課時(shí)規(guī)范練29

1.(2023湖南常德模擬)近R，某研究者制備了一種含[Fe—O—O—Fe(—OHH鐵雙核結(jié)構(gòu)的催化劑，實(shí)

現(xiàn)了常溫下CH4高效轉(zhuǎn)化為CH3coOH。回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)Fe3+的價(jià)電子排布式為

(2)[Fe—O—O—Fe(—OH)2]+O原子的雜化方式為;草酸鐵鐵｛(NHSFeUzO/]｝常

用于攝影和藍(lán)色印刷，其中NH：的空間結(jié)構(gòu)為0

(3)黃銅礦是最重要的銅礦。黃銅礦的長(zhǎng)方體晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞參數(shù)如圖。由圖可知，黃銅礦的化學(xué)式

為，金屬離子占據(jù)(填“四面體”或“八面體”)空隙,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的

值為N%該晶體的密度為g-cnr3(列出計(jì)算式)。

答案1⑴3d5

(2)sp3正四面體形

⑶CuFeSz四面體T^-XIO30

解析|(1)已知Fe是26號(hào)元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2,則基態(tài)Fe3+^J

價(jià)電子排布式為3d5o

⑵[Fe—O—O—Fe(—OH”]中O原子周圍均形成了2個(gè)G鍵,且有2個(gè)孤電子對(duì)，即其價(jià)層電子對(duì)數(shù)

為4,則O原子的雜化方式為sp3;NH1中N原子周圍的價(jià)層電子對(duì)數(shù):4+1x(5-l-4xl)=4,根據(jù)價(jià)層電子

對(duì)互斥模型可知,NH：的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。

(3)由黃銅礦的長(zhǎng)方體晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞參數(shù)圖可知,1個(gè)晶胞中含有的Cu個(gè)數(shù):8x：+4x：+|=4，F(xiàn)e的個(gè)

8L

數(shù)：6xl+4xl=4,S原子都在體內(nèi)，個(gè)數(shù)為8,則黃銅礦的化學(xué)式為CuFeSz,由晶胞圖可知，金屬離子占據(jù)四

24

面體空隙,1mol晶胞的體積為NA/CXICT")cm；/mo]晶胞的金量為4molx184g?mol"=736g,則該晶

體的密度為〃=?=27*30~3=5咚x1()3。g.cm\

25U32

'vNAacxlQrmNhac0

2.(2023山東青島模擬)格是人沐內(nèi)微量元素之一，是重要的血糖調(diào)節(jié)劑。

(1)銘在元素周期表中的位置為，其基態(tài)原子核外電子占據(jù)的原子軌道數(shù)

為。

(2)已知C/半徑小，正電場(chǎng)較強(qiáng)，容易與H?0、NH3、Cr等分子或離子形成多種配合

^,[Cr(H2O)2(NH3)4]C13-2H2O是其中的一種。

①該配合物中提供孤電子對(duì)形成配位鍵的原子是O

②中心原子雜化方式為(填字母)。

a.sp2b.sp3c.sp3dd.d2sp3

③該物質(zhì)中，氮?dú)滏I的鍵角比獨(dú)立存在的氣態(tài)氨氣分子中鍵角略大，其原因是—o

(3)鈦銘合金是一種高溫結(jié)構(gòu)材料，第二電離能出箱)(填“>”或“<")/2(Cr),原因

足。

(4)銘的?種氮化物晶體立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知r(N3-)=?nm,r(Cr3+)=/?nm,則AB間距離為.

o-NJ-

e-Cru

聾⑴第四周期第VIB族15

(2)①0、N②d③獨(dú)立存在的氨氣分子氮原子含有一個(gè)孤電子對(duì)，而該物質(zhì)中的N原子的孤電子

對(duì)提供出來(lái)與C產(chǎn)形成了成鍵電子對(duì)

