2024-2025學年新教材高中化學模塊素養(yǎng)評價含解析新人教版選擇性必修第二冊

PAGE16-模塊素養(yǎng)評價(第一～三章)(90分鐘100分)一、選擇題(本題包括16小題,每小題3分,共48分)1.(2024·錦州高二檢測)下列有關電子云和原子軌道的說法正確的是()A.原子核外的電子像云霧一樣覆蓋在原子核四周,故稱電子云B.量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道C.s能級的原子軌道呈球形,處在該軌道上的電子只能在球殼內運動D.p能級的原子軌道呈紡錘形,隨著電子層數(shù)的增加,p能級原子軌道也在增多【解析】選B。電子云是處于肯定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述,A錯誤;量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道,B正確;s能級的原子軌道呈球形,處在該軌道上的電子不只在球殼內運動,還在球殼外運動,只是在球殼外運動概率較小,C錯誤;任何能層的p能級都有3個原子軌道,與能層的大小無關,D錯誤。2.(2024·衡陽高二檢測)下列描述中正確的是 ()A.氮原子的價電子排布圖:B.2p和3p軌道形態(tài)均為啞鈴形,能量也相等C.價電子排布為4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p區(qū)元素D.鈉原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1時,原子釋放能量,由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài)【解析】選C。依據(jù)“洪特規(guī)則”可知,2p軌道電子的自旋方向應當相同,正確的電子排布圖為,A錯誤;2p和3p軌道形態(tài)均為啞鈴形,但是原子軌道離原子核越遠,能量越高,2p軌道能量低于3p,B錯誤;價電子排布為4s24p3的元素有4個電子層、最外層電子數(shù)為5,位于第四周期第ⅤA族,最終填充p電子,是p區(qū)元素,C正確;基態(tài)Na的電子排布式為1s22s22p63s1,由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài)1s22s22p63p1時,電子能量增大,須要汲取能量,D錯誤。3.(2024·滁州高二檢測)下列說法中正確的是 ()A.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大B.同一主族元素從上到下電負性漸漸變大C.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時,原子釋放能量,由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài)D.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子是同種元素原子【解析】選D。鎂原子的3s能級處于全滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能比Al元素高,A錯誤;同一主族元素從上到下,金屬性漸漸增加,電負性依次減弱,B錯誤;基態(tài)Mg的電子排布式為1s22s22p63s2,能量處于最低狀態(tài),當變?yōu)?s22s22p63p2時,電子發(fā)生躍遷,須要汲取能量,變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),C錯誤;最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子是Br,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外層電子排布為4s24p5,兩者是同種元素原子,D正確。4.(2024·成都高二檢測)有關晶體的下列說法中正確的是 ()A.晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定B.原子晶體中共價鍵越強,熔點越高C.冰溶化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂D.氯化鈉熔化時離子鍵未被破壞【解析】選B。分子間作用力不是化學鍵,不能影響分子的穩(wěn)定性,一般影響物質的物理性質,A不正確。原子晶體中共價鍵越強,熔點越高,B正確。