2024年高考化学三轮冲刺考前巩固专题训练50 物质结构与性质

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一、非选择题
1．氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
（1）某化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。
（2）下列说法正确的是 。
A．电负性：B＞N＞O
B．离子半径：P3﹣＜S2﹣＜Cl﹣
C．第一电离能：Ge＜Se＜As
D．基态Cr的简化电子排布式：[Ar]3d4
（3）①H2N﹣NH2+H+→H2N﹣NH3+，其中﹣NH2的N原子杂化方式为 ；比较键角∠HNH：H2N﹣NH2中的﹣NH2 H2N﹣NH3+中的﹣NH3+（填“＞”、“＜”或“＝”），请说明理由 。
②将HNO3与SO3按物质的量之比1：2发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，其中之一是NO2+。比较氧化性强弱：NO2+ HNO3（填“＞”、“＜”或“＝”）；写出A中阴离子的结构式 。
2．我国科学家发现一种钡配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。
(代表单键、双键或叁键)
回答问题：
（1）配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种，它们是 。
（2）配合物Ⅰ中，R′代表芳基，V−O−R'空间结构呈角形，原因是 。
（3）配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是 。
（4）配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为+4和+3，配合物Ⅱ、Ⅲ和N2三者中，两个氮原子间键长最长的是 。
（5）近年来，研究人员发现含钒的锑化物CsV3Sb5在超导方面表现出潜在的应用前景。CsV3Sb5晶胞如图1所示，晶体中包含由V和Sb组成的二维平面(见图2)。
①晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒原子各自周围紧邻的锑原子数为 。锑和磷同族，锑原子基态的价层电子排布式为 。
②晶体中少部分钒原子被其它元素(包括Ti、Nb、Cr、Sn)原子取代，可得到改性材料。下列有关替代原子说法正确的是 。
a．有+4或+5价态形式 b．均属于第四周期元素
c．均属于过渡元素 d．替代原子与原离子的离子半径相近
3．硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根(S2O32−)可看作是SO42−中的一个O原子被S原子取代的产物。
（1）基态S原子价层电子排布式是 。
（2）比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。
（3）S2O32−的空间结构是 。
（4）同位素示踪实验可证实S2O32−中两个S原子的化学环境不同，实验过程为SO32−→iSS2O32−→iiAg+Ag2S+SO42−。过程ⅱ中，S2O32−断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是Na232SO3和 35S，过程ⅱ含硫产物是 。
（5）MgS2O3⋅6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、bnm、cnm，结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为 。已知MgS2O3⋅6H2O的摩尔质量是Mg⋅ml−1，阿伏加德罗常数为NΛ，该晶体的密度为 g⋅cm−3。(1nm=10−7cm)
（6）浸金时，S2O32−作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3−。分别判断S2O32−中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由： 。
4．中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2−xSiO4)。回答下列问题：
（1）基态Fe原子的价电子排布式为 。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为 ，铁的化合价为 。
（2）已知一些物质的熔点数据如下表：
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是 。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因 。SiCl4的空间结构为 ，其中Si的轨道杂化形式为 。
（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有 个Mg。该物质化学式为 ，B-B最近距离为 。
5．铁在史前就为人们所用。在人类文明发展过程中，铁所起的作用是其他任何元素都不能比拟的。请回答下列问题：
（1）基态铁原子中，价电子电子云的伸展方向有 种。
（2）五羰基合铁[Fe(CO)5]分解制铁晶体，反应过程中断裂和形成的化学键有 ( 填序号)；
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键 E．金属键 F．范德华力
Fe(CO)5中各元素电负性的大小顺序是 。
（3）绿矾(FeSO4·7H2O)结构如图。
①H2O分别与Fe2+、 SO42−的相互作用分别为 、 。
