專項訓練物質結構與性質綜合題

1.(2023.全國.統(tǒng)考高考真題)將獻菁一鉆鈦一三氯化鋁復合嵌接在碳納米管上，制得

一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉栴}：

(1)圖1所示的幾種碳單質，它們互為，其中屬于原子晶體的是,C6。間

碳納米管

(2)獻菁和鉆酷菁的分子結構如圖2所示。

圖2

獻菁分子中所有原子共平面，其中P軌道能提供一對電子的N原子是(填圖2獻

菁中N原子的標號)。鉆配菁分子中，鉆離子的化合價為,氮原子提供孤對電子

與鉆離子形成鍵。

(3)氣態(tài)A1CL通常以二聚體Al2cQ的形式存在，其空間結構如圖3a所示，二聚體中A1的

軌道雜化類型為oA1F,的熔點為1090C,遠高于A1CL的192C,由此可以判斷

鋁氟之間的化學鍵為鍵。A嗎結構屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，H的配位

數為0若晶胞參數為印m,晶體密度。=g.cm^列出計算式，阿伏加

德羅常數的值為NA)。

o

O

0O

Q：o

圖3aAl2ck的分子結構圖3bAIF3的晶體結構

2.(2023?全國?統(tǒng)考高考真題)中國第一輛火星車“祝融號''成功登陸火星。探測發(fā)現(xiàn)火

星上存在大量橄欖石礦物(MgxFe“SiC>4)。回答下列問題：

(1)基態(tài)Fe原子的價電子排布式為。橄欖石中，各元素電負性大小順序為

鐵的化合價為o

(2)已知一些物質的熔點數據如下表：

物質熔點/℃

NaCl800.7

SiCl4-68.8

GeCl4-51.5

SnCl4-34.1

Na與Si均為第三周期元素，NaCl熔點明顯高于SiCL，原因是。分析同族元素

的氯化物SiCl,、GeCl”、SnCl,熔點變化趨勢及其原因_______。SiCl,的空間結構為

,其中Si的軌道雜化形式為。

(3)一種硼鎂化合物具有超導性能，晶體結構屬于六方晶系，其晶體結構、晶胞沿c軸的

投影圖如下所示，晶胞中含有個Mg。該物質化學式為,B-B最近距離

為。

3.（2023?山東?統(tǒng)考高考真題）鹵素可形成許多結構和性質特殊的化合物?；卮鹣铝袉?/p>

題：

（l）Y0℃時，F(xiàn)?與冰反應生成跟牙利HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體,固態(tài)"OF

的晶體類型為,"O/水解反應的產物為（填化學式）。

（2）002中心原子為Cl,Cl?。中心原子為O,二者均為V形結構，但C1O?中存在大兀鍵

（4）。C0中C1原子的軌道雜化方式_____；為O-C1-O鍵角Cl-O-C1鍵角（填

<”或“="）。比較CQ與CL。中C1-0鍵的鍵長并說明原因_____o

（3）一定條件下，CuCl2>K和F?反應生成KC1和化合物X。已知X屬于四方晶系，晶胞

結構如圖所示（晶胞參數a=bwc,a=p=Y=90。），其中Cu化合價為+2。上述反應的化

學方程式為o若阿伏加德羅常數的值為NA，化合物X的密度P=g<m-3（用

含NA的代數式表示）。

4.（2023?浙江?統(tǒng)考高考真題）氮的化合物種類繁多，應用廣泛。

請回答：

（1）基態(tài)N原子的價層電子排布式是

(2)與碳氫化合物類似，N、H兩元素之間也可以形成氮烷、氮烯。

①下列說法不無聊的是o

A.能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：Is22sl2P33sl

B.化學鍵中離子鍵成分的百分數：Ca3N2>Mg3N2

C.最簡單的氮烯分子式：N2H2

D.氮烷中N原子的雜化方式都是sp3

②氮和氫形成的無環(huán)氨多烯，設分子中氮原子數為n,雙鍵數為m,其分子式通式為

______O

③給出H+的能力：NH3[CuNH3r(填“>"或“<")，理由是。

(3)某含氮化合物晶胞如圖，其化學式為,每個陰離子團的配位數(緊鄰的陽

離子數)為。

5.(2023?山東?沂水縣第一中學校聯(lián)考模擬預測)I.銅及其化合物在生產、生活和科研

中應用廣泛。請回答下列問題：

(1)下列狀態(tài)的Cu微粒中，電離最外層一個電子所需能量最大的是(填字母)。

A.[Ar]3d1°4slB.[Ar]3d10

C.[Ar]3d94sl4PlD.[Ar]3』°4Pl

n.在CU(NC)3)2溶液中加入氨水至過量，生成[CU(NH3)J+。

(2)NO；中N原子的雜化類型是,NW分子的立體構型是。

⑶NN能與Cu?+形成[CU(NH3)J+，而NF,不能，其原因是,NH3的鍵角

比NF,的鍵角(填“大”或“小”)。

(4)配位原子提供孤電子對的能力是影響配體與Cu2+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配體的低，可能

