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PAGE1專題23物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合(非選擇題)考點十年考情(2016-2025)命題趨勢考點01以金屬及其化合物為載體2025:湖南、北京、江蘇、黑吉遼蒙卷、山東2024:福建、山東、湖南、湖北、海南、江西2023:遼寧、湖南2022:北京、湖南2021:天津2017:北京注重考查學科核心知識:《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》綜合題,題目一般是以金屬元素或非金屬元素或配合物為載體進行考査,以“拼盤”形式呈現(xiàn),各小題之間相對獨立,主要考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等核心知識。強調(diào)知識的靈活運用與綜合分析:試題背景新穎,注重體現(xiàn)科學新成果或新發(fā)現(xiàn),更注重“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”思想的樹立,注重考查空間想象能力。在原子結(jié)構(gòu)部分主要命題點有電子排布式或排布圖的書寫,電離能、電負性大小的比較與判斷;在分子結(jié)構(gòu)部分主要命題點有化學鍵類型的判斷,分子構(gòu)型的判斷,中心原子雜化方式的判斷;在晶體結(jié)構(gòu)部分主要命題點有晶體類型的判斷,晶體結(jié)構(gòu)的計算等??键c02以非金屬及其化合物為載體2025:全國卷、湖南、云南、河北2024:福建、江西、江蘇、湖北2023:福建、北京、浙江、湖南、湖北2022:江蘇、遼寧、山東考點03以配合物為載體2025:重慶、北京、安徽、浙江2024:重慶、北京、河北2023:河北、天津、重慶、江蘇、北京、山東、全國新課標卷2022:天津、湖北2021:江蘇、海南、湖北、山東2016:浙江知識點知識點01以金屬及其化合物為載體1.(2025·山東·高考真題)單質(zhì)及其化合物應用廣泛。回答下列問題:(1)在元素周期表中,位于第周期族。基態(tài)原子與基態(tài)離子未成對電子數(shù)之比為。(2)尿素分子與形成配離子的硝酸鹽俗稱尿素鐵,既可作鐵肥,又可作緩釋氮肥。①元素C、N、O中,第一電離能最大的是,電負性最大的是。②尿素分子中,C原子采取的軌道雜化方式為。③八面體配離子中的配位數(shù)為6,碳氮鍵的鍵長均相等,則與配位的原子是(填元素符號)。(3)可用作合成氨催化劑、其體心立方晶胞如圖所示(晶胞邊長為)。①晶胞中原子的半徑為。②研究發(fā)現(xiàn),晶胞中陰影所示m,n兩個截面的催化活性不同,截面單位面積含有原子個數(shù)越多,催化活性越低。m,n截面中,催化活性較低的是,該截面單位面積含有的原子為個。2.(2025·上?!じ呖颊骖})(以下題目中的圖片根據(jù)回憶所得信息結(jié)合文獻資料重新整合所得,僅供參考)(1)鎢作燈絲與_______性質(zhì)有關(不定項)。A.延展性 B.導電性 C.高熔點 D.(2)鎢有金屬光澤的原因(從微觀角度解釋)。(3)原子在晶胞中的_______位置。A.頂點 B.棱上 C.面上 D.體心(4)鎢在周期表中的位置是_______。A.第五周期第ⅡB族 B.第五周期第ⅣB族 C.第六周期第ⅡB族 D.第六周期第ⅥB族(5)根據(jù)價層電子對斥理論,的價層電子對數(shù)是。(6)圖晶胞號O原子,若晶胞僅含1個完整四面體,組成該四面體的O編號是。表格(各種礦石密度)。(7)給出晶胞參數(shù),求并說明“重石頭”俗名依據(jù)。(有V和M?)電解制備是光電陶瓷材料已知(8)寫出電解的陽極方程式。(9)為獲取高純產(chǎn)物,制備時需要不斷通入的原因。3.(2024·海南·高考真題)鋰電池是新型儲能系統(tǒng)中的核心部件。作為鋰電池中用到的電解質(zhì)材料之一,(陰離子結(jié)構(gòu)見下圖。A)深受關注?;卮饐栴}:(1)的制備前體(B),可由C的氟化反應得到,C中第三周期元素有(填元素符號)。(2)C分子中,兩個鍵角均為,鍵角為,N的原子軌道雜化類型為。(3)B溶于某溶劑發(fā)生自耦電離(),陽離子F的結(jié)構(gòu)式為。(4)B和D水溶液均呈酸性,相同溫度下,值大小關系:BD(填“>”或“<”);沸點大小關系:B(170℃)>E(60.8℃),其原因是。(5)研究表明,某有機溶劑中,相同濃度的G溶液和H溶液,前者電導率顯著低于后者,原因是。(6)在固體離子電導方面具有潛在的應用前景。其兩種晶型中,一種取長方體形晶胞(圖1,長方體棱長為a、b、c),另一種取立方體形晶胞(圖2,Cl居于立方體中心,立方體棱長為d)。圖中氫原子皆己隱去。①立方體形晶胞所代表的晶體中部分鋰離子(●Li)位置上存在缺位現(xiàn)象,鋰離子的總?cè)蔽宦蕿?;該晶型中氯離子周圍緊鄰的鋰離子平均數(shù)目為。②兩種晶型的密度近似相等,則。(以含a、b和d的代數(shù)式表達)4.(2024·北京·高考真題)錫()是現(xiàn)代“五金”之一,廣泛應用于合金、半導體工業(yè)等。(1)位于元素周期表的第5周期第IVA族。寫出的基態(tài)原子最外層軌道表示式:。(2)和是錫的常見氯化物,可被氧化得到。①分子的模型名稱是。②的鍵是由錫的軌道與氯的軌道重疊形成σ鍵。(3)白錫和灰錫是單質(zhì)的常見同素異形體。二者晶胞如圖:白錫具有體心四方結(jié)構(gòu);灰錫具有立方金剛石結(jié)構(gòu)。①灰錫中每個原子周圍與它最近且距離相等的原子有個。②若白錫和灰錫的晶胞體積分別為和,則白錫和灰錫晶體的密度之比是。(4)單質(zhì)的制備:將與焦炭充分混合后,于惰性氣氛中加熱至,由于固體之間反應慢,未明顯發(fā)生反應。若通入空氣在下,能迅速被還原為單質(zhì),通入空氣的作用是。5.(2024·山東·高考真題)錳氧化物具有較大應用價值,回答下列問題:(1)在元素周期表中位于第周期族;同周期中,基態(tài)原子未成對電子數(shù)比多的元素是(填元素符號)。(2)如某種氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如圖所示,該氧化物化學式為。當晶體有O原子脫出時,出現(xiàn)O空位,的化合價(填“升高”“降低”或“不變”),O空位的產(chǎn)生使晶體具有半導體性質(zhì)。下列氧化物晶體難以通過該方式獲有半導體性質(zhì)的是(填標號)。A.
