1、- 1 - 20212021 高考真题和模拟题分类汇编高考真题和模拟题分类汇编 化学化学 专题专题 18 选修选修 3 物质结构与性质物质结构与性质 2021 年化学高考题年化学高考题 1 （2021山东高考真题）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： (1)基态 F 原子核外电子的运动状态有_种。 (2)O、F、Cl 电负性由大到小的顺序为_；OF2分子的空间构型为_；OF2的熔、沸点_(填“高 于”或“低于”)Cl2O，原因是_。 (3)Xe 是第五周期的稀有气体元素，与 F 形成的 XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电 子对数为_，下列对 XeF2中心原子杂化
2、方式推断合理的是_(填标号)。 Asp Bsp2Csp3Dsp3d (4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为 90，该晶胞中有_个 XeF2 分子。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，称为原子的分数 坐标，如 A 点原子的分数坐标为( 1 2 ， 1 2 ， 1 2 )。已知 XeF 键长为 rpm，则 B 点原子的分数 坐标为_；晶胞中 A、B 间距离 d=_pm。 【答案】9FOCl角(V)形低于OF2和 Cl2O 都是分子晶体，结构相似，Cl2O 的相对分子质量大， Cl2O 的熔、 沸点高5D2(0， 0，r c ) 22 1c d=a
3、+(-r) 22 pm 【解析】 (1)基态 F 原子共有 9 个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的 运动状态有 9 种； (2)电负性一定程度上相当于得电子能力，半径越小，得电子能力越强，电负性越大，半径由 - 2 - 小到大的顺序为 F、 O、 Cl， 所以电负性大小顺序为 FOCl； 根据 VSEPR 理论有 6-12 2+=4 2 ， 去掉 2 对孤对电子，知 OF2分子的空间构型是角形；OF2和 Cl2O 都是分子晶体，结构相似， Cl2O 的相对分子质量大，Cl2O 的熔、沸点高； (3)XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为 8-12
4、 2+=5 2 ，其中心原子 的杂化方式应为 sp3d； (4)图中大球的个数为 1 8 +1=2 8 ，小球的个数为 1 8+2=4 4 ，根据 XeF2的原子个数比知大球是 Xe 原子，小球是 F 原子，该晶胞中有 2 个 XeF2分子；由 A 点坐标知该原子位于晶胞的中心， 且每个坐标系的单位长度都记为 1，B 点在棱的 r c 处，其坐标为(0，0， r c )；图 中 y 是底面对角线的一半， 2 y=a 2 ， c x=-r 2 ，所以 2222 1c d= x +y =a +(-r) 22 pm。 2 （2021湖南高考真题）硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下
5、列问题： (1)基态硅原子最外层的电子排布图为_，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_(填化学 式)； (2)硅和卤素单质反应可以得到 4 SiX， 4 SiX的熔沸点如下表： 4 SiF 4 SiCl 4 SiBr 4 SiI 熔点/K183.0203.2278.6393.7 沸点/K187.2330.8427.2 560.7 0时， 4 SiF、 4 SiCl、 4 SiBr、 4 SiI呈液态的是_(填化学式)， 沸点依次升高的原因是_， 气态 4 SiX分子的空间构型是_； 4 SiCl与 N-甲基咪唑反应可以得到 2 M ，其结构如图所示： - 3 - N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型
6、为_，H、C、N 的电负性由大到小的顺序为 _，1 个 2 M 中含有_个 键； (3)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。 已知化合物中Ge和O的原子个数比为 1：4，图中 Z 表示_原子(填元素符号)，该化 合物的化学式为_； 已知该晶胞的晶胞参数分别为 anm、bnm、cnm，90，则该晶体的密度 _ 3 g cm(设阿伏加德罗常数的值为 A N，用含 a、b、c、 A N的代数式表示)。 【答案】；SiCSiCl4SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质 量依次增大，分子间作用力依次增大正四面体形sp2、sp3； ；NCH54O Mg2GeO4= A 740 ab
