1、物质结构与性质(选考)1(2021届东莞市东华高级中学高三月考)乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生反应：5C2H5OH+4MnO4-+ 12H+13H2O=5CH3COOH+4Mn(H2O)62+。(1)H、C、O中.原子半轻最大的是_ (填元素符号，下同).电负性最大的是_。(2)Mn(H2O)62+中Mn- O化学键称为_键，其电子对_由提供。 H2O与H+结合生成H3O+ ，与H3O+所含原子总数相等的等电子体是_(填分子式，写一种)。(3)在上述反应中C2H5OH转化为CH3COOH，C原子的杂化轨道类型由_变为_。(4)CH3COOH能与H2O任意比混溶的原因，除它们都是极性分子外还
2、因为_。(5)第一电离能I1(O)_(填”“ O的原子半径比S的小，原子核对最外层电子的吸引力较大 (6) 【解析】(1)电子层数越多，原子半径越大，同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，因此H、C、O中，原子半轻最大的是C；周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大，从上到下，元素的电负性逐渐减小，因此H、C、O中，电负性最大的是O；(2)Mn(H2O)62+中MnO键为配位键，其电子对由O提供，H3O+的原子数为3，价电子数为10，与H3O+所含原子总数相等的等电子体有NH3等；(3)C2H5OH分子中的两个碳原子均为sp3杂化，CH3COOH分子中甲基上的碳原子为sp3杂化，羰基中的碳原子为s
3、p2杂化；(4)CH3COOH与H2O均为极性分子，且CH3COOH分子与H2O分子间可形成氢键，因此CH3COOH能与H2O任意比混溶；(5)O和S位于同一主族，O的原子半径比S的小，半径越小原子核对最外层电子的吸引力越大，则第一电离能越大，因此第一电离能I1(O)I1(S)；(6)由均摊法可知，1个晶胞中Mn原子的数目为4，Se原子的数目为8+6=4，根据晶胞结构可知，两个Mn原子的最近距离为面对角线的一半，所以晶胞的棱长为pm，取1mol晶胞，质量m=4134g，1个晶胞的体积为(10-10)3cm3，则晶胞的密度=gcm-3。2(2021届四川成都市树德中学高三月考)2019年诺贝尔化
4、学奖授予约翰古德伊纳夫、斯坦利惠廷厄姆和吉野彰三位科学家，以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。请回答下列问题：(1)LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态Co原子核外电子排布式为_。 (2)Co(NO3)42-中Co2+的配位数为4，配体中N的杂化方式为_，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为_(填元素符号)，1mol 该配离子中含s键数目为_NA。 (3)Co3+在水中易被还原成Co2+，而在氨水中可稳定存在，其原因为_。 (4)LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷 酸根离子、三磷酸根离子如图所示：
5、这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_(用n代表P原子数)。(5)钴蓝晶体结构如图，该立方晶胞由4个I型和4个型小立方体构成，其化学式为_，晶体中Al3+占据 O2形成的_(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为_gcm-3(列计算式)。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 (2)sp2 CoON 16NA (3)Co3可与NH3形成较稳定的配合物 (4) CoAl2O4 (5)八面体空隙 【解析】(1)Co为27号元素，位于第四周期，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2；(
6、2)Co(NO3)42中Co2+的配位数为4，采用sp2杂化，该配离子中有Co、N、O三种元素，Co为金属元素，第一电离能最小，N和O元素位于同一周期且N位于第VA族、O位于第VIA族，所以第一电离能NO，所以这三种元素第一电离能CoON；硝酸根离子含有3个键，1个Co(NO3)42中Co2+的配位数为4，存在4个配位键，共计含有键数为34+4=16，1mol该配离子中含键数目：16NA；(3)Co3可与NH3形成较稳定的配合物，配合物的内界不易发生反应，故在氨水中不易被还原，可稳定存在；(4)由图可知，2个P原子时存在7个O，3个P原子时存在10个O，存在n个P时存在(3n+1)个O，则这类
7、磷酸根离子的化学式可用通式表示为；(5)图中左侧为晶胞结构，右侧为重复单位，黑色球处于晶胞的顶点、面心、I的体心，而大白色球处于I、的内部，小白色球处于的内部，故晶胞中Co原子数目=4+(8+6)=8、Al原子数目=44=16、O原子数目=84=32，Co、Al、O原子个数之比=8：16：32=1：2：4，化学式为CoAl2O4；补全结构可知O2-形成的正八面体，晶体中Al3+占据O2-形成的“八面体空隙”；1个立方晶胞中相当于含有8个(CoAl2O4)，1mol晶胞质量为：8(59+272+164)g，1mol晶胞体积为：NA(2a10-7 cm)3，所以晶胞密度为：g/cm3。3(2021
