2021年新高考化学最新模拟题分项专题16选修3物质结构与性质(解析版)

1、 /26 /26专题16选修3物质结构与性质1(福建省福州市三中2021届高三质量检测)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，结构简式如图。常温下IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物5釘00为液态而非固态。原因是基态Zn2+的价电子排布式为；一水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序是。；甘氨酸易溶于水，(2)甘氨酸(H2N-CH2-COOH)中N的杂化轨道类型为.试从结构角度解释(3)一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为Zn(IMI)(C1O)是Zn2+的另一种配合物，IMI的结构为1-442(5)Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。Zn2+填入S2-组成空隙中；由能否判断

2、出S2-、Zn2+相切？(填“能”或“否”)；已知晶体密度为dg/cm3，S2-半径为apm,若要使S2-、Zn2+相切，则Zn2+半径为pm(写计算表达式)。【答案】(1)3d100NCH(2)sp3甘氨酸为极性分子，且分子中的氨基和羧基都能与水分子形成氢键(3)5(4)阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低(5)正四面体否(弓x3將x10i-a)TA【解析】(1)基态Zn2+的价电子为其3d能级上的10个电子，其价电子排布式为3dio；水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素有C、O、N、H元素，元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性大小顺序为ONCH,则电负性大小顺序为ONC

3、H；甘氨酸(H2N-CH2-COOH)中亚甲基上C原子和N原子价层电子对个数都是4、羧基上的C原子价层电子对个数是3,根据价层电子对互斥理论判断亚甲基上碳原子和N原子采用sp3杂化、羧基上的C原子采用SP2杂化；甘氨酸为极性分子，且氨基和羧基都能和水分子形成分子间氢键，导致甘氨酸易溶于水；一水合甘氨酸锌中Zn2+的配原子为O、N原子，根据图知，一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为5；离子晶体晶格能影响其熔沸点，其晶格能越小熔沸点越低，由于阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低，所以IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态；根据晶胞结构特点可判断Zn2+填入S2-组

4、成的正四面体空隙中；由不能判断S2-、Zn2+相切，因为二11者离子半径大小未知；该晶胞中S2-个数为4、Zn2+个数=8x+6=4,则S2-、Zn2+个数之比=4：4=1：82/4M1,已知晶体密度为dg/cm3，该晶胞棱长=3：cm,若要使SsZn2+相切，则其体对角线长度为2个锌VA离子直径与2个硫离子直径之和，其体对角线长度=$3XS2-半径为apm,Zn2+半径4M朽x二x1010-4adN疋而710)apm=(xx1010-a)pm44dNA2.(福建省莆田第一中学2021届高三期中)N、P、As均为氮族元素，这些元素与人们的生活息息相关。回答下列问题：下列状态的N在跃迁时，用光谱

5、仪可捕捉到发射光谱的(填字母代号，下同)，未成对电子最多的是。a.1s22s22p3b.1s22s2c.1s22s22p4d.1s22s12p3Si、p与S是同周期中相邻的元素,Si、p、s的电负性由大到小的顺序是第一电离能由大到小的顺序是。吡啶为含N有机物，这类物质是合成医药、农药的重要原料。下列吡啶类化合物A与Zn(CHCH)(即322ZnEt2)反应生成有机化合物B，B具有优异的催化性能。OH叵-78ZC*llyCILCHj吡啶类化合物A中N原子的杂化类型，化合物A易溶于水，原因是。含Zn有机物B的分子结构中含(填字母代号)。A.离子键B.配位键C.兀键D.b键E.氢键N与金属可形成氮化

6、物，如AlN的晶体结构如图1所示，某种氮化铁的结构如图2所示。QAl图1O不同位置比AlN晶体结构单元中，含有的Al、N原子个数均是;若该氮化铁的晶胞边长为aPm，阿伏加德罗常数的值为NA,则该氮化铁的晶体密度可表示为Ag/cm3。【答案】(1)cd(2)SPSiPSSi(3)sp2化合物A与水分子间存在氢键BCD(4)6x1030238Nxa3A【解析】(1)从激发态跃迁到基态时，用光谱仪可捕捉到发射光谱，故C正确；未成对电子最多的是d,含4个未成对电子。Si、P与S是同周期中相邻的元素，同周期元素从左到右电负性增大，故Si、P、S的电负性由大到小的 /26 /26顺序是SPSi,同周期元素

7、从左到右第一电离能有增大的趋势，但VA中p轨道处于半充满状态，第一电离能大于WA,故第一电离能由大到小的顺序是PSSi从化合物A结构示意图知，分子内N形成碳氮双键，故其杂化方式为sp2A易溶于水，原因是化合物A与水分子间存在氢键。含Zn有机物B的分子是共价分子，则结构中不含离子键，所含共价键中有配位键、有单键有双键，故选项BCD正确；AlN晶体结构单元中，A1位于棱边的中点、体心、和晶胞内，N位于顶点和面向，按均摊法知，含11有的Al数目为x6+1+3二6、N原子个数x12+x2+3二6，故均是6；若该氮化铁的晶胞中，36211N原子位于体心，故N原子数目为1,铁原子有的位于顶点、有的位于面心

