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)基态铁原子的价电子排布式为：______ 。
(2)与 Fe同周期，且最外层电子数相同的主族元素是______ (填元素符号)。
(3)基态 Ti原子核外电子占据的最高能层符号为______ ；其最外层电子的电子云轮廓图为______ 。
(4)1molFe3[Fe(CN)6]2中含有 σ键数为______ ，［Fe(CN)6］3-中配体为______ ，其中 C原子的杂化轨道类型为______ ，H、C、N、Si四种元素的电负性由大到小的顺序为______ 。
(5)FeTiO3的结构如图 1所示，其中由 O围成的______ (填“ 四面体空隙” 或“ 八面体空隙” )被 Fe占据。在图 2中画出 FeTiO3结构的另一种表示______ (要求：Fe处于晶胞的顶点)，Ti的配位数为______ 。
(6)已知该晶胞的密度为 ρg/cm3，NA表示阿伏加德罗常数的值。计算晶胞参数 a=______ pm。(列出计算表达式)
(1)基态铁原子的价电子排布式为：
(2)与 Fe同周期，且最外层电子数相同的主族元素是
(3)基态 Ti原子核外电子占据的最高能层符号为
(4)1molFe3[Fe(CN)6]2中含有 σ键数为
(5)FeTiO3的结构如图 1所示，其中由 O围成的
(6)已知该晶胞的密度为 ρg/cm3，NA表示阿伏加德罗常数的值。计算晶胞参数 a=
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河南省洛阳市2021届高三3月调研考试理综化学试题湖南省娄底市第五中学2021-2022学年高三下学期期中考试化学试题（已下线）01 物质结构与性质综合题型集训(1) （解析）-备战2023年高考化学大题逐空突破系列（全国通用）
更新时间：2021-03-14 12:44:00
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解答题-工业流程题
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【推荐1】金属镍及其化合物具有极高的实用价值，被广泛应用于石油化工、国防、冶金等多个行业。某科研小组以废镍催化剂(含金属Ni、Cu、Fe、Mg及其氧化物，还有少量其他不溶性物质)为原料，采用如图工艺流程制备硫酸镍晶体(
)。
已知：室温下
，
。回答下列问题：
(1)Ni的价层电子排布式为___________ 。
(2)“除铜”中反应达到平衡后，溶液中
=___________ 。
(3)“焙烧”时常采用多层气固逆流操作，其目的是___________ 。该步涉及的主要反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________ 。
(4)根据下表的数据，则调节溶液pH的范围是___________ 。滤渣3主要成分的电子式为___________ 。
(5)“沉镍”步骤中发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)某种半导体NiO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，半径
。阿伏加德罗常数的值为
，则该晶体密度为___________ 
(用含a，的表达式表示)。
)。已知：室温下
，。回答下列问题：(1)Ni的价层电子排布式为
(2)“除铜”中反应达到平衡后，溶液中
=(3)“焙烧”时常采用多层气固逆流操作，其目的是
(4)根据下表的数据，则调节溶液pH的范围是
| 金属离子 |  |  |  |  |
| 开始沉淀的pH | 6.3 | 1.5 | 8.9 | 6.9 |
| 沉淀完全的pH | 8.3 | 2.8 | 10.9 | 89 |
(6)某种半导体NiO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，半径
。阿伏加德罗常数的值为，则该晶体密度为(用含a，的表达式表示)。
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解答题-有机推断题
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解题方法
【推荐2】夫马洁林是一种用于治疗微孢子虫病的抗生素，其部分合成路线如下：____ 。
(2)化合物B的分子式为C7H14O2，则B结构简式为____ 。
(3)C→D的过程，加入强碱性的KN[Si(CH3)3]2作用是____ 。
(4)写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式：____ 。
Ⅰ.能发生银镜反应；Ⅱ.核磁共振氢谱图中有3个峰。
(5)写出以
为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)____ 。
(2)化合物B的分子式为C7H14O2，则B结构简式为
(3)C→D的过程，加入强碱性的KN[Si(CH3)3]2作用是
(4)写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式：
Ⅰ.能发生银镜反应；Ⅱ.核磁共振氢谱图中有3个峰。
(5)写出以
为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)
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【推荐3】科学工作者合成了含镁、镍、碳3种元素的超导材料，具有良好的应用前景。回答下列问题：