水形成的晶體是水分子晶體,溶化破壞的是分子間作用力,而不是化學鍵,C不正確。氯化鈉形成的晶體是離子晶體,熔化破壞的是離子鍵,D不正確。5.(2024·沈陽高二檢測)下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示,單位為kJ·mol-1)。下列關于元素R的推斷中肯定正確的是()I1I2I3I4I5……R738145177331054013630……①R的最高正價為+3價②R元素位于元素周期表中第ⅡA族③R元素第一電離能大于同周期相鄰元素④R元素的原子最外層共有4個電子⑤R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2A.①③ B.②③C.②③④ D.②③⑤【解析】選B。某短周期元素R的第三電離能劇增,說明該原子最外層有2個電子,處于ⅡA族,該原子存在第五電離能,說明核外電子數(shù)數(shù)目大于4,故R為Mg元素。①R的最高正價為+2價,故①錯誤;②R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故②正確;③R元素最外層電子排布式為3s2,為全滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于同周期相鄰元素的,故③正確;④R元素的原子最外層共有2個電子,故④錯誤;⑤R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s2,故⑤錯誤。故A、C、D錯誤,B正確。6.(2024·山東等級考)下列關于C、Si及其化合物結構與性質的論述錯誤的是（）A.鍵能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此C2H6穩(wěn)定性大于Si2H6B.立方型SiC是與金剛石成鍵、結構均相像的共價晶體，因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合價為+4，CH4中C的化合價為-4，因此SiH4還原性小于CH4D.Si原子間難形成雙鍵而C原子間可以，是因為Si的原子半徑大于C，難形成p—pπ鍵【解析】選C。因鍵能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，故C2H6的鍵能總和大于Si2H6，鍵能越大越穩(wěn)定，故C2H6的穩(wěn)定性大于Si2H6，A正確；SiC的成鍵和結構與金剛石類似均為共價晶體，金剛石的硬度很大，類比可推想SiC的硬度會很大，B正確；SiH4中Si的化合價為-4價，C的非金屬性強于Si，則C的氧化性強于Si，則Si的陰離子的還原性強于C的陰離子，則SiH4的還原性較強，C錯誤；Si原子的半徑大于C原子，在形成化學鍵時p軌道很難相互重疊形成π鍵，故Si原子間難形成雙鍵，D正確。7.(2024·玉溪高二檢測)在通常條件下,下列各組物質的性質排列正確的是 ()A.Na、Mg、Al的第一電離能漸漸增大B.熱穩(wěn)定性:HF>H2O>NH3C.S2-、Cl-、K+的半徑漸漸增大D.O、F、N的電負性漸漸增大【解析】選B。Mg的最外層為3s電子全滿,結構較為穩(wěn)定,難以失去電子,第一電離能最大,Na的最小,則第一電離能大小為Na<Al<Mg,A錯誤;非金屬性F>O>N,則氫化物穩(wěn)定性:HF>H2O>NH3,B正確;S2-、Cl-、K+具有相同的電子層數(shù),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,則S2-、Cl-、K+的半徑漸漸減小,C錯誤;非金屬性N<O<F,則電負性大小為N<O<F,D錯誤。8.(2024·昆明高二檢測)X、Y、Z為短周期元素,X原子最外層只有一個電子,Y原子的最外層電子數(shù)比內層電子總數(shù)少4,Z原子的最外層電子數(shù)是內層電子總數(shù)的3倍。下列有關敘述正確的是 ()A.Y原子的價層電子排布式為3s23p5B.穩(wěn)定性:Y的氫化物>Z的氫化物C.第一電離能:Y<ZD.X、Y兩元素形成的化合物為離子化合物【解析】選C。X、Y、Z為短周期元素,X原子最外層只有一個電子,則X為H、Li或Na;Y原子的最外層電子數(shù)比內層電子總數(shù)少4,則Y有3個電子層,最外層有6個電子,則Y為硫元素;Z的最外層電子數(shù)是內層電子總數(shù)的三倍,則Z有2個電子層,最外層電子數(shù)為6,則Z為氧元素。