高三化学一轮复习专题必刷——物质结构与性质.pdf

高考化学一轮专题必刷一物质结构与性质1.(广东梅州市梅江区梅州中学模拟预测)元素周期表第H IA 族包括B、A l、G a 等元素，它们参与形成的化合物有重要研究和应用价值，回答下列问题：(l)G a 原 子 的 价 电 子 排 布 式 为；G a、A s 和 S e 的 第 一 电 离 能 由 小 到 大 的 顺 序 是。(2)实验发现，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(A L C k)形式存在。其球棍模型如图所示。该分子中A 1 原子采取 杂化。A l 2 c k 与过量N a O H 溶液反应生成N a A l(O H)4 ,A 1(O H)4 -中 存 在 的 化 学 键 类 型 有(填 标号)。A.离 子 键 B.极性共价键 C.金属键 D.非极性共价键 E.配位键 F.c键 G.氢键(3)G a N 是第三代半导体材料的研究热点，在干燥的N H 3 气流中焙烧磨细的G a A s可制得G a N。G a N 熔点约 为 1 5 0 0,G a A s熔点为1 2 3 8,G a N 熔点高于G a A s的原因是。(4)G a N 的其中一种晶胞结构如图所示，与金刚石的晶体结构高度相似。该晶胞中G a 原子处于N原子形成的(填“正四面体形”或“正八面体形”)空隙。已知G a N 的密度为p g/c n?,Ga和N的摩尔质量分别为a g/m o l 和 b g/m o l,则 G a N 晶胞的边长为 p m(列出表达式)。2.(广东惠州二模)太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位，单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的铜、钻、硼、钱、硒等。已知铜的配合物A结构如图。请回答下列问题：(1)基 态 二 价 铜 离 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为,已知高温下Cs O比C u O 更稳定，试从核外电子排布角度解释 o配体氨基乙酸根(H2NCH2co0-)受热分解可产生C02和 N2,N2中。键和71键 数 目 之 比 是。(3)硫氟酸(H-S-C三 N)的沸点低于异硫氟酸(H-N=C=S)的原因是。(4)立方氮化硼(结构如图)与金刚石结构相似，是超硬材料。立方氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为。ON B立方氮化硼(5)六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似，层间相互作用力为 o 六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构、硬度与金刚石相似，其晶胞如图，晶胞边长为a p m,立方氮化硼的密度是g-cnr%只列算式，NA为阿伏加德罗常数的值).高温砥ON B六方氮化硼立方氮化硼3.(河南焦作一模)揭示土壤的成分从矿物开始。橄榄石属于镁铁质矿物的一种，主要成分是铁或镁的硅酸盐，同时含有镐、银、钻等元素，晶体呈现粒状，属于岛状硅酸盐。回答下列问题：基态C o原子的核外电子占据的3d能级上的成对电子是 个。(2)Mn和 F e的各级电离能如下。电离能/(kJ-mor1)III213I4I5Mn717.31509.03 24849406990Fe762.51561.929575 2907240M n与 Fe相比，L 和 12较小，而 b 较大，其原因是。(3)在硅酸盐中，原硅酸根离子和多硅酸根离子结构如图所示(图中。表示氧原子，表 示 S i-0),若多硅酸根离子Q 中硅原子数为n,则 该 离 子 符 号 为，在此结构中每个S i原子与 个 0 原子相（4）下图是某橄榄石的晶胞结构，用NA表示阿伏加德罗常数的值。S i O；中 S i 原 子 的 杂 化 类 型 是。该晶体 的 化 学 式 为 Mg原子周围最近的F e 原子有 个。该晶体的密度是 g-c m-3（用含a、b、NA的代数式表示）。4.（安徽师范大学附属中学模拟预测）卤族元素及其化合物种类繁多，有着非常重要的用途，回答下列问题：（1）基态B r 原子的电子排布式为Ar。（2）同一条件下，HF的沸点 H C 1（填“大于”“等于”或“小于，以下同）。HF在水中的溶解度 HCL原因是-S O C b 中心S原子V S E P R 模 型 为。I m o l氟硼酸镀N H 4 B F 4 中含有 m o l配位键。