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必练20 物质结构与性质综合20题-高考化学总复习高频考点必刷题（广东专用）
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高考化学总复习高频考点必刷题（广东专用）
必练20 物质结构与性质综合20题
1．(2022·广东高考真题)硒()是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光()效应以来，在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子的合成路线如下：
(1)与S同族，基态硒原子价电子排布式为_______。
(2)的沸点低于，其原因是_______。
(3)关于I~III三种反应物，下列说法正确的有_______。
A．I中仅有键
B．I中的键为非极性共价键
C．II易溶于水
D．II中原子的杂化轨道类型只有与
E．I~III含有的元素中，O电负性最大
(4)IV中具有孤对电子的原子有_______。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为_______(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠()可减轻重金属铊引起的中毒。的立体构型为_______。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为_______。
②设X的最简式的式量为，晶体密度为，则X中相邻K之间的最短距离为_______(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
2. (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Ⅱ。
(1)基态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ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ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Ⅱ中S元素的电负性最大
C. 在Ⅲ中C-C-C键角是180°
D. 在Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ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Ⅲ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。
①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_______。
②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 = _______。
③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)。
3．(2022佛山一模)芳香胺是多种染料产品的中间体，也是农药、除草剂和多种橡胶防老剂的主要原料。
I.制备萘胺：
(1)溶剂的结构简式为，则中，C原子的杂化类型有___________，中所含有的键数目为___________，分子中第一电离能最大的元素是___________。
(2)萘胺的水溶性比硝基萘的强，原因是___________。
II.制备催化剂：向按比例配置的、、混合溶液中加入碱液，调节至9~11，使其共沉淀。将沉淀分离出来后焙烧并进一步还原，可得最终产物。制备过程中，会生成、、等中间产物。
(3)的基态原子价层电子排布式为___________。
(4)的空间构型为___________。
(5)的熔点为，验证晶体类型的实验方案为___________。
(6)中间产物的一种晶体结构如图所示。由图可知，原子位于O原子所围成的___________空隙中(填“四面体”或“八面体”)，已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数为，则晶胞密度为___________。(列出计算式，晶胞参数用字母a、c表示)
4．(2022珠海高三上学期摸底测试)元素周期表第IIIA族包括B、Al、Ga等元素，它们参与形成的化合物有重要研究和应用价值，回答下列问题：
(1)Ga原子的价电子排布式为___________；Ga、As和Se的第一电离能由小到大的顺序是___________。
(2)实验发现，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(Al2Cl6)形式存在。其球棍模型如图所示。
①该分子中Al原子采取___________杂化。
②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[Al(OH)4]-中存在的化学作用力类型有___________ (填标号)。
A．离子键 B．极性共价键 C．金属键 D．非极性共价键 E．配位键 F．σ键 G．氢键
(3)更高温度下Al2Cl6二聚体则离解成AlCl3，BF3是AlCl3的一种等电子体，结合价层电子对互斥理论判断，BF3的分子构型为___________。
(4)GaN是第三代半导体材料的研究热点，在干燥的NH3气流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN熔点约为1500℃，GaAs熔点为1238℃，GaN熔点高于GaAs的原因是___________。
(5)GaN的其中一种晶胞结构如图所示，与金刚石的晶体结构高度相似。该晶胞中Ga原子处于N原子形成的___________(填“正四面体形” 或“正八面体形”)空隙。已知GaN的密度为ρ g/cm3，Ga和As的摩尔质量分别为a g/mol和b g/mol，则GaN晶胞的边长为___________pm(列出表达式)。
5．(2022珠海高三上学期期末)近年来，新能源汽车不断得到推广，其所用能源锂电池。其中钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究不断在发展。回答下列问题：
(1)基态钴原子价电子排布式为_______。
(2)氯化铁蒸汽状态下以双聚分子的形式存在，其结构式为_______，其中Fe的配位数为_______。
(3)中心原子的价层电子对数为_______、杂化轨道类型为_______，的空间构型为_______。
(4)与的键角比较：_______，分析原因：_______。
(5)以下表格中的氧化物的熔点缺乏数据：
氧化物
MgO
