2024屆高考化學一輪復習知識點突破練習-23晶體結構與性質（含解析）

2024屆高考化學一輪復習知識點突破練習-23晶體結構與性

質

1.碳酸二甲酯(/人、)是種綠色化工原料。用于汽車、醫(yī)療器械等領域。

H3COOCH3

以甲醇為原料生產碳酸二甲酯的反應過程如下。

i.4CuCl+4cH30H+O2=4Cu(OCH5)CI+2H2O

ii.2CU(OCH3)C1+CO=(CH3O)2CO+2CuCI

(1)碳酸二甲酯分子中瑞基碳原子的雜化類型是O

(2)Cu。中，基態(tài)Cu+的價電子排布式為,CuCl在生產碳酸二甲酯的反應過程中

所起的作用是。

(3)上述方法中，甲醇單位時間內的轉化率較低。為分析原因，查閱如下資料

i.甲靜單位時間內的轉化率主要受Cu(I)(+1價銅元素)濃度的影響。

ii.CuCl在甲醇中溶解度較小，且其中的Cu+易被氧化為難溶的CuO。

iii.加入4-甲基咪哩(I?一)可與Cu+形成配合物，可提高甲醉的轉化率。4-

2、N

3

甲基咪理中，1號N原子的孤電子對因參與形成大7t鍵，電子云密度降低。

請結合信息回答以下問題。

①4-甲基咪啤中，1~4號N原子(填“在”或“不在”)同一平面上，(填“1”或"3”)

號N原子更容易與Cu+形成配位鍵。

②加入4-甲基咪嗖后，甲醉轉化率提高，可能的原因是(填序號)。

a.Cu(I)配合物中的-NH結構可增大其在甲醇中的溶解度

b.形成的Cu(I)配合物能增大反應的限度

(4)配位原子提供孤電子對的能力是影響配體與Cu+之間配位鍵強度的一個重要因素。若

用某結構相似的含O配體與Cu+配位，所得配合物的穩(wěn)定性比含N配體低，可能的原

因是。

(5)CaTiCh的晶胞如圖⑶所示，金屬離子與氧離子間的作用力為,Ca?+的配位數(shù)

是o一種立方鈣鈦礦結構的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、「和有機堿離子,

其晶胞如圖(b)所示。其中Pb?+與圖(a)中的空間位置相同，有機51龍CFhNH；中，N

原子的雜化軌道類型是;若晶胞參數(shù)為anm,如J晶體密度為gcm之列出計

算式)。

。02。

。。?

2+

rCH3NH;Pb

圖(a)圖(b)

2.Zn2\三乙撐二胺和對苯二甲酸根離子可形成晶體M,其晶胞示意圖如下。

O:Zn2

：三乙撐二胺

00C—C00

(1)ZM+的價層電子排布式是

(2)C、O、N的電負性從大到小的順序是

⑶三乙撐二胺([5)與Z/+能形成配位鍵的原因是

(4)在晶體M每個空腔中裝入一個順式偶氮苯分子后形成晶體Mi,晶胞示意圖如圖。一

定條件下隨著偶氮苯順反結構的變化，晶體骨架發(fā)生畸變，晶體在Mi和M2兩種結構

試卷第2頁，共14頁

M2反式偶氮苯42.46x10-24

資料：i.反式偶氮苯。含±順式偶氮苯

ii.Mi和M2相互轉化時，ZM+的配體和配體數(shù)均不變

①N2的電子式是_____>

②偶氮苯(《^―N=N—)中N的雜化軌道類型是。偶氮苯存在

順反異構的原因是分子中兩個氮原子間存在(填?鍵"或"鍵")。

③X二。

④晶胞密度小則晶體內部的空隙大。能讓"會呼吸'’的晶體吸收N?的條件是光照

射。

3.青蒿素(G5H22O5)是治療瘧疾的有效藥物，白色針狀晶體，溶「乙醇和乙醛，對熱

不穩(wěn)定。青蒿素晶胞(長方體，含4個青蒿素分子)及分子結構如下圖所示。

(1)提取百高素

在浸取、蒸儲過程中，發(fā)現(xiàn)用沸點比乙醇低的乙帷(GH5OC2H5)提取，效果更好。

①乙酸的沸點低于乙醇，原因是。

②用乙醛提取效果更好,原因是o

(2)確定結構

①測量晶胞中各處電子云密度大小，可確定原子的位置、種類。比較青蒿素分子中C、

H、0的原子核附近電子云密度大?。?。

②圖中晶胞的楂長分別為anm、bnm.cnm,晶體的密度為gcm-\(用表

示阿伏加德羅常數(shù)；lnm=l(Tm;青蒿素的相對分子質量為282)

③能確定晶體中哪些原子間存在化學鍵、并能確定鍵長和鍵角，從而得出分子空間結構

的一種方法是。

乩質譜法b.X射線衍射c.核磁共振氫譜d.紅外光譜

⑶修飾結構，提高療效

一定條件下，用NaB%將青蒿素選擇性還原生成雙氫青蒿素。

（雙氫青蒿素）

011

①雙氫青蒿素分子中碳京子的雜化軌道類型為

②BH；的空間結構為。

雙氫青蒿素比青蒿素水溶性更好，治療瘧疾的效果更好。

0

4.碳酸二甲酯（II）是一種環(huán)保性能優(yōu)異，用途廣泛的化工原料,

CH3—0—c—O—CH3

其合成方法有多種。

I.在催化劑作用下由CO2制備碳酸二甲酯的過程如圖：

O

⑴尿素中N的笫一電感能比0的高，原因是：

①O失去的是已經配對的電子，配對電子相互排斥，因而電離能較低;