Y為硫元素,Y的價層電子排布式為3s23p4,A錯誤;Y為硫元素,Z為氧元素,非金屬性O>S,非金屬性越強,氫化物越穩(wěn)定,氫化物穩(wěn)定性Z>Y,B錯誤;Y為硫元素,Z為氧元素,第一電離能:Y<Z,C正確;X為H、Li或Na,Y為硫元素,H、Li或Na與硫元素形成的硫化氫屬于共價化合物,硫化鈉和硫化鋰屬于離子化合物,D錯誤。9.(2024·泉州高二檢測)在乙烯分子中有5個σ鍵、一個π鍵,它們分別是 ()A.C—H之間是sp2形成的σ鍵,C—C之間未參與雜化的2p軌道形成的是π鍵B.C—C之間是sp2形成的σ鍵,C—H之間是未參與雜化的2p軌道形成的π鍵C.sp2雜化軌道都形成σ鍵、未雜化的2p軌道形成π鍵D.sp2雜化軌道都形成π鍵、未雜化的2p軌道形成σ鍵【解析】選C。乙烯中存在4個C—H鍵和1個CC雙鍵,沒有孤電子對,成鍵數(shù)為3,則C原子實行sp2雜化,C—H之間是sp2形成的σ鍵,CC之間有1個sp2形成的σ鍵和1個未參與雜化的2p軌道形成的π鍵,故選C。10.(2024·廈門高二檢測)下列說法正確的是 ()A.凡是中心原子實行sp3雜化方式成鍵的分子其幾何構型都是正四面體B.C—C鍵的鍵能大于C—Si鍵,所以C60熔點高于金剛砂SiCC.若ABn型分子的中心原子A上沒有孤電子對,則ABn為非極性分子D.P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28′【解析】選C。中心原子實行sp3雜化的分子,VSEPR模型是正四面體,但其立體構型不肯定是正四面體,如:水和氨氣分子中中心原子實行sp3雜化,但H2O是V形,NH3是三角錐形,A錯誤;金剛砂SiC結構屬于立體網(wǎng)狀結構,屬于原子晶體,熔點高,而C60為分子晶體,熔點較低,B錯誤;若ABn型分子的中心原子A上沒有孤電子對,則ABn為非極性分子,這是推斷極性分子和非極性分子的重要閱歷規(guī)律,C正確;白磷分子為正四面體結構,四個磷原子位于正四面體四個頂點上,所以白磷分子的鍵角為60°,D錯誤。11.(2024·銀川高二檢測)下列關于價層電子對互斥模型(VSEPR模型)的敘述中不正確的是 ()A.VSEPR模型可用來預料分子的立體構型B.分子中價電子對相互排斥確定了分子的空間結構C.中心原子上的孤電子對也要占據(jù)中心原子四周的空間并參與相互排斥D.分子中鍵角越大,價電子對相互排斥力越大,分子越穩(wěn)定【解析】選D。VSEPR模型可用來預料分子的立體構型,留意實際空間構型要去掉孤電子對,A正確;分子的空間結構與價電子對相互排斥有關,排斥實力大小依次是孤電子對間排斥力>孤電子對和成對電子對間的排斥力>成對電子對間的排斥力,B正確;中心原子上的孤電子對參與相互排斥,如水分子中氧原子價層電子對個數(shù)為4,孤電子對數(shù)為2,空間構型為V形,四氯化碳分子中碳原子價層電子對個數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,空間構型為正四面體形,C正確;在多原子分子內,兩個共價鍵之間的夾角叫鍵角,分子中鍵角越大,價電子對相互排斥力越小,分子越穩(wěn)定,如NH3為三角錐形,鍵角為107°,CH4為正四面體,具有對稱性,鍵角為109°28′,CH4比氨氣穩(wěn)定,D錯誤。12.(2024·濟寧高二檢測)已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是kJ·mol-1。請依據(jù)下表數(shù)據(jù)推斷,錯誤的是 ()電離能元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常見化合價是+1價B.元素Y是ⅢA族元素C.元素X與氯形成化合物時,化學式可能是XClD.若元素Y處于第三周期,它可與冷水猛烈反應【解析】選D。X和Y都是主族元素,I是電離能,X第一電離能和其次電離能相差較大,則說明X原子最外層只有一個電子,X為第ⅠA族元素;Y元素第三電離能和第四電離能相差較大,則Y是第ⅢA族元素,X第一電離能小于Y,說明X活潑性大于Y。結合上述分析可知,A正確、B正確;X的化合價為+1價,Cl的化合價為-1價,形成化合物化學式可能是XCl,C正確;假如Y是第三周期元素,最外層有3個電子,則Y為Al元素,單質Al和冷水不反應,和酸或強堿溶液反應,D錯誤。13.(2024·濟南高二檢測)下列有關描述正確的是 ()A.第一電離能:B>Be>LiB.鍵角:BF3>CH4>H2O>NH3C.CO2、HClO、HCHO分子中肯定既有σ鍵又有π鍵D.在硅酸鹽中,Si四面體通過共用頂角氧離子形成一種無限長單鏈結構的多硅酸根如圖,其中Si原子的雜化方式與圖中S8單質中S原子的雜化方式相同【解析】選D。