8、，则其数目x8+6x二48256x4+14g边长为aPm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该氮化铁的晶体密度=_NA，可表示为(ax1O-1ocm)3238“x1030g/cm3Nxa3A3(广东省2021届高三“六校联盟”联考)铂、钴、镍及其化合物在工业和医药等领域有重要应用。回答下列问题：筑波材料科学国家实验室发现了在5K下呈现超导性的晶体CoO2，其具有层状结构。晶体中原子O与Co的配位数之比为;Co4+的价层电子的轨道表示式为。配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于晶体。某镍配合物结构如图所示。0H分子内含有的化学键有(填序号)。A.氢键B.共价

9、键C.离子键D.配位键E.金属键试从原子结构解释为什配合物中C、N、O三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是N0C,么同周期元素原子的第一电离能N0：。(4)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌，使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行，构成能导电的“分子金属”，其结构如图所示。“分子金属”可以导电，是因为能沿着其中的金属原子链流动。“分子金属”中，铂原子是否以SP3的方式杂化？傾“是”或“否”)，其理由是金属铂晶体中，铂原子的堆积方式类似于NaCl晶胞中的钠离子或氯离子的堆积方式，其晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示，金属铂的密度为dg-cm-3，则晶胞参数a=pm(列计算式)。【

10、答案】(1)1:2J(2)分子(3)B、D因为N原子2p能级电子为半充满状态，较稳定不易失去电子，而0原子失去2P能级上一个电子可以达到较稳定的半充满状态(4)电子780780“否若铂原子轨道为sp3杂化，该分子结构为四面体，非平面结构(5)3；Ndx1030或3NdX1010AVA【解析】根据晶体中原子配位数之比等于电荷数之比，则由化学式可知，O与Co的配位数之比为1:2；钻原子的原子序数为27号，价电子排布式为3d74s2,则Co4+的价电子排布式为3d5，价电子排布图为3d“ifififm由配合物Ni(CO)4常温下为液态，熔沸点低，易溶于四氯化碳等有机溶剂可做，固态Ni(CO)4属于分

11、子晶体；氢键属于分子间作用力，不是化学键，故不符合题意；由配合物的结构示意图可知，配合物中含有碳氢、碳碳、碳氮、氮氧、氢氧等共价键，故符合题意；由配合物的结构示意图可知，配合物中不存在阴阳离子，不含有离子键，故不符合题意；配合物的结构示意图可知，配合物含有N-Ni配位键，故符合题意；该配合物不是金属晶体，不含有金属键，故不符合题意；BD符合题意；N原子的2p能级电子有3个电子，为较稳定的半满状态，不易失去电子，而O原子的2p能级电子有4个电子，失去一个电子可以达到稳定的半满状态，则第一电离能NO,故答案为：因为N原子2p能级电子为半充满状态，较稳定不易失去电子，而0原子失去2p能级上一个电子可

12、以达到较稳定的半充满状态;由结构示意图可知，每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行，构成能导电的分子金属”，则铂金属的价电子可在金属铂间传递而导电，因此分子金属可以导电是因为电子能沿着其中的金属原子链流动，故答案为；由结构示意图可知，分子金属中，平面型的铂配合物分子进行层状堆砌，因此铂原子不可能以sp3的方式杂化，若为sp3杂化，空间构型应该为四面体形；由金属铂晶体中，铂原子的堆积方式类似于NaCl晶胞中的钠离子或氯离子的堆积方式和立方晶胞沿11x、y或z轴的投影图可知，晶体为面心立方最密堆积，一个晶胞中含有的铂原子个数为(8x+6x)=4，824x195则晶胞的质量为Ng，体积为(axlOi

13、o)3cm3，由金属铂的密度为dg/cm3可得:780a=3ndx10-30pm=1A78010 x1010pm。Ndp。A4x195N=d，解得A(ax1O-io)3NA4.(广东省汕头市金山中学2021届高三期中)N、P、As均为氮族元素，这些元素与人们的生活息息相关。回答下列问题：TOC o 1-5 h z按电子排布N元素在周期表分区中属于区元素，基态N原子的未成对电子数目为个。Si、P与S是同周期中相邻的元素，Si、P、S的电负性由大到小的顺序是,第一电离能由大到小的顺序是。吡啶为含N有机物，这类物质是合成医药、农药的重要原料。下列吡啶类化合物A与Zn(CH3CH2)2(即ZnEt2)

