专练14物质结构与性质20题-高考化学考前必杀200题全国卷原卷版

2022高考化学考点必杀200题(全国乙卷)选做必杀40题专练14物质结构与性质(20题)【基础题】1.Ni、Cu能形成多种化合物,比如Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,CuSO4溶于氨水形成[Cu(NH3)4]SO4深蓝色溶液。(1)Ni基态原子核外电子排布式为______;1molNi(CO)4含σ键数目为______。(2)NiCl2·6H2O在SOCl2气流中加热时,生成NiCl2和两种酸性气体,写出该反应的化学方程式:______(3)[Cu(NH3)4]SO4中的非金属元素H、N、O的电负性由大到小的顺序为______(用元素符号回答);[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间形成的化学键为______,提供孤电子对的成键原子是______。(4)某白铜合金晶胞结构如图所示,晶胞中铜原子与镍原子的个数比为______。(5)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。已知O2-的半径为am,阿伏加德罗常数的值为NA,则每平方米上分散的该晶体的质量为______g。(写出表达式即可。图中大白球表示O2−,小黑球表示Ni2+)2.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:(1)的价电子排布图为:__;基态磷原子有___种空间运动状态不同的电子。(2)Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是:__。(3)写出一种与互为等电子体的分子的化学式:__,该分子的中心原子的价层电子对数等于__。(4)已知无水硫酸铜为白色粉末,溶于水形成蓝色溶液,则硫酸铜稀溶液中不存在的微粒间作用力有:__。A.配位键

B.金属键

C.离子键

D.共价键

E.氢键

F.范德华力(5)N和P是同主族元素,但是分子中的键角大于分子中的键角,原因是:___。(6)为离子晶体,具有反萤石结构,晶胞如下图所示。则配位数为：__,若晶胞参数为bnm,阿伏加德罗常数的值为,则的密度为__(列出计算式即可)。3.秦兵马俑展现了我国古代科技文化的伟大成就。近年来人们研究发现秦俑彩绘所用的原料的主要成分为BaCuSi2O6,含有微量硫元素等。回答下列问题:(1)原子轨道是指电子在原子核外的___________。Cu原子核外电子占据最高能级的符号是___________,Cu原子核外最外层电子的电子云轮廓图形状为___________。(2)硫化硅为白色晶体,分子式为SiS2,遇水分解为SiO2及H2S气体,分解反应中所涉及的所有元素的电负性由大到小的顺序为___________(填元素符号);SiS2的结构与CS2类似,则SiS2分子的空间构型为___________。(3)一种含Cu、S元素的有机物的结构简式如图1所示,该有机物中存在的作用力类型有_______(填标号),N原子的杂化方式为___________。a.极性键

b.离子键

c.非极性键

d.配位键

e.金属键(4)TiO2与BaCO3一起熔融可制得钛酸钡(BaTiO3),晶胞结构如图2所示(O2−均与Ti4+、Ba2+相接触),已知O2−的半径为xpm,晶胞边长为ypm,则Ti4+、Ba2+的半径分别为___________pm、_____pm。4.金属元素及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。(1)锰元素在周期表中的位置是___,基态锰原子的最外层电子排布式为___。(2)六羰基铬[Cr(CO)6]用于制高纯度铬粉,它的沸点为220℃。Cr(CO)6的晶体类型是___,Cr(CO)6中σ键与π键的个数比为___。(3)[Ag(NH3)2]+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,则该配离子的空间构型是___。(4)多数配离子显示颜色与d轨道的分裂能有关。分裂能是指配离子的中心原子(离子)的一个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量(用∆表示),它与中心离子的结构、电荷、配体有关。试判断分裂能△[Fe(H2O)6]2+__△[Fe(H2O)6]3+(填<”或“=”),理由___。(5)已知Pb(CH2CH3)4晶体的堆积方式如图。Pb(CH2CH3)4在晶体结构中的配位数是___。设阿伏加德罗常数为NAmol-1,Pb(CH2CH3)4的摩尔质量为Mg/mol,则Pb(CH2CH3)4晶体的密度是___g/cm3(列出计算式即可)。5．KZnF3被认为是良好的光学基质材料,可由K2CO3.ZnF2.NH4HF2制备。回答下列问题；(1)基态F原子的价电子轨道表达式为__;基态Zn原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为___。(2)O的第一电离能____(填"大于"或"小于")N的第一电离能,原因为___。(3)K2CO3中阴离子的立体构型为____。(4)NH4HF2的组成元素的电负性由大到小的顺序为____。(用元素符号表示);其中N原子的杂化方式为___;HF能形成分子缔合体(HF)n的原因为____。(5)ZnF2具有金红石型四方结构,KZnF3具有钙钛矿型立方结构,两种晶体的晶胞结构如图所示∶①ZnF2和KZnF3晶体(晶胞顶点为K+)中,Zn的配位数之比为____。②若NA表示阿伏加德罗常数的值,则ZnF2晶体的密度为____g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。③KZnF3晶胞中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,0,0),C为(0,1,0),则D的原子坐标参数为___。6.材料是人类文明进步的阶梯,第ⅢA族、ⅣA族、VA族及Ⅷ族元素是组成特殊材料的重要元素。回答下列问题:(1)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态氮原子的未成对电子数相同,则其基态原子的核外电子数为___________。(2)经测定发现,N2O5固体由NO和NO两种离子组成,该固体中N原子杂化类型有___________。(3)K4[Fe(CN)6]溶液可以检验铁陨石中铁元素的价态。1molK4[Fe(CN)6]含σ键的物质的量为___________,化合物K4[Fe(CN)6]中存在的作用力有___________(填字母)。a.离子键

