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2024届高三化学一轮复习专项复习——物质结构
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这是一份2024届高三化学一轮复习专项复习——物质结构，共24页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三化学一轮复习专项复习——物质结构
一、单选题
1．（2022高三上·东城月考）下列化学用语或图示表达错误的是
A．Br的原子结构示意图：
B．乙炔的分子结构模型：
C．氮分子的电子式：
D．基态24Cr的简化电子排布式：
2．（2023·嘉兴模拟）下列化学用语表示正确的是
A．中子数为16的磷原子：
B．羟基的电子式：
C．的VSEPR模型：(平面三角形)
D．基态最高能级的电子云轮廓图：
3．（2022高三上·福州期中）下列化学用语描述或图示表达正确的是（ ）
A．原子结构示意图，可以表示和
B．中子数为127的碘原子：
C．过氧化氢的比例模型：
D．NaClO的电子式：
4．（2023·唐山模拟）下列化学用语中正确的是
A．次氯酸的电子式：
B．的离子结构示意图：
C．基态Cr的电子排布式：
D．的空间填充模型：
5．（2022·宁乡市模拟）基因测序研究中，常用P作标记物，下列关于P的说法正确的是（ ）
A．质子数为32 B．质量数为15
C．与互为同位素 D．中子数为15
6．（2022·淄博模拟）铝的卤化物AlX3(X=Cl、Br、I)气态时以Al2X6双聚形态存在，下列说法错误的是
性质
AlF3
AlCl3
AlBr3
AlI3
熔点/℃
1290
192.4
97.8
189.4
沸点/℃
1272
180
256
382
A．AlF3晶体类型与其他三种不同
B．1molAl2Cl6中所含配位键数目为4NA
C．Al2X6中Al、X原子价电子层均满足8e-结构
D．AlCl3熔点高于AlBr3原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征
7．（2023·临沂模拟）化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A．硅胶、生石灰均可用作食品干燥剂
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
C．将CO2还原为甲醇，有利于实现“碳中和”
D．焰火、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关
8．（2022·温州模拟）X、Y、Z、Q、W原子序数依次增大。X的电子只有一种自旋取向，Y和Z的某同位素测定可用于分析古代人类的食物结构，Q单质可用于自来水消毒，W为第4周期金属元素，基态原子无未成对电子且内层电子全满。下列说法一定正确的是
A．Z、Y的氢化物稳定性：Z＜Y
B．Q与Y原子形成的分子空间结构为四面体型
C．Q单质可从Z的简单气态氢化物中置换出Z
D．[W(ZX3)4]2+中σ键数为12
9．（2023·绍兴模拟）X、Y、Z、Q、T五种元素，原子序数依次增大。X原子轨道上有1个空轨道，Y原子的轨道只有一对成对电子，Z原子M层上有两个未成对电子，Q最高价氧化物对应水化物是常见的三元酸，微粒的价电子构型是。下列说法不正确的是
A．第一电离能：
B．X和Q各有一种单质的结构单元是正四面体
C．Y和Z形成的化合物为分子晶体
D．T与Y可形成阴离子
10．（2022高三上·辽阳月考）某离子液体的部分结构如图。短周期主族元素V、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，但V、W、X、Y的原子半径依次减小，X、Z同主族，且Z的原子序数为X的2倍。下列说法错误的是（ ）
A．在K2[Cu(VW)4]里，VW−中的W提供孤电子对，与Cu2+形成配位键
B．VY4、WY3、XY2分子中的键角依次减小
C．同周期元素中，第一电离能大于X的有3种
D．最简单氢化物的熔沸点大小顺序一定为V
A．非金属性：N
A．C原子中的质子和中子 B．Na2O2固体中的阴离子和阳离子
C．SiO2晶体中的硅原子和共价键 D．FeCl2溶液中的Fe2+和Cl-
13．（2022高三上·金山模拟）环碳（C18）中碳原子是单键和三键交替连接的，结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．C18与C60互为同系物
B．12C18和14C18互为同位素
C．C18和金刚石互为同分异构体
D．环碳中碳原子均达8电子稳定结构
14．（2022高三上·辽宁月考）X、Y为第二周期主族元素，基态原子均有两个未成对电子，可形成化合物甲，(—代表化学键，但不确定是单键还是双键)，且分子中每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述正确的是（ ）
A．固态化合物甲属于共价晶体
B．X的最高价氧化物对应水化物是二元弱酸
C．元素的第一电离能：
D．Y和氢原子形成的10电子分子与10电子阳离子比较，前者键角大于后者
15．（2022·攀枝花模拟）由原子序数依次增大的X、Y、Z、W、M、Q六种短周期元素形成的某种液态离子化合物的结构式如图。X离子与氦原子具有相同的电子层结构；W原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，Q与W属同一主族。下列说法错误的是（ ）
A．六种元素中原子半径最大的是Q
B．化合物ZW2、YW2、QW2均能与NaOH溶液反应
C．Y、Z、W 、M、Q五种元素中，M的非金属性最强
D．在图示结构的阴离子中，各原子最外层都满足8电子结构
16．（2023·齐齐哈尔模拟）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X的一种核素常用于测定文物年代，基态Y原子s能级电子总数与p能级电子总数相等，X原子与Y原子的价层电子数之和与Z原子的价层电子数相等。下列说法正确的是
A．X、W形成的化合物易溶于水
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X> Z
C．Y元素的第一电离能比同周期相邻元素大
D．原子半径：X> Y> Z> W
二、综合题
17．（2023·漳州模拟）磷酸铁锂电池是绿色环保型电池，该电池以磷酸铁锂为正极材料，嵌有石墨的锂为负极材料，溶有的碳酸酯作电解质。回答下列问题：
（1）基态P原子的成对与未成对电子数之比为 ；最高能级的电子云轮廓图为 。
（2）Li、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为 。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()，第三周期部分元素的(均为正值)的大小顺序为15P<14Si<16S<17Cl，第一电子亲和能15P<14Si的原因为 。
（3）实验数据表明沸点，分析原因是 。
（4）一种锂电池的正极材料磷酸铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于顶角、棱心、面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为、，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积 (已知阿伏加德罗常数为，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
（5）多聚磷酸由磷酸加热脱水缩合而成。链状多聚磷酸是多个磷酸通过脱水后共有部分氧原子连接起来的，多聚磷酸根离子的部分结构投影图如图所示(由于P、O原子的半径大小不同，投影图中P与O之间存在部分或全部遮掩关系)，则其化学式为 。
18．（2022·洛阳模拟）
（1）I.和均可以催化降解甲醛、苯等有害物质，具有去除效率高，且无二次污染等优点，广泛应用于家居装潢等领域，其中一种催化机理如图所示。
回答下列问题：
基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为 。
（2）CO2和·CHO中碳原子的杂化形式分别为 、 。
（3）HCHO的空间构型为 。
（4）金属钛和锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用理论解释。已知金属锰有多种晶型，y型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列 (填编号)。
（5）II.2019年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。、聚乙二醇、、和LiCl等可作锂离子聚合物电池的材料。
回答下列问题：
Fe的基态原子的价电子排布式为 。
（6）乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近，但沸点高出100℃，原因是 。
（7）III.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。LiCl3∙H2O属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。如图为沿x轴投影的晶胞中所有Cl原子的分布图和原子分数坐标。LiCl3∙H2O的摩尔质量为，设为阿伏加德罗常数的值。
该晶胞中Cl原子的数目为 ，晶体的密度为 (列出计算表达式)。
19．（2022·和平模拟）钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、材料等领域。
（1）基态钛原子的价电子排布式为 。
