2022學(xué)年高考化學(xué)模擬題匯編專題17選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析

2022學(xué)年高考化學(xué)模擬題匯編：專題17選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．（2021·廣東汕頭市高三二模）光刻膠是微電子技術(shù)中芯片微細(xì)圖形加工的關(guān)鍵材料之一，其國產(chǎn)化勢在必行。根據(jù)顯影原理，光刻膠可分為正、負(fù)型膠，原理如圖1.回答下列問題：(1)光刻膠常含C、N等元素，在基態(tài)C原子中，核外存在_______對自旋方向相反的電子，N的3個2p軌道的取向?yàn)開______。(2)近年來光刻膠的發(fā)展趨勢是應(yīng)用含有多羥基的二苯甲酮類化合物，如：化方式為_______，其C的雜。(3)紫外負(fù)型光刻膠常含有—N3，形成的陰離子間構(gòu)型為_______。的等電子體是________(填化學(xué)式，任寫一種)，其空(4)某光刻膠受紫外光照射后，發(fā)生反應(yīng)如下，用稀堿水作為溶劑浸泡。根據(jù)茚羧酸結(jié)構(gòu)分析該材料為_______型光刻膠(填“正”或“負(fù)”)，理由是_______。(5)與K+能形成圖2中的超分子加合物，該晶胞中K+的數(shù)目為_______?！敬鸢浮?1)22px、2py、2pz，相互垂直(2)sp2(3)N2O、CO2、CS2（任寫一種）直線形(4)正茚羧酸中羧基能與堿反應(yīng)而溶解(5)12【解析】(1)C原子電子排布式為：1s22s22p2，同一軌道內(nèi)兩個電子自旋方向相反，故1s和2s軌道中電子自旋方向相反，2p能級有3個原子軌道，兩個電子分別填充在2個軌道上且自旋方向相同，故此處填2；2p能級有3個原子軌道，可表示為2px、2py、2pz，三個等價軌道取向相互垂直，故此處填：2px、2py、2pz，相互垂直；(2)苯環(huán)碳原子、羰基碳原子周圍均含3個σ電子對，不含孤對電子，故其價層電子對為3對，對應(yīng)雜化方式為sp2，故此處填sp2；(3)可將中1個N原子換成1個O原子，即得到其等電子體N2O，另外N2O中2個N可換成1個C和1個O，得到等電子體CO2，同時也可采用同族代換法，將CO2中O換成S得到等電子體CO2、CS2（任寫一種）；其空間構(gòu)型與CO2相似，為直線形；CS2，故此處填：N2O、(4)由圖示原理知，正型光刻膠曝光部分能溶于相應(yīng)溶劑，而負(fù)型光刻膠不可以，茚羧酸中羧基能與堿反應(yīng)而溶解，故屬于正型光刻膠，故此處填：正，理由是茚羧酸中羧基能與堿反應(yīng)而溶解；(5)由圖示知，K+有12個位于棱上，9個位于晶胞體內(nèi)（其中1個位于體心），故該晶胞中含有K+個數(shù)=12×+9=12個。2．（2021·山東日照市高三三模）硼酸(H3BO3)是玻璃工業(yè)、電子元件行業(yè)的重要原料。回答下列問題：(1)與B、O同周期，第一電離能介于二者之間的有___________(填元素符號)。(2)硼酸晶體結(jié)構(gòu)為平面層狀結(jié)構(gòu)(如圖I)，四硼酸根為立體結(jié)構(gòu)(如圖Ⅱ)。①硼酸為___________晶體；晶體中各層之間的作用力為___________。②四硼酸根中硼原子的雜化方式為___________。(3)工業(yè)上曾用碳氨法制備硼酸，先用MgO·B2O3與NH4HCO3、H2O制得(NH4)H2BO3和MgCO3，然后再將(NH4)H2BO3脫NH3生成H3BO3。①NH與CO的空間構(gòu)型：NH___________：CO_______。②MgO晶體結(jié)構(gòu)屬于NaC1型(如圖)，圖中表示Mg2+的為___________(填“大球”或“小球”)，其配位數(shù)是___________；MgO晶胞參數(shù)為apm，則MgO晶胞的密度為___________g·cm-3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，用含a、NA的式子表示)?！敬鸢浮?1)Be、C(2)分子范德華力sp2、sp3(3)正四面體平面正三角形小球6【解析】(1)同周期，從左向右第一電離能增大，則第二周期元素中，第一電離能介于B和O之間的元素有Be、C。(2)①硼酸晶體中存在H3BO3分子，因此，是分子晶體，在硼酸[B（OH）3]分子中，硼原子與氧原子形成共價健、羥基中氫原子和氧原子間形成共價鍵，硼酸分子與硼酸分子間形成氫鍵、范德華力。②四硼酸根的中的B必含有配位鍵，也就是說，四硼酸根的中的B是sp3雜化。(3)①銨根：中心原子為N，價層電子對為對數(shù)(5-1×4-1)÷2+4=4，所以氮原子是sp3雜化，VSEPR模型是正四面體，考慮到有一個氫是以離子形式發(fā)生配位，每兩個原子之間的作用力不一樣，所以銨根的構(gòu)型是四面體；碳酸根：中心原子是C，價層電子對對數(shù)為(4-2×3+2)÷2+3=3，所以碳原子是sp2雜化，空間構(gòu)型是平面正三角形。②MgO晶體結(jié)構(gòu)屬于NaC1型(如圖)，由氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)可知，氯離子和鈉離子的配位數(shù)都是6；所以在MgO晶胞中Mg和O的配位數(shù)也都是，由氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)知，氧化鎂中鎂原子和鎂原子處于小正方6形的對角線上，根據(jù)圖象知，圖中表示Mg2+的為小球；MgO晶胞參數(shù)為apm，則MgO晶胞的密度為=·cm-3。3．（2021·河北唐山市高三三模）青銅器是我國古代瑰寶。目前，在工業(yè)上用磷化銅()制造磷青銅，磷青銅是含少量鈧、錫、磷的銅合金，主要用作耐磨零件和彈性合金原件。(1)基態(tài)原子的核外電子排布式為___________；其價電子中未成對電子數(shù)與成對電子數(shù)之比為___________。(2)①中的P原子的雜化方式是___________。②P與N同主族，氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)：___________(填“>”或“＜”)，說明理由：___________。(3)磷青銅中的錫、磷兩種元素電負(fù)性的大小為(4)某立方磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。___________P(填“>”“＜”或“=”)。①則其化學(xué)式為___________。②該晶體中距離原子最近的原子有___________個，在晶胞中由原子構(gòu)成的八面體與由和原子構(gòu)成的八面體的個數(shù)之比為___________。③若晶體密度為【答案】(1)，最近的原子核間距為___________(用含、的代數(shù)式表示)。>因?yàn)?