2021届高考化学考前大题训练： 物质结构与性质综合题 （解析版）.pdf

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1、物质结构与性质综合题【原卷】1.深紫外固体激光器可用于高温超导、催化剂研究领域。我国自主研发的氟硼镀酸钾(KBe/OsE)晶体制造深紫外固体激光器技术领先世界。回答下列问题:(1)基态Be、B原 子 最 高 能 级 电 子 数 之 比 是，KF、KC1、KBr晶体熔点由高到低的顺序是 O在500。600叱气相中，氯化被以二聚体B ezS的形式存在，Be原子的杂化方式是_ _ _ _ _ _ _,ImolBe?”中含有 mol配位键。(3)一定条件下，强 可与铜反应生成氟化剂的N再，其结构式是_ _ _ _ _ _o已知在15既 时用F.就发生类似NQ,的分解反应，其不稳定的原因是_ _ _ _

2、 _ _o(4)BeO晶体是制备氟硼镀酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与ZnS相似如图1所示。O原 子 的 配 位 数 是;沿晶胞面对角线投影，图2中能正确描述投影结 果 的 是(填 序 号)。设O与Be的最近距离为apm,BeO晶体的密度为dg cm-3,则 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 值 为(用 含a和d的式子表示)。2.2020年12月1 7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、AI、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Au、C r等多种元素。回答下列问题：锌(Zn)、镉(Cd)位于同一副族相邻周期，C d

3、的原子序数更大，则基态C d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)重铭酸钱为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，CcO：的结构如图所示。则 Imol重铭酸钱中含。键与兀键个数比为(4)aAI2O3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高(2054 C)、硬度大的特点，主要原因为_。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

4、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(AI、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an m,该合金的密度为pgcm-3,则高为h=nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。OTi3.金属陶瓷是一种复合材料，兼有金属和陶瓷的优点，应用非常广泛，金属基体可为C。，C r,N i,陶瓷基体为碳化硅等.回答下列问题：C。位于元素周期表中第四周期 族，C r与N

5、 i的基态原子核外未成对电子数之比为 0(2)与C相比，S i原子之间难以形成双键的原因是_ _ _ _ _ _o已知的一种晶体结构与%5、S 9相似，则该。2晶体的熔点比加。2晶体的(填“高、“低”)，原因是_ _ _ _ _ _o(4)钻献菁可显著提升二次电池的充放电效率，为增强水溶性将其改性为四氨基钻儆菁，其结构如图所示：四氨基钻儆菁中与钻离子通过配位键结合的氮原子的编号是_ _ _ _ _ _;水溶性得到有效改善的原因是 o(5)S i C的晶胞结构如图所示.晶胞参数为c p m,阿 伏 加 德 罗 常 数 的 值 为SIC晶体的密度为 g/c n?.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系，

6、可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标，若图中原子1 的分数坐标为信则原于2 的分数坐标为 o4.磷元素常用于光电子应用及光催化剂材料。回答下列问题：(1)白磷(P4)在氯气中燃烧生成PC13和 PCI5,产生大量白色烟雾。形成PCL时，P 原子的一个3 s电子激发入3d轨道后参与成键，该激发态原子的价层电子轨道表示式为_。一种理论认为PCL是共价化合物，其分子的空间结构为_。但研究表明，PCI5加压下于14 8液化能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，该熔体中阳离子的电子式为_ _;N 和 P 都有+5价，PCL能形成离子型晶体，但 NCls不存在，从原子结构的角度分析其原

7、因是黑磷的正交晶系晶体结构如图A 所示，结构中只有-一种等效的三配位P,所有 P 原子的成键环境一样，晶胞参数a=0.3310nm,b=0.4 370nm,c=1.04 80nm,a=P=r=90,编号为I 的P 原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。黑磷烯的结构如图B 所示,是与石墨烯结构相似的二维的单层黑磷,其中P 的配位数为3。图 B维层黑磷烯的结构黑磷中P 原子杂化类型是_ _。黑磷中不存在（填标号）。A.共价键 B.。键 C.兀键 D.范德华力图A 中编号为II的P 原 子 的 坐 标 为 黑 磷 的 晶 胞 中 含 有 一 个 P 原子,以NA为阿伏加德罗常数的