第一電離能:同周期從左到右,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢,但是出現(xiàn)半充溢和全充溢的元素,會高于相鄰元素的第一電離能,Be元素最外層為全充溢結構,較穩(wěn)定,第一電離能大于同周期相鄰元素,所以第一電離能:Be>B>Li,故A錯誤;分子的立體構型;BF3為平面三角形,鍵角為120°,CH4為正四面體形,其鍵角為109°28′,NH3為三角錐形,鍵角為107°,H2O為V形,其鍵角為105°,所以鍵角:BF3>CH4>NH3>H2O,故B錯誤;CO2含有CO,所以分子中含有σ鍵和π鍵,HCHO(甲醛)的結構式中含有C—H、CO鍵,其分子中含有σ鍵和π鍵,而HClO中只存在共價單鍵,只存在σ鍵,故C錯誤;硅酸鹽中的Si為正四面體結構,所以中心原子Si原子實行了sp3雜化方式;S8單質中S原子有2個孤電子對和2個共價鍵,雜化方式也是sp3,故D正確。14.(2024·衡水高二檢測)分析化學中常用X-射線探討晶體結構,有一種藍色晶體可表示為MxFey(CN)z,探討表明它的結構特性是Fe2+、Fe3+分別占據(jù)立方體的頂點,自身互不相鄰,而CN-位于立方體的棱上,其晶體中的陰離子結構如圖所示,下列說法正確的是 ()A.該晶體是原子晶體B.M的離子位于上述立方體的面心,呈+2價C.M的離子位于上述立方體的體心,呈+1價,且M+空缺率(體心中沒有M+的占總體心的百分比)為50%D.晶體的化學式可表示為MFe2(CN)3,且M為+1價【解析】選C。該晶體中含有Fe2+、Fe3+、CN-等陰陽離子,所以該晶體為離子晶體,A錯誤;依據(jù)晶胞結構可知,晶胞中含有Fe2+的個數(shù)為4×=,Fe3+的個數(shù)為4×=,CN-的個數(shù)為12×=3,所以Fe2+、Fe3+、CN-的個數(shù)比為1∶1∶6,依據(jù)化合價代數(shù)和為零可知,M的化合價為+1價,B錯誤;依據(jù)晶胞結構,結合B項的分析可知,每個晶胞中含有Fe2+0.5個、Fe3+0.5個、CN-3個,M的化合價為+1價,依據(jù)化合價代數(shù)和為零,可知每個晶胞平均含有M也是0.5個,而M的離子位于上述立方體的體心上,所以兩個晶胞中一個有M+,而另一個必無M+,所以M+空缺率為50%,C正確;由B項分析可知,晶體的化學式可表示為MFe2(CN)6,且M為+1價,D錯誤。15.(2024·石家莊高二檢測)物質結構包括原子結構、分子結構、晶體結構。下列關于物質結構與性質的說法正確的是 ()A.SiO2晶體為原子晶體,CO2晶體為分子晶體B.σ鍵都是由兩個p軌道“頭碰頭”重疊形成的C.VSEPR模型就是分子的空間構型D.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性和還原性從左到右依次減弱【解析】選A。SiO2晶體是由Si原子和O原子形成的原子晶體,CO2晶體是由CO2分子形成的分子晶體,故A正確;B.σ鍵為s或p軌道“頭碰頭”重疊形成,所以有p-pσ鍵、s-pσ鍵和s-sσ鍵,故B錯誤;C.VSEPR模型可用來預料分子的空間構型,但不是分子的空間構型,故C錯誤;D.元素的非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強,簡潔離子的還原性越弱,非金屬性從F到I依次減弱,所以HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱、還原性依次增加,故D錯誤。16.(2024·廈門高二檢測)下列各組晶體物質中,化學鍵類型相同,晶體類型也相同的是 ()①SiO2和SO3②晶體硼和HCl③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A.①②③B.④⑤⑥C.③④⑥D.①③⑤【解析】選C。①SiO2和SO3,固體SO3是分子晶體,二氧化硅是原子晶體,二氧化硅、SO3都只含共價鍵,故①錯誤;②晶體硼和HCl,固體HCl是分子晶體,晶體硼是原子晶體,二者都只含共價鍵,故②錯誤;③CO2和SO2固體,CO2和SO2都是分子晶體,二者都只含共價鍵,故③正確;④晶體硅和金剛石都是原子晶體,二者都只含共價鍵,故④正確;⑤晶體氖和晶體氮都是分子晶體,晶體氖中不含共價鍵,晶體氮含共價鍵,故⑤錯誤;⑥硫黃和碘都是分子晶體,二者都只含共價鍵,故⑥正確。二、非選擇題(本題包括5小題,共52分)17.(10分)(2024·武漢高二檢測)由Cu、N、B等元素組成的新型材料有著廣泛用途。(1)基態(tài)Cu+的核外電子排布式為____________。在高溫下CuO能分解生成Cu2O,試從原子結構角度說明其緣由:___________________。