或)1：2(2)分子間存在氫鍵(3)<(4)121：3【解析】(1)(2)①是21號元素，基態(tài))；其價電子排布式為原子的核外電子排布式為，故未成對電子數(shù)與成對電子數(shù)之比為1：2；(或中的P原子孤電子對數(shù)==0，價層電子對數(shù)=4+0=4，為sp3雜化；②P與N同主族，但分子間存在氫鍵，故氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)：>；(3)根據(jù)元素的電負(fù)性在周期表中的遞變規(guī)律判斷，同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減弱；磷青銅中的錫、磷兩種元素電負(fù)性的大小為＜P；(4)①，晶體中P原子位于中心，含有1個P原子，立方體每個面心含有1個Cu原子，每個Cu分?jǐn)偨o一個晶胞的占，立方體頂角Sn分?jǐn)偨o每個晶胞的原子為，據(jù)此得到化學(xué)式；②該晶體中距離原子最近的原子有4個，根據(jù)圖可知，在晶胞中由原子構(gòu)成的八面體為1個，由和原子構(gòu)成的八面體可由2個面心上的Cu原子與4個頂點(diǎn)上的Sn原子構(gòu)成，共6個，但與另一個晶胞共用，占，故個數(shù)為6=3，故兩者之比為1：3；③若晶體密度為，晶胞的體積為V===cm3，最近的原子核間距為邊長的，故為.4．（2021·福建龍巖市高三三模）氮、鋰、鋅等元素及其化合物在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、科技和國防建設(shè)中有著許多獨(dú)特的用途。卟啉鋅超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)卟啉鋅中H、C、O、N四種元素中，第一電離能最大的是___________(填元素符號)。(2)卟啉鋅超分子中的碳原子采取的雜化方式為___________，圖中①②③④處的化學(xué)鍵屬于配位鍵的是___________(填序號)。(3)已知離子核外沒有未成對d電子的過渡金屬離子形成的水合離子是無色的，Ti4+、V3+、Ni2+三種離子的水合離子無顏色的是___________(填離子符號)。(4)的鍵角小于，原因是___________。(5)氮化鋰晶體中存在鋰、氮原子共同組成的鋰、氮層，鋰原子以石墨晶體中的碳原子方式排布，N原子處在六元環(huán)的中心，同層中鋰、氮的原子個數(shù)比為___________；設(shè)氮化鋰晶體中，同層N-N間距為apm，層與層間距為bpm，該物質(zhì)的密度為___________g/cm3.(用含a、b的式子表示)【答案】(1)N(2)sp2、sp3②(3)Ti4+(4)中溴原子上有一個孤電子對，中孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于中成鍵電子對間的排斥力(5)2∶1【解析】(1)同主族自上而下第一電離能減小，同周期自左至右第一電離能呈增大趨勢，但N原子的2p軌道半滿，更穩(wěn)定，第一電離能大于相鄰元素，所以四種元素中，第一電離能最大的是N；(2)苯環(huán)、含氮雜環(huán)、碳碳雙鍵中的碳原子均為sp2雜化，甲基中的碳原子為sp3雜化；圖中所標(biāo)四處中，③、④均為非極性共價鍵，①處N原子形成3個鍵，N原子價電子數(shù)為5，所以3個鍵均為極性共價鍵，N原子還有一對孤電子對，②處N原子形成4個鍵，則與Zn原子形成的應(yīng)是配位鍵；(3)Ti4+的核外電子排布為1s22s22p63s23p4，沒有3d電子，則其水合離子為無顏色；V3+核外電子排布226262，有未成對電子，其水合離子為有顏色；Ni2+核外電子排布是：是：1s2s2p3s3p3dd1s22s22p63s23p63d8，有未成對d電子，其水合離子為有顏色；故上述三種離子中水合離子無顏色的是Ti4+；(4)和的中心原子價層電子對均為4，即都為sp3雜化，而中溴原子上有一個孤電子對，中孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于中成鍵電子對間的排斥力，導(dǎo)致鍵角：＜；(5)參考石墨晶體結(jié)構(gòu)可知一個Li原子被三個環(huán)共用，所以一個六元環(huán)中含有=2個Li原子，而N原子=3，所以晶胞的質(zhì)量處于六元環(huán)中心，所以個數(shù)為1，則同層中鋰、氮的原子個數(shù)比為2∶1；根據(jù)均攤法，晶胞中N原子(黑球)的個數(shù)為=1，Li原子的個數(shù)為a2pm2，高為bpm，則晶胞的體積為a2b為g；底面為菱形，變成為apm，則底面積為pm3=a2b×10-30cm3，所以密度為g/cm3.。5．（2021·河北張家口市高三三模）第四周期某些過渡元素在工業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的作用。Ⅰ.中國錳礦資源較多，分布廣泛。(1)寫出基態(tài)錳原子的價電子排布圖：___________。(2)用于分解制氧氣的催化劑，中氧原子的雜化軌道類型為___________。Ⅱ.鐵被稱為“第一金屬”，鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途。常作凈水劑和補(bǔ)鐵劑，SO的立體構(gòu)型是___________。(2)鐵氰化鉀(1)是檢驗(yàn)的重要試劑。①寫出一種與鐵氰化鉀中配體互為等電子體的極性分子的化學(xué)式___________。②鐵氰化鉀中存在的化學(xué)鍵有___________(填字母標(biāo)號)。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵E。金屬鍵Ⅲ.鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素。硫化鋅晶體的構(gòu)型有多種，其中一種硫化鋅的晶胞如圖所示。(1)該晶胞中的配位數(shù)為___________。(2)若晶胞參數(shù)為值，不用化簡)。，則該晶體密度的計算式為___________(用表示阿伏加德羅常數(shù)的【答案】Ⅰ.(1)(2)sp3Ⅱ.(1)正四面體形(2)COABCⅢ.(1)4(2)【解析】Ⅰ．(1)基態(tài)錳原子為25號元素，價電子排布式為3d54s2，則價電子排布圖為；(2)H2O2中氧原子則雜化軌道類型為sp3；Ⅱ．(1)中心S原子，含有4條σ鍵，無孤電子對，則立體構(gòu)型為正四面體；(2)鐵氰化鉀中配體為CN-，含有2個原子，價電子總數(shù)為10，與其互為等電子體的極性分子為CO；鐵氰化鉀為離子化合物，存在的化學(xué)鍵有離子鍵、σ鍵、π鍵，故選ABC；Ⅲ．(1)晶胞中Zn2+與其最近且相鄰的S2-構(gòu)成正四面體構(gòu)型，則S2-的配位數(shù)為4；(2)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Zn2+位于晶胞的體內(nèi)，個數(shù)為4，S2-位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，個數(shù)=8×+6×=4，則1個晶胞中含有4個ZnS，該晶體密度。6．（2021·天津耀華中學(xué)高三一模）根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：(1)某種金屬互化物具有自范性，原子在三維空間里呈周期性有序排列，該金屬互化物屬于___(填“晶體”或“非晶體”)，可___方法鑒別。(2)基態(tài)Cr3+最高能層中成對電子與單電子的數(shù)目比為___。(3)鎳元素在周期表中的位置___，鎳的羰基配合物Ni(CO)4常溫下為液態(tài)，易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑，固態(tài)Ni(CO)4屬于___晶體。(4)NiO晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞邊長為apm，列式表示NiO晶體的密度為___g/cm3(不必計算出結(jié)果，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，本題均使用)。