专题19选修3物质结构与性质（学生版）2021年高考化学真题和模拟题分类汇编（33题）_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义

专题 18 选修 3 物质结构与性质 2021年化学高考题 1．（2021·山东高考真题）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： (1)基态F原子核外电子的运动状态有__种。 (2)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为__；OF 分子的空间构型为__；OF 的熔、沸点__(填 2 2 “高于”或“低于”)ClO，原因是___。 2 (3)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF 室温下易升华。XeF 中心原子的价层电 2 2 子对数为___，下列对XeF 中心原子杂化方式推断合理的是___(填标号)。 2 A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d (4)XeF 晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有__个 2 XeF 分子。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 2 1 1 1 分数坐标，如A点原子的分数坐标为(2 ，2 ，2 )。已知Xe—F键长为rpm，则B点原子的 分数坐标为___；晶胞中A、B间距离d=___pm。 2．（2021·湖南高考真题）硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问 题： (1)基态硅原子最外层的电子排布图为_______，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化 学式)； SiX SiX (2)硅和卤素单质反应可以得到 4， 4的熔沸点如下表：SiF SiCl SiBr SiI 4 4 4 4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 SiF SiCl SiBr SiI ①0℃时， 4、 4、 4、 4呈液态的是____(填化学式)，沸点依次升高的原因是 SiX _____，气态 4分子的空间构型是_______； ②SiCl 与N-甲基咪唑 反应可以得到M2，其结构如图所示： 4 N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_______，H、C、N的电负性由大到小的顺序为 M2  _______，1个 中含有_______个 键； Mg Ge O (3)下图是 、 、 三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。 Ge O ①已知化合物中 和 的原子个数比为1：4，图中Z表示_______原子(填元素符号)，该化 合物的化学式为_______； 90  ②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm， ，则该晶体的密度 gcm3 N N _______ (设阿伏加德罗常数的值为 A，用含a、b、c、 A的代数式表示)。3．（2021·广东高考真题）很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如， 解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物Ⅱ。 (1)基态硫原子价电子排布式为_______。 (2)HS、CH、HO的沸点由高到低顺序为_______。 2 4 2 (3)汞的原子序数为80，位于元素周期表第_______周期第ⅡB族。 (4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有_______。 A．在I中S原子采取sp3杂化 B．在Ⅱ中S元素的电负性最大 C．在Ⅲ中C-C-C键角是180° D．在Ⅲ中存在离子键与共价键 E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等 (5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内 重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Ⅲ相比，水 溶性较好的是_______。 (6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。 X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。 ①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元， 理由是_______。②图9c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为_______；该晶胞中粒子个数比 Hg：Ge：Sb = _______。 ③设X的最简式的式量为M，则X晶体的密度为_______g/cm3(列出算式)。 r 4．（2021·全国高考真题）我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象 地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二 氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： （1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为________；单 晶硅的晶体类型为_________。SiCl 是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为 4 _______。