2025高考冲刺 预测 化学二 题型4 物质结构与性质（含解析）

题型4物质结构与性质考向1原子核外电子排布【真题研磨】典例1.(2023·全国乙卷节选)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(MgxFe2-xSiO4)。基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2。

橄榄石中,各元素电负性大小顺序为O>Si>Fe>Mg,铁的化合价为+2。

2.(2022·海南选择考节选)基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,其中未成对电子有2个。

3.(2024·湖北选择考节选)基态Be2+的轨道表示式为

。

4.(2022·湖南选择考节选)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。

5.(2022·河北选择考节选)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为1∶2(或2∶1)。

6.(2024·湖南选择考节选)Cu属于ds区元素,其基态原子的价电子排布式为3d104s1。

7.(2022·全国乙卷节选)氟原子激发态的电子排布式有ad,其中能量较高的是d。(填标号)

a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2【审答思维】题干划线部分关键信息解读关键信息答题思维价电子排布式Fe是第四周期过渡元素,价电子包括3d和4s能级上的电子,价电子排布式为3d64s2

未成对电子基态O的电子排布图为,1s、2s能级没有未成对电子,2p能级上有2

个未成对电子轨道表示式Be2+的电子排布式为1s2,轨道表达式为核外电子排布式为[Ar]原子实是上一周期稀有气体,基态Se的原子实[Ar]之外应为3d104s24p4

两种自旋状态的电子数基态S的价电子排布式为3s23p4,根据洪特规则和泡利原理,两种自旋状态的电子数分别是4和2

【失分警示】(1)对1~36号元素核外电子排布不熟悉,不能准确写出元素的核外电子排布式;(2)不能准确提取题干信息,错写核外电子排布式、价电子排布式、简化电子排布式、轨道表示式等。【考场技法】1.核外电子排布规则(1)泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理。(2)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋平行。(3)能量最低原理:电子尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低。2.电子排布式书写方法(1)按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中,然后将同能层的能级移到一起。(2)特殊原子:当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时,能量相对较低,原子结构较稳定。如Cr、Cu。(3)离子的电子排布式①原子失去电子时,总是从能量高的能级失去电子。一般来说,主族元素只失去它们的最外层电子,而副族元素可能还会进一步向里失去内层电子。②原子得到电子形成阴离子,得到的电子填充在最外一个能层的某一个能级上。【多维演练】1.★★(电子排布式)(1)基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。

(2)Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。

2.★★(价电子排布式)(1)Cu2O中阳离子的基态价电子排布式为3d10;(2)Hg为第6周期ⅡB族元素,其基态原子价电子排布式为5d106s2。

3.★★(轨道表示式)(1)基态Cu的价电子轨道表示式为

。

(2)第四周期基态原子中未成对电子数最多的元素是铬,第三电子层上有3个能级,该元素基态原子的价电子轨道表示式为

。

4.★★★(未成对电子数)(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态Ti3+的未成对电子数有1个。

(2)铬和锰基态原子核外未成对电子数之比为6∶5。

考向2共价键类型与键参数【真题研磨】典例1.(2024·新课标卷节选)Ni(CO)4结构如图所示,其中含有σ键的数目为8,Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体。

2.(2023·湖北选择考节选)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属。导致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd(填标号)。

a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大c.Si—Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道3.(2023·山东等级考节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35)。O—Cl—O键角>(填“>”“<”或“=”)Cl—O—Cl键角。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因:ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl—O键的键长,其原因是ClO2分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中Cl—O键的键长较小,而Cl2O只存在普通的σ键4.(2023·湖南选择考节选)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一,近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术,在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果。比较分子中的C—Ga—C键角大小:Ga(CH3)3>Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”),其原因是Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化,所以为平面结构,而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化,所以为四面体结构,故夹角较小。(Et表示乙基)

【审答思维】题干划线部分关键信息解读关键信息答题思维Ni(CO)4结构单键均为σ键,三键含有1个σ键和2个π键

SiCl4比CCl4易水解原子半径Si>C,Si有更多的价层轨道,SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl,

