专题6 化学键 分子和晶体的结构与性质--2026版十年高考化学真题分类汇编
文档属性
| 名称 | 专题6 化学键 分子和晶体的结构与性质--2026版十年高考化学真题分类汇编 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-08-07 10:52:38 | ||
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文档简介
专题六 化学键 分子和晶体的结构与性质
考点1 化学键
1.(2025黑、吉、辽、蒙,2,3分)侯氏制碱法突破西方技术垄断,推动了世界制碱技术的发展,其主要反应为NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。下列有关化学用语或说法正确的是( )
A.CO2的电子式:
B.H2O的空间结构:直线形
C.NH4Cl的晶体类型:离子晶体
D.溶解度:NaHCO3>NH4HCO3
答案 C
2.(2025安徽,5,3分)氟气通过碎冰表面,发生反应①F2+H2O HOF+HF,生成的HOF遇水发生反应②HOF+H2O HF+H2O2。下列说法正确的是( )
A.HOF的电子式为
B.H2O2为非极性分子
C.反应①中有非极性键的断裂和形成
D.反应②中HF为还原产物
答案 A
3.(2025安徽,7,3分)氨是其他含氮化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成N2。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu(H2O)4]SO4溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与HgCl2溶液反应生成Hg(NH2)Cl沉淀。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是( )
A.与H+结合的能力:OH->N
B.与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+
C.H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H
D.微粒所含电子数:N>N
答案 B
4.（2025河南，2,3分）下列化学用语或图示正确的是( )
A.反-1,2-二氟乙烯的结构式:
B.二氯甲烷分子的球棍模型:
C.基态S原子的价电子轨道表示式:
D.用电子式表示CsCl的形成过程:
答案 B
5.（2025陕晋青宁，2，3分）下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.CS2的电子式为
B.基态Be原子的价电子排布式为2s22p2
C.C2H2的球棍模型为
D.反-2-丁烯的结构简式为
答案 A
6.(2024北京,2,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是( )
A.H2O2的电子式:
B.CH4分子的球棍模型:
C.Al3+的结构示意图:
D.乙炔的结构式:
答案 A
7.(2024江苏,2,3分)反应PbS+4H2O2PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是( )
A.S2-的结构示意图为
B.H2O2中既含离子键又含共价键
C.S中S元素的化合价为+6
D.H2O的空间构型为直线形
答案 C
8.(2024江苏,7,3分)下列有关反应描述正确的是( )
A.CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH断裂C—O键
B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
答案 B
9.(2024黑、吉、辽,2,3分)下列化学用语或表述正确的是( )
A.中子数为1的氦核素He B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p-p σ键 D.PCl3的空间结构:平面三角形
答案 C
10.(2024贵州,2,3分)下列叙述正确的是( )
A.KBr的电子式:K+[∶Br]-
B.聚乙炔的结构简式:
C.S的空间结构:平面三角形
D.的名称:2-甲基-2-丁烯
答案 B
11.(2024山东,9,2分)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中代表F原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
答案 C
12.(2024湖南,2,3分)下列化学用语表述错误的是( )
A.NaOH的电子式:
B.异丙基的结构简式:
C.NaCl溶液中的水合离子:
D.Cl2分子中σ键的形成:
答案 C
13.(2024浙江1月选考,3,3分)下列表示不正确的是( )
A.中子数为10的氧原子O
B.SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C.用电子式表示KCl的形成过程:
D.的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
答案 D
14.(2023新课标,12,6分)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是( )
A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B.反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成
C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+
D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2
答案 D
15.(2023浙江1月选考,12,3分)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3 2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为
B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
答案 D
16.(2022北京,7,3分)已知:H2+Cl2 2HCl。下列说法不正确的是 ( )
H2在Cl2中燃烧
A.H2分子的共价键是s-s σ键,Cl2分子的共价键是s-p σ键
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能
答案 A
17.(2022北京,9,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是 ( )
化学键 C—H Si—H C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性:CH4>SiH4
B.键长:C.熔点:CO2D.硬度:金刚石>晶体硅
答案 C
18.(2022海南,10,4分)(双选)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是 ( )
A.HCl的电子式为
B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
答案 BD
19.(2022湖南,2,3分)下列说法错误的是 ( )
A.氢键、离子键和共价键都属于化学键
B.化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C.药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
答案 A
20.(2022浙江1月选考,5,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.乙炔的结构简式:
B.KOH的电子式:
C.乙烷的球棍模型:
D.氯离子的结构示意图:
答案 C
考点2 分子结构与性质
1.(2025山东,8,2分)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是( )
性质差异 主要原因
A 沸点:H2O>H2S 电离能:O>S
B 酸性:HClO>HBrO 电负性:Cl>Br
C 硬度:金刚石>晶体硅 原子半径:Si>C
D 熔点:MgO>NaF 离子电荷:Mg2+>Na+,O2->F-
答案 A
2.(2025黑、吉、辽、蒙,3,3分)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O 2HClO。下列说法正确的是( )
A.反应中各分子的σ键均为p-p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
答案 B
3.(2025山东,7,2分)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是( )
A.NaN3的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.NaN3为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
答案 B
4.(2025江苏,5,3分)中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:KNO3、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(C15H22O5,含—O—O—)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。
下列说法正确的是( )
A.硫黄有S2、S2-、S4等多种同素异形体
B.高温下青蒿素分子结构稳定
C.NH3分子中H—N—H键角大于CH4分子中H—C—H键角
D.如图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
答案 D
5.(2025浙江1月选考,1,3分)下列属于极性分子的是( )
A.HCl B.N2 C.He D.CH4
答案 A
6.(2025江苏,4,3分)在溶有15-冠-5()的有机溶剂中,苄氯()与NaF发生反应:
+NaF++
下列说法正确的是( )
A.苄氯是非极性分子
B.电负性:χ(F)<χ(Cl)
C.离子半径:r(F-)>r(Na+)
D.X中15-冠-5与Na+间存在离子键
答案 C
7.（2025河南，9,3分）9.自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量Mr=870+32x(x为整数)。
下列说法正确的是( )
A.x=1 B.第一电离能:CC.该化合物中不存在离子键 D.该化合物中配位数与配体个数相等
答案 A
8.（2025湖北，5，3分）下列说法错误的是( )
A.胶体粒子对光线散射产生丁达尔效应
B.合成高分子是通过聚合反应得到的一类纯净物
C.配位化合物通过“电子对给予—接受”形成配位键
D.超分子可以由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成
答案B
9.（2025湖北，2，3分）2.下列化学用语表达错误的是( )
A.甲醛(HCHO)的分子空间结构模型:
B.制备聚乙炔:n
C.碳酸银溶于硝酸的离子方程式:C+2H+ H2O+CO2↑
答案 C
10（2025湖北，7，3分）7.下列关于物质性质或应用解释错误的是( )
选项 性质或应用 解释
A 石蜡油的流动性比水的差 石蜡油的分子间作用力比水的小
B NH3溶于水显碱性 NH3可结合水中的质子
C OF2可以氧化H2O OF2中O显正电性
D 石墨作为润滑剂 石墨层间靠范德华力维系
答案 A
11.（2025陕晋青宁，6，3分）下列对物质性质的解释错误的是( )
选项 物质性质 解释
A 氯化钠熔点高于氯化铯 氯化钠离子键强于氯化铯
B 碘易溶于四氯化碳 碘和四氯化碳都是非极性分子
C 草酸氢钠溶液显酸性 草酸氢根离子水解程度大于电离程度
D 离子液体导电性良好 离子液体中有可移动的阴、阳离子
答案 C
12.（2025湖北，13，3分）N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是( )
A.KNO3的熔点比K3PO4的低,因为KNO3的离子键更强
B.磷单质通常不以P2形式存在,因为磷磷之间难以形成三键
C.次磷酸比硝酸的酸性弱,因为前者的H—O键极性小
D.P形成PF5而N形成NF3,因为P的价层电子轨道更多且半径更大
答案 A
13.（2025北京，9，3分）依据下列事实进行的推测正确的是( )
事实 推测
A NaCl固体与浓硫酸反应可制备HCl气体 NaI固体与浓硫酸反应可制备HI气体
B BaSO4难溶于盐酸,可作“钡餐”使用 BaCO3可代替BaSO4作“钡餐”
C 盐酸和NaHCO3溶液反应是吸热反应 盐酸和NaOH溶液反应是吸热反应
D H2O的沸点高于H2S HF的沸点高于HCl
答案 D
14.（2025广东，13，4分） 由结构不能推测出对应性质的是( )
选项 结构 性质
A SO3的VSEPR模型为平面三角形 SO3具有氧化性
B 钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同 钾和钠的焰色不同
C 乙烯和乙炔分子均含有π键 两者均可发生加聚反应
D 石墨层中未参与杂化的p轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运动 石墨具有类似金属的导电性
答案 A
15.（2025甘肃，7，3分）物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的是( )
选项 事实 结构因素
A K与Na产生的焰色不同 能量量子化
B SiH4的沸点高于CH4 分子间作用力
C 金属有良好的延展性 离子键
D 刚玉(Al2O3)的硬度大,熔点高 共价晶体
答案 C
16.（2025甘肃，9，3分）我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是( )
图a 图b
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比小
D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
答案 B
17.（2025河北，5，3分）下列化学用语表述正确的是( )
A.中子数为12的氖核素Ne
B.氯化镁的电子式:
C.甲醛分子的球棍模型:
D.C的价层电子对互斥模型:
答案 C
18.（2025河北，8，3分）化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是( )
选项 宏观现象 微观解释
A 氮气稳定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B 苯不能使溴的CCl4溶液褪色 苯分子中碳原子形成了稳定的大π键
C 天然水晶呈现多面体外形 原子在三维空间里呈周期性有序排列
D 氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体 离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
答案 D
19.(2024浙江6月选考,3,3分)下列表示不正确的是( )
A.CO2的电子式:
B.Cl2中共价键的电子云图:
C.NH3的空间填充模型:
D.3,3-二甲基戊烷的键线式:
答案 A
20.(2024浙江6月选考,7,3分)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是( )
选项 结构或性质 用途
A 石墨呈层状结构,层间以范德华力结合 石墨可用作润滑剂
B SO2具有氧化性 SO2可用作漂白剂
C 聚丙烯酸钠()中含有亲水基团 聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
D 冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近 冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度
答案 B
21.(2024浙江6月选考,14,3分)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是( )
A.Si5Cl10分子结构可能是
B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸
C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2
D.Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10
答案 A
22.(2024北京,9,3分)氘代氨(ND3)可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到ND3:①Mg3N2与D2O的水解反应;②NH3与D2O反应。下列说法不正确的是( )
A.NH3和ND3可用质谱法区分
B.NH3和ND3均为极性分子
C.方法①的化学方程式是Mg3N2+6D2O 3Mg(OD)2+2ND3↑
D.方法②得到的产品纯度比方法①的高
