2023届高考化学二轮复习物质结构与性质作业含解析

这是一份2023届高考化学二轮复习物质结构与性质作业含解析，共117页。试卷主要包含了铁单质及其化合物的应用非常广泛等内容，欢迎下载使用。
物质结构与性质

1．（2021•全国甲卷）我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为________；单晶硅的晶体类型为_________。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为_______。SiCl4可发生水解反应，机理如下：
含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________(填标号)。
(2)CO2分子中存在_______个键和______个键。
(3)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是________。
(4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为______g·cm-3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZrO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y=________(用x表达)。

2．（2021•全国乙卷）过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：
(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为 [Ar]3d54s1
B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2 Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是_______，中心离子的配位数为_______。
(3) [Cr(NH3)3(H2O)2 Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示。
PH3中P的杂化类型是_______。NH3的沸点比PH3的_______，原因是_______，H2O的键角小于NH3的，分析原因_______。
(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示，处于顶角位置的是_______原子。设Cr和Al原子半径分别为和，则金属原子空间占有率为_______%(列出计算表达式)。


3．(2021·海南卷)金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。

回答问题：
(1)基态锰原子的价层电子排布式为___________。
(2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为___________。
(3)第一电离能的大小：C___________O(填“大于”或“小于”)。
(4)CO32-中碳原子的杂化轨道类型是___________，写出一种与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式___________。
(5) CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为___________。
(6)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是___________。

以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为，b点锰原子坐标为，则c点锰原子坐标为___________。
4．(2021·福建卷)类石墨相氮化碳()作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如下图所示。

回答下列问题：
(1)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为_______。
(2)N、O、S的第一电离能()大小为，原因是_______。
(3)晶体中存在的微粒间作用力有_______(填标号)。
A．非极性键 B．金属键 C．π键 D．范德华力
(4)中，C原子的杂化轨道类型_______，N原子的配位数为_______。
(5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的。的化学式为_______。
5．(2021·山东卷)非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态F原子核外电子的运动状态有__________种。
(2)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为__________；OF2分子的空间构型为____________；OF2的熔、沸点____________(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是_______________________。
(3)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为_____________，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是_____________(填标号)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
(4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有_________个XeF2分子。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，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为(，，)。已知Xe—F键长为rpm，则B点原子的分数坐标为_____________；晶胞中A、B间距离d=_____________pm。

6．(2021•天津卷)铁单质及其化合物的应用非常广泛。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________。
(2)用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为___________。每个晶胞B中含Fe原子数为___________。

(3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式___________。从能量角度分析，铁触媒的作用是___________。

(4)Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配位数为6的配离子，如[Fe(H2O)6]3+、[Fe(SCN)6]3-、[FeF6]3-。某同学按如下步骤完成实验：

①[Fe(H2O)6]3+为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是___________，为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色，可采取的方法是___________。
②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡：
Fe3++6SCN- [Fe(SCN)6]3- K1；Fe3++6F-[FeF6]3- K2
向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为___________，平衡常数为___________(用K1和K2表示)。
7．(2021·湖南卷)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：
(1)基态硅原子最外层的电子排布图为_______，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化学式)；
(2)硅和卤素单质反应可以得到，的熔沸点如下表：





熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0℃时，、、、呈液态的是____(填化学式)，沸点依次升高的原因是_______________，气态分子的空间构型是_______；
②与N-甲基咪唑反应可以得到，其结构如图所示：

N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_______，H、C．N的电负性由大到小的顺序为_______，1个中含有_______个键；
(3)下图是、、三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

①已知化合物中和的原子个数比为1：4，图中Z表示_______原子(填元素符号)，该化合物的化学式为_______；
②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，，则该晶体的密度_______(设阿伏加德罗常数的值为，用含A．B．C．的代数式表示)。
8．(2021·河北卷)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是______ (填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_____________。
(3)已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJ•mol-1)如表：
N—N
N≡N
P—P
P≡P
193
946
197
489
从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_____________。
(4)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为_____________，其中P采取___杂化方式。
(5)与PO电子总数相同的等电子体的分子式为____________。
(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为_____________。
(7)分别用○、●表示H2PO和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO、K+在晶胞xz面、yz面上的位置：

①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度____________g•cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x轴方向的投影图为____________(填标号)。

9．(2021·广东卷)很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物Ⅱ。

(1)基态硫原子价电子排布式为_________________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为_________________。
(3)汞的原子序数为80，位于元素周期表第_______周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有_______。
A．在I中S原子采取sp3杂化 B．在Ⅱ中S元素的电负性最大
C．在Ⅲ中C-C-C键角是180° D．在Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的是_________________。
(6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是___________________________。
②图9c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为_______；该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb = _______。
③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为_______g/cm3(列出算式)。
10．（2022·四川省绵阳市高三第三次诊断性考试）新型铜锌锡硫化合物(CuxZnySnzSn)薄膜太阳能电池近年来已经成为可再生能源领域的研究热点。回答下列问题：
(1)Sn的价电子排布式为___________，Zn位于元素周期表的___________区。
(2)Si、P、S第一电离能由大到小的顺序是___________。其中电负性最大的元素是___________。
(3)SO32-和SO42-键角较小的是___________，原因是___________。
(4)向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，最终得到蓝色溶液，溶液中1mol[Cu(NH3)4]2+含有___________个σ键。再向溶液中加入乙醇，得到深蓝色晶体，该晶体中不存在___________ (填标号)。
A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．金属键 E．氢键
(5)锌黄锡矿(K型)是制备薄膜太阳能电池的重要原料，其晶胞结构如图所示(晶胞参数α=β=y=90°)。该晶体的化学式为___________，密度ρ=___________g·cm-3(用含有NA的代数式表示)。

12．(2022·广东省汕头市高三期末质量监测)传统的锂离子电池或钠离子电池由于使用有机液态电解液而存在安全问题。发展全固态电池是解决这一问题的必然趋势。LiZr2(PO4)3、LiTi2(PO4)3、Na3Zr2Si2PO12是常用的固体电解质。回答下列问题：
(1)基态Si的电子排布式为___________。
(2)Zr的原子序数为40，位于周期表的第___________周期ⅣB族。
(3)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序是___________。
(4)亚磷酸(H3PO3 )是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，则H3PO3分子的结构式为___________，其中P原子的杂化方式为___________。
(5)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5] Cl2·H2O，该化合物中Ti3+的配位数为___________，在该化合物中不含___________(填标号)。
A．键 B．键 C．配位键 D．离子键 E．极性键 F．非极性键
(6)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为Zn O/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。A原子的坐标为(0，0，0)，B原子的坐标为(1，1，0)则C原子的坐标为___________。该晶体密度为___________ g· cm-3 (写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y =___________(用x表达)。

13．(2021·广东省普通高中高三联合质量测评)GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，并与SiC等半导体材料一起，被誉为第三代半导体材料。回答下列问题：
(1)基态Ga的核外电子排布为[Ar]3d104s24p1，转化为下列激发态时所需能量最少的是___________。
A． B．
C． D．
(2)N原子电子轮廓图中2p轨道的取向为___________。C、N、Si电负性由大到小的顺序是___________，Ga的电负性与铝接近，将Ga投入NaOH溶液反应放出H2，化学方程式为___________。
(3)Si能形成配合物H2[SiF6]，很稀的H2[SiF6]溶液有良好的消毒、杀菌作用，阴离子[SiF6]2-的空间构型为___________。
(4)SiC晶胞如图a所示，则C原子的杂化方式为___________，闪锌矿结构的GaN、GaP、GaAs晶体类型与SiC相似，熔点如下表所示，其熔点差异的原因是___________。
物质
闪锌矿结构的GaN
GaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238

(5)岩盐矿结构的GaN晶体结构如图b、图c所示，Ga、N原子半径分别为、，则Ga原子的配位数为___________，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该GaN的密度是___________g·cm−3(列出计算表达式)。

14．(2022·山东省济南市高三学情检测化学试题)硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)立方氮化硼硬度大，熔点3000°C，其晶体类型为_____________。制备氮化硼(BN)的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s)+3HCl(g)。BCl3的空间构型为_______，形成BCl3时，基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价电子轨道表示式可能为_______(填标号)。
A． B． C． D．
(2)硼砂阴离子[B4O5(OH)4]2-的球棍模型如图所示。其中B原子的杂化方式为_______，该阴离子中所存在的化学键类型有_______(填标号)。

A．离子键 B．配位键 C．氢键 D．非极性共价键
(3)Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架，具有立方晶系的对称性。该晶体的化学式为_____________，晶体中Ca原子的配位数为_______，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，称为原子的分数坐标，如M点原子的分数坐标为(，，)，已知B6八面体中B -B键的键长为r pm，晶胞参数为a pm，则N点原子的分数坐标为 _______，Ca与 B 原子间的距离d=_______pm(列出计算式即可)。

15．(2022·山东省德州市高三联合一测评)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
(1)第四周期其他元素基态原子中，未成对电子数和基态K原子未成对电子相同的有__(写元素符号)。
(2)P能形成多种化合物。一般认为PCl5是共价化合物，其分子的空间结构为三角双锥形，P原子的杂化类型为__。N和P同主族，但不存在NCl5，从原子结构的角度分析其原因是__________________。研究表明，在148℃加压条件下液化的PCl5能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，写出PCl5自耦电离的电离方程式______________。
(3)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

如果有n个磷酸分子间脱水形成链状的多磷酸，则相应酸的化学式可写为____________。
(4)分别用、表示H2PO4-和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)、图(d)分别显示的是H2PO4-、K+在晶胞xy面、xz面、yz面上的位置：

①若晶胞底边的边长均为apm，高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为________g•cm-3(写出表达式)。
②晶胞在y轴方向的投影图为________。