8、值，则黑磷晶体的密度p=gcm3（列出计算式）5.2020年 12月 17日，“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回，标志着我国航天向前迈出了一大步。其制作材料中包含了 Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多种元素。回答下列问题：（1）上述元素中基态原子未成对电子数与AI相同的有 oCr（NO2）（NH3）5C12中c产 的 配 位 数 为。配位体原子给出电子能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键越强，配合物越稳定，NO；作为配体时提供孤电子对的原子是_ _ _ _ _ _ o 粒子中的大兀键可用符号耳表示，其中m 代表参与形成大九键的原子数，n 代表参与形成大九键的电子数（如苯分子中的大

9、九键可表示为工），则NO-的大7T键可表示为 o氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一，属于六方晶系，结构如图a所示，其 晶 体 类 型 为,其晶胞结构如图b 所示。AI原子位于氮原子形成的_ _ _ _ _ _ 空隙（填“四面体”或“八面体”）。图c 是晶胞的俯视图，已知P 点的分数坐标为（L1）,则晶胞内A I原子在图c中的分数坐标是（4）已知晶胞的密度为pg cn?,两种原子半径分别为为n m和1n m,阿伏加德罗常数值为为,则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为（列出表达式）。6.金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属、海洋金属、太空金属”的美称,具有广泛的应用前景。氮化钛

10、（Ti3N。为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCL为原料，经过一系列反应（见图）可以制得Ti3N4和纳米TiCh。图中的M是短周期金属元素，其部分电离能数据如下（单位：kJ m oI1）11121314Is73814 5177331054 013630（l）M元素位于元素周期表的一区。基态Ti3+中未成对电子数有一个；与T i同族相邻的元素Z r的基态原子外围电子排布式为纳米TK h是一种应用广泛的催化剂，催化实例如图所示。化合物甲中采取sp2杂化的碳原子数为一；化合物乙中采取Sp3杂化的原子对应的元素，电负性由大到小的顺序为(4)TiC14 可以与胺

11、形成配合物，如 TiCl4(CH3NH2)2、TiC14(H2NCH2CH2NH2)等。TiCLOhNCH2cH2NH2)中 Ti 的配位数是一。配合物 TiCLOZNCH2cH2NH2)与游离的HzNCH2cH2NH2分子相比，其HNH键角(填“较大”，“较小”或“相同”)，原因是一o(5)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCI晶胞相似，如图所示，该晶胞中N、T i之间的最近距离为a p m,则该氮化钛的密度为_ gcm-3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有一个。7.近年来，有机-无机杂化金属卤素钙钛矿作为优良的光电材料受到广泛研究和关注，回答下列问

12、题。Ca、T i元 素 基 态 原 子 核 外 电 子 占 据 能 级 数 之 比 为,与T i处于同周期单电子数与T i相同的元素还有 种，C a的前三级电离能数据分别为589.8 kJ/moI、114 5.4 kJ/mok 4 912.4 kJ/m oI,第三电离能增大较多的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _O卤族元素可与N和P元素形成多种稳定卤化物，其中NCb分子构型为，P元素可形成稳定的PCL和PC15,而氮元素只存在稳定的NC13,理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _o(3)Ti的配合物有多种。Ti(CO)6 Ti(H2O).TiF/中的配体所含原子中电负性最小

13、的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _;Ti(NO3)4的球棍结构如图，雷4+的配位数是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,(4)研究表明，TiC2通过氮掺杂反应生成TiO2一aNb，能使TiCh对可见光具有活性,反应如图所示。已知TiCh晶胞为长方体，设阿伏加德罗常数的值为NA,TiCh的密度为g/cn?例出计算式)o TiO2.aNb晶体中a=，b=o8.钛。i)和错(Zr)是同一副族的相邻元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：钛和错的价层电子结构相同，基 态 错 原 子 的 价 电 子 排 布 式 为;与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相