（3）种A g2 H gi 4 固体导电材料为四方晶系，其晶胞参数为a p m、a p m 和 2 叩m,晶胞沿x、y、z的方向投影（如图所示），A、B、C表示三种不同原子的投影，标记为n的原子分数坐标为（!，1 ：）,则 m的原子分数坐标为一，距离H g 最近的A g 有一个。设NA为阿伏加德罗常数的值，A g2 H gi 4 的摩尔质量为M g m o r1,该晶体的密度为 g-cm-3（用代数式表示）。5.(安徽池州模拟预测)我国中科院天津工业技术研究所，首次实现人工通过二氧化碳合成淀粉。请回答下列问题:(1)基态碳原子的核外电子排布图为(2)原子中运动的电子有2 种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+3 表示，与 之 相 反 的 用 表 示，称为电子的自旋量子数。对于基态碳原子，其价电子自旋量子数的代数和为(3)结合如表所示键能数据，分析CO 和 N?相对活泼性并说明原因：COC-0C=OCM O键能/kj,mol357.7798.91071.9N2N-NN=NN三 N键能/kJ mol154.8418.4941.7(4)CO2分 子 的 空 间 构 型 为,NO：与 C02互为等电子体，写出NO；的结构式(5)一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂成功实现了 CCh直接加氢制取高辛烷值汽油。该催化剂成分Fe3O4的晶胞如图所示。晶胞中Fe3+处于02-围成的 空隙(填“正四面体”“正八面体”或“正十六面体若晶胞体对角线为a n m,阿伏加德罗常数为NA,晶体的密度为 g-cm4写出表达式)。6.(江西宜春模拟预测)中国传统绘画颜料迄今已有七千多年的历史。古代艺术作品色彩艳丽，璀璨夺目，与所使用矿物颜料有很大关系。回答下列问题：石青，又名蓝矿石，化学式为C U 3(C()3)2(O H)2,基态C F+核外电子的空间运动状态有 种。原子轨道中电子有两种相反的自旋状态，分别用+g和 表 示，称为电子的自旋磁量子数，则 C M+中电子自旋 磁 量 子 数 的 代 数 和 为。c o r 中 c原 子 的 杂 化 方 式 为。亚铁氧化钾，化学式为K F e(C N)6 ,呈黄色结晶性粉末。F e(C N)6 4-中配体C N-的配位原子是(填元素符号)，F e(C N)6 F-中。键和兀键的数目之比为 o(3)宜德时期青花瓷使用的颜料“苏勃泥青”是从一种钻矿 主要成分为(F e C o)x A s S 中提取出来的。无水C o C b 的熔点是7 3 5 ,沸 点 1 0 4 9 ，C o C L 属于 晶体；碎酸根离子(A s O：)的空间构型为(4)Z n S可用于制白色颜料等。Z n S 的晶胞如图所示。图中S2-的坐标有(0,0,0)、(0,g),与(0,0,0)距离最近的S2-还 有(填 坐 标)。Z M+占据(填“八面体”或“四面体”)空隙，空 隙 利 用 率 为%。Z n S的密度为 g e m 之设NA为阿伏加德罗常数的值)。7.(山西晋城二模)目前已经确认了 1 6 种元素是植物生长所必需的，其中硼、铁、铜、铝等7种元素为必需的微量元素。回答下列问题：(1)铝位于第5周期与C r 同族，试写出铝的基态价电子排布式_,铝位于周期表第 纵行。(2)铁元素能与多种分子或离子形成配位键，如 F e C b(H 2 O)4 +、F e(C O)5 F e C 1 2(H 2 O)4 中每个比0的 O周围键电子对有 对，游离态的水中H-O-H 的键角比该配离子中 H-O-H 的键角小，其原因是。C O分子中C 原子和O原子，上均存在孤电子对，在 Fe(CO)5中(填 元 素 符 号)更 容 易 为 Fe 提供孤电子对。(3)硼氧化钠(N a BH O 具有很强的还原性，常用于有机合成，B H4的 V S E P R 模型为 与其互为等电子体 的 阳 离 子 有(写 一 种)。（4）一种铜的漠化物立方晶胞如图所示。该 化 合 物 的 化 学 式 为,在晶体中与B r紧邻的Br有 个，若C u原子与最近的Br原子的核间距为a p m,则该晶体的密度计算表达式为 g-cnr 3（用 NA表示阿伏加德罗常数的值）。8.（山西运城模拟预测）钛及其化合物在科技、生物、材料领域均有广泛应用。回答下列问题：（1）基态钛原子核外s能级和p能级的电子数之比为一；钛元素处于元素周期表的一区。（2）含钛新型正极材料K T i P O4F具有高化学电位。P 0；的 立 体 构 型 为 一。与P 0：互为等电子体的分子为一（任写一种，填化学式）。