（2）钛可与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成Ti(NO3)4.其球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是 ，试㝍出该反应的方程式 。
（3）钙钛矿(CaTiO3)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ．设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为 g。
（4）TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如图：
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸点/℃
58
136
181(升华)
316
1412
熔点/℃
-69
-25
193
304
714
在TiCl4中的溶解性
互溶
—
微溶
难溶
TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-220.9kJ·mol-1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式 。
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图Ⅲ判断：CO2生成CO反应的△H 0(填“＞”“＜”或“=”)，判断依据 。
20．（2022高三上·海安开学考）透明铁黄(FeOOH)是一种分散性良好的铁系颜料。工业上采用硫铁矿熔烧去硫后烧渣(主要成分为、FeO、、、不考虑其他杂质)制备透明铁黄工艺流程如下：
（1）浸取液中的核外电子排布式为 。
（2）“过滤I”后，滤液中所含金属阳离子有 。
（3）“还原”时，试剂X若选用铁粉，则该反应的离子方程式为 。
（4）制备铁黄：向一定浓度溶液中加入氨水，当滴加氨水至pH为6.0时，停止滴加氨水，开始通氧气，生成铁黄。通入氧气过程中，记录溶液pH变化如图1所示。
已知：25℃时，完全沉淀(离子浓度)的。
①滴加氨水产生沉淀，当pH为6.0时，溶液中残留浓度为 mol/L。
②请写出0~时段发生的化学方程式 ；~时段，溶液pH明显降低，请解释原因： 。
（5）制得的透明铁黄中往往混有氧化铁，可用分光光度法测定透明铁黄的含量。已知的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图-2所示。称取3.47g样品，用稀硫酸溶解并定容至1L，准确移取该溶液10.00 mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8，计算样品中FeOOH的质量分数(写出主要计算过程)。
21．（2022·蚌埠模拟）氮元素是地球上含量丰富的一种元素，不仅是制造农药、医药的重要元素，也是构成蛋白质的重要元素。根据所学知识回答以下问题。
（1）基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为 ， 离子的空间构型为
（2）N-甲基咪唑( )是一种有机化合物，可作为有机合成中间体和树脂固化N剂，其中碳原子杂化方式为 ，所含元素第一电离能由大到小的顺序是 ，0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为 NA。
（3）N-甲基咪唑的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物 ，常温下为液态而非固态，原因是 。
（4）TiO2-aNb是常见的光学活性物质，由TiO2通过氮掺杂反应生成，表示如下图。
①立方晶系TiO2晶胞参数如图甲所示，其晶体的密度为 g·cm-3(写计算式， NA代表阿伏加德罗常数)。
②图乙TiO2-aNb晶体中a：b= 。
答案解析部分
1．D
A．Br元素原子序数35，根据核外电子排布规律，Br原子结构示意图为，故A不符合题意；
B．乙炔的结构简式为，C原子采用SP杂化，为直线形分子，其分子结构模型为，故B不符合题意；
C．氮气分子属于共价型分子，最外层满足8电子稳定结构，电子式为，故C不符合题意；
D．Cr元素原子序数24，原子核外24个电子，基态24Cr的简化电子排布式：，故D符合题意；
故答案为：D。
A.Br原子的质子数和电子数都是35，核外各层上电子数分别为2、8、18、7；
B.乙炔是直线形分子，含有C≡C键和C-H键，并且C原子半径大于H；
C.氮气分子中N原子间共用3对电子，N原子最外层达到8电子稳定结构。
2．C
A．中子数为16的磷原子的质量数为15+16=31，核素符号为子，故A不符合题意；
B．羟基的电子式为，故B不符合题意；
C．中心原子价层电子对数为2+=3，VSEPR模型为平面三角形，故C符合题意；
D．基态的价层电子排布式为3d6，最高能级为3d，电子云轮廓图是花瓣形，故D不符合题意；
故答案为：C。
A.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
B.羟基中O原子上只有7个电子；
C.中心S原子的价层电子对数为3；
D.的最高能级为3d能级。
3．A
A．原子结构示意图表示碳元素的所有核素，可以表示和，A符合题意；
B．的质子数为53，质量数为127，表示质量数为127的碘原子，B不符合题意；
C．过氧化氢分子中，O原子半径比H原子半径大，比例模型为，C不符合题意；
D．NaClO为离子化合物，电子式为，D不符合题意；
故答案为：A。
A.C原子核外共6个电子；
B.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
C.过氧化氢中，原子半径：O>H；
D.NaClO为离子化合物。
4．A
A．次氯酸的结构式为Cl-O-H，电子式为，故A符合题意；
B．亚铁离子的核电荷数为26，核外3个电子层，最外层电子数为14，离子的结构示意图为，故B不符合题意；
C．铬元素的原子序数为24 ，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故C不符合题意；
D．三氯化磷的空间构型为三角锥形，磷原子的原子半径大于氯原子的，空间填充模型为，故D不符合题意；
故答案为：A。
A、次氯酸的电子式要注意，氧原子和氯原子周围满足8个电子；
B、最外层电子数不能超过8个；
C、铬为24号元素，当3d和4s两个能级的电子能够半充满或者全充满时更稳定，此时应该为3d54s1；
D、磷原子的半径大于氯原子的半径，且构型为三角锥形。
5．C
A．P表示质子数为15，故A不符合题意；
B．P表示质量数为32，故B不符合题意；
C．P和质子数都是15，中子数分别为17、18，质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C符合题意；
D．根据质量数=质子数+中子数，中子数=质量数-质子数=32-15=17，故D不符合题意；
故答案为：C。
原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数，同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子。
6．B
A．AlF3为离子晶体，其他三个为分子晶体，A不符合题意；
B．每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，故1molAl2Cl6中所含配位键数目为2NA，B符合题意；
C．每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，均满足8电子结构，C不符合题意；
D．AlCl3熔点高于AlBr3原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征，D不符合题意；
故答案为：B。
A、离子晶体的熔沸点较高，分子晶体的熔沸点较低；
B、每个氯原子可以结合三个氯原子，剩下一个空轨道可以结合和铝原子形成配位键；
C、铝原子和卤族原子都形成8电子结构；
D、电负性越强，熔点越高。
7．B
A．硅胶、生石灰均能吸水而且无毒，所以可用作食品干燥剂，A不符合题意；
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇，B符合题意；
C．将CO2还原为甲醇，能够减少向空气中排放CO2的量，有利于实现“碳中和”，C不符合题意；
D．焰火、激光的产生与原子核外电子跃迁释放能量有关，D不符合题意；
故答案为：B。
A．硅胶、生石灰均能吸水而且无毒；
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇；
C．将CO2还原为甲醇，能够减少向空气中排放CO2的量；
D．焰火、激光均为发射光谱。
8．C
A．由分析可知，Y、Z分别为C、N，C、N为同周期元素，C的非金属性比N弱，则 Z、Y的简单氢化物稳定性：NH3＞CH4，A不符合题意；
B．Q与Y原子形成的分子可以为CCl4，也可以是C2Cl6，CCl4是正四面体结构，而C2Cl6不是四面体形结构，B不符合题意；
C．Q单质(Cl2)与Z的简单气态氢化物(NH3)反应为8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2，则Cl2可置换出NH3中的N，C符合题意；
D．[W(ZX3)4]2+为[Zn(NH3)4]2+，每个NH3中含有3个σ键，另外还形成4个配位键，配位键也属于σ键，则σ键数为3×4+4=16，D不符合题意；
故答案为：C。
A．同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强气态氢化物越稳定；
B．CCl4是正四面体结构，C2Cl6不是四面体形结构；
C．依据强制弱分析；
