专题16物质结构与性质综合题（练）-2023年高考化学二轮复习（新高考专用）（原卷版）

专题16物质结构与性质综合题1．CrSi，GeGaAs、聚吡咯和碳化硅都是重要的半导体化合物。下列说法正确的是A．碳化硅属于分子晶体，其熔、沸点均大于金刚石B．GeGaAs中元素Ge、Ga、As的第一电离能从小到大的顺序为As＜Ge＜GaC．聚吡咯的单体为吡咯()，分子中σ键与π键的数目之比为5：2D．基态铬与氮原子的未成对电子数之比为2：12．下列物质中属于分子晶体，而且既含σ键又含π键的是A．KSCN B．CO2 C．H2O2 D．Al(OH)33．科学家合成出了一种新化合物，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法正确的是A．元素非金属性强弱的顺序为X>Y>ZB．W、Z对应的简单离子半径：W<ZC．元素Z、元素X、元素W的单质晶体熔点依次升高D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构4．金属钛(Ti)与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明，用Al代替其中部分的Ti可提升耐磨性5倍以上，掺杂Al后的晶胞结构如图所示。已知该晶体属立方晶系，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是A．b点原子的分数坐标为B．掺杂Al后，晶体中C．氮化钛晶胞中，Ti原子位于N原子形成的八面体空隙中D．已知最近的两个N原子之间的距离为，则氮化钛晶体的密度为5．AlN具有耐高温、抗冲击等优良品质，广泛应用于电子工业、陶瓷工业，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是A．AlN晶体属于离子晶体 B．N2分子中σ键和π键数目之比为1:2C．AlN晶体中含有配位键 D．基态Al原子的价电子排布式为3s23p16．科学家发现固体电解质具有良好的导电能力，为锂离子电池的发展做出了重要贡献，其晶胞结构如图所示，其中位于体心。下列说法正确的是A．该晶胞中位于体心和棱心B．电负性：C．周围距离最近且相等的的个数为4D．若晶胞参数为，则晶体密度为7．(式量为M)是生物医药、太阳能电池等领域的理想苂光材料，其晶胞结构如图所示，阿伏加德罗常数为。已知：原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，一种自旋状态用表示，与之相反的表示，称为电子的自旋磁量子数。下列说法错误的是A．的价层电子排布式为B．基态S原子电子自旋磁量子数的代数和为1或C．若A点的分数坐标为，则B点的分数坐标为D．晶体的密度为8．某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子，其摩尔质量为，下列说法正确的是A．金属离子M与硼原子的配位数之比2∶1B．金属离子的价电子排布式为C．化学式为D．该化合物中存在金属键、离子键、极性键和配位键9．为践行社会主义核心价值观，创建和谐社会，实现碳达峰和碳中和，我国科学家独创了一种二氧化碳转化新路径：通过电催化与生物合成相结合，以二氧化碳和水为原料成功合成了葡萄糖()和脂肪酸，为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径。关于上述物质，下列说法正确的是A．和均为极性分子，故易溶于水B．晶体属于分子晶体，晶体中一个分子周围紧邻的分子有12个C．分子中O原子上有2对孤电子对，故分子的VSEPR模型为V型D．葡萄糖和脂肪酸都可以和饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体10．钠的一种氧化物的晶胞如图(“●”或“○”均表示一个简单离子)。正确的是A．该氧化物的化学式为Na2O2B．晶胞中连接“○”与“●”的线段表示共价键C．该晶体中“○”与“●”的核外电子排布相同D．晶胞中与“○”最近且等距的“●”的数目为411．铁、铜及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：(1)基态Fe原子核外电子的运动状态有_______种；试从结构角度解释Fe2+易被氧化为Fe3+的原因_______。(2)K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的特征试剂，[Fe(CN)6]3中心离子配位数是_______；1mol[Fe(CN)6]3中含有_______molσ键，能够证明[Fe(CN)6]3不能电离的试剂是_______(填化学式)。(3)Cu2+可形成配合物[Cu(en)2](BF4)2，其中en代表H2NCH2CH2NH2分子。该配合物[Cu(en)2](BF4)2中配位离子所带电荷数为_______，VSEPR模型为四面体的非金属原子共有_______个。(4)一种由Cu、In，Te组成的晶体，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。该晶体的化学式为_______；A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)，则C点原子的分数坐标为_______；晶胞中A、D原子间距离d=_______pm。12．C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。(1)写出Si的基态原子核外最外层电子排布式_______，C、O、Si三种元素的电负性由大到小的顺序为_______。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。(2)基态铬原子和基态锰原子中第一电离能较大的是_______(填元素符号)，原因为_______。(3)SiC晶体的结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为_______。(4)氧化物XO的电子总数与SiC的相等，则X为_______(填元素符号)，XO是优良的耐高温材料，其熔点比CaO高的原因是_______。下图表示的是SiO2的晶胞结构(白圈代表硅原子，黑点代表氧原子)，判断在30g二氧化硅晶体中含_______键。13．材料的发展水平始终是时代进步和人类文明的标志。当前含铁的磁性材料在国防、电子信息等领域中具有广泛应用。请回答下列问题：(1)基态铁原子的价电子排布图为_______，基态铁原子核外电子的空间运动状态有_______种，其处在最高能层的电子的电子云形状为_______。(2)一种新研发出的铁磁性材料M的分子结构如图1所示。①M分子中C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为_______。②M分子中的Fe2+与上下两个五元碳环通过配位键相连且Fe2+共提供了6个杂化轨道，则铁原子最可能的杂化方式为_______(填序号)。A．sp2