b.极性键

c.非极性键

d.配位键

e.氢键(4)NH3分子在独立存在时H−N−H键角为107°。如图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及H−N−H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H−N−H键角变大的原因:___________。(5)某种金属锂的硼氢化物是优质固体电解质,并具有高储氢密度。阳离子为Li+,每个阴离子是由12个硼原子和12个氢原子所构成的原子团。阴离子在晶胞中位置如图所示,其堆积方式为___________(填"简单立方"、"体心立方"、"六方最密"或"面心立方最密")Li+占据阴离子组成的所有正四面体中心,该化合物的化学式为___________(用最简整数比表示)。假设晶胞边长为anm,NA代表阿伏伽德罗常数的值,则该晶胞的密度为___________g/cm3。7.黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是一种天然矿石。中国在商代或更早就掌握了由它冶炼铜的技术。医药上,黄铜矿有促进骨折愈合的作用。请回答下列问题:(1)基态Cu+比Cu2+稳定的原因是___。(2)SO的空间构型为___,与SO互为等电子体的离子是___(写出一种化学式即可)。(3)图为某阳离子的结构,加热时该离子先失去的配位体是___(填化学式),原因是___。(4)四方晶系的CuFeS2晶胞结构如图1所示。①CuFeS2中各元素电负性数值从小到大的顺序为___,晶胞中S原子的杂化方式为___。②晶胞中Cu和Fe的投影位置如图2所示。设阿伏伽德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为___g·cm-3。③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,称作原子的分数坐标,例如图1中原子1的坐标为(,,),则原子2的坐标为___。晶体中距离Fe最近的S有___个。8.超分子笼PPC-2封装钌(Ru)纳米颗粒形成一种高效催化剂。PPC-2是由A.B.C三个组件拼装而成的正八面体超分子笼,结构示意如图。注:C组件中浅色原子由其他邻近组件提供。(1)基态Co原子的价电子排布式为_______。(2)组件A中所含四种元素的电负性由小到大的顺序为_______。(3)组件B中碳原子的杂化类型为_______。(4)组件C中Co原子位于相邻O原子构成的_______空隙中(填"四面体"或"八面体")。(5)每个组件C带一个单位负电荷,综合各组件所带电荷,计算PPC-2中n=_______。(6)钌纳米颗粒进入PPC-2超分子笼后,钌晶体从六方堆积转化为面心立方堆积(晶胞参数为apm)。超分子笼内钌晶体密度为_______g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。9.过渡金属钛、铜、锌等金属及其化合物在工业上有重要用途。(1)基态钛原子和铜原子最外层电子数之比为______________。(2)TiOSO4溶液中加入H2O2可以生成稳定的[TiO(H2O2)]2+。已如S2Cl2的分子结构与H2O2相似,第一电离能(I1):I1(O)_____I1(S)(填"大于或"小于"),原因是______;沸点:H2O2____S2Cl2(填">"或"<"),其原因是_____。(3)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,制备方法如下：①关于[Cu(NH3)4]SO4和NH4CuSO3中的阴离子相同之处为_______,不同之处为_____(填标号)A.中心原子的杂化轨道类型