D．依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键。
9．C
由上述分析可知，X为C、Y为O、Z为Si、Q为P、T为Fe。
A.同主族元素，核电荷数越大，第一电离能越小，因此第一电离能X>Z，A不符合题意；
B.碳原子的最外层电子数为4，可形成正四面体结构，P4为正四面体结构，B不符合题意；
C.Y和Z形成的化合物为SiO2，为空间网状结构，属于共价晶体，C符合题意；
D.Y、T可形成阴离子FeO42-，D不符合题意；
故答案为：C
X原子的2p轨道上含有1个空轨道，则其原子核外电子排布式为1s22s22p2，因此X为C。Y原子的2p轨道上只有一对成对电子，则其原子核外电子排布式为1s22s22p4，因此Y为O。Z原子M层上有两个未成对电子，因此Z原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，因此Z为Si或S。Q的最高价氧化物对应的水化物为三元酸，因此Q为P。由于原子序数依次增大，因此Z为Si。微粒T3+的价电子构型为3d5，因此其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，所以T为Fe。
10．A
A．VW−即CN-，由于C原子的电负性更小，更容易给出电子，所以C提供孤电子对，与Cu2+形成配位键，A符合题意；
B．VY4、WY3、XY2分别为CF4、NF3、OF2，中心原子均为sp3杂化，但所含的孤电子对数依次增多，所以键角依次减小，B不符合题意；
C．X为O元素，同周期元素中，第一电离能大于O的有N、F、Ne共3种，C不符合题意；
D．V、W、X的最简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，CH4、NH3常温下为气体，H2O常温为液体，所以H2O的熔沸点最高，NH3分子间存在氢键，所以NH3的熔沸点高于CH4，D不符合题意；
故答案为：A。
A、C提供孤电子对，与Cu2+形成配位键；
B、孤电子对数增多，键角减小；
C、同周期元素，从左到右第一电离能增大，若是有电子半充满和全充满则出现反常；
D、氢键会导致氢化物沸点出现反常。
11．C
A．同周期元素，从左到右，元素非金属性依次增强，所以非金属性N
C．同周期元素，从左到右，原子半径依次减小，所以原子半径N>O，C符合题意；
D．非金属性越强，对应的最高价含氧酸酸性越强，非金属性N>C，所以酸性：HNO3>H2CO3，D不符合题意；
故答案为：C。
A．同周期元素，从左到右，元素非金属性依次增强；
B．分子间形成氢键，沸点比较高；
C．同周期元素，从左到右，原子半径依次减小；
D．非金属性越强，对应的最高价含氧酸酸性越强。
12．B
A．C原子中的质子数和中子数都为6，则质子和中子的个数比为1：1，故A不符合题意；
B．过氧化钠中过氧根离子和钠离子的个数比为1：2，故B符合题意；
C．二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧共价键，则晶体中的硅原子和共价键的个数比为1：4，故C不符合题意；
D．氯化亚铁是强酸弱碱盐，亚铁离子在溶液中水解，所以溶液中亚铁离子和氯离子的个数比小于1：2，故D不符合题意；
故答案为：B。
A.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
B.过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成；
C.SiO2晶体中每个Si原子形成4个共价键；
D.Fe2+在溶液中会发生水解。
13．D
A．C18与C60均为碳单质，且结构不同，为不同物质，互为同素异形体，不是同系物，A不符合题意；
B．12C18和14C18均为碳单质，不互为同位素，B不符合题意；
C．由分析可知，C18和金刚石均属于无机物，C不符合题意；
D．环碳中每个碳原子均形成四个化学键，达8电子稳定结构，D符合题意；
故答案为：D。
A.同系物是指结构相似、分子量相差n个CH2的有机物。
B.同位素是指具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同原子。
C.同分异构体是指分子式相同，结构不同的有机物。
D. 环碳中每个碳原子均形成四个化学键。
14．B
A．由C和O形成的化合物甲为分子晶体，故A不符合题意；
B．C元素的最高价氧化物对应水化物为，属于二元弱酸，故B符合题意；
C．根据第1电离能的规律，O的第一电离能大于C，故C不符合题意；
D．对于O元素与H元素形成的10电子分子和10电子阳离子，中存在孤对电子数大于，孤对电子数越多被挤压程度越大，键角越小，故D不符合题意；
故答案为：B。
A、碳原子和氧原子形成的化合物为分子晶体；
B、碳酸为二元弱酸；
C、第一电离能从左到右递增；
D、孤电子数越多，键角越小。
15．D
A． 周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，原子半径增大，六种元素中原子半径最大的是S，故A不符合题意；
B． 化合物NO2、CO2、SO2均能与NaOH溶液反应生成NaNO3和NaNO2、Na2CO3、Na2SO3，故B不符合题意；
C． 周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，Y、Z、W 、M、Q五种元素中，M为F，M的非金属性最强，故C不符合题意；
D． 在图示结构的阴离子中，S为+6价，最外层有12个电子，S原子最外层不满足8电子结构，故D符合题意；
故答案为：D。
A． 周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，原子半径增大；
B． 依据物质的性质判断；
C． 周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强；
D． S原子最外层有12个电子。
16．C
A．X、W形成的化合物为CCl4，不溶于水，故A不符合题意；
B．非金属性越强最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性：S>C，则酸性：H2SO4>H2CO3，故B不符合题意；
C．Y为Mg，其最外层为3s2，处于全满的较稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻的两种元素，故C符合题意；
D．电子层数越多原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越小原子半径越大，则原子半径：Y> Z> W> X，故D不符合题意；
故答案为：C。
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X的一种核素常用于测定文物年代，说明X是碳元素；基态Y原子s能级电子总数与p能级电子总数相等，可推出Y是氧元素或镁元素；X原子与Y原子的价层电子数之和与Z原子的价层电子数相等 ，若Y是氧元素，则可推出Z原子的价层电子数为10，而原子最外层电子数不超过8，所以Y是镁元素，则Z的最外层电子数是6，由于Z位于Y之后，且为短周期主族元素，则Z是硫元素，进而可推出W是氯元素。
17．（1）4：1；哑铃形
（2）F＞P＞Li；P 的价电子排布式为 3s23p3，3p 能级处于半充满状态，相对稳定，不易得到一个电子，P元素的第一电子亲和能小于Si
（3）分子间存在氢键，而、均不能形成分子间氢键，导致的沸点比、的沸点要高，影响、沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高
（4）
（5）或
（1）P是15号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3，基态P原子中3p上有3个电子，则未成对电子数为3，成对电子为12，成对与未成对电子数之比为12：3=4：1；其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形；
（2）同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此Li、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序是：F＞P＞Li；第一电子亲和能15P<11Si的原因为P 的价电子排布式为 3s23p3，3p 能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子，P元素的第一电子亲和能小于Si；
（3）分子间存在氢键，而、均不能形成分子间氢键，导致的沸点比、的沸点要高，影响、沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，则沸点由高到低的顺序为、、；
（4）根据均摊法，Li+的个数为：，故LiFePO4的单元数有4个，该晶胞体积为a2b（10-7cm）3=a2b×10-21cm3，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积=cm3/mol；
（5）根据图可知，每个三角锥结构中P原子是1个，O原子个数是，所以P原子和O原子的个数比是，3个O原子带6个单位负电荷，磷酸盐中P的化合价为，故所形成离子化学式为或。
（1）磷为15号元素，最外层有5个电子，有2个电子成对，3个电子未成对，内层的10个电子都成对，即成对电子由12个，未成对电子为4个；
（2）同周期元素，从左到右电负性增大，同主族从上到下电负性逐渐减小；
（3）氢键会影响分子的熔点和沸点；
（4）晶胞摩尔体积的计算要结合阿伏加德罗常数常数、体积和原子个数判断；
（5）化学史的判断要结合均摊法判断。
18．（1）2：5
（2）sp；sp2
（3）平面三角形
（4）c
