2021届高考化学考前大题训练：-物质结构与性质综合题.pdf

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1、物质结构与性质综合题【原卷】1.深紫外固体激光器可用于高温超导、催化剂研究领域。我国自主研发的氟硼被酸钾(KBezBOsF?)晶体制造深紫外固体激光器技术领先世界。回答下列问题:EZ1E3 E3 G3B田2(1)基态Be、B原 子 最 高 能 级 电 子 数 之 比 是,KF、KC1、KBr晶体熔点由高到低的顺序是(2)在500笛 600叱气相中，氯化钺以二聚体Be2c1,的形式存在，Be原子的杂化方式是,ImolBe?”中含有 mol配位键。(3)一定条件下，强 可与铜反应生成氟化剂的N再，其结构式是 o已知在15C时用耳就发生类似N R的分解反应，其不稳定的原因是 o(4)BeO晶体是制备

2、氟硼镀酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与ZnS相似如图1所示。O原 子 的 配 位 数 是;沿晶胞面对角线投影，图2中能正确描述投影结 果 的 是(填 序 号)。设O与Be的最近距离为apm,BeO晶体的密度为dg cm-3,则 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 值 为(用 含a和d的式子表示)。2.2020年12月1 7日凌晨1时59分，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了 H、O、N、A1、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Au、C r等多种元素。回答下列问题：(1)锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，C d的原子序数更大，则基态C

3、d原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为(2)S与 O 可形成多种微粒，其中SO：的空间构型为_；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图所示，此固态SO3中S 原子的杂化轨道类型是(3)重铭酸铁为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，CrzO,的结构如图所示。贝！Jlmol重倍酸镀中含。键与J r键个数比为o o卡式丁L O 0(4)aAI2O3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高(2054)、硬度大的特点，主要原因为(5)一种铜金合金具有储氢功能，其晶体为面心立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则 Au原子的配位数为 o

4、该储氢材料储氢时,氢分子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与ZnS的结构相似(如图)，该晶体储氢后的化学式为(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(A1、Ti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anm,该合金的密度为pgnr3,则高为h=_ nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。n n *3.金属陶瓷是一种复合材料，兼有金属和陶瓷的优点，应用非常广泛，金属基体可为Co,Cr,N i,陶瓷基体为碳化硅等.回答下列问题：(1)C。位于元素周期表中第四周期 族

5、，C r与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为 o(2)与C相比，4原子之间难以形成双键的原因是 o(3)已知。2的一种晶体结构与Si。?、SiC相似，则 该 晶 体 的 熔 点 比Si。?晶体的(填“高、“低”)，原因是 0(4)钻献菁可显著提升二次电池的充放电效率，为增强水溶性将其改性为四氨基钻儆菁，其结构如图所示：四氨基钻酸菁中与钻离子通过配位键结合的氮原子的编号是;水溶性得到有效改善的原因是 o(5)SiC的晶胞结构如图所示.晶胞参数为甲m,阿伏加德罗常数的值为NA，SIC晶体的密度为 g/tn?.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 若图中

6、原子1 的 分 数 坐 标 为 则原于2 的分数坐标为4.磷元素常用于光电子应用及光催化剂材料。回答下列问题：(1)白磷(P4)在氯气中燃烧生成PC13和 PC15,产生大量白色烟雾。形成PC15时，P 原子的一个3 s电子激发入3d轨道后参与成键，该激发态原子的价层电子轨道表示式为o一种理论认为PCk是共价化合物，其分子的空间结构为但研究表明，PC15加压下于148液化能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，该熔体中阳离子的电子式为;N 和 P 都有+5价，PCL能形成离子型晶体，但 NC15不存在，从原子结构的角度分析其原因是(2)黑磷的正交晶系晶体结构如图A 所示，结构中只有-一

7、种等效的三配位P,所有 P 原子的成键环境一样，晶胞参数a=0.3310nm,b=0.4370nm,c=1.0480nm,a=P=r=90,编号为I 的 P 原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。黑磷烯的结构如图B 所示,是与石墨烯结构相似的二维的单层黑磷,其中P 的配位数为30图 A黑磷的晶体结构 图 B单层黑磷烯的结构黑磷中P 原 子 杂 化 类 型 是。黑磷中不存在(填标号)。A.共价键 B.。键 C.”键 D.范德华力图A中编号为n 的 p 原 子 的 坐 标 为 黑 磷 的 晶 胞 中 含 有 一 个P原子,以NA为阿伏加德罗常数的值，则黑磷晶体的密度p=_ gc