B.中心原子的孤电子对数C.立体结构

D.VSEPR模型②与[Cu(NH3)4]SO4外界离子互为等电子体的微粒是_______________(任写一种)(4)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、酸料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,a为S2−,b为Zn2+,其晶胞边长为apm,则晶体的密度为______________g∙cm−3[Mr(ZnS)=97,用含NA和a的代数式表示]。10.铁和硫及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：(1)基态的价电子排布图为______。(2)某种硫的氧化物冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构片段如图所示,从该结构片段分析可知该物质的化学式为______,两种原子的第一电离能大小关系是______。(3)有机铁肥三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)的化学式为。尿素分子中C原子的杂化方式是______,中""与(Ⅲ)之间的作用力是______,根据价层电子对互斥理论推测的空间构型为____________。(4)可用检验,对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸,这两种酸中沸点较高的是______,原因是_________________________________________。(5)立方晶体的晶胞结构如图所示,其晶胞边长为,列式表示晶体的密度：______(用含的代数式表示,阿伏伽德罗常数的值为)。11.Fe、Co、Ni是第四周期的重要的金属元素,回答下列问题:(1)FeCoOx是一种新型光电催化剂,第四电离能大小关系是I4(Fe)_____I4(Co)(填“＞”“＜”或“=”),原因是____________________。(2)二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用。环戍二烯可用于制备二茂铁。①环戊二烯中碳原子的杂化方式为____________②1mol环戊二烯中有__________molσ键。(3)①FeS2晶体的晶胞如图甲所示。已知其晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞边长__________nm。②该晶胞中Fe2+位于S所形成的正八面体的体心,则正八面体的边长为______nm(4)基态Ni2+的价电子排布图为________。在一定温度下将Ni片与不同质量分数的硫酸反应,4h后的Ni的质量损失情况如图乙所示,发现当硫酸质量分数大于63%时Ni被腐蚀的速率逐渐降低,其可能原因为__________________。12.基于CH3NH3PbI3的有机-无机杂化钙钛矿被认为是下一代太阳能电池的可选材料之一、(1)基态Pb原子中,电子占据的最高能级为___________。写出基态C原子的价电子排布图___________。(2)合成CH3NH3PbI3需要使用的主要试剂有CH3NH2.HI、PbI2.DMF(结构如图所示)。①PbI2分子的构型是___________。②DMF中,N原子的杂化方式是___________。C.N、O三种元素第一电离能性从大到小的顺序是___________。DMF中存在的化学键键型不包括下列说法中的___________(填序号)。A.极性键