14、同的元索有 种。(2)Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH 的空间构型是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _,H、B、T i的电负性由小到大的顺序为 o(3)ZrCL可以与乙二胺形成配合物ZrCl4(H2NCH2CH2NH2)o1 m ol ZrCl4(H2NCH2cH2NH2)中含有。键的物质的量为 moLH2NCH2cH2NH2 形成ZrCl4(H2NCH2cH2NH2)后，H-N-H 键角将(填“变大”、“变小”或“不变”)，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o(4)已知TiO2晶胞中Ti4+位于。2-所构成的正八面体的体心，ZrO2晶胞中Z+位于一所构成的立方体的体心，

15、其晶胞结构如下图所示。TiOjA胞 ZrO,晶胞TiCh晶胞中一的配位数是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _oTK)2 晶胞中 A、B 的原子坐标为(0.69,0.69,1),(0.19,0.81,0.5),则 C、D原子坐标为、o已知二氧化错晶胞的密度为p g-cm 3,则晶体中Z r原子和O原子之间的最短距离 pm(列出表达式，NA为阿伏加德罗常数的值，ZrCh的摩尔质量为 M g/mol)09.HgQ2稀溶液可用作外科手术刀消毒剂，H g 晶体熔点较低，熔融状态下不导电。HgQ属于 化合物（填“离子”或“共价”）。HgQ?和不同浓度NH3-NHQ反应得到某种含

16、汞化合物的晶胞结构M 如图所示：（部分微粒不在晶胞内）写出该含汞化合物的化学式M 中ZHNH（填“大于”、“小于”、或“等于”）NH3中的N H N H,分析原因_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o该含汞化合物晶体在水中的溶解性_ _ _ _ _ _ _ _ _ _（填“可溶”或“难溶”），分析原因在晶胞中C1原子a 的分数坐标为9（1）,则两 原子b 的分数坐标为;晶胞的体积为Vcm3,则该晶体的密度为 g-cm-o10.过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。（1）基 态 钛 原 子 的 价 电 子 排 布 图 为，与钛同周期的过渡元素中，基态原子的成对电子数与钛

17、相同的有 种，金属钛是一种新兴的结构材料,其硬度比金属镁和铝大的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _O在浓的TiCb的盐酸溶液中加入乙酸，并通入HC1至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3-6H2O 的晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为2：4,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为 O航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集，进行回收。M所 含 元 素 的 第 一 电 离 能 最 大 的 是(用 元 素 符 号 表 示)。X化合物中中心原子铜的配位数是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _,上述反应中断裂和生成的化学键有。(4)金红

18、石(TiCh)是含钛的主要矿物之一、其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如下图所示。A、B、C、D 4种微粒，其中钛原子是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填代号)。若A、B、C的原子坐标参数分别为A(0,0,0)、B(0.69,0.69,1)、C(L 1,1),则D的原子坐标参数为D(0.19,)；该化合物的密度为 gym R用含a、c、NA的代数式表示)。物质结构与性质综合题1.深紫外固体激光器可用于高温超导、催化剂研究领域。我国自主研发的氟硼镀酸钾(K B e z B O s E)晶体制造深紫外固体激光器技术领先世界。回答下列问题：年印KU图1图2(1)基态B e、B原 子 最

19、高 能 级 电 子 数 之 比 是,K F、K C 1、K B r晶体熔点由高到低的顺序是 O在5 0 0叱 6 0 0叱气相中，氯化被以二聚体B e z S的形式存在，B e原子的杂化方式是_ _ _ _ _ _ _,I m o l B e?”中含有 m o l配位键。(3)一定条件下，强 可与铜反应生成氟化剂的NR,其结构式是_ _ _ _ _ _ _o已知在1 5 0笛时风F.就发生类似N Q,的分解反应，其不稳定的原因是_ _ _ _ _ _ _o(4)B e O晶体是制备氟硼镀酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与Z n S相似如图1所示。O原 子 的 配 位 数 是;沿晶胞面对角线投影，

20、图2中能正确描述投影结果的是_ _ _ _ _ _(填序号)。设O与B e的最近距离为a p m,B e O晶体的密度为d g c m-3,则 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 值 为(用 含a和d的式子表示)。F F【答案】2:1 K F K C l K B r s p2 2 I I N 2 F4分子中 2 个 NFNNF原子各有1对孤对电子，孤对电子之间的排斥力使N-N键容易断裂 4 B塔 町16a d【详解】(l)B e的核外电子排布为I s 2 2 s 2,最高能级为2 s,电子数目为2；B的核外电子排布为I s 2 2 s 2 2 p i,最高能级为2p,电子数为1,两者最高能级电子数