SiCl 可发生水解反应，机理如下： 4 含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl(HO)中Si采取的杂 4 2 化类型为________（填标号）。 （2）CO 分子中存在_______个σ键和______个 π 键。 2 （3）甲醇的沸点（64.7℃）介于水（100℃）和甲硫醇（CHSH，7.6℃）之间，其原因是 3 ________。 （4）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO 固 2 溶体。四方ZrO 晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a 2 pm、c pm，该晶体密度为______g·cm-3（写出表达式）。在ZrO 中掺杂少量ZrO后形成的催 2 化剂，化学式可表示为ZnZr O，则y=________（用x表达）。 x 1-x y5．（2021·河北高考真题）KHPO 晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的 2 4 超大KHPO 晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题： 2 4 (1)在KHPO 的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是__(填离子 2 4 符号)。 1 (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+2 表示，与之相反的用- 1 2 表示，称为电子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 ___。 (3)已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJ•mol-1)如表： N—N N≡N P—P P≡P 193 946 197 489 从能量角度看，氮以N、而白磷以P(结构式可表示为 )形式存在的原因是___。 2 4 (4)已知KHPO 是次磷酸的正盐，HPO 的结构式为___，其中P采取___杂化方式。 2 2 3 2 3 (5)与PO4 电子总数相同的等电子体的分子式为__。(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如： 如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为___。  (7)分别用○、●表示HPO4和K+，KHPO 晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显 2 2 4  示的是HPO4、K+在晶胞xz面、yz面上的位置： 2 ①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为N，晶体的密度__g•cm-3(写 A 出表达式)。 ②晶胞在x轴方向的投影图为__(填标号)。 2021年化学高考模拟题 1．（2021·九龙坡区·重庆市育才中学高三三模）B和Ni均为新材料的主角。回答下列问 题： (1)基态B原子的核外电子有___________种空间运动状态；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)硼的卤化物的沸点如表所示： BBr 卤化物 BF BCl 3 3 3 沸 -100.3 12.5 90 点/℃ 解释表中卤化物之间沸点差异的原因___________。 (3)镍及其化合物常用作有机合成的催化剂，如Ni(PPh)，其中Ph表示苯基，PPh 表示分子， 3 2 3 PPh 的空间构型为___________；Ni(PPh) 晶体中存在的化学键类型有___________(填字母)。 3 3 2 A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．金属键 E．配位键 F．氢键 (4)鉴定Ni2＋的特征反应如下： Ni2++ +2H+  在1mol鲜红色沉淀中，含有sp2杂化原子的数目为___________个(阿伏加德罗常数的值为 N)。丁二酮肟中，各元素电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。 A (5)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。若阿伏加德罗常数的值为N，晶体密度 A ρ=___________g·cm-3。 2．（2021·重庆市第十一中学校高三二模）我国在5G系统的初期部署中采用了基于GaN的 功率放大器。 (1)基态Ga原子的核外电子排布式________，基态N原子最高能级的原子轨道形状为 ________。 (2)镓的各级电离能(单位：kJ·mol-1)依次为577、1984.5、2961.8、6192，由此可知镓的主 要化合价为________和＋3。与同周期相邻元素Zn比较，第一电离能Ga________Zn(填“>”、“<”或“＝”)，理由是________。 (3)已知氮化硼、氮化铝、氮化镓的熔点如下表。从结构的角度分析它们熔点不同的原因是 ________。 物质 BN AlN GaN 熔点/℃ 3000 2249 1700 (4)GaN可由非极性分子三甲基镓(CH)Ga和NH 发生系列反应制得。GaN晶胞结构如图1所示， 3 3 3 (CH)Ga和GaN中Ga原子的杂化方式分别为________、________。 3 3 (5)图1的六棱柱底边边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为N。晶胞中每个Ga原子周围最近 A 的Ga原子数目为________。从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2，若该平行六面体 2a3 cm3 的体积为 ，则GaN晶体的密度为________g·cm-3(用含a、N 的代数式表示)。 