②比较SO42−中的键角∠O−S−O H2O中的键角∠H−O−H。 (填“”或“=”)
（4）铁的化合物种类众多，其中FeF3的熔点高于1000℃，而FeBr3的熔点只有200℃，原因是 。
（5）铁的一种配位化合物(普鲁士蓝)中铁氰骨架结构如图(a)所所示，骨架为正六面体，K+位于骨架的正六面体的空穴中，以平衡铁氰骨架的负电荷，则该钾盐的化学式为 。
（6）一种锂电池的正极材料磷酸铁锂(LiFePO4) 的晶胞结构如上图(b)所示。其中Li+分别位于顶角、棱心、面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为anm、bnm，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积Vm= cm3·ml−1 (已知阿伏加德罗常数为NA，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
6．物质结构理论是材料科学、医学科学和生命科学的重要基础。请回答：
（1）Ni常常作为有机反应的催化剂，画出基态Ni原子的价层电子轨道表示式 ；要制备高纯Ni可先制得Ni(CO)4，其中C原子的杂化方式为 。
（2）乙二酸(H2C2O4)具有优良的还原性，易被氧化成CO2。测得乙二酸中的C−C的键长比普通C−C的键长要长，说明理由 。
（3）下列说法正确的是____。
A．现代化学，常利用原子光谱上特征谱线鉴定元素
B．电负性大于1.8一定是非金属
C．配合物的稳定性不仅与配体有关，还与中心原子的所带电荷等因素有关。
D．NaCl晶体的密度为ρg⋅cm3，图示晶胞Na+与Cl−的距离d=358.52ρNApm
（4）锌黄锡矿外观漂亮，晶胞结构如图所示，请写出锌黄锡矿的化学式 ；并在晶胞中找出平移能完全重合的两个Se 。(请选择合适的编号填写一种组合)
7．乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）CaC2中C22−与O22+互为等电子体，O22+的电子式可表示为 ； 1ml O22+中含有的π键数目为 。
（2）将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 。
（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。
（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，则该晶胞中的碳原子个数为 。 CaC2晶体中含有的中哑铃形C22−的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2 晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22−数目为 。
8．石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图a所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。若按ABCABC方式堆积而成，则如图b所示，图中用虚线标出了石墨的一个三方晶胞。回答下列问题：
（1）石墨中碳原子的杂化方式为 ，基态碳原子中电子的空间运动状态有 种，D、E原子的分数坐标分别为 、 (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)。
（2）六方石墨晶体的密度为 g⋅cm−3(写出计算表达式，要求化简)。
（3）1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为 。
（4）石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时可由Li1−xC6形成Li+计按如图所示均匀分布的锂碳化合物，该物质中存在的化学键有 ，充电时该电极的电极反应式为 。
（5）锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成LiNi1−yAlyO2。可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，其原因是 。
9．科学工作者合成了含镁、镍、碳、氮4种元素的超导材料，具有良好的应用前景。回答下列问题：
（1）下列属于碳原子激发态轨道表示式的有 (填字母，下同)，其中失去最外层上一个电子所需能量最低的是 。
（2）含有碳元素的有机化合物分布极广，最简单的为碳正离子CH3+，该离子的几何构型为 ；乙醇的挥发性比水的强，原因是 ；如图是叶绿素的结构示意图，配体是一种平面大环有机物，该结构中N原子的杂化方式为 ，C-Nσ键有 个。
（3）某种半导体NiO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，半径r(O2-)=anm。
①阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为 g·cm-3.(用含a，NA的表达式表示)。
②NiO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，Ni-N键中离子键成分的百分数小于Ni-O键，原因是 。
③若该晶胞中氧原子有25%被氮原子替代，则该晶体的化学式为 ；N所替代的O的位置可能是 。
10．KMnFe(CN)6⋅yH2O是普鲁士蓝类化合物中的一种，可用于钠离子电池的正极材料。KMnFe(CN)6晶胞如图所示(K+未标出)。
（1）基态Mn原子的外围电子轨道表示式为 。
（2）Mn、Fe元素的第三电离能(I3)：I3(Mn) I3(Fe)(填“>”或“