8、届黑龙江大庆市大庆中学高三月考)中科院大学研究团队在化学链合成研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有、等，相关研究成果发表于自然能源上。请回答下列问题：(1)基态Fe原子的外围电子排布式为_，Cs元素位于周期表中的_区。(2)元素的第一电离能：Mg_Al(填“”或“”)。H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为_用元素符号表示。(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为_，其空间立体构型为_，与NH3互为等电子体的粒子是_填粒子符号，任写一种(4)已知MgO的熔点为，CaO的熔点为25720C，MgO的熔点高于CaO的原因是_。(5)研究发现，只含Ni、Mg和C三种元素的晶体也具有超导性，该晶体的
9、晶胞结构如图所示：与C原子紧邻的Ni原子有_个。已知该晶胞中a原子的坐标参数为0，b原子的坐标参数为(，0)，则c原子的坐标参数为_。已知该晶体的密度为 ，阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为 _cm。【答案】(1) 3d64s2 s (2) ； ONH(3) sp3 三角锥形 H3+O等 (4)二者属于离子晶体，Mg2+的半径小于Ca2+，MgO的晶格能大于CaO (5) 6 【解析】(1)基态Fe原子的核电荷数是26，所以核外也应该有26个运动状态不同的电子。基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2；Cs元素属于碱金属元素第6周期第IA族，位于周期表中的s
10、区；(2)元素的第一电离能与元素的金属性有关，但Mg的最外层为全充满状态，电子能量最低，所以第一电离能MgAl；元素的电负性与元素的非金属性变化规律相似，故H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为ONH；(3)NH3分子是由极性共价键所形成的极性分子，N原子杂化后的4个sp3轨道中，有一个杂化轨道已经有了一对成对电子不能再结合H原子，只能利用另外3个sp3轨道上的3个单电子结合3个H原子形成三个N-N键，而孤对电子对这三个键有较强的排斥作用，所以NH3分子构型为三角锥型，其中心原子的杂化方式为sp3杂化；NH3为10电子分子，所以等电子体是H3+O等；(4)从MgO与CaO的熔点均很高，可判断出
11、二者的晶体类型均为离子晶体。但由于Mg2+的半径小于Ca2+，MgO的晶格能大于CaO，CaO的熔点低于MgO；(5)从图中可看出Ni原子位于正方体面心上，而C原子位于正方体的中心上，所以与顶点位置最近的面心共有6个，即与C紧邻的Ni有6个；a原子的坐标参数为，b原子的坐标参数为，在三维立体坐标轴中c原子所在位置为，所以c原子的坐标参数为；设晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为acm，则该晶胞的棱长为cm，晶胞体积为，由于Ni位于面心，所以完全属于一个晶胞的Ni个，Mg位于顶点，所以完全属于一个晶胞的Mg一个，碳位于体心，完全属于该晶胞，所以该晶胞的质量为可表示为，则晶体的密度，解得a=。
12、4(2021届四川南充市阆中中学高三月考)元素X的基态原子中的电子共有7个能级，且最外层电子数为1，X原子的内层轨道全部排满电子。在气体分析中，常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量，其化学反应方程式为2XCl+2CO+2H2O=X2Cl22CO2H2O。(1)X基态原子的核外电子排布式为_。(2)C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为_。(3)X2Cl22CO2H2O是一种配合物，其结构如图所示。与CO互为等电子体的分子是_。该配合物中氯原子的杂化方式为_。在X2Cl22CO2H2O中，每个X原子能与其他原子形成3个配位键，在图中用“”标出相应的配位键_。(4)测定阿伏加德罗常数的
13、值有多种方法，X-射线衍射法是其中一种。通过对XCl晶体的X-射线衍射图像的分析，可得出XCl的晶胞如图所示，则距离每个X+最近的Cl-的个数为_；在 XCl晶体中X+采用面心立方最密堆积，形成四面体和八面体两种空隙，Cl-填充在四面体空隙中，四面体空隙填充率为_ ；若X+半径为a pm，晶体的密度为 gcm-3，试计算阿伏加德罗常数的值NA=_(列计算表达式)。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 (2)OCH (3) N2 sp3 (4)4 50% 【解析】元素X的基态原子中的电子共有7个能级，说明有四个电子层，且最外层电子数为1，X原子的内层轨道
14、全部排满电子说明3d轨道排满，即为CuAr3d104s1。(1)X为Cu，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1；(2)同周期，从左到右，电负性逐渐增大，即OC，非金属性越强，电负性越强，所以CH，即OCH；(3)X2Cl22CO2H2O是一种配合物，找等电子体，找与这些原子相邻的原子，因此CO互为等电子体的分子是N2；氯有2个键，还有两对孤对电子，因此氯原子的杂化方式为sp3；在X2Cl22CO2H2O中，每个X原子能与其他原子形成3个配位键，CO、H2O、Cl各提供孤对电子，亚铜离子提供空轨道，因此配位键图示为；(4) XCl的晶胞如图所示，
15、以面心分析，左边两个Cl，右边两个Cl，即距离每个X+最近的Cl的个数为4，阴离子形成了八个正四面体空隙，阳离子填充在四个正四面体体空隙中的，填充率是50%，若X原子的半径为a pm，即每个边长为pm，晶体的密度为g/cm3，每个晶胞中有4个Cu+，4个Cl，阿伏加德罗常数。5(2021届广东广州市高三月考)FeSe、MgB2等超导材料具有广阔的应用前景。(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_。(2)向FeSe中嵌入吡啶()能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为_；该分子内存在_(填标号)。A 键 B 键 C 配位键 D 氢键(3)将金属锂直接溶于液氨，得到具