熔点/℃
请根据所学知识比较它们的熔点相对大小，并解释表中氧化物之间熔点差异的原因_______。
(6)具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为466.5pm，阿伏加德罗常数为，则的密度为_______(列出计算式)。
6．(2022肇庆市高中毕业班第三次教学质量检测)光电材料在能源、军事等领域有重要应用，分为无机光电材料如ZnS、ZnSe、GaAs、（CuGa)0.5ZnS2等，及有机光电材料（如图1所示化合物）。回答下列问题：
(1)基态Zn原子的价层电子排布图为 ；Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)图1所示化合物中含有的化学键类型有 （填选项字母），N原子的杂化方式为 。
A．共价键 B．离子键 C．配位键 D．氢键
(3)在水溶液中，以H2O为电子供体，CO2在（CuGa)0.5ZnS2光催化剂上可还原为CO，部分氧化物的沸点如表所示：
氧化物
H2O
SO2
CO2
沸点／℃
100
－10
－78.5
①表中氧化物之间沸点差异的原因为 。
②SO2的VSEPR模型为 。
③H2O和H2S分子中，键角更大的是 。（填化学式）。
(4)ZnS和ZnSe晶体的立方晶胞结构相似，均可看作将金刚石晶胞（如图2)内部的碳原子用Zn代替，晶胞顶角与面心位置的碳原子被S或Se代替。
①ZnS晶体中，一个晶胞含有S原子数目为 。
②若阿伏加德罗常数的值为NA，ZnS晶体的密度为ρ1g·cm-3，ZnSe晶体的密度为ρ2g·cm-3,则ZnS晶体与ZnSe晶体的晶胞参数之比为 。
7．(2022肇庆二模)近年来我国在高温超导材料的研究取得了重大突破，高温超导体仅出现在共价性很强的氧化物中，例如带有直线形的Cu-O-Cu链节的网格层对超导性有重要的作用。回答下列问题：
(1)基态Cu原子核外电子排布式为______。
(2)氧与其同周期且相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序为______。
(3)氧的常见氢化物有两种，分别为H2O和H2O2。其中H2O的VSEPR模型为______；H2O2中氧原子的杂化方式为_______。
(4)硫酸铜溶于水后形成的水合铜离子的结构式为____，向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，观察到的现象为___，所得结论：与Cu2+形成配位键的能力H2O___(填“强于”或“弱于”)NH3
(5)由Y、Ba、Cu、O四种元素构成的高温超导材料晶胞结构如图甲，图乙为沿z轴的投影图；其中CuO2网格层如图丙。
已知：网格层之间相互垂直或平行；z轴方向上的晶胞参数为cpm。
①该高温超导材料的化学式为______。
②若阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为_____g·cm-3(用含a、b、c和NA的表达式表示)。
8．(2022湛江一模)光电材料在能源、军事等领域有重要应用，分为无机光电材料如ZnS、ZnSe、GaAs、等，及有机光电材料(如图1所示化合物)。回答下列问题：
(1)基层Zn原子的价层电子排布图为___________；Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)图1所示化合物中含有的化学键类型有___________(填选项字母)，N原子的杂化方式为___________。
A．共价键 B．离子键 C．配位键 D．氢键
(3)在水溶液中，以为电子供体，在光催化剂上可还原为CO，部分氧化物的沸点如表所示：
氧化物
沸点/
100
①表中氧化物之间沸点差异的原因为___________。
②的VSEPR模型为___________。
③和分子中，键角更大的是___________(填化学式)。
(4)ZnS和ZnSe晶体的立方晶胞结构相似，均可看作将金刚石晶胞(如图2)内部的碳原子用Zn代替，晶胞顶角与面心位置的碳原子被S或Se代替。
①ZnS晶体中，一个晶胞含有S原子数目为___________。
②若阿伏伽德罗常数的值为，ZnS晶体的密度为，ZnSe晶体的密度为，则ZnS晶体与ZnSe晶体的晶胞参数之比为___________。
9. (2022佛山二模) 是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料。回答下列问题：
（1）的价层电子排布式为___________。
（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋量子数。对于基态S原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。S可以形成两种常见含氧酸，其通式为，判断该两种含氧酸酸性强弱并分析原因___________。
（3）硫酸铜稀溶液中不存在的作用力有___ (填标号)，其中硫酸根的空间构型为___。
A．配位键 B．金属键 C．共价键 D．氢键 E．范德华力
（4）硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠可得到配合物A，结构如图所示。
①氨基乙酸钠中碳原子的杂化方式为___，氨基乙酸钠含有键的数目为___________；
②配合物A中非金属元素电负性由大到小的顺序为___________。
（5）(式量为)的晶胞结构如图a所示，阿伏加德罗常数为，则晶体的密度为___________(列计算式)，图b为原子沿z轴方向向平面投影的位置，在图b中画出S原子在该方向的投影位置___________(用“●”表示S原子)。
10. (2022广州二模)氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
（1）基态N原子的核外电子排布式为_______，第一电离能：I1(N)_______I1(O)(填“大于”或“小于”)。
（2）N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物，NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_______(填化学式)。
（3）[N5]+[AsF6]-是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中N原子的杂化轨道类型为_______。
（4）科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料-LaWN3，其立方晶胞结构如图所示，晶胞中La、W、N分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为a nm。