的原因是o

(5)Cu+與CN-形成長鏈結構的陰離子如圖所示，該陰離子中。鍵與兀鍵的數目之比為

CNCN

II

(6)氯化亞銅常用作催化劑、殺菌劑，其晶胞結構可看作金剛石晶胞內部的碳原子被C1

原子代替，頂點和面心的碳原子均被Cu原子代替。以晶胞參數為單位長度建立的坐標

系，可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標。下圖為沿y軸投影的氯化亞銅

1I3

晶胞中所有原子的分布圖。若原子1的原子分數坐標為(7，4),則原子3的原子

444

分數坐標為,若晶胞中原子1和原子2之間的距離為dnm,則該晶胞的密

度為g-cm-3(設NA為阿伏加德羅常數的值)

6.(2023?海南海口?統(tǒng)考模擬預測)我國最新研究表明，鈦酸鋼/氧化鋅納米纖維具有良

好光催化性能，可以降解水中亞甲基藍等有機污染物90%以上，同時高效吸附Ni?+、

Cu2+,具有良好的應用前景。

(1)下列電子排布式表示Ti原子激發(fā)態(tài)的是。(填序號，下同)

a.[Ar]3dzs2b.[Ar]3dzs24Plc.[Ar]3d24d2

(2)光照使催化劑的電子被激發(fā)。該過程形成的原子光譜為(填“吸收”或“發(fā)

射”)光譜。

(3)[Cu(CN)4『中Cu的化合價是,其配位原子是。[Cu(CN)J-

穩(wěn)定性大于[CU(NH3)/+,從結構的角度解釋為o

(4)亞甲基藍分子結構如圖所示。

①其中環(huán)上C原子的雜化軌道類型為O

②亞甲基藍在水中的溶解度略大于乙醇，其可能的原因是O

(5)BaTiC>3晶體的密度為ag-cmE其晶胞結構如圖所示。BaTiC^的晶體中，距離領原

子最近的氧原子數為，二者之間的距離為pm(寫出表達式)。

7.(2023?廣西玉林?統(tǒng)考模擬預測)中科院大連化物所化學研究團隊在化學鏈合成NH3

研究方面取得新進展，該研究中涉及的物質有Ni—BaH2/ALO3、Fe-K2O-Al2O3,Cs

—Ru/MgO等，相關研究成果發(fā)表于《自然》上。請回答下列問題：

(l)[Fe(CN)6產離子中G鍵和兀鍵的數目之比為,Ni的價電子排布式____o

⑵元素的第一電離能：MgAl(填“>”或“<")。H、B、N、O的電負性由大到小的

順序為o

(3)已知MgO的熔點為2852℃,CaO的熔點為2614℃,二者的晶體類型為,NaBH4

陰離子的空間構型是o

(4)鋁離子電池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代儲能電池。鋁離子電

池一般采用離子液體作為電解質，一種電解質離子的結構如圖：

AIC1；

HCN

3^U^/?N-CH3

傳統(tǒng)的有機溶劑大多易揮發(fā)，而離子液體有相對難揮發(fā)的優(yōu)點，原因是,該電解

質陽離子結構中環(huán)上所有原子共面，其中氮原子的雜化方式為O

⑸鎮(zhèn)的某種氧化物常用作催化劑,其晶胞結構如圖所示。其中鎂離子形成面心立方結構,

氧離子填充在銀離子構成的八面體空隙中，填充率為100%。

?—Ni

O—O

①從該晶胞中能分割出來的結構圖有(填標號)。

a.b.c.d.e.

