物质结构与性质的综合-2023年高考化学考前必刷题（全国卷）

2023高考化学考前名校必杀题(全国卷)

非选择题基础必杀

必杀17物质结构与性质综合题(20题)

1.[2023•新疆•统考一模)稀土元素是指铳(Sc)、钮(Y)和镯系元素,共17种,位于元素周期表中第IIIB族,

均为金属元素，在工业生产中有重要的作用。回答下列问题：

(1)基态铳(Sc)元素的原子核外电子占据的轨道数目共个，钮(Y)位于元素周期表中铳(Sc)的下

一周期，钮(Y)的价电子排布式为o

(3)铳(Sc)离子在水中以稳定对称的[Sc(H2O)6]3+存在，其中O-Sc-O的键角只有90度和180度两种，其空间

构型为o

(4)铀(Ce)属于锢系元素，氧化钵是一种重要的光催化材料。

①锦具有三价和四价两种价态，三价和四价间的可逆转换会造成氧空位的生成和消除。其光催化的基本原

理如下图所示，当光照能量(hv)等于或大于氧化锦催化剂的能量时，氧化钵VB上的电子(e-)会受到激发

跃迁至CB,留下带正电荷的空穴(h+),形成光生电子-空穴对，与所吸附的物质发生氧化还原反应。则在

氧化还原反应中，空穴可视为(填“氧化剂”或"还原剂)图中A发生___________(填“氧化”或“还

原)反应。

②氧化铀的晶体结构如卜.图所示，其中铀原子和氧原子的数量之比为.若晶体密度为dg-cm-3,

阿伏伽德罗常数为NA,晶胞参数@=cm(写出表达式)。

【答案】⑴114d15s2

(2)60、Nsp?、sp?杂化

(3)王八面体

【详解】(1)铳(Sc)为21号元素，则基态铳(Sc源子核外电子排布为Is22822P63s23P63dl4核则基态铳(Sc)

的原子核外电子占据的轨道数目共H个，铳(Sc)的价电子排布式为3dzs2,忆(Y)位于元素周期表中铳(Sc)

的下一周期，则钮(Y)的价电子排布式为4dl5s2；故答案为：11；4dl5s2。

(3)铳(Sc)离子在水中以稳定对称的［Sc(H2O)6产存在,其中O-Sc-O的键角只有90度和180度两种,即

铳(Sc)离子的前后左右上下与水中氧连接形成正八面体；故答案为：正八面体。

(4)①在氧化还原反应中，带正电荷的空穴(h+)得到电子，化合价降低，因此空穴可视为氧化剂，根据图

中信息得到A得到电子生成B,则A发生还原反应；故答案为：氧化剂；还原。

2.(2023•山东河泽•统考一模)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B、C、N、Ni、Cu等元素。回答下列问题：

(1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能显最多的是______(填标号，下同)，用光谱仪可捕捉到

发射光谱的是。

【答案】(1)ACD

(2)弑离子半径小于碘离子，氢氟键键能更大，更容易形成，故氟更易夺取钱根离子中氢生成HF

3.(2023・贵州毕节・统考一模)硼及其化合物在医疗、航空航天、超导磁体、储能材料、微波通信和动力装

置上具有广泛的应用价值。

(1)固体储氢材料NH3BH3中，N原子的核外电子排布式为,B原子的杂化轨道类型为

,N和B的第一电离能大小：NB(填“大于"小于”或“等于”)。

(2)氨竣基硼烷能抑制肿瘤和降低血清胆固醇，其结构与甘氨酸(NH2cH2co0H)类似，氨竣基硼烷的结构简

式为。

⑶化学式为B2H6、B5H9、B6HK)的硼氢化合物具有巢形结构，该硼氢化合物的通式可表示为。

(4)硼中子俘获疗法(BNCT)是一种针对脑、头、颈部肿瘤的一种新型放射疗法，该法涉及利用低能中子照射

硼化合物，将标记的硼化合物注射到患者体内，用中子照射10B发生核裂变产生氮核(a粒子)和7Li核,

裂变过程反应式为。

(5)物质的硬度和晶格熔密度(晶格蜡除以物质的摩尔体积)之间的关系如图所示(碳的点代表金刚石)。氮化硼

能用作高温动力装置磨料的原因是。

(6)立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，晶胞结构如图，晶胞参数为anm。晶体的密度

p=gem"列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

【答案】(1)Is22s22P3sp3大于

(2)NH3BH2coOH

(3)BnH„+4(n>2)

