2024届高考化学二轮复习题型强化练(六)含答案

这是一份2024届高考化学二轮复习题型强化练(六)含答案，共10页。试卷主要包含了氮化镓具有优异的光电性能等内容，欢迎下载使用。

(1)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。已知原子1的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，则原子2的坐标为______________。
(2)设阿伏加德罗常数的值为NA，Bi2MO6的式量为Mr，Bi2MO6则晶体的密度为______________g·cm－3(列计算式)。
解析：根据晶胞的结构，原子1的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，则原子2的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))；根据晶胞的结构，Bi原子的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，M原子的个数为8，所以晶胞的质量的eq \f(2Mr,NA)，晶胞密度为ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(2Mr,a2c×（10－7）3NA)＝eq \f(2Mr,a2cNA)×1021g·cm－3。
答案：(1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4))) (2)eq \f(2Mr,a2cNA)×1021
2．(2023·广州二模改编)氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。
(1)GaN的熔点为1 700 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，它们的晶体类型依次为__________、__________。
(2)GaN晶体的一种立方晶胞如图所示。该晶体中与Ga原子距离最近且相等的N原子个数为________。该晶体密度为ρ g·cm－3，GaN的式量为Mr，则晶胞边长为________nm。(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)
解析：(1)GaN熔点较高为1 700 ℃，GaCl3熔点较低为77.9 ℃，则GaN为共价晶体，GaCl3为分子晶体。(2)从题图可知，该晶体中与Ga原子距离最近且相等的N原子个数为4个。根据均摊法，该晶胞中N原子个数为4，Ga原子个数为eq \f(1,8)×8＋eq \f(1,2)×6＝4，设晶胞边长为a nm，则ρ＝eq \f(4Mr,NA·（a×10－7）3) g·cm－3，则a＝eq \r(3,\f(4Mr,ρ·NA))×107 nm。
答案：(1)共价晶体 分子晶体
(2)4
(3) eq \r(3,\f(4Mr,ρ·NA))×107
3.(2023·佛山二模改编)TeO2可用作电子元件材料，熔点为733 ℃，其熔点远高于SO2的原因为___________________________________________
___________________________________________________________。
TeO2晶胞是长方体结构(如图所示)，碲的配位数为________。已知NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为____________g·cm－3(列出计算表达式)。
解析：TeO2为离子晶体，SO2为分子晶体，所以TeO2的溶点远高于SO2；由晶胞结构可知，Te的配位数为6；根据均摊法，Te原子位于晶胞的顶点和内部，个数为eq \f(1,8)×8＋1＝2；O原子位于晶胞的面上和内部，个数为eq \f(1,2)×4＋2＝4，晶胞的密度为ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(4×16＋2×128,NAa2b×10－21)g·cm－3＝eq \f(3.2×1023,NAa2b)g·cm－3。
答案：TeO2为离子晶体，SO2为分子晶体 6 eq \f(3.2×1023,NAa2b)
4．(2022·湖南卷)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：
①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]__________________________。
②该新药分子中有________种不同化学环境的C原子。
③比较键角大小：气态SeO3分子______(填“>”“<”或“＝”)SeOeq \\al(2－,3)离子，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：
①富马酸分子中σ键与π键的数目比为________。
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为____________________。
(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2，将N3－转化为NHeq \\al(－,2)，反应过程如图所示：
①产物中N原子的杂化轨道类型为_______________________________________。
②与NHeq \\al(－,2)互为等电子体的一种分子为__________(填化学式)。
(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：
①该超导材料的最简化学式为______________________________________________。
②Fe原子的配位数为________。
