2025届高三化学复习专练-物质结构与性质

这是一份2025届高三化学复习专练-物质结构与性质，共33页。试卷主要包含了回答下列问题，含锂化合物如、等有重要的应用等内容，欢迎下载使用。
(1)基态钛原子价层电子排布图为 。原子中运动电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的则用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为 。
(2)以为连续基体的碳陶瓷是一种复合材料，可应用于制造歼20。结构如图所示：
①在立方体体对角线的一维空间上碳、硅原子的分布规律（原子的比例大小和相对位置）正确的是 （填标号）。
a． b．
c． d．
②晶体中硅原子与最近碳原子间距离为，则硅原子与最近的硅原子间距离为 ，一个硅原子周围与其最近的硅原子的数目为 。晶体的密度为 （用含有的式子表示）。
2．（2024·海南·三模）过渡元素在材料，化工生产和生活中均占有重要地位。研究相关元素及它们所衍生出的化合物对科学和社会发展有重要意义。回答下列问题：
(1)具有高能量密度的LiNixMn,C,Al1−xO2是值得深入研究的电池正极材料。基态C原子的核外电子排布式是 。
(2)Mn的一种配合物化学式为［MnCO5CH3CN］，与Mn原子配位时，提供孤电子对的是 原子，配体中，所含元素电负性由小到大的顺序为 ；两个C原子的杂化类型为 ，键与键数目之比为 。
(3)Zn和Cu，第二电离能与第一电离能之差较小的是 （填“Zn”或“Cu”），判断理由是 。
(4)铁硫簇是普遍存在于生物体内的最古老的生命物质之一。一种铁硫原子簇的结构如图所示：
该化合物的化学式为 ，中心原子Fe的配位数为 。
(5)氧化铈（）常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构，这种稳定的结构使得氧化铈具有许多独特的性质和应用。假设晶胞边长为apm。晶胞结构如下图：
晶胞中，与相邻且最近的有 个。若掺杂后得到nCeO2:nY2O3=0.8:0.1的晶体，则此晶体中的空缺率为 。
3．（2024·北京·三模）氟化镁钾是一种具有优良光学性能的材料，其晶胞结构如图。以该晶胞结构为基础，将相似离子取代或部分取代，可合成多种新型材料。

(1)①晶体中，每个周围有 个距离最近的。
②已知晶胞棱长为a nm，则该晶胞的密度为 （用含a的代数式表示计算结果，，，下同）。
③已知与离子半径相近，从原子结构角度解释原因 。
(2)半径与接近，将部分由取代，可以带来电荷不平衡性和反应活性。从而合成新型催化剂材料。
①基态中未成对的电子数为 。
②某实验室合成新型催化剂材料（是平衡电荷引入的填隙阴离子，不破坏原有晶胞结构）。若要合成厚度为、面积为的催化剂材料，理论上需要掺杂的约为 ml。
(3)我国科研工作者以晶体结构为框架，依据“体积匹配原则”合成了具有独特电学性能的晶体。其框架中的由取代，位置嵌入有机阳离子，位置沿棱方向嵌入直线型。与的结构简式分别为和。
①中心N原子的杂化方式为 。
②的转动不会影响晶体骨架，这是因为除离子键外，该晶体中微粒间还存在其他相互作用，如邻近的与间还存在 ，上述相互作用不会随的转动改变。
4．（23-24高三下·陕西西安·阶段练习）氢能是最清洁的能源之一，氢气的制备和储存是两个关键环节，回答下面问题：
(1)氨硼烷()含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。
①基态B原子的电子排布式为 ，与N元素位于同一周期，原子半径比N原子小，但是第一电离能比N元素的要大，该元素价层电子轨道式为 。
②氨硼烷()极易水解，加热时生成和两种气体，写出加热水解的化学方程式 ，氨硼烷中三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
③氨硼烷()中N和B原子的杂化类型分别是 ，氨硼烷中含有化学键类型是 。
A．极性共价键和非极性共价键 B．σ键和π键
C．极性共价键和配位键 D．共价键和氢键
(2)太阳能电池电解水是制备氢气常用的一种方式，下面几种物质都是制备太阳能电池的基础原料。
①室温下远强于，解释其原因是 。