8、m-3例出计算式)5.2020年 12月 17日，“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回，标志着我国航天向前迈出了一大步。其制作材料中包含了 Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多种元素。回答下列问题：(1)上述元素中基态原子未成对电子数与A1相同的有 oQ)Cr(N O 2)(N H3)/C1 2中C产 的 配 位 数 为。配位体原子给出电子能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键越强，配合物越稳定，NO；作为配体时提供孤电 子 对 的 原 子 是。粒子中的大九键可用符号耳表示，其中m 代表参与形成大”键的原子数，n 代表参与形成大兀键的电子数(如苯分子中的大九键可表示为n：),则NO；的

9、大兀键可表示为 o氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一，属于六方晶系，结构如图a所示，其 晶 体 类 型 为,其晶胞结构如图b 所示。A1原子位于氮原子形成的 空隙(填“四面体”或“八面体”)。图c 是晶胞的俯视图，已知P 点的分数坐标为(L 1),则晶胞内A l原子在图c中的分数坐标是(4)已知晶胞的密度为pg c m 两种原子半径分别为力n m和1n m,阿伏加德罗常数值为以，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为(列出表达式)。6.金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属、海洋金属、太空金属”的美称,具有广泛的应用前景。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金

10、效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCU为原料，经过一系列反应(见图)可以制得H3N4和纳米TiCh。图中的M是短周期金属元素，其部分电离能数据如下(单位：kJ-mol1)li12I314I5738145177331054013630(1)M元素位于元素周期表的 区。(2)基态Ti3+中未成对电子数有一个；与T i同族相邻的元素Z r的基态原子外围电子排布式为(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，催化实例如图所示。化合物甲中采取尔2杂化的碳原子数为；化合物乙中采取Sp3杂化的原子对应的元素，电负性由大到小的顺序为。(4)TiC14 可以与胺形成配合物，如 TiC14(CH3NH2)2卜

11、 TiClUHzNCH2cHzNHz)等。TiCMWNCH2cH2NH2)|中 Ti 的配位数是一。配合物|TiC14(H2NCH2cH2NH2)|与游离的HzNCH2cH2NH2分子相比，其HNH键角_(填“较大”，“较小”或“相同”)，原因是o(5)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图所示，该晶胞中N、T i之间的最近距离为a p m,则该氮化钛的密度为_ gcm-3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有一个。NOTi7.近年来,有机-无机杂化金属卤素钙钛矿作为优良的光电材料受到广泛研究和关注，回答下列问题。Ca、T i元 素 基 态

12、原 子 核 外 电 子 占 据 能 级 数 之 比 为,与T i处于同周期单电子数与T i相同的元素还有 种，C a的前三级电离能数据分别为589.8 kJ/mol、1145.4 kJ/mok 4912.4 kJ/m ol,第三电离能增大较多的原因是 o(2)卤族元素可与N和P元素形成多种稳定卤化物，其中NCb分子构型为，P元素可形成稳定的PCL和PC15,而氮元素只存在稳定的NC13,理由是 o(3)Ti的配合物有多种。Ti(CO)6 T i(H iO)T iF/中的配体所含原子中电负性最小的是;Ti(NO3)4的球棍结构如图，Ti4+的配位数是 o(4)研究表明，TiO2通过氮掺杂反应生成

13、TKh-aNb,能使TiO2对可见光具有活性,反应如图所示。已知TiO2晶胞为长方体，设阿伏加德罗常数的值为NA,TiOz的密度为g/cm3(列出计算式)。TiCh-aNb晶体中a=，b=8.钛(Ti)和错(Zr)是同一副族的相邻元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：(1)钛和错的价层电子结构相同，基 态 错 原 子 的 价 电 子 排 布 式 为;与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元索有 种。(2)Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH 4的空间构型是，H、B、T i的电负性由小到大的顺序为 0(3)ZrC14 可以与乙二胺形成配合物ZrCl4(H2NC