14、反应生成有机化合物B，B具有优异的催化性能。 /26吡啶类化合物A中N原子的杂化类型是.，化合物A易溶于水，主要原因是。含Zn有机物B的分子结构中含(填字母代号)。A.离子键B.配位键C.n键D.g键E.氢键N与金属可形成氮化物，如AlN的晶体结构如图1所示，某种氮化铁的结构如图2所示。A1N晶体结构单元中，含有的Al、N原子个数均是.若该氮化铁的晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该氮化铁的晶体密度可表示为g.cm-3。【答案】(l)p3(2)SPSiPSSi(3)sp2化合物A与水分子间存在氢键BCD(4)6238a3NAX1030【解析】(1)N原子核外有7个电子，电子排布式为

15、1s22s22p3,按电子排布N元素在周期表分区中属于p区元素，基态N原子的未成对电子数目为3个;根据同周期电负性从左到右增大的规律可知，Si、P、S的电负性由大到小的顺序是SPSi，第一电离能从左到右呈增大的趋势，但第VA大于第VIA族，因此第一电离能由大到小的顺序是PSSi；吡啶类化合物A中N原子含有2个g键，有1对孤对电子，因此N原子的杂化类型是sp2，化合物A易溶于水，根据A的结构，A中含有氢键，化合物A与水分子间存在氢键。根据结构得到含Zn有机物B的分子结构中无离子键，含有配位键，CC键，CH键，CN键是g键，C=C键中含有n键；111(4)AlN晶体结构单元中，含N为12x+2x+

16、3=6，含Al为6x；+4=6，因此含有的Al、N原子个623数均是6；11若该氮化铁的晶胞边长为apm,Fe个数为8x+6x=4，即氮化铁为Fe4N，阿伏加德罗常数的值为824238g-mol-i.x1NA,则该氮化铁的晶体密度可表示为pm=NAmol-1=238x103og.cm3。V(ax1O-io)3a3NA5.(河北省衡水中学2021届高三联考)KZnF3被认为是良好的光学基质材料，可由K2CO3、ZnF2、NH4HF2制备。回答下列问题：基态F原子的价电子轨道表达式为；基态Zn原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状TOC o 1-5 h z为。K与Zn属于同一周期，K的第一电离

17、能傾“大于”或“小于”)Zn的第一电离能，原因为k2co3中阴离子的立体构型为。NH4HF2的组成元素的电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)；其中N原子的杂化方式为;HF能形成分子缔合体(HF)n的原因为。ZnF2具有金红石型四方结构，KZnF3具有钙钛矿型立方结构，两种晶体的晶胞结构如图所示：KZt巧晶胞加比晶胞ZnF2和KZnF3晶体(晶胞顶点为K+)中，Zn的配位数之比为；若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体的密度为g/cm3(用含a、c、NA的代数式表示)。KZnF3晶胞中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(1,0,0)；C为(0,1，0)，则D的原子坐标参数为。【答案】

18、而|忖|打|球形小于Zn原子半径小，且价电子排布为全满结构，第一电离能更大平面三角形(4)FNHsp3HF分子间能形成氢键(5)1：12.06x102311NI2C(0,2，2)A解析】 /26 /26F为9号元素，F元素处于第二周期第WA族，价电子排布式为2s22p5，价电子轨道表达式为；Zn是30号兀素,处于周期表中第四周期第IIB族，价电子排布式为3dio4s2，最高能层电子占据4s,电子云轮廓图形状为球形；K与Zn属于同一周期，Zn的原子半径较小，且价电子为3dio4s2，为全充满稳定结构，故K的第一电离能小于Zn的第一电离能；4+2-2x3CO2-的中心原子C原子孤电子对数二=0,价

19、层电子对数=3+0=3,立体构型与VSEPR模型相32同为平面三角形；元素的非金属性越强，电负性越大，故电负性：FNH；NH+中N原子形成4个N-H键，价层电子对4数为4,N原子采取sp3杂化；HF分子之间容易形成氢键，形成分子缔合体(HF)n；11ZnF?晶胞中，白色球数目为1+8x=2，黑色球数目=2+4x=4,故白色球为Zn、黑色球为F,可知82Zn的配位数为6；KZnF3晶体(晶胞顶点为K+)中，则体心白色球为Zn,Zn的配位数为6,故二者配位数之比为6:6=1:1；2x103g晶胞相当于含有2个“ZnF2”，晶胞的质量=N，晶胞的体积A宀2x103g2.06x1023=ax10-7c

20、mxax10-7cmxcx10-7cm=a2cx10-2icm3，则晶体的密度=N=gcm-3；aNa2ca2cx10-21cm3AD原子处于晶胞左侧面的面心位置，由A、B、C的坐标参数可知，D的坐标参数x=0,y=z=+，故D的坐标参数为(0,2)。6(河北省唐山一中2021届高三期中)研究物质的结构，用来探寻物质的性质，是我们学习化学的重要方法。回答下列问题：(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列，人们已经发现和应用了Ru、Os的四氧化物。量子化学理论预测铁也存在四氧化物，但最终人们发现铁的化合价不是+8而是+6。OsO4分子空间形状是，铁的“四氧化物”分子中，铁的价电子排布式是，