7、cN 1021 【解析】 (1)硅元素的原子序数为 14，价电子排布式为 3s23p2，则价电子排布图为；原子 晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是原子晶体，碳原子的原子半径小于硅 原子，非金属性强于硅原子，碳硅键的键能大于硅硅键、键长小于硅硅键，则碳硅键强于硅 硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅，故答案为：；SiC； (2) 由题给熔沸点数据可知，0时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化 硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX4都是结构相似的分子晶体，相 对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则 SiX4的沸点依次升高；SiX4分子中硅原子 - 4
8、- 的价层电子对数为 4，孤对电子对数为 0，则分子的空间构型为正四面体形，故答案为：SiCl4； SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大；正四面体 形； 由 M2+离子的结构可知，离子中含有杂化方式为 sp3杂化的单键碳原子和 sp2杂化的双键碳 原子；元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的非极性强弱顺序为 NCH，则元素电负 性的大小顺序为 NCH；M2+离子的结构中含有单键、双键和配位键， 单键和配位键都是键， 双键中含有 1 个键，则离子中含有 54 个键，故答案为：sp2、sp3；NCH；54； (3)由晶胞结构可知， 晶胞中位于顶点、 面心、
9、棱上和体内的X原子为8 1 8 +6 1 2 +4 1 4 +3=8， 位于体内的 Y 原子和 Z 原子分别为 4 和 16，由 Ge 和 O 原子的个数比为 1：4 可知，X 为 Mg 原子、Y 为 Ge 原子、Z 为 O 原子，则晶胞的化学式为 Mg2GeO4，故答案为：O；Mg2GeO4； 由晶胞的质量公式可得： A 4 185 N =abc1021，解得= A 740 abcN 1021g/cm3，故答案为： A 740 abcN 1021。 3 （2021广东高考真题）很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解 毒剂化合物 I 可与氧化汞生成化合物。 (1)基态
10、硫原子价电子排布式为_。 (2)H2S、CH4、H2O 的沸点由高到低顺序为_。 (3)汞的原子序数为 80，位于元素周期表第_周期第B 族。 (4)化合物也是一种汞解毒剂。化合物是一种强酸。下列说法正确的有_。 A在 I 中 S 原子采取 sp3杂化 B在中 S 元素的电负性最大 C在中 C-C-C 键角是 180 D在中存在离子键与共价键 - 5 - E. 在中硫氧键的键能均相等 (5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内 重金属元素汞的解毒。化合物 I 与化合物相比，水溶 性较好的是_。 (6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质 X 为潜在的拓扑绝缘体材料。 X
11、 的晶体可视为 Ge 晶体(晶胞如图 9a 所示)中部分 Ge 原子被 Hg 和 Sb 取代后形成。 图 9b 为 Ge 晶胞中部分 Ge 原子被 Hg 和 Sb 取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元， 理由是_。 图 9c 为 X 的晶胞，X 的晶体中与 Hg 距离最近的 Sb 的数目为_；该晶胞中粒子个数 比 Hg：Ge：Sb = _。 设 X 的最简式的式量为 Mr，则 X 晶体的密度为_g/cm3(列出算式)。 【答案】 3s23p4H2OH2SCH4六AD化合物 III由图 9c 可知， 图 9b 中 Sb、 Hg 原子取代位置除图 9b 外还有其它形式41：1：2 r 2 2
12、30 x1y M 【解析】 (1)基态硫原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4，因此基态硫原子价电子排布式为 3s23p4，故 答案为：3s23p4。 (2)H2S、CH4、H2O 均为分子晶体，H2O 分子间存在氢键，沸点较高，H2S、CH4的分子间范德 华力随相对分子质量增大而增加，因此沸点由高到低顺序为：H2OH2SCH4，故答案为： H2OH2SCH4。 (3)第六周期 0 族元素的原子序数为 86，因此第 80 号元素 Hg 位于第六周期第B 族，故答案 为：六。 - 6 - (4)A中 S 原子的价层电子对数=2+ 62 1 2 =4，因此 S 原子采取 sp3杂化，