①La与N间的最短距离为_______nm，与La紧邻的N个数为_______。
②在LaWN3晶胞结构的另一种表示中，W处于各顶角位置，则在新的晶胞中，La处于_______位置，N处于_______位置。
③设LaWN3式量为Mr，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式)。
11. (2022广州一模)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，几种离子液体的结构如下。
回答下列问题：
（1）基态铝原子的核外电子排布式为___________。
（2）基态氮原子的价层电子排布图为___________(填编号)。
A. B. C. D.
（3）化合物I中碳原子的杂化轨道类型为___________，化合物II中阳离子的空间构型为___________。
（4）化合物III中O、F、S电负性由大到小的顺序为___________。
（5）传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是___________。
（6）铝离子电池的其中一种正极材料为AlMn2O4，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。
①晶体中与Al距离最近的Al的个数为___________。
②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，如图中原子1的坐标为(，，)，原子2的坐标为(，，)，则原子3的坐标为_____。
③己知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为______g·cm-3(列出计算式)。
12．(2022惠州一模)2020年12月17日凌晨1时59分，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了H、O、N、Al、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Au、Cr等多种元素。回答下列问题：
(1)锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则基态Cd原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为___。
(2)S与O可形成多种微粒，其中SO的空间构型为__；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图所示，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是__。
(3)重铬酸铵为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图所示。则1mol重铬酸铵中含σ键与π键个数比为__。
(4)α—Al2O3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高(2054℃)、硬度大的特点，主要原因为__。
(5)一种铜金合金具有储氢功能，其晶体为面心立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则Au原子的配位数为___。该储氢材料储氢时，氢分子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与ZnS的结构相似(如图)，该晶体储氢后的化学式为__。
(6)“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部)，已知该结构单元底面(正六边形)边长为anm，该合金的密度为ρg·cm-3，则高为h=__nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
13．(2022江门一模)硅铁合金广泛应用于冶金工业，可用于铸铁时的脱氧剂、添加剂等，回答下列问题：
(1)基态Fe原子的核外电子排布式为________，基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。
(2)已知氢的电负性为2.1，硅的电负性为1.8，SiH4分子中氢元素的化合价为_______。
(3)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为_______，分子的立体构型为_______；四卤化硅的沸点如下，分析其变化规律及原因______。
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
沸点/K
187.4
330.1
408
460.6
(4)[Fe(H2O)6]2+可与乙二胺(H2NCH2CH2NH2，简写为en)发生如下反应：[Fe(H2O)6]2++en=[Fe(H2O)4(en)]2++2H2O。[Fe(H2O)6]2+的中心原子的配位数为_______；[Fe(H2O)4(en)]2+的配位原子为_______。
(5)在硅酸盐中，四面体(图a)通过共用项角氧离子可形成多种结构形式。图b为一种多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_______，化学式为_______。
14．(2022揭阳市高三上学期期末)硼及其化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)基态B原子的核外电子排布式为_______，有_______种不同运动状态的电子，其第一电离能比Be_______(填“大”或“小”)。
(2)氨硼烷()被认为是最具潜力的新型储氢材料之一。其中，B原子的杂化方式为_______。分子中存在的化学键类型有_______。
(3)常温常压下硼酸()为层状结构，其二维平面结构如图所示。其中，B原子的杂化方式为_______。从氢键角度解释硼酸在水中溶解度随温度升高而增大的原因：_______。
(4)立方氮化硼(BN)是耐磨的切削材料，其晶胞结构与金刚石相似，如图所示。
①与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为_______。
②晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图所示，其中X原子的坐标参数为(0，0，0)，Y原子的坐标参数为，则Z原子的坐标参数为_______。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼的密度为d，阿伏加德罗常数值为，则晶胞参数_______nm。(列出计算式即可)
15．(2022茂名二模）)向少量0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中滴加1滴0.1mol/LKSCN溶液，可发生如下反应：，这一系列配离子的颜色从吸收峰的波长来看是相近的，以下是其中一种配离子的结构。