答案 D
23.(2024河北,8,3分)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是( )
选项 实例 解释
A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的
B CO2、CH2O、CCl4键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大
D 逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同 各步中的C—H键所处化学环境不同
答案 B
24.(2024河北,9,3分)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:NH4ClO4+2C NH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是( )
A.HCl的形成过程可表示为
B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C.在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式
D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
答案 B
25.(2024黑、吉、辽,9,3分)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
答案 B
26.(2024湖南,9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:BC.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
答案 A
(2024安徽)阅读下列材料,完成27~28小题。
地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
27.(2024安徽,6,3分)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
答案 A
28.(2024安徽,7,3分)下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是( )
A.键角:NH3>N
B.熔点:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
答案 D
29.(2024安徽,8,3分)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A.该物质中Ni为+2价
B.基态原子的第一电离能:Cl>P
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
答案 C
30.(2023新课标,9,6分)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
答案 A
31.(2023山东,3,2分)下列分子属于极性分子的是 ( )
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
答案 B
32.(2023湖南,4,3分)下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
答案 A
33.(2022湖北,11,3分)磷酰三叠氮是一种高能分子,结构简式为。下列关于该分子的说法正确的是 ( )
A.为非极性分子
B.立体构型为正四面体形
C.加热条件下会分解并放出N2
D.分解产物NPO的电子式为
答案 C
34.(2022江苏,2,3分)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2的电子式为
B.H2O的空间构型为直线形
C.H2O2中O元素的化合价为-1
D.NaOH仅含离子键
答案 C
35.(2025浙江1月选考,17,16分)磷是生命活动中不可或缺的元素。
请回答:
(1)关于ⅤA族元素原子结构的描述,下列说法正确的是 。
A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同
B.As3+的最外层电子数为18
C.P3+的半径小于P5+的半径
D.电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态
(2)某化合物的晶胞如图。
①化学式是 ;
②将0.01 mol该化合物加入含少量石蕊的10 mL H2O中,实验现象是 (从酸碱性和溶解性角度推测)。
(3)两分子H3PO4(=4.8×10-13)脱水聚合得到一分子H4P2O7(=2.0×10-7),从P、HP2的结构角度分析差异的原因 。
(4)兴趣小组对某磷灰石[主要成分为 Ca5(PO4)3OH、Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl和少量SiO2]进行探究,设计了两种制备H3PO4的方法:
Ⅰ 用稍过量的浓H2SO4与磷灰石反应,得到H3PO4溶液、少量SiF4气体、渣(主要成分为CaSO4)。
Ⅱ 将磷灰石脱水、还原,得到的白磷(P4)燃烧后与水反应制得H3PO4溶液。
①方法Ⅰ,所得H3PO4溶液中含有的杂质酸是 。
②以方法Ⅰ中所得渣为硫源,设计实验制备无水Na2SO4,流程如下:
溶液A是 ,系列操作B是 ,操作C是 。
③方法Ⅱ中,脱水得到的Ca10(PO4)6O(足量)与炭(C)、SiO2高温下反应,生成白磷(P4)和另一种可燃性气体,该反应的化学方程式是 。
答案 (1)AD (2)①Ca3PCl3 ②溶液变蓝,产生气泡,生成悬浊液 (3)P中O的电子云密度大,易结合H+(或P比HP2原子个数少,体积小,且所带负电荷相等,故P更易结合H+) (4)①H2SO4、HCl、HF ②Na2CO3溶液 过滤、结晶、过滤、洗涤 加热脱水 ③2Ca10(PO4)6O+30C+20SiO2 3P4+30CO↑+20CaSiO3
36.(2022浙江6月选考,26,4分)(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是 。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是 。
答案 (1)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少,分子间作用力小
(2)Na+半径小于K+,Na+与H-的离子键作用强,H-更难失电子,还原性更弱
37.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为S和N,NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)S中心原子轨道的杂化类型为 ;N的空间构型为 (用文字描述)。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为 。
(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。
(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)= 。
(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图
答案 (1)sp3 平面(正)三角形
(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
(3)N
(4)1∶2
(5)
38.(2016江苏单科,21A,12分)[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
HOCH2CN的结构简式
(1)Zn2+基态核外电子排布式为 。
(2)1 mol HCHO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 。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(2)3 (3)sp3和sp (4)N
(5)或
39.(2014天津理综,7,14分)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是 。
a.原子半径和离子半径均减小
b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ,氧化性最弱的简单阳离子是 。
(3)已知:
化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物
熔点/℃ 2 800 2 050 714 191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ;
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
(4)晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:
Si(粗) SiCl4 SiCl4(纯) Si(纯)
写出SiCl4的电子式: ;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是 。
a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2
(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)b
(2)氩 Na+(或钠离子)
(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本
AlCl3是共价化合物,熔融态难导电
(4)
SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g) ΔH=+0.025a kJ·mol-1
(5)b
(6)4KClO3 KCl+3KClO4
40.(2014四川理综,8,13分)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。
请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是 ;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 。
(2)X离子的立体构型是 ;R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是 。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是 。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是 。
答案 (13分)(1)1s22s22p4 Cl (2)V形 O (3)2∶1
(4)2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
考点3 晶体结构与性质
1.(2025黑、吉、辽、蒙,9,3分)NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,当0.44≤x≤0.95时,其立方晶胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.与W最近且等距的O有6个
B.x增大时,W的平均价态升高
C.密度为 g·cm-3时,x=0.5
D.空位数不同,吸收的可见光波长不同
答案 B
2.(2025安徽,12,3分)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为d pm。下图给出了碘的单层结构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.127 g碘晶体中有NA个“卤键”
D.碘晶体的密度为 g·cm-3
答案 A
3.(2025浙江1月选考,13,3分)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.晶体类型为混合晶体
B.NH3与二价铁形成配位键
C.该化合物与水反应有难溶物生成
D.该化合物热稳定性比FeCl2高
答案 D
4.（2025河北，11，3分）SmCok(k>1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如图所示,晶胞参数a=500 pm、c=400 pm,M、N原子的分数坐标分别为(,,)、(,,)。设NA是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A.该物质的化学式为SmCo5
B.体心原子的分数坐标为(,,)
C.晶体的密度为 g·cm-3
D.原子Q到体心的距离为100 pm
答案 D
5.（2025湖北，9，3分）SO2晶胞是长方体,边长a≠b≠c,如图所示。下列说法正确的是( )
A.一个晶胞中含有4个O原子
B.晶胞中SO2分子的取向相同
C.1号和2号S原子间的核间距为 pm
D.每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个
答案 D
6.（2025陕晋青宁，8，3分）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为d g·cm-3。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是( )
A.沿晶胞体对角线方向的投影图为
B.Ag和B均为sp3杂化
C.晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个
D.Ag和B的最短距离为××1010 pm
答案 A
7.(2024山东,4,2分)下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是( )
A.金刚石(C) B.单晶硅(Si)
C.金刚砂(SiC) D.氮化硼(BN,立方相)
答案 B
8.(2024河北,12,3分)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.该铋氟化物的化学式为BiF3
B.粒子S、T之间的距离为a pm
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
答案 D
9.(2024黑、吉、辽,14,3分)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
答案 B
10.(2024贵州,8,3分)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。 下列说法错误的是( )
A.富勒烯C60是分子晶体
B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
答案 C
11.(2024湖南,12,3分)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2 Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是( )
A.合成反应中,还原剂是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+个数为4
C.每个C周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.C为V形结构
答案 D
12.(2024安徽,14,3分)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是( )
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=,Li+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
答案 B
13.(2023山东,5,2分)石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A.与石墨相比,(CF)x导电性增强
B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
C.(CF)x中C—C的键长比C—F短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
答案 B
14.(2023湖南,11,3分)科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 ( )
A.晶体最简化学式为KCaB6C6
B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D.晶体的密度为 g·cm-3
答案 C
15.(2023辽宁,14,3分)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是( )
A.图1晶体密度为72.5/(NA×a3×10-30) g·cm-3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
答案 C
16.(2022湖北,7,3分)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )
A.具有自范性
B.与C60互为同素异形体
C.含有sp3杂化的碳原子
D.化学性质与金刚石有差异
答案 A
17.(2022湖北,9,3分)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.Ca2+的配位数为6
B.与F-距离最近的是K+
C.该物质的化学式为KCaF3
D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
答案 B
18.(2022湖北,10,3分)Be2+和Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。下列说法错误的是 ( )
A.Be2+与Al3+都能在水中与氨形成配合物
B.BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低
C.Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性
D.Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在
答案 A
19.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是 ( )
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
答案 A
20.(2022山东,15,4分)(双选)Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是 ( )
A.每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为x
B.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞,转移电子数为8
C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-x
D.当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时,每转移(1-y)mol电子,产生(1-x)mol Cu原子
答案 BD
21.(2022江苏,5,3分)下列说法正确的是 ( )
A.金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B.SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2
D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同
答案 B
22.（2025北京，15，10分）)通过MgCl2和[Mg(NH3)6]Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。
(1)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整:。
(2)NH3分子中H—N—H键角小于109°28',从结构角度解释原因: 。
(3)[Mg(NH3)6]Cl2的晶胞是立方体结构,边长为a nm,结构示意图如图所示。
①[Mg(NH3)6]Cl2的配体中,配位原子是 。
②已知[Mg(NH3)6]Cl2的摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为 g·cm-3。(1 nm=10-7 cm)
(4)MgCl2和NH3反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下,MgCl2和NH3反应生成[Mg(NH3)6]Cl2而不生成[Mg(NH3)]Cl2 。分析原因: 。
②从平衡的角度推断利于[Mg(NH3)6]Cl2脱除NH3生成MgCl2的条件并说明理由: 。
答案
3s 3p
（2）NH3的中心原子N上的价层电子对数为4,孤电子对数为1,采取sp3杂化,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,故H—N—H键角小于109°28'
(3)①N ②×1021 (4)①生成[Mg(NH3)6]Cl2的反应的活化能小于生成[Mg(NH3)]Cl2的反应的活化能 ②高温、低压;MgCl2(s)+6NH3(g) [Mg(NH3)6]Cl2(s)是气体分子数减小的放热反应,故高温、低压有利于平衡逆向移动
23.(2024北京,15,9分)锡(Sn)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:
(2)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。
①SnCl2分子的VSEPR模型名称是 。
②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的 轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(3)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图:白锡具有体心四方结构;灰锡具有立方金刚石结构。
①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有 个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为v1 nm3和v2 nm3,则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。
(4)单质Sn的制备:将SnO2与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800 ℃,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气在800 ℃下,SnO2能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是 。
答案
(1)
(2)①平面三角形 ②1个sp3杂化
(3)①4 ②∶
(4)空气中的O2将C氧化为CO,CO与SnO2发生气固反应，速率快
24.(2024山东,16,12分)锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)Mn在元素周期表中位于第 四 周期 ⅦB 族;同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 Cr (填元素符号)。
(2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,该氧化物化学式为 MnO2 。
当MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价 降低 (填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是 A (填标号)。
A.CaO B.V2O5 C.Fe2O3 D.CuO
(3)[BMIM]+B(见右图)是MnOx晶型转变的诱导剂。B的空间构型为 正四面体形 ;[BMIM]+中咪唑环存在大π键,则N原子采取的轨道杂化方式为 sp2 。
(4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是 FDCA形成的分子间氢键多于HMF 。
18.(2024浙江6月选考,17,10分)氧是构建化合物的重要元素。请回答:
(1)某化合物的晶胞如图1,Cl-的配位数(紧邻的阳离子数)为 12 ;写出该化合物的化学式 K3OCl ;写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式 K3OCl+2NH4Cl 3KCl+2NH3↑+H2O 。
图1
(2)下列有关单核微粒的描述正确的是 AB 。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子
(3)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。
HA HB
HC HD
图2
①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序 HC>HB>HA ,请说明理由 吸电子能力:CO>CS>CSe,吸电子能力越强,羟基上的氢带正电荷越多,与水分子中的氧原子作用越强,即氢键越强 。
②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由 原子半径:S>O,键长:S—H>O—H,S—H键更易断键电离,因此HD的酸性更强,酸根更不易水解,碱性:NaC>NaD 。
25.(2024全国甲,35,15分)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 2 ,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为 +4 。
(2)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为 bd (填标号)。
a.离子键 b.极性共价键
c.非极性共价键 d.配位键
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是 C ,硅原子的杂化轨道类型为 sp3 。
(4)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原因: SnF4是离子晶体,熔点最高;SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,三者结构相似,相对分子质量:SnI4>SnBr4>SnCl4,范德华力:SnI4>SnBr4>SnCl4,故熔点:SnI4>SnBr4>SnCl4 。
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 -34 29 143
(5)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为 6 。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为 g·cm-3(列出计算式)。
26.(2024浙江1月选考,17,10分)氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知:+H2O
请回答:
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是 Cr(H2O)4Cl2 ,晶体类型是 分子晶体 。
(2)下列说法正确的是 CD 。
A.电负性:B>N>O
B.离子半径:P3-C.第一电离能:GeD.基态Cr2+的简化电子排布式:[Ar]3d4
(3)①H2N—NH2+H+H2N—N,其中—NH2的N原子杂化方式为 sp3 ;比较键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2 < H2N—N中的—N(填“>”“<”或“=”),请说明理由—NH2和—中N原子均采取sp3杂化,—NH2中N原子上有1个孤电子对,而—N中N原子上没有孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 。
②将HNO3与SO3按物质的量之比1∶2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是N。比较氧化性强弱:N > HNO3(填“>”“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式 。
27.(2023全国甲,35,15分)将酞菁—钴酞菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为 ,其中属于原子晶体的是 ,C60间的作用力是 。
图1
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
图2
酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为 ,氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。AlF3结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,F-的配位数为 。若晶胞参数为a pm,晶体密度ρ= g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
答案 (1)同素异形体 金刚石 范德华力
(2)③ +2 配位
(3)sp3 离子 2 (或×1030)
28.(2023全国乙,35,15分)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价电子排布式为 。
橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质 NaCl SiCl4 GeCl4 SnCl4
熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 -34.1
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是 。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因 。SiCl4的空间结构为 ,其中Si的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个Mg。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。
答案 (1)3d64s2 O>Si>Fe>Mg +2
(2)NaCl为离子晶体,SiCl4为分子晶体,离子键比分子间作用力强 SiCl4、GeCl4、SnCl4的相对分子质量增大,分子间作用力增强,则熔点逐渐升高 正四面体形 sp3
(3)1 MgB2 a
29.(2023山东,16,12分)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)-40 ℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为 ,HOF水解反应的产物为 (填化学式)。
(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为 ;O—Cl—O键角 Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因 。
(3)一定条件下,CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式为 。若阿伏加德罗常数的值为NA,化合物X的密度ρ= g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
答案 (1)分子晶体 HF和H2O2
(2)sp2 > ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存在Cl—O σ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短
(3)CuCl2+4K+2F2 2KCl+K2CuF4
30.(2023浙江1月选考,17,10分)硅材料在生活中占有重要地位。
请回答:
(1)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为 ,分子中氮原子的杂化轨道类型是 。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3,其受热不稳定的原因是 。
(2)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是 。
A.微粒半径:③>①>②
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
(3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是 ,该化合物的化学式为 。
答案 (1)四面体 sp3 Si周围的NH2基团体积较大,受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si—N键能相对较小];产物中气态分子数显著增多(熵增)
(2)AB
(3)共价晶体 SiP2
31.(2022湖南,18,15分)铁和硒(Se)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Se原子的核外电子排布式为[Ar] ;
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SeO3分子 Se离子(填“>”“<”或“=”),原因是 。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)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σ键与π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H2,将N3-转化为N,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N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a=b=0.4 nm、c=1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