(2)立方氮化硼是一種新型的超硬、耐磨、耐高溫的結構材料,它屬于__________晶體。

(3)化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料,它可由六元環(huán)狀化合物(HBNH)3通過3CH4+2(HBNH)3+6H2O3CO2+6H3BNH3制得。①與上述化學方程式有關的敘述不正確的是____________(填標號)。

A.反應前后碳原子的軌道雜化類型不變B.CH4、H2O、CO2分子空間構型分別是:正四面體形、V形、直線形C.第一電離能:N>O>C>BD.化合物A中存在配位鍵②1個(HBNH)3分子中有__________個σ鍵。

(4)在硼酸鹽中,陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結構形式。圖(a)是一種鏈狀結構的多硼酸根,則多硼酸根離子符號為______________。圖(b)是硼砂晶體中陰離子的環(huán)狀結構,其中硼原子實行的雜化類型為_________________。

【解析】(1)Cu是29號元素?；鶓B(tài)Cu+的核外有28個電子。核外電子排布式為[Ar]3d10;在高溫下CuO能分解生成Cu2O,是因為CuO在變?yōu)镃u2O時,其中的Cu的價電子結構由Cu2+的3d9變?yōu)镃u+的3d10全滿穩(wěn)定結構。(2)立方氮化硼是一種新型的超硬、耐磨、耐高溫的結構材料,它屬于原子晶體。(3)①A.在反應前后CH4中的碳原子的軌道雜化類型是sp3雜化,在反應后CO2中的碳原子的軌道雜化類型是sp雜化。軌道雜化類型變更,錯誤。B.CH4、H2O、CO2分子空間構型分別是:正四面體形、V形、直線形,正確。C.一般狀況下,同一周期的元素,元素的非金屬性越強,原子半徑越小,第一電離能越大。但是由于N原子的核外電子是處于半充溢的穩(wěn)定狀態(tài),所以其第一電離能比O的還大。因此第一電離能大小關系是:N>O>C>B,正確。D.在化合物A中的N原子上存在配位鍵,正確。②由H3BNH3的分子結構可知在1個分子中有12個σ鍵。(4)由圖(a)可知多硼酸根離子符號為B或[BO2。由圖(b)硼砂晶體可知:其中硼原子實行的雜化類型sp2、sp3兩種類型。答案:(1)[Ar]3d10結構上Cu2+為3d9,而Cu+為3d10全充溢更穩(wěn)定(2)原子(3)①A②12(4)[BO2(或B)sp2、sp318.(8分)(2024·銀川高二檢測)銅是重要的金屬,廣泛應用于電氣、機械制造、國防等領域,銅的化合物在科學探討和工農業(yè)生產(chǎn)中有很多用途?；卮鹣铝袉栴}:(1)CuSO4晶體中S原子的雜化方式為______,

S的立體構型為_______。

(2)超細銅粉可用作導電材料、催化劑等,其制備方法如下:①NH4CuSO3中金屬陽離子的核外電子排布式為__________________。N、O、S三種元素的第一電離能大小依次為____________(填元素符號)。

②向CuSO4溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列說法正確的是________。

A.氨氣極易溶于水,緣由之一是NH3分子和H2O分子之間形成氫鍵B.NH3分子和H2O分子,分子空間構型不同,氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角C.[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,會析出深藍色的晶體D.已知3.4g氨氣在氧氣中完全燃燒生成無污染的氣體,并放出akJ熱量,則NH3的燃燒熱的熱化學方程式為:NH3(g)+O2(g)N2(g)+H2O(g)ΔH=-5akJ·mol-1(3)硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)即可得到協(xié)作物A,其結構如圖所示。①1mol氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)含有σ鍵的數(shù)目為________。

②氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳。寫出二氧化碳的一種等電子體:____________(寫化學式)。

③已知:硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體,其結構如圖所示。則該化合物的化學式是__________________________。