K T i P O F中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为一（用元素符号表示）。一些氢化物的沸点如表所示：氢化物PH3H20HF沸点/-8 7.51 0 01 9.5解释表中氢化物之间沸点存在差异的原因：一。（3）T i（I V）在酸溶液中可形成多种离子。其中如图1所示结构的离子符号为：f T i（OH）2（H 2 O）4 2+中配位键的数目为一。图1 Ca T i Ch晶体中Ca、O原子在立方晶胞中的位置如图2所示，其中T i原子填充在。原子围成的（填“正八面体”或“正四面体”）空隙中；若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为p g-cnr 3,则0原子间的最近距离为一p m（用含NA、p的代数式表示）。9.(青海西宁二模)氮化钱(Ca N)、碳化硅(S i C)是第三代半导体材料。(1)基态G a 原子的核外电子排布式为 o Ga、N和 0的 第 一 电 离 能 由 小 到 大 的 顺 序 为。(2)Ga Cb的熔点为7 7.9,气体在2 7 0 左右以二聚物存在，Ca F?的熔点为1 0 0 0 ；G a C b 的熔点低于G a F j 的原因为。(3)G a C H xN H M x=3,4,5,6)是一系列化合物，向含I mo l G a C N xN E h 的溶液中加入足量Ag N C h 溶液，有难溶于稀硝酸的白色沉淀生成；过滤后，充分加热滤液，有 4 mo i 氨气逸出，且又有上述沉淀生成，两次沉淀的物质的量之比为1：2。N H 3 的 V S E P R 模 型 名 称 为。能准确表示G a C bxN E h 结 构 的 化 学 式 为。(4)与钱同主族的硼(B)具有缺电子性，硼砂(四硼酸钠N a z Bd C M O H z O)中 B Q；是由两个H 3 BO 3 和两个1 B(0 H)4 缩合而成的双六元环，应写成 B4 O 5(O H)4 2-的形式，结构如下图所示，则该离子中存在的作用力含 有(填 序 号)，B 原子的杂化方式为 oA.离子键 B.极性键 C.氢键 D.范德华力 E.配位键(5)氮化钱的晶胞如图所示，G a 原子与N原子半径分别为a p m 和 b p m,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞密度为c g/c m 则该晶胞的空间利用率为(己知空间利用率为晶胞内原子体积占晶胞体积的百分比)。Ga ON1 0.(安徽合肥市第八中学模拟预测)铜、银、金在元素周期表中属于同一族元素，应用很广。(1)我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝”，其成分为Ba C u S i4O1 0o写出该物质中基态铜离子的价电子排布式 铜可形成多种配合物，如CU(NH3)4SO4、K2CU(CN)3等。配离子C u(C N)；中。键和兀键的个数比为,中心离子C u+的杂化类型是s p 2,该配离子的空间构型为；C N-中 配 位 原 子 是(填 名 称)，原因是一。(3)金性质稳定，常用作饰品，但金可以被王水溶解，其方程式为A u+H N O 3+4 H C l=H A uC k|+N O T +2 H 2 O,该 反 应 中 形 成 的 化 学 键 有。a.金属键 b.离子键 c.配位键 d.极性键 e.非极性键 f.氢键(4)由C s、A u、C 1 三种元素组成的化合物其晶胞如下图。小球为C l,面上大球为C s,其余球为A u。透视图x方向投影图z方向投影图该化合物中金原子有2种不同的化学环境，形成2种不同的配合阴离子，它们分别是 A uC l 让和，该 化 合 物 的 化 学 式 为(5)某种铜银合金晶体具有储氢功能，它是面心立方最密堆积结构，C u 原子位于面心，A g 原子位于顶点,H原子可进入由C u 原子和A g 原子构成的四面体空隙中。若晶胞参数为a n m,阿伏加德罗常数为NA,写出储氢后晶体密度的计算式 g-cn r 3(不需要计算出结果)。1 1.(福建省福州第一中学模拟预测)“氢经济”是当前热门话题，而“高密度安全储氢材料”是制约整个氢能供应链的瓶颈。(1)氨硼烷是一种有效、安全的固体储氢材料，它是乙烷的等电子体。加热氨硼烷会缓慢释放H 2,转变为化合物X,X是乙烯的等电子体。氨 硼 烷 的 结 构 式 为(必须标明配位键)。氮和硼比较，电 负 性 大 的 元 素 为(填 元 素 符 号)。氨硼烷和X分子中硼原子的杂化轨道类型分别为 和。(2)钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金的晶胞如图1 所示，晶胞边长为300p m(a=b=c),该合金吸收的氢位于体心立方正八面体的中心，氢被4个钛原子和2个铁原子包围，如图2所示。