13、故 A 正确； B中含有的元素为 H、C、O、S、Hg，同周期元素从左至右元素的电负性逐 渐增大，同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小，因此 5 种元素中电负性最大的为 O 元 素，故 B 错误； C中 C 原子成键均为单键，因此 C 原子采取 sp3杂化，所以 C-C-C 键角接近 10928，故 C 错误； D中存在 C-H、C-C、C-S、S=O、S-O、S-H 共价键和与 Na+之 间的离子键，故 D 正确； E中硫氧键分为硫氧单键和硫氧双键，共价键种类不同，因此二者的键能 不同，故 E 错误； 综上所述，说法正确的是 AD 项，故答案为 AD。 (5)中羟基能与水分子之间形成分子间
14、氢键，为易溶于水的钠盐， - 7 - 溶于水后电离出的中 O 原子均能与水分子之间形成氢键，相同物质的量两种物质 溶于水后，形成的氢键更多，因此化合物 III 更易溶于水，故答案为：化合物 III。 (6)对比图 9b 和图 9c 可得 X 晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合 晶胞晶胞是晶体的最小重复单位要求，故答案为：由图 9c 可知，图 9b 中 Sb、Hg 原子取代位 置除图 9b 外还有其它形式。 以晶胞上方立方体中右侧面心中 Hg 原子为例， 同一晶胞中与 Hg 距离最近的 Sb 的数目为 2， 右侧晶胞中有 2 个 Sb 原子与 Hg 原子距离最近， 因此 X
15、的晶体中与 Hg 距离最近的 Sb 的数目 为 4；该晶胞中 Sb 原子均位于晶胞内，因此 1 个晶胞中含有 Sb 原子数为 8，Ge 原子位于晶 胞顶点、面心、体心，因此 1 个晶胞中含有 Ge 原子数为 1+8 1 8 +4 1 2 =4，Hg 原子位于棱边、 面心，因此 1 个晶胞中含有 Hg 原子数为 6 1 2 +4 1 4 =4，则该晶胞中粒子个数比 Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2，故答案为：4；1：1：2。 1 个晶胞的质量 m= r 23 4 g 6.02 10 M ， 1 个晶胞的体积 V=(x10-7cm)2(y10-7cm)=x2y10-21cm3， 则 X
16、晶体的密度为 m V = 2 13 r 22 3 4 g x y 6.02 1 10cm 0 M = r 2 2 30 x1y M g/cm3，故答案为： r 2 2 30 x1y M 。 4 （2021全国高考真题）我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称 为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加 氢合成甲醇。回答下列问题： （1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si 的价电子层的电子排式为_；单晶 硅的晶体类型为_。 SiCl4是生产高纯硅的前驱体， 其中 Si 采取的杂化类型为_。 SiCl4可发生水解反应，机理如下：
17、- 8 - 含 s、p、d 轨道的杂化类型有：dsp 2、sp3d、sp3d2，中间体 SiCl4(H2O)中 Si 采取的杂化 类型为_（填标号） 。 （2）CO2分子中存在_个键和_个键。 （3） 甲醇的沸点 （64.7） 介于水 （100） 和甲硫醇 （CH3SH， 7.6） 之间， 其原因是_。 （4）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为 ZnO/ZrO2固 溶体。四方 ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是_，晶胞参数为 a pm、a pm、c pm，该晶体密度为_gcm-3（写出表达式） 。在 ZrO2中掺杂少量 ZrO 后形成的催 化剂，
18、化学式可表示为 ZnxZr1-xOy，则 y=_（用 x 表达） 。 【答案】3s23p2原子晶体(共价晶体)sp322甲硫醇不能形成分子间 - 9 - 氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多8 230 A 4 91 8 16 a c10N 2-x 【解析】 (1)基态 Si 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2，因此 Si 的价电子层的电子排式为 3s23p2； 晶体硅中 Si 原子与 Si 原子之间通过共价键相互结合， 整块晶体是一个三维的共价键网状结构， 因此晶体硅为原子晶体；SiCl4中 Si 原子价层电子对数为 4+ 44 1 2 =4，因此 Si 原子采取 sp
