物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合-2020年山東省各地市高考模擬化學(xué)試題分類(lèi)匯編（解析版）

專(zhuān)題五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

考點(diǎn)18物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合

1、(2020泰安一模，17)超分子在生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域中具有重要意義。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)

P—甲酸丁酯毗咤及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

(l)M。處于第五周期第V1B族，核外電子排布與Cr相似，它的基態(tài)價(jià)電子排布式是；核外未成對(duì)

電子數(shù)是個(gè)。

(2)該超分子中配體CO提供孤電子對(duì)的原子是(填元素符號(hào))，p—甲酸丁酯毗噬配體中C原子的雜

化方式有。(已知毗咤可看做苯分子中的一個(gè)CH原子團(tuán)被N取代的化合物)

(3)已知：C60分子中存在碳碳單、雙鍵；C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵；C60分子

只含有五邊形和六邊形；多面體的頂點(diǎn)數(shù)V、面數(shù)F及棱邊數(shù)E遵循歐拉定理：V+F-E=2。則一個(gè)C60分

子的結(jié)構(gòu)是由____個(gè)五邊形和一個(gè)六邊形組成的球體。用文字簡(jiǎn)述C60跟F2在一定條件下反應(yīng)所得的物

質(zhì)的組成：o

(4)已知：某晶胞中各原子的相對(duì)位置可用如圖所示的原子坐標(biāo)表示，其中所有頂點(diǎn)的原子坐標(biāo)均可以為(0,

0,0)。鋁(Mo)的-一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)晶胞有2個(gè)Mo原子，其中Mo原子坐標(biāo)是(0,0,0)及

111a

(--y,5)。根據(jù)以上信息，推斷該晶體的原子堆積方式是。已知該晶體的密度是pgenT,

Mo的摩爾質(zhì)量是Mg.mol",阿伏加德羅常數(shù)是NA，晶體中距離最近的Mo原子核之間的距離為pm。

(1/2.1/2.0)

【答案】(l)4d5sl6(2)Csp2和sp3(3)1220由Ca)結(jié)構(gòu)和碳的四個(gè)價(jià)鍵理論，可知一

個(gè)碳需連接一個(gè)雙鍵，一個(gè)雙鍵被兩個(gè)碳原子共用，故含有60+2=30個(gè)雙鍵，易與活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)

生成C60F60(4)體心立方密堆積<4-

【解析】

(1)M。處于第五周期第V1B族，核外電子排布與Cr相似，其價(jià)電子為4d、5s電子，4d能級(jí)上有5個(gè)電子、

5s能級(jí)上有1個(gè)電子，基態(tài)價(jià)電子排布式為4d55sl核外未成對(duì)電子是4d、5s能級(jí)上的電子，有6個(gè)電子,

5

故答案為：4d5s';6；

(2)CO提供孤電子對(duì)的是C原子、Mo提供空軌道，兩個(gè)原子形成配位鍵；p-甲酸丁酯毗噬配體中C原子價(jià)

層電子對(duì)個(gè)數(shù)有4、3,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，C原子雜化類(lèi)型為sp3、sp2,故答案為：C；sp\sp2；

(3)多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理：V+F—E=2,即頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2；設(shè)C”)

分子中五邊形數(shù)為x,六邊形數(shù)為y。依題意可得方程組：:(5x+6y)=：(3x60),60+(x+y)-；(3x60)=2,

解得：x=12,y=20,即C6o分子有12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形，由C”)結(jié)構(gòu)和碳的四個(gè)價(jià)鍵理論，可知一個(gè)

碳需連接一個(gè)雙鍵，一個(gè)雙鍵被兩個(gè)碳原子共用，故含有60+2=30個(gè)雙鍵，與活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可

生成C6OF6O,故答案為：12：20；由結(jié)構(gòu)和碳的四個(gè)價(jià)鍵理論，可知一個(gè)碳需連接一個(gè)雙鍵，一個(gè)雙鍵

被兩個(gè)碳原子共用，故含有60+2=30個(gè)雙鍵，與活潑的Fz發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C6OF?)：

(4)鋁(Mo)的一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)晶胞有2個(gè)Mo原子，其中Mo原子坐標(biāo)是(0,0,0)及(g,

---),則該晶胞中M。原子位于頂點(diǎn)和體心上，為體心立方密堆積；該晶胞棱長(zhǎng)=?當(dāng)~cm,晶體中距

22VNAp

離最近的Mo原子核之間的距離為體心到頂點(diǎn)的距離為體對(duì)角線的一半J型cm=ExJ—

2\NAp2\NAp

xl01(，pm,故答案為：體心立方密堆積；且xj處1■cm=1xj當(dāng)■xlO?