（5）晶格焙密度越大，氮化硼磨损硬度越大

【详解】（1）固体储氢材料NH3BH3中，已知N是7号元素,故N原子的核外电子排布式为Is22s22P3,NH3BFh

中B与周围的3个H原子形成3个。键，与N原子形成一个配位键，无孤电子对，即B原子周围的价层电

子对数为4,则B原子的杂化轨道类型为卬3,根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA

与KIA、VA与VIA反常可知，N和B的第一电离能大小：N大于B,故答案为：Is22s22P3；sp3；大于；

（2）氨竣基硼烷能抑制肿瘤和降低血清胆固醇，其结构与甘氨酸（NH2cH2co0H）类似，氨陵基硼烷即

NH3BH3中B上的一个H被COOH取代,故该化合物的结构简式为NH3BH2COOH,故答案为:NH3BH2COOH；

（3）由化学式为B2H6、B5H9、B5H10的硼氢化合物具有巢形结构可以得出，该硼氢化合物的通式可表示为

BnHn+4（n>2）,故答案为:BnHn+4（D>2）；

（5）由题干图示信息可知，晶格燧密度越大，磨损硬度越大，而氮化硼的晶体焰密度较大，故氮化硼磨损

硬度较大，能用作高温动力装置磨料，故答案为：氮化硼的晶体焰密度较大，故氮化硼磨损硬度较大，能

用作高温动力装置磨料；

（1）基态氮原子的价电子排布式为。

（2）硼烷乂称硼氢化合物，随着硼原子数的增加，硼烷由气态经液态至固态，其原因为。

（3）某有机硼化合物的结构简式如图所示，其中氨原子的杂化轨道类型为1,

（4）图a、b、c分别表示B、C、N、0的逐级电离能I变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一电离能的变化图是

（填标号），判断的根据是;第二电离能的变化图是（填标号）。

（5）含有多个配位原子的配体与同一中心离子（或原子）通过整合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+

与EDTA形成的螯合物的结构如图所示，

在材料和药物等领域有重要应用。回答下列问题:

(1)基态硒原子价电子排布式为：其能量最高能级的电子云形状是O

⑵某绿色农药的结构简式如图所示。C、N、0、F四种元素第一电离能由大到小的排列顺序为；

该物质中，C原子的杂化轨道类型为O

(4)二硫键与二硒键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用下图表示。已知光的波氏与其能量成反

比，则图中实现光响应的波长左入2(填'>“、"v”或

【答案】⑴4s24P4哑铃形

⑵F>N>O>Csp2、sp3

(3)三角锥形<Se03分子中Se原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,分子的空间构型为平面

三角形，键角为120。；亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4,孤对电子数为1,离子的空间构型为三

角锥形,键角小于120°

(4)<

【详解】(1)Sc是34号元素，其价电子排布式为4s24P3能量最高能级是4p,其电子云形状是哑铃形；

(2)同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，其中VA族元素的第一电离能高于其相邻的元素，

故第一电离能：F>N>O>C；该物质中既含有饱和C原子，又含有连接双键的C原子，故C原子的杂化

轨道类型为sp2、sp3；

(4)S和Se位于同一主族，Se的原子半径大于S,使得二硒键的键长大于二硫键，二硒键的键能小于二硫

键，由于光的波长与其能量成反比，故猫小于九2；

6.(2023•甘肃酒泉•统考一模)CuO在化学链(如气相燃类)燃烧和催化CO氧化过程中均展现出良好的性能，

同时具有成本低廉的优势，有望成为贵金属催化剂的替代品。中国科学院工程热物理研究所的科研人员初

步揭示了CO在CuO表面的催化机理，并深入研究了CO在铜基氧化物表面的反应机制，并提出了对应的

反应动力学模型。

(1)基态铜原子的价电子排布式为，其核外电子的空间运动状态有种。

(2)N与C、O同周期，H、C、N三种元素的电负性从小到大的顺序为：C、N、O的第一电离能从

大到小的顺序为o

(3)NH3具有还原性，能被CuO氧化，NH3分子中N原子的杂化方式为,NH3的沸点高于PH3的原

因是o

(4)已知Cu2O的熔点高于Cu2s的熔点，其原因是o

(5)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示，若该晶胞中Cu原子与0原子之间的最近距离为apm,设阿伏加