19、3 杂化；由图可知，SiCl4(H2O)中 Si 原子的键数为 5，说明 Si 原子的杂化轨道数为 5，由此可 知 Si 原子的杂化类型为 sp3d，故答案为：3s23p2；原子晶体(共价晶体)；sp3； (2)CO2的结构式为 O=C=O，1 个双键中含有 1 个键和 1 个键，因此 1 个 CO2分子中含有 2 个键和 2 个键，故答案为：2；2； (3)甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，甲醇分 子之间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度，因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间， 故答案为：甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多； (
20、4)以晶胞中右侧面心的 Zr4+为例，同一晶胞中与 Zr4+连接最近且等距的 O2-数为 4，同理可知 右侧晶胞中有 4 个 O2-与 Zr4+相连， 因此 Zr4+离子在晶胞中的配位数是 4+4=8； 1 个晶胞中含有 4 个 ZrO2微粒，1 个晶胞的质量 m= A 4mol 91g/mol8mol 16g/mol N ，1 个晶胞的体积为 (a10-10cm)(a10-10cm)(c10-10cm)=a2c10-30cm3，因此该晶体密度 = m V = A 2303 4 91 8 16 g a c 10cm N = 230 A 4 91 8 16 a c10N gcm-3；在 ZrO2
21、中掺杂少量 ZrO 后形成的催化剂， 化学式可表示为 ZnxZr1-xOy，其中 Zn 元素为+2 价，Zr 为+4 价，O 元素为-2 价，根据化合物 化合价为 0 可知 2x+4(1-x)=2y，解得 y=2-x，故答案为： 230 A 4 91 8 16 a c10N ；2-x。 5 （2021河北高考真题）KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超 大 KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题： (1)在 KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是_(填离子 符号)。 (2)原子中运动的电子有两种相反
22、的自旋状态， 若一种自旋状态用+ 1 2 表示， 与之相反的用- 1 2 表 - 10 - 示，称为电子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_。 (3)已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJmol-1)如表： NNNNPPPP 193946197489 从能量角度看，氮以 N2、而白磷以 P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_。 (4)已知 KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为_，其中 P 采取_杂化方式。 (5)与 PO 3 4 电子总数相同的等电子体的分子式为_。 (6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如： 如果有 n 个磷酸分子间脱水形成环状的
23、多磷酸，则相应的酸根可写为_。 (7)分别用、表示 H2PO4 和 K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示 的是 H2PO4 、K+在晶胞 xz 面、yz 面上的位置： 若晶胞底边的边长均为 apm、 高为 cpm， 阿伏加德罗常数的值为 NA， 晶体的密度_gcm-3(写 出表达式)。 晶胞在 x 轴方向的投影图为_(填标号)。 - 11 - 【答案】K和 3 P 3 2 或 3 2 在原子数目相同的条件下，N2比 N4具有更低的能量， 而 P4比 P2具有更低的能量，能量越低越稳定sp3SiF4、SO2F2等 n- n3n P O 302 A 4 136
24、 10a cN B 【解析】 (1)在 24 KH PO的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H（或H） 、 2 O 、K和 3 P ，其中核外电子排布相同的是K和3 P 。 (2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为 23 3s 3p，其中 3s 轨道的 2 个电子自旋状态相反， 自旋磁量子数的代数和为 0；根据洪特规则可知，其 3p 轨道的 3 个电子的自旋状态相同，因 此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为 3 2 或 3 2 。 (3)根据表中的相关共价键的键能可知，若 6mol N 形成类似白磷分子结构的 N4分子，可以释 放出的能量为 193kJ6=1158kJ；若 6m
