物质结构与性质题目
1．(·安徽高三月考)已知Mn、Fe、Co是合金中的重要元素，而P、S、Cl是农药中的重要元素。请回答下列问题：
(1)基态锰原子的价电子排布图为_______，锰有多种化合价，在+2、+3、+4、+5和+6中，最稳定的化合价是_______。
(2)已知PCl3的沸点高于SCl2，原因是：_______。
(3)已知P4(白磷)为正四面体结构，与氧气反应生成非极性分子P4O10，其中P在空间的相对位置不变，则P4O10中σ键和π键的数目之比为_______。
(4)如图为酞菁钴分子的平面结构，下列说法不正确的是____________。
A．电负性：NCHB．4个N原子均与Co形成配位键
C．分子中N的杂化轨道类型均为sp2D．第一电离能：NO
(5)如图是一种由Y(与Sc同族)、Ba、Fe、O组成的晶体，晶胞棱上的球代表Ba，顶点的球代表Y，四方锥中心和八面体中心的球代表Fe，小球代表O。
①该晶体的化学式为_______。
②其中Y的配位数为_______。
③在氧气气氛中该晶体可被部分氧化，氧原子进入晶格而使晶体呈现深紫色。则被氧化的元素是_______(填符号)，新进入的氧原子在晶胞中的位置是______。
2．(·海南高三期末)材料的开发、应用和发展是科技进步的结果，同时，材料的发展也促进了科技的进步和发展。
(1)高纯度砷可用于生产新型半导体材料GaAs，砷的电子排布式为_______。
(2)对硝基苯酚水合物是一种具有特殊功能的物质，其结构简式为
。
物质中几种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______。
(3)氮化硼(BN)晶体是一种新型无机合成材料。BN晶体有α、β两种类型，且α—BN结构与石墨相似，β—BN结构与金刚石相似。
①α—BN晶体中N原子杂化方式是_____________________。
②β—BN晶体中，每个硼原子形成_______个共价键，这些共价键中，有_______个配位键。
(4)①储氢材料的研究是发展氢能源的技术难点之一、某物质的分子可以通过氢键形成“笼状结构”，因此可成为潜在储氢材料，则该分子一定不可能是_______。
A．H2OB．CH4C．HFD．CO(NH2)2
②Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有容量大、寿命高、耐低温等特点，在日本和中国已实现产业化，该合金的晶胞如图所示。已知该合金的摩尔质量为Mg·mol-1，密度为dg·cm3则该晶胞的体积为_______cm3(用含d、M、NA的代数式表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
3．(·全国高三大联考)过渡金属钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途．
(1)钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点，是钛系储氢合金的代表．
①基态原子价层电子排布为__________。
②元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4=2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑
①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序为__________(用元素符号表示)。
(3)和的合金是目前广泛使用的储氢材料，具有容量大、寿命高、耐低温等特点，在我国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示．
②该晶体的化学式为__________。
②已知该晶体的摩尔质量为Mg·molˉ1，密度为dg·cm-3。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为_________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。
4．(·和平区·天津一中高三月考)锌、铁、铜及其化合物在生活、生产中有着广泛应用。回答下列问题：
(1)基态Fe3+的核外电子排布式为__________。在第四周期过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为________(用元素符号表示)。
(2)一水合甘氨酸锌[(H2NCH2COO)2Zn·H2O]是一种饲料添加剂，该化合物中所涉及的第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序是_________(用元素符号表示)；
请回答下列问题：
(1)基态Ni原子的价电子轨道表达式为_____________，Ni在元素周期表中的位置_______。
(2)C、N、O三种元素中电负性最小的是______(填元素符号)，C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是___________________________________。
(3)Ni(NO3)2中阴离子的空间构型是__，写出与该阴离子互为等电子体的一种分子的化学式：__。
(4)一维链状配位聚合物中，碳原子的杂化形式为_____。已知：CH3COOH的沸点为.9℃，HCOOCH3的沸点为32℃，CH3COOH的沸点高于HCOOCH3的主要原因是__________________。
(5)已知：氧化镍的晶胞结构如图所示。
①若NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为ρg·cm-3，则该晶胞中最近的O2-之间的距离为______pm(用含ρ、NA的代数式表示)。
②某缺陷氧化镍的组成为Ni0.95O，其中Ni元素只有+2和+3两种价态，两种价态的镍离子数目之比为___________。
6．(·天津滨海新区·高三期末)Fe、Co、Ni、Cu、Ag是一系列合金的重要金属元素。
