千人桥中学高考化学专题物质结构文档格式.docx
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3．研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。
（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。
元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn（NO3）2中的化学键除了σ键外，还存在________。
（5）MgO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，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm，则r（O2-）为________nm。
MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'
=0.448nm，则r（Mn2+）为________nm。
4．铁氮化合物（FexNy）在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。
某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。
（2）丙酮（
）分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1mol丙酮分子中含有σ键的数目为______________。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。
（5）某FexNy的晶胞如题21图−1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置
Fe，形成Cu替代型产物Fe（x−n）CunNy。
FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图−2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
5．铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。
请回答下列问题：
（l）基态铁原子的价电子轨道表达式为__________。
（2）铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+，稳定性Fe2+_______Fe2+（填“大于”或“小于”），原因是_______
_________。
（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解，NH4+的结构式为______（标出配位键），空间构型为_________，其中氮原子的杂化方式为_______；
与ClO4-互为等电子体的分子或
离子有__________（任写两种）。
（4）金属铁晶体原子采用________堆积．铁晶体的空间利用率为______（用含π的式子表示）。
（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。
则该权化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为_______（填最简整数比）；
己知该晶体的密度为dg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则品胞参数a为_______nm（用含d和NA的代数式表示）。
6．物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。
（1）C、H、N、O四种元素中电负性最大的是____（填元素符号），写出Fe2+的最外层电子排布式____。
（2）根据等电子原理，写出CN-的电子式___，CNO-中心原子的杂化方式为________。
（3）MgO、CaO两种晶体的结构与NaCl晶体结构相似，则两种离子晶体的熔点由高到低顺序是___（用化学式表示）,
的沸点比
____（填“高”或“低”）；
原因是______________________.
（4）铁有δ、γ、α三种同素异形体，如下图所示。
γ-Fe晶体的一个晶胞中所含有的铁原子数为____，δ一Fe、α-Fe两种晶胞中铁原子的配位数之比为____。
已知δ-Fe晶体的密度为dg/cm3，NA表示阿伏伽德罗常数的数值，则Fe原子半径为____pm（列表达式）。
7．
（1）Na+与Ne互为等电子体，电离能I2（Na）___I1（Ne）（填“<
”、“=”或“>
”）.
（2）第四周期中，与Al原子未成对电子数相同的金属元素有___种。
气态氯化铝的分子组成为（AlCl3）2，分子中所含的化学键类型有_______，Al原子的杂化方式为____。
（3）可燃冰是天然气水合物，具有笼形结构如图A（表面的小球是水分子，内部的大球是甲烷分子）。
水分子成笼的作用力是_________，图A中最小的环中连接的原子总数是_________。
可燃冰晶体具有多种笼状结构，其中一种由1个图A所示笼分别用2个面与另外两个相同的笼共面而成，则中间笼实际占有_______
_____个水分子。
（4）金属镁晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积如图B所示，晶胞可用图C表示。
设金属镁的原子半径为acm，晶胞的高为bcm，则该晶体的空间利用率为__________（写出计算式）；
设晶胞中A点原子的坐标为（0，0，0），C点原子的坐标为（2a，0，0），D点原子的坐标为（0，0，b），则B点原子的坐标为__________________。
8．C、P、Cl、Fe等元素及其化合物有重要的应用，回答下列问题：
（1）C原子的价电子轨道表达式为__________________。
（2）CC14分子的空间构型是______________，其中心原子采取______________杂化，与CC14互为等电子体的一种离子是__________________（填写离子符号）。
（3）PC13属于________________分子（填“极性”或“非极性”）。
（4）FeO、NiO的晶体结构均与NaCl晶体结构相同，其中Fe2+与Ni2+的离子半径分别为7.8×
l0-2nm、6.9×
l0-2nm，则熔点FeO_________NiO（填“>
”、“<
”或“=”），原因是___________________。
（5）已知FeCl3的沸点：
319℃，熔点：
306℃，则FeCl3的晶体类型为______________。
（6）
已知Fe单质有如图所示的两种常见堆积方式：
其中属于体心立方密堆积的是___________（填“a”或“b”）；
若单质Fe按a方式紧密堆积，原子半径为rpm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则单质Fe的密度为________g·
cm-3（列出算式即可）。
9．Cu、Ni、V为制造合金及合成催化剂的重要元素。
请回答：
（1）Cu元素位于元素周期表的_________区，其基态原子有_________种能量不同的电子。
（2）SO4是一种重要的配合物。
与SO42-互为等电子体的分子的化学式为__________（任写一种）；
NH3分子的VSEPR模型为_______________。
（3）Ni（CO）4的熔点为-25℃，沸点为43℃。
其晶体类型为___________。
晶体中σ键和π键的数目之比为_________。
（4）Ni可作为
或
与H2加成的催化剂。
