中电子的自旋状态(填“相同’或"相反”)。

UMn>能形成配离子为八面体的配合物MnClmnNH3,在该配合物的配离子口，Mn?卡位于八面体的中

心。若含1mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液作用可生成1molAgCl沉淀，则该配离子化学式为

(3)比较Fe和Mn的第三电离能，h(Fe)h(Mn)(填“大于”或“小于)原因是。

(4)某钙钛型复合氧化物如图，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、

Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有巨磁电阻效应。

已知La为+3价，当被钙等+2价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La、A1.xMnO3,(x>0.9),此

时一部分+3价钵转变为+4价，导致材料在某一温度附近有反铁磁•铁磁、铁磁•顺磁转变及金属•半导体

的转变，则复合钙钛矿化合物中+3价钵与+4价钵的物质的量之比为(用含x的代数式表

示)。

(5)具有较高催化活性的材料金红石的晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为dgcm-3,Ti、0原子半径

分别为apm和bpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则金红石晶体的空间利用率为(列出计算

式)。

•钛O氧

15.(•广东广州•二模)过渡金属硫族化合物Ci^ZnSbS,为具有良好可控性的半导体材料，可用于太阳能

电池制备、激光技术、光催化水的裂解等领域。C%ZnSbS，的其中一种制备方法是以CuS、ZnS、Sb2s3

和Cu为原料高能球磨后，在H2s气氛中退火。回答下列问题：

(1)所给电子排布图中，能表示基态S原子3p轨道电子状态的是(填标号)。

BEEB.E3BD

A3px3py3pz3px3py3pz

tttlDtttt

3Px3py3pz3px3py3pz

(2)基态Qi*的价层电子排布式是

(3)CuS由Cu(NC)3)2与H2s反应制备。根据价层电子对互斥模型，H2s中心原子价层电子对数为

oNO；的空间构型为o

(4)Sb2s3的晶体类型与CuS相同，除上述用途外，Sb2s3也用于制作火柴头。火柴燃烧时，Sb2s3转化为

Sb2O,和SO2,这三种物质熔点由高到低的顺序是。

⑸C%ZnSb，的四方晶胞如图所示。

□Sb位于晶胞的顶点和体心，则图中A代表的原子是。

□原子A的坐标为(0„),原子B的坐标为则原子C的坐标为。

□设阿伏加德罗常数的值为NA,则Cu2ZnSbS4的密度为8<01文列出计算表达式)。。

16.(•河北邯郸•二模)元素的金属性、非金属性及有关单质和化合物的性质与其原子结构、分子结构等

书着密切的联系。回答。下列问题：

(1)下列基态原子的核外电子排布式正确的是_(填序号)。

A.Is22s22P63s23PDdZsiB.Is22s22P63s23dHi

C.Is22s22p63s23p63d54s'D.Is22s22P63s23P63d94s?

⑵第IA、HA族部分元素氯化物的熔点如下表，从NaCl到CsQ熔点依次降低，但BeCh的熔点比

MgCL的低，其原因是

氯化物NaClKC1RbClCsClBeCl2MgCl,

熔点/口80177671564540571乙

(3)下列物质的变化破坏了极性共价键的是_(填序号)。乙酸中碳原子的杂化方式为1mol乙酸分子中

含有的。键和加键的个数比为_；乙酸易溶于水的原因是相似相溶，以及—o

A.二氧化硅晶体熔化B.乙酸溶于水C.干冰升华D.冰融化

(4)某晶体的晶胞如图所示，则该晶体的化学式为_；已知该晶体的晶胞边长为540pm,阿伏加德罗常

数的值为6.02x1()23,则体积为10cn?晶体的质量为_g(列出计算式即可

17.(•上海长宁•二模)碳酸锂是生产锂离子电池的重要原料。

(1)碳酸锂制取锂的反应原理为:

□Li2CO3——她―>Li2O+CO2；

□Li20+C———>C(H2Li。

锂原子的电子排布式为_；CO2的结构式为—；反应口中物质涉及的化学键类型有—。

(2)碳原子核外电子有一种不同能量的电子，其中有两个电子的能量最高且能量相等，这两个电子所处的轨

道分别是

(3)氢化锂(LiH)是离子化合物，写出其阴离子的电子式—，氢负离子(H)与锂离子具有相同电子层结构，

试比较两者微粒半径的大小，并用原子结构理论加以解释：

(4)用Li2co3、氨水和液澳制备LiBr。除生成LiBr外，还产生了两种参与大气循环的气体，补全产物并

配平该反应的化学方程式：一Li2cO——Br2+_NH/HQf_LiBr+—,。

(5)磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO.,+Li.-LiFePO.t,放电时，负极为_(填写化学式)。若用该

电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，该

电池消耗锂的质量为—o

18.(•重庆・二模)离子液体被认为是21世纪理想的绿色溶剂，是指室温或者接近室温时呈液态，而本

身由阴、阳离子构成的化合物。氯代1-丁基-3-甲基咪唾离子液(［bmim］Cl)可以与GaJ混合形成离子

液体；［bmim］。也可以转化成其他离子液体，下图是［bmim］。与NH4BE离子交换反应合成离子液体

([bmim]BH)的流程:

[bmim]Cl[bmim]BF4

(1)请画出基态Ga原子的价电子排布图；同周期元素中基态原子未成对电子数与硼(B)原子相

同的芍(填元素符号)。

(2)NH4BR中N原子的杂化方式为,BK的空间构型为,［bmim「中几种元素电

负性由大到小的顺序为o

(3)已知分子中的大五键可以用大表示，其中m代表参与形成大兀键的原子数，n代表大兀键中的电子

数，则［bmimf中大九键可以表示为

(4)GaJ熔点为77.8笛，则GaCl,的晶体类型为,GaCl,和［bmim］。混合形成离子液体的过

Cl

程中会存在以下转化：GaCl3>GaCl；>Ga2Cl；,请画出Ga2Cl；的结构式

(5)某种Ga?。3的晶胞结构如图所示，O?-以六方最密方式堆积，Ga"在其八面体空隙中(注：未全部标

出，如：Ga3+在1、2、3、4、5、6构成的八面体体心)。

□该晶胞中-的配位数为

□该晶胞有%(保留一位小数)八面体空隙未填充阳离子。

□已知氧离子半径为acm,晶胞的高为bcm,NA代表阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为

g-cm-3(用含a、b和NA的代数式表示)。

19.(•四川攀枝花•二模)深入认识物质的结构有助于进一步开发物质的用途。

(1)钾或钾的化合物焰色反应为紫色。下列对其原理的分析中，正确的是(填字母)。

A.电子从基态跃迁到较高的激发态B.电子从较高的激发态跃迁到基态

C.焰色反应的光谱属于吸收光谱D.焰色反应的光谱属于发射光谱

(2)钱(Ga)的价层电子排布式为o与Ga元素同周期，且基态原子有2个未成对电子的过渡元

素是(填元素符号)。

的空间构型为,中心原子S的杂化方式为<,[Ag(S2O3)2]3•中不存在的化学

键是(填字母序号)

A.离子键B.极性键C.非极性键D.配位键

(4)近年来，人们发现了双氢键，双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作

用。下列不可能形成双氢键的是o

A.Be—H...H—OB.O—H....H—N

C.Si—H...H—AlD.B—H...H—N

(5)从结构的角度解释：MgCO3热分解温度低于CaCO3热分解温度的原因是。

(6)银合金储氢的研究已取得很大进展。

□图甲是一种银基合金储氢后的晶胞结构示意图。该合金储氢后，含ImolLa]捌)的合金可吸附H2的质量

Mg?NiH4是一种贮氢的金属氢化物。在Mg2NiH«晶胞中，Ni原子占据如图乙的顶点和面心，Mg处于乙

图八个小立方体的体心。若晶体的密度为pg/cn?,NA是阿伏伽德罗常数，则Mg原子与Ni原子的最短距

离为cm。(用含p、NA的代数式表示)