2\NAP2\NAP

2、(2020泰安二模，17)AA705合金(含Al、Zn、Mg和Cu)幾乎與鋼一樣堅(jiān)固，但重量?jī)H為鋼的三分之一，

已被用于飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼、智能手機(jī)外殼上等。但這種合金很難被焊接。最近科學(xué)家將碳化鈦納米顆粒(大

小僅為十億分之一米)注入AA7075的焊絲內(nèi)，讓這些納米顆粒充當(dāng)連接件之間的填充材料。注入了納米粒

子的填充焊絲也可以更容易地連接其他難以焊接的金屬和金屬合金?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)基態(tài)銅原子的價(jià)層電子排布式為

2

(2)第三周期某元素的前5個(gè)電子的電離能如圖1所示。該元素是(填元素符號(hào))，判斷依據(jù)是

(3)CNi、NH3、比。和OH一等配體都能與+形成配離子。lmol[Zn(NH3)4產(chǎn)含_mole鍵，中心離子的

配位數(shù)為o

(4)鋁鎂合金是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)鈉材料，原子位于面心和頂點(diǎn)，其晶胞如圖2所示。1個(gè)鋁原子周?chē)袀€(gè)鎂原子最

近且等距離。

(5)在二氧化鈦和光照條件下，苯甲醇可被氧化成苯甲醛：

0

O比。H4才CHHO

笨甲弊笨甲曜

①苯甲醇中C原子雜化類(lèi)型是。

②苯甲醇的沸點(diǎn)高于苯甲醛，其原因是

(6)鈦晶體有兩種品胞，如圖所示。

①如圖3所示，晶胞的空間利用率為(用含n的式子表示)。

②已知圖4中六棱柱邊長(zhǎng)為xcm,高為yem。該鈦晶胞密度為Dgym^,NA為mol-(用含xy和D

的式子表示)。

【答案】(1)3/喙|(2)Mg4是/2的5倍多,說(shuō)明最外層有2個(gè)電子，⑶164(4)8(5)sp\

sp3苯甲醇分子間存在氫鍵，苯甲醛分子間不存在氫鍵(6)3^x100%192g

83Dxx2xy

【解析】

(1)銅原子有29個(gè)電子，其3d、4s能級(jí)上的電子為其價(jià)電子，其價(jià)電子排布式為3dHi4s1

(2)由圖1可知電離能〃是心的5倍多，說(shuō)明最外層有2個(gè)電子，結(jié)合該元素是第三周期元素，則該元素為

3

第三周期第IIA元素，此元素為鎂，元素符號(hào)為Mg；

(3)所有單鍵包括配位鍵均為6鍵，雙鍵中有一個(gè)為6鍵，每個(gè)N6分子中含有3個(gè)N-H鍵，中心原子Zn

與四個(gè)N原子之間存在配位鍵,則Imol[Zn(NH3)4產(chǎn)含(4+3x4)mol=16mol?鍵，配位體為NH3,中心離

子Z/+的配位數(shù)為4；

(4)晶胞中每個(gè)側(cè)面的4個(gè)頂點(diǎn)上的鎂原子和面心上的鎂原子到A1原子的距離相等且最近，則每個(gè)鋁原子周

圍距離最近的鎂原子有8個(gè)：

(5)①苯環(huán)上碳原子形成3個(gè)共用電子對(duì)，碳原子的雜化類(lèi)型是spz,而-CH20H中C原子形成4個(gè)共用電子

對(duì)，碳原子的雜化類(lèi)型是sp3；

②苯甲爵分子間存在氫鍵，而苯甲醛分子間不存在氫鍵，導(dǎo)致苯甲醉的沸點(diǎn)明顯比苯甲醛高；

(6)①由圖3可知，晶胞中鈦原子的數(shù)目為"8x)=2,設(shè)原子半徑為r,則晶胞的對(duì)■角線為4r,晶胞的邊長(zhǎng)

8

100%

則空間利用率為4-

116x48

②②圖4晶胞中鈦原子的數(shù)目為3+2x-+12x-=6,晶胞的質(zhì)量為g,六棱柱邊長(zhǎng)為xcm,高為ycm,

26NA

則晶胞的體積為把x2yc1m)則口6=x^4—8g+把x02ycnR?,由此計(jì)算得NA=192/J3moL。

2S23Dxx2xy

3、(2020威海一模，17)近期我國(guó)學(xué)者研制出低成本的電解“水制氫”催化劑——鎂摻雜的磷化鉆三元納米

片電催化劑(Nio/COogP)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(l)Co在元素周期表中的位置為,Co?+價(jià)層電子排布式為。

(2)Co、Ni可形成[CO(NH3)61C12、K3[CO(NO3)6],Ni(CO)4、[明不凡兀下。」等多種配合物。

①SO；的空間構(gòu)型為,NO,"中N原子的雜化軌道類(lèi)型為。

②C、N、0、S四種元素中，第一電離能最大的是。

③lmol[Co(NH3)/02中含有G鍵的數(shù)目為；已知NF3比N%的沸點(diǎn)小得多，試解釋原因

(3)常用丁二酮后來(lái)檢驗(yàn)Ni?+,反應(yīng)如下:

4

HO—N、/CH3

(aq)

N//q)+2HQ』2H+(aq)

H3

丁二酮月虧

二(丁二酮的)合鍥(H)

①1個(gè)二(丁二酮〉)合銀(H)中含有..個(gè)配位鍵。

②上述反應(yīng)的適宜pH為(填字母序號(hào))

(4)磷化硼是一種備受關(guān)注的耐磨涂料，其晶體中磷原子作面心立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中(如

圖)。已知磷化硼晶體密度為pg-cmZ計(jì)算晶體中硼原子和磷原子的最近核間距為cm。

【答案】(1)第四周期第VDI族3d7(2)正四面體形sp2N24NANH3分子間存在氫鍵

【解析】

(1)C。為27號(hào)元素，位于元素周期表笫四周期第VIII族；基態(tài)C。原子價(jià)層電子排布為3d74s2,失去最外層2

個(gè)電子形成Ct?’,所以Ct?+的價(jià)層電子排布為3d7；

(2)①硫酸根中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+箜必四，無(wú)孤對(duì)電子，所以空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)；NO3-

2

中心原子的價(jià)層電了?對(duì)數(shù)為3+列產(chǎn)=3,所以為sp?雜化：

②同主族元素自上而下第一電離能逐漸減小，同周期元素自左向右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、

第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以4中元素中第一電離能最大的為N元素；

③6個(gè)N%與+之間形成6個(gè)配位鍵，屬于Q鍵，每個(gè)氨氣分子中的氮?dú)滏I也為c鍵，共6+3x6=24,所

以lmol[Co(NH3)6]Cl2含有的。鍵個(gè)數(shù)為24NA;N元素電負(fù)性較大，所以N比分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高；

(3)①根據(jù)N原子的成鍵特點(diǎn)可知，在二(丁二酮月虧)合銀中N原子和Ni?+形成的化學(xué)鍵均為配位鍵，所以I

5

個(gè)二(丁二酮的)合銀中含有4個(gè)配位鍵：

②堿性太強(qiáng)容易生成Ni(OH)2沉淀，酸性太強(qiáng)大量的氫離子存在不利于二(丁二酮行)合鎮(zhèn)的生成，所以適宜

的pH應(yīng)為B：5-10；

4x(11+31)

(4)由圖可知，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)B原子和4個(gè)P原子，故晶胞質(zhì)量加=--——g,設(shè)邊長(zhǎng)為acm,則

N&

,am4x(11+31),3I21

晶胞的體積V=a3cm3,故晶胞密度。=T;=F——g-cm-,^#a=2xcm；晶體中硼原子和磷

V%xa\pxNA

原子的最近核間距為品胞體對(duì)角線的;，體對(duì)角線長(zhǎng)度為晶胞邊長(zhǎng)的Q倍，所以晶體中硼原子和磷原子的

，…后0I21_73I21

1

最近核間EI——x2x3--------—x3-----cmc

XN

4\PA2\pxNA

4、(2020威海二模，16)鈦、銀、鉛單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)刀3+的價(jià)電子排布式為一，力3+的還原性常用于鈦含量的測(cè)定。將某含鈦試樣溶解于強(qiáng)酸溶液中生成

2+3+

TiO,加入鋁片將TiC>2*轉(zhuǎn)化為T(mén)i,該反應(yīng)的離子方程式為,然后以NH4SCN溶液作指示劑，用FeCh

標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定?？梢?jiàn)，F(xiàn)e?+先與反應(yīng)(填“力3+”或“SCN-")。

(2)已知：

物質(zhì)性質(zhì)

TiC質(zhì)硬，熔點(diǎn)：3140℃,沸點(diǎn)：4820℃

TiCl4熔點(diǎn)：-25℃,沸點(diǎn)：1364C,具有揮發(fā)性

TiC的熔沸點(diǎn)明顯高于TiCL的原因?yàn)閛

(3)乙二胺四乙酸(俗名EDTA)結(jié)構(gòu)如圖，

HOOCCH2CHzCOOH

、NCH2cH2N/

HOOCC&\H2COOH

是代表性的螯合劑，分子中可作為配位原子的是(填元素符號(hào)，下同)，第一電離能最大的元素是

2

_________oEDTA可與《+、Ca\Pb-+等離子形成配合物，可用Na2[Ca(EDTA)]治療鉛中毒，其離子方

程式為_(kāi)______________o

(4)圖甲是LaNis晶體示意圖，該結(jié)構(gòu)由兩種不同的原子層組成，第一層?填入由O組成的正三角形空穴

中心，第二層完全由?組成,具有平面六方對(duì)稱(chēng)性，原子數(shù)目等于第一層的?和O數(shù)目的總和，這兩層

6

交替排列形成LaNis晶體。圖乙是LaNis的六方晶胞，圖乙中。代表(填“La”或“Ni”)原子。該LaNis晶

體的密度為g?cnf3(列出計(jì)算式。NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，LaNis摩爾質(zhì)量為Mg?morb。圖乙晶

胞中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(3，y),則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為?

