高考化學(xué)十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 詳解版五年（2018-2022）真題訓(xùn)練

專題十五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

悟考點

1.分子的空間結(jié)構(gòu)、中心原子雜化方式判斷

中心原子

價層電子對數(shù)連接原子數(shù)雜化方式VSEPR模型分子形狀

孤電子對數(shù)

2O2SP直線形直線形

O3平面三角形

3sP2平面三角形

12V形

O4四面體形

413SPJ四面體形三角錐形

22V形

UUfTrl4,也、加晶胞M晶胞

晶體密度的計算一=市T加

2.晶胞有關(guān)計算,

空間利用率的計算：空間利用率=詈X100%

V晶一

考點1電池材料類

1.[河北2022?l7,15分]含Cu、Zn>Sn及S的四元半導(dǎo)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(yīng)用于薄膜太陽能電池領(lǐng)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

______________________________________________________________________________________________________O

(3)SnCI3一的幾何構(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)2JClB.[Cu(NH3)4JSO4

C.[Zn(NH3)4JSO4D.Na2IZn(OH)4J

(5)如圖是硫的四種含氧酸根的結(jié)構(gòu)：

ABCD

根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)推斷，能在酸性溶液中將Md+轉(zhuǎn)化為MnoJ的是(填標號)。理

由是。

2.［全國I∏2019?35,15分］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(xué)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)Feel3中的化學(xué)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(O^NH2)的晶體類型是。苯胺與甲苯(Oμ^cfi3)的相對分子質(zhì)量相近,

但苯胺的熔點(-5.9℃)、沸點(184.4°C)分別高于甲苯的熔點(一95.0℃)、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(fù)雜磷酸鹽，如：

焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示：

。磷原子

0氧原子

焦磷酸根離子三磷酸根離子

這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為(用n代表P原子數(shù))。

3.［全國I2020?35,15分IGoodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、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(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Fe?+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⑺)如表所示"(Li)>∕∣(Na),原因是。

∕ι(Be)>∕∣(B)>∕∣(Li),原因是

,

∕1∕(kJ?mol^)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

(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)示意圖如圖甲所示。其中0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。

丙

FePO4j

電池充電時，LiFePO4脫出部分Li+,形成LilrFePC結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙所示，則X=

,w(Fe2+)：n(Fe3+)=.

4.［全國II2020?35,15分］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c

(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiFit熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiL熔點

依次升高，原因是O

化合物

TiF4TiCl4TiBr4TiI4

熔點/℃377-24.1238.3155

(3)CaTiO3的晶胞如圖甲所示，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,Ca?+的配位數(shù)是o

(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Pb?+,I和有機堿離子CH3NH3

,,其晶胞如圖乙所示。其中Pb?'與圖甲中的空間位置相同，有機堿CH3NH3'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?cn√3(列出計算式)。

甲

(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(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土錯(EU)鹽，提升了太陽能電

池的效率和使用壽命，其作用原理如圖丙所示，用離子方程式表示該原理

丙

5.［全國I2O18?35,15分］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(yīng)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)。

Eθ□□□□0[S□□

Is2s2p,t2py2pzIs2s2px2pγ2p2

AB

□E0□□θ□□□□

1s2s2px2py2p.Is2s2p*2p>2p:

CD

(2)Lj與H-具有相同的電子構(gòu)型,《Li+)小于r(lΓ),原因是。

(3)LiAIH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlM中的陰離子空間構(gòu)型是—，中心原子的

雜化形式為一，LiAlH4中，存在—(填標號)。

A.離子鍵B.σ鍵C.兀鍵D.氫鍵

(4)Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖甲的Born—Haber循環(huán)計算得到。

2Li+(g)+02"(g)------------------->Li2θ(晶體)

|1040kj?mol^'1703kJ?moΓ'

2Li(g)0(g)?Li

↑318kJ?mol^'1249kJ?moΓl,OO

111-598kJ?moΓ'