键极性Si—Cl>C—Cl,则Si—Cl键更易断裂,SiCl4更易水解;Si原子更易受到水电离的OH-的进攻,更易与水电离的OH-形成化学键

ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35);ClO2与Cl2O中由ClO2中存在Π35可以推断,其中Cl原子只能提供1对电子,有一个O原子提供1个电子,另一个O原子提供1对电子,Cl的价层电子对数为3,则Cl原子的轨道杂化方式为sp2;Cl2O中心原子杂化方式为sp3,键角O—Cl—O>ClO2分子中存在σ键和大π键,而Cl2O中存在σ键,Cl—O键长ClO2<Cl2O分子中的C—Ga—C键角大小Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化,而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化,故夹角Ga(CH3)3>Ga(CH3)3(Et2O)

【失分警示】(1)不能通过物质结构准确判断不同类型共价键的数目,从而答错第1题;(2)不能准确分析原子成键情况,从而在第2题中错误分析键参数;(3)不能准确判断原子杂化类型,从而在第3、4题中错误分析成键情况和键角。【考场技法】1.σ键与π键的判断单键——σ键,双键——1个σ键和1个π键,三键——1个σ键和2个π键。2.键参数与分子性质的关系【多维演练】1.★★(共价键类型)(1)阴离子是某材料的组成部分,则1mol该阴离子中含σ键的数目为8NA

(NA为阿伏加德罗常数的值),已知该离子是平面结构,则图中标记*的N和O原子之间的σ键是由N原子的sp2杂化轨道与O原子的2p轨道重叠形成。

(2)CrO5中有4个-1价的O。CrO5中σ键与π键个数比为7∶1。

2.★★★(键参数)(1)卤素单质的化学键的键参数如表所示:化学键F—FCl—ClBr—BrI—I键长/pm141198228267键能/(kJ·mol-1)157242.7193.7152.7从物质结构角度分析,F—F键的键能反常的原因是F原子半径小,F原子周围孤电子对间的斥力大,互相排斥导致F—F键的键能反常。

(2)“点击化学”的研究获得诺贝尔化学奖表彰,如图所示是点击化学的化学反应,所得的产物中含有Π56大已知杂化轨道中s成分越多,所形成的化学键越稳定。①产物中α(填“α”或“β”)位置的N原子更容易形成配位键。

②反应物中氮氮键键长<(填“>”“<”或“=”)产物中氮氮键键长,原因是反应物中,中心氮原子采用sp杂化,而产物中的N原子采用sp2杂化,反应物中N原子杂化轨道中s成分多,所形成的化学键更稳定,氮氮键的键长短。

③已知NO2中含有大π键(Π34)则NO2+、NO2与NO2-的键角由小到大的顺序为NO2(3)有一种观点认为:由于硅的价层中有可以利用的空d轨道,部分含硅化合物的性质与结构会与硅的3d空轨道有关。化合物N(SiH3)3为平面结构,如图所示。①N(SiH3)3与H+形成配位键的能力弱于N(CH3)3,原因是N原子的孤电子对位于2p轨道上,与Si的3d空轨道形成

Π42(填大π键符号Πmn,m表示参与形成大π键的原子数,n表示参与形成大π②N(SiH3)3与H+形成配位键后,Si—N键长变长(填“变长”或“变短”),Si—N—Si键角变小(填“变大”或“变小”)。

(4)CO32-为平面结构,其成键方式可看作碳(C)原子的一个2s轨道和两个2p轨道形成了三个sp2杂化轨道,再与三个氧(O)的价层电子轨道形成了三个σ键。CO32-和SO2的中心原子均为sp2杂化,但O—C—O的键角大于O—S—O的键角,其原因是CO32-的中心原子上无孤电子对考向3杂化轨道、价电子对互斥理论与分子结构【真题研磨】典例1.(2024·山东等级考节选)[BMIM]+BF4-(见图)是MnOx晶型转变的诱导剂。B空间构型为正四面体形;[BMIM]+中咪唑环存在π56大π键,则N原子采取的轨道杂化方式为sp22.(2023·山东等级考节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35)。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为sp23.(2024·北京等级考节选)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。(1)SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形。

(2)SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。

4.(2023·全国甲卷节选)将酞菁—钴钛菁—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。气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3。

【审答思维】题干划线部分关键信息解读关键信息答题思维[BMIM]+BF4[BMIM]+中咪唑环存在π56大BF4-中B形成4个σ键,杂化方式为sp3,空间构型为正四面体N原子形成3个σ键,杂化方式为sp2