在相同压强下，
低，原因为_________________。
（5）
有增强胰岛素和降糖作用，其中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为______（用元素符号表示）；
氧原子的杂化轨道类型为______________。
（6）已知：
钇钡铜氧晶体的晶胞是一个长方体（如图所示），其晶胞参数分別为anm、bnm，阿伏加德罗常数的值为NA。
则该晶体的密度为________g/cm3（列出计算式即可）。
10．工业上常用CO与H2在由Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇，甲醇在Cu的催化作用下可氧化生成甲醛。
（1）下图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图，
请判断该排布图________（填“正确”或“错误”），理由是_________________（若判断正确，该空不用回答）。
（2）写出两种与CO互为等电子体的离子_________。
在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为_________。
（3）由黄铜矿冶炼的铜单质也可以参杂锌原子成为黄铜，写出黄铜合金中两种金属原子的外围电子排布式_______；
_______。
（4）甲醛与足量新制Cu（OH）2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O，写出该反应的化学方程式____________。
已知Cu2O晶胞的结构如图所示：
①在该晶胞中，Cu+的配位数是_____________________。
②若该晶胞的边长为apm，则Cu2O的密度为_______g·
cm-3（只要求列算式，设阿伏伽德罗常数为NA）
11．下列叙述正确的有
A．第四周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多
B．第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C．卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
12．M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。
元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。
（1）单质M的晶体类型为______，晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为______。
（2）元素Y基态原子的核外电子排布式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是______（写元素符号）。
元素Y的含氧酸中，酸性最强的是________（写化学式），该酸根离子的立体构型为________。
（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_______，已知晶胞参数a=0.542nm，此晶体的密度为_______g·
cm–3。
（写出计算式，不要求计算结果。
阿伏加德罗常数为NA）
②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是________。
此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______。
13．物质结构与性质]
Zn（CN）4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应：
4HCHO+Zn（CN）4]2-+4H++4H2O===Zn（H2O）4]2++4HOCH2CN
（1）Zn2+基态核外电子排布式为____________________。
（2）1molHCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。
（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。
（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。
（5）Zn（CN）4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。
不考虑空间构型，Zn（CN）4]2-的结构可用示意图表示为_____________。
14．NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：
（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl
（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2
已知HCN（Ki=6.3×
10-10）有剧毒；
HCN、HOCN中N元素的化合价相同。
完成下列填空：
（5）上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是___________；
H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。
（6）HCN是直线型分子，HCN是___________分子（选填“极性”或“非极性”）。
HClO的电子式为___________。
15．M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。
M基态原子L层中p轨道电子数是s电子的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。
（1）R基态原子的电子排布式是①，X和Y中电负性较大的是②（填元素符号）。
（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是___________。
（3）X与M形成的XM3分子的空间构型是__________。
（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如右图所示，则图中黑球代表的离子是_________（填离子符号）。
（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是____________。
16．锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为Ar]____________，有__________个未成对电子。
（2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。
从原子结构角度分析，原因是________________。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。
Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。
（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_______________________，微粒之间存在的作用力是_____________。
（6）晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；
B为（
，0，
）；
C为（
，
，0）。