2Li(晶體)+yθ2(g)--------------------------

甲

可知，Li原子的第一電離能為kJ?mol',0^=0鍵鍵能為kJmoΓl,

Li2O晶格能為kJ?mol>o

(5)Li2θ具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖乙所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm,阿伏加德羅常

數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為g?cπΓ3(列出計算式)。

考點2光電材料類

1.［廣東2022?20,14分］硒(Se)是人體必需微量元素之一，含硒化合物在材料和藥物領(lǐng)

域具有重要應(yīng)用。自我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AlE)效應(yīng)以來，AIE在發(fā)光材料、生物醫(yī)

學(xué)等領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。一種含Se的新型AIE分子IV的合成路線如下：

(I)Se與S同族，基態(tài)硒原子價電子排布式為

(2)HzSe的沸點低于H2O,其原因是______________________________________________

(3)關(guān)于I?In三種反應(yīng)物，下列說法正確的有(填序號)。

A.I中僅有σ鍵

B.I中的Se-Se鍵為非極性共價鍵

C.II易溶于水

D.∏中原子的雜化軌道類型只有SP與sp2

E.I?In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o

(5)硒的兩種含氧酸的酸性強弱為H2SeO4H2SeO3(填“>"或“<”)。研究發(fā)現(xiàn)，給小

鼠喂食適量硒酸鈉(Na2SeO4)可減輕重金屬鈍引起的中毒。SeO42的立體構(gòu)型為。

(6)我國科學(xué)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(yù)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)如圖甲，沿x、y、Z軸方向的投影均為圖乙。

甲乙

①X的化學(xué)式為。

②設(shè)X的最簡式的式量為Mr,晶體密度為"gym、，則X中相鄰κ之間的最短距離為

nm(列出計算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

2.［福建2021?14,10分］類石墨相氮化碳(g—C3N4)作為一種新型光催化材料，在光解水

產(chǎn)氫等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，研究表明，非金屬摻雜(0、S等)能提高其光催化活性。g-

C3N4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)如圖所示。

回答下列問題：

(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。

⑵N、0、S的第一電離能(∕ι)大小為∕ι(N)>∕ι(O)>∕∣(S),原因是

(3)g—C3N4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.兀鍵d.范德華力

(4)g—C3N4中，C原子的雜化軌道類型為,N原子的配位數(shù)為O

(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g-C3N4(OPCN)oOPCN的化學(xué)式為。

3.［湖南2021?18,15分］硅、錯(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?/p>

題：

⑴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(xué)式)；

(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4O

SiX4的熔沸點

SiF4SiCI4SiBr4SiI4

熔點/K183.0203.2278.6393.7

沸點/K187.2330.8427.2560.7

①OC時，SiF4、SiCl4、SiBr4、S山呈液態(tài)的是(填化學(xué)式)，沸點依次升高的原

因是,氣

態(tài)SiX4分子的空間構(gòu)型是;

②SiCI4與N一甲基咪∣?(H3C-Nyιi)反應(yīng)可以得到M2+,其結(jié)構(gòu)如圖所示：

HLC旻◎—CH「

CH

h?,c-pOcfwi?-3

N一甲基咪嚶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M2+中含有個σ鍵；

(3)如圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。

①已知化合物中Ge和O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(xué)式為;

②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為αnm、bnm?cnm,α=夕=尸90。，則該晶體的密度P

=g?cm3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示)。

4.［河北202E7,15分JKHZPCU晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國科學(xué)工作者制

備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)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+上表示，與之相反的

用一義表示，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o

(3)已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ?mo∣F)如下表:

N-NN=NP-PP=P

193946197489

從能量角度看，氮以N2、而白磷以P?結(jié)構(gòu)式可表示為PSP)形式存在的原因是

(4)已知KFhPCh是次磷酸的正鹽，H3PO2的結(jié)構(gòu)式為,其中P采取雜

化方式。

3-

(5)與PO4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：

OOO

IlL___IlL___Il-2H,0

HO-P-OH+H()4-PI-0≡H-+HOt-P-OH-------→

I

OHOHOH

OOO

IlIlIl

HO--P-O-P-O-P-OH

OHOHOH

如果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為。

(7)分別用O、?表示H2POJ和K*,KH2PO4晶體的四方晶胞如圖甲所示，圖乙、圖丙分

別顯示的是H2PO4-、κ+在晶胞XZ面、yz面上的位置:

①若晶胞底邊的邊長均為“pm、高為cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度為

g?CTrΓ3(寫出表達式)。

②晶胞在X軸方向的投影圖為(填序號).

