高三化学一轮复习——物质结构与性质.docx

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1、高考化学一轮复习物质结构与性质1（2022江西九江三模）以物质的量之比3：1的Fe和Al共熔后结晶得Fe3Al晶体，晶胞结构如图一所示，该晶胞为立方晶胞，晶胞参数为a pm。血红素(如图二)是血红蛋白的活性部位，其中心元素是Fe( II)。二者是常见的含铁物质，请回答下列问题。(1)Fe2+的价电子排布式为：_。(2)血红素分子中非金属元素电负性由大到小的顺序是_ (用元素符号表示)；这些元素形成的简单氢化物中沸点由高到低的顺序是_ (用化学式表示)；C、N、O三种元素形成一种阴离子CNO-，其结构中有_个键，_ 个键。(3)有机分子中的闭环平面结构中，成环原子的电子数等于4n+2(n=1，2

2、，3)时，该环具有芳香性。n环为血红素中含N最小环，且为平面结构，则N杂化类型为_ ；该环_(填“有”、“无”)芳香性。(4)Fe3Al晶胞中，rA1=b pm， rFe=c pm，则该晶胞的空间利用率为_(以含的代数式表示)。(5)m原子的原子分数坐标为_. ；晶胞内任意两个A1原子之间的距离为_pm。(6)Fe3Al晶体的密度为_ gcm-3。2（2022天津南开一模）工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，将粗硅通过化学方法进一步提纯，可以得到高纯硅。回答下列问题：(1)石英砂制粗硅的化学方程式为_。(2)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基

3、态14C原子中，核外存在_对自旋相反的电子。(3)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示。(金刚石晶体)(石墨烯晶体)在石墨烯晶体中，每个六元环占有_个C原子。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_个六元环。写出金刚石的硬度大于晶体硅的原因：_。(4)SiO2的晶体类型是_晶体，一种SiO2晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链如下图所示。其中Si原子的杂化轨道类型是_。(5)写出SiCl4的电子式：_，H2还原气态SiCl4可制得纯硅，1100时每生成0.56kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。3（2022福建三明

4、三模）稀土元素钆(Gd)及其化合物在医药、光学仪器、核反应控制等方面有广泛应用。(1)钆双胺是新一代安全性高的非离子型磁共振造影剂，其分子结构如图所示。钆双胺分子中存在的化学键有_。A离子键B氢键C配位键D共价键分子中C原子的杂化方式为_。(2)硫氧化钆GdxOySz(简称GOS)属于离子型六方晶系材料，在辐射检测、增感屏幕和X射线显微镜等方面应用广泛。 GOS晶胞结构如下图所示。基态S原子的价电子排布式为_。硫氧化钆(GOS)的化学式为_。在下图的菱形框中补全该晶胞沿z轴方向的投影图_。(3)Gd2O3可用于增感荧光材料和核反应堆控制，熔点较高，常温下能与、CO2等物质发生反应，熔点Gd2O

5、3H2OCO2的原因是_。4（2022山东淄博二模）氮及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：(1)基态13N原子核外存在_对自旋相反的电子；第一电离能大于N的第二周期元素有_种。(2)离子晶体N2O5由和构成，的空间结构为_。、的键角由大到小的顺序是_。(3)晶体中四面体空隙是由相邻四个球体围成的空隙，球体的中心连线围成四面体；八面体空隙是由相邻六个球体围成的空隙，球体的中心连线围成八面体。氮化钼属于填隙式氮化物，N原子填充在金属钼(Mo)面心立方晶胞的部分八面体空隙中，晶胞如图所示：氮化钼的化学式为_，晶胞中1号N原子与2号N原子的距离为_nm。金属钼的每个面心立方晶胞中，四

6、面体空隙数有_个。如果让Li+填入氮化钼晶体的八面体空隙，每个氮化钼晶胞最多可以填入_个Li+。(4)在Ca3N2的晶胞中，Ca2+与N3-以四面体配位方式结合(即金属离子的配位数为4)，则该晶体中N3-的配位数为_。5（2022青海西宁二模）金属元素Cu、Mn、Co、Ni等在电池、储氢材料、催化剂等方面都有广泛应用。请回答下列问题：(1)基态Cu原子中，核外电子占据最高能层的符号是_。(2)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ni原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_。(3)铜锰氧化物()能在常温下催化氧化甲醛(结

7、构如图)生成甲酸。_(填“”、“=”或“”)120；从原子轨道重叠方式分类，分子中键的类型是_。气态时，测得甲酸的相对分子质量大于46，其原因可能是_。(4)是有机催化剂，其溶液为天蓝色。使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，则的杂化轨道类型为_(填标号)。ABspCD的空间构型为_；分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则中的大键应表示为_。(5)Co晶体堆积方式为六方最密堆积，其晶胞结构如图所示，已知Co的原子半径为r，该晶胞的空间利用率为_(晶胞上占有的原子的体积与晶胞体积之比为晶胞的空间利用率