B.
C.
D.(3)(見圖)是晶型轉(zhuǎn)變的誘導劑。的空間構(gòu)型為;中咪唑環(huán)存在大鍵,則N原子采取的軌道雜化方式為。(4)可作轉(zhuǎn)化為的催化劑(見下圖)。的熔點遠大于,除相對分子質(zhì)量存在差異外,另一重要原因是。6.(2023·天津·高考真題)銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要作用。(1)基態(tài)Cu原子的價層電子排布式是,與相比較,離子半徑較大的是。(2)銅的一種化合物的晶胞如圖所示,其化學式為。(3)在H2O2作用下,銅與濃鹽酸的反應可用于制備,寫出該反應化學方程式:。反應中,H2O2實際消耗量大于理論用量的原因是。H2O2電子式為。(4)上述制備反應中,下列物質(zhì)均可替代H2O2作氧化劑,最適合的是是(填序號)。a.硝酸
b.
c.(5)Cu2+和I-的反應可用于Cu含量的定量分析。向CuCl2溶液中滴入KI溶液,生成一種碘化物白色沉淀,且上層溶液可使淀粉溶液變藍。該白色沉淀的化學式為。反應中KI的作用為。7.(2023·全國乙卷·高考真題)中國第一輛火星車“祝融號”成功登陸火星。探測發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物()?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)原子的價電子排布式為。橄欖石中,各元素電負性大小順序為,鐵的化合價為。(2)已知一些物質(zhì)的熔點數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)熔點/℃800.7與均為第三周期元素,熔點明顯高于,原因是。分析同族元素的氯化物、、熔點變化趨勢及其原因。的空間結(jié)構(gòu)為,其中的軌道雜化形式為。(3)一種硼鎂化合物具有超導性能,晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如下所示,晶胞中含有個。該物質(zhì)化學式為,B-B最近距離為。
8.(2022·河北·高考真題)含Cu、Zn、Sn及S的四元半導體化合物(簡寫為CZTS),是一種低價、無污染的綠色環(huán)保型光伏材料,可應用于薄膜太陽能電池領域。回答下列問題:(1)基態(tài)S原子的價電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為。(2)Cu與Zn相比,第二電離能與第一電離能差值更大的是,原因是。(3)SnCl的幾何構(gòu)型為,其中心離子雜化方式為。(4)將含有未成對電子的物質(zhì)置于外磁場中,會使磁場強度增大,稱其為順磁性物質(zhì)。下列物質(zhì)中,屬于順磁性物質(zhì)的是(填標號)。A.[Cu(NH3)2]Cl B.[Cu(NH3)4]SO4 C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4](5)如圖是硫的四種含氧酸根的結(jié)構(gòu):A.B.C.
D.根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)推斷,能在酸性溶液中將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO的是(填標號),理由是。(6)如圖是CZTS四元半導體化合物的四方晶胞。①該物質(zhì)的化學式為。②以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標,例如圖中A原子的坐標為(,,),則B原子的坐標為。9.(2022·北京·高考真題)工業(yè)中可利用生產(chǎn)鈦白的副產(chǎn)物和硫鐵礦聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸,實現(xiàn)能源及資源的有效利用。(1)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。①的價層電子排布式為。②中O和中S均為雜化,比較中鍵角和中鍵角的大小并解釋原因。③中與與的作用力類型分別是。(2)晶體的晶胞形狀為立方體,邊長為,結(jié)構(gòu)如圖2。①距離最近的陰離子有個。②的摩爾質(zhì)量為,阿伏加德羅常數(shù)為。該晶體的密度為。(3)加熱脫水后生成,再與在氧氣中摻燒可聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸。分解和在氧氣中燃燒的能量示意圖如圖3。利用作為分解的燃料,從能源及資源利用的角度說明該工藝的優(yōu)點。10.(2022·江蘇·高考真題)硫鐵化合物(、等)應用廣泛。(1)納米可去除水中微量六價鉻。在的水溶液中,納米顆粒表面帶正電荷,主要以、、等形式存在,納米去除水中主要經(jīng)過“吸附→反應→沉淀”的過程。已知:,;電離常數(shù)分別為、。①在弱堿性溶液中,與反應生成、和單質(zhì)S,其離子方程式為。②在弱酸性溶液中,反應的平衡常數(shù)K的數(shù)值為。③在溶液中,pH越大,去除水中的速率越慢,原因是。(2)具有良好半導體性能。的一種晶體與晶體的結(jié)構(gòu)相似,該晶體的一個晶胞中的數(shù)目為,在晶體中,每個S原子與三個緊鄰,且間距相等,如圖給出了晶胞中的和位于晶胞體心的(中的鍵位于晶胞體對角線上,晶胞中的其他已省略)。如圖中用“-”將其中一個S原子與緊鄰的連接起來。(3)、在空氣中易被氧化,將在空氣中氧化,測得氧化過程中剩余固體的質(zhì)量與起始的質(zhì)量的比值隨溫度變化的曲線如圖所示。時,氧化成含有兩種元素的固體產(chǎn)物為(填化學式,寫出計算過程)。11.(2022·海南·高考真題)以、ZnO等半導體材料制作的傳感器和芯片具有能耗低、效率高的優(yōu)勢。回答問題:(1)基態(tài)O原子的電子排布式,其中未成對電子有個。(2)Cu、Zn等金屬具有良好的導電性,從金屬鍵的理論看,原因是。(3)酞菁的銅、鋅配合物在光電傳感器方面有著重要的應用價值。酞菁分子結(jié)構(gòu)如下圖,分子中所有原子共平面,所有N原子的雜化軌道類型相同,均采取雜化。鄰苯二甲酸酐()和鄰苯二甲酰亞胺()都是合成酞菁的原料,后者熔點高于前者,主要原因是。(4)金屬Zn能溶于氨水,生成以氨為配體,配位數(shù)為4的配離子,Zn與氨水反應的離子方程式為。(5)ZnO晶體中部分O原子被N原子替代后可以改善半導體的性能,Zn-N鍵中離子鍵成分的百分數(shù)小于Zn-O鍵,原因是。(6)下圖為某ZnO晶胞示意圖,下圖是若干晶胞無隙并置而成的底面O原子排列局部平面圖。為所取晶胞的下底面,為銳角等于60°的菱形,以此為參考,用給出的字母表示出與所取晶胞相鄰的兩個晶胞的底面、。12.(2022·河北·高考真題)含及S的四元半導體化合物(簡寫為),是一種低價、無污染的綠色環(huán)保型光伏材料,可應用于薄膜太陽能電池領域?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)S原子的價電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為。(2)Cu與Zn相比,第二電離能與第一電離能差值更大的是,原因是。(3)的幾何構(gòu)型為,其中心離子雜化方式為。(4)將含有未成對電子的物質(zhì)置于外磁場中,會使磁場強度增大,稱其為順磁性物質(zhì),下列物質(zhì)中,屬于順磁性物質(zhì)的是_______(填標號)。A. B. C. D.(5)如圖是硫的四種含氧酸根的結(jié)構(gòu):根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)推斷,能在酸性溶液中將轉(zhuǎn)化為的是(填標號)。理由是。