16．(2021·广东省茂名市五校联盟高三第二次联考)过渡金属及其化合物在生产、生活中有重要的应用。
回答下列问题：
(1)基态Cu的价电子轨道表达式为___________。
(2)一种含Ti的催化剂X能催化乙烯、丙烯等的聚合，其结构如图甲所示。X中，C原子的杂化类型有___________，不含有的作用力类型是___________(填序号)。

A．键 B．键 C．配位键 D．离子键 E．共价键
(3)分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数。EMIM+子由H、C、N三种元素组成，其结构如图乙所示，则离子中的大键应表示为___________。

(4)已知第三电离能数据：，。锰的第三电离能大于铁的第三电离能，其主要原因是_________________。
(5)黄铜矿是提炼铜的主要原料，其主要成分的晶胞结构如图丙所示。

①周围距离最近的数为___________。
②在高温下，黄铜矿的主要成分的晶体中金属离子可以发生迁移。若亚铁离子与铜离子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离子，在无序的高温型结构中，金属离子占据___________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。
③该晶胞上下底面均为正方形，侧面与底面垂直，晶胞参数如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值，请计算该晶体的密度___________。
17．(2021·四川省成都市一模)推广磷酸亚铁锂电池的新能源汽车对减少二氧化碳排放和大气污染具有重要意义。工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺()为原料制磷酸亚铁锂材料。
回答下列问题：
(1)基态铁原子核外电子运动状态有______种；基态Fe3+较基态Fe2+稳定的原因是______。
(2)在NH4H2PO4中的N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序是______；NH的空间构型为______；H2PO中P原子的杂化轨道类型为____________。
(3)1mol中含有______molσ键；苯胺水溶性大于苯的主要原因是________________________。
(4)构想某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶体结构如图。

①石墨的硬度小、熔沸点高的原因分别是__________________。
②如图晶体的化学式为______；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为______g•cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数，列式即可)。
18．(2022·山东省高三备考监测第二次联合考试)氮元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。回答下列问题：
(1)基态氮原子的价电子排布式为___________。
(2)与N同周期的元素中第一电离能比N大的元素有____________种。
(3)三硝基胺N(NO2)3(其结构为)是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原子上无孤电子对，则中心N原子的杂化方式为___________，并且与三个硝基中的N构成___________形。
(4)(CN)2、(SCN)2的性质与卤素单质的相似，称为拟卤素。其分子内各原子均达到8电子稳定结构，则1mol(CN)2分子中含___________molπ键，SCN-的空间构型为___________形。
(5)白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5，研究发现固态PCl4和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为[PCl4]+[PCl6]-和[PBr4]+Br-，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因：___________。
(6)过渡金属氮化物因其优异的催化性能(加氢处理、光和电化学催化等)受到了广泛关注。贵金属钼(Mo)的氮化物可作将N2还原为氨的反应的催化剂。贵金属钼的氮化物的立方晶胞如图所示。已知晶胞参数为anm，则该晶体的化学式为___________，晶体的密度为___________(列出计算式)g·cm-3。

19．(2022·山东省普通高中名校高三大联考)铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)及其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Ni原子的核外电子排布式为___________。
(2)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103℃，则Fe(CO)5中含有的化学键类型包括___________。
A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键
(3)以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)第一电离能由大到小的顺序为___________，色氨酮分子中所有N原子的杂化类型有___________，色胺酮钴配合物中钴的配位数为___________，X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过___________作用与色胺酮钴配合物相结合。

(4)Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是___________。
(5)已知TiN晶体的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为___________pm。(用含ρ、NA的代数式表示)

20．(2022·安徽省高中示范校高三联考)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Mg2+。碱性条件下，检验Mg2+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(H3BNH3)是一种安全、高效的储氢材料，可由反应3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。
①H3BNH3的结构与乙烷相似，H3BNH3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)。
②CO2的空间构型为___________，H2O的键角小于CH4的键角，原因为___________。
(4)一种由Mg2+、N3-、F-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Mg2+的核间距为apmNA表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为___________ g· cm-3。
21．(2022·湖南省三湘教育联盟高三第二次大联考)镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀，用镍制造不锈钢和各种合金钢被广泛地用于飞机、舰艇、雷达、导弹、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。回答下列问题：
(1)基态Ni原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为___。
(2)具有不对称结构的Schiff碱及其与过渡金属形成的配合物结构类似于生命体系的真实情况。有一种广泛用于生命体系中金属蛋白的模拟研究，其结构如图所示。

该配合物中C原子的杂化方式为___；该配合物中除H之外的组成元素的第一电离能由小到大的顺序是___。
(3)二氧化硒主要用于电解锰行业，其中一种制备方法为2NiSeO42NiSeO3+O2↑、NiSeO3NiO+SeO2。下列分子或离子的VSEPR模型为平面三角形的是___(填字母)。
A．SeO42- B．SeO32- C．NiO D．SeO2
(4)草酸镍可用于制镍粉和镍的催化剂等，加热分解的化学方程式为NiC2O4NiO+CO+CO2，属于非极性分子的产物是___，等物质的量的CO(C≡O)与CO2分子中的π键比为___，与CO2互为等电子体(等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团)的阴离子为___(任写一种)。
(5)氢能是一种重要的二次能源，其独有的优势和丰富的资源引起人类广泛的兴趣，然而氢的储存是目前氢能利用的一大难题，现有La、Ni合金是较为理想的储氢材料，其晶胞结构如图所示：


①该储氢材料的化学式为___。
②已知晶胞参数边长为anm，高为bnm，设阿伏加德罗常数的值为NA一个晶胞内可以储存18个氢原子，储氢后的晶胞密度为___g·cm-3。
22．(2022·山东省学情高三质量检测)2020年12月17日凌晨，嫦娥五号完成“挖土”之旅返回地球。查阅资料，月球玄武岩是构成月球的岩石之一，主要由辉石(主要成分硅酸盐)和钛铁矿(主要成分FeTiO3)等组成。回答下列问题：
(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能层符号为___________；与Ti同周期且基态原子核外单电子数与Cu相同的元素还有___________种。
(2)实验室常用邻二氮菲()检验Fe2+，生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，邻二氮菲中N原子杂化方式为___________，1mol中含有的键数目为___________个。若用邻二氮菲检验Fe2+，选择pH范围为2-9的原因是___________。
(3)FeTiO3溶于一定量浓盐酸可得TiCl4，TiCl4与乙二胺形成稳定配合物[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]，该结构中H-N-H键角___________H2NCH2CH2NH2中键角(填“大于”、“小于”或“等于”)，Ti的配位数为___________。
(4)Ti在常温下以六方最密堆积方式连接，结构如图所示，原子2的分数坐标为___________，若原子1和原子2间距为dpm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为___________g/cm3。(列出计算式)

23．(2022·广东省“六校联盟”高三第三次联考)锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)等过渡金属元素化合物的应用研究是前沿科学之一，回答下列问题：
(1)Mn的价电子排布式为___________。金属锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用“___________理论”解释。
(2)已知金属锰有多种晶型，γ型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列___________(填序号)，每个Mn原子周围紧邻的原子数为___________。
A．B．C．D．
(3)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一种紫色晶体，其中DMSO为二甲基亚砜，化学式为SO(CH3)2。DMSO中硫原子的杂化轨道类型为___________，SO(CH3)2中键角∠C—S—O___________CH3COCH3中键角∠C—C—O(填“大于”“小于”或“等于”)，ClO的空间构型是___________，元素S、Cl、O的电负性由大到小的顺序为___________。
(4)镍和苯基硼酸在催化剂作用下可以合成丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)，其相对分子质量等于丙醛(CH3CH2CHO)，但两者沸点相差较大，原因是___________。
(5)NiO的晶胞结构如图甲所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，1)，则C的离子坐标参数为___________。一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中(如图乙)，已知O2-的半径为apm，设阿伏伽德罗常数值为NA，每平方米面积上具有该晶体的质量为___________g(用含a、NA的代数式表示)。

24．(2022·广东省高考研究会高考测评研究院高三学习效率检测调研)TiO2是环境友好材料，能光催化降解有机物。请回答以下问题：
(1)基态Ti原子价电子中未成对电子有_______个。
(2)二氧化钛与COCl2、SOCl2(光/等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
①SOCl2的立体结构为_______，SOCl2中σ键和π键的数日之比为_______。
②COCl2是_______分子。(填“极性”或“非极性”)
(3)香豆素是一种天然香料，能被TiO2光降解。
①香豆素分子中C、О元素的第一电离能大小关系是_______，理由足_______。
②分子中C原子的杂化类型是_______。
③已知单双键交替的共轭结构可以形成大π键，大π键可用符号“π”表示，其中n代表参形成大π键的原子数，m代表参与形成大π键的电子数(如香豆素中的大π键可表示为)，则苯分子中的大π键应该表示为_______。
(4)研究表明，在TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2-aNb，能使TiO2对可见光具有活性，反应如图所示。

TiO2-aNb晶体中a：b=_______
25．(2022·湖北省重点校联考高三试题)氮族元素N、P、As等元素在农药、化肥等领域有广泛应用。回答下列问题：
(1)基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为___________。
(2)基态As原子的核外电子排布式为___________。
(3)氮元素的简单气态氢化物为NH3，其沸点比PH3的___________(填“高”或“低”)，理由是___________。
(4)氮元素的常见含氧酸根为NO3-，其空间构型为___________，其中N的杂化方式为___________。NO3-和Co2+可形成配离子[Co(NO3)4]2+，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为___________(用元素符号表示)，1mol该配离子中含有的键数目为___________ NA。
(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的晶胞结构如图所示。