(1)Fe元素位于周期表的_______区，基态Fe2+与Fe3+离子中未成对电子数之比为_______。元素周期表中，铜、银位于同一副族相邻周期，则基态银原子的价层电子排布式为______________。
(2)将过量的NH3通入CuSO4溶液中可以得到Cu(NH3)4SO4，Cu(NH3)4SO4中第一电离能最大的是_______(填元素符号)，NH3、CH4和H2O的沸点由高到低的顺序为______________。
(3)照相底片定影时，常用定影液硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解未曝光的溴化银(AgBr)，生成含Na3[Ag(S2O3)2]的废定影液。S2O32-离子结构如图所示，其中心硫原子的杂化方式为_______。基态S原子中，核外电子占据的最高能级的符号是_______，占据最高能级电子的电子云轮廓图为_______形。
(4)Co可形成[Co(NH3)6]Cl2配合物。1mol[Co(NH3)6]Cl2中含有σ键的数目为_______NA；
(5)镧镍合金是重要储氢材料。镧镍合金储氢后所得的晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞如图所示，则Z表示的微粒为_______(填化学式)，晶胞参数=_______pm。(用代数式表示，已知LaNi5H6的摩尔质量为g/mol，晶体密度为ρg/cm3，NA为阿伏伽德罗常数的值)。
7．(·河南高三期末)铜是人类最早使用的金属之一，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。按要求回答下列问题。
(1)基态Cu与Cu2＋中未成对电子数之比为___________。
(2)白铜是铜镍合金，呈银白色，有金属光泽，白铜中存在的化学键是___________；元素铜与镍的第二电离能分别为I(Cu)=kJ·mol-1、I(Ni)=kJ·mol-1，I(Cu)＞I(Ni)的原因是铜的核电荷数较大，且__________________。
(3)某含铜配合物的结构简式如图所示，其中Cu2＋的配位数是___________，C原子的杂化类型为___________；C、N、O三种元素的简单氢化物中能形成氢键的是___________(填化学式)。
(4)两种或两种以上的金属元素在一定条件下以它们原子数的整数比相结合而成的化合物，通常叫金属互化物。
①金属互化物ZnCu中所有金属原子均按面心立方最密堆积，若所有Cu原子均位于晶胞的面心，则Zn原子位于晶胞的___________。
②一种Ca、Cu形成的金属互化物的晶体结构如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该金属互化物的密度是___________g·cm-3(列出表达式即可)。
8．(·山东德州市·高三期末)氟及其化合物用途十分广泛，回答下列问题：
(1)氟化物OF2、NF3、SiF4、PF5、SF6中，中心原子采取sp3杂化且分子构型为正四面体形的是______。
(2)已知氟锑酸是一种超强酸，基态锑的电子排布式为____________________。
(5)的晶体结构与的晶体结构类型相同，其晶胞参数分别为，则与的密度之比为_____________(列出计算式)。
9．(·安徽黄山市·高三一模)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
(1)Co3+的价电子排布图为：_________________；基态磷原子有__________种空间运动状态不同的电子。
(2)Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是：_________________。
(3)写出一种与PO43-互为等电子体的分子的化学式：_________________，该分子的中心原子的价层电子对数等于________________________。
(4)已知无水硫酸铜为白色粉末，溶于水形成蓝色溶液，则硫酸铜稀溶液中不存在的微粒间作用力有：___。
A．配位键B．金属键C．离子键D．共价键E.氢键F.范德华力
(5)N和P是同主族元素，但是NH3分子中的键角大于PH3分子中的键角，原因是：___。
(6)Li2O为离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如下图所示。则O2-配位数为：__________，若晶胞参数为bnm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为__________g·cm-3(列出计算式即可)，O2-和Li+的最短距离等于________________nm(用含b的代数式表示)。
10．(·陕西渭南市·高三一模)磷酸盐几乎是所有食物的天然成分之一，作为重要的食品配料和功能添加剂被广泛用于食品加工中。在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐。天然存在的磷酸盐是磷矿石[主要成分为Ca3(PO4)2，同时还有SiO2等]，用硫酸跟磷矿石反应，能生成被植物吸收的Ca(H2PO4)2。
回答下列问题：
(1)金属铁可导电、导热，具有金属光泽，有延展性，这些性质都可以用“_______理论”解释。
(2)SiO2硬而脆，其原因是____________________________。
(3)Ca、Fe、K、Zn的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(4)O、Si、P、S四种元素形成的最简单氢化物的稳定性最强的是_______(填化学式)；P4难溶于水却易溶于CS2，其原因为___________________________________。
(5)PO43-的空间构型为_______，酸性条件下，PO43-可与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]从而掩蔽溶液中的Fe3+，基态Fe3+核外M层有_______种空间运动状态不同的电子。