14、H2cH2NH2)。1 mol|ZrCl4(H2NCH2cH2NH2)|中含有。键的物质的量为 moLH2NCH2cH2NH2 形成ZrCl4(H2NCH2cH2NH2H后，H-N-H 键角将(填“变大”、“变小”或“不变”卜原因是 O(4)已知TiO2晶胞中Ti，+位于02-所构成的正八面体的体心，ZrO2晶胞中Zd+位于02-所构成的立方体的体心，其晶胞结构如下图所示。TiOz晶胞ZrOjA胞TiCh晶胞中02-的配位数是。TiCh 晶胞中 A、B 的原子坐标为(0.69,0.69,1),(0.19,0.81,0.5),则 C、D原子坐标为、。已知二氧化错晶胞的密度为p g-cm 3,则晶

15、体中Z r原子和O原子之间的最短距离 pm(列出表达式，NA为阿伏加德罗常数的值，ZrO2的摩尔质量为 M g/mol)o9.H g 稀溶液可用作外科手术刀消毒剂，H g d晶体熔点较低，熔融状态下不导电。Hgda属于 化合额填“离子”或“共价”）。HgQ?和不同浓度NH3-NHQ反应得到某种含汞化合物的晶胞结构M 如图所示：（部分微粒不在晶胞内）写出该含汞化合物的化学式M 中/HNH（填“大于,、“小于,、或“等于”）NH3中的HNH,分析原因_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 该 含 汞 化 合 物 晶 体 在 水 中 的 溶 解 性（填“可溶”或“难溶”），分析原因在晶胞中C1原

16、子a 的 分 数 坐 标 为,则 由 原子b 的分数坐标为;晶胞的体积为V cm 3 则该晶体的密度为 g cm-o10.过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。（1）基 态 钛 原 子 的 价 电 子 排 布 图 为，与钛同周期的过渡元素中，基态原子的成对电子数与钛相同的有 种，金属钛是一种新兴的结构材料,其硬度比金属镁和铝大的原因是 o（2）在浓的TiCb的盐酸溶液中加入乙醛，并通入HC1至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCb6H2O的晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为2：4,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利

17、用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集，进行回收。M所 含 元 素 的 第 一 电 离 能 最 大 的 是(用 元 素 符 号 表 示)。X化 合 物 中 中 心 原 子 铜 的 配 位 数 是,上述反应中断裂和生成的化学键有 o(4)金红石(TiCh)是含钛的主要矿物之一、其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如下图所示。A、B、C、D 4种微粒，其 中 钛 原 子 是(填 代 号)。若A、B、C的原子坐标参数分别为A(0,0,0)、B(0.69,0.69,1)、C(l,1,1),则D的原子坐标参数为D(0.19,)；该化合物的密度为 用含a、c、NA的代数式表示)。物质结构与性质综合题

18、1.深紫外固体激光器可用于高温超导、催化剂研究领域。我国自主研发的氟硼被酸钾(KBe/OsB)晶体制造深紫外固体激光器技术领先世界。回答下列问题:n G3图1图2(1)基态Be、B原 子 最 高 能 级 电 子 数 之 比 是,KF、KC1、KBr晶体熔点由高到低的顺序是 o(2)在500笛 600叱气相中，氯化钺以二聚体B ezS的形式存在，Be原子的杂化方式是,ImolBe?”中含有 mol配位键。(3)一定条件下，强 可与铜反应生成氟化剂的N N，其 结 构 式 是。已知在150。时N狙就发生类似N R的分解反应，其不稳定的原因是 o(4)BeO晶体是制备氟硼镀酸钾晶体的原料之一，其晶胞

19、结构与ZnS相似如图1所示。O原 子 的 配 位 数 是;沿晶胞面对角线投影，图2中能正确描述投影结 果 的 是(填 序 号)。设O与Be的最近距离为apm,BeO晶体的密度为dg cm-3,则 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 值 为(用 含a和d的式子表示)。F F【答案】2：1 KFKClKBr sp2 2 I I N2F4分子中 2 个 NFNNF原子各有1对孤对电子，孤对电子之间的排斥力使N-N键容易断裂 4 B里16a3 d【详解】(l)B e的核外电子排布为1(252,最高能级为2 s,电子数目为2；B的核外电子排布为Is22s22p1，最高能级为2 p,电子数为1,两者最高能级电