21、之比为2:1,K F、K C 1、K B r均为离子晶体，r(F)r(C l)K C l K B r,故答案为：2:1；K F K C l K B r;二聚体B e z S中Be与其中两个C I形成共价键，与另一个C 1之间形成配位键,其结构式为：c i g 一“，Be采用s p 2杂化，l m o l B e2C l4 中含有2 m o l配位键，故答案为：s p 2;2；(3)N 2 F4的结构式为:,由结构式可知，N 2 F4分子中N原子只形成单键，2F-N-N-F个N原子各有1对孤对电子，孤对电子之间的排斥力使N-N键容易断裂，故答案为：:I;N 2 F4分子中2个N原子各有1对孤对电

22、子，孤对电子之间的排F N N F斥力使N-N键容易断裂；(4)由晶胞结构可知每个O周围有四个Be与其相连，配位数为4,由晶胞的结构可知沿面对角线投影应为图B,将整个晶胞切成8个等大小正方体，B e在小正方体中心，O在小正方体顶点，每个晶胞中含有4个B e,4个O,若O与B e距离为apm,则小正方体对角线的1/2为a pm,故晶胞棱长 为 竽a p m,4 x(9+1 6)d=44、3 mo,NA=-X1O30,故答案为：4；B；叁g xI O?。；2.2 0 2 0年1 2月1 7日凌晨1时5 9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

23、含了 H、O、N、A I、S、C d、Z n、T i、C u、A u、Cr等多种元素。回答下列问题：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)为一。(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)重倍酸钱为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，C oO f的结构如图所示。则 Imol重倍酸核中含。键与7T 键个数比为o o(4)aALO3是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料，具有熔点高

24、(2054)、硬度大的特点，主要原因为一。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原子的配位数为一o 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(AI、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an m,该合金的密度为pgcm-3,则高为h=nm（列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值）。|-HJ

25、uro*【答案】三国n曲 正四面体形 sp3 4：1 AbO3为离子晶体，AF+和0 2-离子半径较小，离子所带电荷数较多，晶格能大，所以熔点高，硬度大 12 AuCu3H 8 舞 了 X1021 或 卷*X 1 O 2 13y3pa NA 9pa NA【详解】（1）锌亿n）、镉（Cd）位于同一副族相邻周期，Cd的原子序数更大，则 Cd的原子序数是48,则基态Cd原子的价电子轨道表示式（电子排布图）为4d 5s（2）S 与 O 可形成多种微粒，其中SO：中S 原子价电子对数是早=4,无孤电子对，空间构型为正四面体形；液态SO3冷却到289.8K时，能得到一种螺旋状单链结构的固体，根据结图可知，

26、此固态SO3中S 原子形成4 个。键，无孤电子对,杂化轨道类型是sp 3；单键为。键，双键中有1 个。键、1个7 r键，根据CoOL的结构图，Imol重倍酸根中含8molo键、4 mokr键，Imol钱根离子中含有4 molo键，o 键与兀键个数比为4:1；(4)A b O 3为离子晶体，AM和0 2-离子半径较小，离子所带电荷数较多，晶格能大,所以熔点高，硬度大；晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，根据图示号Au原子最近的Cu原子有号，每个A u原子被8个晶胞共用，根据均摊原则，A u原子的配位数为1 2；根据均摊原则，晶胞中A u原子数8x=l、Cuo原子数是6x 1=3、氏分子数是

27、4,化学式为Au Cu 3H8；根据均摊原则，每个结构单元含A1原子数4X2+1 =N、T i原子数6 38x 1+2 x 1+1 4-1 x 1=6 2 3 327x-+48x，贝!-P g c m3,-2如 1 0-2 5442则身为 h=3/3pa2NAx l 02,n mo3.金属陶瓷是一种复合材料，兼有金属和陶瓷的优点，应用非常广泛，金属基体可为C。，Cr,N i,陶瓷基体为碳化硅等.回答下列问题：C。位于元素周期表中第四周期 族，Cr与的基态原子核外未成对电子数之比为 0(2)与C相比，S i原子之间难以形成双键的原因是_ _ _ _ _ _o已知。2的一种晶体结构与S i 5、S