人工制備的NiO晶體中常存在缺陷(如圖)：一個Ni2+空缺，另有兩個Ni2+被兩個Ni3+所取代，其結(jié)果晶體仍呈電中性。已知某氧化鎳樣品組成Ni0.96O，該晶體中Ni3+與Ni2+的離子個數(shù)之比為___。Ni2+和Fe2+半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO__FeO(填“＞”或“＜”)。(5)①銅能與類鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2，(SCN)2分子所有原子最外層均滿足8電子結(jié)構(gòu)，則(SCN)2分子中含有σ鍵與π鍵的數(shù)目比為___。②銅離子易與氨水反應(yīng)形成[Cu(NH3)4]2+配離子，[Cu(NH3)4]2+中各元素電負(fù)性大小順序?yàn)開_，其中N原子的雜化軌道類型為___?！敬鸢浮?1)晶體X—射線衍射(2)8∶3(3)第四周期Ⅷ族分子(4)1∶11>(5)5∶4N>H>Cusp3或【解析】(1)判斷是否為晶體，觀察其在三維空間里呈周期性有序排列，鑒別是否為晶體的最科學(xué)的方法為X-射線衍射實(shí)驗(yàn)，故答案為：晶體；X-射線衍射實(shí)驗(yàn)；(2)基態(tài)Cr3+的最高能層為M層，排布式為3s23p63d3，有8個成對電子，3個未成對單電子，數(shù)目比為8∶3；(3)鎳元素為28號元素，在周期表中的位置為第四周期Ⅷ族；Ni(CO)4常溫下為液態(tài)，有較低的沸點(diǎn)，則固態(tài)Ni(CO)4屬于分子晶體；(4)根據(jù)NiO晶體的結(jié)構(gòu)，氧離子在晶胞的頂點(diǎn)和面心，個數(shù)=8×+6×=4，鎳離子在棱上和體內(nèi)，個數(shù)=12×+1=4，則NiO晶體的密度=g/cm3；=或根據(jù)題意，N(Ni2+)+N(Ni3+)=0.96，2N(Ni2+)+3N(Ni3+)=2，兩式聯(lián)立，N(Ni3+)=0.08，N(Ni2+)=0.88，則N(Ni3+)∶N(Ni2+)=0.52∶0.44=1∶11；FeO、NiO均為離子晶體，Ni2+和Fe2+半徑分別為69pm和78pm，且所帶電荷相同，則離子半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，故熔點(diǎn)NiO＞FeO；(5)①(SCN)2分子所有原子最外層均滿足8電子結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，含有5條σ鍵，4條π鍵，σ鍵與π鍵的數(shù)目比為5∶4；②[Cu(NH3)4]2+中有H、N、Cu三種元素，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性大小順序?yàn)镹＞H＞Cu；其中N原子提供孤電子對與銅離子形成配位鍵，與3個氫原子形成共價鍵，雜化軌道類型為sp3。7．（2021·天津高三三模）N、P、S、、元素形成的化合物質(zhì)性質(zhì)豐富，研究較多。(1)基態(tài)原子核外電子排布式為___________。(2)硫脲()分子中氮、碳的雜化類型分別為___________、___________。(3)P、S的第二電離能___________。的大小關(guān)系為___________(填“＞”“＜”或“=”)，原因是(4)不穩(wěn)定遇到氧氣被氧化成深藍(lán)色的，試回答下列問題：①配位數(shù)為___________，含有鍵的數(shù)目為___________個。的空間結(jié)構(gòu)為___________。②③上述反應(yīng)可用于檢驗(yàn)氨氣中的痕量，寫出該反應(yīng)的離子方程式___________。(5)屬于立方晶體，如下圖所示，其晶胞參數(shù)為，阿伏加德羅常數(shù)為，S原子填充在構(gòu)成的正四面體空隙中，則晶胞中正四面體的空隙填充率為___________，則密度為___________(列出計算式)?！敬鸢浮?1)[Ar]3d104s1(2)sp3sp2(3)＜S+的價電子排布式為：3s23p3，屬于半滿結(jié)構(gòu)，能量低，穩(wěn)定，難失去電子(4)416三角錐形4+8NH3+O2+4H+=4+2H2O(5)50%【解析】(1)基態(tài)Cu原子核電荷數(shù)是29，核外3d能級上10個電子、4s能級上1個電子為其價電子，則Cu原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1；(2)每個N原子形成的共價鍵有2個N-H鍵、1個N-C鍵，且還含有1個孤電子對，所以N原子價層電子對個數(shù)是3，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型為sp3；每個C原子形成的共價鍵有2個C-N鍵、1個C=S鍵，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型分別為sp2；(3)P+的價電子排布式為3s23p2，S+的價電子排布式為：3s23p3，屬于半滿結(jié)構(gòu)，能量低，穩(wěn)定，難失去電子，所以I2(p)＜I2(s)；(4)①[Cu(NH3)4]2+中的配體為NH3，有4個配體，所以配位數(shù)為4，即4個σ鍵，NH3中3個N-H鍵，有3個σ鍵，故σ鍵總數(shù)為3×4+4=16；②NH3的價層電子對數(shù)=3+(5-3×1)/2=4，一對孤電子對，所以空間構(gòu)型為三角錐形；③在氨氣中遇到氧氣被氧化成深藍(lán)色的，則氨作為配合物，需要2個NH3，Cu元素化合價從+1升至+2，則O元素化合價從0降至-2，變價2×2=4，則系數(shù)4，根據(jù)電荷守恒和Cu2+在酸性環(huán)境才能存在，則離子反應(yīng)方程式為：48NH3+O2+4H+=前配+4+2H2O；(5)Cu2SnS3的晶胞中，S原子填充在Cux(Sn1-x)構(gòu)成的正四面體空隙個數(shù)為8，其中有4個被填充，則晶胞中正四面體的空隙填充率為50%，在一個晶胞中，S在晶胞內(nèi)部，為4個，Cu和Sn在頂點(diǎn)和面上，數(shù)目為8×1/8+6×1/2=4，根據(jù)。8．（2021·山東濟(jì)南市高三三模）鐵及其化合物具有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)鐵元素在元素周期表中的位置為___________，其形成的離子常見的有Fe2+和Fe3+，基態(tài)Fe2+的價電子的排布式為___________，相同條件下，F(xiàn)e3+比Fe2+穩(wěn)定，原因是___________。(2)一種二茂鐵為骨架的新型手性膦氮配合物結(jié)構(gòu)示意圖如下，其中Ph為苯基，Ir為銥元素。該結(jié)構(gòu)中電負(fù)性最大的元素為___________(填元素符號，下同)，分子中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開__________。P原子的雜化方式為___________，分子中不含有的化學(xué)鍵類型是___________(填標(biāo)號)。A．離子鍵B．配位鍵C．極性共價鍵D．非極性共價鍵E．鍵F．