ClO2中Cl原子的轨道杂化方式ClO2中存在Π35,这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,与另一个O形成σ键,Cl的价层电子对数为3,则Cl原子的轨道杂化方式为sp2二聚体中Al的轨道杂化类型Al原子价层电子对数是4,Al原子与周围的4个氯原子形成四面体

结构,Al的轨道杂化类型为sp3

【失分警示】(1)不能确定σ键的数目及价层电子对数,从而在第1、3题中错误判断杂化方式;(2)不能准确提取整合题干中的信息,从而在第2题中错误判断Cl的杂化方式;(3)不能准确判断原子成键方式,从而在第4题中错误判断中心原子杂化方式。【考场技法】1.用VSEPR理论判断ABx型分子构型的方法(1)中心原子的价层电子对数=σ键+12(a-xb(2)根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型价层电子对数234立体构型名称直线形平面三角形正四面体形(3)略去孤电子对,确定分子构型。2.判断杂化轨道类型的方法杂化轨道数=σ键+孤电子对数杂化类型spsp2sp3杂化轨道的数目234立体构型名称直线形平面三角形正四面体形【多维演练】1.★★(VSEPR模型与分子构型)(1)SO2的VSEPR模型为平面三角形。

(2)Cu2+可形成[Cu(en)2NH3](BF4)2,其中en代表H2N—CH2—CH2—NH2。该化合物分子中,VSEPR模型为四面体的非金属原子共有11个。

(3)Fe3+与水反应会形成黄色的配离子[Fe(OH)]2+,为避免颜色干扰,常在Fe3+溶液中加入H3PO4形成无色的[Fe(PO4)2]3-。由此推测与Fe3+形成的配离子更稳定的配体是PO43-2.★★★(杂化轨道类型)(1)C、N元素能形成一种类石墨的聚合物半导体,其单层平面结构如图1所示。该物质中氮原子的杂化类型是sp2。

(2)叠氮酸的结构如图2所示,分子中②号N原子的杂化方式为sp。

(3)Al(C2H5)3中碳原子的杂化方式为sp3,[AlH4]-的空间结构为正四面体形,NaAlH4中不存在的化学键是D(填字母)。

A.σ键B.配位键C.离子键D.非极性键(4)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如图所示。甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为dsp2(填“sp3”或“dsp2”)。

考向4分子的性质【真题研磨】典例1.(2024·山东等级考节选)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是FDCA形成的分子间氢键更多。

2.(2023·全国乙卷节选)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(MgxFe2-xSiO4)。已知一些物质的熔点数据如表:物质熔点/℃NaCl800.7SiCl4-68.8GeCl4-51.5SnCl4-34.1Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而SiCl4为分子晶体。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因:随着同族元素电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高,且随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大。

【审答思维】题干划线部分关键信息解读关键信息答题思维FDCA的熔点远大于HMFFDCA中含有的羟基更多,则形成的分子间氢键更多,熔点更高

同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,越大则其熔点越高

【失分警示】(1)不能准确分析分子结构,从而在第1题中错误分析熔点高的原因;(2)不能准确判断晶体类型,从而在第2题中错误比较熔点高低。【考场技法】1.氢键对物质熔沸点的影响:分子间氢键,使物质熔沸点升高;分子内氢键,使物质熔沸点降低。2.物质溶解性的影响因素(1)“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。如NH3、蔗糖易溶于水,难溶于CCl4。(2)氢键:溶质与溶剂之间存在氢键,可增大溶解度。如NH3、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶。(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂分子结构越相似,溶解度越大。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH结构相近,溶解度较大。(4)化学反应:若溶质能与水发生化学反应,也会增大溶质的溶解度。如SO2可与水反应,溶解度较大。【多维演练】1.★★★(分子极性、溶解度)(1)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如图所示。已知顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水的原因可能是顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子,而水是极性溶剂。

(2)比较H2O与OF2的极性大小并说明理由:H2O的极性大于OF2,H2O和OF2都是V形结构,H和O之间的电负性的差值大于O和F之间电负性的差值,所以H2O的极性更大。