③该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。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)。
解析：(1)①硒元素的原子序数为34，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4。②由结构简式可知，乙烷硒啉的分子结构对称，分子中含有8种化学环境不同的碳原子。③三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°。(2)①由结构模型可知，富马酸的结构式为HOOCCH===CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11∶3。②金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氢、碳、氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe。(3)①由结构简式可知，产物中氮原子的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化。②水分子和氨基阴离子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体。(4)①由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，均位于棱上和面上的铁原子和硒原子的个数为12×eq \f(1,4)＋2×eq \f(1,2)＝4，则超导材料最简化学式为KFe2Se2。②由平面投影图可知，位于棱上的铁原子与位于面上的硒原子的距离最近，所以铁原子的配位数为4。③设晶体的密度为d g/cm3，由晶胞的质量公式可得：eq \f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA)＝abc×10－21×d，解得d＝eq \f(2×（39＋56×2＋79×2）,NAabc×10－21)＝eq \f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA×（0.4×0.4×1.4）×10－21)。
答案：(1)①3d104s24p4 ②8 ③＞ SeO3的空间构型为平面三角形，SeOeq \\al(2－,3)的空间构型为三角锥形
(2)①11∶3 ②O＞C＞H＞Fe
(3)①sp3 ②H2O
(4)①KFe2Se2 ②4 ③eq \f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA×（0.4×0.4×1.4）×10－21)
5．(2022·海南卷)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答下列问题：
(1)基态O原子的电子排布式为_______________________________________________，
其中未成对电子有______个。
(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性，从金属键的理论看，原因是_______________
________________________________________________________________________。
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取________杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能，Zn—N中离子键成分的百分数小于Zn—O，原因是________________________________________________。
(6)下图1为某ZnO晶胞示意图，下图2是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。▱abcd为所取晶胞的下底面，为锐角等于60°的菱形，以此为参考，用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面______、______。

解析：(1)O为8号元素，其基态O原子核外有8个电子，因此基态O原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4，其2p轨道有2个未成对电子，即O原子有2个未成对电子。(2)由于金属的自由电子可在外加电场中做定向移动，因此Cu、Zn等金属具有良好的导电性。(3)根据题中酞菁结构式可知，N原子的杂化方式均为sp2，由于邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体，而后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，因此熔点更高。(4)金属Zn与氨水反应可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2，反应的离子方程式为Zn＋4NH3＋2H2O=== [Zn(NH3)4]2＋＋2OH－＋H2↑。(5)由于电负性O＞N，O对电子的吸引能力更强，Zn和O更易形成离子键，因此Zn—N中离子键成分的百分数小于Zn—O。(6)根据题图1所示晶胞，1个晶胞中8个O原子位于晶胞的顶点，1个O原子位于晶胞体内，4个Zn原子位于晶胞的棱上，1个Zn原子位于晶胞体内，棱上的3个Zn原子和体内的Zn原子、O原子形成四面体结构，则于其相邻的晶胞与该晶胞共用bc和cd，则相邻的两个晶胞的底面为▱cdhi和▱bcek。
答案：(1)1s22s22p4(或[He]2s22p4) 2
(2)自由电子在外加电场中做定向移动
(3)sp2 两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高