2++u3+

【答案】(1)333TiO+Al+6H=3Ti+Al+3H2OT產(chǎn)(2)TiC為原子晶體，TiCL,為分子晶體，

共價(jià)鍵的鍵能高于分子間作用力(3)N、ON[Ca(EDTA)J2-+Pb2+=[Pb(EDTA)J2-+Ca2+La

MxlO30,0

---------------------尸12

(4)2J3(彳，彳，0)

N.xa_xbx—33

A2

【解析】

(l)Ti的核外電子排布式為[Ar]3d24s2,Ti失去3個(gè)電子變成丁產(chǎn),則Ti："的價(jià)電子排布式為3d1,由題干信息，

某含鈦試樣溶解于強(qiáng)酸溶液中生成TiC>2+,加入鋁片將TiCP+轉(zhuǎn)化為T(mén)j3+,Al轉(zhuǎn)化為Al",則離子反應(yīng)方程

式為3TiC)2++Al+6H+=3Ti3++A產(chǎn)+3比0,然后以NHaSCN溶液作指示劑，用FeCb標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，說(shuō)明Fe"

先于Ti“反應(yīng)，加入的最后滴FeCb標(biāo)準(zhǔn)溶液與SCN反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物，故答案為：3d'；3TiO2++Al+6H+

3+3+3+

=3Ti+Al+3H2O；Ti；

(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析可知，TiC為原子晶體，TiCL為分子晶體，由于共價(jià)鍵的鍵能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分子間作用力，

因此TiC的熔沸點(diǎn)明顯高于TiCLi，故答案為：TiC為原子晶體，TiCL為分子晶體，共價(jià)鍵的鍵能高于分子

間作用力；

(3)根據(jù)EDTA的結(jié)構(gòu)分析殼子，分子中N原子和O原則含有孤對(duì)電子，可作配位原子，由于N原子的2P

軌道處于2P3的半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)，更不易失去電子，第一電離能更大，EDTA可與Ni：+、Ca2+>Pb?’等離子形成

配合物，因此用Na2[Ca(EDTA)]治療鉛中毒時(shí)，發(fā)生反應(yīng)|Ca(EDTA)]2-+Pb2+=[Pb(EDTA)『-+Ca2+,故答案

為：N、O；N；[Ca(EDTA)]2-+Pb2+=[Pb(EDTA)]2+Ca2+；

(4)圖乙的晶胞為六方晶胞，其8個(gè)頂點(diǎn)的原子平均有八分之一(其中4個(gè)占六分之一、另外4個(gè)占十二分之

一)屬于該品胞，面上的原子有二分之一屬于該晶胞，故其中含有。的數(shù)目為1+8XG=5,含有o的數(shù)目

為8x：=l,兩者個(gè)數(shù)之比為5：1,則。代表La原子，圖乙晶胞中，一個(gè)晶胞中含有1個(gè)LaNis，則晶胞

8

1…,M

的質(zhì)量為kmolxMg/mol==g,一個(gè)晶胞的體積為

NAL

axlO10cmx—axlOlocmxbxlO-locm=—a2bxlO_3Ocm3?則晶胞的密度

22

M

----§

p=--=-7=--------------=--------------『>圖乙晶胞U1原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(—,—,—),

2，o32

abxlOcmNAxaxbx3

2A2

MxlO30

則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(；，I，0),故答案為：La；2

Nxa2xbx—1(30)。

A3

A2

5、(2020濰坊二模，16)我國(guó)采用的CsO/TiCh-NaBiCh光催化氧化技術(shù)能深度凈化工業(yè)含有機(jī)物的廢水。

回答下列問(wèn)題：

(1)鈦(Ti)的基態(tài)原子M能層中能量不同的電子有種。

(2)該技術(shù)能有效將含有機(jī)物廢水中的農(nóng)藥、醇、油等降解為水、二氧化碳、硝酸根離子等小分子。

①H2O、CH3OH、HO-^分子中O-H鍵的極性最強(qiáng)的是o

②C、N、。三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是。

(3)將少量無(wú)水硫酸銅溶解在水中，形成藍(lán)色溶液，再加入過(guò)量氨水，溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。深藍(lán)色離子的結(jié)構(gòu)

如圖所示，Imol該離子中所含。鍵為mol(包括配位鍵)；向深藍(lán)色溶液中緩慢加入乙醇，得到

深藍(lán)色晶體，加熱該晶體先失去組分b的原因是。

(4)鈿合金具有凝固時(shí)不收縮的特性，用于鑄造高精度鑄型。金屬秘的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其晶胞結(jié)構(gòu)