①A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为___________。
②磷化铝的晶胞参数(1pm=10-12m)，其密度为___________g/cm3(列出计算式即可，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
26．(2022·山东省潍坊市高三学科核心素养测评)铜和钴掺杂的含氮碳层材料是一种新型催化材料，具有氧还原催化性能。回答下列问题：
(1)下列状态的N原子或离子的核外电子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_____(填序号)。
A．1s22s22p3 B．1s22s2 C．1s22s12p4 D．1s22s22p6
(2)已知氮的两种化合物N2H4和NH2OH都能结合H+而具有弱碱性，二者的碱性强弱：N2H4_____NH2OH(填“强于”或“弱于”)，理由是___。
(3)叠氮酸根NN3-的空间结构是______，NONO2-中含有的价层电子对数目为______。
(4)Co的第四电离能比铁的第四电离能______(填“大”或“小”)，理由是____。
(5)高导电紫铜常用硼化钙提高导电率，其晶胞如图所示，具有立方晶系的对称性，B原子全部组成正八面体，各个顶点通过B—B键连接成三维骨架，则该硼化钙的化学式是___________，B原子半径为r nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则硼化钙的密度为___________g·cm-3。

27．(2022·山东省潍坊市高三联考)在工业上用磷化铜(Cu3P2)制造磷青铜，磷青铜是含少量钪、锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性合金原件。
(1)基态Sc原子的价电子排布式为_______；同周期中未成对电子数与Sc相同的元素有_______种。
(2)磷青铜中的锡、磷两种元素电负性的大小为Sn_______P(填“>”“”或“O>Cl 角(V)形低于 OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
(3)5 D (4)2 (0，0，) pm
【解析】(1)基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种；(2)电负性一定程度上相当于得电子能力，半径越小，得电子能力越强，电负性越大，半径由小到大的顺序为F、O、Cl，所以电负性大小顺序为F>O>Cl；根据VSEPR理论有，去掉2对孤对电子，知OF2分子的空间构型是角形；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高；(3)XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为，其中心原子的杂化方式应为sp3d；(4)图中大球的个数为，小球的个数为，根据XeF2的原子个数比知大球是Xe原子，小球是F原子，该晶胞中有2个XeF2分子；由A点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，B点在棱的处，其坐标为(0，0，)；图中y是底面对角线的一半，，，所以 pm。
6．(2021•天津卷)铁单质及其化合物的应用非常广泛。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________。
(2)用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为___________。每个晶胞B中含Fe原子数为___________。

(3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式___________。从能量角度分析，铁触媒的作用是___________。

(4)Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配位数为6的配离子，如[Fe(H2O)6]3+、[Fe(SCN)6]3-、[FeF6]3-。某同学按如下步骤完成实验：

①[Fe(H2O)6]3+为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是___________，为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色，可采取的方法是___________。
②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡：
Fe3++6SCN- [Fe(SCN)6]3- K1；Fe3++6F-[FeF6]3- K2
向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为___________，平衡常数为___________(用K1和K2表示)。
【答案】(1)3d64s2 (2)8 4
(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH2＝-(a+b)kJ·mol−1 降低反应活化能
(4)由Fe3+水解产物的颜色所致向该溶液中加HNO3
[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN-
【解析】(1)Fe为26号元素，所以基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2；(2)由图可知，晶胞A中Fe的配位数为8，所以每个Fe原子紧邻的原子数为8。根据原子均摊法，每个晶胞B中含Fe原子数为；(3)由图可知，1mol N2和3mol H2反应时，放出的热量为(a-b)kJ，所以该反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH2＝-(a+b)kJ·mol−1。铁触媒是反应的催化剂，作用是降低反应活化能；(4)①由于Fe3+水解产物的颜色导致溶液Ⅰ却呈黄色，为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色，可向该溶液中加HNO3，抑制铁离子的水解，故答案为：由Fe3+水解产物的颜色所致；向该溶液中加HNO3；②向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色，说明和氟离子转化为，其离子方程式为[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN-，由Fe3++6SCN- [Fe(SCN)6]3-和Fe3++6F-[FeF6]3-相减得到[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN-，所以平衡常数为。
7．(2021·湖南卷)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：
(1)基态硅原子最外层的电子排布图为_______，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化学式)；
(2)硅和卤素单质反应可以得到，的熔沸点如下表：





熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0℃时，、、、呈液态的是____(填化学式)，沸点依次升高的原因是_______________，气态分子的空间构型是_______；
②与N-甲基咪唑反应可以得到，其结构如图所示：

N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_______，H、C．N的电负性由大到小的顺序为_______，1个中含有_______个键；
(3)下图是、、三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

①已知化合物中和的原子个数比为1：4，图中Z表示_______原子(填元素符号)，该化合物的化学式为_______；
②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，，则该晶体的密度_______(设阿伏加德罗常数的值为，用含A．B．C．的代数式表示)。
【答案】(1)；SiC
(2)①SiCl4 SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大正四面体形②sp2、sp3 N>C>H 54
(3)① O Mg2GeO4②×1021
【解析】(1)硅元素的原子序数为14，价电子排布式为3s23p2，则价电子排布图为；原子晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是原子晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，非金属性强于硅原子，碳硅键的键能大于硅硅键、键长小于硅硅键，则碳硅键强于硅硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅；(2) ①由题给熔沸点数据可知，0℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX4的沸点依次升高；SiX4分子中硅原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，则分子的空间构型为正四面体形；②由M2+离子的结构可知，离子中含有杂化方式为sp3杂化的单键碳原子和sp2杂化的双键碳原子；元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的非极性强弱顺序为N>C>H，则元素电负性的大小顺序为N>C>H；M2+离子的结构中含有单键、双键和配位键，单键和配位键都是σ键，双键中含有1个σ键，则离子中含有54个σ键；(3)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心、棱上和体内的X原子为8×+6×+4×+3=8，位于体内的Y原子和Z原子分别为4和16，由Ge和O原子的个数比为1：4可知，X为Mg原子、Y为Ge原子、Z为O原子，则晶胞的化学式为Mg2GeO4；②由晶胞的质量公式可得：=abc×10—21×ρ，解得ρ=×1021g/cm3。
8．(2021·河北卷)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是______ (填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_____________。
(3)已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJ•mol-1)如表：
N—N
N≡N
P—P
P≡P
193
946
197
489
从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_____________。
(4)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为_____________，其中P采取___杂化方式。
(5)与PO电子总数相同的等电子体的分子式为____________。
(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为_____________。
(7)分别用○、●表示H2PO和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO、K+在晶胞xz面、yz面上的位置：

①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度____________g•cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x轴方向的投影图为____________(填标号)。

【答案】(1)K+和P3- (2)或
(3)在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定
(4) sp3 (5)SiF4、SO2F2等
(6) (7) B
【解析】(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+(或H-)、O2-、K+和P3-，其中核外电子排布相同的是K+和P3-。
(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为或；(3)根据表中的相关共价键的键能可知，若6mol N形成类似白磷分子结构的N4分子，可以释放出的能量为193kJ´6=1158kJ；若6mol N形成N2分子，则可释放的能量为946kJ´2=1892kJ，显然，形成N2分子放出的能量更多，故在N数目相同的条件下，N2具有更低的能量，能量越低越稳定。同理，若6mol P形成P4分子，可以释放出的能量为197kJ´6=1182kJ；若6mol P形成P2分子，则可释放的能量为489kJ´2=978kJ，显然，形成P4分子放出的能量更多，故在P数目相同的条件下，P4具有更低的能量，能量越低越稳定；(4)含氧酸分子中只有羟基上的H可以电离；由KH2PO2是次磷酸的正盐可知，H3PO2为一元酸，其分子中只有一个羟基，另外2个H与P成键，还有一个O与P形成双键，故其结构式为，其中P共形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，其采取sp3杂化；(5)等电子体之间的原子总数和价电子总数都相同，根据前加后减、前减后加、总数不变的原则，可以找到与PO43-电子总数相同的等电子体分子为SiF4、SO2F2等；(6)由题中信息可知，n个磷酸分子间脱去(n-1)个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则可脱去n个水分子得到(HPO3)n，其失去H+后得到相应的酸根，故该酸根可写为。(7)①由晶胞结构可知，H2PO4-位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8个、面上有4个，体心有1个，故晶胞中的数目为；K+位于面上和棱上，面上有6个，棱上4个，故晶胞中K+的数目为。因此，平均每个晶胞中占有的H2PO4-和K+的数目均为4，若晶胞底边的边长均为、高为，则晶胞的体积为10-30a2c cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为；②由图(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x轴方向的投影图为，选B。
9．(2021·广东卷)很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物Ⅱ。

(1)基态硫原子价电子排布式为_________________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为_________________。
(3)汞的原子序数为80，位于元素周期表第_______周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有_______。
A．在I中S原子采取sp3杂化 B．在Ⅱ中S元素的电负性最大
C．在Ⅲ中C-C-C键角是180° D．在Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的是_________________。
(6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是___________________________。
②图9c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为_______；该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb = _______。
③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为_______g/cm3(列出算式)。
【答案】(1)3s23p4 (2)H2O>H2S>CH4 (3)六 (4)AD (5)化合物III
(6)①由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式
②4 1：1：2 ③
【解析】(1)基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，因此基态硫原子价电子排布式为3s23p4；(2)H2S、CH4、H2O均为分子晶体，H2O分子间存在氢键，沸点较高，H2S、CH4的分子间范德华力随相对分子质量增大而增加，因此沸点由高到低顺序为：H2O>H2S>CH4；(3)第六周期0族元素的原子序数为86，因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅡB族；(4)A项，中S原子的价层电子对数=2+=4，因此S原子采取sp3杂化，故A正确；B项，中含有的元素为H、C、O、S、Hg，同周期元素从左至右元素的电负性逐渐增大，同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小，因此5种元素中电负性最大的为O元素，故B错误；C项，中C原子成键均为单键，因此C原子采取sp3杂化，所以C-C-C键角接近109º28’，故C错误；D项，中存在C-H、C-C、C-S、S=O、S-O、S-H共价键和与Na+之间的离子键，故D正确；故选BD。(5)中羟基能与水分子之间形成分子间氢键，为易溶于水的钠盐，溶于水后电离出的中O原子均能与水分子之间形成氢键，相同物质的量两种物质溶于水后，形成的氢键更多，因此化合物III更易溶于水。(6)①对比图9b和图9c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶胞是晶体的最小重复单位要求；②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例，同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2，右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近，因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4；该晶胞中Sb原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有Sb原子数为8，Ge原子位于晶胞顶点、面心、体心，因此1个晶胞中含有Ge原子数为1+8×+4×=4，Hg原子位于棱边、面心，因此1个晶胞中含有Hg原子数为6×+4×=4，则该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2；③1个晶胞的质量m=，1个晶胞的体积V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3，则X晶体的密度为== g/cm3。