28、 1 C相似，则该C 5晶体的熔点比S 1 5晶体的(填“高、“低”)，原因是_ _ _ _ _ _。(4)钻献菁可显著提升二次电池的充放电效率，为增强水溶性将其改性为四氨基钻儆菁，其结构如图所示：四氨基钻献菁中与钻离子通过配位键结合的氮原子的编号是_ _ _ _ _ _;水溶性得到有效改善的原因是_ _ _ _ _ _0(5)S1C的晶胞结构如图所示.晶胞参数为印m,阿伏加德罗常数的值为NA，SIC晶体的密度为 g/on?.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，若图中原子1 的分数坐标为信则原于2 的分数坐标为【答案】vin 3：i s i 的原子

29、半径大于c 的原子半径，原子间难以形成7r键高 碳氧键的键长比硅氧键短、键能比硅氧键大，碳氧键的共价键比硅氧键强1,3 氨基中氮原子能与水分子形成氢键 黑、1产c 4 4 4【详解】钻元素的原子序数为2 7,位于元素周期表第四周期V ID 族；铝元素的原子序数为 2 4,价电子排布式为3d54 s，核外有6 个不成对电子，银元素的原子序数为2 8,价电子排布式为3d84 s2,核外有2 个不成对电子，则铭与银的基态原子核外未成对电子数之比为3:1,故答案为：V ffl；3:1；(2)C 原子的原子半径较小，C 原子中p 轨道能形成肩并肩的兀键，与 C 原子相比，S i原子的原子半径较大，S i

30、原子中P 轨道难以形成肩并肩的7T键，则 S i原子之间难以形成双键，故答案为：S i的原子半径大于C 的原子半径，原子间难以形成7T键；由题意可知，二氧化碳晶体和二氧化硅晶体都为原子晶体，原子晶体的熔点取决于共价键的强弱，由于碳原子的原子半径比硅原子小，非金属性比硅原子强，二氧化碳晶体中碳氧键的键长比二氧化硅晶体中硅氧键短、键能比硅氧键大，则二氧化碳晶体中碳氧键的共价键二氧化硅晶体中比硅氧键强，熔点比二氧化硅晶体大，故答案为：大；碳氧键的键长比硅氧键短、键能比硅氧键大，碳氧键的共价键比硅氧键强；(4)含有孤对电子的氮原子与钻离子通过配位键结合，形成配位键后氮原子能形成 4个共价键，由钻献菁的

31、结构可知，1、3 号氮原子形成4个共价键，2、4号氮原子形成3 个共价键，则四氨基钻骸菁中与钻离子通过配位键结合的氮原子为1、3 号；四氨基钻酬菁中含有4个氨基，氨基中氮原子能与水分子形成氢键，增大在水中的溶解性，故答案为：1、3；氨基中氮原子能与水分子形成氢键；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碳原子的个数为8x1+6x；=4,位o 2于体内的硅原子个数为4,设晶体的密度为d g/cn?,由质量公式可得：誓+12)A=(CX10-0)3,解 得 d=x l0 3 ;由位于体对角线四分之一处上部原子1 的分数坐标为可知，晶胞的边长为1，则位于体对角线四分之一处下部原子24 4 4的 分 数

32、 坐 标 为 故 答 案 为：-4-xio30；C 工)。4 4 4 c NA 4 4 44.磷元素常用于光电子应用及光催化剂材料。回答下列问题:(1)白磷(P4)在氯气中燃烧生成PC13和 PCI5,产生大量白色烟雾。形成PCI5时，P 原子的一个3 s电子激发入3d轨道后参与成键，该激发态原子的价层电子轨道表示式为o一种理论认为PCk是共价化合物，其分子的空间结构为_。但研究表明，PC15加压下于14 8液化能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，该熔体中阳离子的电子式为;N 和 P 都有+5价，PCI5能形成离子型晶体，但 NC15不存在，从原子结构的角度分析其原因是黑磷的正交晶