21、氧的化合价是。NH3分子中HNH键角为106.7,在Ag(NH3)2+中，HNH键角近似109.5。，键角变大的原因是氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用。近年来，人们发现了双氢键，双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用。下列不可能形成双氢键的是。a.BeOb.ONc.BNd.SiAl冰晶石(Na3AlF6)主要用作电解氧化铝的助熔剂，也用作研磨产品的耐磨添加剂。其晶胞结构如图所示,晶胞是正四棱柱形状，Na(I)位于侧棱中心和底面中心，Na(II)位于四个侧面上，AlF3-位于顶点和体心。6已知晶胞边长为anm，bnm,冰晶石晶体的密

22、度为gcm-3(Na3AlF6的摩尔质量为210gmol-i)。【答案】(1)正四面体3d2-1，-2(2)Ag(NH3)2+中有配位键N-Ag键，是成键电子对，NH3中有孤电子对，孤电子对比成键电子对的斥力大，配离子中N-H键的排斥力变小，故Ag(NH3)2+中H-N-H键角变4.2X1023大bd益厂A【解析】Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列，Fe的价电子排布式为3d64s2，则Os的价电子数为8,在Os的四氧化物中Os的化合价为+8价,即Os的价电子全部用于成键，则OsO4分子空间形状是正四面体；铁的四氧化物分子中，铁的化合价不是+8而是+6，故铁失去6个电子，铁的价电子排布式是

23、3d2；根据化合物中元素的正负化合价代数和为0，则铁的“四氧化物”中氧的化合价为-1，-2；NH3分子中HNH键角为106.7,在Ag(NH3)2+中，HNH键角近似109.5。，键角变大的原因是Ag(NH3)2+中有配位键N-Ag键，是成键电子对，NH3中有孤电子对，孤电子对比成键电子对的斥力大，配离子中N-H键的排斥力变小，故Ag(NH3)2+中H-N-H键角变大；氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用，双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用；BeH中氢原子带负电，HO中氢原子带正电，符合双氢键定义，a不选；OH、HN中氢原子均带正

24、电，b选；BH中氢原子带负电，HN中氢原子带正电，符合双氢键定义，c不选；SiH、HAl中氢原子均带负电，d选；综上所述，答案为bd；根据冰晶石(Na3A1F6)结构可知，晶胞是正四棱柱形状，Na(I)位于侧棱中心和底面中心，Na(II)位于四个1侧面上，A1F3-位于顶点和体心，则一个晶胞中含有8X石+1=2个AIF3-；已知晶胞边长为anm，bnm，686mNM冰晶石晶体的密度为pp=vN=2x210a2bx10-21xN4.2x1023g-cm-3a2bN7.(江苏省南通市如皋中学2021届高三调研)以FeC、NH4H2PO4、LiCl和苯胺(U)为原料可制备磷酸亚铁锂(LiFePO4)

25、，LiFePO4可用作锂电池的正极材料。TOC o 1-5 h z基态Fe2+的电子排布式为。N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序是。NH4H2PO4中原子的轨道杂化方式为sp3杂化的原子有。1mol苯胺分子中含有g键的数目为。LiCl、苯胺和甲苯的熔点由高到低的顺序，理由是。LiFePO4的晶胞结构示意图如图甲所示(“”为Li+,位置分别在顶角、棱中心和面心，正八面体和正四面体由O围绕Fe和P形成，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构)。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数为。电池充电时，LiFePO4脱出Li+,形成Li1-xFePO4，结构示意图如图乙所示，x=。【答案】(1)Ar3d

26、6ONPN、P(4)14NA(5)LiCl苯胺甲苯LiCl是离子晶体，苯胺和甲苯是分子晶体，离子晶体内的离子键强于分子晶体内的分子间作用力；苯胺可形成分子间氢键，氢键强于甲苯内的范德华力(6)40.5【解析】(1)Fe是26号元素，核外电子排布式为Ar3d64s2，失去4s能级上2个电子形成Fe2+,Fe2+核外电子排布式为Ar3d6；非金属性越强，电负性越大，所以N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为ONP；NH4H?PO4由NH+和HPO-组成，NH+中N原子价层电子对数为4+1x(5-1-4x1)=4,所以N原子采用42442442sp3杂化；HPO-由H3PO4电离出1个H+形成，

27、杂化方式与PO3-相同，P的价层电子对数为243444+占x(5+3-4x2)=4,采用sp3杂化，故杂化方式为sp3杂化的原子有N和P；(4)1个苯胺(一工三)分子中含有的6个C-C键、5个C-H键、1个C-N键、2个N-H键，均为o键,则1mol苯胺中共有o键14mol,数目为14NA；LiCl为离子晶体，离子晶体的熔沸点高于分子晶体，苯胺和甲苯结构相似且都属于分子晶体，分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，分子间作用力包括范德华力和氢键，一般分子间形成氢键的物质熔沸点较高，苯胺可形成分子间氢键，而甲苯分子间只存在范德华力，故LiCl、苯胺和甲苯的熔点由高到低的顺序是LiCl苯胺甲苯;111