②次磷酸()是一种一元弱酸，其中P原子的价层电子对是 对，的空间构型为 。
(3)锆(Zr)某种氧化物是催化制氢的重要催化剂，其晶体的立方晶胞，如图所示：为阿伏加德罗常数的值。
①已知m点的原子坐标为，则q点的原子坐标为 。
②Zr原子之间的最短距离为 apm
③该氧化物的密度为 (写出计算式即可)。
5．（23-24高一下·黑龙江佳木斯·期中）氮元素的单质和常见化合物在工、农业生产中用途广泛。(请用氮元素的单质或常见化合物化学式填空)
(1)化学性质很稳定，可用作灯泡填充气的是 。
(2)汽车产生污染空气的尾气是 。
(3)通常用 (填名称)干燥氨气。
(4)见光或受热会分解产生二氧化氮的强酸是 。
(5)铵盐大多在农业上用作化肥，实验室用固体 与固体Ca(OH)2加热反应可制取氨气。
6．（2024·山东临沂·二模）金属铍在原子能、航空航天、火箭制造等领域有广泛应用。
(1)下列状态的铍中，电离最外层一个电子所需能量最小的是___________(填标号)。
A．B．C．D．
(2)能以单体、多聚体等形式存在。单体的模型名称为 ；多聚体为链状结构，所有原子均满足稳定结构，中心原子的杂化方式是 ；晶体的熔点 (填“高于”或“低于”)晶体，其原因是 。
(3)碳酸铍与醋酸反应生成了一种配合物分子(结构如图1)，每个位于4个形成的四面体中，与形成的化学键可全部看成配位键。
①乙酸分子易形成二聚体，原因是 。
②中含有 配位键。
(4)非线性光学材料氟代硼铍酸钾具有重大战略价值。已知其属于四方晶系，晶胞结构如图2所示(氧原子未画出，晶胞参数)。一定条件下，和发生非氧化还原反应生成氟代硼铍酸钾，并放出气体。
氟代硼铍酸钾的化学式为 ；晶体的密度为 为阿伏加德罗常数的值)。
7．（23-24高二下·内蒙古呼和浩特·阶段练习）磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒(SARS-CV-2)的感染。磷酸氯喹的结构如图所示，据此回答下列问题。
(1)基态P原子中，电子占据的最高能级符号为 。
(2)C、N、O三种元素电负性从大到小的顺序为 ；第一电离能I1(P) I1(Cl)(填“>”或“CH4，H2S分子间作用力更大，熔沸点高于CH4，则沸点由高到低的排列顺序是：H2O>H2S>CH4；
（5）HF的水溶液中存在四种氢键，分别为HF分子之间、水分子之间、水分子中的H与HF中的F、水分子中的O与HF中的H之间。
12．(1) 1s22s22p3 sp3 平面三角形 9:2
(2) NH3和PH3中，N、P原子的杂化方式相同，但中心原子N的电负性大于P的，NH3分子中的成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间的斥力更大，键角更大 NH3分子间存在氢键
【详解】（1）N是7号元素，基态N的核外电子排布为1s22s22p3，中心N原子价层电子对数为4+ =4，N原子的杂化类型为sp3，中心N原子价层电子对数为3+ =3，且没有孤电子对，空间结构为平面三角形，1个单键为1个σ键，1个双键含有1个σ键和1个π键，所以1个亚硝基胍分子中含有9个σ键和2个π键，则σ键与π键的数目比为9:2。
（2）①NH3和PH3中，N、P原子的杂化方式相同，但中心原子N的电负性大于P的，NH3分子中的成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间的斥力更大，键角更大；
②NH₃比PH₃的沸点高， 其主要原因是NH3分子间存在氢键；
③A点坐标为(0，0，0)，B点坐标为 由晶胞结构可知，C点坐标为。
13．(1) 2p 4
(2) ⅣA
(3)4
(4) 价层电子排布式为，而价层电子排布式为，原子轨道处于全满状态时较稳定
(5)CD
【分析】X的基态原子核外3个能级上有电子，且最高能级是半充满状态，则核外电子排布为：1s22s22p3，则X是N；Y是第三周期元素，其单电子数与Ni原子相同且电负性最小，则Y是Si；Z和Y同周期，Z是该周期中原子半径最小的主族元素，则Z是Cl；W基态原子价电子数为11，即3d104s1，则W是Cu，故X、Y、Z、W分别为N、Si、Cl、Cu，由此分析。