33、系晶体结构如图A 所示，结构中只有-一种等效的三配位P,所有 P 原子的成键环境一样，晶胞参数a=0.3310nm,b=0.4 370nm,c=1.04 80nm,a=P=r=90,编号为I 的P 原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。黑磷烯的结构如图B 所示,是与石墨烯结构相似的二维的单层黑磷,其中P 的配位数为3o图 A黑磷的晶体结构 图 B单层黑磷烯的结构黑磷中P 原子杂化类型是_o 黑磷中不存在(填标号)。A.共价键 B.。键 C.兀键 D.范德华力图A 中编号为II的P 原子的坐标为黑磷的晶胞中含有_个 P 原子,以NA为阿伏加德罗常数的值，则黑磷晶体的密度p=g

34、cm-3(列出计算式)r 1+：C1：答案 E 吗卬 三角双锥(形)N 原子最外层没有可成键的 d 轨道 sp3 C(0.500,0.910,0.4 02)或(0.500,-0.090,0.4 02)8_3x31_ NK xO.3310 xO.4370 x l.0480 x l O-21【详解】(1)基态磷原子价电子排布式为Is22s22P63s23P3,价电子排布式为3s23P3,P 原子的一个3 s电子激发入3d轨道后参与成键，则价电子排布式为3s13P3 3 4,该激发态原子的价层电子轨道表示式为田田 护 田 斗 口；PCk的价电子对数=5+辞=5,不含有孤对电子，其分子的空间结构为三角

35、双锥形；PCk加压下于14 8c液化能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，r*1 :Cl：两种离子可能是PQ2和PQ；,故该熔体中阳离子的电子式为：q：p：g：;：c i：.N 和 P 都有+5价，PCk能形成离子型晶体，但 N 原子最外层没有可成键的d 轨道，NCk不存在离子型晶体；已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P 原子的成键环境一样，P的配位数为3,则价电子对数=3+辞=4,其杂化方式为sp 3,黑磷中p 和 p 原子之间的作用力为。键，层与层之间存在着范德华力，晶体中不存在兀键；答案选 C；结合图B 可知，图图A 中编号为口的P 原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对

36、称,且位于坐标轴c 的值为1-0.598=0.4 02,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,0.910,0.4 02)(0,500,-0.090,0.4 02),该晶胞中第一层含有 P 原子 1+1=2 个,第二层含有P 原子1+1+1+1=4 个；第三层含有P 原子1+1=2个，共 8 个 P 原子;以NA为阿伏加德罗常数的值，则黑磷晶体的密度p=28x31N_6 X J 1.3.-y-j-T-N.xO.3310 xO.4370 xl.0480 xlO_21 g C m 0(0.3310X10-7)X(0.4370X10-7)X(1.0480X10_7II K5.2020年12月1 7日，

37、“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回，标志着我国航天向前迈出了一大步。其制作材料中包含了 Al、Cr、Cu、C、N、O、S i等多种元素。回答下列问题：(1)上述元素中基态原子未成对电子数与A1相同的有 o0(距2)(须3)5。12中。产 的 配 位 数 为。配位体原子给出电子能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键越强，配合物越稳定，N O 作为配体时提供孤电子对的原子是_ _ _ _ _ _o粒子中的大冗键可用符号度表示，其中m代表参与形成大7t键的原子数，n代表参与形成大n键的电子数(如苯分子中的大n键可表示为工)，则N O：的大兀键可表示为 o氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表

38、之一，属于六方晶系，结构如图a所示，其 晶 体 类 型 为，其晶胞结构如图b所示。AI原子位于氮原子形成的_ _ _ _ _ _ 空隙(填“四面体”或“八面体”)。图c是晶胞的俯视图，已知P点的分数坐标为(L 1),则晶胞内AI原子在图c中的分数坐标是_ _ _ _ _ _o(4)已知晶胞的密度为p g c n/,两种原子半径分别为为nm和1n m,阿伏加德罗常数值为练，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为(列出表达式)。【答案】Cu 6 N 兄 原子晶体 八面体枭国+端川1036x41WPxlOO%【详解】(1)A1的核外电子排布式为1522s22P63s23pi,有1个未成对电子，Cr