13.(2022·湖南·高考真題)鐵和硒()都是人體所必需的微量元素,且在醫(yī)藥、催化、材料等領域有廣泛應用,回答下列問題:(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一種抗癌新藥,其結(jié)構(gòu)式如下:①基態(tài)原子的核外電子排布式為;②該新藥分子中有種不同化學環(huán)境的C原子;③比較鍵角大?。簹鈶B(tài)分子離子(填“>”“<”或“=”),原因是。(2)富馬酸亞鐵是一種補鐵劑。富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示:①富馬酸分子中鍵與鍵的數(shù)目比為;②富馬酸亞鐵中各元素的電負性由大到小的順序為。(3)科學家近期合成了一種固氮酶模型配合物,該物質(zhì)可以在溫和條件下直接活化,將轉(zhuǎn)化為,反應過程如圖所示:①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為;②與互為等電子體的一種分子為(填化學式)。(4)鉀、鐵、硒可以形成一種超導材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:①該超導材料的最簡化學式為;②Fe原子的配位數(shù)為;③該晶胞參數(shù)、。阿伏加德羅常數(shù)的值為,則該晶體的密度為(列出計算式)。14.(2021·天津·高考真題)鐵單質(zhì)及其化合物的應用非常廣泛。(1)基態(tài)Fe原子的價層電子排布式為。(2)用X射線衍射測定,得到Fe的兩種晶胞A、B,其結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞A中每個Fe原子緊鄰的原子數(shù)為。每個晶胞B中含F(xiàn)e原子數(shù)為。(3)合成氨反應常使用鐵觸媒提高反應速率。如圖為有、無鐵觸媒時,反應的能量變化示意圖。寫出該反應的熱化學方程式。從能量角度分析,鐵觸媒的作用是。(4)Fe3+可與H2O、SCN-、F-等配體形成配位數(shù)為6的配離子,如、、。某同學按如下步驟完成實驗:①為淺紫色,但溶液Ⅰ卻呈黃色,其原因是,為了能觀察到溶液Ⅰ中的淺紫色,可采取的方法是。②已知Fe3+與SCN-、F-的反應在溶液中存在以下平衡:;,向溶液Ⅱ中加入NaF后,溶液顏色由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色。若該反應是可逆反應,其離子方程式為,平衡常數(shù)為(用K1和K2表示)。15.(2021·全國乙卷·高考真題)過渡金屬元素鉻是不銹鋼的重要成分,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設中有著廣泛應用?;卮鹣铝袉栴}:(1)對于基態(tài)Cr原子,下列敘述正確的是(填標號)。A.軌道處于半充滿時體系總能量低,核外電子排布應為B.4s軌道上電子能量較高,總是在比3s軌道上電子離核更遠的地方運動C.電負性比鉀高,原子對鍵合電子的吸引力比鉀大(2)三價鉻離子能形成多種配位化合物。中提供電子對形成配位鍵的原子是,中心離子的配位數(shù)為。(3)中配體分子、以及分子的空間結(jié)構(gòu)和相應的鍵角如圖所示。中P的雜化類型是。的沸點比的,原因是,的鍵角小于的,分析原因。(4)在金屬材料中添加顆粒,可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。具有體心四方結(jié)構(gòu),如圖所示,處于頂角位置的是原子。設Cr和Al原子半徑分別為和,則金屬原子空間占有率為%(列出計算表達式)。16.(2020·天津·高考真題)Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素。回答下列問題:(1)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為,基態(tài)Fe原子的電子排布式為。(2)CoO的面心立方晶胞如圖所示。設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則CoO晶體的密度為g﹒cm-3:三種元素二價氧化物的晶胞類型相同,其熔點由高到低的順序為。(3)Fe、Co、Ni能與Cl2反應,其中Co和為Ni均生產(chǎn)二氯化物,由此推斷FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由強到弱的順序為,Co(OH)3與鹽酸反應有黃綠色氣體生成,寫出反應的離子方程式:。(4)95℃時,將Ni片浸在不同質(zhì)量分數(shù)的硫酸中,經(jīng)4小時腐蝕后的質(zhì)量損失情況如圖所示,當大于63%時,Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因為。由于Ni與H2SO4反應很慢,而與稀硝酸反應很快,工業(yè)上選用H2SO4和HNO3的混酸與Ni反應制備NiSO4。為了提高產(chǎn)物的純度,在硫酸中添加HNO3的方式為(填“一次過量”或“少量多次”),此法制備NiSO4的化學方程式為。17.(2020·山東·高考真題)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料,回答下列問題:(1)Sn為ⅣA族元素,單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體,SnCl4空間構(gòu)型為,其固體的晶體類型為。(2)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為(填化學式,下同),還原性由強到弱的順序為,鍵角由大到小的順序為。(3)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示,1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有mol,該螯合物中N的雜化方式有種。(4)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子的分數(shù)坐標。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,晶胞中部分原子的分數(shù)坐標如下表所示。坐標原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個晶胞中有個Sn,找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn(用分數(shù)坐標表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有個。18.(2020·全國II卷·高考真題)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料,回答下列問題:(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為。(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示,TiF4熔點高于其他三種鹵化物,自TiCl4至TiI4熔點依次升高,原因是?;衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377﹣24.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示,其組成元素的電負性大小順序是;金屬離子與氧離子間的作用力為,Ca2+的配位數(shù)是。