新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-19原子结构与性质

这是一份新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-19原子结构与性质，共28页。试卷主要包含了单选题，结构与性质，填空题等内容，欢迎下载使用。
新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-19原子结构与性质

一、单选题
1．（2021·新疆喀什·统考一模）依据所给化学用语，判断下列表达正确的是
A．NH4NO3中，电负性最大的元素是O
B．四氯化碳的电子式：
C．镁原子电离最外层一个电子，电子排布为状态时所需的能量最大
D．“玉兔”号月球车的热源材料Pu与Pu互为同素异形体

二、结构与性质
2．（2023·新疆·统考三模）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属” ，其单质及化合物具有优异的性能。
(1)钛镍合金可用于战斗机的油压系统。基态Ti原子价电子排布图为 。与Ni同周期元素的基态原子中，未成对电子数与镍相同的元素有 种。
(2)硫酸氧钛是一种优良的催化剂，其阳离子为如图所示链状聚合形式的离子，则该阳离子的化学式为 。与个互为等电子体的分子的化学式为 。(任写一种)

(3)钛能形成多种配合物，如Ti(CO)6、[Ti(H2O)6]Cl3、[Ti(NH3)6]Cl3等。
①上述配位原子的电负性由小到大的顺序是 (写元素符号)，
②1 mol[Ti( H2O)6]Cl3中含有σ键的数目是 NA。
③[ Ti(NH3)6]Cl3，中∠H-N-H (填“大于”“小于”或“等于”)单个氨气分子中∠H-N-H，原因是 。
(4)TiO2的一种晶胞具有典型的四方晶系结构(如图所示)，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。晶胞中D、B的原子坐标为(0.69，0. 69，0)，(0.81，0. 19，0.5)。 已知晶胞含对称中心，则A原子坐标为 。 该晶胞中B、C两个氧原子之间的核间距d= pm。阿伏伽德罗常数为NA，该晶胞的密度为 g·cm-3。

3．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）含硼化合物由于其特殊的结构和性质在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态硼原子的核外电子的空间运动状态有 种。下列不同状态的硼中，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 (填标号)。第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有 种。
A．                B．  
C．      D．  
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。氨硼烷分子中与N原子相连的H原子呈正电性，与B原子相连的H原子呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。NH3BH3中H－N－H键角 NH3中H－N－H键角(填“＞”或“＜”)。以下物质之间可能形成双氢键的是 (填标号)。
A．SiHCl3和AlH3 B．C3H6和C2H6 C．B2H6和HCN
(3)含硼阴离子[B6O7(OH)6]2-的结构如图a所示，其中硼原子的杂化方式有 种，该结构中共有 种不同化学环境的氧原子。
  
(4)磷化硼(BP)是具有类似金刚石结构的晶体，其晶胞如图b所示。
  
①磷化硼(BP)晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为 。
②根据图b，图c中矩形ACC'A'是沿晶胞对角面取得的截图。晶胞中各原子在矩形ACC'A'的相对位置为 (填标号)。
A．   B．     C．      D．  
③根据图b，若最近的B原子和P原子的距离为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g•cm-3(列出计算表达式)。
4．（2022·新疆·统考二模）2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术大量涌现，为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
(1)我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性，研制了一种强韧、自愈的超级防护材料，其中的分子机制如图所示。

Cu在元素周期表中位于 区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有 个伸展方向。C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料，对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯，二者的结构如图所示：

还原石墨烯中碳原子的杂化方式是 ，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间键能的变化是 (填“变大”“变小”或“不变”)，二者当中在水溶液中溶解度更大的是 (填物质名称) ，原因为 。
(3)砷化硼是近期受到广泛关注的一种III- V 半导体材料。砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：
B：(0，0，0)；(，，0)；(，0，)；(0，，)
As：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)
请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图 ，已 知晶体密度为d g/cm3，As半径为a pm，假设As、B原子相切，则B原子的半径为 pm(写计算表达式)。