16、有很高反应活性的金属电子溶液，再通过系列反应可制得FeSe基超导材料。NH2-的空间构型为_。液氨是氨气液化的产物，氨气易液化的原因是_。金属锂溶于液氨时发生反应： X 。X的化学式为_。(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和代表，则该化合物的化学式表示为_；通过测定密度和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：_。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为_、_。【答案】(1)4
17、5 (2) sp2杂化 AB (3)V型 氨分子间存在氢键，分子间作用力较强，容易液化 (4) Sm FeSeAsO1-xFx 【解析】(1)基态Fe2+的外围电子排布式为3d6，含有4个未成对电子，基态Fe3+的外围电子排布式为3d5，含有5个未成对电子，两者之比为4：5；(2)中N、C之间形成双键，故氮原子的杂化类型为sp2杂化，该分子内存在着和键，故选AB；(3)的中心原子的价电子对数为，含有两对孤对电子，故其空间构型为V形；由于氨气分子间存在氢键，分子间作用力较强，因此氨气容易液化；X，根据原子守恒和电荷守恒可确定X的化学式为；(4)由图1可知，每个晶胞中含Sm原子：4=2，含Fe原子
18、：4+1=2，含As原子：4=2，含O原子：(8+2)(1-x)=2(1-x)，含F原子：(8+2)x=2x，所以该化合物的化学式为SmFeAsO1-xFx；根据该化合物的化学式为SmFeAsO1-xFx，一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为a2c10-30cm3，则密度=g/cm3；根据原子1的坐标(，)，可知原子2和3的坐标分别为(，0)，(0，0，)。6(2021届陕西西安市高新一中高三月考)许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列有关问题：甲基呋喃与氨在高温下反应得到甲基吡咯：(1)现代化学中，常利用_上的特征谱线来鉴定元素。与Zn同区、同周期元素基态原子的核
19、外电子简化排布式是_。(2)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图：，该电子排布图违背_；甲基呋喃和甲基吡咯所含的非金属元素中，电负性最大的是_( 填元素符号)。(3)由H、C、N形成的CH2=CHCN分子中碳原子轨道的杂化类型是_，1mol CH2=CHCN 分子中含键的物质的量为_mol。(4)配合物Zn(NH3)3(H2O)2+中与Zn2+形成配位键的原子是_(填元素符号)；与NH3分子互为等电子体的阳离子为_。(5)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如左下图甲所示：其中实心球为磷原子，在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为_ 。磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(图乙
20、中表示P原子的投影)， 用画出B原子的投影位置_。(6)如下图为铜与氧(O)、钇(Y)、 钡(Ba)形成的一种超导体材料的长方体晶胞结构，其晶胞参数如图(i)所示，该结构中有平面正方形(CuO4)和四方锥(CuO6)结构单元如图(ii)所示。该超导体材料的化学式为_。已知该化合物的摩尔质量为Mgmol-1，阿伏加德罗常数的值为NA，其密度为_。 【答案】(1)原子光谱 Ar3d104s1 (2)洪特规则 O (3)sp2、sp 3 (4)N、O H3O+ (4) 面心立方最密堆积 或 (5) YBa2Cu3O7 【解析】(1)光谱分析利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，所以现代化学中，常利用原
21、子光谱上的特征曲线来鉴定元素；Zn位于ds区，与Zn同区、同周期元素是Cu，Cu的基态原子的核外电子简化排布式是Ar3d104s1；(2)图中2p轨道上的2个电子没有分占不同的轨道，因此违背了洪特规则；甲基呋喃和甲基吡咯所含的非金属元素有C、H、O、N，同周期元素从左到右电负性增强，同主族元素从上到下电负性减弱，电负性ONCH，故电负性最强的是O；(3)CH2=CHCN中有3个C，一般来说，与双键相连的C为sp2杂化，与三键相连的C为sp杂化，故双键两端的两个C是sp2杂化，氰基中的C为sp杂化；每个碳碳双键中有1个键，每个碳氮三键中有2个键，故1mol CH2=CHCN 分子中含键的物质的量
22、为3mol；(4)配合物Zn(NH3)3(H2O)2+中配体为NH3和H2O，与Zn2+形成配位键的原子是N和O；等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，与NH3分子互为等电子体的阳离子为H3O+；(5)P位于晶胞的顶点和面心，属于面心立方最密堆积；根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B或者3个P形成，所以画图为： 或；(6)由图(i)可知，Cu位于顶点和棱上，根据均摊法，Cu的个数为8+8=3，Y在内部，数目为1，Ba也在内部，数目为2，由图(ii)可知，O原子位于棱上，共有28个，O原