(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I﹣和有機堿離子,其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中的空間位置相同,有機堿中,N原子的雜化軌道類型是;若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為g·cm-3(列出計算式)。(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘,降低了器件效率和使用壽命。我國科學家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽,提升了太陽能電池的效率和使用壽命,其作用原理如圖(c)所示,用離子方程式表示該原理、。19.(2020·全國I卷·高考真題)Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學獎?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為。(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是。I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是。I1/(kJ·mol-1)Li
520Be
900B
801Na
496Mg
738Al
578(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為,其中P的價層電子對數(shù)為、雜化軌道類型為。(4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體,它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有個。電池充電時,LiFePO4脫出部分Li+,形成Li1?xFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示,則x=,n(Fe2+)∶n(Fe3+)=。20.(2019·海南·高考真題)Ⅰ.下列各組物質(zhì)性質(zhì)的比較,結(jié)論正確的是()A.分子的極性:
B.物質(zhì)的硬度:C.物質(zhì)的沸點:
D.在中的溶解度:Ⅱ.錳單質(zhì)及其化合物應用十分廣泛。回答下列問題:(1)位于元素周期表中第四周期族,基態(tài)原子核外未成對電子有個。(2)可與反應生成,新生成的化學鍵為鍵。分子的空間構(gòu)型為,其中N原子的雜化軌道類型為。(3)金屬錳有多種晶型,其中的結(jié)構(gòu)為體心立方堆積,晶胞參數(shù)為apm,中錳的原子半徑為pm。已知阿伏加德羅常數(shù)的值為,的理論密度。(列出計算式)(4)已知錳的某種氧化物的晶胞如圖所示,其中錳離子的化合價為,其配位數(shù)為。21.(2019·全國I卷·高考真題)在普通鋁中加入少量Cu和Mg后,形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小,形成所謂“堅鋁”,是制造飛機的主要材料?;卮鹣铝袉栴}:(1)下列狀態(tài)的鎂中,電離最外層一個電子所需能量最大的是(填標號)。A.
B.
C.
D.(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物,分子中氮、碳的雜化類型分別是、。乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子,其原因是,其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。(3)一些氧化物的熔點如下表所示:氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔點/°C1570280023.8?75.5解釋表中氧化物之間熔點差異的原因。(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu),Mg以金剛石方式堆積,八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中,填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖??梢姡珻u原子之間最短距離x=pm,Mg原子之間最短距離y=pm。設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則MgCu2的密度是g·cm?3(列出計算表達式)。22.(2019·全國III卷·高考真題)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點,文獻報道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?;卮鹣铝袉栴}:(1)在周期表中,與Li的化學性質(zhì)最相似的鄰族元素是,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為,其中Fe的配位數(shù)為。(3)苯胺
)的晶體類型是。苯胺與甲苯(
)的相對分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(-5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(-95.0℃)、沸點(110.6℃),原因是。(4)NH4H2PO4中,電負性最高的元素是;P的雜化軌道與O的2p軌道形成鍵。(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種復雜磷酸鹽,如:焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示:
這類磷酸根離子的化學式可用通式表示為(用n代表P原子數(shù))。23.(2018·海南·高考真題)(1)I.下列元素或化合物的性質(zhì)變化順序正確的是_______________A.第一電離能:Cl>S>P>Si
B.共價鍵的極性:HF>HCl>HBr>HIC.晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI
D.熱穩(wěn)定性:MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO3II.黃銅礦是主要的煉銅原料,CuFeS2是其中銅的主要存在形式?;卮鹣铝袉栴}:(2)CuFeS2中存在的化學鍵類型是。下列基態(tài)原子或離子的價層電子排布圖正確的。(3)在較低溫度下CuFeS2與濃硫酸作用時,有少量臭雞蛋氣味的氣體X產(chǎn)生。①X分子的立體構(gòu)型是,中心原子雜化類型為,屬于(填“極性”或“非極性”)分子。②X的沸點比水低的主要原因是。(4)CuFeS2與氧氣反應生成SO2,SO2中心原子的價層電子對數(shù)為,共價鍵的類型有。(5)四方晶系CuFeS2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①Cu+的配位數(shù)為,S2-的配位數(shù)為。②已知:a=b=0.524nm,c=1.032nm,NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,CuFeS2晶體的密度是g?cm-3(列出計算式)。24.(2018·全國I卷·高考真題)Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應用。回答下列問題:(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為、(填標號)。A.
B.C.