德罗常数的值为NA,则该晶胞的裕度为gym"填含a、NA的代数式)。

【答案】(1)3d,04s,15

⑵H<C<NN>O>C

(3)sp3NH3分子间能形成氢键，而PH3不能，所以NH3的沸点高于PH3

⑷两者都是离子晶体，且阴、阳离子电荷量均对应相同，但r(O2)<r(S2),所以CsO的晶格能大，熔点较

高

【详解】(1)Cu是29号元素，其核外电子排布式是Is22s22P63523P63+咏1,故基态铜原子的价电子排布式

为3»。4$］。s能级有•个原子轨道，p能级有三个原子轨道，d能级有5个原子轨道，故其核外电子的空间

运动状态有1+1+3+1+3+5+1=15种;

(2)N与C、O同周期，II、C、N二种元素的电负性从小到大的顺疗为HVCVN,因为N元素核外电子

排布式是Is22s22P2P能级是半充满状态，第一电离能异常，故C、N、O的第一电离能从大到小的顺序为

N>O>C；

NH3分子间能形成氢键，而PH3不能，所以NH3的沸点高于PHs；

(4)两者都是离子晶体，且阴、阳离子电荷量均对应相同，但r(O2)〈r(s2),所以CsO的晶格能大，熔点

较高；

7.(2023•江西赣州•统考一模)碳元素是形成化合物最多的元素，碳及其化合物构成了丰富多彩的物质世界。

回答下列问题：

(1)基态碳原子的电子占据的最高能级电子云形状为，与碳元素同主族的第四周期元素基态原子外围

电子排布式为。

O—铐。一碳

【答案】（1）纺锤形##哑铃形4s24P2

⑵O>C>HO

（3）平面正三角形碳酸镁分解产物是MgO和C02,碳酸钙分解产物是CaO和C02,MgO的晶格能大

于CaO,更加稳定

00

(4%/&0犷0\U、/7&0//，sp2杂化

【详解】（1）基态碳原子的电子抹布式是：Is22s22P2,占据的最高能级是2p,电子云形状为纺锤形或哑铃

形；与碳元素同主族的第四周期元素是Ge,同主族元素价电子排布相同，Ge基态原子核外电子排布式是:

[Ar]3d。4s24P2,夕卜围电子排布式为4s24P2。

O

II

8.（2023・陕西渭南•统考一模）二甲基亚飒（S）是一种重要的非质子极性溶剂。铭和钵等过渡金

/\

H»CCH,

属卤化物在二甲基亚碉中有一定溶解度，故可以应用在有机电化学中。回答下列问题：

（1）基态Cr原子的价电子排布图（轨道表示式）为。

（2）珞和钵基态原子核外未成对电子数之比为。

O

II

⑶已知：二甲基亚碉能够与水和丙酮（c）分别以任意比互溶。

/\

H3cCH.

①二甲基亚碉分子中硫原子的杂化类型为O

②丙酮分子中各原子电负性由大到小的顺序为o

③二甲基亚飒易溶于水，原因可能为o

A.离子键B.共价键C.金属键D.配位键E.氢键F.范德华力

①该晶体中，镭原子周围的硫原子数目为O

［答案］⑴国王团王田E

3d4s

（2）6:5

【详解】（1）G■为24号元素，基态铝原子的价电子排布图（轨道表示式）为EUHtHEl日：

3d4s

（2）铭价电子为3d54sl钵为25号元素原子，价电子为3d54s2,故两者基态原子核外未成对电子数之比为

6:5；

③二甲基亚碉中氧电负性较强，可以与水分子形成分子间氢键，导致二甲基亚碉易溶于水：

（5）①该晶体中，1个硫周围有4个锦原子，结合化学式可知，锦原子周围的硫原子数目为4。

9.（2023•福建龙岩・统考模拟预测）磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。回答下列问题：

