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高中化学

[化学一一选修3: 物质结构与性质]

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 原子的核外电子排布式为[Ar]                     ,有             个末成对电子。

(2) Ge 与 C 是同族元素, C 原子之间可以形成双键、叁键, 但 Ge 原子之间难以形成双键或 叁键。从原子结构角度分析,原因是                          

(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点, 分析其变化规律及原因      

GeCl 4

GeBr 4

Gel 4

熔点/ C

- 49 . 5

26

146

沸点/ C

83 . 1

186

约 400

(4) 光催化还原 CO 2 制备 CH 4 反应中,带状纳米 Zn 2 GeO 4 是该反应的良好催化剂。 Zn 、Ge、O 电负性由大至小的顺序是           

(5) Ge 单晶具有金刚石型结构, 其中 Ge 原子的杂化方式为_        , 微粒之间存在的作用力是_         

(6)晶胞有两个基本要素:

①原子坐标参数, 表示晶胞内部各原子的相对位置, 下图为 Ge 单晶的晶胞, 其中原子坐标参数 A 0 0 0 B 1 2 0 1 2 C 1 2 1 2 0 。则 D 原子的坐标参数为   

②晶胞参数, 描述晶胞的大小和形状,已知 Ge 单晶的晶胞参数 a = 565 . 76 pm , 其密度为    g cm - 3 (列出计算式即可)。

来源:2016年全国统一高考试卷(新课标Ⅰ理综化学部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:

(1)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4.常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为   ,其固体的晶体类型为   

(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为    ( 填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为   ,键角由大到小的顺序为  

(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有   mol,该螯合物中N的杂化方式有  种。

(4)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,称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。

坐标

原子

x

y

z

Cd

0

0

0

Sn

0

0

0.5

As

0.25

0.25

0.125

一个晶胞中有   个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn  ( 用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有  个。

来源:2020年山东省新高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻,能量密度大等优良性能,得到广泛应用,回答下列问题:    

(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为________、________。(填标号)

A.

B.

C.

D.

(2) L i + H - 具有相同的电子构型, r L i + 小于 r H - ,原因是________。    

(3) L i A l H 4 是有机合成中常用的还原剂, L i A l H 4 中的阴离子空间构型是________。中心原子的杂化形式为________, L i A l H 4 中,存在________(填标号)。

A.

离子键

B.

σ键

C.

π键

D.

氢键

(4) L i 2 O 是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的 Born-Haber循环计算得到

可知,Li原子的第一电离能为________ k J · m o l - 1 , O=O键键能为________ k J · m o l - 1   L i 2 O 晶格能为________ k J · m o l - 1

(5) L i 2 O 具有反莹石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665mm,阿伏加德罗常数的值为 N A ,则 L i 2 O 的密度为 ________ g / c m 3 (列出计算式)。

来源:2018年全国统一高考理综试卷(全国Ⅰ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

[化学--选修3:物质结构与性质]

在普通铝中加入少量 Cu Mg 后,形成一种称为拉维斯相的 Mg Cu 2 微小晶粒,其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓"坚铝",是制造飞机的主要村料。回答下列问题:

(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。

A. [ Ne ] eq o ac ( , ) 3 s   B. [ Ne ] eq o ac ( , ) eq o ac ( , ) 3 s       C. [ Ne ] eq o ac ( , ) 3 s eq o ac ( , ) 3 p    D. [ Ne ] eq o ac ( , ) 3 p

(2)乙二胺 ( H 2 NC H 2 C H 2 N H 2 ) 是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填" Mg 2 + "或" Cu 2 + ")。

(3)一些氧化物的熔点如下表所示:

氧化物

Li 2 O

MgO

P 4 O 6

SO 2

熔点/°C

1570

2800

23 . 8

- 75 . 5

解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。

(4)图(a)是 Mg Cu 2 的拉维斯结构, Mg 以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的 Cu 。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见, Cu 原子之间最短距离 x = pm Mg 原子之间最短距离 y = pm 。设阿伏加德罗常数的值为 N A ,则 Mg Cu 2 的密度是 g · cm - 3 (列出计算表达式)。

来源:2019年全国统一高考理综试卷(全国Ⅰ卷(化学部分))
  • 题型:未知
  • 难度:未知

B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是(  )

A.其熔点主要取决于所含化学键的键能

B.形成大π键的电子全部由N提供

C.分子中B和N的杂化方式相同

D.分子中所有原子共平面

来源:2020年山东省新高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:

回答下列问题:

(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________ 形。    

(2)根据价层电子对互斥理论, H 2 S S O 2 S O 3 的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是________。    

(3)图(a)为 S 8 的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为________。

(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为________形,其中共价键的类型有________种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三氯分子。该分子中S原子的杂化轨道类型为________。    

(5) F e S 2 晶体的晶胞如图(c)所示,晶胞边长为 a n m , F e S 2 相对式量为M、阿伏伽德罗常数的值为 N A   , 其晶体密度的计算表达式为________ g c m - 3 ;晶胞中 F e 2 + 位于 S 2 2 - 所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为________ nm    

来源:2018年全国统一高考理综试卷(全国Ⅱ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

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 3 d 5 4 s 1

B. 4 s 电子能量较高,总是在比 3 s 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 N H 3 3 H 2 O 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 N H 3 3 H 2 O 2 Cl ] 2 + 中配体分子 N H 3 H 2 O 以及分子 P H 3 的空间结构和相应的键角如图所示。

