2020高考化学 考题 晶体结构与性质

晶体结构与性质硫和锌及其化合物用途广泛。回答下列问题:基态硫原子的价电子排布图为已知基态锌、铜的电离能如表所示：电离能/kJ・mol1I1I2Cu7461958Zn9061733由表格数据知，I2(Cu)〉I2(Zn)的原因是<(3)(3)H2O分子中的键长比H2S中的键长(填“长”或“短”)。h2o分子的键角比h2s的键角大,其原因是.S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3，S32-的空间构型为噻吩(I"\)广泛应用于合成医药、农药、染料工业。噻吩分子中的大n键可用符号nn表示，其中m代表参与形成大n键的原子数，n代表参与形成大n键的m电子数(如苯分子中的大n键可表示为n6，则噻吩分子中的大n键应表示为。6噻吩的沸点为84°C，吡咯(”')的沸点在129〜131°C之间，后者沸点较高，其原因是。1mol吡咯含molg键。(6)硫化锌是一种半导体材料，其晶胞结构如图所示。已知：硫化锌晶体密度为dg・cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值，则Zn2+和S2-之间的最短核间距(x)为nm(用代数式表示)。下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题:

代表金刚石的是(填编号字母，下同)，其中每个碳原子与个碳原子最近且距离相等。代表石墨的是，每个正六边形占有的碳原子数平均为个。代表NaCl的是，每个Na+周围与它最近且距离相等的C1-有个。代表CsCl的是，每个Cs+与个Cl-紧邻。代表干冰的是，每个CO2分子与个CO2分子紧邻。已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为3.a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如下表所示。a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同b基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1c位于第2周期，原子核外有3对成对电子、两个未成对电子d位于周期表中第1纵列e基态原子M层全充满，N层只有一个电子请回答：c属于区的元素。b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A,则A的中心原子的轨道杂化类型为，A的空间构型为；d的某氯化物晶体结构如图，每个阴离子周围等距离且最近的阴离子数为；在。2+离子的水溶液中逐滴滴加b的氢化物水溶液至过量，可观察到的现象为。

阳离子阴囲子阳离子阴囲子4.“摩尔盐”是分析化学中的重要试剂，化学式^(NH4)2Fe(SO4)2^6H2Oo-摩尔盐”在一定条件下分解的方程式为：4[(NH4)2Fe(SO4)2(H2O]°2Fe2O3+3SO3+5SO2T+N2T+6NH3T+31H2O。回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z铁元素在元素周期表中的位置为，其价层电子排布图为。组成“摩尔盐”的非金属元素中第一电离能最大的元素为。“摩尔盐”的分解产物中属于非极性分子的化合物是。NH3的沸点比N2O的沸点(填“高”或“低”)，其主要原因。K3[Fe(CN)6]常用于检验Fe2+,K3[Fe(CN)6]中除了离子键以外还存在的化学键为，与CN-互为等电子体的单质的分子式为。HCN分子中g键和n键的个数之比为。FeO晶胞结构如下图所示，FeO晶体中Fe2+配位数为，若该晶胞边长为acm，则该晶胞密度为5.超细铜粉主要应用于导电材料、催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下:Cu(NH3)4®04通入必＞2NH4CUSOJ足lilOiMlZLgEJR超细铜粧:水溶液过滤白色激「微热过注〕CU2+的价电子排布式为。下列关于[Cu(NH3)4]SO4的说法中，正确的有。(填字母序号)[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体SO32-离子中S原子的杂化方式为—，SO32-离子的空间构型为—与SO3互为等电子体的一种分子的分子式是—下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，由此可确定该氧化物的化学式为6•自然界存在丰富的碳、氮、氧、铝、钾、铁、碘等元素，按要求回答下列问题：⑴常温，羰基铁［Fe(CO)x)］是红棕色液体，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等，据此判断羰基铁晶体属于(填晶体类型)，羰基铁的配体。已知：羰基铁的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=；98g羰基铁中含有的b键数为个。亚铁离子具有强还原性，从电子排布的角度解释，其原因BN晶体、A1N晶体结构相似，如图1,两者熔沸点较高的物质是，原因是⑷KIO3晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图2所示，如果KIO3密度为ag-cm-3，则K与O间的最短距离为—cm。(I)下列叙述正确的有第四周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小卤素氢化物中，HC1的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小(II)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。回答下列问题：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。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(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的(写化学式)，该酸根离子的立体构型为。M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。