20、子数之比为2:1,KF、KC1、KBr均为离子晶体，r(F-)r(Cl)K C lK B r,故答案为：2:1;KFKClKBr；(2)二聚体B e z S中Be与其中两个C1形成共价键，与另一个C1之间形成配位键,其结构式为：Be采用sp2杂化，lmolBe2Cl4 中含有2moi配位键，故答案为：sp2；2；(3)用耳的结 构 式 为:；，由结构式可知，N2F4分子中N 原子只形成单键，2F N N F个 N 原子各有1对孤对电子，孤对电子之间的排斥力使N-N键容易断裂，故答案为：:;N2F4分子中2 个 N 原子各有1对孤对电子，孤对电子之间的排F N N F斥力使N-N键容易断裂；(4

21、)由晶胞结构可知每个O 周围有四个Be与其相连，配位数为4,由晶胞的结构可知沿面对角线投影应为图B,将整个晶胞切成8 个等大小正方体，Be在小正方体中心，O 在小正方体顶点，每个晶胞中含有4 个 Be,4 个 O,若 O 与 Be距离为a p m,则小正方体对角线的1/2为 a p m,故晶胞棱长 为 竽apm,4X(9+16)d=473,3 in.30，NA=-X1O3 0,故答案为：4；B；叁 与 心；2.2020年 12月 17日凌晨1 时 59分，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了 H、O、N、A1、S、Cd、Zn、Ti、Cu

22、、Au、Cr等多种元素。回答下列问题：(1)锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则基态Cd原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为_。(2)S与 O 可形成多种微粒，其中SO：一 的 空 间 构 型 为 液 态 SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图所示，此固态SO3中S 原子的杂化轨道类型是(3)重倍酸钱为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，CnO；-的结构如图所示。则 Imol重倍酸铉中含。键与兀键个数比为，CrO%4、0L O O(4)aAI2O3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高(2054)、硬度大的特点，主要原因

23、为_。(5)一种铜金合金具有储氢功能，其晶体为面心立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则 Au原子的配位数为 o 该储氢材料储氢时,氢分子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与ZnS的结构相似(如图)，该晶体储氢后的化学式为(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(A1、Ti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anm,该合金的密度为pgum3,则高为h=_ nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。:OTiM nm*【答案】向 正四面体形

24、 sp3 4：1 AbO3为离子晶体，AF+和 02一离子半径较小，离子所带电荷数较多，晶格能大，所以熔点高，硬 度 大 12 AuCuM 春不 邮 或离【详解】锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则 Cd的原子序数是4 8,则基态Cd原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为4d 5sE 2;(2)S与 O 可形成多种微粒，其中SO：中S 原子价电子对数 是 一=4,无孤电子对，空间构型为正四面体形；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，根据结图可知，此固态SO3中S 原子形成4 个。键，无孤电子对,杂化轨道类型是sp3;(3)单键为。键，双

25、键中有1 个6键、1 个7 T 键，根据CnO：的结构图，Imol重铭酸根中含8mola键、4mohr键，1 mol钱根离子中含有4mola键，。键与加键个数比为 4:1；(4)ALO3为离子晶体，AF+和 02-离子半径较小，离子所带电荷数较多，晶格能大,所以熔点高，硬度大;(5)晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，根据图示,离号 Au原子最近的Cu原子有号，每个Au原子被8 个晶胞共用，根据均摊原则，Au原子的配位数为12；根据均摊原则，晶胞中Au原子数8x=l、CuO原子数是6x9=3、分子数是4,化学式为AuCu3H8；(6)根据均摊原则，每个结构单元含A1原子数4x3+1=，、

26、Ti原子数6 38x1+2x1+1+1x1=116 2 3 327x+48x 442，则内丁空石-pg-cm3,则高为h=rz 2 x021nmoX10-21XNA 3每a NA2 A3.金属陶瓷是一种复合材料，兼有金属和陶瓷的优点，应用非常广泛，金属基体可为C。，Cr,N i,陶瓷基体为碳化硅等.回答下列问题：(1)C。位于元素周期表中第四周期 族,Cr与 Ni的基态原子核外未成对电子数之比为 0(2)与 C 相比，4 原子之间难以形成双键的原因是 o(3)已知CO2的一种晶体结构与S 0、S9相似，则该。2晶体的熔点比S 0 晶体的(填“高、“低”)，原因是 o(4)钻献菁可显著提升二次电