D.(2)Li+與H?具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H?),原因是。(3)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是、中心原子的雜化形式為。LiAlH4中,存在(填標號)。A.離子鍵
B.σ鍵
C.π鍵
D.氫鍵(4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過圖(a)的Born?Haber循環(huán)計算得到??芍?,Li原子的第一電離能為kJ·mol?1,O=O鍵鍵能為kJ·mol?1,Li2O晶格能為kJ·mol?1。(5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu),晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為g·cm?3(列出計算式)。25.(2017·江蘇·高考真題)鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。(1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為。(2)丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是,1mol丙酮分子中含有σ鍵的物質(zhì)的量為。(3)C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為。(4)乙醇的沸點高于丙酮,這是因為。(5)某FexNy的晶胞圖?1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x?n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化圖?2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學式為。26.(2016·全國II卷·高考真題)東晉《華陽國志南中志》卷四中已有關于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)文明中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品?;卮鹣铝袉栴}:(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級上的未成對的電子數(shù)為。(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是。②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+與NH3之間形成的化學鍵稱為,提供孤電子對的成鍵原子是。③氨的沸點(“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是;氨是分子(填“極性”或“非極性”),中心原子的軌道雜化類型為。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由鍵形成的晶體:元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1958kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為。②若合金的密度為dg/cm3,晶胞參數(shù)a=nm。27.(2016·海南·高考真題)M是第四周期元素,最外層只有1個電子,次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負一價離子的最外層電子數(shù)與次外層的相同?;卮鹣铝袉栴}:(1)單質(zhì)M的晶體類型為,晶體中原子間通過作用形成面心立方密堆積,其中M原子的配位數(shù)為。(2)元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為,其同周期元素中,第一電離能最大的是(寫元素符號)。元素Y的含氧酸中,酸性最強的是(寫化學式),該酸根離子的立體構(gòu)型為。(3)M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。①該化合物的化學式為,已知晶胞參數(shù)a=0.542nm,此晶體的密度為g·cm–3。(寫出計算式,不要求計算結(jié)果。阿伏加德羅常數(shù)為NA)②該化合物難溶于水但易溶于氨水,其原因是。此化合物的氨水溶液遇到空氣則被氧化為深藍色,深藍色溶液中陽離子的化學式為。28.(2016·四川·高考真題)M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍,R是同周期元素中最活潑的金屬元素,X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物,Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。請回答下列問題:(1)R基態(tài)原子的電子排布式是,X和Y中電負性較大的是(填元素符號)。(2)X的氫化物的沸點低于與其組成相似的M的氫化物,其原因是。(3)X與M形成的XM3分子的空間構(gòu)型是。(4)M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如圖所示,則圖中黑球代表的離子是(填離子符號)。(5)在稀硫酸中,Z的最高價含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化M的一種氫化物,Z被還原為+3價,該反應的化學方程式是。29.(2016·全國III卷·高考真題)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題:(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑GaAs,第一電離能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為,其中As的雜化軌道類型為。(4)GaF3的熔點高于1000℃,GaCl3的熔點為77.9℃,其原因是。(5)GaAs的熔點為1238℃,密度為ρg·cm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為,Ga與As以鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半徑分別為rGapm和rAspm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。30.(2016·全國I卷·高考真題)[2016·新課標I]鍺(Ge)是典型的半導體元素,在電子、材料等領域應用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar],有個未成對電子。(2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點,分析其變化規(guī)律及原因。GeCl4GeBr4GeI4熔點/℃?49.526146沸點/℃83.1186約400(4)光催化還原CO2制備CH4反應中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為,微粒之間存在的作用力是。(6)晶胞有兩個基本要素:①原子坐標參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0);B為(,0,);C為(,,0)。則D原子的坐標參數(shù)為。②晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm,其密度為g·cm?3(列出計算式即可)。知識點知識點02以非金屬及其化合物為載體31.(2025·浙江·高考真題)磷是生命活動中不可或缺的元素。請回答:(1)關于ⅤA族元素原子結(jié)構(gòu)的描述,下列說法正確的是_______。A.基態(tài)P原子軌道上的電子自旋方向相同 B.的最外層電子數(shù)為18C.的半徑小于的半徑 D.電子排布為的P原子處于激發(fā)態(tài)(2)某化合物的晶胞如圖。①化學式是;②將該化合物加入到含少量石蕊的中,實驗現(xiàn)象是(從酸堿性和溶解性角度推測)。(3)兩分子脫水聚合得到一分子,從的結(jié)構(gòu)角度分析差異的原因。(4)興趣小組對某磷灰石[主要成分為和少量]進行探究,設計了兩種制備的方法:Ⅰ.用稍過量的濃與磷灰石反應,得到溶液、少量氣體、渣(主要成分為)。Ⅱ.將磷灰石脫水、還原,得到的白磷燃燒后與水反應制得溶液。