23、子个数为28=7，故化学式为YBa2Cu3O7；晶胞密度=。7(2021届湖北武汉市华中师大一附中高三期中)镁及其化合物在制药、材料及航空等行业中用途广泛，请回答下列问题：(1)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是_(填字母，下同)，能量最低的是_。x y zA 1s22s22p43s13px13py13pz1 B 1s22s22p33s23px13py13pz1C 1s22s22p63s13px1 D 1s22s22p63s2(2)氧化镁是一种传统的耐火材料，熔点为28520C，其熔融物中有自由移动的Mg2+和O2-，上述两种离子半径的大小关系为_。(3)叶绿素是自然界中常见的含镁有
24、机化合物，其结构示意图如下所示：由叶绿素分子的结构可知，其中有sp2、sp3两种杂化方式的原子有_，分子中存在_(填字母)。A配位键 B键 C非极性键 D氢键 e.极性键(4)已知与部分卤化钠的晶格能及离子间距如下表所示：化合物晶格能3890686736787离子间距205311290276通过玻恩哈伯循环计算晶格能的过程如下图所示(能量数据单位均为kJ/mol)。晶格能的大小与_有关，Mg的第一电离能为_kJ/mol。(5)尖晶石是由镁铝氧化物组成的矿物，有些尖晶石透明且颜色漂亮，可作为宝石。尖晶石的某种立方晶胞结构如图甲所示，晶胞中含有A型和B型两种结构单元。 则该尖晶石的化学式为_，若晶
25、胞边长为，阿伏伽德罗常数的值为NA，则该尖晶石的密度为_(用含有a、的代数式表示)【答案】(1)b d (2)r(O2-)r(Mg2+)(3)C、N、O a b c e (4)离子间距、离子所带电荷 738 (5) MgAl2O4 【解析】(1)a、b、c处于激发态，d处于基态状态，故d的能量最低，a中2p能级2个电子、3s能级1个激发到3p能级，c中3s能级1个电子激发到3p，而b中2p能级3个电子激发到3p能级，故b的能量最高；(2) Mg2+和O2电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：r(O2-)r(Mg2+)；(3)价层电子对为3的原子以sp2杂化，价层电子对为4的原子
26、以sp3杂化，叶绿素中C、N、O原子形成了单键、双键，既有sp2杂化、又有sp3杂化；Mg与N原子之间形成配位键；C原子与H原子等之间形成极性键，碳碳之间形成非极性键，双键中含有键，没有氢键，符合题意的是：a b c e；(4)根据图中信息可知，离子间距离越小，离子所带电荷越多，晶格能越大；根据晶格能的定义可知：-3890kJ/mol=-624kJ/mol- (1451kJ/mol+E1kJ/mol+128kJ/mol +703kJ/mol+249 kJ/mol)，E1=738 kJ/mol；(5)晶胞中含有结构A，结构B均为4个，Mg原子处于晶胞的顶点、面心、结构A的体内， Al原子处于结构
27、B内部，O原子处于结构A，结构B内部，晶胞中Mg原子数目=4+8+6=8、Al原子数目=44=16，O原子数目=44+44=32，故Mg、Al、O原子数目之比为8：16：32=1：2：4，故化学式为：MgAl2O4；=g/pm3= g/pm3。8(2021届湖南怀化市高三模拟)(1)写出Cr3+的核外电子排布式_。我国科学家合成某种铬的化合物M(如图甲)对乙烯聚合表现出较好的催化活性，甲中化学键1、2、3、4属于配位键的是_；聚乙烯链中碳原子采取的杂化方式为_。(2)1mol(SCN)2中含有键的数目为_。HSCN的结构有两种，其中硫氰酸(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(HNCS)，原因是_。(
28、3)研究表明水能凝结成13种类型结晶体，其中重冰(密度比水大)属于立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如乙，则该晶体中H2O的配位数为_；若该晶胞边长为apm，重冰的密度为_gcm3(写出数学表达式，NA为阿伏加德罗常数)。(4)图丙为Fe3O4晶体中O2的排列方式，其中O2围成正四面体空隙(1、3、6、7)和正八面体空隙(3、6、7、8、9、12)；Fe3O4晶体中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中，则晶体中正四面体空隙数与正八面休空隙数之比为_；有_%的正八面体空隙没有填充阳离子。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d3 2
29、sp3 (2)4NA 异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键 (3) 8 (4)2：1 50 【解析】(1)Cr核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1失去3个电子成为Cr3+，Cr3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3；N，O，Cl最外层分别有3、2、1个未成对电子，故分别形成3、2、1个价键，在N原子上有四个价键，故2处为配位键；聚乙烯链中每个碳原子均为4个单键，故C原子杂化方式为sp3；(2)(SCN)2中硫原子形成两个共用电子对、C原子形成四个共用电子对、N原子形成三个共用电子对，(SCN)2结构式为NCSSCN，C和N形成的三键中，有