(4)Zn＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－＋H2↑
(5)电负性O＞N，O对电子的吸引能力更强，Zn和O更易形成离子键
(6)▱cdhi ▱bcek
6．(2023·龙岩模拟)氮原子可以形成σ键、π键、大π键和配位键，成键的多样性使其形成了多种具有独特组成的物质。回答下列问题：
(1)第一电离能：氮________(填“大于”或“小于”)氧，基态氮原子价电子排布图不是，是因为该排布方式违背了__________。
(2)肼(H2N—NH2)分子中孤电子对与σ键的数目之比为________，肼的相对分子质量与乙烯接近，但沸点远高于乙烯的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)硝酸的结构可表示为，硝酸与水分子可形成一水合二硝酸结晶水合物(2HNO3·H2O)，水分子以三个氢键与两个硝酸分子结合，请写出一水合二硝酸的结构式____________________________(氢键用“…”表示)。
(4)正硝酸钠(Na3NO4)为白色晶体，是一种重要的化工原料。
①Na3NO4阴离子的空间构型为______________，其中心原子杂化方式为____________。
②分别写出一种与Na3NO4的阴离子互为等电子体的阴离子和分子________________(填化学式)。
③在573 K条件下，实验室中用NaNO3和Na2O在银皿中反应制得Na3NO4，Na2O的立方晶胞如图1所示。
图中“●”表示____________(填“Na＋”或“O2－”)，距离“●”最近且等距离的“○”有________个，Na2O晶胞的参数为a pm，则晶胞密度为______________g·cm－3(列出计算式即可，NA为阿伏加德罗常数的值)。
研究压电材料对于自动化技术具有重要意义。一种有机—无机复合压电材料TMCMMnCl3的单斜晶体结构沿晶轴方向投影如图2和图3所示(H原子未画出)，晶胞内总共含有84个原子。晶胞参数为a≠b≠c，α＝γ＝90°，β＝94.838°。
(5)基态Mn原子的价电子轨道表示式为______________。在元素周期表中位置为__________。
(6)1 ml TMCM­MnCl3晶胞中含有Cl原子________ml，含有sp3杂化的中心原子________ml；该晶体中提供电子对形成配位键的原子是____________。
(7)TMCM性质活泼，一定条件下可分解生成三甲胺[N(CH3)3]，N(CH3)3中N原子的价层电子对构型为______________________；NCl3的沸点高于N(CH3)3，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)同周期元素从左至右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级轨道为半充满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素氧；根据洪特规则，基态氮原子2p能级的3个电子，填入简并轨道时先单独分占且自旋平行，则其价电子排布图应为。
(2)肼(H2N—NH2)分子中每个N原子有1对孤电子对，单键均为σ键，则肼分子中孤电子对与σ键的数目之比为2∶5；肼存在分子间氢键，而乙烯不能形成分子间氢键，因此肼分子的沸点远高于乙烯。
(3)水分子以三个氢键与两个硝酸分子结合，其中水分子中的2个H原子与一个硝酸分子中的非羟基氧原子形成2个氢键，水分子中的氧原子与另一个硝酸分子中的氢原子形成1个氢键，则一水合二硝酸的结构式可表示为。
(4)①Na3NO4中阴离子为NOeq \\al(3－,4)，NOeq \\al(3－,4)中心N原子价电子对数＝4＋eq \f(5＋3－2×4,2)＝4，无孤电子对，空间构型为正四面体形；其中心N原子采取sp3杂化。②价电子总数和原子总数相同的分子、离子或基团互称为等电子体，则与NOeq \\al(3－,4)互为等电子体的阴离子有SOeq \\al(2－,4)、ClOeq \\al(－,4)、POeq \\al(3－,4)等，分子有CCl4、CBr4、CI4、SiF4等。③根据均摊原则，位于晶胞顶点和面心的黑球个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4、位于晶胞内的白球个数为8，二者个数比为1∶2，则图中“●”表示O2－，“○”表示Na＋；以位于面心的黑球为例，可以看出距离“●”最近且等距离的“○”有8个；Na2O晶胞的参数为a pm，则晶胞密度为eq \f(4×（23×2＋16）,（a×10－10）3×NA)g·cm－3＝eq \f(4×62,（a×10－10）3×NA)g·cm－3。
(5)Mn为25号元素，则基态Mn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子轨道表示式为，其位于元素周期表的第四周期第ⅦB族。
(6)根据均摊原则，晶胞中位于面心、棱上和内部的Cl原子个数为8×eq \f(1,2)＋24×eq \f(1,4)＋6＝16，含有sp3杂化的中心原子(N原子和C原子)数为32，则1 ml TMCM­MnCl3晶胞中含有Cl原子16 ml，含有sp3杂化的中心原子32 ml；Cl、N含有孤电子对，可提供电子对形成配位键。
(7)N(CH3)3中N价层电子对为4，构型为正四面体形；N(CH3)3和NCl3均为分子晶体，NCl3相对分子质量更大，因而沸点高于N(CH3)3。
答案：(1)大于 洪特规则
(2)2∶5 肼分子间存在氢键，乙烯分子间无氢键
(3)
(4)①正四面体形 sp3 ②SOeq \\al(2－,4)(或ClOeq \\al(－,4)或POeq \\al(3－,4)或其他合理答案)、CCl4(或CBr4或CI4或SiF4或其他合理答案) ③O2－ 8 eq \f(4×62,（a×10－10）3×NA)
(5) 第四周期第ⅦB族
(6)16 32 Cl、N
(7)正四面体形 二者均为分子晶体，NCl3相对分子质量更大