(1)这一系列配离子的中心离子的核外电子的空间运动状态有_______种。
(2)如图所示的配离子的中心离子的配位数是_______。
(3)第一电离能I1(K)_______I1(Fe)(填“大于”或“小于”)，原因是_______。
(4)关于这一系列配离子所含元素及其化合物的说法，下列正确的有_______。
A．沸点由高到低顺序为H2S>CH4>NH3 B．键角由大到小顺序为CH4>NH3>H2S
C．碳和硫的氧化物都是极性分子 D．碳的电负性比氮强
(5)Fe2(SO4)3固体的晶体类型为_______，其阴离子的空间构型为_______。
(6)图1是KSCN晶胞图，图2是该晶胞的正视图，图3是该晶胞的侧视图，设阿伏加德罗常数的值为NA，则KSCN晶体的密度是_______(列出计算表达式)，图1中ABCD四个原子构成的图形是_______。
16．(2022梅州二模）)碳是地球上组成生命的最基本元素之一。不仅能形成丰富多彩的有机化合物，还能形成多种无机化合物，碳及其化合物的用途广泛。根据要求回答下列问题：
(1)在基态14C原子中，核外存在_______对自旋相反的电子；第二周期的元素中，第一电离能介于B和C之间的是_______ ( 写元素符号)。
(2)下图中分别代表了碳单质的两种常见晶体，图1晶体中C原子的杂化方式为_______，图2晶体中，每个六元环占有_______个 C原子。
(3)碳可以形成多种有机化合物，如图3所示是一种吡咯的结构，分子中所有原子都在一个平面上。吡咯中所有元素的电负性由大到小的顺序为_______。
(4)碳可形成CO、CO2等多种无机化合物，在CO转化成CO2的反应过程中，下列说法正确的是_______。
A．分子中孤对电子数不变 B．分子极性发生变化
C．原子间成键方式改变 D．分子间作用力减弱
(5)碳酸盐在一定温度下会发生分解生成二氧化碳和对应氧化物，实验证明：碳酸盐的阳离子不同分解温度不同，如表所示：
碳酸盐
MgCO3
CaCO3
SrCO3
BaCO3
热分解温度/°C
402
900
1 172
1360
阳离子半径/pm
66
99
112
135
随着阳离子半径的增大，碳酸盐的分解温度逐步升高，原因是_______。
(6)在2017年，中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体：T-碳。 T-碳的结构是：将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成碳的一种新型三维立方晶体结构，如图4。已知T-碳晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA，则T -碳的密度为_______ g/cm3(列出计算式)。
17．(2022汕头市高三下学期第一次模拟考试)方钴矿化合物是典型的热电材料，在环境污染和能源危机日益严重的今天，进行新型热电材料的研究具有很强的现实意义。
(1)基态Co的价电子排布式为___________，Co和Fe的逐级电离能数据如表，Fe的大于Co的原因是___________。
元素
……
Fe
462.5
1561.9
2957
5290
7240
Co
760.4
1648
3232
4950
7670
(2)Sb是第五周期ⅤA族元素，其同族元素可用于研制农药，例如3，5-二氯苯胺是农用杀菌剂的关键中间体。可由以下方法合成：
①化合物乙中各元素的电负性大小为___________。
②化合物甲中C原子杂化轨道类型为___________。
③化合物甲中的键和键之比为__________。(苯环中6个C原子共同形成了一个6原子6电子的大键)
(3)已知的熔点73℃，沸点223.5℃，的熔点是735℃，沸点是1049℃。两者的熔沸点差异较大的原因是___________。预测的空间构型为___________。
(4)Brian Sales等研究了一类新型热电材料，叫作填隙方钴矿锑化物，在钴和锑形成的晶体空隙中填充入稀土原子La(如图所示)，该化合物的化学式为___________。设阿伏加德罗常数的值为，已知该晶胞参数为a nm，则该晶体的密度是___________。
18．(2022韶关市高三上学期综合测试)Fe、Mg、Co、Ni与稀土元素钇(39Y)在工农业生产、军事、航空航天、能源、环境保护、生物医学等领域中应用广泛。回答下列问题：
(1)Y在元素周期表中的位置___________，基态Co原子价电子排布式为___________。
(2)纳米Fe因其表面活性常用作有机催化剂，如图所示：
①化合物M的熔沸点低于化合物N，其主要原因是___________。
②化合物N中除苯环外其他C原子的杂化类型为___________，元素C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________。
(3)Ni(CO)4常用于制备纯镍，溶于乙醇、CCl4、苯等有机溶剂，为___晶体，与配体互为等电子体的阴离子___________。(任意写一种)。
(4)由Mg、C和Ni组成的新型超导材料晶体的立方晶胞结构如图所示：
①该新型超导材料的化学式为___________。
②若晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为___________
19．(2022深圳二模)硅及其化合物在生产生活中有广泛应用。根据所学知识，回答下列问题：
(1)三甲基卤硅烷【(CH3)3SiX，X为Cl、Br、I】是重要的化工原料。
①氯元素基态原子的价电子排布式为___；按照核外电子排布对元素周期表分区，溴元素位于___区；基态硅原子中有____种运动状态不同的电子。
②Br、I的第一电离能的大小关系：I1(Br)____I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③常温下，(CH3)3SiI中Si—I键比(CH3)3SiCl中Si—Cl键易断裂的原因是____。
(2)(CH3)3SiCl可作为下列有机合成反应的催化剂。
①1个有机物A分子中采取sp2杂化的碳原子有____个。
②有机物B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点，其原因是____。
③CH3CN中σ键与π键的个数比为____。
(3)一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(a、b方向的夹角为120°，c方向垂直于a、b方向，棱长a+b≠c)，如图甲所示；晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为____。
②已知该新型材料的密度为4.51g•cm-3，且a、b的长度均为307pm，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则c的长度为____pm (列出计算式)。
20. (2022深圳一模)钛及其化合物具有优异的物理、化学性能，相关的研究备受关注。回答下列问题：
（1）基态钛原子的价电子排布式为___。
（2）钛元素的检验方法如图：
TiO2+可与H2O2形成稳定的[TiO(H2O2)]2+，其原因是___。