（5）
（6）乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大
（7）4；
(1)Ti为22号元素，钛有2个未成对电子，Mn为25号元素，锰有5个未成对电子，所以基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为2：5，故答案为：2：5；
(2)二氧化碳为直线型，结构式为O=C=O，没有孤电子对，碳原子采取 sp杂化，-CHO 中碳原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子采取 sp2杂化，故答案为：sp；sp2；
(3)HCHO中碳原子含有3个σ键，碳原子采取 sp2杂化，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故答案为：平面三角形；
(4)面心立方晶胞中原子位于顶点和面心，俯视时上下底面的面心原子位于俯视图正方形中心，顶点原子位于正方形顶点，其它侧面的原子位于正方形四边中点，故俯视图为c，故答案为：c；
(5)铁是26号元素，其原子核外有26个电子，Fe原子的3d、4s电子为其价电子，其价电子排布为3d64s2，故答案为：3d64s2；
(6)乙二醇分之中羟基比丙醇分子中的羟基多，分子间的氢键比丙醇的多，分子间的作用力较大，故其沸点较高，故答案为：乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大；
(7)晶胞中Cl原子数目为：1+4×+4×=4，则晶胞的质量m=nM=g，晶胞体积V=abc×10-27cm3=0.72×1.0×0.56×10-27cm3，晶体密度g•cm-3，故答案为：4；。
(1)利用核外电子排布规律分析；
(2)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数，判断杂化类型；
(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型
(4)面心立方晶胞中原子位于顶点和面心，俯视时上下底面的面心原子位于俯视图正方形中心，顶点原子位于正方形顶点，其它侧面的原子位于正方形四边中点，故俯视图为c，故答案为：c；
(5)铁是26号元素，其原子核外有26个电子，Fe原子的3d、4s电子为其价电子，其价电子排布为3d64s2，故答案为：3d64s2；
(6)乙二醇分之中羟基比丙醇分子中的羟基多，分子间的氢键比丙醇的多，分子间的作用力较大，故其沸点较高，故答案为：乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大；
(7)利用均摊法计算原子数目，再利用计算。
19．（1）3d24s2
（2）8；Ti+8HNO3(浓)Ti(NO3)4+4NO2↑+4H2O
（3）
（4）TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5kJ·mol-1；＞；随着温度的升高，CO的浓度增加，说明生成CO的反应是吸热反应
(1)Ti是22号元素，基态钛原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2，则价电子排布式为3d24s2；
(2)根据Ti(NO3)4的球棍结构图示可知Ti的配位数是8，钛与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成Ti(NO3)4，还生成NO2和H2O，反应的化学方程式为：Ti+8HNO3(浓)Ti(NO3)4+4NO2↑+4H2O；
(3)在一个晶胞中含有Ca数目是1；含有Ti数目为8=1，含有的O数目为12=3，则一个晶胞中含有1个CaTiO3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为=g；
(4)①生成TiCl4和CO的反应方程式为TiO2＋2Cl2＋2C=TiCl4＋2CO，根据盖斯定律，两式相加，得到TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=ΔH1+ΔH2=(-220.9 kJ·mol-1)+(+175.4 kJ·mol-1)=-45.5kJ·mol-1；
②根据图像，随着温度的升高，CO的浓度增加，CO2浓度降低，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，生成CO的反应是吸热反应，即△H＞0。
（1）考查电子排布式，按照书写规则书写；
（2）根据球棍模型可以数出配位数，书写方程式时要注意反应条件和符号标志；
（3）算出一个晶胞中的各原子数目，求出晶胞的相对分子质量，除以NA；
（4）书写热化学方程式注意状态符号，利用盖斯定律球△H。
20．（1）[Ar]3d5
（2）Fe3+、Fe2+、Al3+
（3）Fe＋2Fe3+＝3Fe2+
（4）1.0；；，氢离子浓度增大，pH减小
（5）76.9%
（1）Fe为26号元素，其核外电子排布式电子为[Ar]3d64s2，浸取液中的核外电子排布式为[Ar]3d5；故答案为：[Ar]3d5。
（2）氧化铁、氧化亚铁、氧化铝都与稀硫酸反应，因此“过滤I”后，滤液中所含金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Al3+；故答案为：Fe3+、Fe2+、Al3+。
（3）“还原”时，试剂X若选用铁粉，则铁和铁离子反应生成亚铁离子，即反应的离子方程式为Fe＋2Fe3+＝3Fe2+；故答案为：Fe＋2Fe3+＝3Fe2+。
（4）①完全沉淀(离子浓度)的，则的溶度积常数，当滴加氨水产生沉淀，当pH为6.0时，，解得，溶液中残留浓度为；故答案为：1.0。
②当滴加氨水至pH为6.0时，停止滴加氨水，开始通氧气，生成铁黄，则0~时段发生的化学方程式；~时段，溶液pH明显降低，说明会有氢离子生成，其原因：亚铁离子和氧气、水反应生成FeOOH和氢离子，氢离子浓度增大，pH减小；故答案为：；，氢离子浓度增大，pH减小。
（5）测得溶液吸光度A=0.8，根据图中信息得到溶液中c(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1，则样品中铁离子物质的量为n(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1×0.1L×100＝4.0×10−2mol，设氧化铁物质的量为xmol，为FeOOH物质的量为ymol，则有160x+89y=3.47g，2x+y=0.04，解得x=0.05，y=0.03，则样品中FeOOH的质量分数；故答案为：根据图中信息得到溶液中c(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1，则样品中铁离子物质的量为n(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1×0.1L×100＝4.0×10−2mol，设氧化铁物质的量为xmol，为FeOOH物质的量为ymol，则有160x+89y=3.47g，2x+y=0.04，解得x=0.05，y=0.03，则样品中FeOOH的质量分数。
烧渣中加入稀硫酸，氧化铁、氧化亚铁、氧化铝与稀硫酸反应，二氧化硅不反应，过滤，向滤液中加入试剂X将铁离子还原，再加入氢氧化钠溶液调节pH值沉淀铝离子，过滤后向滤液中加入氨水和通入氧气，经过一系列变化得到铁黄。
21．（1）4：3；平面三角形
（2）sp2 sp3；N>H>C；1.2
（3）阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低。
（4）；7：2
(1)N是7号元素，其电子排布式为1s22s22p3，所以基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为4：3；根据价层电子对互斥理论， 的价层电子对数为 ，且 中的氮无孤电子，所以 离子的空间构型为平面三角形；
(2)由N-甲基咪唑的结构简式可知，分子中甲基碳原子为饱和碳原子，形成4个单键，不存在孤电子对，杂化方式为sp3，双键碳原子形成1个σ键和一个π键，不存在孤电子对，杂化方式为sp2；N-甲基咪唑中所含元素为N、C和H，根据同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，且N原子的2p能级有3个电子，处于半满稳定结构，所以第一电离能N>C，但由于H原子的核外电子距离原子核近，受到原子核的引力大，电离需要消耗更多的能量，因此第一电离能比C大，因此所含元素第一电离能由大到小的顺序是N>H>C；根据N-甲基咪唑的结构简式，可知1个N-甲基咪唑分子中含有12个σ键，所以0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为1.2NA，故答案为sp2、sp3；N>H>C；1.2；
(3)该离子化合物常温下为液态而非固态，原因是阴阳离子半径大，所带的电荷数小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低，故答案为阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低；
(4)根据立方晶系TiO2晶胞结构，可知每个TiO2晶胞中平均分布4个Ti原子和8个O原子，所以其晶体的密度为 ；氮掺杂后，每个TiO2-aNb晶胞中平均分布4个Ti原子，氧原子为 个，氮原子为 个，该晶体的化学式为 ，所以可求得 、 ，所以a：b=7：2，故答案为 ，7：2；
（1）N为7号元素，根据构造原理写出其核外电子排布式；硝酸根的空间构型为平面三角形；