27、池的充放电效率，为增强水溶性将其改性为四氨基钻儆菁，其结构如图所示：四氨基钻献菁中与钻离子通过配位键结合的氮原子的编号是;水溶性得到有效改善的原因是 O(5)SiC的晶胞结构如图所示.晶胞参数为c p m,阿伏加德罗常数的值为NA，S Q晶体 的 密 度 为.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，若图中原子1 的分数坐标为4 二盘)，则4 4 4【答案】V in 3：i s i的原子半径大于c 的原子半径，原子间难以形成7 T 键高 碳氧键的键长比硅氧键短、键能比硅氧键大，碳氧键的共价键比硅氧键强1,3 氨基中氮原子能与

28、水分子形成氢键 卓。1。3。C NA 4 4 4【详解】(1)钻元素的原子序数为2 7,位于元素周期表第四周期皿族；铭元素的原子序数为 2 4,价电子排布式为3d54SJ核外有6 个不成对电子，馍元素的原子序数为2 8,价电子排布式为3d84s2,核外有2 个不成对电子，则铭与银的基态原子核外未成对电子数之比为3:1,故答案为：皿；3:1；(2)C 原子的原子半径较小,C 原子中p 轨道能形成肩并肩的7 T 键，与 C 原子相比,Si原子的原子半径较大，Si原子中P轨道难以形成肩并肩的“键，则 Si原子之间难以形成双键，故答案为：Si的原子半径大于C 的原子半径，原子间难以形成兀键；(3)由题

29、意可知，二氧化碳晶体和二氧化硅晶体都为原子晶体，原子晶体的熔点取决于共价键的强弱，由于碳原子的原子半径比硅原子小，非金属性比硅原子强，二氧化碳晶体中碳氧键的键长比二氧化硅晶体中硅氧键短、键能比硅氧键大，则二氧化碳晶体中碳氧键的共价键二氧化硅晶体中比硅氧键强，熔点比二氧化硅晶体大，故答案为：大；碳氧键的键长比硅氧键短、键能比硅氧键大，碳氧键的共价键比硅氧键强；(4)含有孤对电子的氮原子与钻离子通过配位键结合，形成配位键后氮原子能形成 4 个共价键，由钻酰菁的结构可知，1、3 号氮原子形成4 个共价键，2、4 号氮原子形成3 个共价键，则四氨基钻酥菁中与钻离子通过配位键结合的氮原子为1、3 号；四

30、氨基钻酰菁中含有4 个氨基，氨基中氮原子能与水分子形成氢键，增大在水中的溶解性，故答案为：1、3；氨基中氮原子能与水分子形成氢键；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碳原子的个数为8x：+6x：=4,位o 2于体内的硅原子个数为4,设晶体的密度为dg/cnP,由质量公式可得：牝普=(cxlO-o)3,解得d=Mxl()3。；由位于体对角线四分之一处上部原子Ac必1 的分数坐标为4 二卷)可知，晶胞的边长为L 则位于体对角线四分之一处下部4 4 4原子2 的分数坐标为UJ)，故答案为：品Xl03。；1 3，今。4.磷元素常用于光电子应用及光催化剂材料。回答下列问题:(1)白磷(P4)在氯气中燃

31、烧生成PC13和PC15,产生大量白色烟雾。形成PC15时，P原子的一个3 s电子激发入3d轨道后参与成键，该激发态原子的价层电子轨道表示式为O一种理论认为PC15是共价化合物，其分子的空间结构为但研究表明，PC15加压下于148液化能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，该熔体 中 阳 离 子 的 电 子 式 为；N和P都有+5价，PC15能形成离子型晶体,但NC15不存在，从原子结构的角度分析其原因是(2)黑磷的正交晶系晶体结构如图A所示，结构中只有-一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样，晶胞参数a=0.3310nm,b=0.4370nm,c=1.0480nm,a=0=r=

32、9O。，编号为I的P原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。黑磷烯的结构如图B所示,是与石墨烯结构相似的二维的单层黑磷,其中P的配位数为3o图 A黑磷的晶体结构 图 B单层黑磷烯的结构黑磷中P原子杂化类型是黑磷中不存在(填标号)。A.共价键 B.。键 C.兀 键 D.范德华力图A中编号为II的P原 子 的 坐 标 为 黑 磷 的 晶 胞 中 含 有 一 个P原子，以NA为阿伏加德罗常数的值，则黑磷晶体的密度p=_ gcm q列出计算式)r *7 :Cl：【答案】田 嘤 旺 耳 口 三角双锥(形)N原子最外层没有可成键的 d 轨道 sp3 C(0.500,0.910,0.402