3

如圖2所示。若鈿原子的半徑為rpm,則該晶體的密度為g-cm-(用含r和NA數(shù)學(xué)表達(dá)式表

8

示)。

n1892

金屬處的結(jié)構(gòu)示盒圖金屬區(qū)的舄胞

【答案】⑴3⑵[10-「O>N>C(3)22NH3與Ci?+的配位能力比H2O強(qiáng)⑷

6x209

xlO30

240rM

【解析】

⑴鈦(Ti)的基態(tài)原子核外電子排布為Is22s22P63s23P63d24s2,M能層即為T(mén)i核外第三層,M層中有3個(gè)能級(jí)，

每個(gè)能級(jí)上的電子能量不同，則能量不同的電子有3種：

(2)①H2O、CHQH、HjQ都是極性分子，根據(jù)鈉與水和醇的反應(yīng)劇烈程度可知，水中的氫活性較大更

易電離，電離難易程度與極性關(guān)系，?般極性越大，越容易電離，則H2。中O-H鍵的極性大于CH30H中

0-H健的極性，水是中性的，苯酚具有酸性，說(shuō)明苯酚中羥基上的H比水更易電離，則上述分子中O-H鍵

的極性最強(qiáng)的是

②C、N、O位于同周期，同周期元素，隨核電荷數(shù)增大，電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，三種元素的電負(fù)性由大到小的

順序是O>N>C；

(3)配位鍵和單鍵都是。鍵，根據(jù)圖示，a為銅離子，b為N%,c為H?。，銅離子與NH.,、山0形成6個(gè)配

位鍵，每個(gè)NE中含有3個(gè)c鍵，每個(gè)H?0中含有兩個(gè)。鍵，則Imol該離子中所含。鍵為

Imolx(6+3x4+2x2)=22mo1；根據(jù)相似相溶，乙醇為極性溶劑，比0為極性分子，NH,與+的配位能力比

比0強(qiáng)，乙醇將HzO奪走，降低藍(lán)色晶體的極性，則藍(lán)色晶體的溶解度降低而析出；

(4)根據(jù)圖2所示，金屬鈾原子位于六棱柱的頂點(diǎn)，面心和體心，該晶胞中錨原子的個(gè)數(shù)為2X；+3+JX12=6

個(gè)，根據(jù)圖1所示，若銹原子的半徑為rpm,則晶胞面的邊長(zhǎng)為2rpm,上下面的距離h=生色rpm,將六棱

3

柱看做6個(gè)三棱柱構(gòu)成，每個(gè)三棱柱的體積為!x2rpmxWErpm=4正$0?=4正*1()7"%口\

23

9

則晶胞的體積為6x4V2xlO叫3cm3=240xloR3cm3,則該晶胞的密度為p=-=--—=

VVNA

6x209g/mol6x209柏、

3XG，CM

24夜x10叫3cm3x$=24A/2FNA'°,

6、（2020濰坊零模，17）我國(guó)科學(xué)家合成倍的化合物通過(guò)烷基鋁和［ph3C「［B（C6F5）4T活化后，對(duì)乙烯聚合表

回答下列問(wèn)題：

（1）C產(chǎn)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，C產(chǎn)核外電子排布式為—；已知沒(méi)有未成對(duì)d電子的過(guò)渡金屬離子的水合離

子是無(wú)色的，下4+、V3\Ni2\CtT四種離子的水合離子為無(wú)色的是―（填離子符號(hào)）。

（2）化合物丙中1、2、3、4處的化學(xué)鍵是配位鍵的是一處，聚乙烯鏈中碳原子采取的雜化方式為一。

（3）無(wú)水CrCb與N%作用可形成化學(xué)式為CrCb5NH3的配位化合物。向該配位化合物的水溶液中加入

2

AgNCh溶液，CrCbJN%中的氯元素僅有1沉淀為AgCl；向另一份該配位化合物的水溶液中加入足量

NaOH濃溶液，加熱并用濕潤(rùn)紅色石蕊試紙檢驗(yàn)時(shí)，試紙未變色。該配位化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為—。

（4）水在合成鋁的化合物的過(guò)程中作溶劑。研究表明水能凝結(jié)成13種類(lèi)型的結(jié)晶體。重冰（密度比水大）

屬于立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z軸的投影圖如圖所示，晶體中HzO的配位數(shù)為一，晶胞邊長(zhǎng)為333.7pm,

則重冰的密度為—g-cmT寫(xiě)出數(shù)學(xué)表達(dá)式，NA為阿伏加德羅常數(shù)）。

3

【答案】⑴Is22s22P63s23P63d3T嚴(yán)、Cu"（2）2sp（3）［Cr（NH,）5Cl］Cl2（4）83

，A

xlO30

【解析】

（l）Cr原子核外電子數(shù)為24,核外電子排布為Is22s22P63s23P63d‘4s'原子失去4s能級(jí)1個(gè)電子、3d能級(jí)2

10

個(gè)電子形成Cr",Cr"電子排布式為：Is22s‘2p63s23P63d\

4+的核外電子排布為Is22s22P63s23P⑹，無(wú)未成對(duì)電子，其水溶液為無(wú)色；

丫3+的核外電子排布為Is22s22P63s23P63d2,3d軌道有兩個(gè)未成對(duì)電子，其水溶液有顏色；

Ni2+的核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d8,3d軌道有2個(gè)未成對(duì)電子，其水溶液有顏色；