答案 (1)①3d104s24p4 ②8 ③> SeO3中Se采取sp2杂化,Se中Se采取sp3杂化
(2)①11∶3 ②O>C>H>Fe
(3)①sp3 ②H2O或H2S
(4)①KFe2Se2 ②4
③
32.(2022全国甲,35,15分)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2CH2)与四氟乙烯(CF2CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为 。
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填标号),判断的根据是 ;第三电离能的变化图是 (填标号)。
(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构 。
(4)CF2CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为 和 ;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因 。
(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是 ;若该立方晶胞参数为a pm,正负离子的核间距最小为 pm。
答案 (1)
(2)a 同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满稳定结构,第一电离能比O原子大 b
(3)H—F…H—F…H—F
(4)sp2 sp3 F的电负性比H大,C—F键的键能比C—H键的大
(5)Ca2+ a
33.(2022全国乙,35,15分)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)氟原子激发态的电子排布式有 ,其中能量较高的是 。(填标号)
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一个 杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl 键,并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键()。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是 ,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ) 。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 。解释X的熔点比Y高的原因 。
(4)α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图所示),Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,α-AgI晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm= m3·mol-1(列出算式)。
答案 (1)ad d
(2)①sp2 σ ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键越短
(3)CsCl CsCl是离子晶体,熔化时需要克服Cs+和Cl-之间的离子键,而ICl是分子晶体,熔化时只需要克服范德华力
(4)固体电解质 (5.04×10-10)3NA
34.(2022山东,16,12分)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞,晶胞参数为a=b≠c,α=β=γ=90°。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为 ,在元素周期表中位置为 。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,Ni2+与Zn2+的配位数之比为 ;x∶y∶z= ;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是 。
(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据 (填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是① ,② 。
、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
答案 (1)3d84s2 第四周期第Ⅷ族
(2)2∶3 2∶1∶1 Ni2+、Zn2+
(3)D 吡啶与H2O分子形成分子间氢键 吡啶是极性分子比非极性分子苯更易溶于水
35.(2022浙江1月选考,26,4分)(1)两种有机物的相关数据如下表:
物质 HCON(CH3)2 HCONH2
相对分子质量 73 45
沸点/℃ 153 220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是 。
(2)四种晶体的熔点数据如下表:
物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔点/℃ -183 -90 -127 >1 000
CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是 。
答案 (1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,HCONH2分子间存在氢键,破坏一般的分子间作用力更容易,所以沸点低
(2)CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大
36.(2022北京,15,9分)工业中可利用生产钛白的副产物FeSO4·7H2O和硫铁矿(FeS2)联合制备铁精粉(FexOy)和硫酸,实现能源及资源的有效利用。
(1)FeSO4·7H2O结构示意图如图1。
图1
①Fe2+的价层电子排布式为 。
②H2O中O和S中S均为sp3杂化,比较H2O中H—O—H键角和S中O—S—O键角的大小并解释原因 。
③FeSO4·7H2O中H2O与Fe2+、H2O与S的作用力类型分别是 。
(2)FeS2晶体的晶胞形状为立方体,边长为a nm,结构如图2。
图2
①距离Fe2+最近的阴离子有 个。
②FeS2的摩尔质量为120 g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度为 g·cm-3。(1 nm=10-9 m)
(3)FeSO4·7H2O加热脱水后生成FeSO4·H2O,再与FeS2在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。FeSO4·H2O分解和FeS2在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用FeS2作为FeSO4·H2O分解的燃料,从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点 。
图3
答案 (1)①3d6 ②孤电子对有较大斥力,使键角小于键角 ③配位键、氢键
(2)①6 ②
(3)FeS2燃烧放热为FeSO4·H2O分解提供能量;反应产物是铁精粉和制硫酸的原料
37.(2022广东,20,14分)硒(Se)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(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:
(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为 。
(2)H2Se的沸点低于H2O,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Se—Se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sp与sp2
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H2SeO4 H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。Se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a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。
图a
图b
①X的化学式为 。
②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρ g·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为 nm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。
答案 (1)4s24p4
(2)H2O分子间形成氢键,H2Se分子间只有范德华力
(3)BDE (4)O、Se
(5)> 正四面体形
(6)①K2SeBr6 ②××107
38.(2022海南,19,14分)以Cu2O、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()都是合成酞菁的原料,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。Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是 。
(6)左下图为某ZnO晶胞示意图,右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。◇abcd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 、 。
答案 (1)1s22s22p4或[He]2s22p4 2
(2)自由电子在外加电场中作定向移动
(3)sp2 两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,熔点更高
(4)Zn+4NH3·H2O [Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH-+2H2O
(5)N的电负性小于O
(6)◇bcfe ◇dcih
39.(2022河北,17,15分)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料,可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是 ,原因是 。
(3)SnC的几何构型为 ,其中心离子杂化方式为 。
(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是 (填标号)。
A.[Cu(NH3)2]Cl B.[Cu(NH3)4]SO4
C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4]
(5)下图是硫的四种含氧酸根的结构:
根据组成和结构推断,能在酸性溶液中将Mn2+转化为Mn的是 (填标号),理由是 。
(6)下图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。
①该物质的化学式为 。
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中A原子的坐标为(,,),则B原子的坐标为 。
答案 (1)2∶1(或1∶2)
(2)Cu Cu的第二电离能是失去3d10电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s1电子所需的最低能量,Zn的第二电离能是失去4s1电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s2电子所需的最低能量,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
(3)三角锥形 sp3
(4)B
(5)D D中含有-1价的O,具有强氧化性,能将Mn2+转化为Mn
(6)①Cu2ZnSnS4 ②(,,)
40.(2016课标Ⅱ,37,15分)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:
(1)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 。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(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=1 958 kJ·mol-1、INi=1 753 kJ·mol-1,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d g·cm-3,晶胞参数a= nm。
答案 (15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(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 ②×107
41.(2016海南单科,19-Ⅱ,14分)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:
(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=0.542 nm,此晶体的密度为 g·cm–3。(写出计算式,不要求计算结果。阿伏加德罗常数的值为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 。
答案 (1)金属晶体 金属键 12
(2)1s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正四面体
(3)①CuCl 或
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)
[Cu(NH3)4]2+
42.(2015课标Ⅱ,37,15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为 。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为 。
(4)化合物D2A的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为 。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,F的化学式为 ;晶胞中A原子的配位数为 ;列式计算晶体F的密度(g·cm-3) 。
答案 (15分)(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(每空1分,共2分)
(2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体
离子晶体(每空1分,共4分)
(3)三角锥形 sp3(每空1分,共2分)
(4)V形 4
2Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)
(5)Na2O 8 =2.27 g·cm-3(1分,1分,2分,共4分)
43.(2014课标Ⅰ,37,15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)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,可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有 个未成对电子,Fe3+的电子排布式为 。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为 。
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为 。列式表示Al单质的密度 g·cm-3(不必计算出结果)。
答案 (1)X-射线衍射
(2)4 1s22s22p63s23p63d5 血红色
(3)sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16
(4)12
44.(2014山东理综,33,12分)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。
(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为 。
(2)图乙中,1号C的杂化方式是 ,该C与相邻C形成的键角 (填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有 (填元素符号)。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为 ,该材料的化学式为 。