鍵(3)鐵酸釔是一種典型的單相多鐵性材料其正交相晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其中鐵酸釔的化學(xué)式為___________，已知1號O原子空間坐標(biāo)為(0，0，)，2號O原子空間坐標(biāo)為(，-m，-n)，則3號Fe原子的空間坐標(biāo)為___________，若晶胞參數(shù)分別為apm、bpm和cpm，阿伏加德羅常數(shù)的值用表示，則該晶體的密度為___________(列出表達(dá)式)【答案】(1)第四周期第Ⅷ族3d6基態(tài)Fe3+的價電子排布為3d5的半充滿結(jié)構(gòu)，能量低，穩(wěn)定(2)ON＞O＞Csp3A(3)YFeO3(，+m，)【解析】(1)鐵為26號元素，在元素周期表中的位置為第四周期第Ⅷ族，基態(tài)Fe原子的價電子排布式為3d64s2，則基態(tài)Fe2+的價電子排布式為3d6；由于基態(tài)Fe3+的價電子排布為3d5的半充滿結(jié)構(gòu)，能量低，故Fe3+比Fe2+穩(wěn)定。(2)該物質(zhì)含有H、C、N、O、Fe、Ir元素，同周期元素從左至右電負(fù)性增大，同主族元素從上往下電負(fù)性減小，故該結(jié)構(gòu)中電負(fù)性最大的元素為O；分子中第二周期元素為C、N、O，第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C。由圖可知，P原子形成4根鍵，則P原子的價層電子對數(shù)為4，則其雜化方式為sp3；該分子中，N、P原子與Ir之間形成配位鍵，存在C-H鍵、C-O鍵、N-H鍵等極性共價鍵，存在C-C非極性共價鍵，兩原子之間的共價鍵有且只有一個是鍵，C=N雙鍵中有一個鍵，一個鍵，不含有離子鍵，故選A。(3)晶胞中Y的個數(shù)為，F(xiàn)e的個數(shù)為2，O的個數(shù)為，故鐵酸釔的化學(xué)式為YFeO3；已知1號O原子空間坐標(biāo)為(0，0，)，2號O原子空間坐標(biāo)為(，-m，-n)，則3號Fe原子的空間坐標(biāo)為(，+m，)，若晶胞參數(shù)分別為apm、bpm和cpm，阿伏加德羅常數(shù)的值用表示，則該晶體的密度為。9．（2021·江蘇揚(yáng)州市高三模擬）納米TiO2被廣泛應(yīng)用于光催化、精細(xì)陶瓷等領(lǐng)域。以鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)為原料制備納米TiO2的步驟如下：25℃時，Ksp[TiO(OH)2]=1×10?29；Ksp[Fe(OH)3]=4×10?38；Ksp[Fe(OH)2]=8×10?16(1)酸浸：向磨細(xì)的鈦鐵礦中加入濃硫酸，充分反應(yīng)后，所得溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+和SO。Ti基態(tài)核外電子排布式為___________。(2)除鐵、沉鈦：向溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)，趁熱過濾。所得濾液冷卻后過濾得到富含TiO2+的溶液；調(diào)節(jié)除鐵后溶液的pH，使TiO2+水解生成TiO(OH)2，過濾。①若沉鈦后c(TiO2+)＜1×10?5mol·L?1，則需要調(diào)節(jié)溶液的pH略大于___________。②TiO2+水解生成TiO(OH)2的離子方程式為___________。③加入鐵粉的作用是___________。(3)煅燒：在550℃時煅燒TiO(OH)2，可得到納米TiO2。①TiO2的一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖-1所示，每個O周圍距離最近的Ti數(shù)目是___________。②納米TiO2在室溫下可有效催化降解空氣中的甲醛。H2O和甲醛都可在催化劑表面吸附，光照時，吸附的H2O與O2產(chǎn)生HO，從而降解甲醛?？諝獾臐穸扰c甲醛降解率的關(guān)系如圖-2所示，甲醛降解率隨空氣濕度變化的原因?yàn)開__________。(4)純度測定：取納米TiO2樣品2.000g，在酸性條件下充分溶解，加入適量鋁粉將TiO2＋還原為Ti3＋，過濾并洗滌，將所得濾液和洗滌液合并配成250mL溶液。取合并液25.00mL于錐形瓶中，加幾滴KSCN溶液作指示劑，用0.1000mol·L?1NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，將Ti3＋氧化為TiO2＋，消耗0.1000mol·L?1NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液23.00mL。該樣品中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。(寫出計算過程)?！敬鸢浮?1)[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2(2)2TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+將溶液中Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，避免沉鈦過程中生成Fe(OH)3雜質(zhì)(3)3濕度低于40%時，隨濕度增大，催化劑表面吸附的水分子增多，產(chǎn)生的HO增多，甲醛降解率增大；濕度高于40%時，隨濕度增大，催化劑表面吸附的水分子過多，降低了甲醛的吸附，甲醛降解率降低(4)92.00%【解析】(1)Ti是22號元素，根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；(2)①25℃時，Ksp[TiO(OH)2]=1×10?29，c(TiO2+)·c2(OH-)=1×10?29，c(TiO2+)＜1×10?5mol·L?1，c(OH-)＞，c(H+)＜=10-2mol/L，故需要調(diào)整溶液的pH＞2；②調(diào)節(jié)除鐵后溶液的pH，TiO2+水解生成TiO(OH)2沉淀同時產(chǎn)生H+，反應(yīng)的離子方程式為：TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+；③加入鐵粉的作用是將溶液中Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，避免在沉鈦過程中生成Fe(OH)3雜質(zhì)；(3)①根據(jù)TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知：每個O周圍距離最近的Ti數(shù)目是3個；②濕度低于40%時，隨濕度增大，催化劑表面吸附的水分子增多，產(chǎn)生的HO增多，甲醛降解率增大；當(dāng)濕度高于40%低；時，隨濕度增大，催化劑表面吸附的水分子過多，降低了甲醛的吸附，甲醛降解率降(4)滴定消耗0.1000mol·L?1NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液23.00mL所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量n[NH4Fe(SO4)2]=0.1000mol·L?1×23.00×10?3L=2.300×10?3mol，根據(jù)電子守恒和元素守恒可建立反應(yīng)關(guān)系如下TiO2~TiO2＋~Ti3＋~NH4Fe(SO4)2，25mL溶液中n(TiO2)=2.300×10?3mol，則在250mL溶液中n(TiO2)=×2.300×10-3mol=2.300×10-2mol。故在2.000g納米TiO2樣品中含有TiO2的質(zhì)量m(TiO2)=2.300×10-2mol×80g·mol-1=1.840g，因此樣品中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=92.00%。