【详解】（1）基态N核外电子排布为：1s22s22p3，则原子中能量最高的是2p能级，其价电子电子云在空间有4个伸展方向，s轨道一个伸展方向，p轨道三个伸展方向；
（2）元素Si位于元素周期表的第三周期ⅣA族，该原子的价层电子排布式为；
（3）基态Cl原子价电子排布式为：3s23p5，则Cl原子最外层共有4种不同空间运动状态的电子；
（4）
基态Cu原子价电子排布式为：3d104s1，，价电子轨道表示式为；因为价层电子排布式为，而价层电子排布式为，原子轨道处于全满状态时较稳定，则CuCl比CuCl2稳定；
（5）A．非金属活泼性强弱与常温下呈固态还是气态无关，A不符合题意；
B．非金属活泼性强弱与化学反应中得电子数多少无关，B不符合题意；
C． Z的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定，可以证明Z的非金属活泼性强于Y，C符合题意；
D．最高价氧化物对应水化物的酸性Z强于Y，可以证明Z的非金属活泼性强于Y，D符合题意；
故选CD。
14．(1) 4 （或0.1875） 13∶3
(2) 12 面心
(3)
【详解】（1）根据均摊法可知晶胞中Li+的个数为，所以每个晶胞中含有4个LiFePO4单元；据图可知在Li1-xFePO4晶胞中Li+的个数为=，原晶胞中含有4个LiFePO4单元，则每个LiFePO4单元失去个Li+，所以x=或0.1875；设Fe2+的个数为x，Fe3+的的个数为y，则有+2x+3y=8、x+y=1，解得x=、y=，所以个数比为13：3；
（2）以Ni围成的正方体为观察对象，K位于该正方体的体心，F原子位于该正方体的棱心，则与K距离相等且最近的F有12个；在晶胞结构的另一种表示中，K处于各顶点位置，则F处面心位置；
（3）据图可知，Cu原子之间最短距离x为截面长方形长边的四分之一，即面对角线的四分之一，所以x=pm；Mg原子之间的最短距离为截面长方形对角线的四分之一，即体对角线的四分之一，所以y=pm；由晶胞结构可知，Mg有8个位于顶点，6个位于面心，4个位于体内，个数为：；Cu原子有16个位于体内，晶胞质量为：，晶胞体积为：cm3；则的密度=。
15．(1) 正四面体 非极性
(2) 3d54s1
(3)属于d区
(4)④③①②
【详解】（1）CH4中心原子C价层电子对数为4，无孤电子对，是正四面体形分子；分子正负电荷中心重合，为非极性分子；
（2）①基态原子的N层有1个未成对电子，M层未成对电子数最多，说明该原子有4个电子层，第四层含1个电子，第三层排布5个电子，该元素的价电子排布式：3d54s1；
②最外层电子数是次外层电子数3倍的元素的轨道表示式：；
③Cu原子序数为29，其原子的结构示意图：；
（3）某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，其原子的电子排布式为，该元素在周期表中属于d区；
（4）电负性：，导致羧基中极性键的极性增强，更易电离出氢离子，酸性增强，烷基为推电子基团，烷基越长，导致羧基中极性键极性减弱，酸性减弱，酸性由弱到强顺序：④③①②。
16．(1)p
(2)氢键
(3)I-
(4)①>③>④>②>⑤
(5)IBr+H2O=HBr+HIO
(6)3
(7)CS2是非极性分子溶剂，H2O2而是极性分子
【详解】（1）卤族元素原子最外层有7个电子，位于元素周期表的第ⅦA族，属于p区；
（2）当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子（例如氟、氧、氮）上时，可以形成氢键；由于F元素原子半径小，元素的非金属性强，所以HF分子之间以氢键结合，故氢氟酸分子缔合的作用力是氢键；
（3）元素的第一电离能越大，表示该元素的原子失去电子的能力越小，元素的第一电离能越小，该元素的原子失去电子的能力就越强，根据元素电离能大小可知，氟原子氧化性最大、碘原子氧化性最弱，则对应碘离子的还原性最强；
（4）对于有机羧酸，分子中含有的C原子越少，相应的酸的酸性就越强。当酸分子中C原子数相同时，由于吸引电子能力：F＞Cl＞H，所以分子中含有的卤族元素的原子个数越多，酸性越强，含有F原子的羧酸 的酸性比含有Cl原子的羧酸的酸性强，故5种羧酸其酸性由强到弱的顺序为：CF3COOH＞CH2FCOOH＞CH2ClCOOH＞CH3COOH＞CH3CH2COOH，故用序号表示物质的酸性：①＞③＞④＞②＞⑤；