（2）下列關于氨氣的敘述不至碘的是一（填字母）。

a.NH的鍵角小于CH4的鍵角，是因為NH.i的中心原子上孤電子對有較大斥力

b.NHs極易溶解在水中，只因氨分子與水分子間形成了氫鍵

c.NH3的沸點比P%的高，是因為N—H的鍵能比P—H的大

H.在CeO2—ZrO2固溶體的催化體系中也能將CCh轉化為碳酸二甲酯。

（3）氧化錯（化學式為ZrOz）晶胞結構如圖所示，Z產在品胞中的配位數(shù)是一，若該晶抱

的密度為pg-cm-3,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的體積是一cm"列出計

算式）。（氧化鉆的摩爾質量M=123g-moH）

試卷第4頁，共14頁

oOOZr

(4)Ce、Zr、Mn和Fe都是過渡金屬元素，Mn與Fe兩元素的部分電離能如表所示。

電離能(kJmoH)

元素

Iih13

Mn71715093248

Fe75915612957

①鐵元素位于元素周期表一族，屬于—區(qū)。

②比較兩元素的L、b可知，氣態(tài)MM+再失去1個電子比氣態(tài)Fe2+再失去1個電子更

難，請從原子結構分析原因一O

5.金屬鈦(22Ti)密度小，強度高，抗腐蝕性能好。含鈦的礦石主要有金紅石和鈦鐵礦。

⑴基態(tài)Ti原子中含有的未成對電子數(shù)是。

(2)金紅石主要成分是鈦的氧化物，該氧化物的晶胞形狀為長方體，邊長分別為

acm、acm和bcm,結構如圖所示。

①該氧化物的化學式是，Ti位于距離最近的O構成的中心(填字母序號，

下同)。

a二角形h四面體c六面體d.八面體

②該氧化物的晶體熔點為1850C,其晶體類型般不可能是。

a.共價晶體b.離子晶體C.分子晶體

③若已知mg該氧化物晶體體積為Ven?,則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為mo『。

(3)以鈦鐵礦(FeTiOj)為原料，用鎂還原法格煉金屬鈦的生產流程圖如下：

①“高溫氯化”時還得到一種可燃性氣體，寫出反應的化學方程式:

②結合流程及右表數(shù)據(jù).“分離”時所需控制的最低溫度應為℃O

Mg

TiMgCl2

熔點/℃1668651714

沸點/℃328711071412

③已知Mg和Ti的晶胞類型相同，Mg2,和T產的離子半徑大小相近，解釋Ti熔點高十

Mg的原因:

6.銀是一種銀白色金屬，具有良好的機械強度和延展性，常用來制造貨幣等，鍍在其

他金屬上可以防止生銹?；卮鹣铝袉栴}:

(I)基態(tài)Ni原子核外電子的運動狀態(tài)有.種，價層電子軌道表示式(電子排布圖)

為.

⑵銀不溶于水，在稀酸中可緩慢溶解，生成Ni?*。用丁二酮后(dmg)鑒定Ni?+的存在

時生成鮮紅色的沉淀，Ni(dmg)?的結構如圖所示。

①Ni(dmg)?中所含的作用力有.(填字母序號)。

A.極性鍵B.非極性鍵C.離子鍵D.配位鍵E.氫鍵

②Ni(dmg)?中所含非金屬元素電負性由大到小的順序是,N原子的雜化方式

為.

③Ni(dmg)?中Ni與N成鍵，而非和O成鍵的原因可能是

⑶某銅鍥合金立?方晶胞結構如圖所示:

OCu

ONi

試卷第6頁，共14頁

①元素銅和銀的第二電離能分別為I(Cu)=l958KJ/mol、

I(Ni)=l753KJ/mol,I(Cu)>I(Ni)的原因是。

②該晶體的化學式為，銅原子距離最近的Ni有個，已知該晶體的密度為

pgcm3,晶胞邊Ka=nm(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計算式即可，

相對原子質最：Ni-59)o

7.鉆及其化合物在生產中有重要作用，回答下列問題

(1)鉆元素基態(tài)原子的電子排布式為，未成對電子數(shù)為。

(2)配合物[CO(NH3)4(H2O)2]C13是鉆重要化合物

①HzO的沸點—(填“高于”或“低于”)HzS,原因是：H2O中O的雜化形式為—o

H2O是一分子(填“極性”或“非極性”)。

②[CO(NH3)4(牝0)2]。3c。3+配位數(shù)為_。陽離子的立體構型是O

[CO(NH3)4(H2O)2]03若其中有兩個NH3分子被C1取代，所形成的[CO(NH3)2(H2O)2]3-的

幾何異構體種數(shù)有(不考慮光學異構)種。

⑶金屬鉆是由鍵形成的晶體；CoO.FcO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，(2。2+

和Fe2+的離子半徑分別為74.5pm和78pm,則熔點CoOFeO。

(4)一氧化鉆的晶胞如圖，則在每個C(?+的周圍與它最接近的且距離相等的C02+共有―

個，若晶體中C卡與02-的最小距離為acm,則CoO的晶體密度為(用含NA和a

的代數(shù)式表示。結果g/cnR已知:M(Co)=59g/mol；M(0)=16g/mol,設阿伏加德羅常數(shù)為

NA)。

o<y?w

8.氮化硼(BN)是一種高硬度、耐高溫、耐腐蝕、高絕緣性的材料。一種獲得氮化硼的

方法如下：

NaBH4B(OH)S—~>-BN

已知：1.電負性：H2.1B2.0N3.003.5

2,SiC與BN晶體的熔點和硬度數(shù)據(jù)如F：

物質熔點/℃硬度

碳化硅(SiC)28309-9.5

氮化硼(BN)30009.5

(l)NaBH4被認為是有機化學上的“萬能還原劑:從化合價角度分析NaBH』具有強還原

性的原因是。

⑵硼酸的化學式為B(OH)3,是一元弱酸。硼酸產生H+過程為：

+

B(OH)3+H2O^H+[B(OH)4]-

①硼酸分子的空間構型為O

②硼酸具有弱酸性是由于B與水中的OH-形成配位鍵，描述配位鍵的形成過程o

(3)某一種氮化硼晶體的晶胞結構如下圖：

O-N

?—B

立方氮化硼晶胞

①氮化硼(BN)屬于晶體；B原子的軌道雜化類型為o

②該種氮化硼的熔點和硬度均高于SiC的原因是。

③已知該晶體的密度為pg-cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則晶胞的邊長為cm(列計

算式)。

9.硒(Se)是人體必需微量元素之一，含硒化合物在材料和藥物等領域具有重要應用c

(1)Se與S同族，某態(tài)硒原子價電子排布式為o

(2)H?Se的沸點低于H?。，其原因是。

(3)硒的兩種含氧酸的酸性強弱為H?SeO』H2seO式填>”或"v")。ScO：的空間

結構為o比較犍角大?。簹鈶B(tài)SeO,分子SeO；離子(填或"=>

(4)關于I?山三種反應物，下列說法正確的有

A.I中僅有。鍵

試卷第8頁，共14頁

B.I中的Sc-Sc鍵為非極性共價鍵

C.I易溶于水

D.H中原子的雜化軌道類型只有sp與sp，

E.I~III含有的元素中，。電負性最大

(5)IV中具有孤對電子的原子有o

(6)我國科學家發(fā)展了一種理論計算方法，可利用材料的晶體結構數(shù)據(jù)預測其熱電性能。

化合物X是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其品胞結構如左圖，沿x,y.z

軸方向的投影均為右圖.

①X的化學式為。

②設X的最簡式的式量為M,，晶體密度為夕g?cm-3,則X中相鄰K之間的最短距離為

nm(列出計算式，N,、為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

10.Cu(H)可形成多種配合物，呈現(xiàn)出多樣化的性質和用途。

(1)向盛有硫酸銅水溶液的試管中加入少量氨水生成藍色沉淀，繼續(xù)加入過量氨水，得到

深藍色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量的乙醉，析出[Cu(NH)]SO「HQ晶體。

①產生藍色沉淀的離子方程式是。

②[Cu(NH)]SO^水中電離的方程式是。

(2)如卜.圖所示，Cu(H)配合物A和B可發(fā)生配位構型的轉變，該轉變可帶來顏色的變

化，因此可用作熱致變電材料，在溫度傳感器、變色涂料等領域應用廣泛。

Cu(n)配合物Acu(n)配合物B

①Cu4的價層電子排布式為。

②A中氮原子與其它原子（或離子）之間存在的作用力類型有,氫原子與其它原子

之間存在的作用力類型有o

③已知：當Cu（II）配合物A和B配位構型由八面體轉變?yōu)樗姆狡矫鏁r，吸收光譜藍移,

配合物顏色紫色變?yōu)槌葰帧?/p>

L

L〃,J?.'LL〃”.*L

11

L7',C|u、L------------—、L

L

八面體四方平面

想將配合物的顏色由紫色調整為橙色，需要進行的簡單操作為。

（3）已知:①

物質顏色

2-

[CuCl4]黃色

2+

[CU(H2O)J藍色

②藍色溶液與黃色溶液混合為綠色溶液。在CuCL溶液中加入MgCI,濃溶液，顏色從藍

色變?yōu)榫G色，請結合化學用語解釋原因。

（4）CuCl2和CuCl是銅常見的兩種氯化物，如圖表示的是的晶胞?？谥О倪呴L

為叩m,阿伏加德羅常數(shù)為NAIHOL,則該晶體的密度為gcm-\（已知:

1pm=10"'cm)

11.d區(qū)金屬元素鈦有“太空金屬”“未來金屬”等美譽，在航空航天、海洋產業(yè)等行業(yè)有

重要作用?！净卮鹣铝袉栴}：

⑴基態(tài)鈦原子的核外電子排布式為一O

⑵原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用+;表示，與之相反的

則用-g表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù).對于其態(tài)鈦原子，其價電子自旋磁量子數(shù)的