10．（2021·天津高三三模）N、P、As均為氮族元素，這些元素與人們的生活息息相關(guān)?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列狀態(tài)的N原子或離子在躍遷時，用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜的是___________(填序號)。a.b.c.d.(2)Si、P、S的電負(fù)性由大到小的順序是___________，第一電離能由大到小的順序是___________。(3)KSCN溶液是檢驗(yàn)Fe3+的常用試劑，SCN-的空間構(gòu)型為___________。(4)吡啶為含N有機(jī)物，這類物質(zhì)是合成醫(yī)藥、農(nóng)藥的重要原料。下列吡啶類化合物A與Zn(CH2CH3)2(即)反應(yīng)生成有機(jī)化合物B，B具有優(yōu)異的催化性能。吡啶類化合物A中N原子的雜化類型是___________，化合物A易溶于水，原因是___________。含Zn有機(jī)物B的分子結(jié)構(gòu)中含___________(填序號)。A．離子鍵B．配位鍵C．鍵D．鍵E．氫鍵(5)N與金屬可形成氮化物，如AlN晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，某種氮化鐵結(jié)構(gòu)如圖乙所示。①AlN晶胞中，含有的Al、N原子個數(shù)均是___________。②該氮化鐵晶胞邊長為apm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則該氮化鐵晶體密度___________g﹒cm-3。【答案】（1）c（2）S>P>SiP>S>Si(3)直線型(4)sp2化合物A與水分子間存在氫鍵BCD(5)6【解析】(1)從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜，故c正確。(2)的順序是、P與S是同周期中相鄰的元素，同周期元素從左到右電負(fù)性增大，故、P、S的電負(fù)性由大到小，同周期元素從左到右第一電離能有增大的趨勢，但ⅤA中p軌道處于半充滿狀態(tài)，第一電離能大于ⅥA，故第一電離能由大到小的順序是。(3)[S=C=N]-，分子內(nèi)N形成碳氮雙鍵，價層電子數(shù)為2，故其雜沒有孤電子對，空間構(gòu)型為直線形。(4)從化合物A結(jié)構(gòu)示意圖知，分子內(nèi)N形成碳氮雙鍵，故其雜化方式為sp2；A易溶于水，原因是化合物A與水分子間存在氫鍵；含有機(jī)物B的分子是共價分子，則結(jié)構(gòu)中不含離子鍵，所含共價鍵中有配位鍵、有單鍵有雙鍵，故選項(xiàng)BCD正確。(5)①晶體結(jié)構(gòu)單元中，Al位于棱邊的中點(diǎn)、體心、和晶胞內(nèi)，N位于頂點(diǎn)和面向，按均攤法知，含數(shù)目為、N原子個數(shù)，故均是6；②若該氮化鐵的晶胞有的中，N原子位于體心，故N原子數(shù)目為1，鐵原子有的位于頂點(diǎn)、有的位于面心，則其數(shù)目，邊長為，阿伏加德羅常數(shù)的值為，則該氮化鐵的晶體密度=，可表示為。11．（2021·廣東珠海市高三二模）硒是稀散非金屬之一，在光敏材料、電解錳行業(yè)催化劑和半導(dǎo)體材料等方面有廣泛應(yīng)用，其在元素周期表中相對位置關(guān)系如圖所示：回答下列問題：(1)基態(tài)硒原子的核外電子排布式為____________。單質(zhì)硒的熔點(diǎn)為221℃，其晶體類型____________。(2)根據(jù)元素周期律，電負(fù)性：Se______S，第一電離能Ga______As。(填“>”“<”或“=”)，Se所在主族元素對應(yīng)氫化物沸點(diǎn)最低的是______(填化學(xué)式)。(3)硒的含氧酸有H2SeO3，H2SeO4。酸性：H2SeO3______H2SeO4(填“>”“<”或“=”)(4)SeO3是一種無色晶狀物，空氣中易吸潮。請問Se原子的雜化方式為_____，SeO3的空間構(gòu)型為_____。(5)硒化鋅材料是一種黃色透明的多晶材料，用于制造透紅外線材料及紅外線光學(xué)儀器，其晶胞如圖所示(其中白色球表示硒原子)，Zn原子的配位數(shù)為______，已知晶胞邊長參數(shù)為anm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則緊鄰的Se2-與Zn2+之間的距離為______nm(列出表達(dá)式)，硒化鋅的密度為______g·cm-3(列出計算式)?！敬鸢浮?1)或分子晶體(2)<<H2S(3)<(4)sp2雜化平面正三角形(5)4【解析】(1)Se與O元素同主族，位于第四周期，其元素原子序數(shù)為34，N層有6個價電子，所以硒的電子排布式為或；單質(zhì)硒的熔點(diǎn)為221℃，熔點(diǎn)較低，則說明該晶體屬于分子晶體；(2)Se與S同主族，因同主族從上到下，非金屬性逐漸減弱，電負(fù)性逐漸減少，所以電負(fù)性：Se＜S；Ga位于第四周期IIIA族，As位于第四周期VA族，同周期從左到右第一電離能逐漸增大，且第VA族元素最外層電子是半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，所以第一電離能：Ga<As；Se所在主族元素為第VIA族，對應(yīng)氫化物均為分子晶體，H2O分子間存在氫鍵沸點(diǎn)較高，其余氫化物中，相符分子質(zhì)量越小，其分子間范德華力越小，沸點(diǎn)越低，則沸點(diǎn)最低的是H2S；(3)H2SeO4中非羥基氧數(shù)目比H2SeO3的多，Se的正電性更高，導(dǎo)致Se-O-H中O的電子更偏向Se原子，更容易電離出氫離子，故酸性：H2SeO3＜H2SeO4；(4)SeO3分子中σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為子對數(shù)=3+0=3，為平面正三角形；=0，所以雜化方式為：sp2雜化；價層電(5)ZnSe采取面心立方最密堆積方式，根據(jù)圖示結(jié)構(gòu)可知，Zn原子（小黑球）的配位數(shù)為4；晶胞邊長參數(shù)為anm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則根據(jù)幾何關(guān)系可知，緊鄰的Se2-與Zn2+之間的距離為體對角線的，即該距離為；一個晶胞中含有Se2-個數(shù)為，含有Zn2+個數(shù)為4，硒化鋅晶體的密度g·cm-3。12．（2021·重慶高三三模）鐵和銅及其化合物在生產(chǎn)、生活及科研中應(yīng)用廣泛。回答下列問題：(1)中基態(tài)陽離子核外電子排布式為________，的立體構(gòu)型是________。(2)晶體中與之間的化學(xué)鍵類型為________，該化學(xué)鍵能夠形成的原因是________。(3)將過量的氨水加入硫酸銅溶液中，溶液最終變成深藍(lán)色，繼續(xù)加入乙醇，析出深藍(lán)色的晶體{}。①N、O、S的第一電離能從大到小的順序?yàn)開_______________。②分子中N原子的雜化類型是________，極易溶于水的原因是________________。(4)Cu和Ni在周期表中的位置相鄰，Cu的第二電離能大于Ni的第二電離能的原因是________________。(5)Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若晶體密度為。則阿伏加德羅常數(shù)的值________(用字母a、表示)。