②已知該晶體密度為pg?cm-3,NA為阿伏伽德羅常數的值。該晶胞中銀離子周圍與其等

距離的銀離子距離為pm(用含p和NA的代數式表示)。

8.(2023?四川遂寧?統(tǒng)考模擬預測)鐵、銅及其化合物在生產生活中有著廣泛應用。回

答下列問題：

(1)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運動狀態(tài)有種。

⑵Fe和Cu的部分電離能數據如下：

元素FeCu

第一電離能759756

第二電離能b/kJ-mol」15611958

I?(Cu)大于L(Fe)的主要原因是

(3)C心可形成［Cu(en)2NH3KB耳入，en代表H?NCH2cH??4應。其中BF_的空間構型為

;en分子中各元素的電負性由小到大的順序為=

(4)K31Fe(CN)6］是檢驗Fe?+的特征試劑，lmol［Fe(CN)6r中含有mol◎鍵，該

離子中Fe?+雜化方式推斷合理的是。

A.sp2B.sp3C.sp3dD.d2sp3

(5)一種由Cu、In、Te組成的晶體屬四方晶系，晶胞參數和晶胞中各原子的投影位置如

圖所示，晶胞棱邊夾角均為90。。該晶體的化學式為。以晶胞參數為單位長度建

立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分數坐標，如A點、B點原子的

分數坐標分別為(0,0,0)、(；，；，；)。則C點原子的分數坐標為；晶胞中

A、D原子間距離d=cmo

9.(2023?海南?？?海南華僑中學?？寄M預測)我國的超級鋼研究已居于世界領先地

位，這種超級鋼由不同比例的鐵、車孟、銘、鉆、鋁、鋼等金屬元素合成，其強度很大,

在應用時能夠實現(xiàn)鋼板的輕薄化?；卮饐栴}：

(1)基態(tài)Fe原子中，電子占據的最高能層符號為o

(2)Mn在元素周期表中的位置為；MnCL可與NH?反應生成配合物，其組成為

MnCl2.6NH,,向1mol該配合物中加入足量AgNC)3溶液，能產生2moiAgCl沉淀，若

加入足量NaOH溶液、加熱、無刺激性氣味的氣體產生，則1mol該配合物中含有。鍵

的數目是;其中NH3的VSEPR模型的名稱是o

(3)研究表明，當化合物的陽離子有未成對電子時，該化合物具有磁性。下列物質可用作

錄音帶磁粉的是。

A.Fe2O3B.MnO2C.V2O5D.ZnO

(4)氮化銘(CrN)在超級電容器領域有良好應用前景，其晶體結構類型與氯化鈉相同。

①氮化銘的熔點比氯化鈉高的主要原因是。

②晶胞中Cr3+的配位數為o

(5)LiFeAs可組成一種新型材料，其立方晶胞結構如圖1所示。若晶胞參數為anm,A、

B處的兩個As原子之間距離為______nm,請在下方圖2上沿z軸方向投影圖中畫出

鐵原子的位置，用表示。

,Li*FeoAs

◎Li、As原子重疊

10.(2023?海南海口?統(tǒng)考模擬預測)近日，中國科學院上海有機化學研究所游書力研究

員團隊將銅催化的不對稱共軌加成反應與缽(Ir)催化的不對稱烯丙基取代反應相結合，

成功構建了含多個連續(xù)手性中心的酮類化合物，其原理如圖所示（Ac代表CH3co基，R，、

R''、R均為煌基）。

"A（1<jk

Rk乙

HR

回答下列問題：

（1）甲分子中含有的化學鍵類型是（填字母）O

A.離子鍵B.◎鍵C.非極性鍵

（2）合成丙時需要鋅、銅作催化劑。第二電離能與第一電離能之差較小的是

（填“Zn”或“Cu”），判斷理由是o

（3）若R、R\R',都是飽和煌基，在甲、丙中，存在順反異構體的是（填代號）。

（4）在含鉞催化劑作用下，甲烷選擇性氧化可合成多種高附加值的產品，原理如圖所示。

原子分散I耀化劑

①在圖中涉及的物質中，除了氫氣外，屬于非極性分子的是（填化學式）。

②Ir晶胞結構如圖所示，晶胞參數為apm,/為阿伏加德羅常數的值。

缽晶胞中，面心上Ir原子連接起來構成（填字母）。

a.正四面體b.正方形c.正八面體d.正六面體

該晶體的密度為g〈nr3（用含a、NA的代數式表示）。

11.（2023?山東煙臺?校聯(lián)考模擬預測）金屬鋰溶于液氨可得到具有高反應活性的金屬電

子溶液，KFe2Se2與其作用可制得超導體Li06（NH2）02（NH3）fl8Fe2Se2,進一步可制得超

導材料（LLFexOH）FeSe。

回答下列問題:

(1)與Fe元素同周期，基態(tài)原子有2個未成對電子的金屬元素有種，下列狀態(tài)的

鐵中，電離最外層一個電子所需能量最大的是(填標號)

A.[Ar]rn|t|t|f|t|叵]B,[Ar]f|t|tIt|

3d4s3d

C[Ar]|T|tI口tID,[Ar]|t口|f|t|F]叵][T]