则D原子的坐标参数为______。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm，其密度为__________g·
cm-3（列出计算式即可）。
17．东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。
（1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。
（2）硫酸镍溶于氨水形成Ni（NH3）6]SO4蓝色溶液。
①Ni（NH3）6]SO4中阴离子的立体构型是_____。
②在Ni（NH3）6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。
③氨的沸点（填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是______；
氨是_____分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。
（3）单质铜及镍都是由______键形成的晶体：
元素铜与镍的第二电离能分别为：
ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>
INi的原因是______。
（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。
②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=________nm
18．砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga_____________As，第一电离能Ga____________As。
（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl3分子的立体构型为____________________，其中As的杂化轨道类型为_________。
（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是_____________________。
（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·
cm-3，其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。
Ga和As的摩尔质量分别为MGag·
mol-1和MAsg·
mol-1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。
1.【参考答案】
（1）A
（2）N球形K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
（3）V形sp3（4）0.31512（5）体心棱心
2.【答案】
（1）
（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子
（3）①ABDC②5
③（H3O+）O-H…N（
）（
）N-H…N（
）
（4）
3.【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d74s2或3d74s2OMn
（2）spsp3
（3）H2O>
CH3OH>
CO2>
H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；
CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大（4）离子键和π键（或
键）（5）0.1480.076
4.【答案】
（1）3d5或1s22s22p63s23p63d5
（2）sp2和sp39mol（3）H<
C<
O
（4）乙醇分子间存在氢键（5）Fe3CuN
5.【答案】
小于Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，Fe3+的3d能级为半满状态较稳定。
正四面体形sp3杂化CCl4、PO43-（其他合理答案均可）体心立方
1:
2:
4
6.【答案】O3s23p63d6
spMgO〉CaO高由于
可形成分子间氢键，而
可形成分子内氢键，故
高44:
3
7.【答案】>
4共价键、配位键sp3氢键1015
8.【答案】
正四面体sp3SO42-或PO43-极性<
FeO、NiO的晶体结构相同，所带电荷相同，但Fe2+的离子半径大于Ni2+的离子半径，则FeO的晶
格能小于NiO的晶格能，因此熔点FeO<
NiO。
分子晶体b
9.【答案】ds7CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等合理答案即可四面体形分子晶体1:
1
形成分子内氢键，而
形成分子间氢键H＜C＜N＜Osp3
10.【答案】错误违背泡利原理CN-、C22-sp3铜3d104s1锌3d104s2HCHO+4Cu（OH）2+2NaOH
Na2CO3+2Cu2O+6H2O2（16×
2+64×
4）×
1030/（a3NA）
11.BC
12.【答案】
（1）金属晶体金属键12（每空1分，共3分）
（2）1s22s22p63s23p5ArHClO4正四面体（每空1分，共4分）
（3）①CuCl
（每空2分，共4分）
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子）Cu（NH3）4]2+（2分，1分，共3分）
13.【答案】
（1）1s22s22p62s23p63d10（或Ar]3d10）
（2）3；
（3）sp3和sp；
（4）NH2－；
（5）
；
14.【答案】
（5）2p；
H<
O<
N<
Na
（6）极性；
15.【答案】
（1）①1s22s22p63s1或Ne]3s1②Cl
（2）H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键
（3）平面三角形
（4）Na＋
（5）K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4===K2SO4+Cr2（SO4）3+3O2↑+7H2O
16.【答案】
（1）3d104s24p2；
2；
（2）锗的原子半径大，原子之间形成的ρ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；
（3）GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高；
原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强；
（4）O＞Ge＞Zn；
sp3；
共价键；
（6）①（
②
。
17.【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d84s2或Ar]3d84s22
（2）①正四面体
②配位键N
③高于NH3分子间可形成氢键极性sp3
（3）金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子
（4）①3:
1
18.【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3；
（2）大于，小于；
（3）三角锥形，sp3；
（4）GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高；
（5）原子晶体；
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