代數(shù)和為—。

試卷第10頁，共14頁

⑶如圖所示的晶體結構是一種基礎無機介電材料的最小結構單元(晶胞)，這種晶體材料

的化學式為—。

(4)我國科學家用Mg3N2和TiCL制備超導材料TiN,理論分析可能的反應為:

Mg3N2+2TiCL=2TiN+3MgeL+Cl2TI

4Mg3N2+6TiC14=6TiN+12MgCl2+N2tII

已知：i.部分物質的熔沸點

Mg3N2TiCI4MgChTiN

熔點/9800（分解）-257142950

沸點/℃700（升華）136.41412(略)

ii.TiCh能和NaOH溶液反應。

制備TiN的關鍵步驟如下：6()0℃時，將TiCL按0.2Lfmin的速率通入盛有Mg3N2的剛

玉坨煙內，當TiCL適當過量后停止通入，在N2中冷卻至室溫。

科學家通過測定不同時間段尾氣處理裝置中鈦和氯的質量百分含量，進而確定生成TiN

反應的化學方程式。

ArTiCL/N

1.4

NaOH溶液應12

/10

t。8

后06

*04

剛玉坨煙02

00

Mg3N2

o203040

時角/min

①TiCL屬于—晶體。

②結合上圖，判斷制備TiN的反應是“I”還是“H”，并說明判斷依據(jù)

12.鈦被視為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說“21世紀將是鈦的世紀。鈦和鈦的化

合物在航天、化工、建筑、醫(yī)療中都有著廣泛的用途C。

回答下列問題：

(I)基態(tài)鈦原子核外有種能量不同的電子，其能量最高的電子所在的能級符號

為O

⑵鈦與鹵素形成的化合物TiX4熔點如下表

TiX4TiF4TiChTiBr4Til4

熔點℃377-2438.3153

它們熔點差異的原因。

(3)Ti(BH4)3是一種儲氫材料，可由TiCk和LiBH4反應制得。

①Ti(BH“3中所含元素可負性由小到大的順序為。

②TiCL與SiCL互為等電子體，TiCL的空間構型為

③LiBH4由Li+和BH4構成，BH；中B原子的雜化類型是。

④LiBK存在_________(填序號)。

A.離子鍵B.共價鍵C.金屬鍵D.配位鍵E.氫鍵

(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaQ晶胞相似，已知該晶體的晶胞參數(shù)為423.5pm,其

晶體密度的計算表達式為g/cm3。用A1摻雜TiN后，其晶胞結構如下圖所示,

距離Ti最近的A1有個，摻雜A1后的晶體密度是TiN晶體的倍(保

留3位小數(shù))。

13.近年來，我國從頂層設計層面做出了多項舉措，十四五規(guī)劃中明確要求降低碳排放

強度，新能源汽車能顯著減少碳的排放，而新能源汽車電池主要有磷酸鐵鋰電池和三元

鋰電池，三元鋰電是指王極材料使用銀鉆缽酸鋰(Li(NCoMn)O2),請回答下列關于鎮(zhèn)鉆

鐵的相關問題。

(DNi原子的價電子排布式為該元素位于元素周期表的第_族—區(qū)。

⑵Ni(CO)4常溫下為無色液體，沸點42.1℃,熔點-19.3C,難溶于水，易溶于有機溶劑。

推測Ni(C0)4的晶體類型為是_分子(填“極性”或“非極性”)。

(3)實驗室常用KSCN溶液或苯酚([I⑼檢驗Fe明

①第一電離能:N_O(填“〉”或"v”)

②苯酚中氧原子雜化類型為

試卷第12頁，共14頁

（4）配位化合物[CO（NH3）5C1]CL中心原子Co的配位數(shù)為_，配位原子為_。

（5）NiO的晶體結構如圖甲所示,其中離子坐標參數(shù)A為（0,0,0）,B為（I,I,0）,則

C離子坐標參數(shù)為

⑹已知Ni可以形成多種氧化物，其中一種NixO晶體的晶胞結構為NaCl型，由于晶體

缺陷導致x=0.88,晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為_g-cm，（NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,

只需列出表達式）。

14.據(jù)《科技口報》報道，我國科學家研制成功一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心

（Mn、Fe、Co、Ni、Cu）催化劑，在室溫條件下以H2O2為氧化劑直接將CK氧化成C

的含氧化合物。請回答下列問題：

（1）在Fe、Co、Ni、Cu中，某基態(tài)原子核外電子排布遵循“洪特規(guī)則特例”（指能量

相同的原子軌道在全滿、半滿、全空狀態(tài)時，體系的能量最低），該原子的外圍電子排

布式為

（2）在第四周期所有元素中，基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的元素是_（填元素符號）。

（3）金屬晶體熱導率隨溫度升高會降低，其原因是

（4）銅的焰色反應呈在現(xiàn)代化學中，常用于區(qū)分晶體與非晶體的方法為一。

（5）Mn和C。的熔點較高的是原因

（6）鉆晶胞和白銅（銅銀合金）晶胞分別如圖1、2所示。

①缽晶胞堆積方式的名稱為

②已知白銅晶胞的密度為dg?cm-3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。圖2晶胞中兩個面心