①方法I,所得溶液中含有的雜質(zhì)酸是。②以方法Ⅰ中所得渣為硫源,設計實驗制備無水,流程如下:溶液A是,系列操作B是,操作C是。③方法Ⅱ中,脫水得到的(足量)與炭(C)、高溫下反應,生成白磷和另一種可燃性氣體,該反應的化學方程式是。32.(2024·浙江·高考真題)氧是構(gòu)建化合物的重要元素。請回答:(1)某化合物的晶胞如圖1,的配位數(shù)(緊鄰的陽離子數(shù))為;寫出該化合物的化學式,寫出該化合物與足量溶液反應的化學方程式。(2)下列有關單核微粒的描述正確的是_______。A.的基態(tài)原子電子排布方式只有一種B.的第二電離能的第一電離能C.的基態(tài)原子簡化電子排布式為D.原子變成,優(yōu)先失去軌道上的電子(3)化合物和的結(jié)構(gòu)如圖2。①和中羥基與水均可形成氫鍵(),按照氫鍵由強到弱對三種酸排序,請說明理由。②已知、鈉鹽的堿性,請從結(jié)構(gòu)角度說明理由。33.(2024·全國甲卷·高考真題)ⅣA族元素具有豐富的化學性質(zhì),其化合物有著廣泛的應用?;卮鹣铝袉栴}:(1)該族元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為,在與其他元素形成化合物時,呈現(xiàn)的最高化合價為。(2)俗稱電石,該化合物中不存在的化學鍵類型為(填標號)。a.離子鍵
b.極性共價鍵
c.非極性共價鍵
d.配位鍵(3)一種光刻膠薄膜成分為聚甲基硅烷,其中電負性最大的元素是,硅原子的雜化軌道類型為。(4)早在青銅器時代,人類就認識了錫。錫的鹵化物熔點數(shù)據(jù)如下表,結(jié)合變化規(guī)律說明原因:。物質(zhì)熔點/44229143(5)結(jié)晶型可作為放射性探測器元件材料,其立方晶胞如圖所示。其中的配位數(shù)為。設為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶體密度為(列出計算式)。34.(2024·浙江·高考真題)氮和氧是構(gòu)建化合物的常見元素。已知:請回答:(1)某化合物的晶胞如圖,其化學式是,晶體類型是。(2)下列說法正確的是_______。A.電負性: B.離子半徑:C.第一電離能: D.基態(tài)2+的簡化電子排布式:(3)①,其中的N原子雜化方式為;比較鍵角中的中的(填“>”、“<”或“=”),請說明理由。②將與按物質(zhì)的量之比1:2發(fā)生化合反應生成A,測得A由2種微粒構(gòu)成,其中之一是。比較氧化性強弱:(填“>”、“<”或“=”);寫出A中陰離子的結(jié)構(gòu)式。35.(2023·北京·高考真題)硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個原子被原子取代的產(chǎn)物。(1)基態(tài)原子價層電子排布式是。(2)比較原子和原子的第一電離能大小,從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由:。(3)的空間結(jié)構(gòu)是。(4)同位素示蹤實驗可證實中兩個原子的化學環(huán)境不同,實驗過程為。過程ⅱ中,斷裂的只有硫硫鍵,若過程ⅰ所用試劑是和,過程ⅱ含硫產(chǎn)物是。(5)的晶胞形狀為長方體,邊長分別為、,結(jié)構(gòu)如圖所示。
晶胞中的個數(shù)為。已知的摩爾質(zhì)量是,阿伏加德羅常數(shù)為,該晶體的密度為。(6)浸金時,作為配體可提供孤電子對與形成。分別判斷中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說明理由:。36.(2023·浙江·高考真題)氮的化合物種類繁多,應用廣泛。
請回答:(1)基態(tài)N原子的價層電子排布式是。(2)與碳氫化合物類似,N、H兩元素之間也可以形成氮烷、氮烯。①下列說法不正確的是。A.能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式:B.化學鍵中離子鍵成分的百分數(shù):C.最簡單的氮烯分子式:D.氮烷中N原子的雜化方式都是②氮和氫形成的無環(huán)氮多烯,設分子中氮原子數(shù)為n,雙鍵數(shù)為m,其分子式通式為。③給出的能力:(填“>”或“<”),理由是。(3)某含氮化合物晶胞如圖,其化學式為,每個陰離子團的配位數(shù)(緊鄰的陽離子數(shù))為。37.(2023·山東·高考真題)鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物?;卮鹣铝袉栴}:(1)時,與冰反應生成和。常溫常壓下,為無色氣體,固態(tài)的晶體類型為,水解反應的產(chǎn)物為(填化學式)。(2)中心原子為,中心原子為,二者均為形結(jié)構(gòu),但中存在大鍵。中原子的軌道雜化方式;為鍵角鍵角(填“>”“<”或“=”)。比較與中鍵的鍵長并說明原因。(3)一定條件下,和反應生成和化合物。已知屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)),其中化合價為。上述反應的化學方程式為。若阿伏伽德羅常數(shù)的值為,化合物的密度(用含的代數(shù)式表示)。
38.(2023·全國甲卷·高考真題)將酞菁—鈷鈦菁—三氯化鋁復合嵌接在碳納米管上,制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑。回答下列問題:(1)圖1所示的幾種碳單質(zhì),它們互為,其中屬于原子晶體的是,間的作用力是。(2)酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面,其中軌道能提供一對電子的原子是(填圖2酞菁中原子的標號)。鈷酞菁分子中,鈷離子的化合價為,氮原子提供孤對電子與鈷離子形成鍵。(3)氣態(tài)通常以二聚體的形式存在,其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示,二聚體中的軌道雜化類型為。的熔點為,遠高于的,由此可以判斷鋁氟之間的化學鍵為鍵。結(jié)構(gòu)屬立方晶系,晶胞如圖3b所示,的配位數(shù)為。若晶胞參數(shù)為,晶體密度(列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為)。39.(2023·浙江·高考真題)硅材料在生活中占有重要地位。請回答:(1)分子的空間結(jié)構(gòu)(以為中心)名稱為,分子中氮原子的雜化軌道類型是。受熱分解生成和,其受熱不穩(wěn)定的原因是。(2)由硅原子核形成的三種微粒,電子排布式分別為:①、②、③,有關這些微粒的敘述,正確的是___________。A.微粒半徑:③>①>②B.電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是:①②C.電離一個電子所需最低能量:①>②>③D.得電子能力:①>②(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是,該化合物的化學式為。40.(2022·廣東·高考真題)硒()是人體必需微量元素之一,含硒化合物在材料和藥物領域具有重要應用。自我國科學家發(fā)現(xiàn)聚集誘導發(fā)光()效應以來,在發(fā)光材料、生物醫(yī)學等領域引起廣泛關注。一種含的新型分子的合成路線如下:(1)與S同族,基態(tài)硒原子價電子排布式為。(2)的沸點低于,其原因是。(3)關于I~III三種反應物,下列說法正確的有。A.I中僅有鍵B.I中的鍵為非極性共價鍵C.II易溶于水D.II中原子的雜化軌道類型只有與E.I~III含有的元素中,O電負性最大(4)IV中具有孤對電子的原子有。(5)硒的兩種含氧酸的酸性強弱為(填“>”或“<”)。研究發(fā)現(xiàn),給小鼠喂食適量硒酸鈉()可減輕重金屬鉈引起的中毒。的立體構(gòu)型為。(6)我國科學家發(fā)展了一種理論計算方法,可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預測其熱電性能,該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進程?;衔颴是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學式為。②設X的最簡式的式量為,晶體密度為,則X中相鄰K之間的最短距離為(列出計算式,為阿伏加德羅常數(shù)的值)。41.(2022·全國乙卷·高考真題)鹵素單質(zhì)及其化合物在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用?;卮鹣铝袉栴}:(1)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有,其中能量較高的是。(填標號)a.
b.
c.