A 3．（2021·青海西宁市·高三二模）磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。 (1)磷原子核外电子排布式为_______。 (2)羟基磷灰石[Ca(PO)OH]是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(-OH)中氧原子的杂化方式为 5 4 3 PO3- _______， 4 的空间构型为_______，该化合物中所含元素电负性最大的是_______。 (3)磷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为： 1 1 1 1 1 1 B：(0，0，0)；(2 ，2 ，0)；(2 ，0，2 )；(0，2 ，2 )…… 1 1 1 1 3 3 3 1 3 3 3 1 P：(4 ，4 ，4 )；(4 ，4 ，4 )；(4 ，4 ，4 )；(4 ，4 ，4 )…… ①请在图中画出磷化硼晶胞的俯视图_______。②与每个磷原子紧邻的硼原子有_______个，与每个硼原子紧邻的硼原子有_______个。 (4)磷钇矿可提取稀土元素钇(Y)，某磷钇矿的结构如图所示。该磷钇矿的化学式为_______， PO3- 与 4 互为等电子体的阴离子有_______(写出一种离子符号)。已知晶胞参数a=0.69nm， c=0.60nm，阿伏加德罗常数的值为N，则该磷钇矿的密度为_______g·cm-3(列出计算式)。 A 4．（2021·青海高三三模）第四周期过渡元素单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。 回答下列问题： (1)Co3＋的一种配离子[Co(N)(NH)]2＋中，Co3＋的配位数是___________，配位体NH 的空间 3 3 5 3 构型为___________。 (2)NiO的晶体结构如图所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C原子 的坐标参数为___________。 (3)已知TiC在碳化物中硬度最大，工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原TiO 2 >1800℃ 制取TiC：TiO＋3C TiC＋2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排 2 列为___________；根据所给信息，可知TiC是___________晶体。 (4)已知Zn2＋等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示。 离子 Sc3+ Cr3+ Fe2+ Zn2+无 水合离子的颜色 绿色 浅绿色 无色 色 请根据原子结构推测Sc3＋、Zn2＋的水合离子为无色的原因：___________。 (5)VO 是一种常见的催化剂，在合成硫酸、硝酸中起到非常重要的作用。五氧化二钒的结构 2 5 式为( )，则该结构中σ键与π键个数之比为___________。VO 溶解在NaOH 2 5 3- 3- 溶液中，可得到钒酸钠(NaVO)。VO4 与PO4 的空间构型相同，其中V原子的杂化方式为 3 4 ___________。 CuFeS 5．（2021·全国高三零模）黄铜矿(主要成分为 2)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： Cu Cu2 (1)基态 比 稳定的原因是______。 H SO SO2 (2) 2 3中的阴离子的空间构型为______，与 4 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 ______。 CuFeS (4)四方晶系的 2晶胞结构如图1所示。 CuFeS S ① 2中各元素电负性数值从小到大的顺序为______，晶胞中 原子的杂化方式为 ______。N 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 A，则该晶体的密度 gcm3 为______ 。 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， 1 1 1 , ,   例如图1中原子1的坐标为4 4 8，则原子2的坐标为______。晶体中距离 Fe 最近的S 有______个。 6．（2021·安徽师范大学附属中学高三其他模拟）TiO 和MnO 均可以催化降解甲醛、苯等 2 2 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。 回答下列问题： (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σ键之比为_________。 (3)CO 和·CHO中碳原子的杂化形式分别为_____、_______。 2 HCO- (4) 3的空间构型为_______。 (5)下列各组微粒互为等电子体的是_______(填编号)。O- O2- HCO- a. 2与 2 b.CO 与SO c.CH 与BNH d. 3与HNO 2 2 6 6 3 3 6 3 (6)金属钛和锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用____理论解释。已 知金属锰有多种晶型，γ型锰的面心立方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O2-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O2-处于____位置。若Ca2+与O2-的最短距离为anm，设N A 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)。 7．（2021·天津）铬锆铜(CuCrZr)合金广泛应用于机械制造工业的焊接。