，與F之間的最近距離為【答案】(1)Fe3+有空軌道能接受孤電子對(3)N＞O＞Ssp3平面三角形(2)配位鍵(或共價鍵)CN-能提供孤電子對，氨分子與水分子之間能形成氫鍵；氨分子和水分子都是極性分子，相似相溶(4)銅失去3d電子所需要的能量大于鎳失去4s電子所需要的能量(5)【解析】(1)Cu(NO3)2中陽離子為Cu2+，Cu元素為29號元素，原子核外有29個電子，失去外圍兩個電子形成Cu2+，核外電子排布式為；NO中N原子的價層電子對數(shù)為=3，不含孤電子對，空間構(gòu)型為平面三角形；(2)CN-能提供孤電子對，F(xiàn)e3+有空軌道能接受孤電子對，所以Fe3+與CN-形成配位鍵(或共價鍵)；(3)①同主族自上而下第一電離能減小，同周期自左至右第一電離能呈增大趨勢，但N原子的2p軌道半滿，更穩(wěn)定，第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能從大到小的順序?yàn)镹＞O＞S；②NH3分子中N原子形成3個σ鍵，還有一對孤電子對，價層電子對數(shù)為4，雜化類型為sp3雜化；氨分子與水分子之間能形成氫鍵，氨分子和水分子都是極性分子，相似相溶，所以氨氣極易溶于水；(4)Cu+的價電子排布為3d10，Ni+的價電子排布為3d84s1，Cu+失去3d電子所需要的能量大于Ni+失去4s電子所需要的能量，所以Cu的第二電離能大于Ni的第二電離能；(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知Cu與F最近的距離為體對角線的四分之一，設(shè)晶胞的棱長為b，則有b=4a，所以a)3×10-30cm3；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中有4g，則晶體的密度晶胞的棱長為apm，晶胞的體積V=(a)3pm3=(個F原子，有=4個Cu原子，所以晶胞的質(zhì)量m=，解得NA=。13．（2021·山東煙臺市高三三模）已知銅的配合物A結(jié)構(gòu)如圖。請回答下列問題：(1)A中所含第二周期各元素基態(tài)原子中，第一電離能大小順序?yàn)開____。(2)膽礬CuSO4·5H2O結(jié)構(gòu)示意圖如下，CuSO4·5H2O中不存在的相互作用有____(填標(biāo)號，下同)，加熱藍(lán)色膽礬晶體得到白色硫酸銅固體依次破壞的相互作用有____。A．離子鍵B．極性鍵C．非極性鍵D．配位鍵E.氫鍵(3)氧和硫?yàn)橥蛔逶?，形成陰離子的空間構(gòu)型為___，中心原子S的雜化方式為___；H2S、H2Se具有類似的晶體結(jié)構(gòu)，其中水溶液酸性較強(qiáng)的是____，原因是____。(4)液氨可作制冷劑，氣化時吸收大量熱量的原因是____。(5)氮化鎵是一種新型半導(dǎo)體材料。晶胞結(jié)構(gòu)可看作金剛石晶胞內(nèi)部的碳原子被N原子代替，頂點(diǎn)和面心的碳原子被Ga原子代替。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。①若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則原子2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為____。②若晶胞中Ga和N原子的最近距離為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則氮化鎵的晶體密度為____g·cm-3(列出計算表達(dá)式)?！敬鸢浮?1)N>O>C(2)CED(3)四面體sp3H2SeS的電負(fù)性大于Se，電負(fù)性越大與氫結(jié)合的越牢固，不易斷鍵(4)氣化時需破壞氨分子間的大量的氫鍵作用(5)(0.25，0.75，0.25)【解析】(1)A中所含第二周期各元素分別為C、N、O，同周期元素第一電離能從左到右呈增大趨勢，但VA族最外層為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其第一電離能大于同周期的VIA族元素，因此第一電離能N>O>C；(2)由膽礬CuSO4·5H2O結(jié)構(gòu)示意圖可知銅離子與水分子之間存在配位鍵、水分子內(nèi)部存在極性共價鍵、水分子之間存在氫鍵、硫酸根離子內(nèi)部存在極性共價鍵、硫酸根離子與水合銅離子間存在離子鍵，故不存在的作用力是非極性鍵，加熱藍(lán)色膽礬晶體得到白色硫酸銅固體依次破壞水分子間的氫鍵以及銅離子與水分子之間的配位鍵，故答案為：C；ED；(3)陰離子中中心硫原子形成四對共用電子對與三個氧原子和一個硫原子成鍵，離子構(gòu)型為四面體結(jié)構(gòu)，中心S原子采用sp3雜化，S的電負(fù)性大于Se，電負(fù)性越大與氫結(jié)合的越牢固，形成的化學(xué)鍵越不易斷鍵，電離就越困難，導(dǎo)致氫化物的酸性越弱，因此酸性H2Se大于H2S；(4)氨分子間存在大量的氫鍵，氣化時破壞氫鍵需要吸收大量的熱才能實(shí)現(xiàn)；(5)①根據(jù)金剛石的結(jié)構(gòu)進(jìn)行類推，將金剛石晶胞分作八個小部分，有四個原子分別位于不相鄰的小立方體中心，1和2的x坐標(biāo)值相同，y、z坐標(biāo)值相反，故y點(diǎn)坐標(biāo)為：(0.25，0.75，0.25)；②設(shè)晶胞的參數(shù)為xcm，晶胞中Ga和N原子的最近距離為體對角線的四分之一，則，，一個晶胞的體積為x3=，1個氮化鎵晶胞中含有4個N和4個Ga，則一個晶胞的質(zhì)量為g，晶胞的密度=。14．（2021·河北滄州市高三三模）高熵合金通常被定義為含有5種以上主要元素的固溶體，每種元素的摩爾比為。這個概念已經(jīng)擴(kuò)展到創(chuàng)造熵穩(wěn)定的功能材料中。此類材料有熵穩(wěn)定高熵功能材料(的氧化物)，以及尖晶石、碳化物和硅化物等。根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：(1)基態(tài)原子的價電子排布式為_______，有_______個未成對電子。((2)鎳及其化合物常用作有機(jī)合成的催化劑，如表示苯基)，在該化合物中，配體的空間構(gòu)型為_______；晶體中存在的化學(xué)鍵類型有_______(填標(biāo)號)。A．離子鍵B．極性鍵C．非極性鍵D．金屬鍵E.配位鍵F。氫鍵(3)尖晶石是鎂鋁氧化物組成的礦物，含有鐵、鋅、錳等元素。三種元素的第一電離能由，中含有鍵與鍵的數(shù)大到小的順序?yàn)開______。(4)已知：是強(qiáng)還原劑，與水反應(yīng)能生成目之比為_______，該離子中C的雜化方式為_______。(5)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若碳和硅的原子半徑分別為和，密度為，其原子的空間利用率(即晶胞中原子體積占空間體積的百分率)為_______(用含的代數(shù)式表示，表示阿伏加德羅常數(shù)的值)?！敬鸢浮?1)2(2)三角錐形BCE(3)(4)sp(5)【解析】(1)基態(tài)原子的價電子排布式為，有2個未成對電子；(2)(表示苯基)中配體為原子的價電子數(shù)為5，其中3個電子與苯基形成單鍵，余下2個電子形成一對孤對電子(用于形成配位鍵)，因此P原子采取雜化，故配體的空間構(gòu)型為三角錐形；中存在(極性鍵)，(非極性鍵)，(配位鍵)，答案選BCE；(3)基態(tài)Fe原子的價電子排布式為3d64s2，基態(tài)Mn原子的價電子排布式為3d54s2，F(xiàn)e原子質(zhì)子數(shù)多，對核外電子吸引力更強(qiáng)，故第一電離能Fe＞Mn，基態(tài)Zn原子的價電子排布式為3d104s2，為全滿結(jié)構(gòu)，故Zn的第一電離能最大，則第一電離能Zn＞Fe＞Mn；(4)中C、N以三鍵連接，三鍵中含有1個鍵，2個鍵，故鍵與鍵的數(shù)目之比為參與雜化，只有1個鍵參與雜化，C上有1對孤對電子，故C的雜化方式為sp雜化；，鍵不(5)根據(jù)均攤法可得，該晶胞中含有4個C和4個，故原子所占的總體積，該晶胞的體積為，則原子的空間利用率為。