25、ol N 形成 N2分子，则可释放的能量为 946kJ2=1892kJ， 显然，形成 N2分子放出的能量更多，故在 N 数目相同的条件下，N2具有更低的能量，能量越 低越稳定。同理，若 6mol P 形成 4 P分子，可以释放出的能量为 197kJ6=1182kJ；若 6mol P 形成 P2分子，则可释放的能量为 489kJ2=978kJ，显然，形成 P4分子放出的能量更多，故在 P 数目相同的条件下，P4具有更低的能量，能量越低越稳定。 (4)含氧酸分子中只有羟基上的 H 可以电离；由 22 KH PO是次磷酸的正盐可知， 32 H PO为一 元酸，其分子中只有一个羟基，另外 2 个 H
26、与 P 成键，还有一个 O 与 P 形成双键，故其结构 式为，其中 P 共形成 4 个键、没有孤电子对，故其价层电子对数为 4，其采取 sp3杂化。 (5)等电子体之间的原子总数和价电子总数都相同，根据前加后减、前减后加、总数不变的原 则，可以找到与 3 4 PO 电子总数相同的等电子体分子为 SiF4、SO2F2等。 - 12 - (6)由题中信息可知，n 个磷酸分子间脱去（n-1）个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有 n 个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则可脱去 n 个水分子得到(HPO3)n，其失去H后得到 相应的酸根，故该酸根可写为 n- n3n P O。 (7)由晶胞结构可知，
27、24 H PO位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有 8 个、面上有 4 个， 体心有 1 个，故晶胞中 24 H PO的数目为 11 8414 82 ；K位于面上和棱上，面上有 6 个， 棱上 4 个， 故晶胞中K的数目为 11 644 24 。 因此， 平均每个晶胞中占有的 24 H PO 和K的数目均为 4，若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，则晶胞的体积为 10-30a2c cm3， 阿伏加德罗常数的值为 A N，晶体的密度为 302 A 4 136 10a cN 3 g cm。 由图（a） 、 （b） 、 （c）可知，晶胞在 x 轴方向的投影图为，选 B。 2021 年化学高考模拟
28、题年化学高考模拟题 1 （2021九龙坡区重庆市育才中学高三三模）B 和 Ni 均为新材料的主角。回答下列问题： (1)基态 B 原子的核外电子有_种空间运动状态；基态 Ni 原子核外占据最高能层电 子的电子云轮廓图的形状为_。 (2)硼的卤化物的沸点如表所示： 卤化物BF3BCl3BBr3 沸点/-100.312.590 解释表中卤化物之间沸点差异的原因_。 (3)镍及其化合物常用作有机合成的催化剂，如 Ni(PPh3)2，其中 Ph 表示苯基，PPh3表示分子， PPh3的空间构型为_；Ni(PPh3)2晶体中存在的化学键类型有_(填字母)。 A离子键B极性键C非极性键D金属键E配位键F氢
29、键 (4)鉴定 Ni2 的特征反应如下： - 13 - Ni2+ +2H+ 在1mol 鲜红色沉淀中， 含有 sp2杂化原子的数目为_个(阿伏加德罗常数的值为 NA)。 丁二酮肟中，各元素电负性由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。 (5)硼化钙可用于新型半导体材料，一种硼化钙的晶胞结构及沿 z 轴方向的投影图如图所示， 硼原子形成的正八面体占据顶角位置。若阿伏加德罗常数的值为 NA，晶体密度 =_gcm-3 。 【答案】3球形均为分子晶体，相对分子质量不同三角锥形BCE8NA ONCH 3 -7 A 106 a 10N 【解析】 (1)基态 B 原子的电子排布式为 1s22s22p1，1s
30、轨道、2s 轨道、2p 的 1 个原子轨道上排有电子， 则有 3 种空间运动状态；基态 Ni 的简化电子排布式为Ar3d84s2，最高能层电子排布在 4s 能 级，s 电子云轮廓图的形状为球形；故答案为：3；球形。 (2)三者沸点都较低，三者均为分子晶体，BF3、BCl3、BBr3的相对分子质量逐渐增大，分子间 作用力逐渐增强，沸点逐渐升高；故答案为：均为分子晶体，相对分子质量不同。 (3)P 原子最外层有 5 个电子，P 与苯基形成 3 个 PC键，P 上还有 1 对孤电子对，则 P 的价 层电子对数为 4，PPh3的空间构型为三角锥形；在 Ni(PPh3)2中 Ni 与 PPh3之间形成配