已知锆( Zr)位于 40 第IVB族，根据要求回答下列问题： (1)铜元素在元素周期表的分区为___________。基态Cr原子的价电子排布图(即轨道排布式) 为___________。 ClO- (2)将硫酸铜固体溶于水中，呈天蓝色，该天蓝色离子的结构式为___________， 4的空 间构型为___________(用文字描述)。 (3)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属 Cr低，原因是___________。 (4)晶体具有自范性及各向异性等特点，造成某些物理性质的各向异性最本质原因是 ___________，铜与氯形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为___________已知晶胞边 长为anm，N 为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为___________g·cm-3。 A2CuFeS +O =Cu S+2FeS+SO (5)火法炼铜中， 2 2 2 2，___________元素被氧化。(填元素符 号) 8．（2021·河北沧州市·高三三模）高熵合金通常被定义为含有5种以上主要元素的固溶体， 5%~35% 每种元素的摩尔比为 。这个概念已经扩展到创造熵稳定的功能材料中。此类材料 Mg、Co、Ni、Cu、Zn 有熵稳定高熵功能材料( 的氧化物)，以及尖晶石、碳化物和硅化 物等。根据所学知识回答下列问题： Ni (1)基态 原子的价电子排布式为_______，有_______个未成对电子。 NiPPh  (2)镍及其化合物常用作有机合成的催化剂，如 3 2(Ph表示苯基)，在该化合物中， NiPPh  配体的空间构型为_______； 3 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 Fe、Mn、Zn (3)尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，含有铁、锌、锰等元素。 三种元素的第 一电离能由大到小的顺序为_______。 (4)已知： Co(CN) 6 4 是强还原剂，与水反应能生成 Co(CN) 6 3 ，CN-中含有σ键与π 键的数目之比为_______，该离子中C的杂化方式为_______。 β-SiC apm bpm ρgcm-3 (5) 的晶胞结构如图所示，若碳和硅的原子半径分别为 和 ，密度为 ， 其原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为_______(用含 a、b、ρ、N N A Aa、b、ρ、N N A的代数式表示， A表示阿伏加德罗常数的值)。 9．（2021·河南新乡市·新乡县一中高三其他模拟）(1)溴苯和硅在催化剂铜的存在下加热， 可以生成CHSiBr 和HC-CH，基态铜原子的价电子排布式为___________，形成硅化物中 6 5 3 5 6 6 5 硅的杂化类型为___________。已知硅的氢化物SiH 中Si显正电性，在上述反应中所有非金 4 属元素的电负性由大到小的顺序为___________。 (2)硅是亲氧元素，在自然界以氧化物和含氧酸盐形式存在，硅和碳同主族但SiO 比CO 熔点 2 2 2- 高的原因是___________，SiO3 的空间构型为___________。 (3)硅在不同条件下的晶体结构不同 ①常温时为金刚石型结构如图1，该结构中硅原子与Si-Si键的数量比为___________，下图 中为晶胞(图1)对角面的投影图(以表示硅原子)的是___________。(填选项) ②当条件变为12 Gpa时，硅晶体为四方晶系，晶胞如图2，晶胞参数a=183 pm，c=900pm， 晶胞的密度为___________ g/cm3(阿伏加德罗常数的值为6.02×1023写出计算式)10．（2021·天津高三三模）金属及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题： (1)①基态铜原子中，其占据最高能层的符号是___。 ②锰、锝、铼位于同一副族且原子序数依次增大。类比锰，写出基态锝原子价层电子排布式 ___。 (2)下列状态的铁中，电离最外层的一个电子所需能量最大的是___(填编号)。 A． B． C． D． 一定条件 (3)NH 在高温条件下能还原CuO，2NH+3CuO 3Cu+N+3HO，反应中所涉及的所有元 3 3 2 2 素的电负性由大到小的顺序为___(填元素符号)；S元素与多种金属非金属元素形成化合物， SiS 的结构与CS 类似，则SiS 分子的空间构型为___。 2 2 2 (4)一种含Cu、S元素的有机物的结构简式如图1所示，N原子的杂化方式为___。 (5)超硬材料氮化铂的一种晶胞如图2所示，与N等距最近Pt的原子个数是___，若该晶胞参数为apm，密度为ρg·cm-3，则阿伏加德罗常数(N)为___mol-1(用含a、ρ的式子表示，并 A 化成最简)  (6)Cl 可氧化KSCN溶液。查阅资料可知SCN-中氮元素转化为NO3 。如图3所示，取A中溶液 2 于试管中，加入用HCl酸化的BaCl 溶液，产生白色沉淀。写出SCN-与Cl 反应的离子方程式 2 2 为___。 11．（2021·天津高三一模）乙炔是有机合成工业的一种重要原料。工业上曾用焦碳制备电 石(CaC)，再与水反应制备乙炔。 2 (1)焦炭、金刚石和C 都是碳的单质。已知金刚石中碳碳键的键长为154.45pm，C 中碳碳键 60 60 的健长为140~145pm，二者比较熔点高的是___，理由是___。 (2)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(HC=CH—C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是___， 2 该分子中σ键与π键个数比为___。 (3)将乙炔通入[Cu(NH)]Cl溶液生成CuC 红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为___。 