39、、Cu、C、N、O、S i只有Cu(3di04 si)基态原子未成对电子数与A l相同，故答案为：Cu；Cr(NO2)(NH3)4C12中。产为中心离子，有1个NO；和5个N%,所以配位数为6,NO做配位离子时由中心原子N提供孤电子对，NO；的的大兀键可表示为，故答案为：6,N,#；A1N为六方晶系，晶体类型为原子晶体、由图可知，黑球为A L白球为N,每个A1周围有6个N原子，可以组成八面体。所以A1在N形成的八面体空隙、又P点坐标为(1,1),将大立方体分为八个小立方体，A1处于下层-小立体体心,所以坐标为G，故答案为：原子晶体，八面体,rl);(4)一个晶胞含A 1 6X：+1+3=6,N

40、 1 2X1 +2X1 +3=6,所以晶胞体积：学 也cn?3 6 2 p6个A1N的体积 为%舄+品加1。.加3,则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为6x41WPX i。,故答案为:6x41WPxlOO%.6.金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属、海洋金属、太空金属”的美称,具有广泛的应用前景。氮化钛(Ti3N。为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCL为原料，经过一系列反应(见图)可以制得Ti3N4和纳米TiO2o图中的M是短周期金属元素，其部分电离能数据如下(单位：kJ-mol1)11121314Is73814 5177331054 01

41、3630(l)M元素位于元素周期表的一区。基态雷3+中未成对电子数有一个；与T i同族相邻的元素Z r的基态原子外围电子排布式为纳米TKh是一种应用广泛的催化剂，催化实例如图所示。化合物甲中采取sp2杂化的碳原子数为一；化合物乙中采取sp3杂化的原子对应的元素，电负性由大到小的顺序为H H HI 纳米 Ti()2 -C CCH -C CCIL|NH：,/HO()HO NH2乙甲(4)TiC14 可以与胺形成配合物，如 TiCl4(CH3NH2)2、TiC14(H2NCH2CH2NH2)等。TiCLOhNCH2cH2NH2)中 Ti 的配位数是一。配合物 TiCLOZNCH2cH2NH2)与游离

42、的HzNCH2cH2NH2分子相比，其HNH键角(填“较大”，“较小”或“相同”)，原因是一o(5)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a p m,则该氮化钛的密度为_ gcm-3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N 原子距离相等且最近的N 原子有一个。【答案】s 1 4 d25s2 7 ONC 6 较大H2NCH2cH2NH2通过配位键与Ti结合后，原来的孤电子对变为成键电子对，对NH 成键电子对的排斥力减小，NH 键之间的键角增大z :二 俨NAx8a X1U12【详解】M 是短周期金属元素，M 的第三电离能剧增，处于IIA

43、族，且存在第五电离能，能与TiCL反应置换出Ti,则 M 为 Mg元素，位于元素周期表的s 区；Ti是 22号元素，Ti3+是 Ti原子失去最外层2 个 4 s电子后又失去1 个 3d电子得到的，故基态,3+价层电子排布式是3 d l 其中的未成对电子数有1个；同族元素结构相似，则与T i同族相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为4 d25s2；化合物甲中采取sp2杂化的碳原子有苯环上的6 个 C 原子及形成黑基的1个 C原子，因此甲分子中采用sp2杂化的碳原子数为7 个；化合物乙中采取sp3杂化的原子对应的元素有C、N、O,这三种元素的非金属性：O N C,元素的非金属性越强，其电负性就越

44、大，故这三种元素的电负性由大到小的顺序为：ON C；(4)在 TiCLdhNCH2cH2NH2)中 Ti 原子与 4 个 Cl 原子及 H2NCH2CH2NH2 的2个N原子形成配位键，故T i原子的配位数是6；配合物 TiCLdhNCH2cH2NH2)与游离的H2NCH2cH2NH2分子相比，其HNH键角较大，这是由于H2NCH2cH2NH2通过配位键与T i结合后，原来的孤电子对变为成键电子对，对NH成键电子对的排斥力减小，导致NH键之间的键角增大，因此HNH键角较大；该该晶胞中含有T i原子数为：12x：+l=4,含有的N原子数为：8x1+6x1=4,48 2晶胞边长为2a pm,则 该