上銅原子最短核間距為_pm（列出計算式）。

15.在分析化學的電位法中，甘汞電極常做參比電極，它是由金屬汞及其難溶鹽Hg2cL

和KCI溶液組成的電極。Hg2cb（甘汞）毒性較小，而HgCb（升汞）有劇毒。

（I）K元素的基態(tài)原子的電子填充于一個不同的能級。

（2）Hg的價層電子排布式為5d26s2,Hg元素位于元素周期表的區(qū)。

（3）HgzCb在400?500C時升華，由此推測HgzCh的晶體類型為—。

（4）KC1和NaQ相比，—的熔點更高，原因是。

（5）把NH4cl和HgCb按一定比例混合，在密封管中加熱時，生成某種晶體，其晶胞

如圖所示。用X-射線衍射法測得該晶體的晶胞為長方體（晶胞參數(shù)a=b=419pm、

c=794pm）,每個NH4+可視為被8個C「圍繞，距離為335pm,。?與C「盡可能遠離。

①該晶體的化學式為o

②晶體中C卜的空間環(huán)境（填“相同”或“不相同”）。用題中數(shù)據(jù)說明理由_

③設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為g/cn?（列出計算表達式）。

試卷第14頁，共14頁

參考答案：

1.(Dsp?

⑵3d10催化劑

⑶在3a

(4)電負性：O>N,0對孤電子對吸引力強，使得O作配體時配位能力弱

620

(5)離子鍵12Ti4+sp37—yxlO2'

IN

【詳解】(l)碳酸二甲酯分子中默基碳原子形成碳氧雙犍，雜化類型是Sp2。

(2)基態(tài)Cu的價電子排布式為3小。4$1,失去4s能級上的一個電子形成Cu+,故Cu+價電

子排布式為3dRCuQ在反應中先消耗再生成，屬于催化劑。

(3)①4-甲基咪畔中環(huán)上形成大兀鍵，屬于平面結構，1~4號N原子在同一平面上；1號

N原子的孤電子對參與形成大兀犍，故3號N原子更容易與Cu形成配位鍵：

②a.Cu(I)配合物中的結構可與甲醛形成分子間氫鍵，增大其在甲醇中的溶解度;

—NH

b.形成的Cu(I)配合物在反應中作催化劑，催化劑不影響平衡移動，故b錯誤；

選a。

(4)若用某結構相似的含O配體與Cu+配位，所得配合物的穩(wěn)定性比含N配體低，可能的

原因是：電負性：O>N,O對孤電子對吸引力強，使得。作配體時配位能力弱.

(5)金屬陽離子和氧負離子之間以離子鍵結合，金屬離子與氧離子間的作用力為離子鍵，

晶體晶胞中某微粒的配位數(shù)是指與之距離最近且相等的帶相反電性的離子，故Ca2+的配位數(shù)

必須是與之距離最近且相等的氧離子的數(shù)目，從圖(a)可知，該數(shù)目為三個相互垂直的三個

面上，每一個面上有4個，故Ca2+的配位數(shù)是12；距離Pb2+最近的是處于面心的匕Pb2+

的配位數(shù)為6,圖(a)中Ti4+的配位數(shù)也為6,與圖(b)中Pb2+的空間位置相同；有機堿CH3H；

中N原子上無孤電子對，周圍形成了4個。鍵，故N原子采用sp3雜化；從圖(b)可知，一

個晶胞中含有Pb?+的數(shù)目為1個，CENH；的數(shù)目為8x1=1個，1的數(shù)目為6x；=3個，故

mIrnolx(207+3x127+12+14+6x1'ig/mol620“

=

晶胞的密度為p=V----而回一'一一=比/.附明

2.(l)3d'0

(2)0>N>C

答案笫1頁，共14頁

(3)三乙撐二胺中的N給出孤電子對，Z/+有空軌道能接受孤電子對

(4)：N；；N：sp?兀鍵2紫外

【詳解】(l)Zd+的電子排布式為Is22s22P63s23P63出。，則其價層電子排布式是3dq答案為:

3d10；

(2)C、O、N為何周期兀素，從左到右的排列順序為C、N、O,非金屬依次增強，所以

電負性從大到小的順序是0>N>C。答案為：0>N>C：

(3)Zd+具有空軌道，三乙撐二胺(夕J)中的N原子具有孤對電子，所以三乙撐二胺與

Zn2+能形成配位鍵的原因是：三乙撐二胺中的N給出孤電子對，Zi?+有空軌道能接受那電子

對。答案為：三乙撐二胺中的N給出孤電子對.ZM+有空軌道能接受孤電子對：

(4)①N原子的價電子數(shù)為5,需要形成三對共用電子，所以N2的電子式是:NMN：。

②偶氮苯(《^―N=N)中N的價層電子對數(shù)為3,則雜化軌道類型是

sp2o偶氮苯分子中，雙鍵氮原子存在孤對電子，所以存在順反異構，其原因是分子中兩個

氮原子間存在兀鍵。

③在晶體M的晶胞中，Zn?+位于棱上，每個棱被4個晶胞共用，則X=8X1=2。

④Mi和M2相互轉化時，ZM+的配體和配體數(shù)均不變，即ZM+、三乙撐二胺和對苯二甲酸根

離子的個數(shù)比不變，現(xiàn)Mi和M2中ZM+個數(shù)比為2:4=1:2,所以相對分子質量比也為1:2,

而Mi的體積為1.30xl()3cm3,M2的體積為2.46xl(T24cm3,所以二者的密度比為

19

130X10-24：246X10-24<1：1)所以Mi的密度小。晶胞密度小則晶體內部的空隙大，從而得

出Mi能讓“會呼吸”的晶體吸收N2,依據(jù)“反式偶氮苯喋甘順式偶氮苯”，可得出條件是

紫外光照射。答案為：：NMN：；sp2；兀鍵；2；紫外。

【點睛】形成配合物時，配位數(shù)等于中心原子與配體間形成的配位鍵的數(shù)目.