B．sp3

C．dsp2

D．d2sp3③分子中的大π键可用符号π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π)，则M分子中由碳、氧组成的五元环中的大π键应表示为_______。(3)铁氮化合物因其特殊的组成和结构而具有优异的铁磁性能，某铁氮化合物的立方晶胞结构如图2所示。①若以氮原子为晶胞顶点，则铁原子在晶胞中的位置为_______。②该化合物的化学式为_______。14．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和(指的排放总量和减少总量相当)，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。某科研小组探究转化为甲醛等其他物质的途径，其中涉及以下两步反应：i、；ii、。研究发现，反应i在Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂的作用下具有高活性，另外含Mg、Fe、Cu等元素的催化剂在捕捉回收中也有很高的催化作用。(1)Mn元素基态原子的价层电子排布式为___________，Fe元素在元素周期表中位于第四周期第___________族。(2)Mg元素的第一电离能高于Al元素的，原因是___________。(3)反应ii中，HCHO分子中C原子采用的杂化方式为__________；下列关于的说法错误的是______(填标号)。A．含键B．含键C．含极性共价键D．含非极性共价键E．分子的空间结构为直线形(4)反应i和反应ii所涉及的4种含氢化合物中，沸点从高到低的顺序为___________(填化学)，原因是___________。(5)铜单质的晶胞结构如图所示，铜原子位于正方体的顶点和面心。已知铜原子的半径为d，铜单质的摩尔质量为M，表示阿伏加德罗常数的值。则铜原子的配位数为___________，铜晶体的密度为___________(填含M、、d的表达式)。15．配合物在光电传感器、电镀、染料方面有着重要的应用价值，一氧化碳、氨气、酞菁分子是常见形成配合物的三种配位体，请回答下列问题：(1)一氧化碳和氨气涉及的元素中电负性最大的是_______(填元素符号)。(2)邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，熔点较高的是_______(填化学式)，原因为_______。(3)和可形成配离子，则该配离子的空间结构为_______。(4)能与形成配合物。①中含有_______键；中心原子的杂化类型为_______。②金属的原子堆积模型如图，则金属的晶胞俯视图为_______(填标号)，假设原子的半径是，该晶体的密度是，则的相对原子质量为_______(设为阿伏加德罗常数的值)。16．如表是部分短周期元素的性质或原子结构特点。元素编号元素性质或原子结构TM层上有6个电子X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性Z元素最高正价是+7价W其最高价氧化物对应水化物既能跟酸反应，又能跟强碱反应请回答下列问题：(1)基态T原子的价电子排布式为_______(2)比较Y元素，W元素的离子半径_______(用离子符号表示)(3)元素Z在元素周期表中的位置是_______，元素Z与元素T相比，非金属性较强的是_______(用元素符号表示)。下列表述中能证明这一事实的是_______(填序号)。a.常温下Z的单质和T的单质状态不同b.Z元素的简单气态氢化物比T元素的稳定c.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比T的强(4)T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应水化物中性质明显不同于其他三种的是_______(填化学式)(5)W的最高价氧化物对应水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为_______。17．黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物，火法炼铜时发生反应：(1)Fe在周期表中的位置为____；Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是_____。(2)Cu元素的基态原子的电子排布式为_______，有_______个未成对电子。(3)SO2分子的立体构型为_______，SO2可氧化生成SO3，SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是_______。18．第四周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子的核外电子排布式为_______，按照电子排布式，镍元素在周期表中位于_______区。(2)硒常用作光敏材料，基态硒原子的价电子排布式为_______。(3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。基态镓原子的核外有_______个未成对电子。(4)基态Fe原子价层电子轨道表示式为_______。(5)在BF3分子中，FBF的键角是_______，硼原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的空间构型为_______。(6)H2O2为_______分子(填“极性”或“非极性”)。19．锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、铁等三十多种对人体有益的微量元素。(1)基态铁原子的价电子排布式为_______。(2)Ni(CO)4常温下为无色液体，沸点42.1°C，熔点−19.3°C，难溶于水，易溶于有机溶剂。推测Ni(CO)4是_______分子(“极性”或“非性极”)。(3)Co2+可与形成配离子[Co(NO3)4]2−，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为_______(用元素符号表示)，中N的杂化方式为_______。(4)氨气中H−N−H键的键角为107.3°，[Zn(NH3)6]2+离子中H−N−H键的键角_______107.3°(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是：_______。(5)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，已知晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶胞密度ρ为_______g·cm3(只列出计算式，1pm=1010cm)。20．回答下列问题(1)选择题(题目给出的四个选项中，有两个选项是符合题目要求的)下列关于晶体的说法中，不正确的是_____A．MgO的晶格能远比NaCl大，这是因为前者粒子所带的电荷多，粒子半径小B．第一电离能：Cl>S>P>SiC．金属原子在二维平面里放置得到非密置层和密置层两种方式，配位数分别为4和6D．共价键可决定分子晶体的熔、沸点(2)黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物，火法炼铜时发生反应：2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2。①Fe在周期表中的位置为_______；Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是_______。②Cu元素的基态原子的电子排布式为_______，有_______个未成对电子。③SO2分子的立体构型为_______，SO2可氧化生成SO3，SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是_______。④已知FeO、FeS熔点分别为1369℃、1193℃，解释熔点FeO高于FeS的原因_______。⑤Cu的晶胞如图所示，晶体密度为ρg·cm3，晶胞中等距最近的Cu原子有_______个，晶胞的边长为_______(用含ρ和NA的式子表示)。1.（2022·广东卷）硒()是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光()效应以来，在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子的合成路线如下：（1）与S同族，基态硒原子价电子排布式为_______。（2）的沸点低于，其原因是_______。（3）关于I~III三种反应物，下列说法正确的有_______。A．I中仅有σ键B．I中的键为非极性共价键C．II易溶于水D．II中原子的杂化轨道类型只有与E．I~III含有的元素中，O电负性最大（4）IV中具有孤对电子的原子有_______。（5）硒的两种含氧酸的酸性强弱为_______(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠()可减轻重金属铊引起的中毒。的立体构型为_______。（6）我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。