(1)Ni的基态原子价电子排布式为_____ 。元素Mg与C中，第一电离能较小的是_____ (填元素符号)。
(2)科学家研究发现Ni与CO在60~80℃时反应生成Ni(CO)4气体，在Ni(CO)4分子中与Ni形成配位键的原子是_____ (填元素符号)，Ni(CO)4晶体类型是______ 。
(3)下列分子或离子与CO2具有相同类型化学键和立体构型的是_____ (填标号)。
(4)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为anm，则r(O2-)为_____ nm(用含a的表达式表示)。
(5)铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm。结构中有两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由铂原子和镍原子共同构成(如
)。晶体中完全由镍原子构成的八面体空隙与由铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙数目之比为_____ ，两种八面体空隙中心的最近距离为______ pm。
(1)Ni的基态原子价电子排布式为
(2)科学家研究发现Ni与CO在60~80℃时反应生成Ni(CO)4气体，在Ni(CO)4分子中与Ni形成配位键的原子是
(3)下列分子或离子与CO2具有相同类型化学键和立体构型的是
| A．SO2 | B．SCN- | C．NO | D．I |
(5)铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm。结构中有两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由铂原子和镍原子共同构成(如
)。晶体中完全由镍原子构成的八面体空隙与由铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙数目之比为
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【推荐1】镍与第VA族元素形成的化合物是重要的半导体材料，其中应用最广泛的是砷化镓(GaAs)。回答下列问题：
（1）基态N原子的核外电子排布式为______ ，基态Ga原子核外有_______ 个未成对电子。
（2）镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ·mol－1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为____ 和+3。砷的电负性比镓_____ (填“大”或“小”)。
（3）二水合草酸镓的结构如图所示，其中镓原子的配位数为____ 。
（4）砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为________ 。
（5）GaAs为原子晶体，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。Ga与As以_______ 键键合。Ga和As的原子半径分别为apm和bpm，设阿伏伽德罗常数的值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______ (列出计算式，可不化简)。
（1）基态N原子的核外电子排布式为
（2）镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ·mol－1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为
（3）二水合草酸镓的结构如图所示，其中镓原子的配位数为
（4）砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为
（5）GaAs为原子晶体，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。Ga与As以
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐2】(1)红细胞中血红素结构如图所示，回答下列问题：
①Fe2+的轨道表示式[Ar]________ 。
②所含短周期元素电负性从大到小的顺序是___________ 。
③羧基中碳原子的杂化轨道方式是______________ 。
④在肺部，血红素中的Fe2+结合的水分子与氧分子交换，形成氧合血红蛋白，经动脉运送到组织释放出O2；然后血红素结合组织代谢所产生的CO2，经静脉送回肺中与水分子交换，最后将CO2排出体外，完成呼吸过程。血红素中Fe2+与CO2中____ 原子以____ 形式结合，这种结合是可逆的，比Fe2+与N的结合弱的原因是______________ 。
(2)磁性氧化铁Fe3O4含有Fe2+和Fe3+，其晶体属于立方晶系，氧原子呈面心立方密堆积，Fe3+和一半的Fe3+随机占据八面体空穴，电子可在Fe2+、Fe3+间迅速发生转移，另一半Fe3+作阳离占据四面体空穴。Fe3O4是一种盐，其真实结构可较好地表示为_________ [Fe2+和Fe3+分别用Fe(II)、Fe(III)表示]；该晶体_____ 导电（填“能”、“不能”）；该晶体的密度为5.18g·cm-3，其晶胞中最近的两个氧原子之间的核间距_________ cm(列出计算式，不必计算最终结果）。
①Fe2+的轨道表示式[Ar]
②所含短周期元素电负性从大到小的顺序是
③羧基中碳原子的杂化轨道方式是