31、位键， PPh3中 P 与苯基之间形成 PC 极性键，苯基中存在 CH 极性键和碳碳之间的非极性键，选 BCE；故答案为：三角锥形；BCE。 (4)在鲜红色沉淀中形成 C=N 键的 C、N 原子都采取 sp2杂化，1 个鲜红色沉淀中采取 sp2杂化 的原子有 8 个，1mol 鲜红色沉淀中含 sp2杂化的原子为 8mol，数目为 8NA；丁二酮肟中含 C、 H、N、O 四种元素，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性越强、电负性 - 14 - 越大，则丁二酮肟中各元素电负性由大到小的顺序为ONCH；故答案为：8 NA； ONCH。 (5)硼原子形成的正八面体占据顶角位置， 结合沿
32、z 轴方向的投影图可知， 1 个晶胞中有 83=24 个 B 原子位于棱上，根据均摊法，1 个晶胞中含有 B 原子 1 24 4 =6 个，Ca 位于体心，为 1 个，1 个晶胞的质量为 AA 406 11106 gg NN ，晶胞的体积为（anm）3，晶体的密度为 3 -73 AA 106106 ganm= (a 10 )NN g/cm3；故答案为： -73 A 106 (a 10 ) N 。 2 （2021重庆市第十一中学校高三二模）我国在 5G 系统的初期部署中采用了基于 GaN 的功 率放大器。 (1)基态 Ga 原子的核外电子排布式_，基态 N 原子最高能级的原子轨道形状为 _。 (
33、2)镓的各级电离能(单位：kJmol-1)依次为 577、1984.5、2961.8、6192，由此可知镓的主要化 合价为_和3。与同周期相邻元素 Zn 比较，第一电离能 Ga_Zn(填“”、“” 或“”)，理由是_。 (3)已知氮化硼、氮化铝、氮化镓的熔点如下表。从结构的角度分析它们熔点不同的原因是 _。 物质BNAlNGaN 熔点/300022491700 (4)GaN 可由非极性分子三甲基镓(CH3)3Ga 和 NH3发生系列反应制得。 GaN 晶胞结构如图 1 所 示，(CH3)3Ga 和 GaN 中 Ga 原子的杂化方式分别为_、_。 (5)图 1 的六棱柱底边边长为 a cm，阿伏
34、加德罗常数的值为 NA。晶胞中每个 Ga 原子周围最近 的 Ga 原子数目为_。从 GaN 晶体中“分割”出的平行六面体如图 2，若该平行六面体的 体积为 33 2cma，则 GaN 晶体的密度为_gcm-3(用含 a、NA的代数式表示)。 - 15 - 【答案】Ar3d104s24p1哑铃形+11800)条件下用 C 还原 TiO2 - 18 - 制取 TiC：TiO23C 1800 TiC2CO。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排 列为_；根据所给信息，可知 TiC 是_晶体。 (4)已知 Zn2 等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示。 离子Sc3+Cr3+Fe2+Zn2+
35、 水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色 请根据原子结构推测 Sc3 、Zn2的水合离子为无色的原因：_。 (5)V2O5是一种常见的催化剂，在合成硫酸、硝酸中起到非常重要的作用。五氧化二钒的结构 式为()，则该结构中键与键个数之比为_。V2O5溶解在 NaOH 溶 液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)。VO 3- 4 与 PO 3- 4 的空间构型相同，其中 V 原子的杂化方式为 _。 【答案】6三角锥形（1， 1 2 ， 1 2 ）OCTi原子3d 轨道上没有未成 对电子（或 3d 轨道全空或全满状态）3：2sp3 【解析】 (1)Co3 的一种配离子Co(N3)(NH3)52中，配体有 1 个
36、N 3 离子，5 个氨分子，Co3 的配位数 是 1+5=6，氨分子中心原子 N 是 sp3杂化，有一对孤电子对，配位体 NH3的空间构型为三角锥 形。故答案为：6；三角锥形； (2)NiO 的晶体结构如图，离子坐标参数 A 为(0，0，0)，B 为(1，1，0)，则 C 原子的坐标参数 为（1， 1 2 ， 1 2 ） 。故答案为： （1， 1 2 ， 1 2 ） ； (3)周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，元素的金属性增强，电负性增大，OC，TiC 中 Ti 显正价，碳显负价，该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为 OCTi；根 据所给信息，TiC 在碳化物中硬度最大，可知
37、TiC 是原子晶体。故答案为：OCTi；原子； (4)Sc3+的外围电子排布式为Ar3d0，Cr3+的外围电子排布式为Ar3d3，Fe3+电子排布式为 Ar3d6，Zn2+的外围电子排布式为Ar3d10，对比四种离子的外围电子排布式可知，其水合离 子的颜色与 3d 轨道上的单电子有关，由于 Sc3+3d 轨道全空，Zn2+的 3d 轨道全满，所以二者无 色，根据原子结构推测 Sc3 、Zn2的水合离子为无色的原因：3d 轨道上没有未成对电子（或 - 19 - 3d 轨道全空或全满状态） 。 故答案为： 3d 轨道上没有未成对电子 （或 3d 轨道全空或全满状态） ； (5)五氧化二钒的结构式为