（2） N-甲基咪唑中形成双键的碳原子采用sp2杂化，甲基上的碳原子采用sp3杂化；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，H核外只有一个电子层，第一电离能较大；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
（3）液态熔点低；
（4）根据计算；根据均摊法计算a：b。
2024届高三化学一轮复习专项复习——物质结构
一、单选题
1．（2022高三上·东城月考）下列化学用语或图示表达错误的是
A．Br的原子结构示意图：
B．乙炔的分子结构模型：
C．氮分子的电子式：
D．基态24Cr的简化电子排布式：
2．（2023·嘉兴模拟）下列化学用语表示正确的是
A．中子数为16的磷原子：
B．羟基的电子式：
C．的VSEPR模型：(平面三角形)
D．基态最高能级的电子云轮廓图：
3．（2022高三上·福州期中）下列化学用语描述或图示表达正确的是（ ）
A．原子结构示意图，可以表示和
B．中子数为127的碘原子：
C．过氧化氢的比例模型：
D．NaClO的电子式：
4．（2023·唐山模拟）下列化学用语中正确的是
A．次氯酸的电子式：
B．的离子结构示意图：
C．基态Cr的电子排布式：
D．的空间填充模型：
5．（2022·宁乡市模拟）基因测序研究中，常用P作标记物，下列关于P的说法正确的是（ ）
A．质子数为32 B．质量数为15
C．与互为同位素 D．中子数为15
6．（2022·淄博模拟）铝的卤化物AlX3(X=Cl、Br、I)气态时以Al2X6双聚形态存在，下列说法错误的是
性质
AlF3
AlCl3
AlBr3
AlI3
熔点/℃
1290
192.4
97.8
189.4
沸点/℃
1272
180
256
382
A．AlF3晶体类型与其他三种不同
B．1molAl2Cl6中所含配位键数目为4NA
C．Al2X6中Al、X原子价电子层均满足8e-结构
D．AlCl3熔点高于AlBr3原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征
7．（2023·临沂模拟）化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A．硅胶、生石灰均可用作食品干燥剂
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
C．将CO2还原为甲醇，有利于实现“碳中和”
D．焰火、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关
8．（2022·温州模拟）X、Y、Z、Q、W原子序数依次增大。X的电子只有一种自旋取向，Y和Z的某同位素测定可用于分析古代人类的食物结构，Q单质可用于自来水消毒，W为第4周期金属元素，基态原子无未成对电子且内层电子全满。下列说法一定正确的是
A．Z、Y的氢化物稳定性：Z＜Y
B．Q与Y原子形成的分子空间结构为四面体型
C．Q单质可从Z的简单气态氢化物中置换出Z
D．[W(ZX3)4]2+中σ键数为12
9．（2023·绍兴模拟）X、Y、Z、Q、T五种元素，原子序数依次增大。X原子轨道上有1个空轨道，Y原子的轨道只有一对成对电子，Z原子M层上有两个未成对电子，Q最高价氧化物对应水化物是常见的三元酸，微粒的价电子构型是。下列说法不正确的是
A．第一电离能：
B．X和Q各有一种单质的结构单元是正四面体
C．Y和Z形成的化合物为分子晶体
D．T与Y可形成阴离子
10．（2022高三上·辽阳月考）某离子液体的部分结构如图。短周期主族元素V、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，但V、W、X、Y的原子半径依次减小，X、Z同主族，且Z的原子序数为X的2倍。下列说法错误的是（ ）
A．在K2[Cu(VW)4]里，VW−中的W提供孤电子对，与Cu2+形成配位键
B．VY4、WY3、XY2分子中的键角依次减小
C．同周期元素中，第一电离能大于X的有3种
D．最简单氢化物的熔沸点大小顺序一定为V
A．非金属性：N
A．C原子中的质子和中子 B．Na2O2固体中的阴离子和阳离子
C．SiO2晶体中的硅原子和共价键 D．FeCl2溶液中的Fe2+和Cl-
13．（2022高三上·金山模拟）环碳（C18）中碳原子是单键和三键交替连接的，结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．C18与C60互为同系物
B．12C18和14C18互为同位素
C．C18和金刚石互为同分异构体
D．环碳中碳原子均达8电子稳定结构
14．（2022高三上·辽宁月考）X、Y为第二周期主族元素，基态原子均有两个未成对电子，可形成化合物甲，(—代表化学键，但不确定是单键还是双键)，且分子中每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述正确的是（ ）
A．固态化合物甲属于共价晶体
B．X的最高价氧化物对应水化物是二元弱酸
C．元素的第一电离能：
D．Y和氢原子形成的10电子分子与10电子阳离子比较，前者键角大于后者
15．（2022·攀枝花模拟）由原子序数依次增大的X、Y、Z、W、M、Q六种短周期元素形成的某种液态离子化合物的结构式如图。X离子与氦原子具有相同的电子层结构；W原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，Q与W属同一主族。下列说法错误的是（ ）
A．六种元素中原子半径最大的是Q
B．化合物ZW2、YW2、QW2均能与NaOH溶液反应
C．Y、Z、W 、M、Q五种元素中，M的非金属性最强
D．在图示结构的阴离子中，各原子最外层都满足8电子结构
16．（2023·齐齐哈尔模拟）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X的一种核素常用于测定文物年代，基态Y原子s能级电子总数与p能级电子总数相等，X原子与Y原子的价层电子数之和与Z原子的价层电子数相等。下列说法正确的是
A．X、W形成的化合物易溶于水
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X> Z
C．Y元素的第一电离能比同周期相邻元素大
D．原子半径：X> Y> Z> W
二、综合题
17．（2023·漳州模拟）磷酸铁锂电池是绿色环保型电池，该电池以磷酸铁锂为正极材料，嵌有石墨的锂为负极材料，溶有的碳酸酯作电解质。回答下列问题：
（1）基态P原子的成对与未成对电子数之比为 ；最高能级的电子云轮廓图为 。
（2）Li、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为 。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()，第三周期部分元素的(均为正值)的大小顺序为15P<14Si<16S<17Cl，第一电子亲和能15P<14Si的原因为 。
（3）实验数据表明沸点，分析原因是 。
（4）一种锂电池的正极材料磷酸铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于顶角、棱心、面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为、，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积 (已知阿伏加德罗常数为，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
（5）多聚磷酸由磷酸加热脱水缩合而成。链状多聚磷酸是多个磷酸通过脱水后共有部分氧原子连接起来的，多聚磷酸根离子的部分结构投影图如图所示(由于P、O原子的半径大小不同，投影图中P与O之间存在部分或全部遮掩关系)，则其化学式为 。
18．（2022·洛阳模拟）
（1）I.和均可以催化降解甲醛、苯等有害物质，具有去除效率高，且无二次污染等优点，广泛应用于家居装潢等领域，其中一种催化机理如图所示。
回答下列问题：
基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为 。
（2）CO2和·CHO中碳原子的杂化形式分别为 、 。
（3）HCHO的空间构型为 。
（4）金属钛和锰可导电、导热，有金属光泽和延展性，这些性质都可以用理论解释。已知金属锰有多种晶型，y型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列 (填编号)。
（5）II.2019年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。、聚乙二醇、、和LiCl等可作锂离子聚合物电池的材料。
回答下列问题：
Fe的基态原子的价电子排布式为 。
（6）乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近，但沸点高出100℃，原因是 。
（7）III.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。LiCl3∙H2O属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。如图为沿x轴投影的晶胞中所有Cl原子的分布图和原子分数坐标。LiCl3∙H2O的摩尔质量为，设为阿伏加德罗常数的值。
该晶胞中Cl原子的数目为 ，晶体的密度为 (列出计算表达式)。
19．（2022·和平模拟）钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、材料等领域。
（1）基态钛原子的价电子排布式为 。
（2）钛可与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成Ti(NO3)4.其球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是 ，试㝍出该反应的方程式 。