15．（2021·山東青島市高三模擬）鎳、砷是近年來頗受材料化學(xué)研究領(lǐng)域關(guān)注的元素。(1)Ni在周期表中的位置___，Ni2+價電子軌道表示式為____。(2)NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似，在氧氣中加熱，部分Ni2+被氧化為Ni3+，成為NixO(x<1)，出現(xiàn)晶體空位。氧化過程如圖，圖a中Ni的配位數(shù)為___，圖b中x為___，n(Ni2+):n(Ni3+)=___。(3)砷存在多種同素異形體——黃砷、黑砷、灰砷①黃砷結(jié)構(gòu)與白磷相似，黃砷的空間構(gòu)型為___，第三周期，第一電離能介于Al和P之間的元素有___種。②近年來，黑砷在催化電解水方面的研究受到關(guān)注，其晶體結(jié)構(gòu)與石墨類似。根據(jù)圖中信息，下列說法正確的有___(填標(biāo)號)。a.黑砷中As—As鍵的鍵能均相同b.黑砷與C60都屬于混合型晶體c.黑砷單層中As原子與As—As鍵的個數(shù)比為2:3d.黑砷層與層之間的作用力為范德華力【答案】(1)第四周期第Ⅷ族(2)613:2正四面體(3)3cd【解析】(1)28號元素位于第四周期第VIII族；的價電子排布式為：，所以價電子軌道表示式為：，故答案為：第四周期第VIII族；；(2)根據(jù)圖ａ的晶胞結(jié)構(gòu)可知與緊鄰O有6個，所以的配位數(shù)為6；根據(jù)圖b晶胞結(jié)構(gòu)，一個晶胞內(nèi)含，一個晶胞內(nèi)含有O原子數(shù)為；有的個數(shù)為，所以設(shè)＝a，＝b，根據(jù)化合價代數(shù)和為零，列出如下等式：，解得：，所以n(Ni2+):n(Ni3+)=13:2；(3)①白磷的空間構(gòu)型為：正四面體結(jié)構(gòu)，黃砷結(jié)構(gòu)與白磷相似，所以黃砷的空間構(gòu)型為正四面體；同周期主族元素從左向右第一電離能遞增，但是第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，第一電離能介于Al和P之間的元素有Mg、Al、P，共3種；②a．根據(jù)圖片中數(shù)值可知黑砷中As—As鍵的鍵能不一樣，故a錯誤；b．黑砷和石墨類似為混合型晶體，C60屬于分子晶體，故b錯誤；c．每個砷原子形成三條共價鍵，利用均攤發(fā)分析可知，平均一個砷原子含有子與As—As鍵的個數(shù)比為2:3，故c正確；條鍵，所以As原d．黑砷晶體結(jié)構(gòu)和石墨類似，層與層之間的作用力為范德華力，為混合型晶體，故d正確；答案為cd。16．（2021·廣東茂名市高三二模）銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用，宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色，歷經(jīng)千年色彩依然，其中綠色就是來自Cu(OH)2?CuCO3。回答下列問題：(1)基態(tài)Cu2+的核外電子排布式___，Cu在元素周期表中屬于___區(qū)。(2)CO的空間構(gòu)型為___。(3)銅的某種配合物結(jié)構(gòu)如圖，該配合物中Cu2+的配位數(shù)為___，其中C、N、O按第一電離能由小到大的順序排列為___。該配合物中碳原子的雜化方式為___。該配體能Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀離子，其原因是___。(4)釔鋇銅氧是一種新型節(jié)能高溫超導(dǎo)體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖a。研究發(fā)現(xiàn)，此高溫超導(dǎo)體中的Cu元素有兩種價態(tài)，分別為+2和+3，Y元素的化合價為+3。該物質(zhì)的化學(xué)式為___，該物質(zhì)中Cu2+與Cu3+的個數(shù)比為___。(5)已知黃銅礦中鐵、硫、銅組成晶胞結(jié)構(gòu)如圖b，化學(xué)式為CuFeS2。若晶體密度為dg?cm-3，則晶胞的高h(yuǎn)=___pm(寫出簡化后的計算式即可)。【答案】(1)[Ar]3d9ds(2)平面三角形(3)4C<O<Nsp2、sp3H2NCH2COO-中的N、O分別提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵(4)YBa2Cu3O72：1(5)【解析】(1)Cu是29號元素，基態(tài)銅原子的核外電子排布式是1s22s22p63s2sp63d104s1，銅原子失去2個電子得到基態(tài)Cu2+，Cu2+核外電子排布式[Ar]3d9，Cu在第四周期ⅠB族，屬于ds區(qū)。(2)CO32-中C原子價電子對數(shù)是，無孤電子對，空間構(gòu)型為平面三角形；(3)根據(jù)銅的某種配合物結(jié)構(gòu)圖可知，配合物中Cu2+的配位數(shù)為4，N原子2p能級為半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以C、N、O按第一電離能由小到大的順序排列為C<O<N。該配合物中單鍵碳原子的雜化方式為sp3、雙鍵碳原子的雜化方式為sp2。該配體能與Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀離子的原因是H2NCH2COO-中的N、O分別提供孤對電子給Cu2+形成配位鍵；(4)根據(jù)均攤原則，晶胞中含有2個Ba、1個Y、7個O、3個Cu，該物質(zhì)的化學(xué)式為YBa2Cu3O7，根據(jù)化合價代數(shù)和等于0，該物質(zhì)中Cu2+與Cu3+的個數(shù)比,2:1；(5)根據(jù)均攤原則，1個晶胞中含有4個鐵、8個硫、4個銅，晶體密度為dg?cm-3，則，h=pm。17．（2021·湖南高三模擬）回答下列問題：(1)我國自主研發(fā)的DF—31A洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈是我國大國地位、國防實(shí)力的顯著標(biāo)志，其材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多種元素。①基態(tài)鎳原子的價電子排布式為__。②Cr與K位于同一周期且最外層電子數(shù)相同，兩種元素原子第一電離能的大小關(guān)系為K___(填“＞”或“＜”)Cr；③SCN-常用于檢驗(yàn)Fe3+，其對應(yīng)酸有硫氰酸(H—S—C≡N)和異硫氰酸(H—N=C=S)兩種。硫氰酸分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為___，異硫氰酸沸點(diǎn)較高的原因是__。(2)大連理工大學(xué)彭孝軍院土課題組報道了基于硼氟熒類熒光染料(BODIPY)的銅熒光探針的設(shè)計與應(yīng)用，利用Cu2+誘導(dǎo)胺的氧化脫氫反應(yīng)形成的Cu+配合物，進(jìn)行Hela細(xì)胞中的Cu2+熒光成像和檢測。