8、，用含的代数式表示)。6（2022重庆模拟预测）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。白磷(P4)是分子晶体，易溶于CS2，难溶于水，可能原因是_。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)23-。由此推测与Fe3+形成的配离子更稳

9、定的配体是_，其空间构型是_。(4)第A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。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_。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a pm，阿伏加德罗常数为NA，磷化硼晶体的密度是_g/cm3。(1 pm=10-10cm)7（2022全国模拟预测）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。该配合物中提供孤

10、对电子形成配位键的原子是_。中心原子杂化方式为_(填标号)。a.sp2 b. sp3 c. sp3d d.d2sp3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“”或“”或“NCH H2ONH3CH4 2 2(3) sp2 有(4)100%(5) (、) a(6)【解析】（1）Fe2+核外有24个电子，电子排布式为Ar 3d6，所以Fe2+的价电子排布式为：3d6，故答案为：3d6。（2）同周期元素自左至右，电负性增大，非金属性越强，电负性越大，故O、N、C、H的电负性依次减小，即ON

11、CH；O、N、C的简单氢化物分别为H2O、NH3、CH4，水和氨气分子间存在氢键，沸点高于甲烷，常温下水为液态，氨为气态，则沸点由高到低的顺序是H2ONH3CH4；CNO-的结构式为O-CN-，单键为键，三键有一个键和两个键，所以其结构中有2个键，2个键，故答案为：ONCH；H2ONH3CH4；2；2。（3）由图可知，n环为平面结构，N原子上有3个共价键，则N杂化类型为sp2；成环原子的电子数等于6，则该环有芳香性，故答案为：sp2；有。（4）该晶胞为立方晶胞，晶胞参数为a pm，晶胞体积为：a 3pm3，一个晶胞中含有Fe原子数目为：8+6+12+1+4=12，含有Al原子数目为：4，Fe3

12、Al晶胞中，rA1=b pm， rFe=c pm，则晶胞中Fe、Al原子的总体积为rFe312+rA134=(12c3+4b3) pm3=(3c3+b3) pm3，所以该晶胞的空间利用率为100%，故答案为：100%。（5）由图一可知，m原子位于右后下方小立方体的中心，则m原子的原子分数坐标为(、)；由晶胞结构图可知，4个铝原子分别位于处于对角位置的4个小立方体的中心，任意两个A1原子之间的距离为晶胞面对角线长的一半，即为apm，故答案为：a。（6）一个晶胞中含有Fe原子数目为：8+6+12+1+4=12，含有Al原子数目为：4，一个晶胞的质量m=，晶胞的体积V=(a10-10cm)3=a31

13、0-30cm3，根据=，得Fe3Al晶体的密度为： gcm-3，故答案为：。2(1)2C+SiO2Si+2CO(2) 电子云 2(3) 2 12 金刚石与晶体硅都属于共价晶体，半径CSi，键长CCSiSi，键长越短，键能越大，硬度越大(4) 共价 sp3(5) SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)H=+0.05akJmol-1【解析】（1）石英砂制粗硅即用焦炭高温还原SiO2制得Si和CO，该反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO，故答案为：2C+SiO2Si+2CO；（2）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述，已知C是6号元素

14、，其基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p2，则在基态14C原子中，核外存在1s、2s上的2对自旋相反的电子，故答案为：电子云；2；（3）由石墨烯晶体结构示意图可知，在石墨烯晶体中，每个碳原子被周围的3个六元环共用，故每个六元环占有=2个C原子，故答案为：2；在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接12个六元环，故答案为：12；金刚石和晶体硅均为原子晶体(共价晶体)，由于C原子半径比Si原子半径小，C-C键长比Si-Si的键长更短，键长越短键能越大，导致金刚石的硬度大于晶体硅，故答案为：金刚石与晶体硅都属于共价晶体，半径CSi，键长CCCO2，故答案为Gd2O3是离

15、子晶体，H2O和CO2是分子晶体，H2O分子间存在氢键；4(1) 2 2(2) 直线形 (3) Mo2N 8 4(4)6【解析】(1)基态13N原子核外电子轨道表示式为，存在2对自旋相反的电子；同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，第一电离能大于相邻元素，第一电离能大于N的第二周期元素有F、Ne共2种。(2)中N原子价电子对数是2，N原子采用sp杂化，空间结构为直线形。价电子对数为3，无孤电子对，空间构型为平面三角形，键角为120；价电子对数为3，有1个孤电子对，空间构型为V形，键角小于120；空间结构为直线形，键角为180，键角由大到小的顺序是。(3)根据均摊原则，

