【正文】 新高考化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專項(xiàng)訓(xùn)練專項(xiàng)練習(xí)附解析一、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合性考察1．多尺度復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)模型可以用量子化學(xué)計(jì)算小區(qū)間內(nèi)(如生物固氮時(shí)固氮酶中)的化學(xué)反應(yīng)。(1)固氮酶有鐵蛋白和鉬鐵蛋白兩種，它們不僅能夠催化N2還原成NH3，還能將環(huán)境底物乙炔催化還原成乙烯。①乙炔是__________(填“非極性”或“極性”)分子。②碳負(fù)離子CH3的立體構(gòu)型為____________。③根據(jù)等電子原理，NO＋的電子式為________________。(2)釩可用于合成電池電極，也可用于人工合成二價(jià)的釩固氮酶(結(jié)構(gòu)如圖a)。①V2＋基態(tài)時(shí)核外電子排布式為____________________________________________。②釩固氮酶中釩的配位原子有_____________________________(填元素符號(hào))。(3)煙酰胺(結(jié)構(gòu)如圖b)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有_______________________，1 mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為________。(4)12 g石墨烯(結(jié)構(gòu)如圖c)中含有的正六邊形數(shù)目約為________；請(qǐng)你預(yù)測(cè)硅是否容易形成類似石墨烯的結(jié)構(gòu)，并說明理由：___________________________________。2．氮及其化合物有許多用途?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)原子的電子排布式為________，錳的第三電離能比鐵的第三電離能大，這是因?yàn)開_______________________________________________________。（2）的沸點(diǎn)（71℃）比的沸點(diǎn)（25．7℃）高，主要原因是______________________。（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，、三種微粒中，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他微粒的是_______。（4）（氮化錳）的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為0．3851nm。該氮化錳的密度為（列出計(jì)算式）。________________________________________________________ 3．儲(chǔ)氫合金能有效解決氫氣的貯存和輸運(yùn)問題，對(duì)大規(guī)模使用氫能具有重要的意義。（1）鎳氫電池放電時(shí)的總反應(yīng)為NiOOH+MH＝Ni（OH）2+M，M表示儲(chǔ)氫合金。Ni成為陽離子時(shí)首先失去___軌道電子。Ni3+的價(jià)層電子排布式為___。（2）用KF/HF溶液對(duì)儲(chǔ)氫合金表面進(jìn)行氟化處理，能改善合金的表面活性。①HF與水能按任何比例互溶，原因是___________。②KHF2KF+HF，KHF2晶體中的作用力類型有___，與HF2互為等電子體的分子為______（填一種）。（3）用KBH4和NaH2PO4處理儲(chǔ)氫合金電極。KBH4中陰離子的空間構(gòu)型是___，NaH2PO4中陰離子中心原子的雜化類型是_______。（4）某儲(chǔ)氫合金的結(jié)構(gòu)屬六方晶系，晶體結(jié)構(gòu)及俯視圖分別如圖（a）、（b）所示，該儲(chǔ)氫合金的化學(xué)式是_____（填最簡式）。已知該儲(chǔ)氫合金晶胞底邊長為a=，高為c=，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為____gcm?3（列出計(jì)算式）。4．硅、磷、硫、氯都是第三周期的非金屬元素，它們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要的用途。（1）基態(tài)硅原子的電子排布圖為_______________；硫的基態(tài)原子能量最高的電子云在空間有________________個(gè)伸展方向，原子軌道呈________________形。（2）硅、磷、硫的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______________。（3）單質(zhì)磷與Cl2反應(yīng)，可以生產(chǎn)PC13和PC15。其中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物中，P原子的雜化軌道類型為________________，其分子的空間構(gòu)型為________________。（4）H3PO4為三元中強(qiáng)酸，與Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]，此性質(zhì)常用于掩蔽溶液中的Fe3+?；鶓B(tài)Fe3+核外電子排布式為__________；PO43作為___________為Fe3+提供________________。（5）磷化硼（BP）是一種超硬耐磨涂層材料，下圖為其晶胞，硼原子與磷原子最近的距離為a cm。 用Mg/mol表示磷化硼的摩爾質(zhì)量，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則磷化硼晶體的密度為_________g/cm3。5．我國科學(xué)家在鐵基超導(dǎo)研究方面取得了一系列的重大突破，標(biāo)志著我國在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域已經(jīng)成為一個(gè)強(qiáng)國。