乙

20.(■山西临汾•一模)年诺贝尔化学奖正式授予法国科学家EmmanuelleCharpentier和美国科学家

JenniferA.Doudna,以表彰其“开发出一种基因组编辑方法“，利用CRsP/Ca基因剪刀，极其精确地改变

动物、植物和微生物的DNA。该“基因剪刀”中的Cas9蛋白质可以水解产生20种氨基酸，其中含量最多

的一种氨基酸是赖氨酸，其结构如图所示。

(1)基态C原子价层电子的轨道表达式为。基态C原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为

_______形.

(2)赖翅酸中N原子的杂化轨道类型为。

(3)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为,原因是o

(4)氨硼烷(NH3BHJ是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物(HB=NH%通过反应

3cH4+2(HB=NH%+6也0=3(：02+6NH3BH3制得。

□ImolNH3BH3分子中有molo键。

与［(HB=NH)3］互为等电子体的一种分子为(填分子式)。

□氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，晶胞结构如图所示。它的硬度

比金刚石低，原因是。设NA为阿伏伽德罗常数的值，若晶胞参数为anm,则晶体密度为

参考答案：

4M

1.4d55sl88小于6Cr2O3诉际

【详解】(1)铝是第五周期LB族元素，基态铝原子的价电子排布式为4d55s1

(2)口环己基甲醇分子中C、O原子都采取sp3杂化方式，共有8个原子。

□苯甲醛分子中苯环有6个兀电子，醛基有2个兀电子，其中的兀电子数目为8个。

□环己基甲醇能形成分子间氢键，沸点高于苯甲醛，所以相同温度下环己基甲醇的饱和蒸

气压小于苯甲醛。

⑶配合物［Cr(OHX(H2O)(H2NCH2cH2NH2)］中，中心离子的配体是OH、比0、

H2NCH2CH2NH2,H2NCH2CH2NH2中2个N原子都与Cr形成配位键，所以配位数为6o

(4)□根据均摊原则，晶胞中氧离子数是12>4+2>4+3=6、铭离子数是4,该氧化物的化学

式为CrQ.；

□己知晶胞底面的边长为acm,晶胞的高为bcm,晶胞的体积为

232

6x^abcm=^abcm\NA代表阿伏加德罗常数的值，该铭的氧化物的摩尔质量为

42

2M_4M3

2

Mg/mol,晶体的密度为36z一一3V3abxNA。

abxN,人

2----------人

2.Is22s22P426N2、CO1低于H2s。4的非羟基氧原子数目为2,H2sCh

的非羟基氧原子数目为1,非羟基氧原子数目越多，S的正电性越高，导致S・O・H中O的

电子向S偏移，在水分子作用下，越易电离出H-,酸性越强sp2平面三角

形v12pNHxlN

4

【分析】基态。核外电子排布式Is22s22P，基态Fe核外电子有26个，共有26种运动状

态；原子个数和价电子数均相等的分子或离子互为等电子体，则与CN互为等电子体的分

子CO和N2；1个KJFKCNM中含有6个配位键，CN中含有C三N,1个C三N中含有

1个。键、2个兀键，即1个KjFe(CN)6］中含有6+6=12个。键，所以含有12moi。键的

K4［Fe(CN)k的物质的量为Imol；从原子半径和晶格来判定其稳定性，根据晶胞来进行有

关的计算。

【详解】(1)口0为8号元素，核外电子排布式H2s22p4,Fe核外有26个电子，核外电子

排布式为Is22s22P63s23P63d64dl每个能层的s轨道有1个伸展方向，p轨道有3个伸展方

向，d轨道有5个伸展方向，则基态Fe共有26种不同空间运动状态的电子；故答案为

26；

□原子个数和价电子数均相等的分子或离子互为等电子体，则与CV互为等电子体的为N?