B.非极性键

C.离子键

D.π键(3)理想的钙钛矿晶胞如图所示①从图中任意一种晶胞可确定钙钛矿的分子式是___________;②设NA为阿伏伽德罗常数的值,若已知钙钛矿[b]型的密度约为ρg/cm3,则钙钛矿[b]型晶胞中两个O原子的最短距离是___________nm。【提升题】13.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车动力电池之一。(1)写出基态Fe2+的核外电子排布式_______,请从原子结构角度解释Fe为何能呈+2价_______,与Fe同周期元素中,与Fe最外层电子数相等的副族元素有_______种。(2)PO的立体构型_______,由两种短周期同主族元素构成且与磷酸根互为等电子体的粒子为_______,P的杂化轨道与O的2p轨道形成_______。(3)Li2O具有反萤石结构,为立方晶系晶体,其晶胞参数为apm。该晶胞中离子的分数坐标为:氧离子:(0,0,0)；(,,0)；(,0,)；(0,,)；……锂离子：(,,)；(,,)；(,,)；(,,)；……①在图上画出氧化锂晶胞沿x轴投影的俯视图_______。②锂离子的配位数为_______。③设NA为阿伏加德罗常数的值,氧化锂的晶体密度为_______g·cm-3(列出计算表达式)。14.Zn2+、三乙撑二胺和对苯二甲酸根离子可形成晶体M,其晶胞示意图如下。(1)Zn2+的价层电子排布式是_______。(2)C.O、N的电负性从大到小的顺序是_______。(3)三乙撑二胺()与Zn2+能形成配位键的原因是_______。(4)在晶体M每个空腔中装入一个顺式偶氮苯分子后形成晶体M1,晶胞示意图如图。一定条件下随着偶氮苯顺反结构的变化,晶体骨架发生畸变,晶体在M1和M2两种结构之间相互转化,可以吸收和释放N2,被称为"会呼吸"的晶体。晶体装载分子晶胞中Zn2+个数晶胞体积/cm3M1顺式偶氮苯xM2反式偶氮苯4资料:ⅰ.ⅱ．M1和M2相互转化时,Zn2+的配体和配体数均不变①N2的电子式是_______。②偶氮苯(/)中N的杂化轨道类型是_______。偶氮苯存在顺反异构的原因是分子中两个氮原子间存在_______(填"σ键"或"π键")。③x=_______。④晶胞密度小则晶体内部的空隙大。能让"会呼吸"的晶体吸收N2的条件是_______光照射。15.铬是人体内微量元素之一,是重要的血糖调节剂。(1)铬在元素周期表中的位置为_______,其基态原子核外电子占据的原子轨道数为_______。(2)已知半径小,正电场较强,容易与、、等分子或离子形成多种配合物,是其中的一种。①该配合物中提供孤对电子形成配位键的原子是_______。②中心原子杂化方式为_______(填标号)。a.sp2b.sp3c.sp3dd.d2sp3③该物质中,氮氢键的键角比独立存在的气态氨气分子中键角略大,其原因是_______。(3)钛铬合金是一种高温结构材料,第二电离能I2(Ti)_______I2(Cr)(填">"或"<"),原因是_______。(4)铬的一种氮化物晶体立方晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0),则B点分数坐标为_______。已知r(N3−)=anm,r(Cr3+)=bnm,则AB间距离为_______nm。16.磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。(1)基态磷原子价电子的轨道表示式是___________。(2)磷元素有白磷、黑磷等常见的单质。①白磷(P4)是分子晶体,易溶于CS2,难溶于水,可能原因是___________。②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料,其晶体是与石墨类似的层状结构,如下图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是___________(填字母序号)a.层与层之间的作用力是共价键b.分子中磷原子杂化方式为sp2杂化c.是混合型晶体(3)Fe3+与水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___________,其空间构型是___________。(4)第ⅢA族磷化物均为共价化合物,被广泛用于高温技术、新型电子产品等领域。①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2000、1070℃,从结构角度说明其熔点差异的原因___________。②磷化硼是一种半导体材料,晶胞结构如下图所示。磷化硼的化学式是___________,已知晶胞边长apm,阿伏加德罗常数为NA,磷化硼晶体的密度是___________g/cm3。(1pm=10-10cm)17.氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:(1)基态N原子的核外电子排布式为_______,第一电离能:I1(N)_______I1(O)(填"大于"或"小于")。(2)N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物,NH3.PH3.AsH3的沸点由高到低的顺序为_______(填化学式)。(3)[N5]+[AsF6]-是一种全氮阳离子形成的高能物质,其结构如图所示,其中N原子的杂化轨道类型为_______。(4)科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料-LaWN3,其立方晶胞结构如图所示,晶胞中La、W、N分别处于顶角、体心、面心位置,晶胞参数为anm。①La与N间的最短距离为_______nm,与La紧邻的N个数为_______。②在LaWN3晶胞结构的另一种表示中,W处于各顶角位置,则在新的晶胞中,La处于_______位置,N处于_______位置。③设LaWN3的式量为Mr,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式)。18.铁元素被称为"人类第一元素",铁及其化合物具有广泛的应用,回答下列问题。(1)铁在元素周期表第四周期第_______列,属于_______区元素,基态铁原子M层的核外电子排布式为_______。(2)铁形成的常见离子有Fe2+和Fe3+,Fe2+易被氧化为Fe3+,请利用核外电子排布的相关原理解释其原因:_______。(3)检验Fe2+是否被氧化为Fe3+的方法之一是取待测液,加入KSCN溶液,观察是否有红色的[Fe(SCN)(H2O)5]2+生成。①[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的杂化类型为_______。A.dsp2B.dsp3C.sp3d2D.sp3②配体SCN-和H2O的键角大小:SCN-_________H2O(填"<"、">"或"="),请用杂化轨道理论解释其原因_______。③SCN-可写出两种常见的电子式,分别为_______、_______。③④O、N、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。(4)铁酸钇是一种典型的单相多铁性材料,其正交晶胞结构如图a所示,沿z轴与x轴的投影图分别如图b和图c所示。①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,称作原子坐标。如1号原子的坐标为(0,0,),2号原子的坐标为(,-m,-m),则3号Fe原子的坐标为_______。②若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式)。【压轴题】19.2022年春晚中舞蹈诗剧《只此青绿》生动还原了北宋名画,《千里江山图》之所以色彩艳丽,璀璨夺目,与所使用矿物颜料有关。回答下列问题:(1)石青,又名蓝矿石,化学式为,基态核外电子的空间运动状态有______种,的空间构型为________。原子中电子有两种相反的自旋状态,分别用和表示,称为电子的自旋磁量子数,