3 2 2 2 [Cu(NH)]Cl的氨水溶液在空气中放置迅速由无色变为深蓝色，写出该过程的离子方程式： 3 2 ___。 (4)CaC 的电子式为____。乙炔中混有的HS气体可用CuSO 溶液吸收，反应方程式为___。 2 2 4 C2 (5)CaC 晶体的晶胞结构与NiCl晶体相似，但CaC 晶体中哑铃形 2 的存在，使晶胞沿一个 2 2 2 方向拉长，晶胞呈长方体(如图)。每个Ca2+周围距高相等且最近的C2 有___个。已知CaC 晶 2 2 体密度为ρg·cm-3，晶胞中两个C2 的最近距离为acm，阿伏加德罗常数值为N。则CaC 晶 A 2 胞中棱长h=___cm。12．（2021·四川树德中学高三其他模拟）N、P、As均为氮族元素，这些元素与人们的生活 息息相关。回答下列问题： (1)下列状态的N原子或离子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是___________(填序号， 下同)，未成对电子最多的是___________。 a． ls22s22p3 b．1s22s2 c．1s22s12p4 d．1s22s12p3 (2)Si、P与S是同周期中相邻的元素，Si、 P、S的电负性由大到小的顺序是___________， 第一电离能由大到小的顺序是___________。 (3)吡啶为含N有机物。这类物质是合成医药农药的重要原料。下列吡啶类化合物A与 Zn(CHCH)(即ZnEt )反应生成有机化合物B， B具有优异的催化性能。 3 2 2 2 吡啶类化合物A中N原子的杂化类型是___________，化合物A易溶于水，原因是 ___________，含Zn有机物B的分子结构中含___________(填序号)。 A．离子键 B．配位键 C．π键 D．σ键 E．氢键 (4)N与金属可形成氮化物，如AIN的晶胞结构如图甲所示，某种氮化铁的结构如图乙所示。 ①AIN晶胞中，含有的Al、N原子个数均是___________。 ②若该氮化铁的晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为N，则该氮化铁晶体的密度可表示 A 为___________。 g·cm-3.若该氮化铁的化学式为FeN，Cu可替代晶胞中不同位置的Fe，形 x y 成Cu替代型的化学式是Fe CuN，而FeN 转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图丙所示， x-n n y x y Cu替代晶胞中的Fe形成化学式为FeCuN的氮化物不稳定，则a位置表示晶胞中的 3 ___________(填“顶点"或“面心”)。13．（2021·安徽高三其他模拟）镍是一种亲铁元素，地核主要由铁、镍元素组成。 (1)基态镍原子的价电子排布式为_______。 (2)配合物Ni(CO) 常温为液体，其最可能的晶体类型是_______，配位原子为_______。CO与 4 N 互为等电子体，熔沸点更高的是CO，其原因是_______。 2 (3)NiSO 溶液与丁二酮肟的反应如图，该反应可以用来鉴别Ni2+。 4 ①丁二酮肟中四种元素电负性由大到小的顺序为_______，碳原子的杂化轨道类型为_______。 ②二(丁二酮肟)合镍(II)中存在的化学键有_______(填选项字母)。 A．σ键 B．π键 C．配位健 D．氢键 E.范德华力 (4)镍可做许多有机物与氢气加成的催化剂，例如吡啶( )的反应方程式为： 3H+ 2 Ni Δ 吡啶中大Π键可以表示为_______。 (5)某种镁、镍和碳三种元素形成的晶体具有超导性。该晶体可看作是镁原子做顶点，镍原 子作面心的面心立方堆积(晶胞结构如图，未标出碳原子位置)，碳原子只填充在由镍构成的 八面体空隙。 ①图中碳原子的位置位于晶胞的_______。 ②已知晶胞中相邻且最近的镁、碳原子间核间距为a nm，N 为阿伏加德罗常数的值，其密度 A 为_______g/cm3(列出算式即可)。 14．（2021·广西南宁市·南宁三中高三三模）金云母{KMg[AlSiO ] (OH)}是一种含镁 2 6 2 6 20 4 和钾的铝硅酸盐，化学成分中替代钾的有钠、钙、钡；替代镁的有钛、铁、锰、铬。 (1)基态钾原子的核外电子排布式为___________。(2)钡元素在周期表中位于___________ (填“s”“d”或“p”) 区。 (3) Mg、Al、 K的第一电离能由小到大的顺序是___________。 (4)镁、钙、钡均为第IIA族元素。 ①MgO、CaO、BaO 中硬度最小的是___________。 ②CaO的晶体结构与氯化钠的晶体结构类型相同，则与O2-距离最近的Ca2+数目为___________。 (5)双(β—二酮)钛(IV)配合物具有抗肿瘤作用。为了寻求生物活性更好的β—二酮配体， 设计如下合成过程： ①物质甲中碳原子的杂化方式为___________。 ②KCO 中阴离子的空间构型为___________。 2 3 ③物质乙中含σ键和π键的数目之比为___________。 (6)镁与硅形成的晶体的晶胞属于面心立方结构，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为anm。 ①C点的Mg原子坐标参数为___________。 ②设Na为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的密度为___________g·cm-3。 15．（2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三其他模拟）CdSnAs 是一种高迁移率的新型热 2 电材料。回答下列问题： (1)砷和磷为同一主族的元素，则基态As的价层电子排布式为___，AsH 的空间构型为___。 3 (2)SnCl 是制备有机锡化合物的原料，染色的媒染剂，缩合剂。SnCl 中锡原子的杂化方式为 4 4 __，常温常压下SnCl 为无色液体，其固体的晶体类型为___。 