基 态 钛 原 子 的 电 子 排 布 式 为。钛铁合金的熔点比Ti(填“高”或者“低”)。若图2所示的每个体心立方的正八面体空隙均填充1 个氢原子，则填充的氢原子位于图1 晶胞的，假设吸收氢后不引起晶胞参数变化，则理论上形成的金属氢化物的密度为 g e m q 列出计算表达式即可，用NA表示阿伏加德罗常数)。1 2.(山东 胜利一中模拟预测)由I I A 元素与VA元素所形成的化合物种类繁多，它们是探测器、激光器、微波器的重要材料。回答下列问题：(1)基态G a 原子最高能级组的轨道表示式 o(2)氧原子价电子层上的电子可以进行重排以便提供一个空轨道与氮原子形成配位键，该氧原子重排后的价 电 子 排 布 图 为,电子重排后的氧原子能量有所升高，原 因 是 不 符 合(填“泡利原理”或“洪特规则(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，根据下表数据分析其原因是。化学键B-HB-OB-B键能(k J n o l )3 8 95 6 12 9 3(4)比较大小：键角P%(填+或“，下同)NH 3；熔、沸点：P%NH3O(5)如图为四硼酸根离子球棍模型，该 离 子 符 号 为,其中硼原子轨道的杂化类型有(6)叠氮酸核(NH 4 N3)是一种具有爆炸性的无色晶体。叠氮酸根(%)的 空 间 结 构 为；叠氮酸铁的晶胞如图所示，其晶胞参数为a n m 和 0.5 a n m,阿伏加德罗常数的值为NA,NH 4 N3 的密度为 g-c n r301 3.(吉林东北师大附中模拟预测)半导体材料是半导体工业的基础，由第I D A 和第VA元素所形成的化合物在半导体材料领域有广泛的应用。如碎化钱(G a A s)、碑化硼(B A s)、碑化铝(A l A s),氮化线(G a N)等。请根据第OA和第VA元素核外电子排布的特点和形成化学键的多样性等特点回答下列问题：(1)基态A s 原子的电子排布式为Ar0 G a、A s 和 S e 的第一电离能由小到大的顺序是：(2)实验发现，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(A l 2 c 1 6)形式存在。其球棍模型如图所示。该分子中A 1 原子采取 杂化。A L C k 与过量N a O H 溶液反应生成N a f A l(O H)J ,A1(OH)J-中存在的化学作用力类型有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填标号)。A.离子键 B.极性共价键 C.金属键 D.非极性共价键 E.配位键 F.。键 G.氢键(3)N、B可以分别形成化合物N F 3 和 B F 3,试判断两种分子中键角的大小：N F 3 B F 3(填“”、“V”、”=”)。自然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要以含氧化合物形式存在，根据下表数据分析原因是化学键BHB0BB键能(kJ/mol)389561293(5)GaN是第三代半导体材料的研究热点，在干燥的NH3气流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN、GaP、GaAs晶体类型与SiC相似，熔点如下表所示，其 熔 点 差 异 的 原 因 是。物质GaNGaPGaAs熔点/170014801238(6)碑化硼的晶胞结构如图(a)所示，图(b)中矩形ACCA是沿晶胞对角面取得的截图。若晶胞的边长均为a p m,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为 g-cm%列出计算表达式)。晶胞中各原子在矩形ACCA的 位 置 为(填 标 号)。C.A.14.(重庆八中模拟预测)大力推广磷酸亚铁锂电池的新能源汽车对实现“碳达峰”和“碳中和 具有重要意义。工业上用FeCb、NH4H2P04、LiCl及苯胺(NH2)为原料制备磷酸亚铁锂材料。回答下歹 IJ问题：(1)基态F e原子核外电子的空间运动状态有 种；与 F e同周期且基态原子未成对电子数比基态Fe原 子 多 的 元 素 为(填 元 素 符 号)。在 N H 4 H 2P 04 中的N、0 两种元素的第一电离能由大到小的顺序是 o N、P原子均能与F形成稳定的化合物N F 3、P F.3,试比较分子的极性：N F 3 P F 3(填“或=)。(3)1 m o l 苯 胺 中 含 有 键 的 数 目 为；苯 胺 的 水 溶 性 大 于 苯 的 主 要 原 因 是。