考點3熱電材料、超導(dǎo)材料類

1.［山東2020?17,12分］CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：

(I)Sn為IVA族元素,單質(zhì)Sn與干燥Cb反應(yīng)生成SnCLt。常溫常壓下SnCI4為無色液體,

SnCl4空間構(gòu)型為，其固體的晶體類型為.

(2)NH3、PH3、Asfh的沸點由高到低的順序為(填化學(xué)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)

甲

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)如圖甲所示，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)如圖乙所示，晶胞棱邊夾角均為90。，晶胞中部分原子

的分數(shù)坐標如表所示。

乙

坐標

原子、Xyz

Cd000

Sn000.5

As0.250.250.125

一個晶胞中有個Sn,找出距離Cd(O,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。

2.［全國∏2019?35,15分］近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料,

其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物。回答下列問題：

(1)元素AS與N同族。預(yù)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4F6s2,Sml"

價層電子排布式為o

(3)比較離子半徑：FCPI填“大于”“等于”或“小于”)。

(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖甲所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如

圖乙所示。

圖中F-和02-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I-X代表，則

該化合物的化學(xué)式表示為;通過測定密度。和晶胞參數(shù)，可以計算該物質(zhì)

的X值，完成它們關(guān)系表達式："=gem3。

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,

例如圖甲中原子1的坐標為&?,￡),則原子2和3的坐標分別為、。

考點4金屬、非金屬及其化合物類

1.［全國乙2022?35,15分］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(yīng)用。

回答下列問題：

(I)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有,其中能量較高的是o(填標號)

a.ls22s22p43slb.Is22s22p43d2

c.Is22sl2p5d.Is22s22p33p2

(2)①一氯乙烯(C2H3CI)分子中，C的一個雜化軌道與Cl的3p1軌道形成C-

Cl鍵，并且Cl的3p：軌道與C的2p?軌道形成3中心4電子的大π鍵(口與。

②一氯乙烷(C2H5CI)、一氯乙烯(C2H3CI)、一氯乙烘(CzHCl)分子中，C—Cl鍵長的順序是

，理由：(i)C的雜化軌道中S成分越多，形成的C-CI鍵越強；

(i?)?

(3)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，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o

(4)a—AgI晶體中「離子作體心立方堆積(如圖所示),Ag+主要分布在由Γ構(gòu)成的四面體、

八面體等空隙中。在電場作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，a-Agl

晶體在電池中可作為

已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,則a—AgI晶體的摩爾體積Vm=m3?moL(列出算

式)。

2.［海南2021?19,14分］金屬跋基配位化合物在催化反應(yīng)中有著重要應(yīng)用。HMn(CO)5是

錦的一種簡單跋基配位化合物，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖。

回答問題:

(1)基態(tài)鎰原子的價層電子排布式為O

(2)配位化合物中的中心原子配位數(shù)是指和中心原子直接成鍵的原子的數(shù)目。HMn(CO)5

中鎬原子的配位數(shù)為o

(3)第一電離能的大?。篊0(填“大于”或“小于”)?

(4)Co32-中碳原子的雜化軌道類型是,寫出一種與CO32-具有相同空間結(jié)構(gòu)的

價無機酸根離子的化學(xué)式：。

(5)CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO?中的氫原子被甲基取代的產(chǎn)物。CH3Mn(CO)5與I2

反應(yīng)可用于制備CH3L反應(yīng)前后鎰的配位數(shù)不變，CH3Mn(CO)5與I2反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(6)MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型，如圖所示。前者的熔點明顯高于后者，其主要

原因是.