16、晶胞中含有Mo原子数是 、N原子数是，氮化钼的化学式为Mo2N；晶胞边长为anm，晶胞中1号N原子与2号N原子的距离为nm。金属钼的每个面心立方晶胞中，Mo原子数为4，所以四面体空隙数有8个。每个面心立方晶胞有4个八面体空隙，如果让Li+填入氮化钼晶体的八面体空隙，每个氮化钼晶胞最多可以填入4个Li+。(4)在Ca3N2的晶胞中，Ca2+与N3-以四面体配位方式结合(即金属离子的配位数为4)，Ca2+与N3-的个数比为3:2，则配位数比为2:3，所以该晶体中N3-的配位数为6。5(1)N(2)-1或+1(3) 两个甲酸分子间可以通过氢键形成二聚体(4) A 平面三角形 (5)【解析】（1）铜为

17、第四周期元素，核外电子占据最高能层的符号是N；（2）基态Ni原子，其价电子轨道表示式为 ，自旋磁量子数的代数和为-1或+1；（3）双键的排斥作用大于单键的排斥作用，120；从原子轨道重叠方式分类，甲醛分子中键是H原子的s轨道和C原子sp2杂化轨道形成的共价键，类型是；两个甲酸分子间可以通过氢键形成二聚体，所以气态时，测得甲酸的相对分子质量大于46；（4）使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，则与4个H2O分子形成4个配位键，所以有4个杂化轨道，杂化空间构型为四面体，四水合铜离子，其空间构型为平面正方形，所以杂化轨道类型是，选A；中N原子杂化轨道数为，无孤电子对，空间构型为平面

18、三角形； 中N原子有2个未参与杂化的p电子、O原子各有1个未成对的p电子、硝酸根从外获得1个电子，所以大键应表示为；（5）Co晶体堆积方式为六方最密堆积，Co的原子半径为r，1个晶胞含有Co原子数是；晶胞的边长为2r，高为，晶胞的体积为，则该晶胞的空间利用率为。6(1)(2) CS2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，P4是非极性分子，易溶于CS2，难溶于水 c(3) 正四面体(4) 磷化铝和磷化铟属于共价晶体，由于Al、In为同主族元素，随着原子序数的递增，核外电子层数逐渐增加，原子半径AlIn，共价键键长Al-PIn-P，Al-P的键能强于In-P的键能，因此AlP熔点高于I

19、nP BP 【详解】（1）基态磷原子价电子为3s、3p能级上的电子，根据构造原理P原子价电子轨道表示式为；（2）CS2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，P4是非极性分子，易溶于CS2，难溶于水；a中层与层之间的作用力是分子间作用力，选项a错误；b由结构可知黑磷晶体中磷原子杂化方式为sp3杂化，选项b错误；c黑磷晶体是与石墨类似的层状结构，故为混合型晶体，选项c正确；答案选c；（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)23-,即形成更稳定的配合物，故由此推测与Fe3+形成的配离子更稳定的配体是，中

20、心原子为P，其中键电子对数为4，中心原子孤电子对数=（5+3-42）=0，中心原子价层电子对数为4+0=4，P原子sp3杂化，立体构型为正四面体；（4）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是：磷化铝和磷化铟属于共价晶体，由于Al、In为同主族元素，随着原子序数的递增，核外电子层数逐渐增加，原子半径AlIn，共价键键长Al-PIn-P，Al-P的键能强于In-P的键能，因此AlP熔点高于InP；根据晶胞结构，磷化硼含有P原子数目为个，含有B原子数目为4个，故磷化硼的化学式是BP，已知晶胞边长a pm，阿伏加德罗常数为NA，磷化硼晶体的密度=g/cm

21、3。7(1) 第四周期B族 15(2) O、N d 独立存在的氨气分子氮原子含有一对孤电子对，而该物质中的N原子的孤电子对提供出来与Cr3+形成了成键电子对(3) 钛第二电离能失去的是4s1电子，铬第二电离能失去的是3d5电子(4) (1，1，) 3(a+b)【解析】(1)铬的原子序数为24，在元素周期表中的位置为第四周期B族；其基态原子核外电子排布为1s22s2sp63s23p63d54s1，s能级1个轨道，p能级3个轨道，d能级5个轨道，结合洪特规则，其占据的原子轨道数为1+1+3+1+3+5+1=15；故答案为：第四周期B族；15。(2)该配合物中，Cr3+是中心原子，内界中H2O和NH3是配位体，配位体中的O原子和N原子有孤电子对，O原子和N原子提供孤对电子与Cr3+形成配位