(3)氯化铍在气态时存在BeCl2分子(a)和二聚分子[(BeCl2)2](b)。①a属于非极性(填“极性”或“非极性”)分子;

②二聚分子(BeCl2)2中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上,b的结构式为

。

2.★★★(熔沸点)(1)在水溶液中,以H2O为电子供体,CO2在(CuGa)0.5ZnS2光催化剂上可还原为CO,部分氧化物的沸点如表所示:氧化物H2OSO2CO2沸点/℃100-10-78.5表中氧化物之间沸点差异的原因为三种氧化物形成的晶体均为分子晶体,H2O分子间能形成氢键,SO2为极性分子,CO2为非极性分子,且SO2相对分子质量大于CO2。

(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近,但沸点比丙酮高,原因是乙二醇分子中羟基比丙醇的多,形成的分子间氢键比丙醇多,分子间作用力较大。

考向5晶胞结构及相关计算【真题研磨】典例1.(2024·广东选择考节选)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心,形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中,粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni=2∶1∶1,其立方晶胞的体积为8a3nm3。

2.(2024·黑、吉、辽选择考节选)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强,TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为101(精确至1)。

3.(2024·甘肃选择考节选)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示,沿x轴方向的投影为图乙,晶胞底面显示为图丙,晶胞参数a≠c,α=β=γ=90°。图丙中Ca与N的距离为

22apm;化合物的化学式是Ca3N3B,其摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值是NA,则晶体的密度为

MNAa2c×1030g·cm4.(2023·全国乙卷节选)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(MgxFe2-xSiO4)。一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示,晶胞中含有3个Mg。该物质化学式为MgB2,B—B最近距离为

33a。【审答思维】题干划线部分关键信息解读关键信息答题思维立方体体心取Ga为晶胞顶点,晶胞面心也是Ga,Ni处于晶胞棱心和体心,Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构,晶胞中Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co,故晶胞中Ga、Ni个数为4,Co个数为8

二者晶胞体积近似相等体积近似相等,则其密度之比等于摩尔质量之比图丙投影的图丙为正方形,Ca位于正方形顶点,N位于正方形中心,故Ca与N的距离为

22a晶胞投影图由图知,Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有3个Mg,B在正六棱柱体内共6个,则该物质的化学式为MgB2

【失分警示】(1)不能准确分析晶胞结构,从而在第1、3题中错误计算个数比;(2)不能准确分析投影图,从而在第4题中错误分析化学式和晶胞计算。【考场技法】1.平行六面体晶胞中微粒计算方法2.晶胞相关计算模型(1)立方晶胞的棱长a与面对角线、体对角线的关系:①面对角线=2a;②体对角线=3a。(2)立方晶胞的密度ρ与晶胞内微粒数x之间的关系:a3·ρ=xNA·3.原子坐标与投影图(1)体心立方晶胞结构模型图的原子坐标与投影图①若原子1,原子3,原子7的坐标分别为(0,0,0),(1,1,0),(1,1,1);则原子2,原子4,原子5,原子6,原子8,原子9的坐标分别为(0,1,0),(1,0,0),(0,0,1),(0,1,1),(1,0,1),(12,12,1②沿x、y轴的投影图为(2)面心立方晶胞结构模型图的原子坐标与投影图①原子10~15分别位于六个面的面心,原子1和原子2的坐标为(0,0,0),(1,1,1);则确定坐标参数:10(0,12,12),11(12,12,1),12(1,12,12),13(12,12,0),14(1②沿x、y轴的投影图为(3)金刚石的原子坐标与投影图①若a原子为坐标原点,晶胞棱长的单位为1,则原子1、2、3、4的坐标分别为(14,14,14)、(14,34,34)、(34,14,34)②沿x、y轴的投影图为【多维演练】1.★★★(晶体结构和计算)(1)Co2O3可用于合成钛酸钴。一种钛酸钴的晶胞结构如图1所示,该立方晶胞参数为apm,每个Co周围等距且紧邻的O共有12个。设NA为阿伏加德罗常数的值,该钛酸钴晶体的密度为

155a3×10-30NA(2)锌黄锡矿外观漂亮,晶胞结构如图2所示,请写出锌黄锡矿的化学式:Cu2SnZnSe4;并在晶胞中找出平移能完全重合的两个Se1、6(或2、5或3、8或4、7)(请选择合适的编号,填写一种组合即可)。