答案 (1)3 (2)sp3 < (3)O、H (4)12 M3C60
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考点1 化学键
1.(2025黑、吉、辽、蒙,2,3分)侯氏制碱法突破西方技术垄断,推动了世界制碱技术的发展,其主要反应为NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。下列有关化学用语或说法正确的是( )
A.CO2的电子式:
B.H2O的空间结构:直线形
C.NH4Cl的晶体类型:离子晶体
D.溶解度:NaHCO3>NH4HCO3
答案 C
2.(2025安徽,5,3分)氟气通过碎冰表面,发生反应①F2+H2O HOF+HF,生成的HOF遇水发生反应②HOF+H2O HF+H2O2。下列说法正确的是( )
A.HOF的电子式为
B.H2O2为非极性分子
C.反应①中有非极性键的断裂和形成
D.反应②中HF为还原产物
答案 A
3.(2025安徽,7,3分)氨是其他含氮化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成N2。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu(H2O)4]SO4溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与HgCl2溶液反应生成Hg(NH2)Cl沉淀。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是( )
A.与H+结合的能力:OH->N
B.与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+
C.H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H
D.微粒所含电子数:N>N
答案 B
4.（2025河南，2,3分）下列化学用语或图示正确的是( )
A.反-1,2-二氟乙烯的结构式:
B.二氯甲烷分子的球棍模型:
C.基态S原子的价电子轨道表示式:
D.用电子式表示CsCl的形成过程:
答案 B
5.（2025陕晋青宁，2，3分）下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.CS2的电子式为
B.基态Be原子的价电子排布式为2s22p2
C.C2H2的球棍模型为
D.反-2-丁烯的结构简式为
答案 A
6.(2024北京,2,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是( )
A.H2O2的电子式:
B.CH4分子的球棍模型:
C.Al3+的结构示意图:
D.乙炔的结构式:
答案 A
7.(2024江苏,2,3分)反应PbS+4H2O2PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是( )
A.S2-的结构示意图为
B.H2O2中既含离子键又含共价键
C.S中S元素的化合价为+6
D.H2O的空间构型为直线形
答案 C
8.(2024江苏,7,3分)下列有关反应描述正确的是( )
A.CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH断裂C—O键
B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
答案 B
9.(2024黑、吉、辽,2,3分)下列化学用语或表述正确的是( )
A.中子数为1的氦核素He B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p-p σ键 D.PCl3的空间结构:平面三角形
答案 C
10.(2024贵州,2,3分)下列叙述正确的是( )
A.KBr的电子式:K+[∶Br]-
B.聚乙炔的结构简式:
C.S的空间结构:平面三角形
D.的名称:2-甲基-2-丁烯
答案 B
11.(2024山东,9,2分)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中代表F原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
答案 C
12.(2024湖南,2,3分)下列化学用语表述错误的是( )
A.NaOH的电子式:
B.异丙基的结构简式:
C.NaCl溶液中的水合离子:
D.Cl2分子中σ键的形成:
答案 C
13.(2024浙江1月选考,3,3分)下列表示不正确的是( )
A.中子数为10的氧原子O
B.SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C.用电子式表示KCl的形成过程:
D.的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
答案 D
14.(2023新课标,12,6分)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是( )
A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B.反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成
C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+
D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2
答案 D
15.(2023浙江1月选考,12,3分)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3 2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为
B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
答案 D
16.(2022北京,7,3分)已知:H2+Cl2 2HCl。下列说法不正确的是 ( )
H2在Cl2中燃烧
A.H2分子的共价键是s-s σ键,Cl2分子的共价键是s-p σ键
B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能
答案 A
17.(2022北京,9,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是 ( )
化学键 C—H Si—H C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性:CH4>SiH4
B.键长:
答案 C
18.(2022海南,10,4分)(双选)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是 ( )
A.HCl的电子式为
B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
答案 BD
19.(2022湖南,2,3分)下列说法错误的是 ( )
A.氢键、离子键和共价键都属于化学键
B.化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C.药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
答案 A
20.(2022浙江1月选考,5,2分)下列表示不正确的是 ( )
A.乙炔的结构简式:
B.KOH的电子式:
C.乙烷的球棍模型:
D.氯离子的结构示意图:
答案 C
考点2 分子结构与性质
1.(2025山东,8,2分)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是( )
性质差异 主要原因
A 沸点:H2O>H2S 电离能:O>S
B 酸性:HClO>HBrO 电负性:Cl>Br
C 硬度:金刚石>晶体硅 原子半径:Si>C
D 熔点:MgO>NaF 离子电荷:Mg2+>Na+,O2->F-
答案 A
2.(2025黑、吉、辽、蒙,3,3分)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O 2HClO。下列说法正确的是( )
A.反应中各分子的σ键均为p-p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
答案 B
3.(2025山东,7,2分)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是( )
A.NaN3的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.NaN3为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
答案 B
4.(2025江苏,5,3分)中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:KNO3、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(C15H22O5,含—O—O—)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。
下列说法正确的是( )
A.硫黄有S2、S2-、S4等多种同素异形体
B.高温下青蒿素分子结构稳定
C.NH3分子中H—N—H键角大于CH4分子中H—C—H键角
D.如图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
答案 D
5.(2025浙江1月选考,1,3分)下列属于极性分子的是( )
A.HCl B.N2 C.He D.CH4
答案 A
6.(2025江苏,4,3分)在溶有15-冠-5()的有机溶剂中,苄氯()与NaF发生反应:
+NaF++
下列说法正确的是( )
A.苄氯是非极性分子
B.电负性:χ(F)<χ(Cl)
C.离子半径:r(F-)>r(Na+)
D.X中15-冠-5与Na+间存在离子键
答案 C
7.（2025河南，9,3分）9.自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量Mr=870+32x(x为整数)。
下列说法正确的是( )
A.x=1 B.第一电离能:C
答案 A
8.（2025湖北，5，3分）下列说法错误的是( )
A.胶体粒子对光线散射产生丁达尔效应
B.合成高分子是通过聚合反应得到的一类纯净物
C.配位化合物通过“电子对给予—接受”形成配位键
D.超分子可以由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成
答案B
9.（2025湖北，2，3分）2.下列化学用语表达错误的是( )
A.甲醛(HCHO)的分子空间结构模型:
B.制备聚乙炔:n
C.碳酸银溶于硝酸的离子方程式:C+2H+ H2O+CO2↑
答案 C
10（2025湖北，7，3分）7.下列关于物质性质或应用解释错误的是( )
选项 性质或应用 解释
A 石蜡油的流动性比水的差 石蜡油的分子间作用力比水的小
B NH3溶于水显碱性 NH3可结合水中的质子
C OF2可以氧化H2O OF2中O显正电性
D 石墨作为润滑剂 石墨层间靠范德华力维系
答案 A
11.（2025陕晋青宁，6，3分）下列对物质性质的解释错误的是( )
选项 物质性质 解释
A 氯化钠熔点高于氯化铯 氯化钠离子键强于氯化铯
B 碘易溶于四氯化碳 碘和四氯化碳都是非极性分子
C 草酸氢钠溶液显酸性 草酸氢根离子水解程度大于电离程度
D 离子液体导电性良好 离子液体中有可移动的阴、阳离子
答案 C
12.（2025湖北，13，3分）N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是( )
A.KNO3的熔点比K3PO4的低,因为KNO3的离子键更强
B.磷单质通常不以P2形式存在,因为磷磷之间难以形成三键
C.次磷酸比硝酸的酸性弱,因为前者的H—O键极性小
D.P形成PF5而N形成NF3,因为P的价层电子轨道更多且半径更大
答案 A
13.（2025北京，9，3分）依据下列事实进行的推测正确的是( )
事实 推测
A NaCl固体与浓硫酸反应可制备HCl气体 NaI固体与浓硫酸反应可制备HI气体
B BaSO4难溶于盐酸,可作“钡餐”使用 BaCO3可代替BaSO4作“钡餐”
C 盐酸和NaHCO3溶液反应是吸热反应 盐酸和NaOH溶液反应是吸热反应
D H2O的沸点高于H2S HF的沸点高于HCl
答案 D
14.（2025广东，13，4分） 由结构不能推测出对应性质的是( )
选项 结构 性质
A SO3的VSEPR模型为平面三角形 SO3具有氧化性
B 钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同 钾和钠的焰色不同
C 乙烯和乙炔分子均含有π键 两者均可发生加聚反应
D 石墨层中未参与杂化的p轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运动 石墨具有类似金属的导电性
答案 A
15.（2025甘肃，7，3分）物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的是( )
选项 事实 结构因素
A K与Na产生的焰色不同 能量量子化
B SiH4的沸点高于CH4 分子间作用力
C 金属有良好的延展性 离子键
D 刚玉(Al2O3)的硬度大,熔点高 共价晶体
答案 C
16.（2025甘肃，9，3分）我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是( )
图a 图b
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比小
D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
答案 B
17.（2025河北，5，3分）下列化学用语表述正确的是( )
A.中子数为12的氖核素Ne
B.氯化镁的电子式:
C.甲醛分子的球棍模型:
D.C的价层电子对互斥模型:
答案 C
18.（2025河北，8，3分）化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是( )
选项 宏观现象 微观解释
A 氮气稳定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B 苯不能使溴的CCl4溶液褪色 苯分子中碳原子形成了稳定的大π键
C 天然水晶呈现多面体外形 原子在三维空间里呈周期性有序排列
D 氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体 离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
答案 D
19.(2024浙江6月选考,3,3分)下列表示不正确的是( )
A.CO2的电子式:
B.Cl2中共价键的电子云图:
C.NH3的空间填充模型:
D.3,3-二甲基戊烷的键线式:
答案 A
20.(2024浙江6月选考,7,3分)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是( )
选项 结构或性质 用途
A 石墨呈层状结构,层间以范德华力结合 石墨可用作润滑剂
B SO2具有氧化性 SO2可用作漂白剂
C 聚丙烯酸钠()中含有亲水基团 聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
D 冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与K+直径(276 pm)接近 冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度
答案 B
21.(2024浙江6月选考,14,3分)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是( )
A.Si5Cl10分子结构可能是
B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸
C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2
D.Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10
答案 A
22.(2024北京,9,3分)氘代氨(ND3)可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到ND3:①Mg3N2与D2O的水解反应;②NH3与D2O反应。下列说法不正确的是( )
A.NH3和ND3可用质谱法区分
B.NH3和ND3均为极性分子
C.方法①的化学方程式是Mg3N2+6D2O 3Mg(OD)2+2ND3↑
D.方法②得到的产品纯度比方法①的高
答案 D
23.(2024河北,8,3分)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是( )
选项 实例 解释
A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的