（3）钙钛矿(CaTiO3)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ．设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为 g。
（4）TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如图：
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸点/℃
58
136
181(升华)
316
1412
熔点/℃
-69
-25
193
304
714
在TiCl4中的溶解性
互溶
—
微溶
难溶
TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+175.4kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-220.9kJ·mol-1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式 。
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图Ⅲ判断：CO2生成CO反应的△H 0(填“＞”“＜”或“=”)，判断依据 。
20．（2022高三上·海安开学考）透明铁黄(FeOOH)是一种分散性良好的铁系颜料。工业上采用硫铁矿熔烧去硫后烧渣(主要成分为、FeO、、、不考虑其他杂质)制备透明铁黄工艺流程如下：
（1）浸取液中的核外电子排布式为 。
（2）“过滤I”后，滤液中所含金属阳离子有 。
（3）“还原”时，试剂X若选用铁粉，则该反应的离子方程式为 。
（4）制备铁黄：向一定浓度溶液中加入氨水，当滴加氨水至pH为6.0时，停止滴加氨水，开始通氧气，生成铁黄。通入氧气过程中，记录溶液pH变化如图1所示。
已知：25℃时，完全沉淀(离子浓度)的。
①滴加氨水产生沉淀，当pH为6.0时，溶液中残留浓度为 mol/L。
②请写出0~时段发生的化学方程式 ；~时段，溶液pH明显降低，请解释原因： 。
（5）制得的透明铁黄中往往混有氧化铁，可用分光光度法测定透明铁黄的含量。已知的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图-2所示。称取3.47g样品，用稀硫酸溶解并定容至1L，准确移取该溶液10.00 mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8，计算样品中FeOOH的质量分数(写出主要计算过程)。
21．（2022·蚌埠模拟）氮元素是地球上含量丰富的一种元素，不仅是制造农药、医药的重要元素，也是构成蛋白质的重要元素。根据所学知识回答以下问题。
（1）基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为 ， 离子的空间构型为
（2）N-甲基咪唑( )是一种有机化合物，可作为有机合成中间体和树脂固化N剂，其中碳原子杂化方式为 ，所含元素第一电离能由大到小的顺序是 ，0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为 NA。
（3）N-甲基咪唑的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物 ，常温下为液态而非固态，原因是 。
（4）TiO2-aNb是常见的光学活性物质，由TiO2通过氮掺杂反应生成，表示如下图。
①立方晶系TiO2晶胞参数如图甲所示，其晶体的密度为 g·cm-3(写计算式， NA代表阿伏加德罗常数)。
②图乙TiO2-aNb晶体中a：b= 。
答案解析部分
1．D
A．Br元素原子序数35，根据核外电子排布规律，Br原子结构示意图为，故A不符合题意；
B．乙炔的结构简式为，C原子采用SP杂化，为直线形分子，其分子结构模型为，故B不符合题意；
C．氮气分子属于共价型分子，最外层满足8电子稳定结构，电子式为，故C不符合题意；
D．Cr元素原子序数24，原子核外24个电子，基态24Cr的简化电子排布式：，故D符合题意；
故答案为：D。
A.Br原子的质子数和电子数都是35，核外各层上电子数分别为2、8、18、7；
B.乙炔是直线形分子，含有C≡C键和C-H键，并且C原子半径大于H；
C.氮气分子中N原子间共用3对电子，N原子最外层达到8电子稳定结构。
2．C
A．中子数为16的磷原子的质量数为15+16=31，核素符号为子，故A不符合题意；
B．羟基的电子式为，故B不符合题意；
C．中心原子价层电子对数为2+=3，VSEPR模型为平面三角形，故C符合题意；
D．基态的价层电子排布式为3d6，最高能级为3d，电子云轮廓图是花瓣形，故D不符合题意；
故答案为：C。
A.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
B.羟基中O原子上只有7个电子；
C.中心S原子的价层电子对数为3；
D.的最高能级为3d能级。
3．A
A．原子结构示意图表示碳元素的所有核素，可以表示和，A符合题意；
B．的质子数为53，质量数为127，表示质量数为127的碘原子，B不符合题意；
C．过氧化氢分子中，O原子半径比H原子半径大，比例模型为，C不符合题意；
D．NaClO为离子化合物，电子式为，D不符合题意；
故答案为：A。
A.C原子核外共6个电子；
B.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
C.过氧化氢中，原子半径：O>H；
D.NaClO为离子化合物。
4．A
A．次氯酸的结构式为Cl-O-H，电子式为，故A符合题意；
B．亚铁离子的核电荷数为26，核外3个电子层，最外层电子数为14，离子的结构示意图为，故B不符合题意；
C．铬元素的原子序数为24 ，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故C不符合题意；
D．三氯化磷的空间构型为三角锥形，磷原子的原子半径大于氯原子的，空间填充模型为，故D不符合题意；
故答案为：A。
A、次氯酸的电子式要注意，氧原子和氯原子周围满足8个电子；
B、最外层电子数不能超过8个；
C、铬为24号元素，当3d和4s两个能级的电子能够半充满或者全充满时更稳定，此时应该为3d54s1；
D、磷原子的半径大于氯原子的半径，且构型为三角锥形。
5．C
A．P表示质子数为15，故A不符合题意；
B．P表示质量数为32，故B不符合题意；
C．P和质子数都是15，中子数分别为17、18，质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C符合题意；
D．根据质量数=质子数+中子数，中子数=质量数-质子数=32-15=17，故D不符合题意；
故答案为：C。
原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数，同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子。
6．B
A．AlF3为离子晶体，其他三个为分子晶体，A不符合题意；
B．每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，故1molAl2Cl6中所含配位键数目为2NA，B符合题意；
C．每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，均满足8电子结构，C不符合题意；
D．AlCl3熔点高于AlBr3原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征，D不符合题意；
故答案为：B。
A、离子晶体的熔沸点较高，分子晶体的熔沸点较低；
B、每个氯原子可以结合三个氯原子，剩下一个空轨道可以结合和铝原子形成配位键；
C、铝原子和卤族原子都形成8电子结构；
D、电负性越强，熔点越高。
7．B
A．硅胶、生石灰均能吸水而且无毒，所以可用作食品干燥剂，A不符合题意；
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇，B符合题意；
C．将CO2还原为甲醇，能够减少向空气中排放CO2的量，有利于实现“碳中和”，C不符合题意；
D．焰火、激光的产生与原子核外电子跃迁释放能量有关，D不符合题意；
故答案为：B。
A．硅胶、生石灰均能吸水而且无毒；
B．葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇；
C．将CO2还原为甲醇，能够减少向空气中排放CO2的量；
D．焰火、激光均为发射光谱。
8．C
A．由分析可知，Y、Z分别为C、N，C、N为同周期元素，C的非金属性比N弱，则 Z、Y的简单氢化物稳定性：NH3＞CH4，A不符合题意；
B．Q与Y原子形成的分子可以为CCl4，也可以是C2Cl6，CCl4是正四面体结构，而C2Cl6不是四面体形结构，B不符合题意；
C．Q单质(Cl2)与Z的简单气态氢化物(NH3)反应为8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2，则Cl2可置换出NH3中的N，C符合题意；
D．[W(ZX3)4]2+为[Zn(NH3)4]2+，每个NH3中含有3个σ键，另外还形成4个配位键，配位键也属于σ键，则σ键数为3×4+4=16，D不符合题意；
故答案为：C。
A．同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强气态氢化物越稳定；
B．CCl4是正四面体结构，C2Cl6不是四面体形结构；
C．依据强制弱分析；
D．依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键。