(3)<鈦第二電離能失去的是4sl電子，銘第二電離能失去的是3d$電子

(4)33+與

解和⑵①該配合物中[Cr(H2O)2(NH3)4]Cb2H2O,Cr計(jì)是中心原子，內(nèi)界中H20和N%是配位體廊位

體中的0原子和N原子有孤電子對(duì),0原子和N原子提供孤也子對(duì)與Cr3.形成配位鍵。

②根據(jù)雜化航道理論,Cr原子最外層的4s、4P軌道與內(nèi)層3d軌道中的2個(gè)發(fā)生雜化，形成6個(gè)d2sp3

雜化空機(jī)道接受0和N提供的孤電子對(duì)形成6個(gè)配位鍵微中心原子雜化方式為d2sp3。

(3)鐵的核外電子排布是[Ar]3d24s2,第二電離能失去的是4sl電子，格第二電離能失去的是3d5電,子,3d$

處于半充滿狀態(tài)，較為穩(wěn)定，需要較大能量才能失去,故第二也離能/2(Ti)<72(Cr)o

(4)已知r(N")=qnm,r(Cru)=/?nm,晶胞參數(shù)為2(〃+。)nm,則面對(duì)角線為2A/2(?+Z?)nm.B點(diǎn)到底面的

長(zhǎng)度為(。+〃)nm,則AB間距離為J[2V2(a+ft)]2+(a+b)2=3(a+b)nm<>

3.(2022湖南新高考教學(xué)教研聯(lián)盟第一聯(lián)考)“嫦娥五號(hào)”帶回的月壤中包含了H、0、N、Al、S、

Cd、Zn、Ti、Cu、Au、Cr等多種元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)鋅(Zn)、鎘(Cd)位于同一副族相鄰的周期,Cd的原子方數(shù)更大,則基態(tài)Cd原子的價(jià)電子軌道表示

式(電子排布圖)為_

(2)S與0可形成多種微粒，其口SO：-的空間結(jié)構(gòu)為

液態(tài)SO3冷卻到289.8K時(shí)，能得到利螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，其結(jié)構(gòu)如圖所示,此固態(tài)SO3中S原

子的雜化軌道類型是______________。

(3)重銘酸飯為橘黃色單斜結(jié)晶，常用作有機(jī)合成催化劑CnO彳的結(jié)構(gòu)如圖所示。則1mol重銘酸錢

中含。鍵與花鍵個(gè)數(shù)比為。

(4)a-ALO3是“嫦娥五號(hào)”中用到的?種耐火材料，具有熔點(diǎn)高(2054℃)、硬度大的特點(diǎn)，主要原因

為。

(5)一種銅金合金具有儲(chǔ)氫功能，其晶體為面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)，晶胞中Cu原子處于面心,Au原子處

于頂點(diǎn)，則Au原子的配位數(shù)為。該儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫時(shí)，氫分子可進(jìn)入由Cu原子與Ac原子構(gòu)

成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體佬氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與ZnS的結(jié)構(gòu)相似

(如圖)，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為

(6)“嫦娥五號(hào)”某核心部件主要成分為納米鈦鋁合金,其結(jié)構(gòu)單元如圖所示(Al、Ti原子各有一個(gè)原子

在結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部),已知該結(jié)構(gòu)單元底面(正六邊形)邊長(zhǎng)為anm,該合金的密度為pgpm',則高h(yuǎn)=

(列出計(jì)算:式，設(shè)刈為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Ej⑵正四面體形sp3(3)4：1(4)ALO3為離子晶體,A伊和02-離子半

徑較小，離子所帶電荷數(shù)較多，晶格能大，所以熔點(diǎn)高，硬度大⑸12AuCu3H8xlO21

解析|(2)S與O可形成多種微粒，其中SO亍中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是等=4,無(wú)孤電子對(duì),空間結(jié)構(gòu)為正

四面體形;液態(tài)SO3冷卻到289.8K時(shí),能得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，根據(jù)題給結(jié)構(gòu)圖可知，此固

態(tài)SOs中S原子形成4個(gè)。鍵，無(wú)孤電子對(duì)，雜化軌道類型是卬3；

(3)單鍵為。鍵，雙鍵中有1個(gè)。鍵、1個(gè)兀鍵，根據(jù)C^Og的結(jié)構(gòu)圖,1mol重格酸根中含8moi。鍵、4

moln鍵,1mol較根離子中含有4mola鍵鍵與冗鍵個(gè)數(shù)比為4：1;