38、()，则该结构中键与键个数之比为 6：4=3：2。 V2O5溶解在 NaOH 溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)。VO 3- 4 与 PO 3- 4 的空间构型相同，VO 3- 4 原 子价层电子对数为 4+ 5324 2 =4，其中 V 原子的杂化方式为 sp3。故答案为：3：2；sp3。 5 （2021全国高三零模）黄铜矿(主要成分为 2 CuFeS)是一种天然矿石。中国在商代或更早就 掌握了由它冶炼铜的技术。医药上，黄铜矿有促进骨折愈合的作用。请回答下列问题： (1)基态Cu比 2 Cu 稳定的原因是_。 (2) 23 H SO中的阴离子的空间构型为_，与 2 4 SO 互为等电子体的
39、离子是_(写出一种 化学式即可)。 (3)图为某阳离子的结构，加热时该离子先失去的配位体是_(填化学式)，原因是_。 (4)四方晶系的 2 CuFeS晶胞结构如图 1 所示。 2 CuFeS中各元素电负性数值从小到大的顺序为_，晶胞中S原子的杂化方式为 _。 晶胞中Cu和Fe的投影位置如图 2 所示。设阿伏伽德罗常数的值为 A N，则该晶体的密度为 _ 3 g cm。 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，称作原子的分数坐标， 例如图 1 中原子 1 的坐标为 1 1 1 , 4 4 8 ， 则原子 2 的坐标为_。 晶体中距离Fe最近的S有 _个。 - 20 - 【答案
40、】Cu的价电子为 10 3d ， 为全充满状态， 稳定， 2 Cu 的价电子为 9 3d， 较不稳定。 三 角锥形 3 4 PO (或 4 ClO 等) 2 H O 3 NH的配位能力强FeCuS 3 sp 32 3 A 3.68 10 a N 11 ,1, 24 4 【解析】 (1)铜是 29 号元素，基态 Cu+的价电子排布式为 3d10，为全充满状态，稳定， 2 Cu 价电子排布 式为 3d9，较不稳定。故答案为：Cu的价电子为 10 3d ，为全充满状态，稳定， 2 Cu 的价电 子为 9 3d，较不稳定。 (2) 23 H SO中的阴离子 2 3 SO 根据价层电子对互斥理论可知：
41、1 3(622 3)4 2 ，中心 原子采取sp3杂化， 离子的空间构型为三角锥形； 与 2 4 SO 互为等电子体的离子是 3 4 PO (或 4 ClO 等)，故答案为：三角锥形、 3 4 PO (或 4 ClO 等) (3) 由图可知 Cu2+离子与 H2O 分子和 NH3分子配位，O 的电负性强于 N 元素，所以 NH3更容 易提供孤电子对，形成更稳定的配位键，加热时先失去不稳定的配体，所以加热时该离子先 失去的配位体是 H2O，故答案为：H2O、 3 NH的配位能力强 (4) 同周期元素从左到右电负性依次增强， 2 CuFeS中各元素电负性数值从小到大的顺序为 FeCuS，由晶胞所示
42、，图中S原子成两个单键，有两对孤电子对，S原子杂化方式 3 sp， 故答案为：FeCuS、 3 sp 观察题给晶胞结构图可知,每个该晶胞中铜原子的数目为 11 464 42 ， 铁原子的数目为 - 21 - 11 84 14 82 ，硫原子的数目为 8 个，故该晶体密度 = 3 0 2 3 A 3 64 456 432 8 210 3.68 10 a A N a aaN 3 g cm。故答案为： 32 3 A 3.68 10 a N 由题给晶胞结构图及投影信息可知,原子 2 的坐标为 11 ,1, 24 CuFeS2 晶体中距离 Fe 最近的 S 有 4 个。故答案为： 11 ,1, 24 、
43、4 6 （2021安徽师范大学附属中学高三其他模拟）TiO2和 MnO2均可以催化降解甲醛、苯等有 害物质，具有去除效率高，且无二次污染等优点，广泛应用于家居装潢等领域，其中一种催 化机理如图所示。 回答下列问题： (1)基态 Ti 和 Mn 原子中未成对电子数之比为_。 (2)甲醛和苯分子中的键之比为_。 (3)CO2和CHO 中碳原子的杂化形式分别为_、_。 (4) - 3 HCO的空间构型为_。 (5)下列各组微粒互为等电子体的是_(填编号)。 a. - 2 O与 2- 2 Ob.CO2与 SO2c.C6H6与 B3N3H6d. - 3 HCO与 HNO3 (6)金属钛和锰可导电、导热，
44、有金属光泽和延展性，这些性质都可以用_理论解释。已知 金属锰有多种晶型，型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列_(填编号)。 (7)钙钛矿晶胞如图所示，Ti4+处于 6 个 O2-组成的正八面体空隙中，在钙钛矿晶胞结构的另一 种表示中，Ti4+处于各顶点位置，则 O2-处于_位置。若 Ca2+与 O2-的最短距离为 anm，设 - 22 - NA为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为_gcm3(列出表达式)。 【答案】2:51:4spsp平面三角形cd自由电子(电子气)c棱心 21 3 10 2 4086 3 2 41 a A N 【解析】 (1)由化学周期表可得钛有 2 个未成对电子，锰有 5 个，