LiZnAs 是研究鐵基超導(dǎo)材料的重要前體。(1)LiZnAs 中三種元素的電負(fù)性從小到大的順序?yàn)開____。(2)AsF3 分子的空間構(gòu)型為_____，As 原子的雜化軌道類型為_____。(3)CO 分子內(nèi)因配位鍵的存在，使 C 原子上的電子云密度較高而易與血紅蛋白結(jié)合， 導(dǎo)致 CO 有劇毒。1mol[Zn(CN)4]2離子內(nèi)含有的共價(jià)鍵的數(shù)目為_____，配原子為_____。(4)鎳的氧化物常用作電極材料的基質(zhì)。純粹的 NiO 晶體的結(jié)構(gòu)與 NaCl 的晶體結(jié)構(gòu)相同，為獲得更好的導(dǎo)電能力，將純粹的 NiO 晶體在空氣中加熱，使部分 Ni2+被氧化成 Ni3+后， 每個(gè)晶胞內(nèi) O2的數(shù)目和位置均未發(fā)生變化，鎳離子的位置雖然沒變，但其數(shù)目減少，造成晶體內(nèi)產(chǎn)生陽離子空位（如圖所示）?；瘜W(xué)式為 NiO 的某鎳氧化物晶體，陽離子的平均配位數(shù)為__________，陰離子的平均配位數(shù)與純粹的 NiO 晶體相比____________（填“增大”“減小”或“不變””，寫出能體現(xiàn)鎳元素化合價(jià)的該晶體的化學(xué)式________示例：Fe3O4 寫作 Fe2+Fe23+O4）。(5)所有的晶體均可看作由某些微粒按一定的方式堆積，另外的某些微粒填充在上述堆 積所形成的空隙中。在面心立方緊密堆積的晶胞中存在兩種類型的空隙：八面體空隙和四面體空隙（如下左圖所示）。在 LiZnAs 立方晶胞中，Zn 以面心立方形式堆積，Li 和 As 分別填充在 Zn 原子圍成的八面體空隙和四面體空隙中，在 a=0， 和 1 三個(gè)截面上 Zn 和 Li 按下圖所示分布：請(qǐng)?jiān)谙聢D As 原子所在的截面上用“Δ”補(bǔ)畫出 As 原子的位置，______________并說明 a=__________。6．C、O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常見元素。(1)Fe在元素周期表中的位置是_____，Cu基態(tài)原子核外電子排布式為________。(2)C和O的氣態(tài)氫化物中，較穩(wěn)定的是________（寫化學(xué)式）。C的電負(fù)性比Cl的________（填“大”或“小”）。(3)寫出Na2O2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。(4)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：①在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接___________個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有___________個(gè)C原子。②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接__________個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有_________個(gè)C原子在同一平面。(5)刻蝕印刷電路的廢液中含有大量的CuClFeClFeCl3，任意排放將導(dǎo)致環(huán)境污染和資源的浪費(fèi)，為了使FeCl3循環(huán)利用和回收CuCl2，回收過程如下：①試劑X的化學(xué)式為______________；②若常溫下1 L廢液中含CuClFeCl molL－1，則加入Cl2和物質(zhì)X后，過濾。為使溶液鐵元素完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，而CuCl2 不產(chǎn)生沉淀。則應(yīng)控制pH的范圍是____________________________（設(shè)溶液體積保持不變），已知：Ksp[Fe(OH)3]＝10－3Ksp[Cu(OH)2]＝10－lg5＝。7．（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）硅電池、鋰離子電池都是現(xiàn)代高性能電池的代表，高性能的電極材料與物質(zhì)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。(l) LiFePO4因具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而成為新一代正極材料，這與PO43的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，PO43的立體構(gòu)型為____。P、O、S的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)開_____________(2)通常在電極材料表面進(jìn)行“碳”包覆處理以增強(qiáng)其導(dǎo)電性。抗壞血酸常被用作碳包覆的碳源，其易溶于水的原因是 ___，抗壞血酸中碳原子的雜化方式為 ___，1mol抗壞血酸中手性碳原子的數(shù)目為______。(取材于選修3課本51頁)。(3) Li+過度脫出易導(dǎo)致鋰電池結(jié)構(gòu)坍塌產(chǎn)生O2而爆炸，實(shí)驗(yàn)證實(shí)O2因具有單電子而成為順磁性分子，下列結(jié)構(gòu)式(黑點(diǎn)代表電子)中最有可能代表O2分子結(jié)構(gòu)的是____(填標(biāo)號(hào))。A． B． C． D．(4)目前最常用的電極材料有鋰鈷復(fù)合氧化物和石墨。①鋰鈷復(fù)合氧化物中Li、Co、O分別形成了六邊層狀結(jié)構(gòu)(圖a)，按照LiOCoOLi–OCoO Li順序排列，則該化合物的化學(xué)式為____，Co3+的價(jià)層電子排布式為_____。②石墨晶胞(圖b)層間距為d pm，C—C鍵長為a pm，石墨晶體的密度為p g/cm3，列式表示阿伏加德羅常數(shù)為____moll。(5)硅酸鹽中Si