(4)某理想的锂电池负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，其晶胞结构如图所示：己知石墨的熔点高于金刚石，其原因是 o 该 晶 体 的 化 学 式 为:己知晶体中最近的两个碳原子核间距离为14 2p m,石墨烯层间距离为3 3 5 p m,设 L i 与 C原子半径分别为r u p m 和 r c p m,则 L i 原子与C原 子 的 空 间 占 有 率 为(用 含、r c 的计算式表示即可)。15.(黑龙江哈师大附中模拟预测)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I N)1,(0)(填“大于”或“小于)。(2)N及其同族的P、A s 均可形成类似的氢化物，N HP P H、A s H,的沸点由高到低的顺序为(填化学式)。N H,的键角 P H,的键角(填“大于”或“小于)，原因为。(3)写出C u(O H)2溶 于 氨 水 形 成 配 合 物 的 离 子 方 程 式。(4)N 5 A s R 是一种全氮阳离子形成的高能物质，其阳离子结构如图所示，其中N原子的杂化轨道类型为 or N 1+N N(5)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-L a W N 3 ,其立方晶胞结构如图所示，晶胞中L a、W、N分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为a n m。Lao jjtjp jc O No W与L a紧邻的N个数为。在L a W N”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，L a处于_ _ _ _ _ _ _ 位置,N处于 位置。设L a、W、N的式量分别为M“、M,、M,，阿伏加德罗常数的值为N,、,则该晶体的密度为g-c m-3 （列出计算表达式）。16.（山西太原五中二模）磷酸铁锂电池是绿色环保型电池，电池的总反应为：Li i一xF e P O4+LixC 6=Li F e P O4+C 6。（l）Li F e P 0 4中F e 2+的 核 外 电 子 排 布 式 为,该电池反应物中所涉及第二周期元素的第一电离能由 大 到 小 的 顺 序 是（用元素符号表示）。（2）H 3 P 0 4和H 2c C h中P和C原子的杂化方式（填“相同”或“不相同”）。（3）Li F e P O4、Li P F 6、Li A s F e和Li C l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）。相同条件下，电极材料（填“Li P F 6”或Li A s F 6）中 的Li+迁移较快，原因是：o（4）某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+,阴离子是由1 2个硼原子和1 2个氢原子所构成的离子团。阴离子在晶胞中位置如图所示，其堆积方式为,Li+占据阴离子组成的所有正四面体空隙中心，该 化 合 物 的 化 学 式 为（用最简整数比表示）。假设晶胞边长 为a n m,则两个最近的Li+的距离为 n m 1 7.(陕西 西北工业大学附属中学模拟预测)“嫦娥五号首次实现了我国地外天体采样返回，带回的月壤中包含了 H、0、N、A l、S、C d、Z n、Ti、C u、A u、C r 等多种元素。回答下列问题：(1)锌(Z n)、镉(C d)是同一副族的相邻元素，C d 的原子序数更大，则基态C d 原子的价电子轨道表示式为(2)若配离子 F e(C N)x (x-2 的中心离子价电子数与配体提供的电子数之和为1 8,贝 l j x=。(3)碗和硫同主族，T e O；的 空 间 构 型 为,写出一个与T e O；互 为 等 电 子 体 的 分 子。(4)咪哇、曝唾、毗嚏是含N和 S的有机杂环类化合物，结构如图所示：O Q咪喋 嘎嘎 瞰咤上述三种物质中，沸 点 最 高 的 是(填 化 学 名 称)0 毗 咤 中 氮 原 子 的 杂 化 轨 道 的 空 间 构 型 为。已知咪陛中存在大兀键，则在咪哇分子的两个氮原子中，更容易与C M+形 成 配 位 键 的 是(填“”或 )号氮原子。