B CO2、CH2O、CCl4键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大
D 逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同 各步中的C—H键所处化学环境不同
答案 B
24.(2024河北,9,3分)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:NH4ClO4+2C NH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是( )
A.HCl的形成过程可表示为
B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C.在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式
D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
答案 B
25.(2024黑、吉、辽,9,3分)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
答案 B
26.(2024湖南,9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:B
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
答案 A
(2024安徽)阅读下列材料,完成27~28小题。
地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
27.(2024安徽,6,3分)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
答案 A
28.(2024安徽,7,3分)下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是( )
A.键角:NH3>N
B.熔点:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
答案 D
29.(2024安徽,8,3分)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A.该物质中Ni为+2价
B.基态原子的第一电离能:Cl>P
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
答案 C
30.(2023新课标,9,6分)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:C
答案 A
31.(2023山东,3,2分)下列分子属于极性分子的是 ( )
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
答案 B
32.(2023湖南,4,3分)下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
答案 A
33.(2022湖北,11,3分)磷酰三叠氮是一种高能分子,结构简式为。下列关于该分子的说法正确的是 ( )
A.为非极性分子
B.立体构型为正四面体形
C.加热条件下会分解并放出N2
D.分解产物NPO的电子式为
答案 C
34.(2022江苏,2,3分)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是 ( )
A.Na2O2的电子式为
B.H2O的空间构型为直线形
C.H2O2中O元素的化合价为-1
D.NaOH仅含离子键
答案 C
35.(2025浙江1月选考,17,16分)磷是生命活动中不可或缺的元素。
请回答:
(1)关于ⅤA族元素原子结构的描述,下列说法正确的是 。
A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同
B.As3+的最外层电子数为18
C.P3+的半径小于P5+的半径
D.电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态
(2)某化合物的晶胞如图。
①化学式是 ;
②将0.01 mol该化合物加入含少量石蕊的10 mL H2O中,实验现象是 (从酸碱性和溶解性角度推测)。
(3)两分子H3PO4(=4.8×10-13)脱水聚合得到一分子H4P2O7(=2.0×10-7),从P、HP2的结构角度分析差异的原因 。
(4)兴趣小组对某磷灰石[主要成分为 Ca5(PO4)3OH、Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl和少量SiO2]进行探究,设计了两种制备H3PO4的方法:
Ⅰ 用稍过量的浓H2SO4与磷灰石反应,得到H3PO4溶液、少量SiF4气体、渣(主要成分为CaSO4)。
Ⅱ 将磷灰石脱水、还原,得到的白磷(P4)燃烧后与水反应制得H3PO4溶液。
①方法Ⅰ,所得H3PO4溶液中含有的杂质酸是 。
②以方法Ⅰ中所得渣为硫源,设计实验制备无水Na2SO4,流程如下:
溶液A是 ,系列操作B是 ,操作C是 。
③方法Ⅱ中,脱水得到的Ca10(PO4)6O(足量)与炭(C)、SiO2高温下反应,生成白磷(P4)和另一种可燃性气体,该反应的化学方程式是 。
答案 (1)AD (2)①Ca3PCl3 ②溶液变蓝,产生气泡,生成悬浊液 (3)P中O的电子云密度大,易结合H+(或P比HP2原子个数少,体积小,且所带负电荷相等,故P更易结合H+) (4)①H2SO4、HCl、HF ②Na2CO3溶液 过滤、结晶、过滤、洗涤 加热脱水 ③2Ca10(PO4)6O+30C+20SiO2 3P4+30CO↑+20CaSiO3
36.(2022浙江6月选考,26,4分)(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是 。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是 。
答案 (1)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少,分子间作用力小
(2)Na+半径小于K+,Na+与H-的离子键作用强,H-更难失电子,还原性更弱
37.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为S和N,NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)S中心原子轨道的杂化类型为 ;N的空间构型为 (用文字描述)。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为 。
(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。
(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)= 。
(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图
答案 (1)sp3 平面(正)三角形
(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
(3)N
(4)1∶2
(5)
38.(2016江苏单科,21A,12分)[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
HOCH2CN的结构简式
(1)Zn2+基态核外电子排布式为 。
(2)1 mol HCHO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 。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(2)3 (3)sp3和sp (4)N
(5)或
39.(2014天津理综,7,14分)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是 。
a.原子半径和离子半径均减小
b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ,氧化性最弱的简单阳离子是 。
(3)已知:
化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物
熔点/℃ 2 800 2 050 714 191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ;
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
(4)晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:
Si(粗) SiCl4 SiCl4(纯) Si(纯)
写出SiCl4的电子式: ;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是 。
a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2
(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式: 。
答案 (1)b
(2)氩 Na+(或钠离子)
(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本
AlCl3是共价化合物,熔融态难导电
(4)
SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g) ΔH=+0.025a kJ·mol-1
(5)b
(6)4KClO3 KCl+3KClO4
40.(2014四川理综,8,13分)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。
请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是 ;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 。
(2)X离子的立体构型是 ;R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是 。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是 。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是 。
答案 (13分)(1)1s22s22p4 Cl (2)V形 O (3)2∶1
(4)2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
考点3 晶体结构与性质
1.(2025黑、吉、辽、蒙,9,3分)NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,当0.44≤x≤0.95时,其立方晶胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.与W最近且等距的O有6个
B.x增大时,W的平均价态升高
C.密度为 g·cm-3时,x=0.5
D.空位数不同,吸收的可见光波长不同
答案 B
2.(2025安徽,12,3分)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为d pm。下图给出了碘的单层结构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.127 g碘晶体中有NA个“卤键”
D.碘晶体的密度为 g·cm-3
答案 A
3.(2025浙江1月选考,13,3分)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.晶体类型为混合晶体
B.NH3与二价铁形成配位键
C.该化合物与水反应有难溶物生成
D.该化合物热稳定性比FeCl2高
答案 D
4.（2025河北，11，3分）SmCok(k>1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如图所示,晶胞参数a=500 pm、c=400 pm,M、N原子的分数坐标分别为(,,)、(,,)。设NA是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A.该物质的化学式为SmCo5
B.体心原子的分数坐标为(,,)
C.晶体的密度为 g·cm-3
D.原子Q到体心的距离为100 pm
答案 D
5.（2025湖北，9，3分）SO2晶胞是长方体,边长a≠b≠c,如图所示。下列说法正确的是( )
A.一个晶胞中含有4个O原子
B.晶胞中SO2分子的取向相同
C.1号和2号S原子间的核间距为 pm
D.每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个
答案 D
6.（2025陕晋青宁，8，3分）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为d g·cm-3。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是( )
A.沿晶胞体对角线方向的投影图为
B.Ag和B均为sp3杂化
C.晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个
D.Ag和B的最短距离为××1010 pm
答案 A
7.(2024山东,4,2分)下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是( )
A.金刚石(C) B.单晶硅(Si)
C.金刚砂(SiC) D.氮化硼(BN,立方相)
答案 B
8.(2024河北,12,3分)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.该铋氟化物的化学式为BiF3
B.粒子S、T之间的距离为a pm
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
答案 D
9.(2024黑、吉、辽,14,3分)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
答案 B
10.(2024贵州,8,3分)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。 下列说法错误的是( )
A.富勒烯C60是分子晶体
B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
答案 C
11.(2024湖南,12,3分)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2 Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是( )
A.合成反应中,还原剂是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+个数为4
C.每个C周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.C为V形结构
答案 D
12.(2024安徽,14,3分)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是( )
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=,Li+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
答案 B
13.(2023山东,5,2分)石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A.与石墨相比,(CF)x导电性增强
B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
C.(CF)x中C—C的键长比C—F短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
答案 B
14.(2023湖南,11,3分)科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 ( )
A.晶体最简化学式为KCaB6C6
B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D.晶体的密度为 g·cm-3
答案 C
15.(2023辽宁,14,3分)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是( )
A.图1晶体密度为72.5/(NA×a3×10-30) g·cm-3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
答案 C
16.(2022湖北,7,3分)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )
A.具有自范性
B.与C60互为同素异形体
C.含有sp3杂化的碳原子
D.化学性质与金刚石有差异
答案 A
17.(2022湖北,9,3分)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.Ca2+的配位数为6
B.与F-距离最近的是K+