Cu,的核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d?無(wú)未成對(duì)電子，其水溶液為無(wú)色；

綜上所述水合離子為無(wú)色的是Ty、Cu+；

(2)0可以形成兩個(gè)共價(jià)鍵，C1可以形成1個(gè)共價(jià)鍵，N可以形成3個(gè)共價(jià)鍵，丙中N原子形成4條化學(xué)健，

則其中一條為配位鍵，形成配位鍵時(shí)一般由非金屬元素提供孤對(duì)電子，金屬陽(yáng)離子提供空軌道，所以2應(yīng)

為配位鍵：聚乙烯中碳原子形成4條單鍵，應(yīng)為sp‘雜化；

2

(3)向該配位化合物的水溶液中加入AgNCh溶液，CrCl3-5NH3中的氯元素僅有孑沉淀為AgCl,說(shuō)明該配合

物可以電離出兩個(gè)C「，說(shuō)明兩個(gè)C「為該配合物的外界；向另一份該配位化合物的水溶液中加入足量NaOH

濃溶液，加熱并用濕潤(rùn)紅色石蕊試紙檢驗(yàn)時(shí)，試紙未變色說(shuō)明N%均位于內(nèi)界，結(jié)合電荷守恒可知該配合

物應(yīng)為[Cr(NH3)5Cl]C12；

(4)根據(jù)立方晶胞沿x、y或z軸的投影可知，該晶體為體心立方堆積，所以晶體中H2O的配位數(shù)為8：晶胞

中H2O的分子個(gè)數(shù)為8*三+1=2,則晶胞的質(zhì)量〃『吃廠g,晶胞邊長(zhǎng)為333.7pm,即333.7x10"°cm,則

8?人

18x2

----g

晶胞體積V=(333.7X10H,)W,所以晶胞的密度『一加一/_36xlO^Mcn?。

丫(333.7xlO10)3cm3333.7、xA\

7、(2020棗莊二調(diào)，17)浙江師范大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研究獲得了一類(lèi)具有高活性和選擇性的鈣鈦礦光催化劑

(CsPbBr,-Ni(tpy))，這一成果發(fā)表在2020年1月Chem.Mater.上。帶有負(fù)電荷的CsPbBr?將帶正電的Ni(tpy)

固定在其表面，用于可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)CO2還原。

(1)寫(xiě)出Ni基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖(軌道表達(dá)式)。

(2)C、N、0、Cs、Pb元素第一電離能由大到小的順序是

11

(3)Ni(tpy)是二價(jià)陽(yáng)離子，該離子中氮原子的雜化類(lèi)型為,該離子結(jié)構(gòu)中含有(填字

母)。

a.離子鍵b.配位鍵C.兀鍵d.氫鍵

(4)某些氧化物的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表所示：

氧化物CS2OPbO

co2

熔點(diǎn)/℃-56.6490888

解釋表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的原因：o

(5)氮化錢(qián)是一種半導(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。

①與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為；

②以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱(chēng)作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。若沿y軸投影

的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則2、3、4原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)不可能的是()

a.(0.75,0.25,0.25)b.(0.25,0.75,0.75)

c.(0.25,0.75,0.25)d.(0.75,0.75,0.75)

③GaN晶體中N和N的原子核間距為apm,GaN摩爾質(zhì)量為Mg-mo「，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，

則GaN晶體的密度為g-cm3(1pm=10-l2m)?

3d4s

【答案】⑴印什］小HITirnn(2)N、O、C、Pb、Cs⑶sp2雜化be(4)CS2O和PbO是

離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2

晶體熔點(diǎn)低；兩種離子晶體PbO中的Pb?+半徑小，帶電荷量大，所以熔點(diǎn)高(5)正四面體b

V2MxlO30

aM

12

【解析】

3(14s

(l)Ni基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d84s2,所以?xún)r(jià)電子排布圖為答案為:

3d4s

luiuinitiTTO;

(2)N的2P軌道半充滿(mǎn)，第一電離能反常，其它原子，非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，金屬性越強(qiáng)，第一

電離能越小，所以C、N、0、Cs、Pb元素第一電離能由大到小的順序是N、0、C、Pb、Cso答案為：N、

0^C、Pb、Cs；

(3)從圖中可以看出，該離子中每個(gè)氮原子都與其它3個(gè)原子形成共價(jià)鍵，價(jià)電子數(shù)為3,雜化類(lèi)型為sp2雜

化，該離子結(jié)構(gòu)中含有配位鍵和兀鍵，故選be。答案為：sp2雜化；be；

(4)從表中數(shù)據(jù)可以看出，三者的熔點(diǎn)差值較大，可從晶體類(lèi)型及微粒間的作用力進(jìn)行分析，所以氧化物之

間熔點(diǎn)差異的原因：CS2。和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO?是分子晶體，熔化需克服范德華力，

