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1、选修三高考真题19年全国卷1化学选修3:物质结构与性质(15分)在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。回答下列问题:(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。ABCD(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是 ,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。 (3)一些氧化物的熔点如下表所示:氧化物
2、Li2OMgOP4O6SO2熔点/C1570280023.875.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x= pm,Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是 gcm3(列出计算表达式)。 19年全国卷2化学选修3:物质结构与性质(15分)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。回答下列问题:(1)元素As与N同族。预测A
3、s的氢化物分子的立体结构为_,其沸点比NH3的_(填“高”或“低”),其判断理由是_。(2)Fe成为阳离子时首先失去_轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为_。(3)比较离子半径:F_O2(填“大于”等于”或“小于”)。(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图1 图2图中F和O2共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1x代表,则该化合物的化学式表示为_,通过测定密度和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:=_gcm3。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
4、子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为(),则原子2和3的坐标分别为_、_。19年全国卷3化学选修3:物质结构与性质(15分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题:(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是_,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_,其中Fe的配位数为_。(3)苯胺()的晶体类型是_。苯胺与甲苯()的相对分
5、子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9)、沸点(184.4)分别高于甲苯的熔点(-95.0)、沸点(110.6),原因是_。(4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是_;P的_杂化轨道与O的2p轨道形成_键。(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_(用n代表P原子数)。20年全国卷1化学选修3:物质结构与性质(15分)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:(
6、1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_。(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li) I1(Na),原因是_。I1(Be) I1(B) I1(Li),原因是_。(3)磷酸根离子的空间构型为_,其中P的价层电子对数为_、杂化轨道类型为_。(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中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。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有_个。电池充电时,LiFeO4脱出部分Li+,形成Li1xFePO4,结构示意图如(b)所示,则x=_,n(Fe2+ )n(Fe3+)=_。20年全国
7、卷2化学选修3:物质结构与性质(15分)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料,回答下列问题:(1)基态Ti原子的核外电子排布式为_。(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是_。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/37724.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示,其组成元素的电负性大小顺序是_;金属离子与氧离子间的作用力为_,Ca2+的配位数是_。(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I和有机碱离子,其晶胞如图(b)所示
8、。其中Pb2+与图(a)中_的空间位置相同,有机碱中,N原子的杂化轨道类型是_;若晶胞参数为a nm,则晶体密度为_gcm3(列出计算式)。(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘,降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐,提升了太阳能电池的效率和使用寿命,其作用原理如图(c)所示,用离子方程式表示该原理_、_。20年全国卷3化学选修3:物质结构与性质(15分)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:(1)H、B、N中,原子半径最大的是_。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素_的
9、相似。(2)NH3BH3分子中,NB化学键称为_键,其电子对由_提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:3NH3BH3+6H2O=3NH3+9H2的结构为。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由_变为_。(3)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(H+),与B原子相连的H呈负电性(H-),电负性大小顺序是_。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_(写分子式),其熔点比NH3BH3_(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间,存在_,也称“双氢键”。(4)研究发现,氦硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,=90。氨硼烷的222超晶胞结构如图所示。 氨硼烷晶体的密度=_ gcm3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。