（1）黑磷与石墨类似，也具有层状结构（如图所示）。

①第三周期中基态原子的第一电离能比P大的元素有种。

②下列说法错误的是______（填字母）。

A.黑磷分子中所用化学键的键能不完全相同B.黑磷与石墨都属于混合型晶体

C.黑磷中P原子的杂化方式为Sp3D.黑磷分子中存在大7T键，易导电

（2）LiPF6、LiAsF6等可作为聚乙二醇锂离子电池的电极材料•电池放电时，Li+沿聚乙二醇分子中的碳氧链向

正极迁移的过程如图所示（图中阴离子未画出）。

①Li+迁移过程发生_____（填“物理”或“化学”）变化。

②相同条件下，使用（填“LiPFb或“LiAsFS'）作电极材料时，Li+迁移速率较快，原因是。

（3）PCL是一种白色晶体，其晶胞如图所示。该晶体熔融时形成一种能导电的液体，测得其中含有一种正四

面体形阳离子和一种正八面体形阴离子。

①写出PC15熔融时的电离方程式。

②若晶胞参数为anm,则晶体的密度为g・cmY列出计算式）。

【答案】（1）2D

（2）化学LiAsF6LiAsF6中阴离子半径大，晶格能更小，离子键容易断裂，有利于Li+迁移

【洋解】（1）①同周期从左向右第一电高能增大的趋势，包括稀有气体，但HA>niA,VA>VIA,因此第

三周期中第一电离能比P大的是Cl、Ar,有2利1；故答案为2；

②A.根据黑磷的结构，PP的键长不完全相等，因此键能不完全相同，故A说法正确；

B.黑磷与石墨类似，每一层原子之间由共价键组成六元环，层与层之间存在范德华力，所以为混合型晶体，

故B说法正确；

C.黑磷中的P形成三个共价键，有一个孤电子对，P原子采取sp3杂化，故C说法正确；

D.石墨结构中六个碳形成正六边形，共面，通过黑磷结构可知，六个磷原子形成的六元环不共面，因此黑

磷分子中不存在大兀键，故D错误；

答案为D；

（2）①从图中可知，Li+迁移过程中生成了新物质，发生了化学变化，故答案为化学；

②因为PF；的半径比AsF；的小，LiPF6晶格能大，PF；与Li+的作用力比AsF；的强，不易断裂，迁移速率慢，

因此LiAsF（,作电极材料时，Li+迁移速率较快；故答案为LiAsF（,；LiAsFf,中阴离子半径大，晶格能更小，离

子键容易断裂，有利于Li+迁移；

（3）根据题中信息以及晶胞图可知，正四面体形的阳离子说明有4个。键，无孤电子对，阳离子是P。；，

阴离子为正八面体形，一个P对应六个CL该阴离子为PCI；,电离方程式为2PCk（熔融）.一PC1；+PC1；或

2PCk（熔融尸PCI；+PCI；：故答案为2PCk（熔融）一PQ；+PC1；或2PCk（熔融尸PCI；+PCI；；

10.（2023•山东潍坊・统考一模）分子人工光合作用的光捕获原理如图所示，WOCi是水氧化催化剂WOC在

水氧化过程中产生的中间体，HEC1是析氢催化剂HEC在析氢过程中产生的中间体。

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）。

（2）含有多个配位原子的配体与同一中心离子（或原子）通过整合配位成环而形成的配合物为整合物。1mol

WO。中通过整合作用形成的配位键有moU

（3）HECl中的C、N、O三种元素都能与H元素形成含AA（A表示C、N、O元素）键的氢化物。氧化物中AA

键的键能（kJ-moL-i）如下表：

HOOH

346247207

AA键的键能依次降低的原因是。

①晶胞中氢键的长度(0H...0的长度)为pm(保留一位小数)。

②普通冰晶体的密度为g-cm-%列出数学表达式，不必计算出结果)。

【答案】(1)3c

(2)8

(3)C、N、O中心原子上孤电子对数目越多，排斥作用越大，形成的化学键越不稳定，键能就越小

a.为基态Fe原子；b.为基态Fe2+；c.为基态Fe”d.为激发态Fe原子；电离最外层一个电子所需能量最大

的是Fe",故c正确；

故答案为：3；c；

(2)W0Ci中每个Ru与周围的四个N原子和1个0原子形成配位键，有结构简式可知ImolWOg中含lOmol

配位键，但通过螯合成环而形成的配合物的只有N,为8mol,故答案为：8；

(3)乙烷中的碳原子没有孤电子对，肤中的氮原子有1对孤对电子，过氧化氢中的氧原子有两对孤对电子，

C、N、O中心原子上孤电子对数目越多，排斥作用越大，形成的化学键越不稳定，键能就越G;

故答案为：C、N、O中心原子上孤电子对数目越多，排斥作用越大，形成的化学键越不稳定，键能就越小。