①X的化学式为_______。②设X的最简式的式量为，晶体密度为，则X中相邻K之间的最短距离为_______(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。2.（2022·海南卷）以、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题：（1）基态O原子的电子排布式_______，其中未成对电子有_______个。（2）Cu、Zn等金属具有良好的导电性，从金属键的理论看，原因是_______。（3）酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取_______杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是_______。（4）金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为_______。（5）ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能，ZnN键中离子键成分的百分数小于ZnO键，原因是_______。（6）下图为某ZnO晶胞示意图，下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。为所取晶胞的下底面，为锐角等于60°的菱形，以此为参考，用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面_______、_______。3.（2022·湖南卷）铁和硒()都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：（1）乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：

①基态原子的核外电子排布式为_______；②该新药分子中有_______种不同化学环境的C原子；③比较键角大小：气态分子_______离子(填“>”“<”或“=”)，原因是_______。（2）富马酸亚铁是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：①富马酸分子中键与键的数目比为_______；②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_______。（3）科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化，将转化，反应过程如图所示：①产物中N原子的杂化轨道类型为_______；②与互为等电子体的一种分子为_______(填化学式)。（4）钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：①该超导材料的最简化学式为_______；②Fe原子的配位数为_______；③该晶胞参数、。阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为_______(列出计算式)。4.（2022·江苏卷）硫铁化合物(、等)应用广泛。（1）纳米可去除水中微量六价铬。在的水溶液中，纳米颗粒表面带正电荷，主要以、、好形式存在，纳米去除水中主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。已知：，；电离常数分别为、。①在弱碱性溶液中，与反应生成、和单质S，其离子方程式为_______。②在弱酸性溶液中，反应的平衡常数K的数值为_______。③在溶液中，pH越大，去除水中的速率越慢，原因是_______。（2）具有良好半导体性能。的一种晶体与