3.(I)乙醇分子間能形成氫鍵乙醛沸點低，蒸儲時所需溫度較低，青蒿素不易分

解

4x282

⑵0>C>HNbcx叱b

⑶正四面體

答案第2頁，共14頁

【詳解】(1)①乙酸的結構簡式為C2H50c2H5,乙醇的結構簡式為C2H5OH,乙醉分子間能

形成氫鍵，乙醛分了?間不能形成氫鍵，故乙酸的沸點低于乙醇;

②青蒿素溶于乙醇和乙醴，對熱不穩(wěn)定，用乙醛提取青蒿素后，乙醴沸點低，蒸儲時所需溫

度較低，青蒿素不易分解，故用乙醛提取效果更好。

(2)①元素的電負性越強，其原子核附近電子云密度越大；電負性：0>C>H,原子核附

近電子云密度：O>C>H；

4x282

②青蒿素晶胞含有4個青苜素分子，晶胞質量g,晶胞體積占

NA

ax10'7cmxbx10_7cmxcx107cm=abcx10'2,cm3,晶體的密度

4x282

4x282

g?cm3.

片廠—4__,義xabcxlO'21

abcxlO-'cm5

③a.質譜法口」以測定有機物的相對分子質量，a不符合題意;

b.通過晶體的X射線衍射實驗，可以確定晶體中哪些原子間存在化學健、并能確定鍵長和

鍵角，從而得出物質的空訶結構，b符合題意:

C.核磁共振氫譜法可確定有機物中氫原子的種類和相對數(shù)目，C不符合題意:

d.紅外光譜法可用于鑒定有機物中所含的各種官能團和化學鍵，d不符合題意;

故選bo

(3)①如圖所示，雙氫青蒿素分子中碳原子均為飽和碳原子，這些碳原子的軌道雜化類型

為sp3；

②BH,種，B原子的孤對電子數(shù)為0,價層電子對數(shù)為4,根據(jù)價層電子互斥理論可知，該

離子的空間結構為正四面體。

4.(1)N的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，電離能高

(2)bc

123x4

⑶8

NAP

(4)vindMM+的3d能級是3ds半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，而Fe2+的3d能級為不

穩(wěn)定的3d6,易失去一個電子轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d，半充滿狀態(tài)，所以需要的能量相對要少

【詳解】(I)尿素中氮元素的第一電離能比氟元素高的原因是氯原子的價電子排布式為

2s22P4,原子失去的是已經配對的2P電于，配對電子相互排斥，因而電離能較低，而氮原子

答案第3頁，共14頁

的的價電子排布式為2s22P3,2P軌道為半充滿的穩(wěn)定結構，電離能高于相鄰元素，故答案為:

N的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，電離能高；

(2)a.氨分子中氮原子的孤對電子對數(shù)為1、甲烷分子中碳原子的孤對電子對數(shù)為0,孤

對電子對數(shù)越多，對成鍵電子對的斥力越大，鍵角越小，由價層電子對互斥理論可知，氨分

子中氮原子的孤對電子對數(shù)為1、甲烷分子中碳原子的孤對電子對數(shù)為0,所以氨分子的健

角小于甲烷分子的鍵角，故正確；

b.氨分子的空間構型為結構不對稱的三角錐形，屬于極性分子，乂氨分子與水分子間能形

成氫鍵，所以氨氣極易溶解在水中，則氨氣極易溶解在水中與氨分子為極性分子和與水分子

間能形成氫鍵有關，故錯誤；

c.氨分子間能形成氫鍵，磷化氫分子間不能形成氫鍵，氨分子間的作用力強于磷化氫分子,

所以氨分子的沸點比磷化氫的高，沸點高低與氮氫鍵和磷氫鍵的鍵能的大小無關，故錯誤；

故選be：

(3)由晶胞結構可知，晶胞中位于頂點的鉆離子與位于體對角線J處的氧離子間的距離最

近，所以錯離子的配位數(shù)為8；晶胞中位于頂點和面心的鉆離子的個數(shù)為8X：+6X；=4,位

于體內的氧離子個數(shù)為8,設晶胞的體積為VenA由晶胞的質量公式可得：冬谷二Vp,

NA

(4)①鐵元素的原子序數(shù)為26,位于元素周期表第四后期VIII族，屬于d區(qū)，故答案為：WI：

d；

②M/+的價電子排布式為3d5,3d能級是比較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)，再失去一個電子需要消耗