(5)①晶胞中氢键的长度(0H...0的长度)为0.375x737=276.4；

11.(2023•江西南昌•统考一模)金属卤化物钙钛矿太阳能电池作为最有前途的光伏技术之一，如何最大限

度地减少表面缺陷对于进一步提高无机钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和稳定性至关重要。近口，我国

科学家设计了•种钝化剂三氟乙豚来抑制CsPbl3xBrx薄膜缺陷。回答下列问题：

(1)基态碘原子的价层电子的运动状态有种，基态Pb原子的价层电子排布式为o

(23代表元素的第一电离能，则L(Br>h(As)>h(Se)的原因是___________。

(3)三氟乙眯的结构如图所示，其中。键与兀键数目之比为,碳原子的杂化类型为

测量HF相对分子质量测量值经常偏大的原因是___________。

(4)某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞的边长apm,则该物质的化学式为；

晶体中Pb?+与Cs+最短距离为pm：晶体的密度p=g•。叭设阿伏加德罗常数的值

为NA,用含a、NA的代数式表示；可能用到相对原子质量：Cs：133Ph：207I：127)

【答案】⑴76s26P2

(2)As、Se和Br为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态As原子的

P能级轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于Se的

（3）9：1sp2和sp3HF分子间存在氢键，形成缔合分子（HF）n导致HF相对分子质量测量值偏大

（2）同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，As、Se和Br为同周期元素，核电荷数依次增加，

第一电离能呈增大趋势，但由于基态As原子的p能级轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，故其第一电

离能大于Se,故答案为：As、Se和Br为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；

但由于基态As原子的p能级轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于Se；

（3）由结构简式可知该物质中含9个。键与1个兀键，个数比为9:1；其中单键碳原子采用sp2杂化，双

键碳原子采用sp3杂化；HF分子间存在氢键，易形成缔合分子（HF）n导致HF相对分子质量测段值偏大，故

答案为：9:1：sp2和sp3；HF分子间存在氢键，形成缔合分子（HF»导致HF相对分子质量测量值偏大；

12.（2023・山东日照・统考一模）VA族元素原子核外电子排布有着特殊性，能与其他元素组成结构、性质各

异的化合物。回答下列问题：

（1）氮原子可以提供孤电子对与氯原子形成配位键，基态氯原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重

排后的氧原子价电子排布图为,基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合（填“泡

利不相容原理'或“洪特规则

（3）As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______。

［答案］(1)L_L±J11*111——洪特规则

2s2p

⑵<v

(3)As>Se>Ge

(4)4s23d4P3CC14

【洋解】（1）基态o原子核外电子排布为Is22s22P4,基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则

重排后的氧原子价电子排布图为nn：洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是

2s

尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合洪特规则；

（3）同一周期随着原子序数变大，第-电离能变大，As的4P轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同