45、所以基态 Ti 和 Mn 原子中未成对电子 数之比为 2:5，故答案为：2:5； (2)甲醛分子式为 HCHO，有 3 根键，苯分子的键有 12 根，所以甲醛和苯分子中的键之比 为 1:4，故答案为：1:4； (3)二氧化碳结构式为 O=C=O，-CHO 结构式为 H-C=O，由此可判断出它们的杂化方式为 sp 和 sp，故答案为：sp；sp； (4)碳酸根离子中 C 的价层电子对数为 3，杂化方式为 sp2，故构型平面三角形，故答案为：平 面三角形； (5)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。 aO 的价电子数不同，不是等电子体，故 a 错误； bC 和 S 价电子数不同，
46、不是等电子体，故 b 错误； cC6H6与 B3N3H6原子总数和价电子数均相同，是等电子体，故 c 正确； d - 3 HCO与 HNO3原子总数和价电子数均相同，是等电子体，故 d 正确； 故选 cd。 (6)自由电子理论可以解释金属具有的共同物理性质；面心立方晶胞的俯视图为 c 图，故答案 为：自由电子(电子气)；c； (7) O2-离子个数为 3，由此可以想出其位于棱心；由题可得晶胞边长为 2a nm， 2121 33 1010 22 2 4048 16 34048 16 3 = （a）a AA NN ，故答案为： 21 3 10 2 4086 3 2 41 a A N 。 7 （20
47、21天津） 铬锆铜(CuCrZr)合金广泛应用于机械制造工业的焊接。 已知锆(40Zr)位于第 IVB 族，根据要求回答下列问题： - 23 - (1)铜元素在元素周期表的分区为_。基态 Cr 原子的价电子排布图(即轨道排布式) 为_。 (2)将硫酸铜固体溶于水中，呈天蓝色，该天蓝色离子的结构式为_， - 4 ClO的空间 构型为_(用文字描述)。 (3)K 和 Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属 K 的熔点、沸点等都比金属 Cr 低，原因是_。 (4)晶体具有自范性及各向异性等特点，造成某些物理性质的各向异性最本质原因是 _，铜与氯形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为_
48、已知晶胞边 长为 anm，NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为_gcm-3 。 (5)火法炼铜中， 2222 2CuFeS +OCu S+2FeS+SO=，_元素被氧化。(填元素符号) 【答案】ds正四面体形Cr 的价电子数比 K 多，半径比 K 小，所以 Cr 中的金属键比 K 强晶体中的粒子周期性有序 排列CuCl 3 A 21 398 N 10 a S 【解析】 (1)铜元素位于元素周期表ds区； 基态Cr原子的价电子排布图为：； - 24 - (2)CuSO4溶于水形成四水合硫酸铜，其结构式为：， - 4 ClO中氯原子 的价层电子对数是 4，所以其空间构型是：正四面体形； (3)
49、K 原子半径大，且价电子数少，金属键弱，熔沸点更低； (4) 因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异 性，因此其原因是：晶体中的粒子周期性有序排列，氯原子位于八个定点，六个位于面上： 11 864 82 ，铜有四个位于内部其个数为：4，所以其化学式为：CuCl；其密度 3 21 3 A 4398 a N 10 mM Va 。 (5)通过方程式： 2222 2CuFeS +OCu S+2FeS+SO=可以发现只有 S 元素化合价升高而被氧化。 8 （2021河北沧州市高三三模）高熵合金通常被定义为含有 5 种以上主要元素的固溶体，每 种元素的摩尔比为5%
50、35%。这个概念已经扩展到创造熵稳定的功能材料中。此类材料有 熵稳定高熵功能材料(MgCoNiCuZn、的氧化物)，以及尖晶石、碳化物和硅化物等。 根据所学知识回答下列问题： (1)基态Ni原子的价电子排布式为_，有_个未成对电子。 (2)镍及其化合物常用作有机合成的催化剂，如 3 2 Ni PPh(Ph表示苯基)，在该化合物中，配 体的空间构型为_； 3 2 Ni PPh晶体中存在的化学键类型有_(填标号)。 A离子键B极性键C非极性键D金属键E.配位键F.氢键 (3)尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，含有铁、锌、锰等元素。FeMnZn、三种元素的第一 电离能由大到小的顺序为_。 (4)已知：