(3)铜晶胞结构如图3所示。一种金铜合金晶胞可以看成是铜晶胞面心上的铜原子被金原子取代而成。已知:Cu、Au的原子半径分别为r(Cu)pm、r(Au)pm,晶胞参数为apm,该金铜合金晶胞中原子空间占有率为4π[3r3(Au)+r3(Cu)]3a3×100%[2.★★★(晶胞投影)(1)钾元素与氧元素形成的某些化合物可以作为宇宙飞船的供氧剂。其中一种化合物的晶胞在xy平面、xz平面、yz平面上的投影如图所示,其晶胞棱长为anm,NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为

142×1021NA×a3g·cm-3(用含a(2)某富氢化物的晶胞结构及该晶胞沿xOy、xOz、yOz三个平面的投影(沿三个平面的投影相同)如图所示,该晶胞中,H之间相互连接形成笼状结构。①该晶胞中,H之间以共价键(选填“离子键”“共价键”或“分子间作用力”)相连接。

②该晶胞中,两个氢原子之间的最近距离为apm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为

232×103083.★★★★(原子坐标)一定条件下,B2O3、KBF4、BeO发生非氧化还原反应可制得晶体BexByOzFm,其晶胞结构如图所示(氧原子未画出),晶胞参数a=b≠c,α=120°,β=γ=90°,若A、D、E三点的原子分数坐标分别为(0,0,0)、(23,13,d)、[13,23,(1-d)],晶胞中D、E间距离为

(33a)2+(c-2cd)2pm。设阿伏加德罗常数的值为NA4.★★★(晶胞分析)利用纳米铁制成的改性Fe3O4是一种优良的磁性材料,该Fe3O4晶胞的18的结构如图所示,研究发现结构中的Fe2+只可能出现在图中某一“”所示位置上,请确定Fe2+所在晶胞的位置并说明理由:在c位,由均摊法计算可得该结构中Fe3+的数目为2,O2-的数目为4,根据电荷守恒可得Fe2+的数目为1,所以Fe2+应该在c位。

1.★★EDTA()是一种重要的配体,易与Mg2+、Fe2+、Fe3+等离子形成稳定的配合物。回答下列问题:(1)Mg位于元素周期表中s区;基态Fe3+价层电子排布式为3d5。

(2)EDTA中碳原子的杂化方式为sp2、sp3,每分子EDTA中所含σ键的数目为35。

(3)EDTA分子中键角∠HCH>∠CNC(填“>”“=”或“<”),原因为饱和碳原子与氮原子都是sp3杂化,而氮原子有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大。

(4)EDTA中能与Fe3+形成配位键的原子是N、O(填元素符号),原因为EDTA分子中N原子和—COOH中O原子均有孤电子对,而Fe3+有空轨道,故能与Fe3+形成配位键。

(5)某铁镁合金的立方晶胞结构如图所示。其中A、B原子分数坐标分别为(0,0,0)和(34,14,14),晶胞参数为apm,①C原子的分数坐标为(14,34,34②铁原子与镁原子的配位数之比为2∶1;该合金的密度为

4.16×1032NA×a3g·cm-3(2.★★★硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。Ⅰ.自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子X的结构如图所示:(1)基态硒原子的价电子轨道表示式为

。

(2)分子X中电负性最大的元素是O(填元素符号,下同),杂化轨道类型为sp3的中心原子是Se、S。

(3)H2O、H2S和H2Se的沸点由高到低顺序为H2O>H2Se>H2S。

(4)比较SeO3分子和SeO32-离子的键角大小,并说明理由:键角:SeO3>SeO32-,SeO3结构为平面三角形,键角近似120°,SeO32-结构为三角锥形,键角近似Ⅱ.Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。(5)每个Cu2-xSe晶胞中含有4x个Cu2+(用含x的表达式作答)。

(6)立方Na2Se晶胞的晶胞参数为apm,位于面心的Se2-所围成的空间结构为正八面体,该晶胞的密度为5.0×1032a3NAg·cm-33.★★★新质生产力催生生物技术、新材料高质量发展。(1)色胺酮来源于天然植物中药板蓝根,是板蓝根抗菌、抗病毒的活性成分之一。以甲醇为溶剂,Co2+可与色胺酮分子配位结合,形成对DNA具有切割作用的色胺酮-钴配合物(合成过程如图所示)。①基态Co2+价层电子排布式为3d7。