周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge；

i.4CuCl।4cH30HiO2=4CU(OCH3)C1i2H：O

ii.2CU(OCH3)C1+CO=(CH3O)2CO+2CuCl

(1)碳酸二甲酯分子中皴基碳原子的杂化类型是O

(2)CuCI中，基态Cu+的价电子排布式为,CuCl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Cu(I)(+1价铜元素)浓度的影响。

ii.CuCl在甲醇中溶解度较小，且其中的Cu+易被氧化为难溶的CuO。

iii.加入4甲基咪啤(I/—)可与Cu+形成配合物，可提高甲醇的转化率。4甲基咪哇中，I号N

2^N

3

原子的孤电子对因参与形成大兀键，电子云密度降低。

请结合信息回答以下问题。

①4甲基咪啤中，卜4号N原子(填“在”或“不在”)同一平面上，(填T或“3”)号N原子更容易

与Cu+形成配位键。

②加入4甲基咪睡后，甲醇转化率提高，可能的原因是_______(填序号)。

a.Cu(I)配合物中的NH结构可增大其在甲醇中的溶解度

b.形成的Cu(I)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Cu+之间配位键强度的一个重要因素。若用某结构相似的含0

配体与Cu+配位，所得配合物的稳定性比含N配体低，可能的原因是o

⑸CaTiCh的晶胞如图(a)所示，金属离子与氧离子间的作用力为,Ca?+的配位数是。一种立

方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I和有机碱离子，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2+与图(a)

中的空间位置相同，有机碱CH3H；中，N原子的杂化轨道类型是；若晶胞参数为anm,则

晶体密度为g©]]3(列出计算式)。

【答案】⑴Sp2

⑵3d10催化剂

⑶在3a

(4)电负性：0>N,0对孤电子对吸引力强，使得0作配体时配位能力弱

【洋解】(1)碳酸二甲酯分子中获基碳原子形成碳氧双键，杂化类型是sp?。

(2)基态Cu的价电子排布式为3dWsi,失去4s能级上的一个电子形成Cu+,故Cu+价电

子排布式为3dqCuCI在反应中先消耗再生成，属于催化剂。

(3)①4甲基咪哇中环上形成大冗键，属于平面结构，1~4号N原子在同一平面上：1号N原子的孤电子

对参与形成大冗键，故3号N原子更容易与Cu形成配位键；

②a.Cu(I)配合物中的结构可与甲醇形成分子间氢键，增大其在甲醇中的溶解度;