④在肺部，血红素中的Fe2+结合的水分子与氧分子交换，形成氧合血红蛋白，经动脉运送到组织释放出O2；然后血红素结合组织代谢所产生的CO2，经静脉送回肺中与水分子交换，最后将CO2排出体外，完成呼吸过程。血红素中Fe2+与CO2中
(2)磁性氧化铁Fe3O4含有Fe2+和Fe3+，其晶体属于立方晶系，氧原子呈面心立方密堆积，Fe3+和一半的Fe3+随机占据八面体空穴，电子可在Fe2+、Fe3+间迅速发生转移，另一半Fe3+作阳离占据四面体空穴。Fe3O4是一种盐，其真实结构可较好地表示为
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解答题-结构与性质
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【推荐3】锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
(1)基态Ge原子的外围电子排布式为_______ ，有_______ 个未成对电子。
(2)比较下列卤化物的熔点和沸点，分析呈现该变化规律的原因是_______ 。
(3)光催化还原
制备
反应中，带状纳米
是该反应的良好催化剂。
、
、O电负性由大至小的顺序是_______ 。
(4)Ge单晶具有金刚石型结构，其晶胞结构如下图所示，一个晶胞中含有的Ge原子的数目为_______ ，与一个Ge原子距离最近且等近的原子数目为_______ ；微粒之间存在的作用力是_______ 。
(5)原子坐标可以用来表示晶胞内部各原子的相对位置，上图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(
，0，0)；C为(，，0)，则D原子的坐标参数为_______ 。
(1)基态Ge原子的外围电子排布式为
(2)比较下列卤化物的熔点和沸点，分析呈现该变化规律的原因是
 |  |  | |
| 熔点/℃ | -49.5 | 26 | 146 |
| 沸点/℃ | 83.1 | 186 | 约400 |
(3)光催化还原
制备反应中，带状纳米是该反应的良好催化剂。、、O电负性由大至小的顺序是(4)Ge单晶具有金刚石型结构，其晶胞结构如下图所示，一个晶胞中含有的Ge原子的数目为
(5)原子坐标可以用来表示晶胞内部各原子的相对位置，上图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(
，0，0)；C为(，，0)，则D原子的坐标参数为
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解答题-结构与性质
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(0.4)
解题方法
【推荐1】碳、氮、硫、硒等元素的单质及其化合物有重要的科学研究价值。回答下 列问题：
(1)氰[化学式(CN)2]、硫氰[化学式(SCN)2]等与卤素单质性质相似，又称类卤素。(CN)2中π键和σ键的数目之比为__________ 。沸点：(CN)2__________ (SCN)2（填“大于”、“等于”或“小于”），理由是__________ 。
(2)无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素 R 相同，则 n 值越大，R 的正电性越高，在水中越容易电离出 H+。酸性强弱：HNO2____________ HNO3（填“大于”、“等于”或“小于”）；NO2-中氮原子的杂化方式为___________ 。
(3)一种硒单质晶体的晶胞为六方晶胞，原子排列为无限螺旋链，分布在六方晶格上，同一条链内原子作用很强，相邻链之间原子作用较弱，其螺旋链状图、晶 体结构图和晶体结构俯视图如下所示。
已知正六棱柱的边长为 a cm，高为 b cm，NA 表示阿伏加 德罗常数，则该晶体的密度为__________ g·cm－3（用含 NA、a、b 的式子表示）。
(1)氰[化学式(CN)2]、硫氰[化学式(SCN)2]等与卤素单质性质相似，又称类卤素。(CN)2中π键和σ键的数目之比为
(2)无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素 R 相同，则 n 值越大，R 的正电性越高，在水中越容易电离出 H+。酸性强弱：HNO2
(3)一种硒单质晶体的晶胞为六方晶胞，原子排列为无限螺旋链，分布在六方晶格上，同一条链内原子作用很强，相邻链之间原子作用较弱，其螺旋链状图、晶 体结构图和晶体结构俯视图如下所示。
已知正六棱柱的边长为 a cm，高为 b cm，NA 表示阿伏加 德罗常数，则该晶体的密度为
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解答题-结构与性质
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【推荐2】材料是人类文明进步的阶梯，第IIIA、IVA、VA族元素是组成特殊材料的重要元素。请回答下列问题：
(1)根据价层电子对互斥理论，
、
、
中，中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是_______ ，已知
与
互为等电子体，推算HCN分子中σ键与π键的数目比为_______ 。
(2)M与Ga位于同周期，
的一种配合物组成为
。
①下列有关、
的说法正确的是_______ (填字母)。
a.分子空间构型相同 b.中心原子杂化类型相同 c.键角大小相同
②
配体是_______ 。
③配合物T与组成元素相同，中心离子的配位数相同。1moT溶于水，加入足量
溶液只生成2molAgCl沉淀，则T的化学式为_______ 。