F e 3+容易形成六配位的配合物，F e(H 2 O)6 产通常会水解生成棕色的 F e(H 2 O)5(O H)2+,通过氢氧根离子形成双聚体 F e2(H 2 O)8(O H)2 4+,请写出该双聚体的结构(水分子中0-H 键省略，其他化学键用短横线表示)o(6)“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(A l、T i 原子各有一个原子在结构单元内部)，已知该结构单元底面(正六边形)边长为a n m,该合金的密度为p g-c m H 则 h=c m(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。1 8.(天津市咸水沽第一中学模拟预测)d区金属元素钛有“太空金属”“未来金属”等美誉，在航空航天、海洋产业等行业有重要作用。请回答下列问题：(D 我国科学家用MgK?和T i C l，制备超导材料T i N,反应原理为4M g3N2+6 T i C l4=6 T i N+1 2 M g C l2+N2 T o钛元素在元素周期表中的位置_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,基态钛原子的核外最高能层所含电子数 o已知部分物质的熔沸点如下表。M g3N2T i C l4M g C l2T i N熔点/8 00(分解)-2571 429 50沸点/700(升华)1 36.41 41 2(略)T i C l,属于 晶体，应用所学知识解释M g，N?的熔点大于M g C l?的原因_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。写出惰性电极电解M g C l Z得到单质M g 的化学方程式。(2)PtC 1 2(N H j 2是伯的重要配位化合物。它有甲、乙两种同分异构体，其中甲为极性分子，乙为非极性分子。甲、乙的水解产物化学式均为Pt(O H)2(N H 3b，但只有甲的水解产物能与草酸(H O O C-C O O H)反应生成 Pt(C 2O4)(N H/。根据相似相溶的规律，可推断(填“甲”或乙”)在水中的溶解度较大。P t CX N&Z 发 生 水 解 反 应 的 化 学 方 程 式 是。Pt(O H)2(N H j 2中H -N-H的键角大于N&分子中的H-N-H键角，请结合所学知识解释原因查阅资料可知，甲、乙均为平面结构，画 出 乙 的 水 解 产 物 的 空 间 结 构。1 9.(福建省漳平第一中学模拟预测)T i O“N b、C u(I n i Ga、S e 2)是常见的光学活性物质。请回答下列问题：(1)元素T i 在周期表中位置一,元素C u 在周期表中处一区。(2)利用T i C h 纳米管的光电实验可制备T N T(2,4,6三硝基甲苯)，其结构如图，N原子与苯环上的碳原子的杂化类型(填“相同”或不相同)。T N T 常温下是固体，而甲苯是液体，原因是一。NO2(3)Ga C h x N H 3(x=3,4,5,6)是一系列化合物，向含I m o l Ga C h x N E 的溶液中加入足量A g N C h 溶液，有难溶于硝酸的白色沉淀生成；过滤后，充分加热滤液，有 4m o i 氨气逸出，且又有上述沉淀生成，前后两次沉淀的物质的量之比为1：2。能准确表示G a C H x N%结 构 的 化 学 式 为(类 似 于 C u(N H3)4 S C U 表示)(4)T i C h 通过氮掺杂反应生成T i C h.a N b,表示如图。图乙T i O a N b 晶体中a=。2 0.(湖南株洲市第一中学三模)过渡元素中，T i 被誉为“未来金属”，其具有稳定的化学性质。回答下列问题：(1)基 态 T i 原 子 的 价 电 子 轨 道 表 达 式 为。(2)基 态 T i 原子中，最 高 能 层 电 子 的 电 子 云 轮 廓 图 的 形 状 为,与 T i 同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同的元素有 种。(3)过渡元素可形成许多镶基配合物，即 CO作为配体形成的配合物。CO的等电子体有$、C N-、(任写一个)等CO作配体时，配位原子是C 而 不 是 O,其原因是。(4)T i C l,是氧化法制取钛的中间产物。T i C l4分子结构与C C 1 4 相同，二者在常温下都是液体。T i C l4分 子 的 空 间 构 型 是:T i C L 的稳定性比CCL差，极易水解，试从结构的角度分析其原因：(5)金红石(TiO?)是含钛的主要矿物之一，具有典型的四方晶系结构，其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子结构)如图所示：4 个微粒A、B、C、D 中，属于氧原子的是 o 若 A、B、C 原子的坐标分别为A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),则 D 原子的坐标为D(0.19a,0.81a,0.5c)；若晶胞底面边长为x,则钛氧键的键Kd=。