—NH

b.形成的Cu(I)配合物在反应中作催化剂，催化剂不影响平衡移动，故b错误；

选a«

(4)若用某结构相似的含0配体与Cu+配位，所得配合物的稳定性比含N配体低，可能的原因是：电负性：

0>N,0对孤电子对吸引力强，使得O作配体时配位能力弱。

14.(2023・河南・统考三模)2022年诺贝尔化学奖授予美国科学家卡罗琳・贝尔托齐、卡尔・巴里・沙普利斯和

丹麦科学家莫滕•梅尔达尔，以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献。点击化学的代表反应

为Cu催化的叠氮一焕基Husigen环加成反应，NaN3^SO2F2,FSO2N2等均是点击化学中常用的无机试剂。

回答下列问题：

(1)氮原子激发态的电子排布式有,其中能量最高的是___________(填标号)。

a.Is22s22P23Plb.ls22s22p4c.Is22s22P23sld.Is22s22P3

⑵N、0、F的第一电离能最小的是,SOzF2分子结构如图1所示，已知键角a为124°邛为96。，

则a>P的原因主要是。

图1

⑶叠氮化物能与Fe3+、CW及CoA等形成配合物，4n：|Co(N3)(NH3)slSO4,该配合物中CW的配位数为

。HN3分子的空间结构如图2所示(图中键长单位为1070m)。

图2

(4)图3是MgCuz的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面

体方式排列的Cuo距离Mg原子最近的Mg原子有个。

(5)图4是沿立方格子对角面取得的截面，Mg原子的半径为pm,该晶胞的空间利用率为

【答案】(1)aca

(2)0双键成键电子对之间的排斥作用大于单键成键电子对之间的排斥作用

(4)4

【洋解】(1)激发态是基态原子吸收能量，较低能级的电子跃迁到更高能级而来，跃迁的能级越高、数量

越多，能量越高;基态N原子的电子排布式为Is22s22P3,Is22s22P23Pl是2P能级电子跃迁到3P能级，Is22s22P23sl

是2P能级电子跃迁到3s能级，因此处于激发态的是ac,由于3P能级的能量高于3s能级，因此a中激发态

能量更高。

(2)同周期主族元素第一电离能从左到右增大，但是由于I【A、VA族元素核外电子最高能级分别处于全

满和半满状态，比较稳定，第电离能高于相邻元素，即第一电离能F>N>O,最小的为O：由图示结构

式可知，S、O之前为共价双键，S、F之间为共价单键，双键成键电子对之间的排斥作用大于单键成键电子

对之间的排斥作用，因此键角

(4)以上表面面心处的Mg为例，距离其最近的Mg为位于下方四面体空隙中的两个Mg以及相应的上方

四面体空隙中的两个，共4个。

15.(2023秋•内蒙古包头•高三统考期末)“十五”期间，我国初步形成了比较完整的新材料产业体系，其中B

和Ni均为新材料的主角。根据所学知识回答下列问题：

(1)在现代化学中，常利用______上的特征谱线来鉴定元素；基态Ni原子核外占据最高能层电子的电子云

轮廓图的形状为。

(2)硼能够与卤素单质形成不同沸点的卤化物，解释表中造成卤亿物之间沸点差异的原因是o

卤化物

BF3BCI3BBr3BI3

沸点/OC100.312.590210

(4)镶及其化合物常用作有机合成的催化剂，如Ni(PPh»2,其中Ph表示苯基，配体PPh3为三苯基瞬分子,

则配体PPh?构成的空间构型为；Ni(PPh3)2晶体中存在的化学键类型有(填标号)。

A.离子键B.极性键C.非极性键D.金属键E.配位键F.氢键

(5)签定Ni2+的特征反应如图:

在Imol丁二酮眄中，含有sp2杂化原子的数目为个。鲜红色沉淀中，各元素电负性由大到小的顺序

为(用元素符号表示)。

(6)硼化钙可用于新型半导体材料，一种硼化钙的晶胞结构及沿z轴方向的投影图如图所示，硼原子形成的

正八面体占据顶角位置。若阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶体密度p=gcm\

【答案】(1)原子光谱球形

(2)BF3、BC13、BB门、BL是组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高

⑶兀：

(4)三角锥形BCE

⑸4NA0>N>C>H>Ni

【洋解】(1)不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，因此常利川原子光谱上的的特征谱线来鉴定元素；

Ni原子序数为28,核外有4层，最高能层中的能级为S,其电子云形状为球形。

(2)BF3、BC13、BBc、BI3是组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，

沸点越高。

(3)毗咤中大兀键为其杂环，C留有空轨道，N留有孤电子对形成大兀键，结合兀键的形成原理可知，参

与形成的原子有6个，故参与形成大衣键的有6个电子，故大兀键可以表示为兀：。

(4)P原子最外层有5个电子，P与米基形成3个PCo键，P上还有1对孤电子对，则P的价层电子对数

为4,PPh3的空间构型为三角锥形；在Ni(PPh3)2中Ni与PPh3之间形成配位键，PPh3中P与苯基之间形成

PC极性键，苯基中存在CH极性处和碳碳之间的非极性键，选BCE。

(5)丁二酮后中形成C=N键的C、N原子都采取sp?杂化，1个丁二酮后中采取sp?杂化的原子有4个，Imol

丁二酮后中含sp2杂化的原子为4mol,数目为4M；鲜红色沉淀中含C、H、N、O、Ni五种元素，同周期

从左到右元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性越强、电负性越大，则丁二酮历中各元素电负性由大到

小的顺序为O>N>C>H>Ni。

16.(2023•内蒙古呼和浩特•统考一模)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)基态硼原子的电子排布式为;B和A1的第一电离能7/(B)//(Al)(填“〉”或“=”或

(2)H3BO3(层状结构)的结构示意图如下，在硼酸的层状结构中O的杂化类型是,层内存在的作用力

有o硼酸显弱酸性与［B(OH)4］配离子有关，硼酸的电禽方程式：o

（3）自然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要存在的是硼的含氧化合物，根据表中数据分析其原因