1．（2022·四川省绵阳市高三第三次诊断性考试）新型铜锌锡硫化合物(CuxZnySnzSn)薄膜太阳能电池近年来已经成为可再生能源领域的研究热点。回答下列问题：
(1)Sn的价电子排布式为___________，Zn位于元素周期表的___________区。
(2)Si、P、S第一电离能由大到小的顺序是___________。其中电负性最大的元素是___________。
(3)SO32-和SO42-键角较小的是___________，原因是___________。
(4)向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，最终得到蓝色溶液，溶液中1mol[Cu(NH3)4]2+含有___________个σ键。再向溶液中加入乙醇，得到深蓝色晶体，该晶体中不存在___________ (填标号)。
A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．金属键 E．氢键
(5)锌黄锡矿(K型)是制备薄膜太阳能电池的重要原料，其晶胞结构如图所示(晶胞参数α=β=y=90°)。该晶体的化学式为___________，密度ρ=___________g·cm-3(用含有NA的代数式表示)。

【答案】(1)5s25p2 ds (2)P＞S＞Si S
(3)SO32- SO32-、SO42-的硫原子都是sp3杂化，但SO32-有孤电子对，排斥作用较大，使其键角小于SO42-
(4)16NA(或16×6.02×1023) D
(5)Cu2ZnSnS4×1030
【解析】(1)Sn位于第四周期ⅣA族，价电子数等于最外层电子数，即Sn的价电子排布式为5s25p2；Zn位于元素周期表第四周期ⅡB族，属于ds区；(2)三种元素属于同周期，同周期从左向右第一电离能增大趋势，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，Si、P、S第一电离能由大到小的顺序是P＞S＞Si；同周期从左向右电负性增大(稀有气体除外)，因此电负性最大的是S；(3)SO中中心原子S价层电子对数为=4，SO42-中中心原子S的价层电子对数为=4，前者含有1个孤电子对，后者不含有孤电子对，根据孤电子对之间的斥力＞孤电子对数－成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力，因此SO32-键角小于SO42-；(4)Cu2＋与NH3之间形成配位键，1个Cu2＋与4个NH3形成4个配位键，即形成4个σ键，NH3中N与3个H形成3个σ键，因此1mol[Cu(NH3)4]2+含有(4＋4×3)NA个σ键，即16NA或16×6.02×1023个σ键；深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，[Cu(NH3)4]2＋与SO42-之间形成离子键，Cu2＋与NH3之间形成配位键，N和H之间形成共价键，[Cu(NH3)4]SO4·H2O也含有氢键，但不含有金属键；(5)根据晶胞图可知，Cu位于顶点、面心和体心，个数为=4，Zn位于棱上和面心，个数为=2，Sn位于面上，个数为=2，S位于晶胞内部，个数为8，即化学式为Cu2ZnSnS4；晶胞的质量为g，晶胞的体积为(a×a×2a×10－30)cm3，根据密度的定义，该晶胞的密度为=×1030g/cm3。
2．(2022·广东省汕头市高三期末质量监测)传统的锂离子电池或钠离子电池由于使用有机液态电解液而存在安全问题。发展全固态电池是解决这一问题的必然趋势。LiZr2(PO4)3、LiTi2(PO4)3、Na3Zr2Si2PO12是常用的固体电解质。回答下列问题：
(1)基态Si的电子排布式为___________。
(2)Zr的原子序数为40，位于周期表的第___________周期ⅣB族。
(3)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序是___________。
(4)亚磷酸(H3PO3 )是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，则H3PO3分子的结构式为___________，其中P原子的杂化方式为___________。
(5)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5] Cl2·H2O，该化合物中Ti3+的配位数为___________，在该化合物中不含___________(填标号)。
A．键 B．键 C．配位键 D．离子键 E．极性键 F．非极性键
(6)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为Zn O/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。A原子的坐标为(0，0，0)，B原子的坐标为(1，1，0)则C原子的坐标为___________。该晶体密度为___________ g· cm-3 (写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y =___________(用x表达)。

【答案】(1)1s22s22p63s23p2或[Ne] 3s23p2 (2)五
(3)NH3＞PH3＞AsH3 (4)或sp3
(5)6 BF (6) 2-x
【解析】(1)已知Si是14号元素，故基态Si的电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne] 3s23p2；(2)已知周期表中排满第四周期共有36种元素，排满第五周期共需54种元素，故Zr的原子序数为40，位于周期表的第五周期ⅣB族；(3)NH3、PH3、AsH3三者均为分子晶体，NH3存在分子间氢键，沸点反常高，AsH3的相对分子质量比PH3大，故其中的分子间作用力也大，沸点也高，故三者的沸点由高到低的顺序是NH3＞PH3＞AsH3；(4)亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，说明H3PO3是一种二元酸，即只含两个羟基，则H3PO3分子的结构式为或，由其结构简式可知，P原子周围形成了4个σ键，无孤电子对，则其中P原子的杂化方式为sp3；(5)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5] Cl2·H2O，该化合物中Ti3+周围共有6个配位键，6个配体，则其配位数为6，在该化合物中存在[TiCl(H2O)5]2+与Cl-之间的离子键，[TiCl(H2O)5]2+内部Ti3+与Cl-、H2O之间的配位键，H2O中H-O之间的极性共价键，配位键和H2O中的极性键均为σ键，故不含π键和非极性键；(6)晶胞中Zr4+位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，O2-位于晶胞体内，分列八分之一晶胞的体心，由A、B的坐标可知，C的坐标为：，O原子个数为8，则一个晶胞含有4个ZrO2，质量为，晶胞体积为a2c×10-30cm3，可知ρ==g•cm-3；在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，化合物中Zn为+2价、Zr为+4价、O为-2价，则2x+4×(1-x)=2y，y=2-x。
3．(2021·广东省普通高中高三联合质量测评)GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，并与SiC等半导体材料一起，被誉为第三代半导体材料。回答下列问题：
(1)基态Ga的核外电子排布为[Ar]3d104s24p1，转化为下列激发态时所需能量最少的是___________。
A． B．
C． D．
(2)N原子电子轮廓图中2p轨道的取向为___________。C、N、Si电负性由大到小的顺序是___________，Ga的电负性与铝接近，将Ga投入NaOH溶液反应放出H2，化学方程式为___________。
(3)Si能形成配合物H2[SiF6]，很稀的H2[SiF6]溶液有良好的消毒、杀菌作用，阴离子[SiF6]2-的空间构型为___________。
(4)SiC晶胞如图a所示，则C原子的杂化方式为___________，闪锌矿结构的GaN、GaP、GaAs晶体类型与SiC相似，熔点如下表所示，其熔点差异的原因是___________。
物质
闪锌矿结构的GaN
GaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238

(5)岩盐矿结构的GaN晶体结构如图b、图c所示，Ga、N原子半径分别为、，则Ga原子的配位数为___________，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该GaN的密度是___________g·cm−3(列出计算表达式)。

【答案】(1)B
(2)相互垂直 N＞C＞Si 2Ga+2NaOH+2H2O=2NaGaO2+3H2↑
(3)正八面体
(4)sp3它们均为原子晶体且原子半径：N＜P＜As，半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高
(5) 6
【解析】(1)根据电子排布的相关规则，激发一个电子到4p轨道后的状态能量低，需要的能量就少，根据洪特规则，4p能级上若有2个电子以上，应优先占据不同的轨道，B项符合题意，故选B；(2)N原子的3个2p轨道取向为相互垂直，分别指向x、y、z轴；主族元素同周期，随原子序数增大，电负性增大，同主族由上往下，电负性减小，故N＞C＞Si，Ga的电负性与铝接近，所以化学性质与Al具有相似性，故其与氢氧化钠反应的化学方程式为：2Ga+2NaOH+2H2O=2NaGaO2+3H2↑；(3)阴离子[SiF6]2-价电子对数为6，没有孤电子对，其空间构型为正八面体；(4)C的价层电子对数为4，孤电子对数为0，杂化方式为sp3；它们均为原子晶体，原子半径：N＜P＜As，半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高。(5)如图所示，以面心Ga原子分析，最近的N原子数为6，则Ga的配位数为6；如投影图所示，晶胞参数为N、Ga两原子的直径和，则利用均摊法求出原子数各为4个，故晶体密度=即为：。
4．(2022·山东省济南市高三学情检测化学试题)硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)立方氮化硼硬度大，熔点3000°C，其晶体类型为_____________。制备氮化硼(BN)的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s)+3HCl(g)。BCl3的空间构型为_______，形成BCl3时，基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价电子轨道表示式可能为_______(填标号)。
A． B． C． D．
(2)硼砂阴离子[B4O5(OH)4]2-的球棍模型如图所示。其中B原子的杂化方式为_______，该阴离子中所存在的化学键类型有_______(填标号)。