28、(6)根据均摊法，每个晶胞中Li+的个数为8x+4x+4x=4，故每个晶胞中含有4个单元LiFePO4；由图842411可知，“”为Li+，LiFePO4失去的Li+为棱上4个，面心上2个，棱上均摊-，面心上均摊q，因为晶胞中含有4个LiFePO4单元,111x=_x(4x_+2x_)=0.58(辽宁省实验中学2021届高三阶段测试)铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。TOC o 1-5 h z(1)基态Fe2+的简化电子排布式为，FeCl3的熔点为306C，沸点为315C，FeCl3的晶体类型是。FeSO4常作净水剂和补铁剂，SO：的立体构型是。实验室用KSCN溶液、苯酚(

29、一：=)检验Fe3+。N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)，苯酚中碳原子的杂化轨道类型为。羰基铁Fe(CO)5冋用作催化剂、汽油抗爆剂等。1molFe(CO)5分子中含molo键，与CO互为等电子体的离子是(填化学式，写一种)。氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为。氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为pgcm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为；Fe2+与O2-最短核间距为pm。【答案】(l)Ar3d6(2)分子晶体正四面体形(3)NOSsp2杂化10CN-、C；-(5)3

30、：1(6)12xlOio【解析】根据Fe2+的外围电子数并结合Ar的电子排布式书写简化电子排布式；根据同周期元素第一电离能的递变规律分析，根据C的价层电子对数分析杂化轨道形式；结合Fe(CO)5分子结构和等电子理论分析;m根据均摊法计算晶胞中各微粒的个数，结合晶胞的质量和体积，根据俨V计算。【解析】(1)基态Fe2+的外围电子排布式为3d6，内部与Ar原子排布相同，基态Fe2+的简化电子排布式为Ar3d6FeCl3的熔点为306C，沸点为315C，据此可知氯化铁熔沸点较低，则氯化铁属于分子晶体；SO2-离子34中含有4个o键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp3杂化；同一周

31、期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势,氮元素2p能级处于半满稳定状态，能量低,氮元素的第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能NOS.苯酚为平面结构，C的价层电子数为3,则C原子采取sp2杂化；Fe与CO形成5个配位键，属于o键,CO分子中形成1个o键，故Fe(CO)5分子含有10个o键，1molFe(CO)5分子中含10molo键，与CO互为等电子体的离子，含有2个原子、价电子总数为10,可以用N原子与1个单位负电荷替换O原子，也可以用C原子与2个单位负电荷替换O原子，与CO互为等电子体的离子为：CN-、C2-等；2结构单元中内部有3个Fe原子，其它Fe原子处于顶点、

32、面上，每个顶点为6个结构单元共用，Fe原子11数目=3+12x+2x=6,N原子处于结构单元内部，有2个N原子，Fe、N原子数目之比为3:1；62以Fe2+顶点研究，与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞x811共用，与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为=12；晶胞中Fe2+数目=8x+6x=4,O2-离子数目282TOC o 1-5 h z14x(56+16)1=1+12x4=4,晶胞质量=ng，Fe2+与O2-的最短核间距等于晶胞棱长的彳，设二者最短距离为rAx(56+16)S36pm,则晶胞棱长=2rpm,贝g=pgcm-3x(2rx10-1

33、0cm)3,解得r=/x1O1opm。NVpxNaA9(重庆市第八中学校2021届高三月考卷)过渡金属及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：锰、锝、铼位于同一副族相邻位置。类比锰,写出基态锝原子的价层电子排布式。下列状态的铁中,电离最外层的一个电子所需能量最大的是(填编号)。A.ArD雷1RB.ArgC.ArD.Ar；|铁制容器在储存N2O4液体时，会腐蚀生成离子化合物N4O6Fe(NO3)42,N4O：+的离子为平面结构，其结构图如图1,中心N原子的杂化类型为。EAN规则指的是配合物中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18.符合EAN规则的配合物分子结构和化学性质都较稳定。已

34、知Fe(CO)5和Ni(CO)x均符合EAN规则，性质稳定，而Co(CO)4则容易在化学反应中表现氧化性。x=。从结构角度解释Co(CO)4则容易在化学反应中表现氧化性的原因。Ni和As形成某种晶体的晶胞图如图2所示。其中，大球为Ni,小球为As,距离As最近的Ni构成正三棱柱，其中晶胞下方As原子坐标为(1/3,2/3,1/4)。图2Ni的配位数为。已知晶胞底面边长为apm，高为cpm,NA为阿伏加德罗常数。则晶胞密度为g/cm3268/(lO-3oa2cNA)【答案】(I)4d55s2(2)A(3)sp2杂化(4)4Co(CO)4价层为17电子，不符合EAN规则，得到一个电子，转化为18电