答案第18页，共18页

和CO；1个K,［代(CN"中含有6个配位键，CN-中含有C三N,1个C三N中含有1个O

键、2个兀键，即1个K］［砌CN)］中含有6+6=12个。键，所以含有12moi。键的

KjFdCNk］的物质的量为Imol；

□已知Fe?+半径为61Pm,Co?+半径为65pm,则Fe?+半径小于面+半径,低于能

FeCO.>CoCO.,则FeCO.受热分解温度低于CoC03；

(2)0H25O4的酸性强于H2s。3的酸性的原因是H2sq的非羟基氧原子数目为2,H2s。3的非

羟基氯原子数目为1,非羟基氟原子数目越多，S的正电性越高，导致S-O-H的。的电

子向S偏移，在水分子的作用下，越易电离出H+，酸性超强；

□SO2中S原子的价层电子对数为孤电子对数键电子对数=)(6-4)+2=3,杂化方式

sp2,S03的立体构型为平面三角形，根据非金属性越强，第一电离能越大，SVO；

(3)DFeSz晶体的晶胞中，该晶体口距离Fe?+最近的Fe2+的数目为12；

□FeS?晶体的晶胞参数为anm,密度为Qg-cnf3,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶胞中有

4个FeS?,P=5^，代入得M=M0空

3.2:51:4spsp2平面三角形cd自由电子(电子气：)c棱

【详解】(1)由化学周期表可得钛有2个未成对电子，镭有5个，所以基态Ti和Mn原子中

未成对电子数之比为2:5,故答案为：2:5；

(2)甲醛分子式为HCHO,有3根J键，苯分子的o健有12根，所以甲醛和苯分子中的o

键之比为1:4,故答案为：1:4；

⑶二氧化碳结构式为O=C=O,-CHO结构式为H-C=O,由此可判断出它们的杂化方式为

sp和sp2,故答案为：sp；sp2；

(4)碳酸根离子中C的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,故构型平面三角形，故答案

为：平面三角形；

(5)等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团。

a.0的价电子数不同，不是等电子体，故a错误；

b.C和S价电子数不同，不是等电子体，故b错误；

c.C6H6与B3N3H6原子总数和价电子数均相同，是等电子体，故c正确；

d.HCO：与HNO3原子总数和价电子数均相同，是等电子体，故d正确；

故选cdo

(6)自由电子理论可以解释金属具有的共同物理性质；面心立方晶胞的俯视图为c图，故答

答案第19页，共18页

案为：自由电子(电子气)：c；

(7)。2一离子个数为3,由此可以想出其位于棱心；由题可得晶胞边长为0anm,

40+48+16x3L40+48+16x340+48+16x3

Xi。?，故答案为:xIO2'

P=（缶）况、"2"2后刈

6”

4.第四周期第1族3d13:2正四面体3cd

16

【详解】(1)28号元素Ni位于第四周期第VIII族；Ni”的价电子排布式为：3d上所以价

电子轨道表示式为：ifHIifTrrni，故答案为：第四周期第vin族；

3d

mum:

(2)根据图a的晶胞结构可知与Ni紧邻O有6个，所以Ni的配位数为6；根据图b晶胞结

构，一个晶胞内含有Ni的个数为“Ux9*一个晶胞内含有。原子数为

11”