A．离子键 B．配位键 C．氢键 D．非极性共价键
(3)Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架，具有立方晶系的对称性。该晶体的化学式为_____________，晶体中Ca原子的配位数为_______，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，称为原子的分数坐标，如M点原子的分数坐标为(，，)，已知B6八面体中B -B键的键长为r pm，晶胞参数为a pm，则N点原子的分数坐标为 _______，Ca与 B 原子间的距离d=_______pm(列出计算式即可)。

【答案】(1)原子晶体(或共价晶体) 平面三角形 B
(2)sp2或sp3 B
(3)CaB6 24 (0，0，)
【解析】(1)通常情况下，原子晶体(或共价晶体)的硬度大，熔沸点高，故立方氮化硼硬度大，熔点3000°C，其晶体类型为原子晶体(或共价晶体)，制备氮化硼(BN)的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s)+3HCl(g)，BCl3中心原子周围的价层电子对数为：3+ =3，根据价层电子对互斥理论可知，其空间构型为平面三角形，形成BCl3时，基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发后能与Cl形成3个相同的共价键，说明激发后有3个能量相同的成单电子，故激发时B原子的价电子轨道表示式可能为B；(2)已知B原子最外层上有3个电子，结合硼砂阴离子[B4O5(OH)4]2-的球棍模型可知每个B周围形成了3个或4个共价键，即B周围的价成电子对数为3或者4，故其中B原子的杂化方式为sp2或sp3，该阴离子中所存在的化学键类型有两个形成4个共价键的B原子中存在配位键，其余为H-O、B-O之间的极性共价键，不存在离子键和非极性共价键，氢键不属于化学键；(3)分析晶胞结构可知，一个Ca原子和1个单元有6个B原子，该化合物的化学式为CaB6，钙原子的配位数为6×4=24；将8个正八面体的中心连接呈晶胞的立方晶系图，由M点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，已知B6八面体中B -B键的键长为r pm，晶胞参数为a pm，则八面体中心到顶点的距离为：，则N点在棱的处，其坐标为(0，0，)，Ca与 B 原子间的距离d即M与N 的距离如下图：

图中NA是底面对角线的一半，NA=pm，AM=(a−)pm，所以d=MN= = pm。
5．(2022·山东省德州市高三联合一测评)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
(1)第四周期其他元素基态原子中，未成对电子数和基态K原子未成对电子相同的有__(写元素符号)。
(2)P能形成多种化合物。一般认为PCl5是共价化合物，其分子的空间结构为三角双锥形，P原子的杂化类型为__。N和P同主族，但不存在NCl5，从原子结构的角度分析其原因是__________________。研究表明，在148℃加压条件下液化的PCl5能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，写出PCl5自耦电离的电离方程式______________。
(3)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

如果有n个磷酸分子间脱水形成链状的多磷酸，则相应酸的化学式可写为____________。
(4)分别用、表示H2PO4-和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)、图(d)分别显示的是H2PO4-、K+在晶胞xy面、xz面、yz面上的位置：

①若晶胞底边的边长均为apm，高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为________g•cm-3(写出表达式)。
②晶胞在y轴方向的投影图为________。

【答案】(1)Sc、Cu、Ga、Br
(2)sp3d N原子最外层没有可杂化的d轨道 2PCl5PCl4++PCl6-
(3)Hn+2PnO3n+1 (4) C
【解析】(1)第四周期元素中，基态K原子的外围电子排布式为4s1，有1个未成对电子，依据泡利原理和洪特规则，Sc原子的外围电子排布式为3d14s2，3d亚层有1个未成对电子；Cu原子的外围电子排布式为3d104s1，有1个未成对电子；Ga原子的外围电子排布式为4s24p1，4p亚层有1个未成对电子；Br原子的外围电子排布式为4s24p5，4p亚层有1个未成对电子；故符合题意的有Sc、Cu、Ga、Br。(2)PCl5的价层电子对数=5+=5，不含有孤对电子，其分子的空间结构为三角双锥形，则P原子的杂化类型为sp3d杂化；N和P同主族，价电子数相同，PCl5依靠sp3d杂化形成，而N原子最外层没有可杂化的d轨道，故不存在NCl5；PCl5在加压下于148℃液化能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，两种离子可能是PCl4+和PCl6-，故PCl5自耦电离的电离方程式为2PCl5PCl4++PCl6-。(3)由题中信息可知，n个磷酸分子间脱去(n-1)个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有n个磷酸分子间脱水形成链状的多磷酸，则相应酸中含H原子数为3n-2×(n-1)=n+2，含P原子数为n，含O原子数为4n-(n-1)=3n+1，化学式则写为Hn+2PnO3n+1。(4)①由晶胞结构可知，H2PO4-位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8个，面上有6个，体心有一个，故晶胞中H2PO4-的数目为8+1=4；K+位于面上和棱上，面上有6个，棱上有4个，故晶胞中K+的数目为6=4。因此，平均每个晶胞含有H2PO4-和K+的数目均为4，若晶胞底边的边长均为apm，高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为g•cm-3。②由图(a)、(b)、(c)、(d)可知，晶胞在y轴方向的投影图为，选C。
6．(2021·广东省茂名市五校联盟高三第二次联考)过渡金属及其化合物在生产、生活中有重要的应用。
回答下列问题：
(1)基态Cu的价电子轨道表达式为___________。
(2)一种含Ti的催化剂X能催化乙烯、丙烯等的聚合，其结构如图甲所示。X中，C原子的杂化类型有___________，不含有的作用力类型是___________(填序号)。

A．键 B．键 C．配位键 D．离子键 E．共价键
(3)分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数。EMIM+子由H、C、N三种元素组成，其结构如图乙所示，则离子中的大键应表示为___________。

(4)已知第三电离能数据：，。锰的第三电离能大于铁的第三电离能，其主要原因是_________________。
(5)黄铜矿是提炼铜的主要原料，其主要成分的晶胞结构如图丙所示。

①周围距离最近的数为___________。
②在高温下，黄铜矿的主要成分的晶体中金属离子可以发生迁移。若亚铁离子与铜离子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离子，在无序的高温型结构中，金属离子占据___________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。
③该晶胞上下底面均为正方形，侧面与底面垂直，晶胞参数如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值，请计算该晶体的密度___________。
【答案】(1) (2)sp2、sp3 D (3)
(4)Mn2+：[Ar]3d5，Fe2+：[Ar]3d6，其中Mn2+电子排布呈半充满状态，比较稳定，失电子需要能量高，故锰的第三电离能大于铁
(5)4 四面体空隙
【解析】
(1)Cu是29号元素，价电子排布式为：3d104s1，价电子轨道表达式为；(2)连接4个共价单键的C原子价层电子对个数是4、连接碳碳双键两端的C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断碳原子的杂化类型：前者是sp3杂化、后者是sp2杂化，C原子的杂化类型有sp2、sp3；X中，共价单键为键、共价双键中含有键和键，O原子和原子之间存在配位键，不含离子键，故填D；(3)构成大键的原子分别为3C+2N；在形成大键过程中每个原子首先形成单键，余下的最外层单电子或者孤对电子成大键，则有电子数，大键应表示为，故填；(4)价层电子排布式为Mn2+：[Ar]3d5，Fe2+：[Ar]3d6，其中Mn2+电子排布呈半充满状态，比较稳定，失电子需要能量高，故锰的第三电离能大于铁；(5)①由题图可知，Cu2+周围距离最近的S2-的个数为4；②高温下，晶体结构如图所示，金属离子的随机性为50%，金属离子占据四面体空隙，故填四面体空隙；③分析题图可知，该晶胞中有4个，则。
7．(2021·四川省成都市一模)推广磷酸亚铁锂电池的新能源汽车对减少二氧化碳排放和大气污染具有重要意义。工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺()为原料制磷酸亚铁锂材料。
回答下列问题：
(1)基态铁原子核外电子运动状态有______种；基态Fe3+较基态Fe2+稳定的原因是______。
(2)在NH4H2PO4中的N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序是______；NH的空间构型为______；H2PO中P原子的杂化轨道类型为____________。
(3)1mol中含有______molσ键；苯胺水溶性大于苯的主要原因是________________________。
(4)构想某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶体结构如图。

①石墨的硬度小、熔沸点高的原因分别是__________________。
②如图晶体的化学式为______；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为______g•cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数，列式即可)。
【答案】(1)26 基态Fe3+价层电子式为3d5，处于半满较稳定状态
(2)O>N>P 正四面体形 sp3杂化
(3)14 苯胺与水能形成分子间氢键而苯不能
(4)石墨晶体为层状结构，层间作用力为范德华力，硬度小，层内碳原子间以共价键结合，熔沸点高 LiC6
【解析】(1)根据鲍利原理可知，原子核外没有运动状态相同的电子，铁是26号原子，核外有26个电子，则基态铁原子核外电子运动状态有26种，根据洪特规则及特例可知，由于基态Fe3+价层电子式为3d5，处于半满较稳定状态，导致基态Fe3+较基态Fe2+更稳定；(2)根据同一周期从左往右元素的电负性依次增强，同一主族从上往下元素的电负性依次减弱，故在NH4H2PO4中的N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞N＞P，NH4+的中心原子N周围的价层电子对数为：4+=4，则其空间构型为正四面体，已知PO43-中中心原子P原子周围的价层电子对数为：4+=4，则P的杂化方式为sp3，H2PO4-与PO43-的杂化方式相同，则H2PO4-中P原子的杂化轨道类型为sp3；(3)已知单键均为σ键，苯环上6个碳碳键均为介于单键和双键之间独特的键，则1mol中含有14molσ键；由于苯胺与水能形成分子间氢键而苯不能，导致苯胺水溶性大于苯；(4)①由于石墨晶体为层状结构，层间作用力为范德华力，导致其硬度小，但层内碳原子间以共价键结合，导致其熔沸点又很高；②由题干晶胞图可知，Li位于8个顶点，C由8个位于侧面上，2个位于体内，故一个晶胞含有的Li+为：8×=1，C原子个数为：8×+2=6，则晶体的化学式为LiC6，该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，则底边边长为3×142pm，石墨烯层间距离为335pm，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为dg/cm3，晶胞质量为g，晶胞体积为(3×142)2×335×10-30cm3，结合密度公式ρ=，解得d=g/cm3。
8．(2022·山东省高三备考监测第二次联合考试)氮元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。回答下列问题：
(1)基态氮原子的价电子排布式为___________。
(2)与N同周期的元素中第一电离能比N大的元素有____________种。
(3)三硝基胺N(NO2)3(其结构为)是一种新型的火箭燃料，因硝基吸电子能力强，中心N原子上无孤电子对，则中心N原子的杂化方式为___________，并且与三个硝基中的N构成___________形。
(4)(CN)2、(SCN)2的性质与卤素单质的相似，称为拟卤素。其分子内各原子均达到8电子稳定结构，则1mol(CN)2分子中含___________molπ键，SCN-的空间构型为___________形。
(5)白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5，研究发现固态PCl4和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为[PCl4]+[PCl6]-和[PBr4]+Br-，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因：___________。
(6)过渡金属氮化物因其优异的催化性能(加氢处理、光和电化学催化等)受到了广泛关注。贵金属钼(Mo)的氮化物可作将N2还原为氨的反应的催化剂。贵金属钼的氮化物的立方晶胞如图所示。已知晶胞参数为anm，则该晶体的化学式为___________，晶体的密度为___________(列出计算式)g·cm-3。