(用代数式表示)。参考答案：1.(1)4s 2 4P l G a S e A s(2 )s p3 B E F(3)二者均为共价晶体，且GaN中N原子半径小，G a-N键长比G a-A s短，键能更大，熔点更高|4a+4b(4)正四面体形 3 X 1 0 VP-NA【解析】(1)Ga是3 1号元素，最外层有3个电子，价电子排布式为4s 2 4p i；同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，As原子4 P能级为半充满状态，结构稳定，As的第一电离能大于同周期相邻元素，G a、A s和S e的第一电离能由小到大的顺序是G a S e xNA-a3NA gCm Is 2s 2p，t(2)+1 或-1(3)断开CO 分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开 N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼(4)直 线 形 O=N=O+正 八 面 体 噜 巨 xlO”【解析】1 s 2s 2D碳是6 号元素，基态碳原子的核外电子排布图为EI 。故答案为：1111 I MI ItlMIs 2s.2pE H E H“i t口(2)对于基态碳原子，有两个末成对电子，其价电子自旋量子数的代数和为(2xg)=+l或故答案为：+1或-1；(3)CO 和 N2相对活泼性并说明原因：断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼。故答案为：断开CO 分子的第一个化学键所需要的能量(1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273.0kJ/mol)比断开N2分子的第一个化学键所需的能量(941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol)小，可知CO相对活泼;答案第21页，共 20页(4)4-?x?C O 2 分子的中心原子C原子价层电子对数为2+土 黄 =2,空间构型为直线形，N O；与C O 2 互为等电子体，N O；的结构式 O=N=O+。故答案为：直线形；O=N=O+；(5)晶胞中F e3+处于。2-围成的正八面体空隙(填，正四面体，正八面体，或，正十六面体，)。故答案为：正八面体；若晶胞的体对角线长为an m,则晶胞棱长=1 1 1 1 1 1=2 乂 1 0-7 cm,晶胞体积=(羲7 x I O-，皿 尸，晶胞中亚铁离子个数1,铁离子个数4 4+34=2,氧离子个数则2 3 2m N&696x/3 Fe?O 4 晶体的密度=f=厂；r r g/c m3=r x l O g e m3,V U a x l O-e/n a NA故答案为:2成。a3NA6.(1)14 或s p2(2)C 1：1(3)离 子 正 四 面 体 形(4)(1,0,；)和 弓，I，0)四面体 50 3 88x 10 3 0a3NA【分析】(1)中根据电子排布式进行判断；微粒的杂化方式根据价层电子对互斥理论判断；(2)中根据配合物的组成与结构进行判断；(3)根据物质的性质判断晶体的类型，利用杂化类型判断微粒的空间构型；(4)根据晶胞图判断坐标，利用离子所处的位置判断空隙利用率；(1)根据基态C i?+核外电子排布式I s 2 2 s 2 2 P 63 s 2 3 P 63 d，核外电子的空间运动状态即电子占据的轨道数，有 14种，故答案为14；C F+中电子自旋磁量子数的代数和根据核外电子排布式I s 2 2 s 2 2 P 63 s 2 3 P 63 d 9,及洪特规则、鲍林不相容原理判断，C u 2+中电子自旋磁量子数的代数和取决3 d 9,故 代 数 和 为 或-g：c o；中 C原子的杂化方式根据价层电子对互斥理论计算价层电子对数为：3+4二3；2+2=3,故中心原子杂化方式为s p 2,故答案为14、+/或-答案第2 2 页，共 2 0 页(2)Fe(C N)6产中配体C N-中 C和 N都有孤对电子，都可以提供孤对电子，但氮元素的电负性大于碳元素，导致氮原子吸引电子能力强，不易提出孤对电子，故配位原子为C；Fe(C N)6F-中。