(3)磷化硼(BP)是受高度关注的耐磨材料，可作为金属农面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示，磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是_______ 。
(4)已知晶胞中B与P原子最短距离为a pm，则磷化硼晶体的密度是_______ (仅列式不计算)。
(1)根据价层电子对互斥理论，
、、中，中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是与互为等电子体，推算HCN分子中σ键与π键的数目比为(2)M与Ga位于同周期，
的一种配合物组成为。①下列有关
、的说法正确的是a.分子空间构型相同 b.中心原子杂化类型相同 c.键角大小相同
②
配体是③配合物T与
组成元素相同，中心离子的配位数相同。1moT溶于水，加入足量溶液只生成2molAgCl沉淀，则T的化学式为(3)磷化硼(BP)是受高度关注的耐磨材料，可作为金属农面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示，磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是
(4)已知晶胞中B与P原子最短距离为a pm，则磷化硼晶体的密度是
(仅列式不计算)。
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解答题-结构与性质
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【推荐3】化学与生活密切相关。
I. K2Cr2O7曾用于检测司机是否酒后驾驶：Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OH
Cr3+(绿色)+CH3COOH (未配平)
(1)基态Cr 原子的价电子轨道表达式为_________________ 。
(2)CH3COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为___________ ，碳原子的轨道杂化类型为_____ ，所含σ键与π键的数目之比为_______ 。
(3)已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如下表所示：
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因为_________________________ 。
II. ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，例如与FeO反应可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。
(4)Fe[Zn(OH)Cl2]2的水溶液中不存在的微粒间作用力有____________ (填选项字母)；溶液中[Zn(OH)Cl2]—的结构式为_____________________ 。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力 F.氢键
III.锌是人体必需的微量元素之一，其堆积方式如图1，晶胞结构如图2。
(5)锌的堆积方式为_____________________ ，配位数为_______ 。
(6)若锌原子的半径为a pm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则锌晶体的密度为_______ g/cm3 (用含a的代数式表示)。
I. K2Cr2O7曾用于检测司机是否酒后驾驶：Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OH
Cr3+(绿色)+CH3COOH (未配平)(1)基态Cr 原子的价电子轨道表达式为
(2)CH3COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为
(3)已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如下表所示：
| 离子 | Sc3+ | Cr3+ | Fe2+ | Zn2+ |
| 水合离子的颜色 | 无色 | 绿色 | 浅绿色 | 无色 |
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因为
II. ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，例如与FeO反应可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。
(4)Fe[Zn(OH)Cl2]2的水溶液中不存在的微粒间作用力有
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力 F.氢键
III.锌是人体必需的微量元素之一，其堆积方式如图1，晶胞结构如图2。
(5)锌的堆积方式为
(6)若锌原子的半径为a pm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则锌晶体的密度为
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解答题-结构与性质
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【推荐1】单质硼、硼酸(
)、硼砂(
)中阴离子
的结构或结构单元分别如图1、图2、图3所示。
(1)图1为某晶体硼的部分结构单元，其熔点为