r•yr•y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)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，TOC\o"1-5"\h\z深蓝色溶液中阳离子的化学式为。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。回答下列问题：镍元素基态原子的电子排布式为，3d能级上的未成对电子数为。硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型。在[Ni(NH3)6]SO4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。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。铜晶体铜碳原子的堆积方式如图所示。基态铜在元素周期表中位。每个铜原子周围距离最近的铜原子数目。⑷某M原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)。晶胞晶胞该晶体的化学式为。已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于(填“离子”或“共价”)化合物。已知该晶体的密度为Pg・cm-3，阿伏加德罗常数为N人，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为pm(只写计算式)。钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通方法区分晶体、准晶体和非晶体。基态K原子中，核外电子排布图是，占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是测定发现I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为，中心原子的杂化类型为KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为nm,与K紧邻的O个数为。在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于位置，O处于位置。铁及其化合物是日常生活生产中应用广泛的材料，钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景。请回答下列问题：基态铁原子的价电子轨道表达式(电子排布图)为;在基态Ti2+中，电子TOC\o"1-5"\h\z占据的最高能层具有的原子轨道数为。铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+，稳定性Fe2+—Fe3+(填“大于”或“小于”)，原因是。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)。金属钛采用六方最密堆积的方式形成晶体。则金属钛晶胞的俯视图。A.B.A.B.氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的NaCl型晶体结构，其晶胞结构如图所示。•NOTi•NOTi①设氮化钛晶体中Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则与该Ti原子最邻近的Ti的数目为Ti原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为。已知在氮化钛晶体中Ti原子的半径为apm,N原子的半径为bpm,它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子的空间利用率为。(用a、b表示)碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式为。钾和碘的相关化合物在化工医药材料等领域有广泛的应用。回答下列问题基态K原子中，核外运动状态不同的电子种，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同。第一电离能比较K(填“>，或“<”)Cr,金属键强度比较:K(填“〉”或“<")Cr.IO3-离子的立体构型的名称为，中心原子的杂化方式为.HIO4的酸性强于HIO3,其原因为KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，晶胞如图。晶胞的棱长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,K与I间的最短距离为nm,与K紧邻的O的个数为。

Li、Na、Mg、C、N、O、S等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：钠在火焰上灼烧的黄光是一种(填字母)A.吸收光谱；B.发射光谱。H2S的VSEPR模型为，其分子的空间构型为；结合等电子体的知识判断离子N3-TOC\o"1-5"\h\z的空间构型为。Li2O是离子晶体，其晶格能可通过下图的Born-Haber循环计算得到。2Lf{g)+O^tg)40儡依)f703kJ*mol-''2Li(g)0(g)^318kJ-mol-11249kJ-mol'12Li(晶体〉+*|o2(g)巧昶咼如*"可知Li2O晶格能为kJ・mol-i。(4)N、0、Mg元素的前3级电离能如下表所示:元責L/kJ•mol*1ft/kj•mol-1k/kj-mol-1X737.7—1145677732.71Y1313.93383,35300.521402.32856,04578.1X、Y、Z中为N元素的是，判断理由是.(5)N5-为平面正五边形，科学家预测将来会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大n键，可用符号兀n表示，其中m代表参与形成大n键的原子数，n代表参与形成大n键的电子数(如m苯分子中的大n键可表示为兀6)，则N4-离子中的大n键应表示为64—种Fe、Si金属间化合物的晶胞结构如下图所示：0发•张晶胞中含铁原子为个，已知晶胞参数为0.564nm，阿伏伽德罗常数的值为NA则Fe、Si金属间化合物的密度为g・cm-3(列出计算式)

CaC2+COf,CaCCaC2+COf,CaC2+NCaCN2+C,CaCN2+2H2O=NH2CN+Ca(OH)2,NH2CN与水反应生成尿素［CO(NH2)2］，尿素合成三聚氰胺。写出与Ca在同一周期且未成对电子数最多的基态原子的电子排布式：；CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有N2O,由此可以推知CN22-的空间构型为.(2)1mol尿素分子［CO(NH2)2］中含有的n键与o键的数目之比为(3)三聚氰胺俗称“蛋白精”(3)三聚氰胺俗称“蛋白精”,其结构为NH:。其中氮原子的杂化方式有CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca2+的配位数为,Ca2+采取的堆积方式为，其中02-处于Ca2+堆积形成的八面体空隙中；已知CaO晶体的密度为p,求晶胞中距离最近的两个钙离子之间的距离(列出计算式);TOC\o"1-5"\h\z配位化合物K3［Fe(CN)n］遇亚铁离子会产生蓝色沉淀，因此可用于检验亚铁离子，已知铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,求n=。铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题：铜或铜盐的焰色反应为绿色，该光谱是(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。基态Cu原子中，核外电子占据的最低能层符号是，其价电子层的电子排布式为,Cu与Ag均属于IB族，熔点：CuAg傾“〉”或“<”)。⑶［Cu(NH3)4］SO4中阴离子的立体构型；中心原子的轨道杂化类型为,［Cu(NH3)4］SO4中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为。用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛，乙醛再被氧化成乙酸，等物质的量的乙醛与乙酸中o键的数目比为。氯、铜两种元素的电负性如表：CuCl属于(填“共价”或“离子”)化合物。元糸ClCu电负性3.21.9