【答案】(1)2s22p3 (2)2 (3)sp2 (平面)三角
(4)4 直线 (5)Br-半径较大，无法形成[PBr6]-
(6)Mo2N
【解析】(1)基态氮原子的价电子排布式为2s22p3；(2)同周期元素原子从左到右第一电离能呈增大趋势，但第V A族元素原子的p轨道半充满，相对稳定，其第一电离能比第VA族元素原子的大，故与N元素同周期的元素中，第一电离能比N大的元素有F、Ne；(3)推知中心N原子为sp2杂化，三硝基胺的结构图为三角形；(4)(CN)2的结构式为N ≡C- C ≡N，1个(CN)2分子中含有1个碳碳单键、2个碳氮三键，所以分子中π键的个数为4.SCN-的空间构型为直线形；(5)Br-半径较大，而Cl-半径较小，所以P周围可以容纳6个Cl-，而无法容纳6个Br- ，无法形成[PBr6]-；(6)根据晶胞结构可知，一个晶胞中有4个白球、2个黑球，故晶体化学式为Mo2N；晶胞的体积为a3nm3=(a ×10-7)3 cm3，1个晶胞的质量为g，所以晶体的密度为g·cm-3。
9．(2022·山东省普通高中名校高三大联考)铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)及其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Ni原子的核外电子排布式为___________。
(2)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103℃，则Fe(CO)5中含有的化学键类型包括___________。
A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键
(3)以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)第一电离能由大到小的顺序为___________，色氨酮分子中所有N原子的杂化类型有___________，色胺酮钴配合物中钴的配位数为___________，X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过___________作用与色胺酮钴配合物相结合。

(4)Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是___________。
(5)已知TiN晶体的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为___________pm。(用含ρ、NA的代数式表示)

【答案】(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 (2)AC
(3)N＞O＞H＞C sp2、sp3 4 氢键
(4)Fe、Co、Ni的原子半径比Ca的小，同时价电子数目多，金属键强，因此熔点高
(5)×1010
【解析】(1)镍为28号元素，原子核外有28个电子，其核外电子排布为[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2；(2)Fe(CO)5沸点较低，为分子晶体，不存在离子键，Fe原子与CO分子之间为配位键，CO分子内含有极性共价键，故选AC；(3)同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级轨道半满，更稳定，第一电离能高于O，所以四种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C；根据色胺酮中N原子的成键方式可知，成双键的N原子为sp2杂化，成单键的为sp3杂化；根据色胺酮钴配合物的结构简式可知，Co与2个O原子、2个N原子配位，配位数为4；分析甲醇性质可知，甲醇通过氢键与色胺酮钴配合物相结合；(4)Fe、Co、Ni单质均为金属晶体，其熔点与金属阳离子半径、金属所带电荷数有关，Fe、Co、Ni的原子半径比Ca的小，同时价电子数目多，金属键强，因此熔点高；(5)据图可知晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为棱长的一半，根据均摊法，晶胞中Ti原子的个数为+1=4，化学式为TiN，则N原子的个数也为4，所以晶胞的质量m=g，密度为ρg⋅cm-3，所以晶胞的棱长为cm=×1010 pm，则Ti原子与N原子的最近距离为××1010 pm=×1010pm。
10．(2022·安徽省高中示范校高三联考)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Mg2+。碱性条件下，检验Mg2+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(H3BNH3)是一种安全、高效的储氢材料，可由反应3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。
①H3BNH3的结构与乙烷相似，H3BNH3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)。
②CO2的空间构型为___________，H2O的键角小于CH4的键角，原因为___________。
(4)一种由Mg2+、N3-、F-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Mg2+的核间距为apmNA表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为___________ g· cm-3。
【答案】(1)ds 4 (2)N＞O＞H＞C sp2
(3)N 直线 H2O中的O原子和CH4中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力比成键电子对之间的斥力大，导致水的键角变小
(4)Mg3NF3 6 75
【解析】(1)Cu属于ds区元素，与Cu同周期且基态原子最外层未成对电子数与Cu相同的元素有K、Cr、Ga、Br，共4种；(2)“试镁灵”中由H、C、N、O\四种元素组成，第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C；分子中氮氮双键和硝基中的氮原子均为sp2杂化；(3)①H3BNH3的结构与乙烷相似，结构为H3B←NH3，B原子提供空轨道，N原子提供孤对电子；②CO2的空间构型为直线；H2O中的O原子和CH4中的C原子的杂化方式相同，但O原子上有2个孤电子对，孤电子对与键合电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故水的键角小于甲烷的键角；(4)①根据均摊法可知，1个晶胞中含有3个Mg2+、1个N3-和3个F-，故该化合物的化学式为Mg3NF3；由晶胞结构可知N3-的配位数为6；②晶胞中由阴离子构成的八面体空隙有4个，3个Mg2+填充在八面体空隙中，八面体空隙的填充率为75%；③若距离最近的两个Mg2+间距为apm，则晶胞边长为，晶胞密度为。
11．(2022·湖南省三湘教育联盟高三第二次大联考)镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀，用镍制造不锈钢和各种合金钢被广泛地用于飞机、舰艇、雷达、导弹、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。回答下列问题：
(1)基态Ni原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为___。
(2)具有不对称结构的Schiff碱及其与过渡金属形成的配合物结构类似于生命体系的真实情况。有一种广泛用于生命体系中金属蛋白的模拟研究，其结构如图所示。

该配合物中C原子的杂化方式为___；该配合物中除H之外的组成元素的第一电离能由小到大的顺序是___。
(3)二氧化硒主要用于电解锰行业，其中一种制备方法为2NiSeO42NiSeO3+O2↑、NiSeO3NiO+SeO2。下列分子或离子的VSEPR模型为平面三角形的是___(填字母)。
A．SeO42- B．SeO32- C．NiO D．SeO2
(4)草酸镍可用于制镍粉和镍的催化剂等，加热分解的化学方程式为NiC2O4NiO+CO+CO2，属于非极性分子的产物是___，等物质的量的CO(C≡O)与CO2分子中的π键比为___，与CO2互为等电子体(等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团)的阴离子为___(任写一种)。
(5)氢能是一种重要的二次能源，其独有的优势和丰富的资源引起人类广泛的兴趣，然而氢的储存是目前氢能利用的一大难题，现有La、Ni合金是较为理想的储氢材料，其晶胞结构如图所示：


①该储氢材料的化学式为___。
②已知晶胞参数边长为anm，高为bnm，设阿伏加德罗常数的值为NA一个晶胞内可以储存18个氢原子，储氢后的晶胞密度为___g·cm-3。
【答案】(1)
(2)sp2、sp3 Ni＜C＜O＜N (3)D
(4) CO2 1：1 CNO- (5)LaNi5×1021
【解析】(1)Ni是28号元素，基态Ni原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，价电子排布式是3d84s2，价电子轨道表示式(电子排布图)为；(2)该配合物中双键C原子的杂化方式为sp2、单键C原子的杂化方式为sp3；该配合物中含有Ni、C、H、O、N四种元素，非金属性越强第一电离能越大，N原子2p能级为半充满状态，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，除H之外的组成元素的第一电离能由小到大的顺序是Ni＜C＜O＜N。(3)A项，SeO42-中Se原子价电子对数为，VSEPR模型为正四面体，故不选A；B项，SeO32-中Se原子价电子对数为，VSEPR模型为正四面体，故不选B；C项，NiO中O2-价电子对数为4，VSEPR模型为正四面体，故不选C；D项，SeO2中Se原子价电子对数为，VSEPR模型为平面三角形，故选D；故选D。(4)CO2是直线型分子，结构对称，正负电荷的重心重合，CO2属于非极性分子；双键中有1个π键，叁键中有2个π键，等物质的量的CO(C≡O)与CO2分子中的π键比为1:1；CO2的价电子数是16，与CO2互为等电子体(等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团)的阴离子为CNO-；(5)①根据均摊原则，晶胞中La原子数是、Ni原子数是，该储氢材料的化学式为LaNi5；②晶胞参数边长为anm，高为bnm，则晶胞体积为，设阿伏加德罗常数的值为NA，一个晶胞内可以储存18个氢原子，储氢后的晶胞密度为g·cm-3。
12．(2022·山东省学情高三质量检测)2020年12月17日凌晨，嫦娥五号完成“挖土”之旅返回地球。查阅资料，月球玄武岩是构成月球的岩石之一，主要由辉石(主要成分硅酸盐)和钛铁矿(主要成分FeTiO3)等组成。回答下列问题：
(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能层符号为___________；与Ti同周期且基态原子核外单电子数与Cu相同的元素还有___________种。
(2)实验室常用邻二氮菲()检验Fe2+，生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，邻二氮菲中N原子杂化方式为___________，1mol中含有的键数目为___________个。若用邻二氮菲检验Fe2+，选择pH范围为2-9的原因是___________。
(3)FeTiO3溶于一定量浓盐酸可得TiCl4，TiCl4与乙二胺形成稳定配合物[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]，该结构中H-N-H键角___________H2NCH2CH2NH2中键角(填“大于”、“小于”或“等于”)，Ti的配位数为___________。
(4)Ti在常温下以六方最密堆积方式连接，结构如图所示，原子2的分数坐标为___________，若原子1和原子2间距为dpm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为___________g/cm3。(列出计算式)