（5）溴化碘(IBr)中碘显正价、溴显负价，其化学性质类似于卤素单质，溴化碘和水反应生成了一种三原子分子，则反应生成HIO和HBr，反应的化学方程式为：IBr+H2O=HIO+HBr；
（6）由图可知，1分子H3BO3平均形成6÷2=3个氢键，则1ml H3BO3形成的晶体中有3ml氢键；
（7）由图可知，H2O2的结构不对称，分子中正负电荷不重合，为极性分子，而二硫化碳为非极性分子，故它难溶于CS2，原因是CS2是非极性分子溶剂，H2O2而是极性分子。
17．(1)AD
(2) F- 4
(3) σ A中存在分子间氢键，B中存在配位键
(4) S﹤P﹤O﹤F 正四面体形
【详解】（1）A. 平均每个晶胞中有个碘分子，正确；B.根据A知，平均每个晶胞中有8个碘原子，错误；C. 碘晶体是分子晶体，错误；D.碘晶体中存在的相互作用有碘碘非极性键和范德华力，正确；故选AD；
（2）一个晶胞中小白球共有个，8个黑色球在晶胞内部，即一个晶胞有8个黑球，所以黑色球是F-；根据晶胞知，晶体中与F-最近且等距离的Ca2+数目为4；
（3）因为单键可以旋转，单键是σ键，所以该碳碳键具有σ键的特性；A中存在N-H····N与N-H·····O的分子间氢键，B中存在Cu(I)与N之间的配位键；
（4）同周期从左到右，元素的第一电离能有逐渐增大的趋势，第与第族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，所以第一电离能从小到大的顺序是S﹤P﹤O﹤F；PO中心P原子周围有4个σ键，无孤对电子，所以是sp3杂化，空间构型为正四面体。
18．(1)三角锥形
(2)H2O＞NH3
(3) r(N3- )>r(O2-)>r(Na+) > r(Al3+ ) N原子的价电子排布为2s22p3，半充满结构，较稳定，第一电离能较高或O原子价电子排布式为2s22p4，失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，因而电离能较低
(4)
(5)Fe3+的价层电子排布为3d5，处于d能级半充满状态，能量低，结构稳定
(6) sp3 F的电负性大于氯，AlF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体
【分析】X原子核外有7种不同运动状态的电子，应为N元素，Y基态原子中s电子总数与p电子总数相等，应为O元素，Z原子半径在同周期元素中最大，为Na元素，M逐级电离能(kJ•m1-1)依次为578、1817、2745、11575、14830、18376，可知最外层有3个电子，应为Al元素，Q基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，应为Cl元素，基态原子核外有4个未成对电子，应为Fe元素，综上所述，X、Y、Z、M、Q、R分别为N、O、Na、Al、Cl、Fe，据此分析回答问题。
【详解】（1）X为N元素，其简单氢化物为NH3，分子构型为三角锥形；
（2）元素非金属性越强形成气态氢化物越稳定，非金属性O>N，则稳定性：H2O>NH3；
（3）N3-、O2-、Na+、Al3+核外电子排布相同，核电荷数越多离子半径越小，则离子半径：r(N3- )>r(O2-)>r(Na+) > r(Al3+ )；N原子的价电子排布为2s22p3，半充满结构，较稳定，第一电离能较高或O原子价电子排布式为2s22p4，失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，因而电离能较低，因此第一电离能：N>O；
（4）
氯元素基态原子的价电子排布图为；
（5）Fe3+的价层电子排布为3d5，处于d能级半充满状态，能量低，结构稳定，因此稳定性：Fe3+> Fe2+；
（6）二聚态(Al2Cl6)中Al周围有4对价电子，为sp3杂化；F的电负性大于氯，AlF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，因此AlF3沸点远高于AlCl3。