33、)1(0.500,-0.090,0.402)|_ _ NK xO.3310 xO.4370 xl.0480 xlO21【详解】基态磷原子价电子排布式为Is22s22P63s23P3,价电子排布式为3523P3,P 原子的一个3s电子激发入3d轨道后参与成键，则价电子排布式为窕3P33也 该激发态原子的价层电子轨道表示式为里 吗 田 口；PC15的价电子对数=5+=5,不含有孤对电子，其分子的空间结构为三角双锥形；PCk加压下于148液化能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，r 1 :Cl：两种离子可能是PCU和pa；,故该熔体中阳离子的电子式为；：ci：N 和 P 都有+5价，PC1

34、5能形成离子型晶体，但 N 原子最外层没有可成键的d 轨道，NCb不存在离子型晶体；(2)已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P 原子的成键环境一样，P的配位数为3,则价电子对数=3+=4,其杂化方式为尔3,黑磷中p 和 p 原子之间的作用力为。键，层与层之间存在着范德华力，晶体中不存在“键；答案选C；结合图B 可知，图图A 中编号为II的 P 原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c 的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,0.910,0.402)或(0.500,-0.090,0.402)|,该晶胞中第一层含有 P 原子 1+1=2 个,第

35、二层含有P 原子1+1+1+1=4个；第三层含有P 原子1+1=2个，共 8 个 P 原子;以NA为阿伏加德罗常数的值，则黑磷晶体的密度8x31_ m _ N _ 8x31.3P万一-7-j-7-N.xO.3310 xO.4370 x l.0480 xlO-21 C IT 1”(0.3310X10-7)X(0.4370X10-7)X(1.0480X10-7 I K5.2020年 12月 17日，“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回，标志着我国航天向前迈出了一大步。其制作材料中包含了 Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多种元素。回答下列问题：(1)上述元素中基态原子未成对电子数与A1相同的

36、有 o(2)Cr(NO2)(NH3)5C12中C产的 配 位 数 为。配位体原子给出电子能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键越强，配合物越稳定，NO；作为配体时提供孤电 子 对 的 原 子 是。粒子中的大”键可用符号耳表示，其中m 代表参与形成大7 T 键的原子数，n 代表参与形成大7 T 键的电子数(如苯分子中的大7 T 键可表示为工)，则 NO；的大兀键可表示为 O(3)氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一，属于六方晶系，结构如图a所示，其 晶 体 类 型 为,其晶胞结构如图b 所示。A1原子位于氮原子形成的 空隙(填“四面体”或“八面体”)。图c 是晶胞的俯视图，已知P 点的分

37、数坐标为(L1),则晶胞内A1原子在图c 中的分数坐标是 o(4)已知晶胞的密度为pg err?,两种原子半径分别为h nm和乐 n m,阿伏加德罗常数值为必，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为(列出表达式)。【答案】Cu 6 N 元 原子晶体 八面体 口段夕国+办吩】6x41xlOO%【详解】A1的核外电子排布式为Is22522P63s23pi,有 1 个未成对电子，Cr、Cu、C、N、O、Si只有611(3+。41)基态原子未成对电子数与Al相同，故答案为：Cu；(N C/N H?”中c产为中心离子，有 1个 NO；和 5 个 NH3,所以配位数为6,NO；做配位离子时由中心原子N

38、提供孤电子对，NO；的的大兀键可表示为W，故答案为：6,N,a；A】N 为六方晶系，晶体类型为原子晶体、由图可知，黑球为A L 白球为N,每个A1周围有6 个 N 原子，可以组成八面体。所以A1在 N 形成的八面体空隙、又 P 点坐标为(1,1),将大立方体分为八个小立方体，A 处于下层-小立体体心,所以坐标为(；，,故答案为：原子晶体，八面体，(；，工；一个晶胞含A 1 6X：+1 +3=6,N 1 2X1+2X1 +3=6,所以晶胞体积：学 也 cn?,3 6 2 除 P6 个 A1N的体积 为%舄+品加1。.加3,则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分夕国+品卜1产率为6x41WPxlOO