（3）二氧化钛是良好的光催化剂，可催化转化多种有毒物质，如：可将水中的NO转化为NO；将甲基橙、亚甲基蓝、HCHO转化为CO2等。
①NO的空间构型为___。
②甲基橙、亚甲基蓝中S原子的杂化类型分别为___、___。
③常温下，1L水中大约可溶解CO2、HCHO的体积分别为1L、480L，其主要原因是___。
（4）具有双钙钛矿型结构的晶体通过掺杂改性可用作固体电解质材料。双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示：
①晶体中与La距离最近的Ba的数目为____。
②该晶体的一个完整晶胞中含有___个Co原子。
③真实的晶体中存在5%的O原子缺陷，从而能让O2-在其中传导，已知La为+3价，则+3价钴与+4价钴的原子个数比为___；设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为___g·cm-3(列出计算式)。
高考化学总复习高频考点必刷题（广东专用）
必练20 物质结构与性质综合20题
1．(2022·广东高考真题)硒()是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光()效应以来，在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子的合成路线如下：
(1)与S同族，基态硒原子价电子排布式为_______。
(2)的沸点低于，其原因是_______。
(3)关于I~III三种反应物，下列说法正确的有_______。
A．I中仅有键
B．I中的键为非极性共价键
C．II易溶于水
D．II中原子的杂化轨道类型只有与
E．I~III含有的元素中，O电负性最大
(4)IV中具有孤对电子的原子有_______。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为_______(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠()可减轻重金属铊引起的中毒。的立体构型为_______。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为_______。
②设X的最简式的式量为，晶体密度为，则X中相邻K之间的最短距离为_______(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
2. (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Ⅱ。
(1)基态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ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ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Ⅱ中S元素的电负性最大
C. 在Ⅲ中C-C-C键角是180°
D. 在Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ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Ⅲ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。
①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_______。
②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 = _______。
③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)。
3．(2022佛山一模)芳香胺是多种染料产品的中间体，也是农药、除草剂和多种橡胶防老剂的主要原料。
I.制备萘胺：
(1)溶剂的结构简式为，则中，C原子的杂化类型有___________，中所含有的键数目为___________，分子中第一电离能最大的元素是___________。
(2)萘胺的水溶性比硝基萘的强，原因是___________。
II.制备催化剂：向按比例配置的、、混合溶液中加入碱液，调节至9~11，使其共沉淀。将沉淀分离出来后焙烧并进一步还原，可得最终产物。制备过程中，会生成、、等中间产物。
(3)的基态原子价层电子排布式为___________。
(4)的空间构型为___________。
(5)的熔点为，验证晶体类型的实验方案为___________。
(6)中间产物的一种晶体结构如图所示。由图可知，原子位于O原子所围成的___________空隙中(填“四面体”或“八面体”)，已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数为，则晶胞密度为___________。(列出计算式，晶胞参数用字母a、c表示)
4．(2022珠海高三上学期摸底测试)元素周期表第IIIA族包括B、Al、Ga等元素，它们参与形成的化合物有重要研究和应用价值，回答下列问题：
(1)Ga原子的价电子排布式为___________；Ga、As和Se的第一电离能由小到大的顺序是___________。
(2)实验发现，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(Al2Cl6)形式存在。其球棍模型如图所示。
①该分子中Al原子采取___________杂化。
②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[Al(OH)4]-中存在的化学作用力类型有___________ (填标号)。
A．离子键 B．极性共价键 C．金属键 D．非极性共价键 E．配位键 F．σ键 G．氢键
(3)更高温度下Al2Cl6二聚体则离解成AlCl3，BF3是AlCl3的一种等电子体，结合价层电子对互斥理论判断，BF3的分子构型为___________。
(4)GaN是第三代半导体材料的研究热点，在干燥的NH3气流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN熔点约为1500℃，GaAs熔点为1238℃，GaN熔点高于GaAs的原因是___________。
(5)GaN的其中一种晶胞结构如图所示，与金刚石的晶体结构高度相似。该晶胞中Ga原子处于N原子形成的___________(填“正四面体形” 或“正八面体形”)空隙。已知GaN的密度为ρ g/cm3，Ga和As的摩尔质量分别为a g/mol和b g/mol，则GaN晶胞的边长为___________pm(列出表达式)。
5．(2022珠海高三上学期期末)近年来，新能源汽车不断得到推广，其所用能源锂电池。其中钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究不断在发展。回答下列问题：
(1)基态钴原子价电子排布式为_______。