30、2个是键，则每个分子中含有4个键，则1mol(SCN)2中含有键的数目为4NA；能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能形成分子间氢键，所以异硫氰酸熔沸点高于硫氰酸；(3)立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图可知为体心立方堆积，故配位数为8；每个晶胞中水分子个数为2，晶胞质量mg，晶胞密度gcm3；(4)结构中如1、3、6、7的O2围成的正四面体空隙有8个，面心位置6个O2围成的正八面体，将晶胞补全可知共用1条棱的4个面心的O2与该棱顶点处的2个O2也围成正八面体，而这样的正八面体为4个晶胞共有，晶胞中正八面体数目1+124，则晶体中正四面体空隙数与正八面休空隙数
31、之比为8：42：1；由图可知晶体结构中O2离子数目为8+64，由化学式可知晶胞中Fe原子数目为3，根据化合价代数和为0，则晶胞中含有2个Fe3+、1个Fe2+，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中，则填充在正四面体空隙中的Fe3+为1个，填充在正八面体空隙中有1个Fe3+和1个Fe2+，有2个正八面体空隙没有填充阳离子，则有50%的正八面体空隙没有填充阳离子。9(2021届山东青岛市高三质检)钙和铜合金可用作电解制钙的阴极电极材料，请回答下列问题：(1)基态Cu的价电子排布式为_。(2)CaCO3高温分解可制得CaO。CaO与C在一定条
32、件下可生成CaC2，CaC2与水反应生成Ca(OH)2和一种四原子气体分子M。CaCO3中阴离子的空间构型为_。该气体分子M中键与键的数目之比为_。(3)工业上电解CaCl2制Ca而不用CaO，请从结构角度解释原因_。(4)在碱性溶液中，缩二脲HN(CONH2)2与CuSO4反应得到一种特征紫色物质，其结构如图所示，该反应原理可用于检验蛋白质或其他含肽键的化合物。缩二脲分子中碳原子与氮原子的杂化类型分别为_、_。(5)一种钙铜合金的结构可看作图a、b两种原子层交替堆积排列而成c，其晶胞如图d。a图中Ca-Ca间距离为x pm，c图中Ca-Ca间距离距离为ypm。已知原子拥有的尽可能多的相邻原子
33、的个数叫该原子的配位数，则晶胞c中Ca原子的配位数(Cu原子)为_。设阿伏加德罗常数为NA，则该钙铜合金的密度是_g/cm3(列出计算表达式)。【答案】(1)3d104s1 (2) 平面三角形 3：2 (3)Cl-比O2-半径大，所带电荷数小，CaCl2熔点较低，熔化时消耗能量少 (4) sp2 sp3 (5) 18 【解析】(1) Cu原子核外有29个电子，根据洪特规则，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1；(2)CaCO3中阴离子是CO32-，中心C原子的价电子对数是，配位原子数是3，无孤电子对，空间构型为平面三角形；气体分子M是HCCH，结构式是H-CC-H，键与键的数目之比为3：2
34、；(3) CaCl2和CaO相比，O2-比Cl-半径小、所带电荷数多，CaCl2熔点较低，熔化时消耗能量少，所以工业上电解CaCl2制Ca而不用CaO；(4)根据图示，碳原子形成3个键，无孤电子对，碳原子杂化类型是sp2；氮原子形成3个键，有1对孤电子对，氮原子杂化类型是sp3；(5)根据晶胞c可知，离Ca原子最近且距离相等的Cu原子有18个，Ca的配位数是18；根据晶胞图d，晶胞的体积是 ，根据均摊法，1个晶胞中含有Ca原子数 ，Cu原子数是；则该钙铜合金的密度是g/cm3。10(2021届福建厦门市高三质检)我国科学家合成了一种高容量的锂离子电池的负极材料Fe3C，其合成路线如图：(1)基
35、态Fe核外电子排布式为_。(2)丙酮中碳原子杂化方式为_。(3)FeCl3熔点为 306、沸点为 315；Fe3O4中电子可在Fe2+、Fe3+间迅速发生转移。FeCl3属于_晶体。Fe3O4晶体_导电(填“能”或“不能”)。(4)十八烯酸结构有 A()和 B()十八烯酸的分子式为_。A 和 B 的关系为_(填标号)。A5.碳链异构 B官能团异构 C顺反异构 D位置异构十八烯酸可作为表面活性剂促进胶状形成，其亲水基团为_。(5)Fe3C晶胞呈长方形，其结构如图所示，其中部分铁原子未标出。与碳原子紧邻的铁原子的空间结构为_(填“正四面体”或“正八面体”)。晶胞含有_个碳原子。Fe和C的原子半径分
36、别为rFe nm和rC nm，则Fe3C晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为_(列出计算式)。【答案】(1)Ar3d64s2 (2)sp2、sp3 (3) 分子 能 (4) C18H34O2 c 羧基 (5) 正八面体 4 【解析】(1) Fe是第26号元素，根据构造原理可得其原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，即Ar3d64s2；(2) 在丙酮分子中，羰基碳原子含有3个键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，甲基碳原子含有4个键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化；(3) FeCl3熔点为 306、沸点为 315，其熔沸点较低，所以FeCl3属于分子晶。由题可知，Fe3
37、O4中电子可在Fe2+、Fe3+间迅速发生转移，所以该晶体能导电；(4)根据A、B的结构简式可得：十八烯酸的分子式为C18H34O2；与碳碳双键上的为两个不同的原子团，存在顺反异构。从A、B的结构简式可得：A为反式异构，B为顺式异构，故选c；憎水基易溶于油，主要有烃基；亲水基易溶于水，主要有羟基、羧基。(5)根据Fe3C晶胞的结构图可知，Fe3C的晶胞结构中碳原子的配位数为6，与碳原子紧邻的铁原子，以C原子为原点建立三维坐标系，Fe原子位于坐标轴上且关于原点(碳原子)对称，6个Fe形成的空间结构为正八面体；根据Fe3C晶胞的结构图可知，碳原子位于平行六面体的8个顶点、4条侧棱、上下底面和平行六