(6)单晶硅的晶体结构与金刚石的一种晶体结构相似，其结构如图所示，则晶胞中Si原子的体积占晶胞体积的百分率为_______(列出计算式即可)。已知该晶体的密度为，NA是阿伏加德罗常数的值。晶胞中面心上6个Si原子相连构成正八面体，该正八面体的边长为_______pm。
11．(·重庆高三零模)单晶边缘纳米催化剂技术为工业上有效利用二氧化碳提供了一条经济可行的途径，其中单晶氧化镁负载镍催化剂表现出优异的抗积碳和抗烧结性能。
(1)基态镍原子的核外电子排布式为_____________________。
(2)氧化镁载体及镍催化反应中涉及到CH4、CO2和CH3OH等物质。元素Mg、O和C的第一电离能由小到大排序为_______﹔在上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是_______，立体构型为正四面体的分子是_______，三种物质中沸点最高的是CH3OH，其原因是_____________________。
(3)Ni与CO在60~80℃时反应生成Ni(CO)4气体，在Ni(CO)4分子中与Ni形成配位键的原子是_______，Ni(CO)4晶体类型是______________。
(4)已知MgO具有NaCl型晶体结构，其结构如图所示。已知MgО晶胞边长为0.42nm，则MgO的密度为_______g/cm3(保留小数点后一位)；相邻Mg2+之间的最短距离为_______nm(已知=1.，=1.﹔结果保留小数点后两位)，每个Mg2+周围具有该距离的Mg2+个数为_______。
12．(·广东汕头市·高三期末)Cu的导电性能好，在电气工业中有着广泛的应用，石墨为常见导体，是制作电极的良好材料，Si是优良的半导体材料。回答下列问题：
(1)Cu的价电子排布式为_______。第二电离能(I2)比较，I2(Cu)_______I2(Zn)(填“大于”或“小于”)，原因是_________________________________________________。
(2)Cu2O有半导体性质，不溶于水，可溶于氨水生成[Cu(NH3)2]+，1mol[Cu(NH3)2]+中共价键的数目为_______。
(3)石墨中C的杂化方式为_______。α-石墨和β-石墨结构如图(a)、(b)所示，已知：C(α-石墨，s)=C(β-石墨，s)ΔH=+0.kJ·mol1，ΔH数值小，易转化。请从石墨晶体结构的角度分析ΔH数值小的原因是__________________________________________。
13．(·四川省宜宾市第四中学校高三月考)化学与生活密切相关。
I.K2Cr2O7曾用于检测司机是否酒后驾驶：Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OH→Cr3+(绿色)+CH3COOH(未配平)
(1)基态Cr原子的价电子轨道表达式为__________________。
(2)CH3COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为__________，碳原子的轨道杂化类型为__________，所含σ键与π键的数目之比为__________。
(3)已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如表所示：
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因为__________________。
II.ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，例如与FeO反应可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。
(4)Fe[Zn(OH)Cl2]2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
溶液中[Zn(OH)Cl2]-的结构式为__________________。
III.锌是人体必需的微量元素之一，其堆积方式如图1，晶胞结构如图2。
(5)锌的堆积方式为__________________，配位数为__________。
(6)若锌原子的半径为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则锌晶体的密度为___________g/cm3(用含a的代数式表示)。
14．(·沙坪坝区重庆南开中学高三月考)由B、N、O、Fe等元素组成的新型材料有着广泛用途。
(1)基态Fe2+离子的核外电子有_______种空间运动状态。
(2)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物(HB=NH)3通过反应：3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是_________。(填标号)
A．H3BNH3与(HB=NH)3分子中B原子的杂化类型相同
B．CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是：正四面体形、角形、直线形
C．第一电离能：NOCB
D．化合物A中存在配位键
②1个(HB=NH)3分子中有_______个σ键。
(3)立方氮化硼(BN)是具有广泛应用的新型无机非金属材料，结构和硬度都与金刚石相似。
①立方氮化硼熔点比金刚石低，原因是______________________________。
②立方氮化硼晶胞如下图所示，则立方氮化硼晶胞沿着1→2方向的体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图_____(从A~D图中选填)。
15．(届·广东广州市高三月考)FeSe、MgB2等超导材料具有广阔的应用前景。
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为__________。