(2)氯化铁蒸汽状态下以双聚分子的形式存在，其结构式为_______，其中Fe的配位数为_______。
(3)中心原子的价层电子对数为_______、杂化轨道类型为_______，的空间构型为_______。
(4)与的键角比较：_______，分析原因：_______。
(5)以下表格中的氧化物的熔点缺乏数据：
氧化物
MgO
熔点/℃
请根据所学知识比较它们的熔点相对大小，并解释表中氧化物之间熔点差异的原因_______。
(6)具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为466.5pm，阿伏加德罗常数为，则的密度为_______(列出计算式)。
6．(2022肇庆市高中毕业班第三次教学质量检测)光电材料在能源、军事等领域有重要应用，分为无机光电材料如ZnS、ZnSe、GaAs、（CuGa)0.5ZnS2等，及有机光电材料（如图1所示化合物）。回答下列问题：
(1)基态Zn原子的价层电子排布图为 ；Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)图1所示化合物中含有的化学键类型有 （填选项字母），N原子的杂化方式为 。
A．共价键 B．离子键 C．配位键 D．氢键
(3)在水溶液中，以H2O为电子供体，CO2在（CuGa)0.5ZnS2光催化剂上可还原为CO，部分氧化物的沸点如表所示：
氧化物
H2O
SO2
CO2
沸点／℃
100
－10
－78.5
①表中氧化物之间沸点差异的原因为 。
②SO2的VSEPR模型为 。
③H2O和H2S分子中，键角更大的是 。（填化学式）。
(4)ZnS和ZnSe晶体的立方晶胞结构相似，均可看作将金刚石晶胞（如图2)内部的碳原子用Zn代替，晶胞顶角与面心位置的碳原子被S或Se代替。
①ZnS晶体中，一个晶胞含有S原子数目为 。
②若阿伏加德罗常数的值为NA，ZnS晶体的密度为ρ1g·cm-3，ZnSe晶体的密度为ρ2g·cm-3,则ZnS晶体与ZnSe晶体的晶胞参数之比为 。
7．(2022肇庆二模)近年来我国在高温超导材料的研究取得了重大突破，高温超导体仅出现在共价性很强的氧化物中，例如带有直线形的Cu-O-Cu链节的网格层对超导性有重要的作用。回答下列问题：
(1)基态Cu原子核外电子排布式为______。
(2)氧与其同周期且相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序为______。
(3)氧的常见氢化物有两种，分别为H2O和H2O2。其中H2O的VSEPR模型为______；H2O2中氧原子的杂化方式为_______。
(4)硫酸铜溶于水后形成的水合铜离子的结构式为____，向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水直至过量，观察到的现象为___，所得结论：与Cu2+形成配位键的能力H2O___(填“强于”或“弱于”)NH3
(5)由Y、Ba、Cu、O四种元素构成的高温超导材料晶胞结构如图甲，图乙为沿z轴的投影图；其中CuO2网格层如图丙。
已知：网格层之间相互垂直或平行；z轴方向上的晶胞参数为cpm。
①该高温超导材料的化学式为______。
②若阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为_____g·cm-3(用含a、b、c和NA的表达式表示)。
8．(2022湛江一模)光电材料在能源、军事等领域有重要应用，分为无机光电材料如ZnS、ZnSe、GaAs、等，及有机光电材料(如图1所示化合物)。回答下列问题：
(1)基层Zn原子的价层电子排布图为___________；Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)图1所示化合物中含有的化学键类型有___________(填选项字母)，N原子的杂化方式为___________。
A．共价键 B．离子键 C．配位键 D．氢键
(3)在水溶液中，以为电子供体，在光催化剂上可还原为CO，部分氧化物的沸点如表所示：
氧化物
沸点/
100
①表中氧化物之间沸点差异的原因为___________。
②的VSEPR模型为___________。
③和分子中，键角更大的是___________(填化学式)。
(4)ZnS和ZnSe晶体的立方晶胞结构相似，均可看作将金刚石晶胞(如图2)内部的碳原子用Zn代替，晶胞顶角与面心位置的碳原子被S或Se代替。
①ZnS晶体中，一个晶胞含有S原子数目为___________。
②若阿伏伽德罗常数的值为，ZnS晶体的密度为，ZnSe晶体的密度为，则ZnS晶体与ZnSe晶体的晶胞参数之比为___________。
9. (2022佛山二模) 是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料。回答下列问题：
（1）的价层电子排布式为___________。
（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋量子数。对于基态S原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。S可以形成两种常见含氧酸，其通式为，判断该两种含氧酸酸性强弱并分析原因___________。
（3）硫酸铜稀溶液中不存在的作用力有___ (填标号)，其中硫酸根的空间构型为___。
A．配位键 B．金属键 C．共价键 D．氢键 E．范德华力
（4）硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠可得到配合物A，结构如图所示。
①氨基乙酸钠中碳原子的杂化方式为___，氨基乙酸钠含有键的数目为___________；
②配合物A中非金属元素电负性由大到小的顺序为___________。
（5）(式量为)的晶胞结构如图a所示，阿伏加德罗常数为，则晶体的密度为___________(列计算式)，图b为原子沿z轴方向向平面投影的位置，在图b中画出S原子在该方向的投影位置___________(用“●”表示S原子)。
10. (2022广州二模)氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
（1）基态N原子的核外电子排布式为_______，第一电离能：I1(N)_______I1(O)(填“大于”或“小于”)。
（2）N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物，NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_______(填化学式)。
（3）[N5]+[AsF6]-是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中N原子的杂化轨道类型为_______。
（4）科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料-LaWN3，其立方晶胞结构如图所示，晶胞中La、W、N分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为a nm。