(4)a-AK)3為離子晶體,AP+和J-半徑較小，離子所帶電荷數(shù)較多晶格能大所以熔點(diǎn)高硬度大；

（4）由題給圖示晶胞可知,1個(gè)晶胞中含有的NH3個(gè)數(shù)為2,苯分子個(gè)數(shù)為2,故該絡(luò)合物中氮與笨分子

數(shù)目比，即8.7=2：2=1:1,一個(gè)晶胞中含CN-個(gè)數(shù)為4.Ni的個(gè)數(shù)為2,其中Ni的平均化合價(jià)為:=+2

價(jià)。

（5）若此晶胞體枳為Vnnr\阿伏加德羅常數(shù)為NAmol±晶胞的摩爾質(zhì)量為則晶體密度為

M

戰(zhàn)=而般鼻=康.g-cm^o

5.（2022湖南十六校第二次大聯(lián)考）元素周期表中第四周期某些過(guò)渡元素（如Ti、Mn、Zn等）在生產(chǎn)

生活中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題:

⑴鈦的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

①第四周期元素中，基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與鈦相同的有（填元素符號(hào)）。

②鈦比鋼輕、比鋁硬，是一種新興的結(jié)構(gòu)材料。鈦硬度比鋁大的原因是一。

（2）缽及其化合物的應(yīng)用研究是前沿科學(xué)之一。

①已知金屬缽有多種晶型，丫型鎰的面心立方晶胞俯視圖符合下列

（填字母）。

?、，/>

?-米-?

ABCD

②三醋酸鋪KCHQDObMn］是一種很好的有機(jī)反應(yīng)氧化劑。三醋酸鐳［（CFhCOObMn］中陽(yáng)離子的價(jià)

層電子排布式中電子的自旋狀態(tài)（填“相同”或"相反”）。

③M/+能形成配離子為八面體的配合物MnCl“〃NH3,在該配合物的配離子中,MM+位于八面體的中

心。若含1mol該配合物的溶液與足量AgNOa溶液作用可生成1molAgCI沉淀，則該配離子化學(xué)式

為O

⑶比較Fe和Mn的第三電離能/（Fe）（填“大于”或“小于>3（Mn）,原因是_。

（4）某鈣鈦型復(fù)合氧化物如圖，以A原子為晶胞的頂點(diǎn),A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,當(dāng)B位是V、

Cr、Mn、Fe時(shí)，這種化合物具有巨磁電阻效應(yīng)。

已知La為+3價(jià)，當(dāng)被鈣等+2價(jià)元素A替代時(shí)，可形成復(fù)合鈣鈦礦化合物心.田|.小仙033>09，,此時(shí)一

部分+3價(jià)鎰轉(zhuǎn)變?yōu)?4價(jià)，導(dǎo)致材料在某一溫度附近有反鐵磁-鐵磁、鐵磁-順鐵磁轉(zhuǎn)變及金屬-半導(dǎo)體

的轉(zhuǎn)變，則復(fù)合鈣鈦礦化合物中+3價(jià)缽與+4價(jià)缽的物質(zhì)的量之比為（用含x的代數(shù)式表

示）。

（5）具有較高催化活性的材料金紅石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。己知該晶體的密度為"g-cmlTi、。原子

半徑分別為。pm和bpm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則金紅石晶體的空間利用率為

（列出計(jì)算式）。

?鈦。氧

函⑴①Ni、Ge、Se②Ti原子的價(jià)電子數(shù)比Al多，金屬鍵更強(qiáng)

+

(2)?D②相同?lMn(NH3)5Cl]

(3)小于M/+的3d能級(jí)是半充滿的相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失去電子

^HX10'3°X(2U3+4/?)

嗚⑸▲J60X100%

而X

解析(I)①Ti是第22號(hào)元素，價(jià)包子排布是3d24s2,Ti的基態(tài)未成對(duì)電子數(shù)為2,同周期中未成對(duì)電子

數(shù)為2的價(jià)電子排布還有Ni(3d84s2),Ge(4s24p2).Se(4s24p，共3種;

②Ti原子的價(jià)電子數(shù)比A1多,金屬鍵更強(qiáng)。

(2)①金屬鏤的晶胞構(gòu)型和氯化鈉的相同,都屬于面心立方構(gòu)型，晶胞俯視圖符合D;

②Mn是第25號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理知,Mn的基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d54s)失電子時(shí),從最外