C.该物质的化学式为KCaF3
D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
答案 B
18.(2022湖北,10,3分)Be2+和Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。下列说法错误的是 ( )
A.Be2+与Al3+都能在水中与氨形成配合物
B.BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低
C.Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性
D.Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在
答案 A
19.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是 ( )
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
答案 A
20.(2022山东,15,4分)(双选)Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是 ( )
A.每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为x
B.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞,转移电子数为8
C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-x
D.当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时,每转移(1-y)mol电子,产生(1-x)mol Cu原子
答案 BD
21.(2022江苏,5,3分)下列说法正确的是 ( )
A.金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B.SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2
D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同
答案 B
22.（2025北京，15，10分）)通过MgCl2和[Mg(NH3)6]Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。
(1)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整:。
(2)NH3分子中H—N—H键角小于109°28',从结构角度解释原因: 。
(3)[Mg(NH3)6]Cl2的晶胞是立方体结构,边长为a nm,结构示意图如图所示。
①[Mg(NH3)6]Cl2的配体中,配位原子是 。
②已知[Mg(NH3)6]Cl2的摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为 g·cm-3。(1 nm=10-7 cm)
(4)MgCl2和NH3反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下,MgCl2和NH3反应生成[Mg(NH3)6]Cl2而不生成[Mg(NH3)]Cl2 。分析原因: 。
②从平衡的角度推断利于[Mg(NH3)6]Cl2脱除NH3生成MgCl2的条件并说明理由: 。
答案
3s 3p
（2）NH3的中心原子N上的价层电子对数为4,孤电子对数为1,采取sp3杂化,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,故H—N—H键角小于109°28'
(3)①N ②×1021 (4)①生成[Mg(NH3)6]Cl2的反应的活化能小于生成[Mg(NH3)]Cl2的反应的活化能 ②高温、低压;MgCl2(s)+6NH3(g) [Mg(NH3)6]Cl2(s)是气体分子数减小的放热反应,故高温、低压有利于平衡逆向移动
23.(2024北京,15,9分)锡(Sn)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:
(2)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。
①SnCl2分子的VSEPR模型名称是 。
②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的 轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
(3)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图:白锡具有体心四方结构;灰锡具有立方金刚石结构。
①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有 个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为v1 nm3和v2 nm3,则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。
(4)单质Sn的制备:将SnO2与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800 ℃,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气在800 ℃下,SnO2能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是 。
答案
(1)
(2)①平面三角形 ②1个sp3杂化
(3)①4 ②∶
(4)空气中的O2将C氧化为CO,CO与SnO2发生气固反应，速率快
24.(2024山东,16,12分)锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)Mn在元素周期表中位于第 四 周期 ⅦB 族;同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 Cr (填元素符号)。
(2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,该氧化物化学式为 MnO2 。
当MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价 降低 (填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是 A (填标号)。
A.CaO B.V2O5 C.Fe2O3 D.CuO
(3)[BMIM]+B(见右图)是MnOx晶型转变的诱导剂。B的空间构型为 正四面体形 ;[BMIM]+中咪唑环存在大π键,则N原子采取的轨道杂化方式为 sp2 。
(4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是 FDCA形成的分子间氢键多于HMF 。
18.(2024浙江6月选考,17,10分)氧是构建化合物的重要元素。请回答:
(1)某化合物的晶胞如图1,Cl-的配位数(紧邻的阳离子数)为 12 ;写出该化合物的化学式 K3OCl ;写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式 K3OCl+2NH4Cl 3KCl+2NH3↑+H2O 。
图1
(2)下列有关单核微粒的描述正确的是 AB 。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子
(3)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。
HA HB
HC HD
图2
①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序 HC>HB>HA ,请说明理由 吸电子能力:CO>CS>CSe,吸电子能力越强,羟基上的氢带正电荷越多,与水分子中的氧原子作用越强,即氢键越强 。
②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由 原子半径:S>O,键长:S—H>O—H,S—H键更易断键电离,因此HD的酸性更强,酸根更不易水解,碱性:NaC>NaD 。
25.(2024全国甲,35,15分)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 2 ,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为 +4 。
(2)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为 bd (填标号)。
a.离子键 b.极性共价键
c.非极性共价键 d.配位键
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是 C ,硅原子的杂化轨道类型为 sp3 。
(4)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原因: SnF4是离子晶体,熔点最高;SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,三者结构相似,相对分子质量:SnI4>SnBr4>SnCl4,范德华力:SnI4>SnBr4>SnCl4,故熔点:SnI4>SnBr4>SnCl4 。
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 -34 29 143
(5)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为 6 。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为 g·cm-3(列出计算式)。
26.(2024浙江1月选考,17,10分)氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知:+H2O
请回答:
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是 Cr(H2O)4Cl2 ,晶体类型是 分子晶体 。
(2)下列说法正确的是 CD 。
A.电负性:B>N>O
B.离子半径:P3-
(3)①H2N—NH2+H+H2N—N,其中—NH2的N原子杂化方式为 sp3 ;比较键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2 < H2N—N中的—N(填“>”“<”或“=”),请说明理由—NH2和—中N原子均采取sp3杂化,—NH2中N原子上有1个孤电子对,而—N中N原子上没有孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 。
②将HNO3与SO3按物质的量之比1∶2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是N。比较氧化性强弱:N > HNO3(填“>”“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式 。
27.(2023全国甲,35,15分)将酞菁—钴酞菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为 ,其中属于原子晶体的是 ,C60间的作用力是 。
图1
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
图2
酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为 ,氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。AlF3结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,F-的配位数为 。若晶胞参数为a pm,晶体密度ρ= g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
答案 (1)同素异形体 金刚石 范德华力
(2)③ +2 配位
(3)sp3 离子 2 (或×1030)
28.(2023全国乙,35,15分)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价电子排布式为 。
橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质 NaCl SiCl4 GeCl4 SnCl4
熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 -34.1
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是 。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因 。SiCl4的空间结构为 ,其中Si的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个Mg。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。
答案 (1)3d64s2 O>Si>Fe>Mg +2
(2)NaCl为离子晶体,SiCl4为分子晶体,离子键比分子间作用力强 SiCl4、GeCl4、SnCl4的相对分子质量增大,分子间作用力增强,则熔点逐渐升高 正四面体形 sp3
(3)1 MgB2 a
29.(2023山东,16,12分)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)-40 ℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为 ,HOF水解反应的产物为 (填化学式)。
(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为 ;O—Cl—O键角 Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因 。
(3)一定条件下,CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式为 。若阿伏加德罗常数的值为NA,化合物X的密度ρ= g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
答案 (1)分子晶体 HF和H2O2
(2)sp2 > ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存在Cl—O σ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短
(3)CuCl2+4K+2F2 2KCl+K2CuF4
30.(2023浙江1月选考,17,10分)硅材料在生活中占有重要地位。
请回答:
(1)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为 ,分子中氮原子的杂化轨道类型是 。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3,其受热不稳定的原因是 。
(2)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是 。
A.微粒半径:③>①>②
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
(3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是 ,该化合物的化学式为 。
答案 (1)四面体 sp3 Si周围的NH2基团体积较大,受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si—N键能相对较小];产物中气态分子数显著增多(熵增)
(2)AB
(3)共价晶体 SiP2
31.(2022湖南,18,15分)铁和硒(Se)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Se原子的核外电子排布式为[Ar] ;
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SeO3分子 Se离子(填“>”“<”或“=”),原因是 。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)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σ键与π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H2,将N3-转化为N,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N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a=b=0.4 nm、c=1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