35、子更稳定，故表现氧化性(5)6【解析】锰、锝、铼位于同一副族相邻位置，锰价层电子排布式为3d54s2,贝y基态锝原子的价层电子排布式为4d55s2；A项为Fe3+的基态，B项为Fe2+的基态，C项为Fe2+的激发态，D项为Fe3+的激发态，Fe3+的基态3d为半充满，最稳定，失去一个电子需要的能量最高，则电离最外层的一个电子所需能量最大的是A；如图，中心N原子周围有3个氧原子，且无孤电子对，则杂化类型为sp2杂化；Ni为28号元素，价层电子排布式为3d84s2,价电子数为8,每个CO提供2个电子，则有10+2x=18,解得x=4；Co(CO)4价层电子为9+2x4=17，不符合EAN规则，易得

36、到一个电子，转化为18电子更稳定，所以表现氧化性的原因为Co(CO)4价层为17电子，不符合EAN规则，得到一个电子，转化为18电子更稳定，故表现氧化性；晶胞含Ni原子2个,As原子2个，化学式为NiAs；配位数之比应为1:1，故Ni的配位数为6；由底部As的坐标，以及与As配位的Ni形成正三棱柱可判断，该三棱柱底面为正三角形，晶胞底面夹角为60和120，故晶胞密度为268/(10-30a2c-N.)o2A10(重庆市第一中学校2020-2021高三月考)元素周期表中第三、四周期的某些元素在生产、生活中有着广泛的应用。钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。钒的价电子排布图

37、是；v2o5是一种常见的催化剂，常用在SO2转化为SO3的反应中。v2o5的结构式如图所示，则V2O5分子中o键和n键数目之比为；若将V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到锐酸钠(Na3VO4)，该盐中阴离子的立体构型为，写出与VO；空间构型相同的一种阳离子(填化学式)。?V氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。无水氯化铝在177.8C时升华，蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在。下列关于氯化铝的推断错误的是oa.氯化铝是分子晶体B.A12C16中Al是sp2杂化c.氯化铝难溶于有机溶剂D.Al2Cl6中存在配位键（3）P及其化合物是重要的工业原料。已知：第一电子亲和能（片）是指元素的气态基态原子得

38、到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量（单位为kJmol-i），电子亲和能越大，该元素原子越易得电子。已知第三周期部分元素第一电子亲和能如表：元糸AlSiPSClE(kJmol-1)42.513472.0200349表中元素的片自左而右呈增大趋势，试分析P元素呈现异常的原因.4）GaN是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。GaN晶胞结构如图2所示。已知六棱柱底边边长为acm，高为bcm,阿伏加德罗常数的值为NA则晶胞中Ga原子采用的密堆积方式为每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为；GaN的密度为g/cm-3（用CNid含a、b、NA的代数式表示）。【答案】（1）3：2正四

39、面体NH（2）BC（3）P的价电4子排布式为3s23p3，3p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子（4）六方最密堆积12112朽a2bNA【解析】钒是23号元素，核外有23个电子，价电子排布式为3d34s2,价电子排布图是根据图1可知，V2O5分子中含有4个V=O双键和2个V-0单键，一个双键含有1个o键和1个n键,单键均为o键，所以V2O5分子中含有6个o键和4个n键，o键和n键数目之比为3：2；VO-中V原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0，VSEPR模型和空间构型均为正四面体，所以与VO3-空间构型相同4的一种阳离子为NH+4氯化铝熔点较低，属于分子晶体，蒸气或熔融状态以A1

40、2C16形式存在，氯化铝中铝原子最外层电子只有3个电子，每个铝原子和四个氯原子形成共价键，且其中一个共用电子对是氯原子提供，所以含有配位键Al的价层电子对数为4,采用sp3杂化；氯化铝是非极性分子、易溶于水和有机溶剂，故AD正确、BC错误；P的价电子排布式为3s23p3，3p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子，P元素的第一电子亲和能较小而表现异常；晶胞图中Ga原子采用六方最密堆积方式，以结构单元上底面面心的Ga原子研究，上底面6个顶点Ga原子、内部的3个Ga原子之距离最近且相等，与上底面共面的结构单元内还有3个Ga原子，故每个Ga1111原子周围距离最近的Ga原子数目为12；晶胞中

41、Ga原子数为l+4x+4x=2,N原子数为l+2x+2x=2,612362x84晶胞的质量m=g,NA晶胞体积V=2xsin60a2bcm3=3a2bcm3，2晶体密度2x84mNg112J3P=V=y=02bNg/cm3a2bcm3a211.(重庆市西南大学附属中学校2021届月考)锰是第四周期第WB族元素。锰钢异常坚硬，且具抗冲击性能，是制造枪栓、保险库、挖掘机械和铁路设施的理想材料；锰也是人体的重要微量元素。请根据所学知识，回答下列问题。锰的原子序数为，基态锰原子的外围电子排布图为。下列锰的化合物中，磁矩“=5.92的是。(已知尸gn+2)，其中n为金属离子核外的单电子数。)A.KMnO