39、%,故答案为:6x41WPxlOO%.6.金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属、海洋金属、太空金属”的美称,具有广泛的应用前景。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCL为原料，经过一系列反应(见图)可以制得T b N和纳米TiO2o图中的M是短周期金属元素，其部分电离能数据如下(单位：kJ-mol1)liI2I314Is738145177331054013630(l)M元素位于元素周期表的 区。(2)基态Ti3+中未成对电子数有一个；与T i同族相邻的元素Z r的基态原子外围电子排布式为(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂

40、，催化实例如图所示。化合物甲中采取sp2杂化的碳原子数为；化合物乙中采取sp3杂化的原子对应的元素，电负性由大到小的顺序为oH U H纳米 T i()z-C(CILHO()HO NH2甲 乙(4)TiC14 可以与胺形成配合物,如 TiC14(CH3NH2)2、TiCLCHzNCH2cH2NH2)等。TiCL(H2NCH2cH2NH2)|中 Ti 的配位数是一。配合物ITiCldWNCH2cH2NH2)与游离的H2NCH2cH2NH2分子相比，其HNH键角_(填“较大”，“较小”或“相同”)，原因是o有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a p m

41、,则该氮化钛的密度为_ gcm-3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N 原子距离相等且最近的N 原子有一个。【答案】s 1 4d25s2 7 ONC 6 较大HzNCH2cH2NH2通过配位键与Ti结合后，原来的孤电子对变为成键电子对，对NH 成键电子对的排斥力减小，NH 键之间的键角增大4x62NAx8a3xlO-3012【详解】(1)M是短周期金属元素，M 的第三电离能剧增，处于HA族，且存在第五电离能，能与TiCL反应置换出Ti,则 M 为 Mg元素，位于元素周期表的s 区；Ti是 22号元素，Ti3+是 Ti原子失去最外层2 个 4 s电子后又失去1个 3d电子得到的

42、，故基态外3+价层电子排布式是3d1，其中的未成对电子数有1个；同族元素结构相似，则与T i同族相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为4d25s2；(3)化合物甲中采取sp2杂化的碳原子有苯环上的6 个 C 原子及形成黑基的1个 C原子，因此甲分子中采用sp2杂化的碳原子数为7 个；化合物乙中采取sp3杂化的原子对应的元素有C、N、O,这三种元素的非金属性：O N C,元素的非金属性越强，其电负性就越大，故这三种元素的电负性由大到小的顺序为：ON C；(4)在 TiCldHzNCH2cH2NHZ)|中 Ti 原子与 4 个 Cl 原子及 H2NCH2CH2NH2 的2个N原子形成配位键，故T

43、 i原子的配位数是6；配合物|TiC14(H2NCH2cH2NH2X与游离的H2NCH2cH2NH2分子相比，其HNH键角较大，这是由于H2NCH2cH2NH2通过配位键与T i结合后，原来的孤电子对变为成键电子对，对NH成键电子对的排斥力减小，导致NH键之间的键角增大，因此HNH键角较大；(5)该该晶胞中含有T i原子数为：12x：+l=4,含有的N原子数为：8 x 1+6 x 1 =4,4o 2晶胞边长为2a p m,则该晶胞的密度P=*卷翳嵩/cm晨/g/c n?；以顶点上的N原子为研究对象，通过该N原子可以形成8个晶胞，在每1个晶胞中含有3个与该N原子距离相等且最近的T i原子,每个T

44、 i原子被2个晶胞所共有，则N原子距离相等且最近的T i原子 有 半=12。7.近年来,有机-无机杂化金属卤素钙钛矿作为优良的光电材料受到广泛研究和关注，回答下列问题。Ca、T i元 素 基 态 原 子 核 外 电 子 占 据 能 级 数 之 比 为,与T i处于同周期单电子数与T i相同的元素还有 种，C a的前三级电离能数据分别为589.8 kJ/mol、1145.4 kJ/mok 4912.4 kJ/m ol,第三电离能增大较多的原因是 o(2)卤族元素可与N和P元素形成多种稳定卤化物，其中NCb分子构型为，P元素可形成稳定的PCL和PC15,而氮元素只存在稳定的NC13,理由是。(3)