，属于___________ 晶体，该结构单元由20个等边三角形构成，则构成此结构单元的B原子数为___________ 。
(2)图2为硼酸晶体的平面结构，硼酸晶体中存在的作用力有___________ (填标号)
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．氢键 e．范德华力
(3)与
溶液反应时，反应方程式为
，则是___________ 弱酸(填“一元”或“三元”)；当过量时，反应得到硼砂晶体，其化学方程式为
，硼砂阴离子
的结构如图3所示，其中
原子的杂化方式为___________ 。
(4)B、Al，Ga为同主族元素，
，
在一定条件下均易形成双聚分子，而
却很难形成双聚分子，其主要原因是分子内形成了大
键，该大键可表示为___________ 。(分子中的大键可用符号
表示，其中
代表参与形成大键的原子数，
代表参与形成大键的电子数)
)、硼砂()中阴离子的结构或结构单元分别如图1、图2、图3所示。
(1)图1为某晶体硼的部分结构单元，其熔点为
，属于(2)图2为硼酸晶体的平面结构，硼酸晶体中存在的作用力有
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．氢键 e．范德华力
(3)
与溶液反应时，反应方程式为，则是过量时，反应得到硼砂晶体，其化学方程式为，硼砂阴离子的结构如图3所示，其中原子的杂化方式为(4)B、Al，Ga为同主族元素，
，在一定条件下均易形成双聚分子，而却很难形成双聚分子，其主要原因是分子内形成了大键，该大键可表示为键可用符号表示，其中代表参与形成大键的原子数，代表参与形成大键的电子数)
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】工业上一种利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为
，还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下图所示：的基本结构单元如图所示，则据此计算
___________ ，
___________ 。___________ 。
(3)“碱浸”后滤液中大量存在的阴离子为___________ 和___________ 。
(4)已知：
，
，
。若“酸浸”后溶液中
、
、
浓度均为0.1mol/L，理论计算欲使完全沉淀(离子浓度小于
)而不沉淀、，需调节___________ mol/L<
<___________ mol/L；实际“沉钴”时，在加入
之后往往超出上述范围，因而须先加入一定量氨水，推测所加氨水的作用为___________ 。
(5)“沉锰”过程中加入
溶液后，溶液先变为紫红色，一段时间后紫红色又褪去，则溶液变为紫红色的原因为___________ 。［用离子方程式表示，Mn(Ⅱ)写作即可］。
(6)“沉镍”过程中加入
溶液不能过量，原因为___________ 。
，还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下图所示：
的基本结构单元如图所示，则据此计算
(3)“碱浸”后滤液中大量存在的阴离子为
(4)已知：
，，。若“酸浸”后溶液中、、浓度均为0.1mol/L，理论计算欲使完全沉淀(离子浓度小于)而不沉淀、，需调节<之后往往超出上述范围，因而须先加入一定量氨水，推测所加氨水的作用为(5)“沉锰”过程中加入
溶液后，溶液先变为紫红色，一段时间后紫红色又褪去，则溶液变为紫红色的原因为即可］。(6)“沉镍”过程中加入
溶液不能过量，原因为
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解答题-结构与性质
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(0.4)
解题方法
【推荐3】已知A、B、C、D、E为元素周期表中前四周期元素，且原子序数依次增大。A是原子半径最小的主族元素，B是空气中含量最多的元素：C元素2p能级有两个未成对电子且没有空轨道；D是29号元素；E元素的价电子排布式为ns2np2．回答下列问题：
（1）基态D原子的外围电子排布式为_____ ，B、C两种元素的第一电离能最大的是___________ （用元素符号表示）。
（2）BC
微粒的空间构型为_____ ，1个[D(A2C)4]2+中含有的σ键数目为_____ 个。
（3）A、D两种元素分别与C元素形成的简单化合物，熔点较高的是_____ ，原因是_____ 。
（4）BA3在一定条件下容易得到一个A+，形成BA
．下列对上述过程的描述不合理的是_____ 。
A．B原子的杂化类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变 D．微粒中的键角减小
（5）E单质的晶体具有金刚石结构，其中微粒之间存在的作用力是，如图为E单质晶体的晶胞，已知晶胞的密度为dg/cm3，则晶胞的边长为_____ pm（列出计算式即可）。
（1）基态D原子的外围电子排布式为
（2）BC
微粒的空间构型为（3）A、D两种元素分别与C元素形成的简单化合物，熔点较高的是
（4）BA3在一定条件下容易得到一个A+，形成BA
．下列对上述过程的描述不合理的是A．B原子的杂化类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变 D．微粒中的键角减小
（5）E单质的晶体具有金刚石结构，其中微粒之间存在的作用力是，如图为E单质晶体的晶胞，已知晶胞的密度为dg/cm3，则晶胞的边长为
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