8X：+6X：=4,所以Y_4」5：设Ni?+=a,Ni3+=b,根据化合价代数和为零，列出如

82x-----

416

2a+3b=2

下等式：］15,解得:15

u所以n(Ni2+):n(NP>13:2故答案为：6；13:2；

a+b=——16

16

(3)n白磷的空间构型为:正四面体结构，黄碑结构与白磷相似，所以黄神

的空间构型为正四面体；同周期主族元素从左向右第一电离能递增，但是第HA族大于第

HIA族，第VA族大于第VIA族，第一电离能介于A1和P之间的元素有Mg、AkP,共

3种，故答案为:正四面体；3；

□a.根据图片中数值可知黑碑中As—As键的键能不一样，故a错误；

b.黑碑和石墨类似为混合型晶体，C60属于分子晶体，故b错误；

c.每个珅原子形成三条共价键，利用均摊发分析可知，平均一个神原子含有3x；1=13条

键，所以As原子与As—As键的个数比为2:3,故c正确；

d.黑硅晶体结构和石墨类似，层与层之间的作用力为范德华力，为泥合型晶体，故d正

确；

答案为cd。

答案第20页，共18页

5.15spn杂化物道当pH太小时，邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键，导致

与Fd+配位能力减弱；当pH太大时，OH•与Fe?+反应生成沉淀，也会影响Fe?+与邻二氮

6x48

菲配位ABD40>B>Sn>Ba12(|,必

3缶3、10-切

【分析】Fe的原子序数为26,核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2,据此分析判断原

子轨道数；邻二氮菲中的N原子含有孤电子对，当pH太小时，即c(H+)大；当pH太大，

即c(OH)大，据此分析解答；根据Ba2[Sn(OH)6][B(OH)/2的结构和电负性的变化规律分析

解答；根据图示，原子1的配位数与面心原子的配位数相同；原子2投影在底面小三角形

根据等边三角形的特点，确定原子2的分数坐标;

四边形ABCD为矩形，原子1和原子2的间距是底面的边长，据此计算底面面积，原子

2、3、4、5围成正四面体，据此计算晶胞的高；根据均摊法计算晶胞中钛原子的个数确定

晶胞的质量，最后计算晶体密度。

【详解】(l)Fe的原子序数为26,核外电子排布式为Is22s22P63s23P63(164s2,原子轨道包含

Is、2s、3s、4s4个s轨道，2px、2p),、2pz、3px、3p》，、3Pz6个p轨道，以及5个d轨道，

因此基态Fe原子的核外空间运动状态有15种；邻二氮菲中的N的价层电子对数=2十三5-3

=3,采用sp2杂化；邻二氮菲中的N原子含有孤电子对，当pH太小时，c(H+)大，导致H+

与N形成配位键的能力更强，使得Fe2+与邻二氮菲的配位能力减弱：当pH太大，即

c(OH)大时，OH•与Fe?+的结合能力更强，OH•与Fe?+反应生成氢氧化亚铁沉淀，也会影响

Fe2+与邻二氮菲配位，故答案为：15；sp2杂化轨道；当pH太小时，邻二氮菲中的N优先

与H+形成配位键，导致与Fe2+配位能力减弱；当pH太大时，OH-与Fe2+反应生成沉淀，

也会影响Fe2+与邻二氮菲配位;

⑵Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2中所含的化学键有O和H之间的共价键，也是极性键，

[B(OH)4了和[Sn(OH)6]"中含有配位键，阴阳离子间存在离子键；[B(OH)4丁中B形成4个o

键，无孤电子对，中心B的价电子对数为4；也是的非金属性越强，电负性越大，金属性

越强电负性越小，Ba的金属性大于Sn,电负性小于Sn,B和O同周期，非金属性BV

O,电负性BVO,贝UB、0、Sn、Ba的电负性大小顺序是0>B>Sn>Ba,故答案为：

ABD；4；0>B>Sn>Ba；

答案第21页，共18页

(3)根据图示，原子1的配位数与面心原子的配位数相同，同一层有6个，上下两层各3

个，共12个原子与面心原子的距离相等,即原子1的配位数为12；原子2投影在底面小

根据等边三角形的特点，横坐标为7;，纵坐

标为SI，则原子2的分数坐标为(7；，1:1);四边形ABCD为矩形，原子1和原子2的

3JD

间距是底面的边长‘底面一个小三角形的面积为因此底面的面

积为近d2xl(y20cm2x6=^d2xl(y20cm2,原子2、3、4、5围成正四面体，正四面体的高为

42

如dxlO-Wm,因此晶胞的高为侦dxlO4%m,则晶胞的体积为型d2xl(y20cm2x亚

3323

dxlO-,ocm=3V2d3xlO-3°cm3；晶胞中钛原子的个数=12x；+2xg+3=6,晶胞的质量为噤

6/NA