4 (3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为 螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图1所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 ____mol，该螯合物中所有非金属元素的第一电离能由大到小排序为___。(4)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。四方晶系CdSnAs 的晶胞结构如图2所示，晶胞每个棱夹角均为90度。已知晶胞参数如 2 图，则图中紧邻Cd与As间的距离为___pm，晶胞密度为_______g/pm3。(N 表示阿伏伽德罗常 A 数) 16．（2021·长沙市明德中学高三三模）近日，某科研团队成功合成了Ni—Fe双原子催化剂 (Ni/Fe—C—N)，并应用于高效催化CO 还原。回答下列问题： 2 (1)基态铁原子的价电子轨道排布图为_______。 (2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。 (3)过渡金属配合物Ni(CO) 的中心原子价电子数与CO提供配位的电子总数之和为18，则 n n=_______；该化合物易溶于苯及四氯化碳等有机溶剂，原因是_______。 (4)二茂铁的结构为 ，由Fe2+和 (环戊二烯基负离子)构成。一个 中σ键总数为 _______，C原子的杂化轨道类型为_______。 (5)某C、Fe合金的晶胞结构如图所示： 该合金的化学式为_______，若该晶体的晶胞参数为apm、bpm、cpm，α=β=γ=90o，密度为 ρg·cm-3，则N为_______(写出计算式即可)。 A 17．（2021·天津高三三模）请回答以下问题：(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素对应的原子有__ 种不同运动状态的电子。 (2)如图2所示，每条折线表示周期表ⅣA—ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小 黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是__。 (3)CO 在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于___晶体。 2 (4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有___种。GaCl 中心原子的杂化方式为___。 3 (5)冰、干冰、碘都是分子晶体，冰的结构具有特殊性，而干冰、碘的晶体具有相似的结构 特征，干冰分子中一个分子周围有___个紧邻分子。 (6)若[Cu(NH)]2+具有对称的空间构型，且当[Cu(NH)]2+中的两个NH 被两个Cl-取代时，能 3 4 3 4 3 得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH)]2+的空间构型为___(填字母)。 3 4 a.平面正方形 b.正四面体形 c.三角锥形 d.V形 (7)F与Ca可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。其中Ca2+的配位数为___，若该晶体的 密度为ag·cm-3，则该晶胞的体积是__cm3(写出表达式即可，设N 为阿伏加德罗常数的值)。 A 18．（2021·天津高三二模）根据原子结构及元素性质，回答下列问题。. (1)基态镍原子的核外电子排布式为___。 (2)Ni与CO在60~80℃时反应生成Ni(CO) 气体，Ni(CO) 晶体类型是___。 4 4 (3)1molFe[Fe(CN)] 中含有σ键数为___，[Fe(CN)]3-中配体为___，其中C原子的杂化轨 3 6 2 6道类型为___。 (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 E.范德华力 (5)已知MgO具有NaCl型晶体结构，其结构如图所示。 已知MgO晶胞边长为anm，则MgO的密度为___g/cm3(列出计算式)；每个Mg2+距离相等且最近 的Mg2+共有___个。 19．（2021·天津高三一模）2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·威 廷汉、吉野彰等三位科学家，以表彰他们在锂电池研究作出的卓越贡献。常用的锂电池用镍 钴锰酸锂Li(NiCoMn)O 或磷酸铁锂(LiFePO)等为正极材料。请回答下列问题： 2 4 (1)基态Ni原子的价电子排布图为_______。 PO3- (2) 4 的空间构型为_______，其中心原子的杂化类型是_______。 (3)|Co(NH)Cl|Cl是一种钴常见的配合物，其中Co的配位数是_______，1mol该配合物含 3 4 2 σ键数目为_______，若1mol该配合物与足量AgNO 溶液反应，生成沉淀的质量为 3 _______g。 (4)Fe、Co、Ni三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为_______。 (5)硫化锂LiS的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，LiS晶体为反萤石(萤石CaF)结 2 2 2 构，其晶胞结构如图。S2-的配位数是_______，设N 为阿伏加德罗常数的值，若LiS晶体的密度为ρg·cm-3，则晶 A 2 胞边长是_______nm(用含ρ、N 的计算式表示)。 A 20．（2021·天津南开区·南开中学高三三模）下列表格是元素周期表的一部分。请按要求 填空。 (1)写出一种由元素①和⑤形成的常见化合物的电子式为_______ (2)由②形成的单质是一种是硬度很大，熔点很高的晶体，则该晶体属于_______晶体。 (3)③④⑤三种元素的第一电离能从大到小排序为_______。 (4)写出工业上冶炼⑥单质的化学方程式_______。 (5)列举元素⑦形成的最高价含氧酸的用途_______(至少列举两种)。 (6)元素⑧的核外电子排布式为_______。 (7)下图为⑨晶体的晶胞结构。若晶胞的棱长为acm，则两个最近的⑨原子之间的距离是 _______cm，晶胞密度为_______g·cm-3(⑨的摩尔质量用M表示，阿伏伽德罗常数的值用N A 表示)。 (8)天津市有着丰富的海水资源，海水中含有丰富的各种元素，化学兴趣小组采用“空气吹 出法”从浓海水吹出元素⑩形成的单质Br，常温下，Br 的颜色为深红棕色液体，吹出的溴 2 2 用纯碱溶液吸收，吸收溴的主要反应为：Br+NaCO+HO→NaBr+NaBrO+NaHCO(未配平)，当 2 2 3 2 3 3 BrO- 吸收1molBr 时，转移电子的物质的量为_______mol。反应产物 3的VSEPR模型名称为 2 _______21．（2021·天津和平区·耀华中学高三二模）(1)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢 材料。 ①LiH中，离子半径Li+_______(填“>”、“=”或“<”)H-。 ②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物，M的部分电离能如下表所示： I I I I I 1 2 3 4 5 I/kJ·mol-1 738 1451 7733 10540 13630 元素M在周期表的位置_______，该储氢材料的化学式为MH，其晶胞结构如图1所示。已知 2 该晶体的密度ag·cm-3，则该晶胞的体积为_______cm3[用a、N 表示(N 为阿伏加德罗常数的 A A 值)]。MH 为离子化合物，写出其电子式_______。 2 (2)下列分别为B、C、N，Cu基态原子价电子排布图，其中正确的是_______(填标号)。 A． B． C． D． (3) 物质的沸点高于 ，原因是_____。 (4)参照如图2中B、F元素的位置，依据第二周期元素第一电离能的变化规律，用小黑点标 出C、N、O三种元素的相对位置_______。(5)Ti(BH) 是一种储氢材料，可由TiCl 和LiBH 反应制得。 4 3 4 4 ①基态原子Ti有_______种能量不同的电子，基态Ti3+的未成对电子有_______个。 BH- BH- ②LiBH 由Li+和 4构成， 4中B原子的VSEPR模型名称是_______。 4 ③LiBH 存在_______(填序号)。 4 A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．配位键 E.氢键 22．（2021·四川雅安市·高三三模）20年11月24日，长征五号遥五运载火箭搭载嫦娥五 号月球探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，实现了我国首次月球无人采样返回。月球 的沙土中含有丰富的钛铁矿，土壤中还含有硅、铝、钾、钡、钴、铷、汞、铜和稀土元素等。 (1)在元素周期表的短周期中，与Al的化学性质最相似的邻族元素是_______，Al元素基态 原子核外M层电子自旋状态相同的电子数为_______个。 (2)钠与铝是位于同一周期的金属元素，但NaCl的熔点(801℃)高于AlCl(194℃)，原因是 3 ____；事实证明熔融态氯化铝可挥发出二聚分子AlCl，其结构如图所示，请在图上用 2 6 “→”标出其配位键____；S也是第3周期元素，同周期元素中，第一电离能比S高的有 ____种。 (3)作为过渡元素的Fe、Cu容易形成配位化合物：如实验室检验Fe3+会用到KSCN溶液，C、N 两种元素的电负性大小关系为____，与SCN-互为等电子体的粒子有____(写两种即可)。无水 硫酸铜为白色粉末，溶于水形成蓝色溶液，则硫酸铜稀溶液中微粒间不存在的作用力有___。 A．配位键 B．金属键 C．离子键 D．共价键 E.氢键 F.范德华力 (4)钴的一种化合物晶胞结构如下图所示：①晶胞中离Ti最近的O有____个，其中Co原子位于O原子构成的____空隙中。 A．正四面体 B．正六面体 C．正八面体 D．正十二面体 ②已知该晶体的密度为ρg·cm-3，则晶胞中Ti与O的最近距离是____nm(用含ρ、N 的代数 A 式表示，相对原子质量O-16，Co-59，Ti-48)。 23．（2021·四川广元市·高三三模）VA族元素及其化合物在生产生活中用途广泛。 (1)①PS 常用于制造火柴，P和S的第一电离能较小的是___。 4 3 ②AsS 俗称雄黄，其中基态As原子的核外电子排布式为[Ar]___，有___个未成对电子。 4 4 (2)NH、PH、AsH 的沸点由高到低的顺序为___，键角由大到小的顺序为___。已知NF 与NH 3 3 3 3 3 的立体构型均是三角锥形，向硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH)]2+，但NF 不易 3 4 3 与Cu2+形成配离子，其原因是___。 (3)①白磷在氯气中燃烧可以得到PCl 和PCl，其中气态PCl 分子的立体构型为___。 3 5 3 ②研究发现固态PCl 和PBr 均为离子晶体，但其结构分别为[PCl]+[PCl]-和[PBr]+Br-，分 5 5 4 6 4 析PCl 和PBr 结构存在差异的原因是___。 5 5 (4)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，α=β=γ=90°，则： ①锑酸亚铁的化学式为___。 ②晶体的密度为___g·cm-3(设N 为阿伏加德罗常数的值)。 A24．（2021·四川达州市·高三二模）利用CO可以合成化工原料Fe(CO)，配合物Fe(CO) 常 5 5 温下呈液态，易溶于非极性溶剂，可用于制备高纯铁。 (1)基态铁原子的价电子排布图是_______ (2)熔点：Fe_______Fe(CO)(填“>”或“<”)，其理由是_______。