【解析】(1)CuSO4晶體中S原子的價層電子對數(shù)==4,孤電子對數(shù)為0,實行sp3雜化,S的立體構型為正四面體形;(2)①NH4CuSO3中的金屬陽離子是Cu+,它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10);依據(jù)同一周期第一電離能變更規(guī)律及第ⅡA、ⅤA族元素反常知,第一電離能大小依次為N>O>S;②A.氨氣極易溶于水,緣由之一是NH3分子和H2O分子之間形成氫鍵,選項A正確;NH3分子和H2O分子,分子空間構型不同,氨氣是三角錐形,水是V形,氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角,選項B錯誤;C.[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,會析出深藍色的晶體,選項C正確;D.燃燒熱必需是生成穩(wěn)定的氧化物,反應中產(chǎn)生氮氣和水蒸氣都不是穩(wěn)定的氧化物,選項D錯誤;(3)①氨基乙酸鈉結構中含有N—H2個,C—H2個,碳氧單鍵和雙鍵各一個,N—C、C—C各一個共8個σ鍵;②等電子體為價電子數(shù)和原子個數(shù)相同,故采納上下互換,左右調等方法書寫為N2O、SCN-等;③依據(jù)均攤法計算白球數(shù)為8×+1=2,黑球為4個,取最簡個數(shù)比得化學式為Cu2O。答案:(1)sp3正四面體(2)①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)N>O>S②AC(3)①8×6.02×1023(或8NA)②N2O(或SCN-等)③Cu2O19.(12分)(2024·南京高二檢測)探討晶體的結構對化學新材料的發(fā)覺有著重要的價值。(1)晶胞中任一個原子的中心位置均可用稱之為原子分數(shù)坐標的三個分別小于1的數(shù)(x,y,z)來予以規(guī)定。某晶體的晶胞結構如圖所示,1號原子坐標為(0,0,0),2號原子坐標為(,,0),該晶體的化學式為__________________,該晶胞參數(shù)為:a=250.4pm,c=666.1pm,γ=120°;3號原子坐標為________,列出上述晶體中A和B兩原子間的最小核間距的計算式為________________。(不必算出數(shù)值,但須要化簡)

(2)體心立方積累的晶胞是個立方體,假如半徑為r的原子保持緊密接觸,立方體的中心能容得下半徑最大為______________的一個原子。

(3)Fe能形成多種氧化物,其中FeO晶胞結構為NaCl型。晶體中事實上存在空位、錯位、雜質原子等缺陷,晶體缺陷對晶體的性質會產(chǎn)生重大影響。由于晶體缺陷,在晶體中Fe和O的個數(shù)比發(fā)生了變更,變?yōu)镕exO(x<1),若測得某FexO晶體密度為5.71g·cm-3,晶胞邊長為4.28×10-10m,則FexO中x=________(結果保留兩位有效數(shù)字)。

(4)鈣鈦礦晶體的結構如圖所示。假設把氧離子看作硬球接觸模型,鈣離子和鈦離子填充氧離子的空隙,氧離子形成正八面體,鈦離子位于正八面體中心,則一個鈦離子被________個氧離子包圍;鈣離子位于立方晶胞的體心,一個鈣離子被________個氧離子包圍。鈣鈦礦晶體的化學式為__________________。若氧離子半徑為apm,則鈣鈦礦晶體中兩個鈦離子間最短距離為________pm,鈦離子與鈣離子間最短距離為________pm。

(5)鈦元素有兩種同素異形體,常溫下是六方積累,高溫下是體心立方積累。如圖所示F晶體的結構中,晶胞參數(shù)a=0.295nm,c=0.469nm,則該F晶體的密度為________g·cm-3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計算式即可,不用化簡)。