5．（2022·新疆·统考三模）许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有多种用途。请回答下列有关问题：
(1)现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素。
(2)某同学画出的基态碳原子的核外电子排布图为，该电子排布图背了 。CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体。CH、CH的空间构型分别为 、 。
(3)咪唑的结构为 。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)。咪唑分子中的大π键可表示为 ，咪唑比环戊烯C5H8熔点高的主要原因是 。
(4)中孤电子对与π键比值为 ，碳原子的杂化方式为 。
(5)铁氮化合物是磁性材料研究中的热点课题之一，因其具有高饱和磁化强度、低矫顽力。有望获得较高的微波磁导率，具有极大的市场潜力。其四子格结构如图所示，已知晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA。

①写出氮化铁中铁的堆积方式为 。
②该化合物的化学式为 。
③计算出Fe(II)围成的八面体的体积为 cm3。
6．（2022·新疆·统考二模）镁、铜、硼及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。请回答下列问题：
(1)铜是重要的金属材料铜属于元素周期表中的 区元素，与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有 种。
(2)镁元素是人体必需的微量元素，其中起作用的是。碱性条件下，检验是否存在的化合物被称为“试镁灵”，其结构简式如图所示，其组成元素中第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)，分子中N原子的杂类型为 。

(3)氨硼烷是一种安全、高效的储氢材料，可由反应制得。
①的结构与乙烷相似，中存在配位键，提供孤电子对形成配位键的原子是 (填元素符号)。
②的空间构型为 ，的键角小于的键角，原因为 。
(4)一种由组成的化合物的立方晶胞如图所示：

①该化合物的化学式为 ，的配位数为 。
②填充在由阴离子构成的八面体空隙中，则八面体空隙的填充率为 。
③若距离最近的两个的核间距为表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 。
7．（2022·新疆克拉玛依·统考三模）钛是一种性能非常优越的金属，21世纪将是钛的世纪。
(1)TiO2薄膜中掺杂铬能显著提高光催化活性。基态Cr原子的核外电子排布式为 。
(2)四乙醇钛能增加橡胶在金属表面的粘附性。其制备原理如下：TiCl4+4CH3CH2OH+4NH3=Ti(OCH2CH3)4+4NH4Cl
①Ti(OCH2CH3)4可溶于有机溶剂，常温下为淡黄色透明液体，其晶体类型为
②N和O位于同一周期，O的第二电离能大于N的第二电离能的原因是 ；
③NH4Cl中存在的作用力有 ，NH4Cl熔沸点高于CH3CH2OH的原因是 ，Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的杂化形式均为 。
(3)钛酸锶(SrTiO3)可作电子陶瓷材料和人造宝石，其中一种晶胞结构如图所示。若Ti位于顶点位置，O位于 位置；已知晶胞参数为a nm，Ti位于O所形成的正八面体的体心，则该八面体的边长为 m(列出表达式)。

8．（2022·新疆喀什·统考一模）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能级上的未成对的电子数为 。
(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氨的沸点 (“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：I(Cu)=1959kJ/mol，I(Ni)=1753kJ/mol，I(Cu)＞I(Ni)的原因是 。
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。

9．（2021·新疆乌鲁木齐·统考二模）硫酸亚铁铵是一种蓝绿色的复盐，俗名为摩尔盐，化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O。它在空气中稳定，是重要的化工原料，用途十分广泛。该物质隔绝空气加强热会发生分解，一种分解方式可表示为：(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O=2NH3↑+FeO+2SO3↑+7H2O↑。请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价电子排布式为 ，s电子的电子云形状为 。
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是 。
(3)SO2、SO3、SO是三种常见含硫微粒。
①SO微粒的立体构型为 ，SO2中心原子的杂化方式为 。
②固态SO3能以无限长链形式存在，结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是 (填“桥氧”或“端基氧”)，理由是 。

(4)噻吩( )、吡咯( )都可与Fe3+形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩 吡咯(填“＜”、“＞”或“=”)，理由是 。
(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，如图2所示。