范德華力比離子鍵弱，所以CO?晶體熔點(diǎn)低；兩種離子晶體PbO中的Pb"半徑小，帶電荷量大，所以熔點(diǎn)

高。答案為：CS2。和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，C0?是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德

華力比離子鍵弱，所以C02晶體熔點(diǎn)低；兩種離子晶體PbO中的Pb?+半徑小，帶電荷量大，所以熔點(diǎn)高；

(5)①與同一個(gè)Ga原子相連的N原子，與4個(gè)頂點(diǎn)的距離相等，構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體。答案為：正

四面體；

②根據(jù)1原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知2、3、4原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0.25,0.75,0.25)、(0.75,0.25,0.25)、(0.75,

0.75,0.75),故選b。答案為：b：

后

③設(shè)晶胞參數(shù)為x,則GaN晶體中N和N的原子核間距為面上對(duì)角線長(zhǎng)度的一半，即注》=apm,

2

apm=應(yīng)a在晶胞中，含有4個(gè)“GaN”，則GaN晶體的密度為(夜ax^oyN=亞黑；

30

_3V2MxlO

g?cm'o答案為：----；------o

8、(2020煙臺(tái)一模，17)氮、硒形成的單質(zhì)及其化合物有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)鄰氨基噴噬的銅配合物在有機(jī)不對(duì)稱(chēng)合成中起催化誘導(dǎo)效應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。基態(tài)氮原子的價(jià)電

子軌道表示式為;其核外電子共占據(jù)一個(gè)能級(jí)；鄰氨基此呢的銅配合物中c/+的配位數(shù)

是。

13

(2)高聚氮晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，每個(gè)氮原子與另外三個(gè)氮原子結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。固態(tài)高聚氮是

晶體；該晶體中n(N)與n(N—N)之比為；這種高聚氮N—N鍵的鍵能為160kJ-moP,而N2的鍵能

為942kJ-mol-1,其可能潛在的應(yīng)用是。

(3)NC)3的空間構(gòu)型是;HNO3的酸性比HNO2強(qiáng)，試從結(jié)構(gòu)的角度解釋其原因。

(4)硒有三種晶體(a單斜體、0單斜體和灰色三角晶)，灰硒的晶體為六方晶胞結(jié)構(gòu)，原子排列為無(wú)限螺旋鏈,

分布在六方晶格上，同一條鏈內(nèi)原子作用很強(qiáng)，相鄰鏈之間原子作用較弱，其螺旋鏈狀圖、晶胞結(jié)構(gòu)圖和

晶胞俯視圖如圖所示：

螺旋跳狀圖晶胞結(jié)構(gòu)圖晶胞俯視圖

己知正六棱柱的邊長(zhǎng)為acm,高為bcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為g-cm4用含

NA、a^b的式子表示)。

2s|2pI

TT

【答案】(1)向TII34(2)共價(jià)2:3制炸藥(3)平面三角形HNO,

中含有非羥基氧多(4)學(xué)A

a-bNA

【解析】

(1)N是7號(hào)元素，其核外有7個(gè)電子，則基態(tài)氮原子的核外電子排布式為Is22s2sp3,價(jià)電子軌道表達(dá)式為

H[S，其核外電子共占據(jù)1S、2s、2P三個(gè)能級(jí)，由鄰氨基毗咤的銅配合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分析可

14

知，CiT的配位數(shù)為4,故答案為：向2s［［,2；p］口；3；4；

(2)高聚氮晶體中每個(gè)氮原子都通過(guò)三個(gè)單鍵和其他氮原子結(jié)合并向空間發(fā)展構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于共價(jià)

晶體，因?yàn)榫w中煤隔氮原子都通過(guò)三個(gè)單鍵與其他氮原子結(jié)合，則每個(gè)氮原子平均形成1.5個(gè)N—N鍵,

故氮原子數(shù)與N—N鍵數(shù)之比為2:3,則n(N):n(N—N)=2:3,由鍵能數(shù)據(jù)分析可知，高聚氮爆炸后生成氮?dú)?/p>

放出大量的熱，還能瞬間生成大量的氣體，則可能的用途為制炸藥，故答案為：原子；2:3；制炸藥；

(3)NC)3.中N原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為3+空軍=3,孤電子對(duì)數(shù)為0,則其空間構(gòu)型為平面三角形，對(duì)于同

種元素R的不同的含氧酸的酸性比較，可以把酸寫(xiě)成(HO)nROm的形式，m越大，酸性越強(qiáng)，m越大，非羥

基氧個(gè)數(shù)多，中心原子的電子云向氧偏離的越厲害，從而氫氧鍵的電子云通過(guò)傳遞向氧偏離的就越厲害，

從而容易電離，酸性越小，由于HNCh中的非羥基氧數(shù)目比HNO2的多，因此HNCh的酸性更強(qiáng)，故答案為：

平面三角形；HNCh中含有非羥基氧多；

(4)Se原子間形成正六棱柱，位于面心與頂點(diǎn)，從晶胞的俯視圖可知晶胞中Se原子數(shù)目為6XG+12X3X；=9,

26

A=m=9x79=158百回

體積V=---xa-x6xb,Pv也,a2bN,,故答案為：-----?