9．C
由上述分析可知，X为C、Y为O、Z为Si、Q为P、T为Fe。
A.同主族元素，核电荷数越大，第一电离能越小，因此第一电离能X>Z，A不符合题意；
B.碳原子的最外层电子数为4，可形成正四面体结构，P4为正四面体结构，B不符合题意；
C.Y和Z形成的化合物为SiO2，为空间网状结构，属于共价晶体，C符合题意；
D.Y、T可形成阴离子FeO42-，D不符合题意；
故答案为：C
X原子的2p轨道上含有1个空轨道，则其原子核外电子排布式为1s22s22p2，因此X为C。Y原子的2p轨道上只有一对成对电子，则其原子核外电子排布式为1s22s22p4，因此Y为O。Z原子M层上有两个未成对电子，因此Z原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，因此Z为Si或S。Q的最高价氧化物对应的水化物为三元酸，因此Q为P。由于原子序数依次增大，因此Z为Si。微粒T3+的价电子构型为3d5，因此其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，所以T为Fe。
10．A
A．VW−即CN-，由于C原子的电负性更小，更容易给出电子，所以C提供孤电子对，与Cu2+形成配位键，A符合题意；
B．VY4、WY3、XY2分别为CF4、NF3、OF2，中心原子均为sp3杂化，但所含的孤电子对数依次增多，所以键角依次减小，B不符合题意；
C．X为O元素，同周期元素中，第一电离能大于O的有N、F、Ne共3种，C不符合题意；
D．V、W、X的最简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，CH4、NH3常温下为气体，H2O常温为液体，所以H2O的熔沸点最高，NH3分子间存在氢键，所以NH3的熔沸点高于CH4，D不符合题意；
故答案为：A。
A、C提供孤电子对，与Cu2+形成配位键；
B、孤电子对数增多，键角减小；
C、同周期元素，从左到右第一电离能增大，若是有电子半充满和全充满则出现反常；
D、氢键会导致氢化物沸点出现反常。
11．C
A．同周期元素，从左到右，元素非金属性依次增强，所以非金属性N
C．同周期元素，从左到右，原子半径依次减小，所以原子半径N>O，C符合题意；
D．非金属性越强，对应的最高价含氧酸酸性越强，非金属性N>C，所以酸性：HNO3>H2CO3，D不符合题意；
故答案为：C。
A．同周期元素，从左到右，元素非金属性依次增强；
B．分子间形成氢键，沸点比较高；
C．同周期元素，从左到右，原子半径依次减小；
D．非金属性越强，对应的最高价含氧酸酸性越强。
12．B
A．C原子中的质子数和中子数都为6，则质子和中子的个数比为1：1，故A不符合题意；
B．过氧化钠中过氧根离子和钠离子的个数比为1：2，故B符合题意；
C．二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧共价键，则晶体中的硅原子和共价键的个数比为1：4，故C不符合题意；
D．氯化亚铁是强酸弱碱盐，亚铁离子在溶液中水解，所以溶液中亚铁离子和氯离子的个数比小于1：2，故D不符合题意；
故答案为：B。
A.原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数；
B.过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成；
C.SiO2晶体中每个Si原子形成4个共价键；
D.Fe2+在溶液中会发生水解。
13．D
A．C18与C60均为碳单质，且结构不同，为不同物质，互为同素异形体，不是同系物，A不符合题意；
B．12C18和14C18均为碳单质，不互为同位素，B不符合题意；
C．由分析可知，C18和金刚石均属于无机物，C不符合题意；
D．环碳中每个碳原子均形成四个化学键，达8电子稳定结构，D符合题意；
故答案为：D。
A.同系物是指结构相似、分子量相差n个CH2的有机物。
B.同位素是指具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同原子。
C.同分异构体是指分子式相同，结构不同的有机物。
D. 环碳中每个碳原子均形成四个化学键。
14．B
A．由C和O形成的化合物甲为分子晶体，故A不符合题意；
B．C元素的最高价氧化物对应水化物为，属于二元弱酸，故B符合题意；
C．根据第1电离能的规律，O的第一电离能大于C，故C不符合题意；
D．对于O元素与H元素形成的10电子分子和10电子阳离子，中存在孤对电子数大于，孤对电子数越多被挤压程度越大，键角越小，故D不符合题意；
故答案为：B。
A、碳原子和氧原子形成的化合物为分子晶体；
B、碳酸为二元弱酸；
C、第一电离能从左到右递增；
D、孤电子数越多，键角越小。
15．D
A． 周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，原子半径增大，六种元素中原子半径最大的是S，故A不符合题意；
B． 化合物NO2、CO2、SO2均能与NaOH溶液反应生成NaNO3和NaNO2、Na2CO3、Na2SO3，故B不符合题意；
C． 周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，Y、Z、W 、M、Q五种元素中，M为F，M的非金属性最强，故C不符合题意；
D． 在图示结构的阴离子中，S为+6价，最外层有12个电子，S原子最外层不满足8电子结构，故D符合题意；
故答案为：D。
A． 周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，原子半径增大；
B． 依据物质的性质判断；
C． 周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强；
D． S原子最外层有12个电子。
16．C
A．X、W形成的化合物为CCl4，不溶于水，故A不符合题意；
B．非金属性越强最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性：S>C，则酸性：H2SO4>H2CO3，故B不符合题意；
C．Y为Mg，其最外层为3s2，处于全满的较稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻的两种元素，故C符合题意；
D．电子层数越多原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越小原子半径越大，则原子半径：Y> Z> W> X，故D不符合题意；
故答案为：C。
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X的一种核素常用于测定文物年代，说明X是碳元素；基态Y原子s能级电子总数与p能级电子总数相等，可推出Y是氧元素或镁元素；X原子与Y原子的价层电子数之和与Z原子的价层电子数相等 ，若Y是氧元素，则可推出Z原子的价层电子数为10，而原子最外层电子数不超过8，所以Y是镁元素，则Z的最外层电子数是6，由于Z位于Y之后，且为短周期主族元素，则Z是硫元素，进而可推出W是氯元素。
17．（1）4：1；哑铃形
（2）F＞P＞Li；P 的价电子排布式为 3s23p3，3p 能级处于半充满状态，相对稳定，不易得到一个电子，P元素的第一电子亲和能小于Si
（3）分子间存在氢键，而、均不能形成分子间氢键，导致的沸点比、的沸点要高，影响、沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高
（4）
（5）或
（1）P是15号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3，基态P原子中3p上有3个电子，则未成对电子数为3，成对电子为12，成对与未成对电子数之比为12：3=4：1；其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形；
（2）同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此Li、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序是：F＞P＞Li；第一电子亲和能15P<11Si的原因为P 的价电子排布式为 3s23p3，3p 能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子，P元素的第一电子亲和能小于Si；
（3）分子间存在氢键，而、均不能形成分子间氢键，导致的沸点比、的沸点要高，影响、沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，则沸点由高到低的顺序为、、；
（4）根据均摊法，Li+的个数为：，故LiFePO4的单元数有4个，该晶胞体积为a2b（10-7cm）3=a2b×10-21cm3，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积=cm3/mol；
（5）根据图可知，每个三角锥结构中P原子是1个，O原子个数是，所以P原子和O原子的个数比是，3个O原子带6个单位负电荷，磷酸盐中P的化合价为，故所形成离子化学式为或。
（1）磷为15号元素，最外层有5个电子，有2个电子成对，3个电子未成对，内层的10个电子都成对，即成对电子由12个，未成对电子为4个；
（2）同周期元素，从左到右电负性增大，同主族从上到下电负性逐渐减小；
（3）氢键会影响分子的熔点和沸点；
（4）晶胞摩尔体积的计算要结合阿伏加德罗常数常数、体积和原子个数判断；
（5）化学史的判断要结合均摊法判断。
18．（1）2：5
（2）sp；sp2
（3）平面三角形
（4）c
（5）
（6）乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大