以晶胞參數(shù)為單位長度建立坐標系，可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子坐標。在

MnS晶胞坐標系中，a點硫原子坐標為(1,∣,J),b點鎰原子坐標為(0,0),則C點鎰原

子坐標為。

3.［廣東2021?20,14分］很多含疏基(一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H。

CH

CH-SHI,CH-SH()

2H2

C-Il

CH-SH—H—CH-SHCH3-S-OH

ICI

CH-OH,CH-SONa

2Z,23

∏IV

(i)基態(tài)硫原子價電子排布式為

(2)HzS'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HB族。

(4)化合物HI也是一種汞解毒劑?；衔颕V是一種強酸。下列說法正確的有.

A.在I中S原子采取sp3雜化

B.在∏中S元素的電負性最大

C.在ΠI中C-C-C鍵角是180°

D.在山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。化合物I與化合物HI相比,

水溶性較好的是.

(6)理論計算預(yù)測，由汞(Hg)、錯(Ge)、睇(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(晶胞如圖甲所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

①圖乙為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O

②圖丙為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(shè)X的最簡式的式量為Mr,則X晶體的密度為g?cπ√3(列出算式)。

4.［山東2021?16,12分］非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?/p>

題：

(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有一種。

(2)0、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”)C12O,原因是

(3)Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF?室溫下易升華。XeFz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XeFz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

出。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。

5.［全國II2018?35,15分］硫及其化合物有許多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:

HSFeSSOSOHSO

2S822324

熔點/工-85.5115.2>600-75.516.810.3

沸點/工-60.3444.6(分解)-10.()45.0337.0

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、SCh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)圖甲為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乙所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道

類型為O

(5)FeS2晶體的晶胞如圖丙所示。晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M、阿伏加德羅常

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S22-所形成的正

八面體的體心，該正八面體的邊長為nm0

6.［全國乙2021-35,15分］過渡金屬元素銘(Cr)是不銹鋼的重要成分，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和

國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)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(yīng)為［Ar］3d54s∣

B.4s電子能量較高，總是在比3s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)三價鋁離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+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)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配體分子NH3、H2O以及分子PEh的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如

圖甲所示。

PH3中P的雜化類型是。NH3的沸點比PH3的,原因是

______________________________________________________。H?O的鍵角小于NE的，分析

原因：。

(4)在金屬材料中添加AIer2顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AICr2具

有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖乙所示。處于頂角位置的是原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別

為rcr和加，則金屬原子空間占有率為%(列出計算表達式)。

乙

7.[全國m2018?35,15分]鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素。回答下

列問題：

(I)Zn原子核外電子排布式為

⑵黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能

∕∣(Zn)∕∣(CU)(填“大于”或“小于”)。原因是

(3)ZnF2具有較高的熔點(872°C),其化學(xué)鍵類型是；ZnF2不溶于有機溶劑而

ZnCl2、ZnBr2、ZnL能夠溶于乙醇、乙醛等有機溶劑，原因是

(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCo3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面

創(chuàng)傷。ZnCo3中，陰離子空間構(gòu)型為，C原子的雜化形式為

(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為。六棱柱底邊

邊長為αcm,高為CCm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為gvm?(列出

計算式)。

考點5其他材料類

1.［全國甲2022?35,15分］2008年北京奧運會的“水立方”，在2022年冬奧會上華麗

轉(zhuǎn)身為“冰立方”，實現(xiàn)了奧運場館的再利用，其美麗的透光氣囊材料由乙烯(CH2=CH2)與

四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)F原子的價電子排布圖(軌道表示式)為。

(2)圖a、b、C分別表示C、N、O和F的逐級電離能/變化趨勢(縱坐標的標度不同)。第

一電離能的變化圖是(填標號)，判斷的根據(jù)是

___________________________________________________;第三電離能的變化圖是

(填標號)。

(3)固態(tài)氟化氫中存在(HF%形式，i?Ml(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)。

(4)CF2=CF2和ETFE分子中C的雜化軌道類型分別為和；聚四氟乙

烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯，從化學(xué)鍵的角度解釋原因______________________________