層失去，即失去4s上2個(gè)電子和3d上1個(gè)電子,M/+核外價(jià)電子排布式為3d4,則電子的自旋狀態(tài)相

同；

③配離子是八面體,即中心潟子的配體共6個(gè)，含Imol該配合物的溶液與足量AgNCh溶液作用可生

成1molAgCl沉淀，說(shuō)明外界有1個(gè)C1,其余C「和氮都在內(nèi)界，作為配體，外界是一個(gè)單位負(fù)電荷，則

整個(gè)內(nèi)界應(yīng)帶一個(gè)單位正也荷，錢離子有兩個(gè)單位正也荷，氮不帶電荷，只需要一個(gè)帶負(fù)電荷的氯離子

+

即可，故配離子的化學(xué)式為[Mr.(NH3)3CI]o

(3)Fc的核外電子排布式為[Ar]3d64s\Mn的核外電子排布式為[Ar]3dzs5則Fc?，的核外電子排布式為

[Ar]3dRM/的核外電子排布式為[Ar]3d5.M/+的3d能級(jí)是半充滿的相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失去電子，故

第三電離能MFe)較小。

(4)設(shè)LavAj.rMnO^中三價(jià)鎰與四價(jià)銘■的物質(zhì)的量分別是tn和〃，則有3x+2(l-x)+3〃?+4〃=6,〃z+〃=l,解

得m=xji=1-x,則LavA?._川nCh中三價(jià)鎰和四價(jià)錢■的物質(zhì)的量之比為。

(5)晶胞中Ti原子數(shù)目=1+8xJ=2Q原子數(shù)目=2+4x1=4,因此該物質(zhì)的化學(xué)式為TiO?,則晶胞中原子總

oL

體積為%t(4X10"")3cm&2+與(肽IO*'cm'xd,晶胞的質(zhì)量二三學(xué)竺3g,則晶胞體積二出馬空工cm',故

33NA(INa

晶胞的空間利用率是

|ii(uxl0_10)3ciii3x2+|rt(￡?xl0'10)3ciiiax41IIX10'30X(2U3+4￡/3)

2X4獷%3X1^X100%0

dNh訊人

6.(2023湖南郴州模擬)CIGS靶材是一種主要含銅、錮(In)、銳(Ga)、硒(Se)的合金，由于其良好的電

學(xué)傳導(dǎo)和光學(xué)透明性被廣泛用于薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)基態(tài)Ga的核外電子排布為[Ar]34。4s24p)轉(zhuǎn)化為下列激發(fā)態(tài)時(shí)所需能量最少的是

(填字母)。

(2)硫酸銅分別和氨水、

EDTA[(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2j

可形成配合物[CU(NH3)4(H2O)2]SO4、

[CU(EDTA)]SO4O

①S。亍的空間結(jié)構(gòu)為,EDTA中碳原子雜化方式為。

②C、N、0、S四種元素中悌一電離能最大的是o

③在[CU(NH3)4(H2O)2]SO4化合物中，陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖)，該陽(yáng)離子中存在的化學(xué)

鍵類型是，該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是。

⑶人體代謝甲硒醇(CH.SeH)后可增加抗癌活性，下表中有機(jī)化合物沸點(diǎn)不同的原因是

有機(jī)化合物甲醇甲硫醇(CH.6H)甲硒醇

沸點(diǎn)用64.75.9525.05

(4)四方晶系CuInSez的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為a=b=mpm,c=2/〃pm,晶胞棱邊夾角均為

90°o設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,CuInSe2的相對(duì)質(zhì)量為M,則該晶體密度片g?cnA用含有

〃八M和NA的代數(shù)式表示)。該晶胞中，原子坐標(biāo)分別為2號(hào)Cu原子(0,0.5025),3號(hào)In原子

(0,050.75),4號(hào)Se原子(0.25.0:75,0.125)。則I號(hào)Se原子的坐標(biāo)為，晶體中與單個(gè)

In鍵合的Se有個(gè)。

3

答案|(1)B(2)①正四面體形sp\sp②N③共價(jià)鍵和配位鍵H2O

(3)三種物質(zhì)都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高,甲醛分子間存在氫鍵，所以沸點(diǎn)最

高⑷2二￡”(0.25,0.75,0.625)4

|解析|(I)根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，激發(fā)態(tài)B的能量最低,故基態(tài)G