4—xa2x6xbxNAa'bN

4AA

9、(2020淄博一模，16)2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位開(kāi)發(fā)鋰離子電池的科學(xué)家。TiS?、LiCoO?、LiFePCU、

LiMnCh、Cu與磷的化合物等都是研究電池的常用材料。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

(1)Co4+中存在一種不同能量的電子。

(2)你預(yù)測(cè)第一電離能:Cu_Zn(填“>”或"V”)。請(qǐng)說(shuō)出你的理由：

(3)已知下列化合物的熔點(diǎn)：

化合物GaFA1C1

AIF333

熔點(diǎn)/℃10401000194

表格中鹵化物的熔點(diǎn)產(chǎn)生差異的原因是：一

(4)直鏈多磷酸鹽的陰離子有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，焦磷酸根離子、三磷酸根離子結(jié)構(gòu)如圖:

15

?磷原子

3kWJ0勉原子

焦磷酸根離子三儂酸根離子

這類(lèi)磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為一（用n代表P原子數(shù)）。

（5）鉆藍(lán)晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，該立方晶胞由4個(gè)I型和4個(gè)H型小立方體構(gòu)成如圖2,則鉆藍(lán)晶體的化

學(xué)式為—。在晶體中，某些原子位于其它原子圍成的空隙中，如圖3中.原子就位于最近的4個(gè)原子圍成

的正四面體空隙中。在鉆藍(lán)晶體中，A嚴(yán)位于O?一形成的—空隙中。若阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則鉆藍(lán)

晶體的密度為—g-cm。（列計(jì)算式即可，不必化簡(jiǎn)）。

【答案】（1）6（2）<由于銅的核電荷數(shù)比鋅小，原子半徑比鋅大，并且最外層是不穩(wěn)定的4sl結(jié)構(gòu)，

而鋅是相對(duì)穩(wěn)定的4s2結(jié)構(gòu)。所以氣態(tài)銅易失去一個(gè)電子，即第一電離能較低（3）A1F3與GaF3為離子晶

體，AlCb為分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體，乂由于A式半徑小于Ga味離子鍵較強(qiáng)（晶格能較

大），所以有熔點(diǎn)AlF3>GaF3>A?3（4）（PQ3n卜或PQ^,“（-）-（5）COA12O4八面體

8（59+2x27+4x16）

NA（2axIO?了

【解析】

（1）不同能級(jí)的電子能量不同；C04+的核外電子排布式是Is22s2sp63s23P63d5,存在6種不同能量的電子；

（2）Cu核外電子排布式是Is22s2sp63s23P"d'Ns’,Zn核外電子排布式是Is22s2sp63sFpbd"4s由于銅的

核電荷數(shù)比鋅小，原子半徑比鋅大，并且最外層是不穩(wěn)定的4sl結(jié)構(gòu)，而鋅是相對(duì)穩(wěn)定的4s2結(jié)構(gòu)。所以氣

態(tài)銅易失去一個(gè)電子，即第一電離能較低；

（3）A1F3與GaF3為離子晶體,AlCb為分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體,又由于A產(chǎn)半徑小于Ga3+,

離子鍵較強(qiáng)（晶格能較大），所以有熔點(diǎn)AlF3>GaF3>AlCb;

（4）根據(jù)焦磷酸根離子、三磷酸根離子結(jié)構(gòu)，重復(fù)單元為

16

所以氧原子數(shù)是磷原子數(shù)的3倍加1,電荷數(shù)是磷原子數(shù)加2；所以這類(lèi)磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示

為(PQ?田嚴(yán)”

(5)I型立體結(jié)構(gòu)含有C。原子數(shù)是4x)+1、。原子數(shù)是4,II型小立方體含有C。原子數(shù)是4x：、O

oo

原子數(shù)是4、Al原子數(shù)是4,該立方晶胞由4個(gè)［型和4個(gè)II型小立方體構(gòu)成，所以I個(gè)晶胞含有C。原子

數(shù)是8、0原子數(shù)是32、A1原子數(shù)是16,鉆藍(lán)晶體的化學(xué)式為CoAbO」；根據(jù)圖示，在鉆藍(lán)晶體中，A產(chǎn)

位于一形成的八面體空隙中；晶胞中含有C。原子數(shù)是8、0原子數(shù)是32、A1原子數(shù)是16,晶胞的體積是

738(59+2x27+4x16)

(2axl0cm,所以密度是