45、 晶 胞 的 密 度 篝嵩g/cm=晨 算 评g/cn?；以顶点上的N原子为研究对象，通过该N原子可以形成8个晶胞，在每1个晶胞中含有3个与该N原子距离相等且最近的T i原子，每个T i原子被2个晶胞所共有，则N原子距离相等且最近的T i原子 有 言=12。7.近年来,有机-无机杂化金属卤素钙钛矿作为优良的光电材料受到广泛研究和关注，回答下列问题。(1)Ca T i元 素 基 态 原 子 核 外 电 子 占 据 能 级 数 之 比 为,与T i处于同周期单电子数与T i相同的元素还有 种，C a的前三级电离能数据分别为589.8 kJ/moI、114 5.4 kJ/moU 4 912.4 kJ

46、/m oI,第三电离能增大较多的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _o卤族元素可与N和P元素形成多种稳定卤化物，其中NCb分子构型为,P元素可形成稳定的PCL和PCIs,而氮元素只存在稳定的NCI3,理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _O(3)Ti的配合物有多种。Ti(CO)6 Ti(H2O)TiF京 中的配体所含原子中电负性最小的是；Ti(NO3)4的球棍结构如图，Ti4+的配位数是(4)研究表明，TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2 一 aNb,能使TiOz对可见光具有活性,反应如图所示。气空穴已知TKh晶胞为长方体，设阿伏加德罗常数的值为NA,TKh的密度为g/cn?例出计

47、算式)。TiO2-aNb晶体中a=b=o【答案】6：7 3 因为Ca2+已经达到稳定结构，再失去1个电子属于内层电子，原子核吸引力更强，所以L突然增大 三角锥形 N元素L层最多4个轨道，所以不易生成NCk H 8 基篇|【详解】(l)C a基态原子核外电子占据能级为Is、2s、2p、3s、3p、4 s,T i基态原子核外电子占据能级为Is、2s、2p、3s、3p、3d、4s,能级数之比为6：7；T i基态原子的价电子排布式为3d24 s2,3 d能级有2个单电子，同周期中含有2个单电子的元素有Ni、Ge、Br,3种元素；C a的核外电子排布式为A r 4 s失去2个电子后，核外电子达到稳定结构

48、，再失去1 个电子属于内层电子，原子核吸引力更强,所以L 突然增大；(2)NCb的中心N 原子含有1对孤电子对，3 条。键，价层电子对数为4,则分子构型为三角锥形；P 原子核外电子第三层有d 能级，可形成spd杂化，N 原子核外电子第二层只有s、p 能级4 个电子轨道，则不能形成NCk;Ti(CO)6、Ti(H2O)r TiF京中的配体分别为CO、H2O F,非金属性越强，电负性越大，则 H 的电负性最小；根据球棍模型，硝酸根离子中的2 个氧原子与 Ti，+连接成环，则口4+的配位数是8；(4)根据TiOz晶胞结构，Ti原子在晶胞的8 个顶点、4 个面心和1个在体内，晶胞含有的个数为4,O 原

49、子8 个在棱上、8 个在面上，2 个在体内，O 原子个数为 8,则 Imo 晶胞的质量为(4 8+32)x4 g,体积为mZxnxlOxNAcn?,则密度=4x(48+16x2)、=NAm2n xlO-8/c m ;氮掺杂反应后，有 3 个氧空穴，O 原子6 个在棱上、6 个在面上，1 个在体内，O 原子个数为?,N 原子1个在面上、1个在棱上,个数为:，则化学式为TinNl,2 4 8 1 6故 2也=卫，a=-,b=o8 8 168.钛。i)和错(Zr)是同一副族的相邻元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：(1)钛和错的价层电子结构相同，基 态 错 原 子 的 价

50、电 子 排 布 式 为;与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元索有 种。(2)Ti(BH4)2是一种储氢材料。BH4 的空间构型是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _，H、B、T i的电负性由小到大的顺序为 O(3)ZrCk可以与乙二胺形成配合物ZrCl4(H2NCH2cH2NH2)。1 mol ZrCl4(H2NCH2cH2NH2)中含有。键的物质的量为 mol。H2NCH2cH2NH2 形成ZrCl4(H2NCH2cH2NH2)后，H-N-H 键角将(填“变大”、“变小”或“不变”)，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o(4)已知TiO2晶胞中要4+位于。2-