【解析】(1)依據(jù)晶胞結構圖可知,頂點粒子占,棱上粒子占,面心粒子占,晶胞內部粒子為整個晶胞全部,則一個晶胞中含有A的數(shù)目為4×+2×=2,含有B的數(shù)目為8×+1=2,則A與B的數(shù)目之比為1∶1,所以該晶體的化學式為AB;該晶胞參數(shù)為a=250.4pm,c=666.1pm,γ=120°,已知1號原子坐標為(0,0,0),2號原子坐標為(,,0),對于原子坐標的書寫,各參數(shù)取值范圍[0,1],依據(jù)立體幾何學問,3號原子在2號原子之上,且在整個晶胞的中間,則3號原子坐標為(,,);依據(jù)晶胞結構,左下角頂點B粒子與底面的A粒子間的距離最短,依據(jù)原子坐標可以發(fā)覺底面的A原子位于正三角形中心,依據(jù)立體幾何學問并結合余弦定理,cos120°=,解得d=a,這是底面最長對角線的距離,A和B的距離為其,即A與B之間的最短距離為d=a=×250.4/3pm;(2)依據(jù)題意可知,立方體的棱長為2r,則該立方體的面對角線為2r,該立方體的體對角線為:L2=(2r)2+(2r)2,L=2r;立方體的中心能容得下半徑最大的原子直徑為2r-2r,半徑為(2r-2r)/2=(-1)r≈0.732r;(3)FexO晶體的晶胞結構為NaCl型,所以每個晶胞中含有4個O原子,即有4個“FexO”,由m=ρV可知:4×g=5.71g·cm-3×(4.28×10-8cm)3,解得x≈0.92;(4)鈦離子位于立方晶胞的頂角,被6個氧離子包圍成配位八面體,鈣離子位于立方晶胞的體心,被12個氧離子包圍,每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個,晶胞的12個邊上各有1個氧原子,依據(jù)均攤法可知,每個晶胞占有的氧原子數(shù)目為12×=3,則晶胞的化學式為CaTiO3;若氧離子半徑為apm,則正八面體的棱長為2apm,氧離子形成的正方形的邊長為2apm,鈦離子位于正方形的中心,兩個鈦離子間最短距離等于正方形對角線的長度,故兩個鈦離子間最短距離為2apm,圖中立方體中心鈣離子與頂點上鈦離子之間距離最短,為體對角線長度的一半,則二者最短距離為××2apm=apm;(5)依據(jù)晶胞結構圖可知,每個晶胞中含有Ti原子數(shù)目為2×+12×+3=6,一個晶胞的體積為6××(0.295×10-7)2×sin60°×(0.469×10-7)cm3=3×(0.295×10-7)2×sin60°×(0.469×10-7)cm3,則晶胞的密度為=2×48/[(0.295×10-7)2×sin60°×(0.469×10-7)×NA]g·cm-3。答案:(1)AB(,,)×250.4/3pm(2)0.732r或(-1)r(3)0.92(4)612CaTiO32aa(5)2×48/[(0.295×10-7)2×sin60°×(0.469×10-7)×NA]20.(8分)(2024·江蘇高考)Cu2O廣泛應用于太陽能電池領域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料,可制備Cu2O。(1)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為_________________。(2)S的空間構型為____________(用文字描述);Cu2+與OH-反應能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子為____________(填元素符號)。

(3)抗壞血酸的分子結構如圖1所示,分子中碳原子的軌道雜化類型為__________;推想抗壞血酸在水中的溶解性:______________(填“難溶于水”或“易溶于水”)。

(4)一個Cu2O晶胞(見圖2)中,Cu原子的數(shù)目為_______________________。

【解析】(1)Cu原子核外電子滿意洪特規(guī)則特例,為[Ar]3d104s1,先失去最外層上的電子,則Cu2+為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(2)S中S沒有孤電子對,價層電子數(shù)為0+4=4,S為sp3雜化,S為正四面體形。氧原子上面有孤電子對,O與Cu2+之間為配位鍵。(3)形成四個單鍵的碳原子為sp3雜化,形成雙鍵的碳原子為sp2雜化。1個抗壞血酸分子中含有4個羥基,可以與H2O分子間形成氫鍵,所以其易溶于水。(4)白球為8×+1=2,黑球為4,白球和黑球數(shù)目比為1∶2,所以Cu為黑球,1個晶胞中含有4個Cu。答案:(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)正四面體O(3)sp3、sp2易溶于水(4)421.(14分)（2024·全國Ⅰ卷）Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料探討方面的卓越貢獻而獲得2024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及周期表中相鄰元素的第一電離能（I1）如表所示。I1(Li)>I1(Na)，緣由是_____。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，緣由是_____。（3）磷酸根離子的空間構型為____，其中P的價層電子對數(shù)為_____、雜化軌道類型為_____。