①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2中原子1的坐标为(0，，)，则原子2的坐标为 。
②Fe2+处于O2﹣围成的 空隙中。(填“正四面体”或“正八面体”)
③该晶体的密度为ρg•cm﹣3，用N0表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞边长为 pm。
10．（2021·新疆·统考二模）我国科学家利用碲化锆(ZrTe2)和砷化镉(Cd3As2)为材料成功地验证了三维两字霍尔效应，并发现了金属—绝缘体的转换。回答下列问题：
(1)基态砷原子的价电子排布式为 。
(2)As与Ge、Se同周期且相邻，它们的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)与砷(As)同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3＞PH3原因是 。
(4)含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图，砷原子轨道杂化类型为 。

(5)Cd2+与NH3形成的配离子[Cd(NH3)4]2+中，2个NH3被2个Cl-替代只得到1种结构，[Cd(NH3)4]2+的立体构型是 ，1mol[Cd(NH3)4]2+含 molσ键。
11．（2021·新疆乌鲁木齐·统考三模）铬、钛、锌的化合物在化工、医药等领域有着广泛应用。
(1)[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O是铬的重要配合物。
①写出铬元素基态原子的价层电子轨道表示式 。
②氧元素第一电离能I1=13.62 eV，氯元素第一电离能I1=12.97 eV，氧元素第一电离能大于氯元素第一电离能的主要原因是 。
③[Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O中的配体是 。其配离子的两种同分异构体结构如图1所示，极性较小的是 (填“a”或“b”)。

(2)二氧化钛与COCl2(光气)、SOCl2(二氯亚硫)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
①COCl2分子的空间构型为 ，分子中σ键和π键的数目之比为 。
②SOCl2中心原子的杂化方式为 。
③四氯化钛沸点136.4 ℃，二氧化钛沸点2900 ℃，导致这种差异的主要原因是 。
(3)硒化锌(ZnSe)的晶胞结构如图2所示。

①图中“△”处所示离子均为 (填化学用语)。
②若该晶胞密度为ρ g•cm-3，硒化锌的摩尔质量为M g•mol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的数值，则a、b原子核间距为 cm。
12．（2021·新疆克拉玛依·统考三模）钛(Ti)被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：
(1)基态Ti2+的价电子排布图 。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为 (写元素名称)。
(2)与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素中第一电离能较小的是 (写元素符号)，原因是 。
(3)四乙醇钛Ti(OCH2CH3)4能增加橡胶在金属表面的黏附性，该物质可溶于有机溶剂，常温下为淡黄色透明液体，其固体的晶体类型为 ；该物质中非金属元素的电负性从大到小的顺序 。
(4)钛的氯化物TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为 。
(5)钙钛矿CaTiO3有两种构型(A型和B型)。
①其中A型的晶胞如图所示，晶胞边长为a nm，CaTiO3的相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为 g．cm-3。

②如果将晶胞原点移到Ca2+上，就是CaTiO3的B型结构。请在虚线框内图示画出B型晶胞的结构图。(注意请用黑色签字笔作图)

13．（2021·新疆·统考一模）碳族元素的单质及其化合物在生产、生活中是一类重要物质。请回答下列问题：
(1)硅原子核外有 种不同运动状态的电子，第一电离能介于铝和硅之间的元素的名称为 。碳族元素最外层电子排布的通式为 。
(2)下列说法不正确的是
A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点SiO2>CO2
B．N2与CO互为等电子体，结构相似，化学性质相似
C．稳定性：H2O>H2S，原因是水分子间存在氢键
(3)青蒿素(C15H22O5)的结构如图所示，图中数字标识的五个碳原子的杂化轨道类型为sp2的是 ( 填碳原子的标号)，组成青蒿素的三种元素的电负性由大到小排序是 。

(4)青蒿素分子中，从成键方式分析氧元素形成的共价键类型有 ；从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是 。
a.乙醇          b.乙醚          c.水
(5)SnO2是一种重要的半导体传感器材料，用来制备灵敏度高的气敏传感器，SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3，Na2SnO3中阴离子空间构型为 。
(6)由碳族元素形成的单质和化合物在电池领域非常重要，某含碳元素晶体AMX3(相对分子质量为Mr)是半导体，常用作吸光材料，有钙钛矿的立方结构，其晶胞如图所示。AMX3晶胞中与阳离于(M)距离最近的阴离子(X)形成正八面体结构，则X处于 位置。晶体的晶胞参数为a nm，其晶体密度为g •cm-3，则阿伏加德罗常数NA的计算表达式为 。