键为6+6=12 和兀键的数目为2 x 6=12,故之比为1:1；故答案为:C、1:1；(3)无水C o C L 的熔点是7 3 50 c ,沸 点 10 49C ,C o C L 熔沸点比较高，且含有离子键判断属于离子晶体，故答案为：离子；神酸根离子(A s O；)的空间构型根据价层电子对互斥理论计算4+，1=4,故杂化类型为s p 3,空间构型为正四面体；故答案为：离子、正四面体；(4)与(0,0,0)距离最近的S?一在晶胞的面心上，故其坐标有(3,0,g)和(g,g,0)；Z M+占据四面体空隙，处于晶胞中互不相临的小立方体的体心，根据图示判断已填锌离子是4 个，实际空隙有8 个，故空隙利用率为5 0%,故答案为四面体、50；Z n S 的密度4根3g据 公八 式i P =m=N.M 4x 97 3 88x l O3 0,3 生5 G 江3g/c m*2 3,故答案为：a3NA；【点睛】此题考查物质结构与性质，注意利用信息结构电子排布三原则进行判断；空间运动状态数即是轨道数，空隙利用率即是占有的空隙比总空隙数。7.(1)4d 55s l 6(2)3 游离态的水分子中O原子孤电子对对。键的斥力比该配离子水分子中O原子的0键之间的斥力大，造成H-OH键角减小 C(3)正四面体 N H；V N G N S3 88x 1(/(4)Cu Br 1 28.1 x 1 0 6 a【解析】铝与Cr 元素同族，故其价电子层电子相同，C r 的价电子排布式是3 d 5 4 s l 所以铜元素的价电子排布式是“4 d 5 5 s”，；Cr 元素位于元素周期表第四周期I V B族，在元素周期表第6 纵行，所以铝元素也位于元素周期表第6 纵行；(2)在配离子 F e Cb(H 2 O)4 +中，水分子中有自身形成的两个H O。键，同时O原子与中心离子 F e 3+之间还形成一条配位键键，所以每个水分子共有“3”条。键；孤电子对对。键的斥力大于。键之间的斥力，所以本问第二空应填“游离态的水分子中O原子孤电子对对6 键答案第2 3 页，共 2 0 页的斥力比该配离子水分子中O 原子的O键之间的斥力大，造成H-O-H 键角减小”；在Fe(C0)5中配位体C O 中，C 元素非极性更弱一些，其孤电子对更容易作为共用电子对提供给 Fe；(3)BH；离子中B 原子与周围四个H 原子之间有4 条 6 键，所以该离子中心原子B 价层电子对数为4,其 VSEPR模型对应是“正四面体”；BH；离子中有五个原子，共 8 个价电子，故与其属于等电子体的应该也是五个原子，8 个价电子的微粒，所以可以是CH4、NH：、S iE 等多个微粒；(4)该晶胞中有4 个 C u原子位于晶胞内部，故晶胞C u原子数为4,有 8 个 B r原子位于顶点，6 个 B r原子位于面心，故晶胞B r原子数为8x：+6x；=4,C u与 Br原子个数比为4：4=1：1,所以该晶胞对应化合物的化学式为“CuBr”；以晶胞中一个顶点的B r原子为参照点，与其距离相等且最近的是共同拥有该顶点的三个面上面心的B r原子，该顶点为8 个晶胞所共有，每个面心上的B r原子为两个晶胞共用，所以在晶体中与B r紧邻的B r有8x =12个；若将该晶胞再均分为8 块，则有C u原子的小立方体中C u原子正好位于立方体体心，B r原子到C u原子的最短距离为a p m,则小立方体的体对角线为2apm,则晶胞的体对角线为4 ap m,设晶胞棱长为x,根据勾股定理有x2+(&x)2=(4apm f,解之得x=a p m,根据之前的分析，每个晶胞中有4 个 C u原子和4 个 B r,所以该晶胞的质量为I6 44 0.)x4,晶胞体积为 华axiom cmlpm=10 0cm),所以该晶体的密度计算576 7p=-5-g*cm o 1x1031式为 a j x10-NA,整理后本问第三空应填工8.(1)2：3 d(2)正四面体形 CCk FOPTiK 三种物质均为分子晶体，比0 和 HF分子间均能形成氢键，等物质的量的H?O分子间比HF分子间氢键数目多，PH3分子间不能形成氢键(3)TiO2+6(4)正八面体 x J-x lO102 VpNA答案第24页，共 20页【解析 钛元素的原子序数为2 2,基态钛原子核外电子排布式为I s 2 2 s 2 2 P63 s 2 3 P6 4 s 2 3dos能级的电子数为8,p能级的电子数为1 2,则 s 能级和p能级的电子数之比为2:3；钛元素的原子序数为2 2,为第四周期I V B族元素，所在元素周期表的d区；(2)P O；根据杂化轨道理论P 的价层电子对数(5+3X0+3)/2=4,孤电子对数为0,为 s p 3 杂化，则 0丁的立体构型为正四面体；P O；互为等电子体的分子为CC1 4；K T i PC)4 F 中所含元素为F、0、P、K、T i,同周期元素从左往右第一电离能增大，同周期第一电离能最小的是碱金属元素，同主族元素从上往下第一电离能减小，则第一电离能由大到小的顺序