d.(2)①一氯乙烯分子中,C的一個雜化軌道與Cl的軌道形成鍵,并且Cl的軌道與C的軌道形成3中心4電子的大鍵。②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中,鍵長的順序是,理由:(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多,形成的鍵越強;(ⅱ)。(3)鹵化物受熱發(fā)生非氧化還原反應,生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為。解釋X的熔點比Y高的原因。(4)晶體中離子作體心立方堆積(如圖所示),主要分布在由構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場作用下,不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此,晶體在電池中可作為。已知阿伏加德羅常數(shù)為,則晶體的摩爾體積(列出算式)。42.(2021·重慶·高考真題)三磷酸腺苷(ATP)和活性氧類(如H2O2和O)可在細胞代謝過程中產(chǎn)生。(1)ATP的分子式為C10H16N5O13P3,其中電負性最大的元素是,基態(tài)N原子的電子排布圖為。(2)H2O2分子的氧原子的雜化軌道類型為:;H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是。(3)O3分子的立體構(gòu)型為。根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷氧原子之間的共價鍵最穩(wěn)定的粒子是。粒子O2OO3鍵長/pm121126128(4)研究發(fā)現(xiàn)納米CeO2可催化O分解,CeO2晶體屬立方CaF2型晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。①阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,CeO2相對分子質(zhì)量為M,晶體密度為ρg·cm-3,其晶胞邊長的計量表達式為a=nm。②以晶胞參數(shù)為單位長度建立的中標系可以表示晶胞中的原子位置,稱作原子分數(shù)坐標。A離子的坐標為(0,,),則B離子的坐標為。③納米CeO2中位于晶粒表面的Ce4+能發(fā)揮催化作用,在邊長為2anm的立方體晶粒中位于表面的Ce4+最多有個。43.(2021·福建·高考真題)類石墨相氮化碳()作為一種新型光催化材料,在光解水產(chǎn)氫等領域具有廣闊的應用前景,研究表明,非金屬摻雜(O、S等)能提高其光催化活性。具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),其中一種二維平面結(jié)構(gòu)如下圖所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)C原子的成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)之比為。(2)N、O、S的第一電離能()大小為,原因是。(3)晶體中存在的微粒間作用力有(填標號)。a.非極性鍵
b.金屬鍵
c.π鍵d.范德華力(4)中,C原子的雜化軌道類型,N原子的配位數(shù)為。(5)每個基本結(jié)構(gòu)單元(圖中實線圈部分)中兩個N原子(圖中虛線圈所示)被O原子代替,形成O摻雜的。的化學式為。44.(2021·山東·高考真題)非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有種。(2)O、F、Cl電負性由大到小的順序為;OF2分子的空間構(gòu)型為;OF2的熔、沸點(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是。(3)Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價層電子對數(shù)為,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是(填標號)。A.spB.sp2C.sp3D.sp3d(4)XeF2晶體屬四方晶系,晶胞參數(shù)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,該晶胞中有個XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子的分數(shù)坐標,如A點原子的分數(shù)坐標為(,,)。已知Xe—F鍵長為rpm,則B點原子的分數(shù)坐標為;晶胞中A、B間距離d=pm。45.(2021·廣東·高考真題)很多含巰基(-SH)的有機化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如,解毒劑化合物I可與氧化汞生成化合物Ⅱ。(1)基態(tài)硫原子價電子排布式為。(2)H2S、CH4、H2O的沸點由高到低順序為。(3)汞的原子序數(shù)為80,位于元素周期表第周期第ⅡB族。(4)化合物Ⅲ也是一種汞解毒劑?;衔铫羰且环N強酸。下列說法正確的有。A.在I中S原子采取sp3雜化B.在Ⅱ中S元素的電負性最大C.在Ⅲ中C-C-C鍵角是180°
D.在Ⅲ中存在離子鍵與共價鍵E.在Ⅳ中硫氧鍵的鍵能均相等(5)汞解毒劑的水溶性好,有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒?;衔颕與化合物Ⅲ相比,水溶性較好的是。(6)理論計算預測,由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓撲絕緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。①圖9b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu),它不是晶胞單元,理由是。②圖9c為X的晶胞,X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為;該晶胞中粒子個數(shù)比Hg:Ge:Sb=。③設X的最簡式的式量為Mr,則X晶體的密度為g/cm3(列出算式)。46.(2021·全國甲卷·高考真題)我國科學家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計劃。該項目通過太陽能發(fā)電電解水制氫,再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?;卮鹣铝袉栴}:(1)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價電子層的電子排布式為;單晶硅的晶體類型為。SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體,其中Si采取的雜化類型為。SiCl4可發(fā)生水解反應,機理如下:含s、p、d軌道的雜化類型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為(填標號)。(2)CO2分子中存在個鍵和個鍵。(3)甲醇的沸點(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之間,其原因是。(4)我國科學家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑,其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是,晶胞參數(shù)為apm、apm、cpm,該晶體密度為g·cm-3(寫出表達式)。在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑,化學式可表示為ZnxZr1-xOy,則y=(用x表達)。47.(2021·河北·高考真題)KH2PO4晶體具有優(yōu)異的非線性光學性能。我國科學工作者制備的超大KH2PO4晶體已應用于大功率固體激光器,填補了國家戰(zhàn)略空白。回答下列問題:(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中,核外電子排布相同的是(填離子符號)。(2)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),若一種自旋狀態(tài)用+表示,與之相反的用-表示,稱為電子的自旋磁量子數(shù).對于基態(tài)的磷原子,其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為。(3)已知有關氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ?mol-1)如表:N—NN≡NP—PP≡P193946197489從能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為)形式存在的原因是。(4)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽,H3PO2的結(jié)構(gòu)式為,其中P采取雜化方式。(5)與PO電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為。(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸,如:如果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸,則相應的酸根可寫為。(7)分別用○、●表示H2PO和K+,KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示,圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO、K+在晶胞xz面、yz面上的位置:①若晶胞底邊的邊長均為apm、高為cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度g?cm-3(寫出表達式)。②晶胞在x軸方向的投影圖為(填標號)。48.(2021·湖南·高考真題)硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應用于光電材料領域?