（7）4；
(1)Ti为22号元素，钛有2个未成对电子，Mn为25号元素，锰有5个未成对电子，所以基态Ti和Mn原子中未成对电子数之比为2：5，故答案为：2：5；
(2)二氧化碳为直线型，结构式为O=C=O，没有孤电子对，碳原子采取 sp杂化，-CHO 中碳原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子采取 sp2杂化，故答案为：sp；sp2；
(3)HCHO中碳原子含有3个σ键，碳原子采取 sp2杂化，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故答案为：平面三角形；
(4)面心立方晶胞中原子位于顶点和面心，俯视时上下底面的面心原子位于俯视图正方形中心，顶点原子位于正方形顶点，其它侧面的原子位于正方形四边中点，故俯视图为c，故答案为：c；
(5)铁是26号元素，其原子核外有26个电子，Fe原子的3d、4s电子为其价电子，其价电子排布为3d64s2，故答案为：3d64s2；
(6)乙二醇分之中羟基比丙醇分子中的羟基多，分子间的氢键比丙醇的多，分子间的作用力较大，故其沸点较高，故答案为：乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大；
(7)晶胞中Cl原子数目为：1+4×+4×=4，则晶胞的质量m=nM=g，晶胞体积V=abc×10-27cm3=0.72×1.0×0.56×10-27cm3，晶体密度g•cm-3，故答案为：4；。
(1)利用核外电子排布规律分析；
(2)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数，判断杂化类型；
(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型
(4)面心立方晶胞中原子位于顶点和面心，俯视时上下底面的面心原子位于俯视图正方形中心，顶点原子位于正方形顶点，其它侧面的原子位于正方形四边中点，故俯视图为c，故答案为：c；
(5)铁是26号元素，其原子核外有26个电子，Fe原子的3d、4s电子为其价电子，其价电子排布为3d64s2，故答案为：3d64s2；
(6)乙二醇分之中羟基比丙醇分子中的羟基多，分子间的氢键比丙醇的多，分子间的作用力较大，故其沸点较高，故答案为：乙二醇分子中羟基比丙醇的多，分子间的氢键比丙醇多，分子间作用力较大；
(7)利用均摊法计算原子数目，再利用计算。
19．（1）3d24s2
（2）8；Ti+8HNO3(浓)Ti(NO3)4+4NO2↑+4H2O
（3）
（4）TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5kJ·mol-1；＞；随着温度的升高，CO的浓度增加，说明生成CO的反应是吸热反应
(1)Ti是22号元素，基态钛原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2，则价电子排布式为3d24s2；
(2)根据Ti(NO3)4的球棍结构图示可知Ti的配位数是8，钛与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成Ti(NO3)4，还生成NO2和H2O，反应的化学方程式为：Ti+8HNO3(浓)Ti(NO3)4+4NO2↑+4H2O；
(3)在一个晶胞中含有Ca数目是1；含有Ti数目为8=1，含有的O数目为12=3，则一个晶胞中含有1个CaTiO3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为=g；
(4)①生成TiCl4和CO的反应方程式为TiO2＋2Cl2＋2C=TiCl4＋2CO，根据盖斯定律，两式相加，得到TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=ΔH1+ΔH2=(-220.9 kJ·mol-1)+(+175.4 kJ·mol-1)=-45.5kJ·mol-1；
②根据图像，随着温度的升高，CO的浓度增加，CO2浓度降低，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，生成CO的反应是吸热反应，即△H＞0。
（1）考查电子排布式，按照书写规则书写；
（2）根据球棍模型可以数出配位数，书写方程式时要注意反应条件和符号标志；
（3）算出一个晶胞中的各原子数目，求出晶胞的相对分子质量，除以NA；
（4）书写热化学方程式注意状态符号，利用盖斯定律球△H。
20．（1）[Ar]3d5
（2）Fe3+、Fe2+、Al3+
（3）Fe＋2Fe3+＝3Fe2+
（4）1.0；；，氢离子浓度增大，pH减小
（5）76.9%
（1）Fe为26号元素，其核外电子排布式电子为[Ar]3d64s2，浸取液中的核外电子排布式为[Ar]3d5；故答案为：[Ar]3d5。
（2）氧化铁、氧化亚铁、氧化铝都与稀硫酸反应，因此“过滤I”后，滤液中所含金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Al3+；故答案为：Fe3+、Fe2+、Al3+。
（3）“还原”时，试剂X若选用铁粉，则铁和铁离子反应生成亚铁离子，即反应的离子方程式为Fe＋2Fe3+＝3Fe2+；故答案为：Fe＋2Fe3+＝3Fe2+。
（4）①完全沉淀(离子浓度)的，则的溶度积常数，当滴加氨水产生沉淀，当pH为6.0时，，解得，溶液中残留浓度为；故答案为：1.0。
②当滴加氨水至pH为6.0时，停止滴加氨水，开始通氧气，生成铁黄，则0~时段发生的化学方程式；~时段，溶液pH明显降低，说明会有氢离子生成，其原因：亚铁离子和氧气、水反应生成FeOOH和氢离子，氢离子浓度增大，pH减小；故答案为：；，氢离子浓度增大，pH减小。
（5）测得溶液吸光度A=0.8，根据图中信息得到溶液中c(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1，则样品中铁离子物质的量为n(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1×0.1L×100＝4.0×10−2mol，设氧化铁物质的量为xmol，为FeOOH物质的量为ymol，则有160x+89y=3.47g，2x+y=0.04，解得x=0.05，y=0.03，则样品中FeOOH的质量分数；故答案为：根据图中信息得到溶液中c(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1，则样品中铁离子物质的量为n(Fe3+)＝4.0×10−3mol∙L−1×0.1L×100＝4.0×10−2mol，设氧化铁物质的量为xmol，为FeOOH物质的量为ymol，则有160x+89y=3.47g，2x+y=0.04，解得x=0.05，y=0.03，则样品中FeOOH的质量分数。
烧渣中加入稀硫酸，氧化铁、氧化亚铁、氧化铝与稀硫酸反应，二氧化硅不反应，过滤，向滤液中加入试剂X将铁离子还原，再加入氢氧化钠溶液调节pH值沉淀铝离子，过滤后向滤液中加入氨水和通入氧气，经过一系列变化得到铁黄。
21．（1）4：3；平面三角形
（2）sp2 sp3；N>H>C；1.2
（3）阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低。
（4）；7：2
(1)N是7号元素，其电子排布式为1s22s22p3，所以基态N原子的成对电子数与未成对电子数之比为4：3；根据价层电子对互斥理论， 的价层电子对数为 ，且 中的氮无孤电子，所以 离子的空间构型为平面三角形；
(2)由N-甲基咪唑的结构简式可知，分子中甲基碳原子为饱和碳原子，形成4个单键，不存在孤电子对，杂化方式为sp3，双键碳原子形成1个σ键和一个π键，不存在孤电子对，杂化方式为sp2；N-甲基咪唑中所含元素为N、C和H，根据同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，且N原子的2p能级有3个电子，处于半满稳定结构，所以第一电离能N>C，但由于H原子的核外电子距离原子核近，受到原子核的引力大，电离需要消耗更多的能量，因此第一电离能比C大，因此所含元素第一电离能由大到小的顺序是N>H>C；根据N-甲基咪唑的结构简式，可知1个N-甲基咪唑分子中含有12个σ键，所以0.1molN-甲基咪唑中含σ键的数目为1.2NA，故答案为sp2、sp3；N>H>C；1.2；
(3)该离子化合物常温下为液态而非固态，原因是阴阳离子半径大，所带的电荷数小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低，故答案为阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低；
(4)根据立方晶系TiO2晶胞结构，可知每个TiO2晶胞中平均分布4个Ti原子和8个O原子，所以其晶体的密度为 ；氮掺杂后，每个TiO2-aNb晶胞中平均分布4个Ti原子，氧原子为 个，氮原子为 个，该晶体的化学式为 ，所以可求得 、 ，所以a：b=7：2，故答案为 ，7：2；
（1）N为7号元素，根据构造原理写出其核外电子排布式；硝酸根的空间构型为平面三角形；
（2） N-甲基咪唑中形成双键的碳原子采用sp2杂化，甲基上的碳原子采用sp3杂化；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，H核外只有一个电子层，第一电离能较大；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键；
（3）液态熔点低；
（4）根据计算；根据均摊法计算a：b。
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