3d3d4s4p

(2)液氨可以發(fā)生微弱的電離生成NH；和NH：,下列說法錯誤的是

A.鍵角：NH：>NH3>NH-B.結合質子能力：PH3>NH3

與的分子構型及的化合價

C.熱穩(wěn)定性：NH3>PH3D.NH3NF3N

均相同

(3)Fe2+可與鄰二氮菲形成紅色配合物，結構如圖所示。元素的電負性從大到小的順序為

(填元素符號)。配合物中N原子的VSEPR模型為；下列對Fe雜化

方式推斷合理的是.(填標號)。

A.sp3B.sp2C.d2sp3D.sp3d

(4)(U-FeQH)FeSe晶體屬四方晶系，其結構由鐵硒層和鋰鐵氫氧層交替堆垛而成，晶

胞中鐵硒層在be、ac和ab平面投影如圖所示。鐵硒層中Fe原子的配位數是,

鐵硒層和鋰鐵氫氧層之間由極其微弱的氫鍵相連，該氫鍵可表示為。已知鋰鐵氫

氧層中鋰鐵個數之比為4：1,阿伏加德羅常數的值為則該晶體的密度為g-cm

的鐵硒層投影

12.(2023?浙江金華?統(tǒng)考模擬預測)銅單質及其化合物在社會實際中有著廣泛的應用。

回答下列相關問題：

(1)碘化鈉溶液和硫酸銅溶液能反應生成一種銅的碘化物A(白色沉淀)，A的晶胞如圖甲

所示，則A的化學式是，化合物A中陽離子的基態(tài)電子排布式為

甲

(2)向硫酸銅溶液中滴加氨水會生成藍色沉淀，再滴加氨水到沉淀剛好全部溶解可得到深

藍色溶液，繼續(xù)向其中加入極性較小的乙醇可以生成深藍色的［CU(NH3)4］SO「H2。沉

淀，該物質中的NH3通過鍵與中心離子CB結合，［CU(NH3)4『離子的空

間結構為，N、0元素第一電離能大小關系為，原因是

(3)晶體銅的晶胞結構如圖乙表示，原子之間相對位置關系的平面圖如圖丙所示，銅原子

半徑為127.8pm,NA表示阿佛加德羅常數的值，晶體銅的密度為g-cm-3(列

丙

13.(2023?浙江金華?模擬預測)物質的組成與結構決定物質的性質與變化。請回答:

⑴有如下反應:N；C「(氯化苯重氮鹽)，NO￡的空

間結構名稱為,產物中兩個氮原子直接相連，其中與碳原子直接相連的N原子

的雜化軌道類型是

(2)MgCl2的熔點比BeCl2高的原因是.

(3)下列敘述正確的是

A.電離一個電子所需最低能量：Mg+(g)<Al+(g)

+

B.鍵角大?。篐3O<H2O

C.沸點：鄰羥基苯甲酸〉對羥基苯甲酸

D.pKa：CF3COOH<CH3COOH

(4)單質硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導材料，其晶胞如圖。該物質的晶體類

型是,該化合物的化學式為

14.(2023?浙江紹興?統(tǒng)考模擬預測)含氮化合物在生活中占有重要地位。請回答：

(DCN-可通過配位鍵與c03+形成［CO(CN)6廣。形成該配合物時，基態(tài)c°3+的價層電子

發(fā)生重排提供兩個空軌道，則重排后的C03+價電子排布圖為；CC>2的金屬

配合物也已經制備成功，但為數不多，$n［Ni(PH3)2CO2］,已知該配合物的配位數與

［Ni(CO)4］的配位數相同，測得其中存在兩種碳氧鍵的鍵長，一個為0.117mm,另一個

為0.122nm。請畫出［砧自—上。。?］的結構示意圖：。

(2)NF,和NH?是常見含氮化合物，其VSEPR構型均為,其中二者相比較，

鍵角更大的是o

(3)N、P、As同屬于VA族，下列說法正確的是。

A.原子半徑:r(N)>r(P)>r(As)且電負性：N>P>As

B.N、P、As的最高價氧化物水化物的酸性依次減弱

C.簡單氫化物的還原性：NH3>PH3>ASH3

D.黑碑和黑磷的結構相似(如圖1),每個碑原子最外層均形成8電子結構。其晶體單層

中，As原子與As—As鍵的個數比為2:3

(4)已知NH4F晶胞結構如圖2所示，M處的NH：(其位于四個F所構成的正四面體中

心)有一定的朝向，不能隨意轉動，請解釋其原因___________，該晶胞的晶胞參數如圖

所示，設NA為阿伏伽德羅常數的值，該晶體的密度p=g-cm-3(列出計算式

即可)

15.(2023.山東.校聯(lián)考模擬預測碎孟及其化合物在化學實驗室和化工生產應用非常廣泛,

回答下列問題：

(1)乙酰丙酮錦(III)是一種廣泛用于苯酚類化合物氧化偶聯(lián)的試劑，M