45、Ti的配合物有多种。Ti(CO)6、T i(H iO)TiF看 中的配体所含原子中电负性最小的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _;Ti(NO3)4的球棍结构如图，Ti4+的配位数是 o(4)研究表明，TiCh通过氮掺杂反应生成TiCh-aNb,能使TiO2对可见光具有活性,反应如图所示。nrpniT1O2已知TiO2晶胞为长方体，设阿伏加德罗常数的值为NA,TiO2的密度为g/cm3(列出计算式)。TiCh-aNb晶体中a=,b=【答案】6：7 3 因为Ca2+已经达到稳定结构，再失去1个电子属于内层电子，原子核吸引力更强，所以L突然增大 三角锥形 N元素L层最多4个轨道，所以不易生成N

46、Ck H 8 盥:慧 f 2【详解】(l)C a基态原子核外电子占据能级为Is、2s、2p、3s、3p、4s,T i基态原子核外电子占据能级为Is、2s、2p、3s、3p、3d、4 s,能级数之比为6：7；T i基态原子的价电子排布式为3d24s2,3d能级有2个单电子，同周期中含有2个单电子的元素有Ni、Ge、Br,3种元素；C a的核外电子排布式为Ar4s2,失去2个电子后，核外电子达到稳定结构，再失去1个电子属于内层电子，原子核吸引力更强,所以b突然增大；(2)NCb的中心N原子含有1对孤电子对，3条 键，价层电子对数为4,则分子构型为三角锥形；P原子核外电子第三层有d能级，可形成spd

47、杂化，N原子核外电子第二层只有s、p能级4个电子轨道，则不能形成NCk;Ti(CO)6、Ti(H2O)TiF/中的配体分别为CO、H2O.F,非金属性越强，电负性越大，则H的电负性最小；根据球棍模型，硝酸根离子中的2个氧原子与Ti4+连接成环，则Ti4+的配位数是8；(4)根据TiO2晶胞结构，T i原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内，晶胞含有的个数为4,O原子8个在棱上、8个在面上，2个在体内，O原子个数为8,则Im ol晶胞的质量为(48+32)x4g,体积为m2xnxl0-30 xAcm3,则密度m 4x(48+16x2)=F=NAm2nxlO-氮掺杂反应后，有3个氧空穴，O原子

48、6个在棱上、6个在面上，1个在体内，O原子个数为?,N原子1个在面上、1个在棱上,个数为。，则化学式为TinNl,24 8 1 6故 2也=百11，a.5,b=3-o8.钛(Ti)和错(Zr)是同一副族的相邻元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：(1)钛和错的价层电子结构相同，基 态 错 原 子 的 价 电 子 排 布 式 为;与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元索有 种。Q)Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH 的空间构型是,H、B、T i的电负 性 由 小 到 大 的 顺 序 为(3)ZrC14 可以与乙二胺形成配合物ZrCl4(H2NCH2CH2N

49、H2)01 mol|ZrCl4(H2NCH2cH2NHZ)|中含有。键的物质的量为 moLH2NCH2cH2NH2 形成 ZrCl4(H2NCH2cH2NH2)|后，H-N-H 键角将(填“变大”、“变小”或“不变”)，原因是 O(4)已知TiO2晶胞中宣+位于02-所构成的正八面体的体心，ZrO2晶胞中Zd+位于 02-所构成的立方体的体心，其晶胞结构如下图所示。TiO?晶胞ZrO/A 胞TiO2晶胞中一的配位数是 0TiC 2 晶胞中 A、B 的原子坐标为(0.69,0.69,1),(0.19,0.81,0.5),则 C、D原子坐标为、。已知二氧化错晶胞的密度为p g em 3,则晶体中Z

50、r原子和O 原子之间的最短距离 pm(列出表达式，NA为阿伏加德罗常数的值，ZrCh的摩尔质量为 M g/mol)o【答案】3d24s2 3 正四面体 HBTi 17 变大 游离态H2NCH2cH2NH2与 Zn结合后，孤电子对变成了 键电子对，排斥力减小，因此H-N-H 键之间的夹角会增大 3(0.81,0.19,0.5)(0.31,0.31,0)与4 PA【详解】钛的价层电子排布式为：3d24s2,基态错原子的价电子排布式为3d24s2；Ti位于第四周期，与钛同周期的所有元素的基态原子中，Ti原子未成对电子数是2,未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Seo(2)Ti(BH4)2是一种储