Cu与Cl形成某种化合物的晶胞如图所示，该晶体的密度为pg・cm-3,晶胞边长为acm,则阿伏加德罗常数为(用含P、a的代数式表示)。OCuOCuCCl15.I.K2Cr2O7曾用于检测司机是否酒后驾驶：Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OHfCr3+(绿色)+CH3COOH(未配平)TOC\o"1-5"\h\z基态Cr原子的价电子轨道表达式为。甘氨酸的结构简式为NH2CH2COOH,该分子中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为,碳原子的轨道杂化类型为。已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如下表所示：离子Sr3+Cr3+Fe2+Zn2+水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色TOC\o"1-5"\h\z请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因为。ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，如与FeO反应可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。⑷Fe[Zn(OH)Cl2]2的水溶液中不存在的微粒间作用力有(填选项字母)。A离子键B共价键C金属键D配位键E范德华力F氢键某微粒的球棍模型如下图所示。(5)已知含有1个碳原子和3个氢原子，请写出该微粒的化学式：W.铜与氧元素形成的晶胞如下图所示：(6)晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(1/2,1/2,1/2),则d的坐标参数为,已知该晶体的密度为pg/cm3,NA是阿伏加德罗常数值，则晶胞参数为cm(列出计算式即可)。硫和锌及其化合物用途广泛。回答下列问题：基态硫原子的价电子排布图为。已知基态锌、铜的电离能如表所示：电鹳能kJmar]III：Cu7461?5SZn9C61733由表格数据知，I2(Cu)>I2(Zn)的原因是(3)H2O分子中的键长比H2S中的键长(填“长”或“短”(3)H2O分子中的键长比H2S中的键长因是.S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3,S32-的空间构型为噻吩(厂\)广泛应用于合成医药、农药、染料工业。噻吩分子中的大n键可用符号冗n表示，其中m代表参与形成大n键的原子数，n代表参与形成大n键m的电子数(如苯分子中的大n键可表示为冗6)，则噻吩分子中的大n键应表示为。6②噻吩的沸点为84°C,吡咯/')的沸点在129〜131°C之间，后者沸点较高，其原因是—。1mol吡咯含molg键。硫化锌是一种半导体材料，其晶胞结构如图所示。已知：硫化锌晶体密度为dg・cm一3,NA代表阿伏加德罗常数的值，则Zn2+和S2一之间的最短核间距(x)为nm(用代数式表示)。今年是俄罗斯化学家门捷列夫提出“元素周期律”150周年。门捷列夫为好几种当时尚未发现的元素(如“类铝”“类硅”和“类硼”)留下了空位。而法国科学家在1875年研究闪锌矿(ZnS)时发现的“镓”，正是门捷列夫预言的“类铝”，其性质也是和预言中的惊人相似。请回答下列问题:（1）①基态镓原子中，核外存在对自旋相反的电子，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为形；门捷列夫预言的“类硼”就是现在的钪，“类硅”即是现在的锗。在镓、钪、锗三种元素的原子中，未成对电子数最多的是（填元素符号）。下列说法中，最有可能正确的一项是（填字母代号）。A类铝在100°C时蒸气压很高B类铝的氧化物一定不能溶于强碱溶液C类铝一定不能与沸水反应D类铝能生成类似明矶的矶类（2）氯化镓晶体熔点为77.9C。氯化镓分子中镓的杂化方式为，空间构型为；写出与氯化TOC\o"1-5"\h\z镓互为等电子的的分子、离子各一种：、。（3）GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，GaN、GaP、GaAs晶体的熔点如F表所示，分析其变化原因：GaNGaPGaAs熔点1700C1480C1238CTOC\o"1-5"\h\z（4）2011年，我国将镓列为战略储备金属，我国的镓储量约占世界储量的80%以上。砷化镓也是半导体材料，其结构与硫化锌类似，其晶胞结构如下图所示：0乩•加一、一亠、11c原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，表示晶胞内部各原子的相对位置。图中a（o，0，0）、b（2,2,o）、11c（1，2，2），则此晶胞中，距离a球最远的黑球的坐标参数为。若砷和镓的原子半径分别为acm和bcm,砷化镓的摩尔质量为Mg/mol,密度为Pg/cm3，晶胞中原子体积占空间体积百分率（即原子体积的空间占有率）为（用含a、b、M、p、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值）。金属元素Fe、Ni、Pt均为周期表中同族元素，该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。（1）Fe是常见的金属，生活中用途广泛。请回答下列问题：①Fe在元素周期表中的位置为。②Fe的一种晶胞结构如图所示，测得晶胞边长为apm,则Fe原子半径为已知：FeO晶体晶胞结构为NaCl型，与02-距离最近且等距离的亚铁离子围成的空间构型为。(2)铂可与不同的配体形成多种配合物，分子式为［Pt(NH3)2Cl4］的配合物的配体；该配合物有两种不同的颜色，其中橙黄色比较不稳定，在水中的溶解度大；呈亮黄色的物质在水中的溶解度小，如下图所示的结构示意图中呈亮黄色的是(填“A”或“B”)，理由是。金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图。•Ni•NiOLa测知镧镍合金晶胞体积为9.0x10-23cm3，贝9镧镍合金的晶体密度为(不必计算结果)。储氢原理为：镧镍合金吸附H2,H2解离为原子，H原子储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据TOC\o"1-5"\h\z晶胞中上下底面的棱和面心，则形成的储氢化合物的化学式为。已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域n键”(或大n键)。大n键可用口二表示，其中m、n分别代表参与形成大n键的电子数和原子个数，如苯分子中大