較大的能量，而Fe2+的價電子排布式為3d易失去一個電子轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d$半充滿狀

態(tài)，需要的能量相對要少，所以氣態(tài)Md+再失去1個電子比氣態(tài)Fe2-再失去1個電子更難,

故答案為：M*+的3d能級是3d5半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，而Fe2+的3d能級為不穩(wěn)定的3d6,

易失去一個電子轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，所以需要的能量相對要少。

5.(1)2

160V

ma2b

高溫

Mg和Ti均為金屬晶體，熔化時

TiO2+2C+2Cl2-----------TiCl4+2CO

破壞金屬鍵，Mg2+和Ti4+的離子半徑接近，但是T”帶四個單位正電荷，而Mg2+帶兩個單位

答案第4頁，共14頁

正電荷，故金屬鈦中的金屬鍵強于金屬鎂中的金屬鍵，因此鈦的熔點更高

【詳解】(1)基態(tài)Ti原子的價電子排布式為3d24s2,3d軌道2個電子分別單獨占有一個軌

道，未成對電子數(shù)為2。

(2)①根據(jù)均攤法，該晶胞中O的個數(shù)為gx4+2=4,Ti的個數(shù)為gx8+l=2,故該氧化物

的化學式為TiO2,從圖中可以看出，中間的Ti周圍有6個等距離的O,Ti位于距離最近的

0構成的八面體中心，答案選d。

②該氧化物晶體熔點為185OC,分子晶體分子間通過范德華力結合，熔點通常較小，因此

晶體類型最不可能是分子曷體，答案選c。

③一個晶胞中含有2個Ti原子和4個0原子，則mg該氧化物中含有該晶胞個數(shù)為三NA，

160

一個晶胞體積為小bcm。，則有口-NAxa+cn?=VcirP,NA二更

160ina'b

(3)鈦鐵礦與焦炭熔煉提純，生成TiCh,TiCh與焦炭、Cb高溫下反應生成TiCL和一種可

燃性氣體，則該氣體為CO,精制TiCh加Mg還原，生成MgCL和Ti,最后分離得到Ti。

①高溫氯化過程中，TiO2與C、。2反應生成TiCL和CO,化學方程式為

高溫

TQ+2C+2cbTiC14+2CO。

②從表中可知，Ti的熔點為1668℃,而Mg、MgCb的沸點分別為11071c和1412℃,分離

過程最后生成的Ti為液態(tài)，Mg和MgCL為氣態(tài)，則最低溫度應為1668C。

③Mg和Ti均為金屬晶體，熔化時破壞金屬鍵，Mg?+和「4+的離子半徑接近，但是Ti4+帶四

個單位正電荷，而Mg2+帶兩個單位正電荷，故金屬鈦中的金屬鍵強于金屬鎂中的金屬德，

因此鈦的熔點更高。

3d4s

6.(1)28HIItiInH111m

(2)ABDE0>N>C>Hsp23-O-H中H原子與形成氫鍵O原子-O-HO,

使?O-H中孤對電子更偏向于H,而N中可提供完整的孤對電子與Ni2+形成配位鍵

(3)Cu失去1個電子后是全充滿的3印。結構，難失去電子，銀失去I個電子后是4sl

易失去電子CusNi4借。'

答案第5頁，共14頁

【詳解】（I）銀元素的原子序數(shù)為28,由泡利不相容原理可知，原子核外電子的運動狀態(tài)

有28種；基態(tài)原子的價電子排布式為3d84s2,價電子排布圖為

IIM用口口|由，故答案為：28；山川|；||口|而;