38、面体的内部，由均摊法计算可得： ；根据Fe3C晶胞的结构图可知，晶胞的体积为： ，晶胞中原子总体积为： ，则Fe3C晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为：=。11(2021届山东莒县高三期中)铜元素是人体所必须的一种微量元素，铜也是人类最早发现和使用的金属。回答下列问题：(1)金属铜晶体的原子堆积模型属于_(填堆积模型名称)，其原子的空间利用率为_。(2)简单金属离子在水溶液中有颜色的原因，是其价层电子中含有的未成对电子发生跃迁，如：Fe3呈黄色、Fe2呈绿色、Cu2呈蓝色等；预测Cu为_色，原因是_。(3)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则
39、该合金中Cu原子与Au原子数目之比为_，该晶体中原子之间的作用力是_。(4)某种铜的氯化物晶体结构如图所示。此晶体中铜原子的配位数是_；若A的原子坐标是(0，0，0)，B的原子坐标是(0，1，0)，则C的原子坐标是_；设晶胞参数为a pm，则该铜的氯化物晶体的密度为_ gcm3。(用含a和NA的式子表示，NA为阿伏加德罗常数)【答案】(1)面心立方最密堆积 74% (2)无 Cu中无单电子 (3)31 金属键 (4)4 【解析】(1)金属铜晶体的原子堆积模型属于面心立方最密堆积，其原子的空间利用率74%；(2)根据价层电子排布，Fe3+有5个未成对电子，呈黄色；Fe2+有4个未成对电子，呈绿色
40、，可知Cu+无颜色，因为Cu+中无单电子；(3)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，个数是3，Au原子处于顶点，个数是1，则该合金中Cu原子与Au原子数目之比为31，二者均属于金属，则该晶体中原子之间的作用力是金属键；(4)晶胞中Cl原子数目为4，晶胞中Cu原子数目为+=4，二者原子数目为1：1，故配位数也相等，Cu原子与周围4个Cl原子形成正四面体，Cu的配位数为4；若A的原子坐标是(0，0，0)，B的原子坐标是(0，1，0)，则C的原子坐标是；晶胞的边长为a pm，体积是(a1010)3cm3，质量是，则该铜的氯化物晶体的密度为 gcm3。12(2021届甘
41、肃兰州市兰州一中高三模拟)在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵仪式上，最后亮相的DF31A洲际战略导弹是我国大国地位、国防实力的显著标志。其制作材料中包含了 Fe、Cr、Ni、C等多种元素。回答下列问题：(1)基态铁原子的价电子排布式为_。(2)与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素，可能位于周期表中的_区。(3)实验室常用KSCN溶液、苯酚()检验Fe3。其中N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)，苯酚中碳原子的杂化轨道类型为_。(4)铁元素能与CO形成Fe(CO)5。羰基铁Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1 mol Fe(CO)5分子中含_mol 键，
42、与CO互为等电子体的一种离子的化学式为_。(5)碳的一种同素异形体的晶体可采取非最密堆积，然后在空隙中插入金属离子获得超导体。如图为一种超导体的面心立方晶胞，C60分子占据顶点和面心处，K占据的是C60分子围成的_空隙和_空隙(填几何空间构型)；若C60分子的坐标参数分别为A(0，0， 0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，则距离A位置最近的阳离子的原子坐标参数为_。(6)Ni可以形成多种氧化物，其中一种NiaO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，a的值为0. 88，且晶体中的Ni分别为Ni2、Ni3，则晶体中Ni2与Ni3的最简整数比为_，晶胞参数为428 pm，则晶体密度为_g/cm
43、3(NA表示阿伏伽德罗常数的值，列出表达式)。(7)某种磁性氮化铁的结构如图所示，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。正六棱柱底边长为a nm，高为c nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为_g/cm3(列出计算式)。【答案】(1)3d64s2 (2)s、ds (3)NOS sp2杂化 (4)10 CN或C22- (5)正四面体 正八面体 (，) (6) 8：3 (7) 【解析】 (1)铁元素的原子序数为26，位于元素周期表第四周期族，价电子的排布式为3d64s2；(2)铬元素的原子序数为24，价电子的排布式为3d54s1，最外层电子数为1，与铬元素同周期且基态原子最外层
44、电子数相同的是钾元素和铜元素，分别位于周期表中的s区和ds区；(3)同一主族元素，从上到下第一电离能依次减小，第一电离能OS，氮元素2p能级处于半充满的稳定状态，能量低，氮元素的第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能 NOS；苯酚为苯上的一个H原子被OH取代而成，苯和苯酚均为平面结构，分子中C原子采取sp2杂化；(4)配合物中碳原子不存在孤对电子，键数为2，1个Fe (CO)5分子含10个键，则1mol Fe(CO)5分子中含10mol键；原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体，与CO互为等电子体的离子有CN、C22-等；(5)碳的一种同素异形体的晶体可采取非最密堆积，