答案 (1)①3d104s24p4 ②8 ③> SeO3中Se采取sp2杂化,Se中Se采取sp3杂化
(2)①11∶3 ②O>C>H>Fe
(3)①sp3 ②H2O或H2S
(4)①KFe2Se2 ②4
③
32.(2022全国甲,35,15分)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2CH2)与四氟乙烯(CF2CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为 。
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填标号),判断的根据是 ;第三电离能的变化图是 (填标号)。
(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构 。
(4)CF2CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为 和 ;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因 。
(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是 ;若该立方晶胞参数为a pm,正负离子的核间距最小为 pm。
答案 (1)
(2)a 同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满稳定结构,第一电离能比O原子大 b
(3)H—F…H—F…H—F
(4)sp2 sp3 F的电负性比H大,C—F键的键能比C—H键的大
(5)Ca2+ a
33.(2022全国乙,35,15分)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)氟原子激发态的电子排布式有 ,其中能量较高的是 。(填标号)
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一个 杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl 键,并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键()。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是 ,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ) 。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 。解释X的熔点比Y高的原因 。
(4)α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图所示),Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,α-AgI晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm= m3·mol-1(列出算式)。
答案 (1)ad d
(2)①sp2 σ ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl Cl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键越短
(3)CsCl CsCl是离子晶体,熔化时需要克服Cs+和Cl-之间的离子键,而ICl是分子晶体,熔化时只需要克服范德华力
(4)固体电解质 (5.04×10-10)3NA
34.(2022山东,16,12分)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞,晶胞参数为a=b≠c,α=β=γ=90°。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为 ,在元素周期表中位置为 。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,Ni2+与Zn2+的配位数之比为 ;x∶y∶z= ;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是 。
(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据 (填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是① ,② 。
、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
答案 (1)3d84s2 第四周期第Ⅷ族
(2)2∶3 2∶1∶1 Ni2+、Zn2+
(3)D 吡啶与H2O分子形成分子间氢键 吡啶是极性分子比非极性分子苯更易溶于水
35.(2022浙江1月选考,26,4分)(1)两种有机物的相关数据如下表:
物质 HCON(CH3)2 HCONH2
相对分子质量 73 45
沸点/℃ 153 220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是 。
(2)四种晶体的熔点数据如下表:
物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔点/℃ -183 -90 -127 >1 000
CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是 。
答案 (1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,HCONH2分子间存在氢键,破坏一般的分子间作用力更容易,所以沸点低
(2)CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大
36.(2022北京,15,9分)工业中可利用生产钛白的副产物FeSO4·7H2O和硫铁矿(FeS2)联合制备铁精粉(FexOy)和硫酸,实现能源及资源的有效利用。
(1)FeSO4·7H2O结构示意图如图1。
图1
①Fe2+的价层电子排布式为 。
②H2O中O和S中S均为sp3杂化,比较H2O中H—O—H键角和S中O—S—O键角的大小并解释原因 。
③FeSO4·7H2O中H2O与Fe2+、H2O与S的作用力类型分别是 。
(2)FeS2晶体的晶胞形状为立方体,边长为a nm,结构如图2。
图2
①距离Fe2+最近的阴离子有 个。
②FeS2的摩尔质量为120 g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度为 g·cm-3。(1 nm=10-9 m)
(3)FeSO4·7H2O加热脱水后生成FeSO4·H2O,再与FeS2在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。FeSO4·H2O分解和FeS2在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用FeS2作为FeSO4·H2O分解的燃料,从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点 。
图3
答案 (1)①3d6 ②孤电子对有较大斥力,使键角小于键角 ③配位键、氢键
(2)①6 ②
(3)FeS2燃烧放热为FeSO4·H2O分解提供能量;反应产物是铁精粉和制硫酸的原料
37.(2022广东,20,14分)硒(Se)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(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:
(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为 。
(2)H2Se的沸点低于H2O,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Se—Se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sp与sp2
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H2SeO4 H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。Se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a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。
图a
图b
①X的化学式为 。
②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρ g·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为 nm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。
答案 (1)4s24p4
(2)H2O分子间形成氢键,H2Se分子间只有范德华力
(3)BDE (4)O、Se
(5)> 正四面体形
(6)①K2SeBr6 ②××107
38.(2022海南,19,14分)以Cu2O、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()都是合成酞菁的原料,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。Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是 。
(6)左下图为某ZnO晶胞示意图,右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。◇abcd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 、 。
答案 (1)1s22s22p4或[He]2s22p4 2
(2)自由电子在外加电场中作定向移动
(3)sp2 两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,熔点更高
(4)Zn+4NH3·H2O [Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH-+2H2O
(5)N的电负性小于O
(6)◇bcfe ◇dcih
39.(2022河北,17,15分)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料,可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是 ,原因是 。
(3)SnC的几何构型为 ,其中心离子杂化方式为 。
(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是 (填标号)。
A.[Cu(NH3)2]Cl B.[Cu(NH3)4]SO4
C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4]
(5)下图是硫的四种含氧酸根的结构:
根据组成和结构推断,能在酸性溶液中将Mn2+转化为Mn的是 (填标号),理由是 。
(6)下图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。
①该物质的化学式为 。
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中A原子的坐标为(,,),则B原子的坐标为 。
答案 (1)2∶1(或1∶2)
(2)Cu Cu的第二电离能是失去3d10电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s1电子所需的最低能量,Zn的第二电离能是失去4s1电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s2电子所需的最低能量,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
(3)三角锥形 sp3
(4)B
(5)D D中含有-1价的O,具有强氧化性,能将Mn2+转化为Mn
(6)①Cu2ZnSnS4 ②(,,)
40.(2016课标Ⅱ,37,15分)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:
(1)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 。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(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=1 958 kJ·mol-1、INi=1 753 kJ·mol-1,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d g·cm-3,晶胞参数a= nm。
答案 (15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(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 ②×107
41.(2016海南单科,19-Ⅱ,14分)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:
(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=0.542 nm,此晶体的密度为 g·cm–3。(写出计算式,不要求计算结果。阿伏加德罗常数的值为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 。
答案 (1)金属晶体 金属键 12
(2)1s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正四面体
(3)①CuCl 或
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)
[Cu(NH3)4]2+
42.(2015课标Ⅱ,37,15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为 。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为 。
(4)化合物D2A的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为 。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,F的化学式为 ;晶胞中A原子的配位数为 ;列式计算晶体F的密度(g·cm-3) 。
答案 (15分)(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(每空1分,共2分)
(2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体
离子晶体(每空1分,共4分)
(3)三角锥形 sp3(每空1分,共2分)
(4)V形 4
2Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)
(5)Na2O 8 =2.27 g·cm-3(1分,1分,2分,共4分)
43.(2014课标Ⅰ,37,15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)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,可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有 个未成对电子,Fe3+的电子排布式为 。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为 。
(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为 。列式表示Al单质的密度 g·cm-3(不必计算出结果)。
答案 (1)X-射线衍射
(2)4 1s22s22p63s23p63d5 血红色
(3)sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16
(4)12
44.(2014山东理综,33,12分)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。
(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为 。
(2)图乙中,1号C的杂化方式是 ,该C与相邻C形成的键角 (填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有 (填元素符号)。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为 ,该材料的化学式为 。
答案 (1)3 (2)sp3 < (3)O、H (4)12 M3C60
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