其反應(yīng)如圖所示：在水溶液里，Cu2+比Cu+穩(wěn)定，是由于水分子配體的作用。在氣態(tài)時，Cu2+比Cu+活潑的原因是____；BODIPY熒光探針分子中，1molBODIPY分子中含有__mol配位鍵。(3)六方石墨和三方石墨都是由石墨層形分子平行堆積而形成的晶體。已知六方石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB…方式堆積而成，如圖甲所示，一個石墨的六方晶胞如圖乙所示。而三方石墨層形分子堆積的次序?yàn)锳BCABC，一個三方石墨晶胞如圖丙所示。畫出六方石墨晶胞沿c軸的投影：__(用“·”標(biāo)出碳原子位置即可)，已知一個三方石墨晶胞的體積為Vpm3，則該晶胞的密度為__g/cm3。(用含NA和V的代數(shù)式表示)【答案】(1)3d84s2＜3：2異硫氰酸分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高(2)Cu+的價電子排布為3d10，3d能級處于全滿狀態(tài)，比Cu2+穩(wěn)定1(3)【解析】(1)①鎳元素的原子序數(shù)為28，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，價電子排布式為3d84s2；②K、Cr同周期，與K相比，Cr原子半徑較小、核電荷數(shù)較大，對核外電子的吸引力更大，故第一電離能Cr較大；③根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知每個HSCN分子中有3個鍵和2個鍵，故其比為3:2；異硫氰酸中有“N-H”結(jié)構(gòu)，易形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)較高；(2)的價電子排布為，3d能級處于全滿狀態(tài)，比穩(wěn)定；B原子和含雙鍵的N原子形成一個配位鍵；(3)六方石墨晶胞沿c軸的投影圖如圖所示，一個三方石墨晶胞中含有6個C原子，故晶胞的密度。18．（2021·廣東梅州市高三二模）2019年諾貝爾化學(xué)獎給了三位為鋰離子電池發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家。鋰離子電池的正極材料主要有層狀結(jié)構(gòu)的，尖晶石結(jié)構(gòu)的以及橄欖石型的(M=Fe、Mn、Ni、Co等元素)。(1)N、O、P的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開__________。第三電離能“＜”)。(Mn)___________(Fe)(填“＞”或(2)基態(tài)Co原子核外電子排布式為___________；的一種配離子中，的配位數(shù)是___________，配位體中心原子雜化類型是___________。(3)MnO的熔點(diǎn)(1650℃)比MnS的熔點(diǎn)(1610℃)高，它們含有的化學(xué)鍵類型是___________。前者熔點(diǎn)較高的原因是___________。(4)磷元素和鋁元素形成的化合物AIP因殺蟲效率高、廉價易得而被廣泛使用。已知AlP的熔點(diǎn)為2000℃，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①磷化鋁的晶體類型為___________。②A、B點(diǎn)的原子坐標(biāo)如圖所示，則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)為___________。③磷化鋁的晶胞參數(shù)pm，其密度為___________(列出計算式即可，用表示阿伏加德羅常數(shù)的值)【答案】(1)價晶體)＞(2)6sp(3)離子鍵MnO的晶格能大(4)原子晶體(或共【解析】(1)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則N、O、P的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)殡娮雍?，價電子排布式是3d5，處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，所以第三電離能(Mn)＞(Fe)。。錳失去2個(2)Co的原子序數(shù)是27，則基態(tài)Co原子核外電子排布式為中含有的配體是N和NH3，；的一種配離子的配位數(shù)是1+5＝6，配位體中心原子的價層電子對數(shù)是＝2，沒有孤電子對，雜化類型是sp。(3)MnO的熔點(diǎn)(1650℃)比MnS的熔點(diǎn)(1610℃)高，二者均是離子晶體，它們含有的化學(xué)鍵類型是離子鍵。氧離子半徑小于硫離子半徑，MnO的晶格能大，所以前者熔點(diǎn)較高。(4)①AlP的熔點(diǎn)為2000℃，熔點(diǎn)高，因此磷化鋁的晶體類型為原子晶體(或共價晶體)。②根據(jù)A、B點(diǎn)的原子坐標(biāo)可判斷C點(diǎn)的原子坐標(biāo)為。③晶胞中P原子個數(shù)是＝4，Al原子個數(shù)是4，磷化鋁的晶胞參數(shù)pm，則其密度為。19．（2021·河北邯鄲市高三三模）Ⅰ.主族元素能形成多種化合物，它們是探測器、激光器、微波器的重要材料。(1)氧原子價電子層上的電子可以進(jìn)行重排以便提供一個空軌道與氮原子形成配位鍵，該氧原子重排后的價電子排布圖為___________，電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“洪特規(guī)則”)。(2)自然界中不存在單質(zhì)硼，硼的氫化物也很少，主要存在的是硼的含氧化合物，根據(jù)下表數(shù)據(jù)分析其原因是___________。化學(xué)鍵B-HB-OB-B389561293鍵能(kJ·mol-1)(3)NH3與BF3氣體相遇發(fā)生反應(yīng)生成F3B-NH3晶體①F3B-NH3晶體中，B原子的雜化軌道類型為___________。②F3B-NH3晶體中不存在的作用力有___________。a.σ鍵b.π鍵c.離子鍵d.配位鍵e.范德華力(4)已知：物質(zhì)AsF362.8AsCl3130.2BiF3沸點(diǎn)/℃900.0解釋表中物質(zhì)之間沸點(diǎn)差異的原因___________。Ⅱ.儲氫合金能有效解決氫氣的儲存和運(yùn)輸，對大規(guī)模使用氫能具有重要意義。(5)某儲氫材料是第三周期金屬元素M的氫化物，M的部分電離能如下表所示。M是___________(填元素符號)，判斷理由是___________。I1/kJ·mol-1I2/kJ·mol-1I3/kJ·mol-1I4/kJ·mol-1I5/kJ·mol-1738145177331054013630(6)過渡金屬Q(mào)與鑭(La)形成的合金也是一種儲氫材料，其中基態(tài)Q原子的價電子排布式為nd2n＋2(n＋1)sn-1；該合金的晶胞結(jié)構(gòu)和z軸方向的投影圖如圖所示。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該合金的密度ρ=___________g·cm-3(用含a、c、NA的代數(shù)式表示，列出計算式即可)?！敬鸢浮?1)洪特規(guī)則(2)B-O鍵鍵能大于B-B鍵和B-H鍵，所以更易形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的B-O鍵(3)sp3雜化bc(4)BiF3是離子晶體，沸點(diǎn)較高，AsF3和AsCl3是分子晶體，沸點(diǎn)較低，AsC