14．（2021·新疆·统考一模）锌及锌的化合物应用广泛。测定铜合金中的铅、锌时要利用下列反应：回答下列问题：
(1)基态Zn2+的电子排布式为 ，基态C原子核外电子占据 个不同原子轨道。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 ，HOCH2CN分子中含有的键与键数目之比为 。
(3)HCHO分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，福尔马林是HCHO的水溶液，HCHO极易与水互溶的主要原因是 。
(4)中Zn2+与CN-之间的化学键称为 ，CN-的电子式为 。
(5)ZnO的一种最稳定的晶体结构如图所示，晶胞中Zn2+的配位数为 。六棱柱底边长为a cm，高为b cm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则ZnO的密度为 g∙cm-3(列出计算表达式)。


三、填空题
15．（2022·新疆昌吉·统考二模）2022年2月我国科学家在《科学》杂志发表反型钙钛矿太阳能电池研究方面的最新科研成果论文，为钙钛矿电池研究开辟新方向。
(1)基态钛原子的py原子轨道上的电子数为 个。 与钛同周期的第ⅡA族和ⅢA族两种元素中第一电离能较大的是 (写 元素符号)。。
(2)Ti的配合物有多种。在Ti(CO)6、T(H2O)和TiF三种微粒的配体中，所含原子电负性由大到小排序后，排第3位的元素是 (写元素符号)， Ti(H2O)中∠H-O-H (填大于、小于或等于)单个水分子中∠H-O-H，原因为 ； Ti(NO3)4的球棍结构如图，Ti 的配位数是 ，N原子的杂化方式为 ， 与NO互为等电子体的分子为 (写分子式)  

(3)钛白粉学名为二氧化钛，它是一种染料及颜料，其化学式为TiO2，如图为TiO2的晶胞结构图，回答：已知微粒1、2的坐标分别为(0，0， 0)和(0.31， 0.31， 0)， 则微粒3的坐标为 ； 设阿伏加德罗常数的值为NA，TiO2的密度为 g·cm-3(列出计算式)。


参考答案：
1．A
【详解】A．一般情况下非金属的非金属性越强，则其电负性越大，NH4NO3中O的非金属最强，则电负性也最大，故A正确；
B．四氯化碳的电子式，故B错；
C．镁为12号元素，则其核外电子排布式为，即Mg无3瓶轨道，故C错；
D．Pu与Pu所含的质子数相同而中子数，则为同位素，故D错；
答案选A。
2．(1) 3
(2) (TiO) CCl4、SiF4等
(3) CO>C>H；有2个共价键且含有2个孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以∠H-O-H大于单个水分子中∠H-O-H；O原子上的孤对电子与Ti形成配位键后，与另一个孤对电子间的排斥了减小，∠H-O-H键角增大。由球棍结构 可知，每个 配体 中有两个O原子，与Ti4+形成环状结构， 作为双齿配体，Ti的配位数是2×4=8； 中中心原子N原子的价层电子对数=3+ =3+0=3，无孤电子对，N原子采取sp2杂化；在短周期元素组成的物质中，与NO3-互为等电子体的分子中含有4个原子、电子数为24为SO3。
故答案为：C、大于、8、sp2 、SO3。
（3）如图为TiO2的晶胞结构知微粒1、2的坐标分别为(0，0， 0)和(0.31， 0.31， 0)， 则微粒3的坐标为(0.69， 0.69， 1)；由TiO2的晶胞结构可知，Ti原子在晶胞的8个顶点和1个在体内，Ti原子的个数为8× +1=2，O原子4个在面上，2个在体内，O原子个数为4× +2=4，则1mol晶胞的质量为m=2×(48+16×2)g，一个晶胞的质量为m= 2×(48+16×2)gNA ，体积为V=4582 ×295×10-30cm3，则TiO2的密度为ρ== g/cm3
故答案为：(0.69， 0.69， 1)、 g/cm3.