P H 3 P 的杂化类型是        N H 3 的沸点比 P H 3    ,原因是        H 2 O 的键角小于 N H 3 的,分析原因            

(4)在金属材料中添加 AlC r 2 颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。 AlC r 2 具有体心四方结构,如图所示。处于顶角位置的是   原子。设 Cr Al 原子半径分别为 r Cr r Al ,则金属原子空间占有率为          %(列出计算表达式)。

来源:2021年全国统一高考理综试卷(全国乙卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

【选修三:物质结构与性质】磷酸亚铁锂( L i F e P O 4 )可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用 F e C l 3 N H 4 H 2 P O 4 L i C l 和苯胺等作为原料制备。回答下列问题:   

(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填"相同"或"相反")。    

(2) F e C l 3 中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的 F e C l 3 的结构式为________,其中Fe的配位数为________。    

(3)苯胺 )的晶体类型是________。苯胺与甲苯( )的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是________。    

(4) N H 4 H 2 P O 4 中,电负性最高的元素是________;P的________杂化轨道与O的2p轨道形成________键。    

(5) N H 4 H 2 P O 4 L i F e P O 4 属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________(用 n代表P原子数)。

来源:2019年全国统一高考理综试卷(全国Ⅲ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

α﹣氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,其结构简式如图。下列关于α﹣氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是(  )

A.其分子式为C8H11NO2

B.分子中的碳原子有3种杂化方式

C.分子中可能共平面的碳原子最多为6个

D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子

来源:2020年山东省新高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用.回答下列问题:

(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为nm(填标号).

A.

404.4

B.

553.5

C.

589.2

D.

670.8

E.

766.5

(2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________.K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是________.

(3)X射线衍射测定等发现, I 3 A s F 6 中存在 I 3 + 离子. I 3 + 离子的几何构型为________,中心原子的杂化类型为________.

(4) K I O 3 晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为 a = 0 . 446 nm ,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示.K与O间的最短距离为________nm,与K紧邻的O个数为________.

(5)在KIO 3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于________位置,O处于________位置.

来源:2017年全国统一高考理综试卷(新课标Ⅰ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

[化学--选修3:物质结构与性质]

研究发现,在 C O 2 低压合成甲醇反应 ( CO 2 + 3 H 2 = CH 3 OH + H 2 O ) 中, Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:

(1) Co 基态原子核外电子排布式为________。元素 Mn 与O中,第一电离能较大的是________,基态原子核外未成对电子数较多的是________。

(2) C O 2 C H 3 OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为________和________。

(3)在 C O 2 低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为________,原因是________。

(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料, Mn ( NO 3 ) 2 中的化学键除了 σ 键外,还存在________。

(5) 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 a = 0 . 420 nm ,则 r ( O 2 - ) 为________ nm MnO 也属于 NaCl 型结构,晶胞参数为 a ' = 0 . 448 nm ,则 r ( M n 2 + ) 为________ nm

来源:2017年全国统一高考理综试卷(全国Ⅲ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(  )

A.键能C﹣C>Si﹣Si、C﹣H>Si﹣H,因此C2H6稳定性大于Si2H6

B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度

C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为﹣4,因此SiH4还原性小于CH4

D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p﹣pπ键

来源:2020年山东省新高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:

(1)Zn原子核外电子排布式为________。    

(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能 1 Z n ________ 1 C u ) (填"大于"或"小于")。原因是________。    

(3) Z n F 2 具有较高的熔点(872 ℃),其化学键类型是________; Z n F 2 不溶于有机溶剂而 Z n C l 2 Z n B r 2 Z n I 2 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是________。    

(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石( Z n C O 3 )入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。 Z n C O 3 中,阴离子空间构型为________,C原子的杂化形式为________。  (5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为________。六棱柱底边边长为 acm,高为 ccm,阿伏加德罗常数的值为 N A , Zn的密度为________ g · c m 3 (列出计算式)。

来源:2018年全国统一高考理综试卷(全国Ⅲ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等.回答下列问题:

(1)写出基态As原子的核外电子排布式________.

(2)根据元素周期律,原子半径Ga________As,第一电离能Ga________As.(填"大于"或"小于")

(3) A s C l 3 分子的立体构型为________,其中As的杂化轨道类型为________.

(4) G a F 3 的熔点高于1000℃, G a C l 3 的熔点为77.9℃,其原因是________.

(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为 ρ g c m 3   , 其晶胞结构如图所示.

该晶体的类型为________,Ga与As以________键键合.Ga和As的摩尔质量分别为 M G a g m o l 1 M A s g m o l 1 , 原子半径分别为 r G a p m r A s p m ,阿伏伽德罗常数值为 N A ,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________.

来源:2016年全国统一高考理综试卷(新课标Ⅲ卷)(化学部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

氨硼烷(NH 3BH 3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:

(1)H、B、N中,原子半径最大的是    。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素   的相似。

(2)NH 3BH 3分子中,N﹣B化学键称为   键,其电子对由    提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:

3NH 3BH 3+6H 2O═3NH 4 ++B 3O 6 3 +9H 2

B 3O 6 3 的结构为 .在该反应中,B原子的杂化轨道类型由   变为   

(3)NH 3BH 3分子中,与N原子相连的H呈正电性(H δ +),与B原子相连的H呈负电性(H δ﹣),电负性大小顺序是   。与NH 3BH 3原子总数相等的等电子体是   (写分子式),其熔点比NH 3BH 3   (填"高"或"低"),原因是在NH 3BH 3分子之间,存在     作用,也称"双氢键"。

(4)研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°.氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度ρ=   g•cm 3(列出计算式,设N A为阿伏加德罗常数的值)。

来源:2020年全国卷Ⅲ高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学原子轨道杂化方式及杂化类型判断试题