①La与N间的最短距离为_______nm，与La紧邻的N个数为_______。
②在LaWN3晶胞结构的另一种表示中，W处于各顶角位置，则在新的晶胞中，La处于_______位置，N处于_______位置。
③设LaWN3式量为Mr，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式)。
11. (2022广州一模)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，几种离子液体的结构如下。
回答下列问题：
（1）基态铝原子的核外电子排布式为___________。
（2）基态氮原子的价层电子排布图为___________(填编号)。
A. B. C. D.
（3）化合物I中碳原子的杂化轨道类型为___________，化合物II中阳离子的空间构型为___________。
（4）化合物III中O、F、S电负性由大到小的顺序为___________。
（5）传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是___________。
（6）铝离子电池的其中一种正极材料为AlMn2O4，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。
①晶体中与Al距离最近的Al的个数为___________。
②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，如图中原子1的坐标为(，，)，原子2的坐标为(，，)，则原子3的坐标为_____。
③己知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为______g·cm-3(列出计算式)。
12．(2022惠州一模)2020年12月17日凌晨1时59分，“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了H、O、N、Al、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Au、Cr等多种元素。回答下列问题：
(1)锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则基态Cd原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为___。
(2)S与O可形成多种微粒，其中SO的空间构型为__；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图所示，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是__。
(3)重铬酸铵为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图所示。则1mol重铬酸铵中含σ键与π键个数比为__。
(4)α—Al2O3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高(2054℃)、硬度大的特点，主要原因为__。
(5)一种铜金合金具有储氢功能，其晶体为面心立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则Au原子的配位数为___。该储氢材料储氢时，氢分子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与ZnS的结构相似(如图)，该晶体储氢后的化学式为__。
(6)“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部)，已知该结构单元底面(正六边形)边长为anm，该合金的密度为ρg·cm-3，则高为h=__nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
13．(2022江门一模)硅铁合金广泛应用于冶金工业，可用于铸铁时的脱氧剂、添加剂等，回答下列问题：
(1)基态Fe原子的核外电子排布式为________，基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。
(2)已知氢的电负性为2.1，硅的电负性为1.8，SiH4分子中氢元素的化合价为_______。
(3)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为_______，分子的立体构型为_______；四卤化硅的沸点如下，分析其变化规律及原因______。
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
沸点/K
187.4
330.1
408
460.6
(4)[Fe(H2O)6]2+可与乙二胺(H2NCH2CH2NH2，简写为en)发生如下反应：[Fe(H2O)6]2++en=[Fe(H2O)4(en)]2++2H2O。[Fe(H2O)6]2+的中心原子的配位数为_______；[Fe(H2O)4(en)]2+的配位原子为_______。
(5)在硅酸盐中，四面体(图a)通过共用项角氧离子可形成多种结构形式。图b为一种多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_______，化学式为_______。
14．(2022揭阳市高三上学期期末)硼及其化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)基态B原子的核外电子排布式为_______，有_______种不同运动状态的电子，其第一电离能比Be_______(填“大”或“小”)。
(2)氨硼烷()被认为是最具潜力的新型储氢材料之一。其中，B原子的杂化方式为_______。分子中存在的化学键类型有_______。
(3)常温常压下硼酸()为层状结构，其二维平面结构如图所示。其中，B原子的杂化方式为_______。从氢键角度解释硼酸在水中溶解度随温度升高而增大的原因：_______。
(4)立方氮化硼(BN)是耐磨的切削材料，其晶胞结构与金刚石相似，如图所示。
①与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为_______。
②晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图所示，其中X原子的坐标参数为(0，0，0)，Y原子的坐标参数为，则Z原子的坐标参数为_______。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼的密度为d，阿伏加德罗常数值为，则晶胞参数_______nm。(列出计算式即可)
15．(2022茂名二模）)向少量0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中滴加1滴0.1mol/LKSCN溶液，可发生如下反应：，这一系列配离子的颜色从吸收峰的波长来看是相近的，以下是其中一种配离子的结构。
(1)这一系列配离子的中心离子的核外电子的空间运动状态有_______种。
(2)如图所示的配离子的中心离子的配位数是_______。
(3)第一电离能I1(K)_______I1(Fe)(填“大于”或“小于”)，原因是_______。
(4)关于这一系列配离子所含元素及其化合物的说法，下列正确的有_______。
A．沸点由高到低顺序为H2S>CH4>NH3 B．键角由大到小顺序为CH4>NH3>H2S
C．碳和硫的氧化物都是极性分子 D．碳的电负性比氮强