（2）①由結構示意圖可知，配合物中含有的作用力有配位鍵、極性鍵、非極性鍵和氫鍵，

不含有離子鍵，故選ABDE；

②元素的非金屬性越強，電負性越大，配合物中含有的非金屬元素氧、氮、碳、氫的非金屬

性依次減弱，則電負性依次減??；配合物中形成雙鍵的氮原子的雜化方式為sp2雜化，故答

案為：O>N>C>H；sp2；

③由結構示意圖可知，配合物中翔基的氫原子與氧原子形成氫鍵-O-H0,羥基中孤對電子

更偏向于氫原子，不易給出孤對電子，而氮原子可提供完整的孤對電子與銀離子形成配位鍵,

所以配合物中鋰離子與氮原子形成配位健，而非和氧原子成健，故答案為：-0-H中H原子

與形成氫鍵0原子-0?H0,使?0-H中孤對電子更偏向于H,而N中可提供完整的孤對電

子與Ni2+形成配位犍；

（3）①Cu失去1個電子后是全充滿的3"。結構，難失去電子，銀失去I個電子后是4sl

易失去電子，所以銅元素的第二電離能大于銀元素的第二電離能，故答案為：Cu失去I個

電子后是全充滿的3小。結構，難失去電子，銀失去1個電子后是4sJ易失去電子；

②由晶胞結構可知，晶胞+■位于面心的銅原子個數(shù)為6x￡=3,位于頂點的銀原子個數(shù)為

8x1=l,所以晶體的化學式為CuaNi；位于面心的銅原子與位于頂點的銀原子距離最近，共

8

251

有4個；由晶胞的質量公式可得：—=10-2,a3p?解得X107,故答案為：CusNi；

NA

7.Is22s22P63s23P63d74s2或[Ar]3d74s23高于生0分子間可形成氫鍵

sp?極性6八面體5金屬>12羋

NJ

【詳解】⑴鉆元素基態(tài)原子的電子排布式為Is22s22P63s23P63d74s2或[Ar]3d74s2；未成對電子

數(shù)為3個；

3

⑵①HzO的沸點高于H2S,原因是H2O分子間可形成氫鍵：H2O中O的雜化形式為sp：

水分于是極性分于：②在配合物[C0（NH3）4（H2O）2]C13中，Cd十配位數(shù)為6；具陽離子的立體

答案第6頁，共14頁

構型是八面體;若［CO(NH3)4(H2O)”03中有兩個NH3分子被Cl取代，所形成的［CO(NH3)2(H2O)

21+的幾何異構體種數(shù)有五種，

(3)金屬鉆是由金屬鍵形成的晶體：CoO'FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，由于C02+

的離子半徑74.5pm小于Fe2+的離子半徑78pm,所以CoO的熔點高于FeO的；

(5)由CoO的晶胞結構可知，每個C02+的周圍與它最接近的且距離相等的C02+共有12個；

若晶體中C02+與。2-的最小距離為acm,即該晶胞的邊長為2acm,其體積為8a3cm3,該晶

75x437.5

胞含有4個CoO分子，其質量為一^―g,則其密度為R"滔■g/cnP；

AA

8.(l)NaBH4中H為-1價，體現(xiàn)出強還原性，易被氧化為。價

(2)平面三角形B與水中的OH形成配位鍵，B原子佳電子式2s22pl可提供1個

p軌道作為空軌道，接受0H-中O原子提供的孤電子對形成配位鍵

⑶共價

sp，N原子半徑小十C,B原子半徑小于Si,N-B共價鍵的鍵長小于C-Si鍵長，

N-B共價鍵的鍵能大于C-Si鍵能，故該種氮化硼的熔點和硬度均高于SiC

3I100

【詳解】(1)NaBH,中H為-1價，體現(xiàn)出強還原性，易被氧化為。價，所以NaBK具有強

還原性；

+

(2)硼酸的化學式為B(OH)3,是一元弱酸。硼酸產生H+過程為：B(OH)3+H2O^H+(B(OH)4］-

①硼酸分子中B原子采取sp?雜化，。鍵數(shù)為3,沒有孤電子對，空間構型為平面三角形；

②硼酸具有弱酸性是由于B與水中的OH-形成配位鍵，B原子價電子式2s22pl可提供1個

P軌道作為空軌道，接受OH-中O原子提供的孤電子對形成配位鍵；

(3)①氮化硼(BN)屬丁共價品體；由圖可知每個B原了距離最近的N原了有4個，B原子

的價層電子對數(shù)為4,軌道雜化類型為sp3雜化；

②N原子半徑小于C,B原子半徑小于Si,N-B共價鍵的鍵長小于CSi鍵長，N-B共價鍵

的鍵能大于C-Si鍵能，故該種氮化硼的熔點和硬度均高于SiC；

③已知該晶體的密度為pgcm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,晶胞中N=4,B=1X6+1X8=4,,

一O

答案笫7頁，共14頁

25x4

100

晶胞的邊長為acm,mNa3

P=—ANA?夕

Va3

9.⑴4s24P?1

（2）兩者都是分子晶體，由于水存在分子間氫鍵，沸點高

⑶>正四面體形>

(4)BDE

(5)0、Se

(6)K2ScBr6

【詳解】（l）Se與S同族，位于第4周期，VIA族，故基態(tài)硒原子價電子排布式為：4s24P，

（2）兩者都是分子晶體，但是水中含有氫鍵，分子間作用力較大，沸點較高，故答案為：

兩者都是分子晶體，由于水存在分子間氫鍵，沸點高；

（3）在含氧酸中，非羥基氧越多，起酸性越強，HzScOgUHAcO,非羥基氧的個數(shù)分別為

2和1,故酸性HzSeOAHneOa；SeO;中心原子的價層電子對數(shù)為4,則其空間結構為：

正四面體形；SeO3中Se是sp?雜化，平面三角形，鍵角120。；SeO；中Se是sp3雜化，Se

原子上有孤對電子，離子空間結構為三角錐形，鍵角小于120°,故鍵角氣態(tài)SeO,分子〉SeO：

離子；

（4）A.I中含有苯環(huán)，除了有。鍵之外還有其它化學鍵，A錯誤；

B.I中的Se-Se鍵是相同原子形成的共價鍵，為非極性共價鍵，B正確；

C.I為相對分子較大的有機物，沒有親水基，一般不易溶于水，C錯誤

D.II的主要結構是苯環(huán)、碳碳雙鍵和碳碳三鍵，其中原子的雜化軌道類型只有sp與sp2,

D正確：

E.I?01含有的元素包括：H、C、N、0、S、Se,0電負性最大，E正確：

故選BDE；

（5）根據(jù)題中信息IV中O、Se都有孤對電子，碳、氫、硫都沒有孤對電子；故答案為：0、

答案第8頁，共14頁

Se

有8*634,則X的化學式為K2sM

(6)①根據(jù)晶胞結構得到K有