【答案】(1) N 5
(2)sp2 24NA当pH太小时，c(H+)大，H+有空轨道，N原子通过配位键结合H+不能结合Fe2+，若pH太大，会生成氢氧化亚铁沉淀，也会影响与邻二氮菲配位
(3)大于 1 (4) (，，)
【解析】(1)在基态Ti中，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，电子占据的最高能层符号为N；Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子成单电子数为1，与Ti同周期且基态原子核外的成单电子数与Cu相同的元素有K：1s22s22p63s23p64s1、Sc: 1s22s22p63s 23p63d14s2、Ga:1s22s22p63s23p63d104s24p1、Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5共5种；(2)邻二氮菲()中N原子杂化方式计算价电子对数=2+=3，故为sp2杂化；或者从成键情况分析，氮原子形成双键，未杂化p轨道侧面重叠形成键，和周围C原子通过杂化的sp2轨道结合；中含有12个C-C键、8个C-H键、4个C-N键，故1mol中含有的σ键数目为24NA；邻二氮菲中N原子有孤电子对，当pH太小时，c(H+)大，H+有空轨道，N原子通过配位键结合H+不能结合Fe2+，若pH太大，会生成氢氧化亚铁沉淀，也会影响与邻二氮菲配位；(3)游离态H2NCH2CH2NH2)中N原子有一对孤对电子，配合物中N原子提供一对孤对电子与Ti形成配位键，孤电子对之间的斥力>孤电子与成键电子之间的斥力>成键电子对之间的斥力，与Ti形成配位键，孤电子对变成了σ键电子对，即成键电子对，排斥力减小，因此H-N- H之间的夹角会增大，故TiCl4与乙二胺形成稳定配合物[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]，该结构中H-N-H键角大于H2NCH2CH2NH2)中H-N-H键角；与TiCl4形成配位的是乙二胺，Cl-与Ti不是配位关系，所以Ti的配位数为1；(4)原子2投影在底面小三角形的中心(如图)，根据等边三角形的特点，横坐标为，纵坐标为，则原子2的分数坐标为(，，)；四边形ABCD为矩形，原子1和原子2的间距是底面的边长，底面一个小三角形的面积为=，因此底面的面积为=，原子2、3、4、5围成正四面体，正四面体的高为d，因此晶胞的高为d，则晶胞的体积为d=；晶胞中钛原子的个数=12+2+3=6，晶胞的质量为g，则晶体的密度为= g/cm3。
13．(2022·广东省“六校联盟”高三第三次联考)锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)等过渡金属元素化合物的应用研究是前沿科学之一，回答下列问题：
(1)Mn的价电子排布式为___________。金属锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用“___________理论”解释。
(2)已知金属锰有多种晶型，γ型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列___________(填序号)，每个Mn原子周围紧邻的原子数为___________。
A．B．C．D．
(3)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一种紫色晶体，其中DMSO为二甲基亚砜，化学式为SO(CH3)2。DMSO中硫原子的杂化轨道类型为___________，SO(CH3)2中键角∠C—S—O___________CH3COCH3中键角∠C—C—O(填“大于”“小于”或“等于”)，ClO的空间构型是___________，元素S、Cl、O的电负性由大到小的顺序为___________。
(4)镍和苯基硼酸在催化剂作用下可以合成丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)，其相对分子质量等于丙醛(CH3CH2CHO)，但两者沸点相差较大，原因是___________。
(5)NiO的晶胞结构如图甲所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，1)，则C的离子坐标参数为___________。一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中(如图乙)，已知O2-的半径为apm，设阿伏伽德罗常数值为NA，每平方米面积上具有该晶体的质量为___________g(用含a、NA的代数式表示)。

【答案】(1) 3d54d2电子气 (2)C 12
(3)sp3小于正四面体 O＞Cl＞S
(4)丙烯醇分子之间能形成分子间氢键 (5)(1，，)
【解析】(1)锰元素的原子序数为24，基态原子的价电子排布式为3d54d2；金属晶体中原子之间存在金属键，描述金属键本质的最简单理论是电子气理论，电子气理论可解释金属晶体的熔沸点的高低，也可以解释金属的导电、导热性能，有金属光泽和延展性，则金属锰可导电、导热，有金属光泽和延展性可用电子气理论解释；(2)γ型锰为面心立方晶胞，晶胞中锰原子位于晶胞的顶点和面心，由图可知， C为面心立方晶胞俯视图，晶胞中顶点的锰与位于面心的锰原子紧邻，则每个锰原子周围紧邻的原子数为12，；(3)二甲基亚砜中硫原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，则硫原子的杂化方式为sp3杂化，丙酮中羰基碳原子的杂化方式为sp2杂化，无孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，则二甲基亚砜中键角∠C—S—O小于丙酮中键角∠C—C—O；高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，则离子的空间构型为正四面体形；元素的非金属性越大，电负性越大，元素非金属性的强弱顺序为O＞Cl＞S，则电负性的大小顺序为O＞Cl＞S；(4)相对分子质量相等的丙烯醇和丙醛中，丙烯醇分子间之间能形成分子间氢键，分子间的分子间作用力大于丙醛，沸点高于丙醛；(5)由氧化镍晶胞中离子坐标参数A为(0，0，0)、B为(1，1，1)可知，晶胞的边长为1，则位于右侧面心离子坐标参数C为(1，，)；由图乙可知，每个镍离子被3个氧离子包围，每个氧离子被3个镍离子包围，相对位置如图所示：，相邻的3个氧离子的中心形成边长为2apm的正三角形，每个三角形中含有1个镍离子，三角形的面积为×2apm×2apm×sin60°=a2pm2，实际上镍离子被如图所示的两个小三角形所包含：，两个小三角形形成的平行四边形的面积为2a2pm2，含有的氧离子个数为6×=1，则每平方米面积上具有该晶体的质量为g=g。
14．(2022·广东省高考研究会高考测评研究院高三学习效率检测调研)TiO2是环境友好材料，能光催化降解有机物。请回答以下问题：
(1)基态Ti原子价电子中未成对电子有_______个。
(2)二氧化钛与COCl2、SOCl2(光/等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
①SOCl2的立体结构为_______，SOCl2中σ键和π键的数日之比为_______。
②COCl2是_______分子。(填“极性”或“非极性”)
(3)香豆素是一种天然香料，能被TiO2光降解。
①香豆素分子中C、О元素的第一电离能大小关系是_______，理由足_______。
②分子中C原子的杂化类型是_______。
③已知单双键交替的共轭结构可以形成大π键，大π键可用符号“π”表示，其中n代表参形成大π键的原子数，m代表参与形成大π键的电子数(如香豆素中的大π键可表示为)，则苯分子中的大π键应该表示为_______。
(4)研究表明，在TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2-aNb，能使TiO2对可见光具有活性，反应如图所示。

TiO2-aNb晶体中a：b=_______
【答案】(1)2 (2)三角锥形 3：1 极性
(3)O>C O原子半径比C原子小，对最外层电子吸引力较大 sp2 π66
(4)7：2
【解析】(1)Ti原子价电子排布式为3d24s2，因此未成对电子数为2；(2)①根据杂化轨道理论，SOCl2以S为中心，根据VSEPR理论可求得价层电子对数，而成键数为4，应为sp3杂化，但是S有一对孤对电子，故SOCl2为三角锥形。S与O之间是双键，S与Cl之间是单键，则σ键和π键的数目之比为3：1；②COCl2是平面三角形分子，但不是正三角形，正电中心和负电中心不在同一位置，为极性分子。(3)①C和O相比，O原子核内质子数多，核电荷数大，半径小，对核外电子的吸引力强，不易失去电子，所以O第一电离能大于C的第一电离能。②分子中的C均成三个σ键且无孤对电子，则采用sp2杂化。③苯中6个碳原子均成三个σ键，6个碳原子均有1个孤电子，则形成6中心，6电子的大π键，可表示为π66。(4)图示结构含有4个TiO2，氮掺杂后，每个TiO2-aNb中氧原子数；氮原子数=；2-a=，则a=，b=。a：b=7：2。
15．(2022·湖北省重点校联考高三试题)氮族元素N、P、As等元素在农药、化肥等领域有广泛应用。回答下列问题：
(1)基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为___________。
(2)基态As原子的核外电子排布式为___________。
(3)氮元素的简单气态氢化物为NH3，其沸点比PH3的___________(填“高”或“低”)，理由是___________。
(4)氮元素的常见含氧酸根为NO3-，其空间构型为___________，其中N的杂化方式为___________。NO3-和Co2+可形成配离子[Co(NO3)4]2+，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为___________(用元素符号表示)，1mol该配离子中含有的键数目为___________ NA。
(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的晶胞结构如图所示。