图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1-x代表，则该化合物的化学式表示为______________；通过测定密度和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：________g·cm-3。
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1中原子1的坐标为
，则原子2和3的坐标分别为_____________、______________。
16．(·湖南怀化市高三模拟)(1)写出Cr3+的核外电子排布式_____________。我国科学家合成某种铬的化合物M(如图甲)对乙烯聚合表现出较好的催化活性，甲中化学键1、2、3、4属于配位键的是_____________；聚乙烯链中碳原子采取的杂化方式为_____________。
(2)1mol(SCN)2中含有π键的数目为_____。HSCN的结构有两种，其中硫氰酸(H﹣S﹣C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H﹣N＝C＝S)，原因是_____________________。
(3)研究表明水能凝结成13种类型结晶体，其中重冰(密度比水大)属于立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如乙，则该晶体中H2O的配位数为_____；若该晶胞边长为apm，重冰的密度为_____gcm﹣3(写出数学表达式，NA为阿伏加德罗常数)。
(4)图丙为Fe3O4晶体中O2﹣的排列方式，其中O2﹣围成正四面体空隙(1、3、6、7)和正八面体空隙(3、6、7、8、9、12)；Fe3O4晶体中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中，则晶体中正四面体空隙数与正八面休空隙数之比为_____________；有_____________%的正八面体空隙没有填充阳离子。
17．(·四川乐山市高三一模)铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素，其单质具有磁性，其化合物常用于制备电池导体。
(1)铁、钴、镍均位于元素周期表______区，基态Co的价电子排布式为______________。
(2)Fe、Co、Ni化学性质相似的原因是______________________________。
(3)配位离子[Co(NO3)4]2-中，N的杂化方式为______________，该配离子中各元素的第一电离能的大小顺序为______________，1mol该配离子中含s键数目为______。
(4)Ni(CO)4的结构与相关性质见表，其空间构型为______，晶体类型为______晶体。
18．(·广西北海市高三一模)点击化学的代表反应为铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应，NaN3、SO2F2、FSO2N2等均是点击化学中常用无机试剂。回答下列问题：
(1)基态Cu原子价电子排布式为___________；基态N原子未成对电子有_______个。
(2)F、O、N的电负性从小到大的顺序是___________。
(3)SO2F2中硫原子价层电子对数目为___________；SO2F2的沸点比FSO2N3的低，其主要原因是___________。
(4)NaN3是HN3的钠盐，下列有关HN3说法正确的是___________(填字母)。
a．HN3分子呈直线型b．HN3分子间存在氢键
c．HN3中氮原子杂化方式只有spd．HN3与HOCN互为等电子体
已知①、②号铜原子坐标依次为(0，0，0)、(，0，)，则③号溴原子的坐标为___________；设NA为阿伏加德罗常数的值，CuBr的密度为___________g·cm-3(列出计算式)。
19．(·山东威海市高三调研)钛、镍、铅单质及其化合物在工业生产中有广泛的应用。回答下列问题：
(1)Ti3+的价电子排布式为____________________，Ti3+的还原性常用于钛含量的测定。将某含钛试样溶解于强酸溶液中生成TiO2+，加入铝片将TiO2+转化为Ti3+，该反应的离子方程式为_____________________________，然后以NH4SCN溶液作指示剂，用FeCl3标准溶液滴定。可见，Fe3+先与____________反应(填“Ti3+”或“SCN－”)。
(2)已知：
TiC的熔沸点明显高于TiCl4的原因为______________。
(3)乙二胺四乙酸(俗名EDTA)结构如图：
20．(·四川内江市高三一模)我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝”、“中国紫”，近年来，人们对这些颜料的成分进行了研究，发现其成分主要为BaCuSi4O10、BaCuSi2O6
(1)颜料中含有Cu元素，基态Cu原子的价电子排布式为___________；Si、O、Ba元素电负性由大到小的顺序为_____，干冰、Si、SiC熔点由高到低的顺序为_____________。
(2)“中国蓝”的发色中心是以Cu2+为中心离子的配位化合物，其中提供孤电子对的是_______元素。
(3)铜可作CH3CH2OH氧化生成CH3CHO的催化剂。乙醇的沸点高于乙醛，其主要原因是_____________________________。
(4)C、N元素与颜料中的氧元素同周期。
①写出CO的一种常见等电子体分子的电子式________________；C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为__________________________________。
②C、N元素能形成一种类石墨的聚合物半导体g-C3N4其单层平面结构如图1，晶胞结构如图2。
ⅰ．g-C3N4中氮原子的杂化类型是___________________。
ⅱ．根据图2，在图1中用平行四边形画出一个最小重复单元_____________。
ⅲ．已知该晶胞的体积为Vcm3，中间层原子均在晶胞内部。设阿伏加德罗常数的值为NA，则g-C3N4的密度为___________________。