42、4B.K2MnO4C.MnCl2D.MnO2(3)水杨醛缩邻氨基苯酚又被称为“锰试剂”，可与Mn2+形成黄色的配合物。锰试剂的结构如图所示，其分子中可能与Mn2+形成配位键的原子有；锰试剂(填“能”或“不能”)形成分子内氢键。锰试剂分子中，原子采取的杂化方式不涉(填“sp”“sp2”或“SP3”)杂化；分子中除氢以外的元素,第一电离能从小到大的顺序为(用元素符号表示)。阿拉班达石(alabandite)是一种属于立方晶系的硫锰矿，其晶胞如下左图(a)所示(=Mn,o=S)。在该晶胞中，硫原子的堆积方式为。加德罗常数的值NA=(要求化简)。(7)为更清晰地展示晶胞中原子所在的位置，晶体化学中常将

43、立体晶胞结构转化为平面投影图。例如沿阿拉班达石晶胞的c轴将原子投影到ab平面，即可用上右图(b)表示。下列晶体结构投影图可能表示MnO2晶体3d心【答案】(1)25两(2)C(3)N、0能(4)spCON(5)面心立(7)C方最密堆积【解析】(1)锰元素在周期表中的位置是第四周期第VIIB族，为25号元素，基态原子的外围电子排布式为，甘、，3d4$3d54s2,排布图为*41T碁KMnO4中Mn元素为+7价，相当于失去7个电子，则金属离子核外的单电子数为0,(n+2)=0,故A不符合题意；K2MnO4中Mn元素为+6价，相当于失去6个电子，则金属离子核外的单电子数为1，“=1(1+2)=1.7

44、32，故B不符合题意；MnCl2中Mn元素为+2价，相当于失去2个电子(2个4s电子)，则金属离子核外的单电子数为5，=：5(5+2)=5.92,故C符合题意；MnO2中Mn元素为+4价，相当于失去4个电子(2个4s电子和2个3d电子)，则金属离子核外的单电子数为3,=.,3(3+2)=3.87，故D不符合题意；综上所述答案为C。根据锰试剂的结构简式可知O原子、N原子含有孤电子对，可以作配位原子；锰试剂含有两个不相邻的酚羟基，能形成分子内氢键；苯环上的C原子均为sp2杂化，N=C双键中C、N原子均为sp2杂化，羟基中的O原子为sp3杂化，所以不涉及sp杂化；同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋

45、势，但N原子的2p轨道为半满状态，第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能从小到大的顺序为CvOvN；据图可知S原子位于Mn原子的正四面体空隙中，整体结构与金刚石排列相似，所以S原子的堆积方式和Mn原子的堆积方式相同，晶胞中Mn原子位于面心和顶点，为面心立方最密堆积，则硫原子的堆积方式也为面心立方最密堆积；结合图(a)和图(b)可知最近两个硫原子之间的距离为面对角线的一半，所以晶胞的面对角线长度为2dA=2dx10-8cm,所以晶胞的边长为v2dx10-8cm,所以晶胞的体积为V=2J2d3X10-24cm3，根据均摊法，晶胞中S原子的个数为4,Mn原子的个数为8x8+6xj=4,所以晶胞的质量

46、m=4N!2g,所以有8.7p2x1025Pd382NAgNA，解得NA=272d3x10-24cm3(7)阿拉班达石晶胞中S原子和Mn原子的配位数均为4；该选项所示投影中Mn原子的配位数为6,与晶胞结构不符，故A错误；该选项所示投影中Mn原子的配位数为8,与晶胞结构不符，故B错误；该选项所示投影中Mn原子的配位数为4(以中心Mn原子为例,c=0的面上的2个S原子和c=1的面上的2个S原子),S原子的配位数也为4(以晶胞内部的S原子为例，S原子位于4个Mn原子的正四面体中心)，与晶胞结构符合，故C正确；该图所示的Mn原子为六方最密堆积，而阿拉班达石晶胞中Mn原子为面心立方最密堆积，与晶胞结构不

47、符合，故D错误；综上所述答案为Co12(重庆育才中学高2021届高三月考)第四周期的钒、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。钒的基态原子的价层电子排布式为；钒在周期表中的位置为oV2O5是一种常见的催化剂，在合成硫酸、硝酸中起到非常重要的作用。00五氧化二钒的结构简式为(.府丿，.”崔、)，则该结构中G键与n键个数之比为oV2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)。VO3-与P0：-的空间构型相同，其中V原子的杂化方式为，再写出一种空间构型与之相同的阳离子(填离子符号)oNiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.9xl0-

48、2nm和7.8xl0-2nm,则熔点：NiO(填“FeO。该复合物中存在化学键类型有离子键、配位键、极性共价键等，故A错误；该复合物中Cl原子形成2个g键，还含有2个未成键电子对，Cl原子的价层电子对数为4,故B正确；根据结构图可判断该复合物中配位体有CO、H2O和Cl原子，故C错误；CO与n2属于等电子体，二者结构相似，则CO的结构式为C三O,故D正确；故答案为BD。1根据单质钒的晶胞结构图可知晶胞中含有钒原子的个数是1+8=2,假设晶胞的棱长为anm,密度为82M10pgcm-3，则P-Nx1021，因此钒的相对原子质量为5pa3NAx10-22。Na3AA(江苏省扬州中学2021届高三月