(5)Fe2(SO4)3固体的晶体类型为_______，其阴离子的空间构型为_______。
(6)图1是KSCN晶胞图，图2是该晶胞的正视图，图3是该晶胞的侧视图，设阿伏加德罗常数的值为NA，则KSCN晶体的密度是_______(列出计算表达式)，图1中ABCD四个原子构成的图形是_______。
16．(2022梅州二模）)碳是地球上组成生命的最基本元素之一。不仅能形成丰富多彩的有机化合物，还能形成多种无机化合物，碳及其化合物的用途广泛。根据要求回答下列问题：
(1)在基态14C原子中，核外存在_______对自旋相反的电子；第二周期的元素中，第一电离能介于B和C之间的是_______ ( 写元素符号)。
(2)下图中分别代表了碳单质的两种常见晶体，图1晶体中C原子的杂化方式为_______，图2晶体中，每个六元环占有_______个 C原子。
(3)碳可以形成多种有机化合物，如图3所示是一种吡咯的结构，分子中所有原子都在一个平面上。吡咯中所有元素的电负性由大到小的顺序为_______。
(4)碳可形成CO、CO2等多种无机化合物，在CO转化成CO2的反应过程中，下列说法正确的是_______。
A．分子中孤对电子数不变 B．分子极性发生变化
C．原子间成键方式改变 D．分子间作用力减弱
(5)碳酸盐在一定温度下会发生分解生成二氧化碳和对应氧化物，实验证明：碳酸盐的阳离子不同分解温度不同，如表所示：
碳酸盐
MgCO3
CaCO3
SrCO3
BaCO3
热分解温度/°C
402
900
1 172
1360
阳离子半径/pm
66
99
112
135
随着阳离子半径的增大，碳酸盐的分解温度逐步升高，原因是_______。
(6)在2017年，中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体：T-碳。 T-碳的结构是：将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成碳的一种新型三维立方晶体结构，如图4。已知T-碳晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA，则T -碳的密度为_______ g/cm3(列出计算式)。
17．(2022汕头市高三下学期第一次模拟考试)方钴矿化合物是典型的热电材料，在环境污染和能源危机日益严重的今天，进行新型热电材料的研究具有很强的现实意义。
(1)基态Co的价电子排布式为___________，Co和Fe的逐级电离能数据如表，Fe的大于Co的原因是___________。
元素
……
Fe
462.5
1561.9
2957
5290
7240
Co
760.4
1648
3232
4950
7670
(2)Sb是第五周期ⅤA族元素，其同族元素可用于研制农药，例如3，5-二氯苯胺是农用杀菌剂的关键中间体。可由以下方法合成：
①化合物乙中各元素的电负性大小为___________。
②化合物甲中C原子杂化轨道类型为___________。
③化合物甲中的键和键之比为__________。(苯环中6个C原子共同形成了一个6原子6电子的大键)
(3)已知的熔点73℃，沸点223.5℃，的熔点是735℃，沸点是1049℃。两者的熔沸点差异较大的原因是___________。预测的空间构型为___________。
(4)Brian Sales等研究了一类新型热电材料，叫作填隙方钴矿锑化物，在钴和锑形成的晶体空隙中填充入稀土原子La(如图所示)，该化合物的化学式为___________。设阿伏加德罗常数的值为，已知该晶胞参数为a nm，则该晶体的密度是___________。
18．(2022韶关市高三上学期综合测试)Fe、Mg、Co、Ni与稀土元素钇(39Y)在工农业生产、军事、航空航天、能源、环境保护、生物医学等领域中应用广泛。回答下列问题：
(1)Y在元素周期表中的位置___________，基态Co原子价电子排布式为___________。
(2)纳米Fe因其表面活性常用作有机催化剂，如图所示：
①化合物M的熔沸点低于化合物N，其主要原因是___________。
②化合物N中除苯环外其他C原子的杂化类型为___________，元素C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________。
(3)Ni(CO)4常用于制备纯镍，溶于乙醇、CCl4、苯等有机溶剂，为___晶体，与配体互为等电子体的阴离子___________。(任意写一种)。
(4)由Mg、C和Ni组成的新型超导材料晶体的立方晶胞结构如图所示：
①该新型超导材料的化学式为___________。
②若晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为___________
19．(2022深圳二模)硅及其化合物在生产生活中有广泛应用。根据所学知识，回答下列问题：
(1)三甲基卤硅烷【(CH3)3SiX，X为Cl、Br、I】是重要的化工原料。
①氯元素基态原子的价电子排布式为___；按照核外电子排布对元素周期表分区，溴元素位于___区；基态硅原子中有____种运动状态不同的电子。
②Br、I的第一电离能的大小关系：I1(Br)____I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③常温下，(CH3)3SiI中Si—I键比(CH3)3SiCl中Si—Cl键易断裂的原因是____。
(2)(CH3)3SiCl可作为下列有机合成反应的催化剂。
①1个有机物A分子中采取sp2杂化的碳原子有____个。
②有机物B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点，其原因是____。
③CH3CN中σ键与π键的个数比为____。
(3)一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(a、b方向的夹角为120°，c方向垂直于a、b方向，棱长a+b≠c)，如图甲所示；晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为____。
②已知该新型材料的密度为4.51g•cm-3，且a、b的长度均为307pm，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则c的长度为____pm (列出计算式)。
20. (2022深圳一模)钛及其化合物具有优异的物理、化学性能，相关的研究备受关注。回答下列问题：
（1）基态钛原子的价电子排布式为___。
（2）钛元素的检验方法如图：
TiO2+可与H2O2形成稳定的[TiO(H2O2)]2+，其原因是___。
（3）二氧化钛是良好的光催化剂，可催化转化多种有毒物质，如：可将水中的NO转化为NO；将甲基橙、亚甲基蓝、HCHO转化为CO2等。
①NO的空间构型为___。
②甲基橙、亚甲基蓝中S原子的杂化类型分别为___、___。
③常温下，1L水中大约可溶解CO2、HCHO的体积分别为1L、480L，其主要原因是___。
（4）具有双钙钛矿型结构的晶体通过掺杂改性可用作固体电解质材料。双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示：
①晶体中与La距离最近的Ba的数目为____。
②该晶体的一个完整晶胞中含有___个Co原子。
③真实的晶体中存在5%的O原子缺陷，从而能让O2-在其中传导，已知La为+3价，则+3价钴与+4价钴的原子个数比为___；设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为___g·cm-3(列出计算式)。
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