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為,晶體硅和碳化硅熔點較高的是(填化學式);(2)硅和鹵素單質(zhì)反應可以得到,的熔沸點如下表:熔點/K183.0203.2278.6393.7沸點/K187.2330.8427.2560.7①0℃時,、、、呈液態(tài)的是(填化學式),沸點依次升高的原因是,氣態(tài)分子的空間構(gòu)型是;②與N-甲基咪唑反應可以得到,其結(jié)構(gòu)如圖所示:N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為,H、C、N的電負性由大到小的順序為,1個中含有個鍵;(3)下圖是、、三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化合物中和的原子個數(shù)比為1:4,圖中Z表示原子(填元素符號),該化合物的化學式為;②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm,,則該晶體的密度(設阿伏加德羅常數(shù)的值為,用含a、b、c、的代數(shù)式表示)。49.(2020·全國III卷·高考真題)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好,是一種具有潛力的固體儲氫材料?;卮鹣铝袉栴}:(1)H、B、N中,原子半徑最大的是。根據(jù)對角線規(guī)則,B的一些化學性質(zhì)與元素的相似。(2)NH3BH3分子中,N—B化學鍵稱為鍵,其電子對由提供。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣:3NH3BH3+6H2O=3NH3++9H2,的結(jié)構(gòu)如圖所示:;在該反應中,B原子的雜化軌道類型由變?yōu)椤?3)NH3BH3分子中,與N原子相連的H呈正電性(Hδ+),與B原子相連的H呈負電性(Hδ-),電負性大小順序是。與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是(寫分子式),其熔點比NH3BH3(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之間,存在,也稱“雙氫鍵”。(4)研究發(fā)現(xiàn),氨硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)分別為apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氨硼烷晶體的密度ρ=g·cm?3(列出計算式,設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。50.(2019·全國II卷·高考真題)近年來我國科學家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導材料,其中一類為Fe?Sm?As?F?O組成的化合物?;卮鹣铝袉栴}:(1)元素As與N同族。預測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為,其沸點比NH3的(填“高”或“低”),其判斷理由是。(2)Fe成為陽離子時首先失去軌道電子,Sm的價層電子排布式為4f66s2,Sm3+的價層電子排布式為。(3)比較離子半徑:F?O2?(填“大于”等于”或“小于”)。(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。
圖中F?和O2?共同占據(jù)晶胞的上下底面位置,若兩者的比例依次用x和1?x代表,則該化合物的化學式表示為,通過測定密度ρ和晶胞參數(shù),可以計算該物質(zhì)的x值,完成它們關系表達式:ρ=g·cm?3。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標,例如圖1中原子1的坐標為(),則原子2和3的坐標分別為、。51.(2018·江蘇·高考真題)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為和,NOx也可在其他條件下被還原為N2。(1)中心原子軌道的雜化類型為;的空間構(gòu)型為(用文字描述)。(2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為。(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為(填化學式)。(4)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=。(5)[Fe(H2O)6]2+與NO反應生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請在[Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應位置補填缺少的配體。52.(2018·全國II卷·高考真題)硫及其化合物有許多用途,相關物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點/℃?85.5115.2>600(分解)?75.516.810.3沸點/℃?60.3444.6?10.045.0337.0回答下列問題:(1)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為形。(2)根據(jù)價層電子對互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是。(3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu),其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多,主要原因為。(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為形,其中共價鍵的類型有種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為。(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計算表達式為g·cm?3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長為nm。53.(2017·全國III卷·高考真題)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應用前景?;卮鹣铝袉栴}:(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為。元素Mn與O中,第一電離能較大的是,基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為和。(3)在CO2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質(zhì)中,沸點從高到低的順序為,原因是。(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外,還存在。(5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為a'=0.448nm,則r(Mn2+)為nm。54.(2017·海南·高考真題)Ⅰ.下列敘述正確的有。A.某元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的5倍,則其最高正價為+7B.鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能C.高氯酸的酸性與氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性D.鄰羥基苯甲醛的熔點低于對羥基苯甲醛的熔點Ⅱ.ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列問題:(1)碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。該單質(zhì)的晶體類型為,原子間存在的共價鍵類型有,碳原子的雜化軌道類型為。
(2)SiCl4分子的中心原子的價層電子對數(shù)為,分子的立體構(gòu)型為,屬于分子(填“極性”或“非極性”)。(3)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖(b)所示。①SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是。②結(jié)合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規(guī)律,可推斷:依F、Cl、Br、I次序,PbX2中的化學鍵的離子性、共價性。(填“增強”“不變”或“減弱”)(4)碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導化合物,晶體結(jié)構(gòu)如圖(c)所示。K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部,此化合物的化學式為;其晶胞參數(shù)為1.4nm,晶體密度為g·cm-3。55.(2025·北京·高考真題)通過和的相互轉(zhuǎn)化可實現(xiàn)的高效存儲和利用。(1)將的基態(tài)原子最外層軌道表示式補充完整:。(2)分子中鍵角小于,從結(jié)構(gòu)角度解釋原因:。(3)的晶胞是立方體結(jié)構(gòu),邊長為,結(jié)構(gòu)示意圖如下。知識點0知識點03以配合物為載體①的配體中,配位原子是。②已知的摩爾質(zhì)量為,阿伏加德羅常數(shù)為,該晶體的密度為。()(4)和反應過程中能量變化示意圖如下。①室溫下,和反應生成而不生成。分析原因:。②從平衡的角度推斷利于脫除生成的條件并說明理由:。56.(2024·新課標卷·高考真題)(四羰合鎳,沸點43℃)可用于制備高純鎳,也是有機化合物羰基化反應的催化劑?;卮鹣铝袉栴}:(1)Ni基態(tài)原子價電子的軌道表示式為。鎳的晶胞結(jié)構(gòu)類型與銅的相同,晶胞體積為,鎳原子半徑為。(2)結(jié)構(gòu)如圖甲所示,其中含有σ鍵的數(shù)目為,晶體的類型為。(3)在總壓分別為0.10、0.50、1.0、2.0MPa下,Ni(s)和CO(g)反應達平衡時,體積分數(shù)x與溫度的關系如圖乙所示。反應的ΔH0(填“大于”或“小于”)。從熱力學角度考慮,有利于的生成(寫出兩點)。、100℃時CO的平衡轉(zhuǎn)化率α=,該溫度下平衡常數(shù)。(4)對于同位素交換反應,20℃時反應物濃度隨時間的變化關系為(k為反應速率常數(shù)),則反應一半所需時間
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