49、考)铁系元素是人体必需的微量元素，Fe3+可以与KSCN溶液、苯酚等发生显色作用。镁元素也是人体所必需的阳离子元素之一，它能够维持核酸结构的稳定性，调节机体免疫功能，对人体抵抗新冠病毒等病毒侵袭起着重要作用。铁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。Fe3+的基态核外电子排布式为。与SCN-互为等电子体且为非极性分子的化学式为(任写一种)。普鲁士蓝俗称铁蓝，晶胞如图甲所示(K+未画出)，平均每两个晶胞立方体中含有一个K+,又知该晶体中铁元素有+2价和+3价两种，则Fe3+与Fe2+的个数比为。普鲁士蓝与硫酸作用可形成HCN,HCN的中心原子的杂化轨道类型为。血红素铁(图乙)用作铁

50、强化剂，其吸收率比一般铁剂高3倍，在图乙中画出Fe2+与N原子间的化学键(若是配位键，需要用箭头加以表示)。【答案】(l)d7Ar3d5(或Is22s22p63s23p63d5)(2)CO2或CS2(3)1:1spHOOC【解析】(1)Fe是26号元素，在周期表的第四周期第VIII族，属于d区；Fe基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，同一能级中电子能量相同，不同能级中电子能量不同，Fe有7个能级，故有7种能量不同的电子；根据Fe原子核外电子排布式可知，Fe3+为Fe失去3个电子形成，基态核外电子排布式为Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5)；等电子体是

51、指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团oSCN-中含3个原子，价电子数之和为16,与SCN-互为等电子体且为非极性分子有CO2或CS2；11(3)平均每两个晶胞立方体中含有一个K+,故K+个数为，Fe离子在8个顶点，故Fe离子数目为8x=1,281CN-在棱上，CN-的个数为12x-=3，普鲁士蓝的平均化学式为KFe2(CN)6，设Fe的化合价为x，+1+2x+6x(-1)=0,解得x=2.5，故Fe3+与Fe2+的个数比为1:1；HCN的结构式为H-CN,中心原子C与N形成三键，为sp杂化；(4)N有孤电子对，Fe2+有空轨道，分子中有2个N已经形成3条共价键，故这两个N的孤电子对进入F

52、e2+的空轨道可形成2条配位键，另外两个N形成两条共价键，故与Fe2+形成共价键，分子表示为HOOC(江苏省盐城中学2021届高三质量检测)第哪族元素Fe、Co、Ni性质相似，称为铁系元素，主要用于制造合金。基态Co原子核外电子排布式。Fe3+与酚类物质的显色反应常用于其离子检验，已知Fe3+遇邻苯二酚(.和和对苯二酚(HO0H)均显绿色。邻苯二酚的熔沸点比对苯二酚(填“高”或“低”)，原因是(3)有历史记载的第一个配合物是Fe4Fe(CN)63(普鲁士蓝)，1mol该配合物中含有的o键数目为;下表为Co2+、Ni2+不同配位数时对应的晶体场稳定化能(可衡量形成配合物时，总能量的降低)。由表可

53、知，Ni2+比较稳定的配离子配位数是(填“4”或“6”)。离子Co2+Ni2+配位数6464晶体场稳定化能(Dq)-8Dq+2p-5.34Dq+2p-12Dq+3p-3.56Dq+3pNiO晶体结构中阴阳离子的配位数均为6，则晶胞的俯视图可能是(填选项字母)。ABCD【答案】(1)Ar3d74s2(2)低邻苯二酚能形成分子内氢键不形成分子间氢键，而间苯二酚则形成分子间氢键(3)36mol6(4)CD【解析】(1)已知Co为27号兀素，故基态Co原子核外电子排布式为Ar3d74s2；由于邻苯二酚能形成分子内氢键不形成分子间氢键，而间苯二酚则形成分子间氢键，故邻苯二酚的熔沸点比对苯二酚低；(3)有

54、历史记载的第一个配合物是Fe4Fe(CN)63(普鲁士蓝)，其中配离子是Fe(CN,配体为CN-，lmolCN-6中含有lmolo键，配体与中心离子之间形成6个g键，故lmol该配合物中含有的g键数目为36mol,由表中数据可知，Ni2+形成配离子配位数为6的配离子时体系能量更低，更稳定；(4)NiO是离子晶体，离子晶体中的配位数是指与某一离子最近的带有相反电荷的离子数目，故晶体结构中阴阳离子的配位数均为6，即该离子的上、下、左、右、前、后六个方位上各一个带相反电荷的离子，类似于氯化钠晶胞，故晶胞的俯视图可能是CD。15.(江苏省泰州中学2021届高三月考)水煤气变换CO(g)+H2O(g)=CO2