是_______

化学键BHBOBB

键能(kJmoP)389561293

（4）已知晶体硼的熔、沸点及硬度数据和基本结构单元（由硼原子组成的正二十面体如图1所示，每个三角形

均为正三角形，每个顶点为一个硼原子）如下：

晶体金刚石晶体硅晶体硼

熔点（K）383216832573

沸点（K）510026283823

硬度107.09.6

①晶体硼属于原子（共价）晶体，其理由是o

②每一个硼基本单元由______个原子组成；

③碳化硼，别名黑钻石，是已知最坚硬的三种材料之一，仅次于金刚石和立方氮化硼，图2为碳化硼晶胞，

其化学式为;

（5）硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图3所示，标注为“1”的Na+坐标参数为“已知M

代表阿伏伽德罗常数的值，则硼氢化钠晶体的密度为p=gem%用含M的代数式表示）。

【答案】⑴Is22s22Pl>

（3）B0键键能大于BB键和BH键，所以更易形成稳定性更强的B0键

（4）晶体硼的熔点和沸点高，硬度大，故为原子（共价）晶体12B4C

【详解】（1）B是5号元素，有5个电子，两个电子层，核外电子排布为Is22s22pl由元素周期律可知，

同主族元素从上到下金属性逐渐增强，第一电离能逐渐减小，故B的第一电离能大于A1的第一电离能。

（3）由表中数据可知，三种化学键中BO键的键能最高，因此B0键最稳定，更易形成BO铤。

（4）由表中数据可知，晶体硼的熔沸点高、硬度大，为原子（共价）晶体的典型特征；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20x3xg

=12个；由碳化硼的品胞示意图可知，碳化硼晶胞每个顶点上有•个晶体硼结构单元，同•个结构单元又被

8个晶胞共用，则含有的硼原子数为8xjxl2=12个，由图可知含有的碳原子数为3,故分子式为B(。

17.(2023・陕西咸阳•统考二模)据《自然》学术期刊显示，厦门大学教授郑南峰，与北京大学教授江颖课

题组密切合作，提出了一种铜材料表面配位防腐技术，可实现各种尺度的铜材料抗氧化。Cu及其化合物应

用广泛。回答下列问题：

(1)基态Cu原子电子排布式为

⑵磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。

①P与N同主族，其最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3H3Po«填“〉”或“<”)，从结构的角

度说明理由：o

②P与N的氢化物空间构型相似，PH3键角N%键角(填或"=")。

(3)胆矶(CuSO4-5H2O)为蓝色晶体，将其改写成配合物形式的化学式可书写成o其中配体的分子构

型为,阴离子的中心原子杂化类型为,S、。、H三种元素的电负性由大到小的顺序是;

，胆帆晶体中不包含的作用力有(填序号)。

A.离子键B,金属键C.氢键D.共价键E.配位键

(4)铜银合金的立方晶胞结构如图所示：

已知原子O、A的分数坐标为(0,0,0)和(1,1,1),原子B的分数坐标为.若该晶体密度为dg-cm\

则铜银原子间最短距离为pm(列出计算式，设NA为阿伏伽德罗常数的值)

【答案】⑴Is22822P63s23P63dl04sl

⑵>因为HNO3分子结构中含有2个非羟基氯原子，比H3P04多1个V

(3)ICU(H2O)4JSO4-H2OV形sp3杂化O>S>HB

【详解】(1)铜的原子序数是29,基态Cu原子电子排布式为is22s22p。3s23PDdSsL

(2)①由于HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3P04多1个，所以其最高价氧化物对应水化物

的酸性：HNO3>H3Po4。

②P与N的氢化物空间构型相似，均是三角锥形，但氮元素的电负性强于磷元素，共用电子对偏向氮元素，

排斥力增大，所以PH3键角VNH3键角。

(3)胆矶(CuSO4-5H2O)为蓝色晶体，由于配位数是4,则将其改写成配合物形式的化学式可书写成

[CU（H20）4]S04H20O其中配体水的分子构型为V形，阴离子的中心原子硫原子杂化类型为sp?杂化，非金

属性越强，电负性越大，则S、0、H三种元素的电负性由大到小的顺序是0>S>H,胆研晶体中包含的作

用力有离子键、共价键、配位键和氢键，不包含的作用力为金属键，答案选B。

请回答下列问题：

（1）基态氧原子价层电子轨道表