①A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为___________。
②磷化铝的晶胞参数(1pm=10-12m)，其密度为___________g/cm3(列出计算式即可，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)M (2)1s22s22p63s23p63d104s24p3或者[Ar] 3d104s24p3
(3)高 NH3分子间存在氢键
(4)平面三角形 sp2 Co＜O＜N 16
(5) (，，)
【解析】(1)已知磷是15号元素，基态磷原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p3，故基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为M；(2)已知As是33号元素，故基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或者[Ar] 3d104s24p3；(3)由于NH3中存在分子间氢键，而PH3分子间不存在氢键，故导致氮元素的简单气态氢化物为NH3的沸点比PH3的高；(4)氮元素的常见含氧酸根为NO3-，NO3-中心原子N原子周围的价层电子对数为：3+(5+1-3×2)=3，根据价层电子对互斥理论可知其空间构型为平面三角形，根据杂化轨道理论可知， N的杂化方式为sp2，NO3-和Co2+可形成配离子，该配离子中各元素即N、O、Co，根据第一电离能同一周期从左往右呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA反常，金属的第一电离能一般小于非金属，故第一电离能由小到大的顺序为Co＜O＜N，已知单键、双键、三键均只有一个σ键，故1个NO3-含有3个NO3-，另外4个NO3-与Co2+之间形成4个配位键即4个σ键，1mol该配离子中含有的σ键数目为1mol×(4×3+4)×NAmol-1=16NA；(5)①由晶胞图结合A、B的坐标可知，C点与晶胞顶点连线处于晶胞体对角线上，且二者距离等于晶胞体对角线长度的，故C点到左侧面、前平面、下底面的距离分别为晶胞棱长的、、，故C点的原子坐标为(，，)；③晶胞中，Al原子数目为4，P原子数目为8×+6×=4，晶胞质量=4×g，磷化铝的晶胞参数a=546.35pm，其密度=4×g，÷(546.35×10-10 cm)3= 。
16．(2022·山东省潍坊市高三学科核心素养测评)铜和钴掺杂的含氮碳层材料是一种新型催化材料，具有氧还原催化性能。回答下列问题：
(1)下列状态的N原子或离子的核外电子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_____(填序号)。
A．1s22s22p3 B．1s22s2 C．1s22s12p4 D．1s22s22p6
(2)已知氮的两种化合物N2H4和NH2OH都能结合H+而具有弱碱性，二者的碱性强弱：N2H4_____NH2OH(填“强于”或“弱于”)，理由是___。
(3)叠氮酸根NN3-的空间结构是______，NONO2-中含有的价层电子对数目为______。
(4)Co的第四电离能比铁的第四电离能______(填“大”或“小”)，理由是____。
(5)高导电紫铜常用硼化钙提高导电率，其晶胞如图所示，具有立方晶系的对称性，B原子全部组成正八面体，各个顶点通过B—B键连接成三维骨架，则该硼化钙的化学式是___________，B原子半径为r nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则硼化钙的密度为___________g·cm-3。

【答案】(1)C
(2)强于 O原子电负性大，使得NH2OH分子中N原子周围电子云密度降低，结合质子能力减弱，碱性减弱
(3)直线形 3
(4)小 Co失去3个电子后价电子排布式为3d6，容易失去1个电子形成稳定的半充满3d5结构，Fe失去3个电子后价电子排布式为3d5，3d轨道为稳定的半充满结构，不易失去电子
(5)CaB6×1021
【解析】(1)电子从激发态到基态会释放能量形成发射光谱，1s22s12p4是氮原子的激发态，则核外电子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱，故选c；(2)O原子电负性大，使得NH2OH分子中N原子周围电子云密度降低，结合质子能力减弱，碱性减弱；O原子电负性大，使得NH2OH分子中N原子周围电子云密度降低，结合质子能力减弱，碱性减弱；(3)叠氮酸根和二氧化碳的原子个数都为3、价电子数都为16，互为等电子体，等电子体具有相同的空间构型，则叠氮酸根和二氧化碳的空间构型都为直线形；亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为1；(4)铁原子的价电子排布式为3d64s2，失去3个电子后所得离子的价电子排布式为3d5，3d轨道为稳定的半充满结构，不易失去电子，钴原子的价电子排布式为3d74s2，失去3个电子后所得离子的价电子排布式为3d6，易失去1个电子形成稳定的半充满3d5结构，所以钴的第四电离能比铁的第四电离能小；(5)由晶胞结构可知，晶胞中含有1个钙原子，硼原子全部组成正八面体，每个正八面体含有6个硼原子，则晶胞中硼原子的个数为8××6=6，硼化钙的化学式为CaB6；由晶胞结构可得如下八面体结构结构：，图中O为正八面体的中心，也是晶胞的顶点，AOB为等腰三角形，硼原子的原子半径为rnm，则AB为2rnm，OB为AB=rnm，晶胞的参数为2OB+2r=2(1+) rnm，由晶胞的质量公式可得：[2(1+)r×10—7]3ρ=，解得ρ=×1021g/cm3。
17．(2022·山东省潍坊市高三联考)在工业上用磷化铜(Cu3P2)制造磷青铜，磷青铜是含少量钪、锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性合金原件。
(1)基态Sc原子的价电子排布式为_______；同周期中未成对电子数与Sc相同的元素有_______种。
(2)磷青铜中的锡、磷两种元素电负性的大小为Sn_______P(填“>”“P>As As的4p能级是半充满状态，能量更低，更稳定
(2)sp3杂化三角锥形
(3)NH3分子间存在氢键，汽化时克服分子间氢键，需要消耗大量的能量
(4)[Cr(H2O)4(NH3)2]Cl3
(5)4
【解析】(1)N、P、As位于同一主族，同主族元素从上至下元素非金属性逐渐减弱，因此电负性：N>P>As；As位于第四周期VA族，价电子排布式为4s24p3，Se位于第四周期VIA族，价电子排布式为4s24p4，As原子4p能级半充满，相对较为稳定，更难失去第一个电子；(2)阿散酸中N原子的价层电子对数=，因此N原子的杂化方式为sp3；AsO33-中As原子的价层电子对数=，孤对电子对数为1，因此AsO33-的空间构型为三角锥形；(3)液态NH3分子之间存在氢键，液氨汽化过程中需要吸收大量能量使氢键发生断裂，能够使环境温度降低；(4)1mol该配合物溶于水，加入足量的硝酸银溶液生成白色沉淀，该白色沉淀为AgCl， 430.5g AgCl的物质的量为，说明该配合物中Cl-全部在外界，溶于水后全部电离，内界配体为H2O、NH3，且相应两种配体的物质的量之比为2:1， Cr3+的配位数为6，因此该配合物化学式为[Cr(H2O)4(NH3)2]Cl3；(5)①根据晶胞结构分析，Mn位于四面体中心，周围有4个Se，则Mn的配位数为4；②由图可知，Mn原子在晶胞内部，含有4个；Se位于晶胞的顶点和面心，含有个，晶胞质量，晶胞体积，根据可知，密度为。
21．(2022·辽宁省大连市八中高三期中)锌及锌的化合物应用广泛。例如，测定铜合金中的铅、锌时要利用锌配离子的下列反应：
[Zn(CN)4]2++4HCHO+4H2O= Zn2++4HOCH2CN+4OH-
回答下列问题：
(1)基态Zn的价电子排布式为_____，基态C原子核外电子占据_______个空间运动状态不同的原子轨道。
(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σ键与π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)[Zn(CN)4]2+中Zn2+与CN-之间的化学键称为_____，提供孤电子对的成键原子是______。
(5)Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示：

①填入组成的_______空隙中；
A．四面体 B．六面体 C．八面体 D．十二面体
②已知晶体密度为，该晶胞的边长表达式为____pm(写计算表达式)。
【答案】(1)3d104s2 4 (2)N>O>C 3：1
(3)sp2 HCHO与水分子间存在氢键 (4)配位键 C
(5)A
【解析】(1)Zn位于周期表中第4周期第ⅡB族，则其基态核外电子排布式为：[Ar]3d104s2；C的基态核外电子排布式为1s22s22p2，则轨道表达式为，占据4个不同的原子轨道；(2)C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N>O>C；单键为σ键，三键中一根为σ键，两根为π键，HOCH2CN分子中含有的σ键有6个，含有π键数目为2，所以含有的σ键与π键数目之比为3：1；(3)甲醛分子中含有碳氧双键，1个甲醛分子中含有2个碳氢σ键，1个碳氧σ键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化，因甲醛中碳原子采取sp2杂化；福尔马林是HCHO的水溶液，HCHO极易与水互溶是因为HCHO与水分子间存在氢键；(4)含有空轨道和含有孤电子对的原子之间易形成配位键，Zn2+提供空轨道、CN-中C原子提供孤电子对而形成配位键，提供孤电子对的成键原子是C原子；(5)①ZnS和金刚石晶胞的相似性，S2-形成的是正四面体结构，则Zn2+填在了S2-形成的正四面体空隙中，故答案为A；②取1mol晶胞，则有NA个晶胞，设晶胞参数为acm，则一个晶胞的体积为V=a3cm3，对于立方晶胞，顶点粒子占，面心粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，则一个ZnS晶胞中，含有Zn的数目为8×+6×＝4，含有S的数目为4，因此1molZnS的质量为m=4×(65+32)g=388g，已知晶体的密度为dg/cm3，则有，解得：。
22．(2022·山东省日照市高三校际联考)“掺杂”和“包覆”是改善电极性能的重要手段。工业上以Li2CO3为原料制备锂离子电池的正极材料NCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)。
回答下列问题：
(1)基态氧原子价电子轨道表示式为___；Mn属于__区元素；基态Co原子核外电子有__种运动状态。
(2)与Li2CO3的阴离子互为等电子体的分子有__(填化学式)；Li2CO3阴离子的中心原子采取了__杂化方式，Li2CO3热稳定性__(填“>”或“