与Fe(CO) 中的配体互为 5 5 等电子体的阴离子是_______ (3)SCN-常用来检测Fe3+的存在，SCN-中心原子的杂化方式为_______，S、N、C三元素的第一 电离能最大的为_______(用元素符号表示)，他们的常见含氧酸根离子中为三角锥形的是 _______；已知N、C和H可组成多种化合物，其中哒嗪的结构为： ，哒嗪的大π Πn 键表示为_______(大π键可用符号 m表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表 参与形成大π键的电子数) (4)铁能形成多种晶体结构，其中γ-Fe晶胞如图所示： ，该晶胞中Fe原 子的配位数为_______，若该晶胞的边长为apm，则其密度为_______g/cm3(N 表示阿伏加德罗 A 常数的值，列出计算式即可)。 25．（2021·福建省福州第一中学高三其他模拟）N、Cu等元素的化合物在工农业生产中有 着广泛的应用。 (1)下列N元素的电子排布式表示的状态中，失去一个电子所需能量最低的为_______。 1s22s22p12p12p1 1s22s22p12p13s1 A． x y z B． x y 1s22s22p12p1 1s22s22p13s1 C． x y D． x (2) 存在两种分子内氢键，若用“···表示其氢键”， 的分子结构为_______。 (3)基态Cu2+价电子的空间运动状态有_______种。 (4) 分子中采取 杂化的原子有_______。(填原子符号) sp3 (5)Cu元素与Br元素形成的化合物的晶胞结构如图所示，该晶胞沿z轴在平面的投影图中， dggcm-3 Cu原子构成的几何图形是_______，若晶胞的密度为 ，则Cu原子与Br原子之间的最 N 短距离为_______µm(列出计算式即可， A表示阿伏加德罗常数的值)。 26．（2021·福建厦门市·高三三模）我国科学家合成无铅钙钛矿单晶CsMnCl(HO)，在防 3 2 2 伪或信息加密等方面具有潜在应用。CsMnCl(HO) 溶剂致变色效应原理如下图。 3 2 2 (1)基态Mn2+的价电子轨道表达式为___________。(2)CsMnCl(HO) 中，主族元素的电负性从大到小的顺序为___________。 3 2 2 (3)变色过程，锰离子的配位数___________(填“有”或“没有”)发生变化。 (4)从结构角度分析DMAC[结构简式为(CH)NCOCH]能使含锰配离子发生变化的原因 3 2 3 ___________。 (5)CsMnCl 晶体为正交晶系结构，晶胞参数a＝b≠c，α=β=γ=90°，晶胞结构如图所示， 3 5 其中Mn位于面上。 ①每个晶胞含CsMnCl 的单元数有___________个。 3 5 ②Cs沿z轴投影图正确的是___________(填标号)。 A． B． C．D． 27．（2021·四川师范大学附属中学高三二模）2019年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电 池的科学家。TiS、LiCoO 和LiMnO 等都是他们研究锂离子电池的载体。回答下列问题： 2 2 2 (1)基态Co原子的价层电子排布图为___________，Co2+、Co3+能与NH、HO、SCN—等形成配合 3 2 物，上述配位体中的第二周期元素电负性从小到大顺序是___________。 (2)已知第三电离能数据：I(Mn)=3246kJ•mol—1，I(Fe)=2957kJ•mol—1.锰的第三电离能大于 3 3 铁的第三电离能，其主要原因是___________。 (3)据报道，在MnO 的催化下，甲醛可被氧化成CO，在处理含HCHO的废水或空气方面有广泛 2 2 应用。HCHO中键角___________CO 中键角(填“大于”“小于”或“等于”)。 2 (4)工业上，采用电解熔融氯化锂制备锂，钠还原TiCl(g)制备钛。已知：LiCl、TiCl 的熔 4 4 点分别为605℃、-24℃，它们的熔点相差很大，其主要原因是___________。 (5)①金属钛的原子堆积方式如图所示，则金属钛晶胞俯视图为___________。 ②二氧化钛晶胞如图1所示，钛原子配位数为___________。氮化钛的晶胞如图2所示，图3 是氮化钛的晶胞截面图(相邻原子两两相切)。已知：N 表示阿伏加德罗常数，氮化钛晶体密 A 度为dg•cm—3.氮化钛晶胞中N原子半径为___________pm。二、工业流程题 28．（2021·阜新市第二高级中学高三其他模拟）乳酸亚铁晶体{[CHCH(OH)COO]Fe•3HO}几 3 2 2 乎不溶于乙醇，易被氧化。以赤铁矿渣(主要成分是FeO，含少量AlO、SiO 杂质)和乳酸 2 3 2 3 2 [CHCH(OH)COOH]为原料制取乳酸亚铁晶体的工艺如图所示： 3 已知： 金属氢氧化物 溶度积Ksp 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Al(OH) 2×10-32 4.1 5.4 3 Fe(OH) 3.5×10-38 2.2 3.4 3 回答下列问题： (1)C、N、O的一第电离能由大到小的顺序为___________，HO的中心原子的孤电子对数为 2 ___________。 (2)常温下，调pH=3.5~4.1的目的是___________。 (3)“沉铁”过程的离子方程式为___________。 (4)“操作2”具体为：隔绝空气低温蒸发浓缩、___________、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、 真空干燥，密封储存产品。乙醇洗涤的目的是___________。 (5)可用高锰酸钾滴定法测定样品中Fe2+的量，进而计算产品中乳酸亚铁的纯度，发现结果总 是大于100%，其原因可能是___________：经查阅文献后，小组同学改用Ce(SO) 标准溶液 4 2 滴定法进行测定。反应中Ce4+的还原产物为Ce3+。测定时称取3.0g样品溶于水，配成100mL 溶液，每次取20mL的溶液用0.100mol•L-1Ce(SO) 标准溶液滴定至终点，记录数据如下表： 4 2 0.100mol•L-1Ce(SO) 标准溶液体积/ 4 2 mL 滴定序 号 滴定前读数 滴定后读数 1 0.10 19.852 0.12 21.32 3 1.05 20.70 则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为___________。