(5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X代表的離子是

:若該立方晶胞參數(shù)為apm,正負離子的核間距最小為pmO

2?［湖南2022?18,15分］鐵和硒(Se)都是人體所必需的微量元素，且在醫(yī)藥、催化、材

料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：

(1)乙烷硒咻(EthaSelen)是一種抗癌新藥，其結(jié)構(gòu)式如下:

①基態(tài)Se原子的核外電子排布式為［Ar］；

②該新藥分子中有種不同化學(xué)環(huán)境的C原子；

③比較鍵角大?。簹鈶B(tài)SeCh分子SeCh2-離子(填“>”“<”或“=”)，原因

?___________________________________________________________________________

(2)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)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σ鍵與兀鍵的數(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(xué)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H2,將

N'一轉(zhuǎn)化為NH?一,反應(yīng)過程如圖所示：

①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為；

②與NHz一互為等電子體的一種分子為(填化學(xué)式)。

(4)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料，其晶胞在xz、yz和孫平面投影分別如圖所示:

①該超導(dǎo)材料的最簡化學(xué)式為;

②Fe原子的配位數(shù)為；

③該晶胞參數(shù)α=b=0.4nm、c=1.4nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度

為g?cn√3(列出計算式)。

3.［重慶2021?18,15分］三磷酸腺甘(ATP)和活性氧類(如H2O2和。2一等)可在細胞代謝

過程中產(chǎn)生。

(I)ATP的分子式為CIOHI6N5O13P3，其中電負性最大的元素是，基態(tài)N原子的

電子排布圖為c

(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O

(3)Ch分子的立體構(gòu)型為。根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷氧原子之間的共價鍵最穩(wěn)定的粒子

是o

粒子-

O2O2O3

鍵長∕pm121126128

(4)研究發(fā)現(xiàn)納米CeO2可催化O?一分解。CeO2晶體屬于立方CaF2型，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所

ZJSo

anm

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pg?cm3,其晶胞

邊長的計算表達式為a=nm?

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的原子位置,稱作原子分數(shù)坐標。

A離子的坐標為(O,??),則B離子的坐標為o

③納米CeCh中位于晶粒表面的Ce，+能發(fā)揮催化作用。在邊長為加nm的立方體晶粒中

位于表面的Ce，+最多有個。

4.［全國甲2021?35,14分］我國科學(xué)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。回答下列問題：

(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

oSiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，機理如下：

含s、p、d軌道的雜化

含s、p、d軌道的雜化類型有①dsp2、②sp3tk③sp3d2,中間體SiCI4(H2O)中Si采取的雜

化類型為(填標號)。

(2)CO2分子中存在________個σ鍵和個π鍵。

(3)甲醉的沸點(64.7℃)介于水(IOo℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之間，其原因是

(4)我國科學(xué)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ZnOZZrO2

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(xué)式可表示為ZnZrJO”

則y=(用X表達)。

O0OZr

5.［全國川2020?35,15分］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P回答下列問題：

(I)H,B、N中，原子半徑最大的是0根據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元

素的相似。

(2)NH3BH3分子中，N—B化學(xué)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氧氣：

+3

3NH3BH3+6H2O=3NH4+B3θ6^+9H2

O

I

B

/X

OO

II

BB

-

、O

B3CV-的結(jié)構(gòu)為O在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由變?yōu)?/p>

(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(H，+),與B原子相連的H呈負電性(H"

一)，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αpm、bpm.

cpm,a=β-γ-90°^氨硼烷的2×2X2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氨硼烷晶體的密度p—

g?cπΓ3(列出計算式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

6.[全國I2019?35,15分]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)。

①@

3s3s

A.[Ne]B.[Ne]

①①①

3s3p3n

C.[Ne]D.[Ne]

(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“CM+”)。

(3)一些氧化物的熔點如下表所示：

氧化物P4O6

Li2OMgOSO2

熔點/℃1570280023.8-75.5

解釋表中氧化物之間熔點差異的原因

(4)圖甲是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。圖乙是沿立方格子對角面取得的截圖。可見，CU原子