45、然后在空隙中插入金属离子获得超导体。如图为一种超导体的面心立方晶胞，C60分子占据顶点和面心处，由C60分子围成的构型分别为正四面体和正八面体，则K+占据的是C60分子围成的正四面体和正八面体的空隙中；若C60分子的坐标参数分别为A(0，0，0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，说明该晶胞的棱长是1，则距离A位置C60分子最近的K+为形成的正四面体体心上的，为晶胞棱长的，则距离A位置最近的阳离子的原子坐标参数为(，)；(6)设晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为x：y，根据NiaO中化合价代数和为零可知：0.88=2，解得x：y=8：3；NiaO晶体的晶胞结构为NaCl型，所以每个晶胞中含
46、有4个O原子，有4个“NiaO”，则晶体密度=gcm-3；(7)由晶胞结构可知，晶胞的底面为正六边形，边长为a cm，底面面积为6a cma cmsin60=cm2，晶胞的体积为cm2c cm=c cm3，晶胞中含有N原子数为2，含有的Fe原子数为：12+2+3=6，该晶胞的质量m= = g，所以该晶体密度= g/cm3。13(2021届江苏南通市高三期中)元素周期表中第四周期的某些过渡元素(如V、Zn、Co等)在生产、生活中有着广泛的应用。(1)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。基态钒原子的外围电子排布式为_。 V2O5的结构式如图所示，则V2O5分子中键和键数目之
47、比为_。(2)Co(NH3)5Cl3是钴的一种配合物，中心离子的配位数为6，向100mL0.2molL-1该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成5.74g白色沉淀。NO3-的空间构型为_。 则该配合物中配离子的化学式为_。 (3)ZnF2是生成良好的光学基质材料KZnF3的原料，ZnF2、KZnF3两种晶体的晶胞结构如图所示：已知：ZnF2的熔点为872，ZnCl2的熔点为275，ZnBr2的熔点为394，ZnBr2的熔点高于ZnCl2的原因为_。 KZnF3晶体(晶胞顶点为K+)中，与Zn2+最近且等距离的F-数为_。 若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体的密度为_g/cm3(
48、用含a、c、NA的代数式表示)。【答案】(1)3d34s2 3：2 (2)平面三角形 Co(NH3)5Cl2+ (3)ZnCl2、ZnBr2为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔沸点升高 6 【解析】(1)钒的原子序数为23，核外有23个电子，根据电子排布规则，其电子排布式为1s22s22p63s23 p63d34s2，基态钒原子的外围电子排布式为3d34s2；由V2O5的结构式可知，该结构中共含有4个V=O双键，2个V-O单健，1个双键含有1个键和1个键，单健均为键，所以V2O5分子中含有6个键和4个键，键和键数目之比为6：43：2；(2)对于NO3-，根据VS
49、EPR理论，价电子对数=3+=3，无孤对电子对，VSEPR模型为平面三角形，所以NO3-的空间构型为平面三角形；Co(NH3)5Cl3是钴的一种配合物，中心离子的配位数为6，向100mL0.2molL-1该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，配合物的物质的量n=0.2mol/L0.1L=0.02mol，n(AgCl)=0.04mol，说明该配合物中外界有2个氯离子，内界有1个氯离子，中心离子的配位数为6，即中心离子的配体为1个氯离子和5个氨气分子，该配合物中配离子的化学式为Co(NH3)5Cl2+； (3)由熔点数据可知，ZnCl2、ZnBr2为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，分子间
50、作用力越强，熔点越高，相对分子质量ZnBr2ZnCl2，所以ZnBr2熔点高于ZnCl2；由KZnF3的晶胞结构可知，K+位于顶点，即K+的个数为=1，Zn2+位于体心，即有1个Zn2+，F位于面心，即F-的个数为=3，则与Zn2+最近且等距离的F数为6；由ZnF2的晶胞结构可知，Zn2+有8个位于顶点和1个位于体心，Zn2+的个数为+1=2，F-有4个位于面心和2个位于体心，F-的个数为+2=4，即一个晶胞相当于含有2个“ZnF2”，一个晶胞质量m=g，晶胞的体积V=( a10-7cma10-7cmc10-7cm)=a2c10-21cm3，晶体密度=gcm-3。14(2021广东高三月考)铂
51、、钴、镍及其化合物在工业和医药等领域有重要应用。回答下列问题：(1)筑波材料科学国家实验室发现了在5K 下呈现超导性的晶体COO2，其具有层状结构。晶体中原子O与CO的配位数之比为_；CO4+的价层电子的轨道表示式为_。(2)配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl 4等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于_晶体。(3)某镍配合物结构如图所示。分子内含有的化学键有_(填序号)。A氢键 B共价键 C离子键 D配位键 E.金属键配合物中C、N、O三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是NOC，试从原子结构解释为什么同周期元素原子的第一电离能NO：_。(4)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状