②色胺酮分子中,含氧官能团名称酰胺基、羰基;所含同周期元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;该分子结构上具有较好配位的氮原子和氧原子以及平面的大π键体系,则分子中N原子的杂化类型为sp2;形成配位键的N原子是1(填“1”或“2”)。

③色胺酮-钴配合物中钴的配位数为4;X射线衍射分析显示色胺酮-钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过氢键作用与色胺酮-钴配合物相结合。

(2)超高硬度生物材料Ti3Au合金是理想的人工髋关节和膝关节材料,其晶体有α-Ti3Au、β-Ti3Au两种结构,如图所示。①α-Ti3Au晶胞中,Ti原子周围与它最近且距离相等的Ti原子有8个。

②β-Ti3Au的晶胞棱长为509pm,每个晶胞面上有两个Ti原子。β-Ti3Au晶体的密度是ρ=6×48+2×197NA(5.09×10-8)3③与β-Ti3Au晶体相比,α-Ti3Au晶体有更长的Ti—Au键键长。上述两种晶体中硬度较高的是β-Ti3Au(填“α-Ti3Au”或“β-Ti3Au”)。

4.★★★镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属,在许多领域应用广泛。Ni-NTA-Nanogold可用于检测或定位6x组氨酸(His)或Poly-His标记的重组蛋白。Ni(Ⅱ)-NTA的结构简式如图1所示。回答下列问题:(1)基态Ni原子价电子排布式为3d84s2。

(2)配体N(CH2COO-)3中4种元素的第一电离能I1从大到小的顺序为N>O>H>C(用元素符号表示)。

(3)与Ni2+配位的原子形成的空间结构为八面体。

(4)已知存在大π键,其结构中氮原子的杂化方式为sp2。

(5)Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同,但相应单质的熔点Ni明显高于Ca,其原因是Ni与Ca同周期,Ni的原子半径比Ca小且价电子数多,形成的金属键比较强,熔点比较高。

(6)某笼形包合物Ni(CN)a(NH3)b(C6H6)c的晶胞如图2所示。①该笼形包合物溶于酸能形成一种弱酸HCN,HCN中σ键和π键个数之比为1∶1。

②推测该包合物中氨与苯分子数目之比,即b∶c为1∶1,氨分子极易溶于水的原因是氨分子和水分子间可以形成氢键,氨分子和水分子极性接近,溶解度大。

③若此晶胞体积为Vnm3,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞的摩尔质量为Mg·mol-1,则晶体密度为

M×1021VNAg·cm15.物质结构与性质1.【解析】(1)①锌元素的原子序数为30,基态锌离子的电子排布式为[Ar]3d10,则基态Zn2+的价电子排布式为3d10;②L2-所含元素C、H、O中,第一电离能同周期从左到右依次增强,第ⅡA周期第ⅤA族高于相邻元素,同族由上到下减小,从小到大的顺序为H<C<O;由结构简式可知,配体中苯环碳原子和双键碳原子杂化方式为sp2杂化,共有8个;③若在L2-上引入能与水分子形成氢键的羟基和氨基,有利于增强X与水分子的吸附作用,若在L2-上引入不能与水分子形成氢键的氯原子、甲基,不能增强X与水分子的吸附作用,故选BC;④由X晶胞的组成结构单元可知,单元结构中位于顶点的[Zn4O]6+的个数为8×18=1,位于棱上的L2-的个数为12×14=3,设晶体的密度为dg·cm-3,由X晶体具有面心立方结构,其晶胞由8个结构相似的组成单元构成可得8×(3M1+M2)NA=(a×10(2)相比Zn2+,半径更小的Co2+与碳酸根中的氧离子作用力更强,更利于碳酸根分解为CO2,ZnCO3比CoCO3的分解温度高。(3)H3PO3为中强酸,H3PO3分子中含1个非羟基氧原子,P原子最外层有5个电子,H3PO3的分子结构为;H3AsO3为弱酸,H3AsO3分子中不含非羟基氧原子,As原