52、堆砌，使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行，构成能导电的“分子金属”，其结构如图所示。“分子金属”可以导电，是因为_能沿着其中的金属原子链流动。 “分子金属”中，铂原子是否以sp3的方式杂化？_(填“是”或“否”)，其理由是_。(5)金属铂晶体中，铂原子的堆积方式类似于NaCl晶胞中的钠离子或氯离子的堆积方式，其晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示，金属铂的密度为dg/cm3，则晶胞参数_ pm (列计算式)。【答案】(1) (2)分子 (3)B、D 因为N原子2p能级电子为半充满状态，较稳定不易失去电子，而原子失去2p能级上一个电子可以达到较稳定的半充满状态 (4)电子 否 若铂原子轨道为
53、sp3杂化，该分子结构为四面体，非平面结构 (5)或 【解析】(1)根据晶体中原子配位数之比等于电荷数之比，则由化学式可知，O与Co的配位数之比为1：2；钴原子的原子序数为27号，价电子排布式为3d74s2，则Co4+的价电子排布式为3d5，价电子排布图为；(2)由配合物Ni(CO)4常温下为液态，熔沸点低，易溶于四氯化碳等有机溶剂可做，固态Ni(CO)4属于分子晶体；(3)A项，氢键属于分子间作用力，不是化学键，故不符合题意；B项，由配合物的结构示意图可知，配合物中含有碳氢、碳碳、碳氮、氮氧、氢氧等共价键，故符合题意；C项，由配合物的结构示意图可知，配合物中不存在阴、阳离子，不含有离子键，故
54、不符合题意；D项，配合物的结构示意图可知，配合物含有NNi配位键，故符合题意；E项，该配合物不是金属晶体，不含有金属键，故不符合题意；故选BD；N原子的2p能级电子有3个电子，为较稳定的半满状态，不易失去电子，而O原子的2p能级电子有4个电子，失去一个电子可以达到稳定的半满状态，则第一电离能NO；(4)由结构示意图可知，每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行，构成能导电的“分子金属”，则铂金属的价电子可在金属铂间传递而导电，因此分子金属可以导电是因为电子能沿着其中的金属原子链流动；由结构示意图可知，分子金属中，平面型的铂配合物分子进行层状堆砌，因此铂原子不可能以sp3的方式杂化，若为sp3杂化
55、，空间构型应该为四面体形；(5)由金属铂晶体中，铂原子的堆积方式类似于NaCl晶胞中的钠离子或氯离子的堆积方式和立方晶胞沿x、y或z轴的投影图可知，晶体为面心立方最密堆积，一个晶胞中含有的铂原子个数为(8+6)=4，则晶胞的质量为g，体积为(a1010)3cm3，由金属铂的密度为dg/cm3可得：=d，解得a=pm=pm。15(2021届广西高三月考)三醋酸锰(CHCOO)3Mn是一种很好的有机反应氧化剂，可用如下反应制备：4Mn(NO3)26H2O+26(CH3CO)2O=4(CH3COO)3Mn+8HNO2+3O2+40CH3COOH，请回答下列问题：(1)三醋酸锰(CHCOO)3Mn中阳
56、离子的价层电子排布式为_，该价层电子排布式中电子的自旋状态_(填“相同”或“相反)。 (2)过渡元素锰能形成很多重要的配合物。三醋酸锰就是一种配合物，其结构如图所示，其中配位键数为_。Mn2+能形成配离子为八面体的配合物MnClmnNH3，在该配合物的配离子中，Mn2+位于八面体的中心。若含l mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液作用可生成l molAgCl沉淀，则化学式中的n为_。(3)CH3COOH中碳原子的杂化形式为_，CH3COOH中所含元素的电负性由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(4) 的立体构型是_，1 mol醋酸酐(CH3CO)2O中所含键数与键数之比为_。(5)碘与锰
57、形成的某种化合物晶胞结构及晶胞参数如图所示(已知图中I原子与所连接的三个Mn原子的距离相等)，则该化合物的化学式是_，晶体密度的计算式为_g/cm3 (计算式可不化简)。【答案】(1)3d4 相同 (2)3 5 (3)sp2 sp3 OCH (4)V型 6：1 (5)MnI2 (或 ) 【解析】(1) Mn为25号元素，根据构造原理知，Mn的基态原子核外电子排布为Ar3d54s2，失电子时，从最外层失去，即失去4s上2个电子和3d上一个电子，故Mn3+核外电子排布式为Ar3d4，价层电子排布式为3d4，该价层电子排布图为，电子的自旋状态相同；(2)由三醋酸锰的结构可知，配位键数为3；由1mol
58、配合物与足量AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，知道1mol配合物电离出1mol Cl-，即配离子显+1价，又因为外界有1个Cl-，且Mn显+2价，所以MnClpnNH3+中有1个氯原子，即p=1，又因为该配合物为八面体的配合物，Mn2+位于八面体的中心，如图所示，其中数字处的小圆圈表示NH3分子或Cl-，Mn2+位于八面体的中心，该配合物配位数为6，所以n=6-1=5，该配合物为MnCl25NH3；(3) CH3COOH中甲基上C原子价层电子对个数是4、羧基上C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断碳原子的杂化形式，前者为sp3、后者是sp2；元素的非金属性越强，其电负性越大，在CH3COOH中非金属性OCH，则电负性OCH；(4) 中N原子价层电子对个数=2+=2+1=3，含一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该离子空间构型为V型；单键全是键，双键含一个键一个键，醋酸酐(CH3CO)2O结构简式可表示为，1 mol醋酸酐中含12mol键与2mol键，则键数与键数之比为6：1；(5) 如图所示，I在内部，有2个，Mn在顶点，数目为8=1，最简整数比为2：1，即化合物的化学式为MnI2；根据=gcm-3=gcm-3。
