【化学选修3：物质结构与性质】（15分）（1）美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要...

【化学选修3：物质结构与性质】（15分）

（1）美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是　　　 　　　 　 。

A、NO2－和NH4+　 　　 B、H3O+和ClO3－　　 C、NO3－和CO32－ 　　 D、PO43－和SO42－

（2）铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示

铜的第一电离能（I1）小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能（I2）却大于锌的第二电离能，其主要原因是　　　　　　　　 。

（3）石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：

有关说法正确的是

A、固态时，碳的各种单质的晶体类型相同　　　 B、石墨烯中含有非极性共价键

C、从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键　　　　 D、石墨烯具有导电性

（4）最近科学家成功以CO2为原料制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限延伸结构，则该晶体中碳原子采用　　 　　　 　　 杂化与周围氧原子成键；晶体中碳氧原子个数比为　　　 　　　　 　 ；碳原子数与C－O化学键数之比为　　 　　　 　　 。

（5）已知钼（Mo）的晶胞为体心立方晶胞，钼原子半径为a pm，相对原子质量为M，以NA表示阿伏伽德罗常数的值，请写出金属钼密度的计算表达式　　　　　　　　 g/cm3。

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【化学——选修3：物质结构与性质】

（1）美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是　　　 　　　 　 。

A、NO2－和NH4+ 　 B、H3O+和ClO3－　　 C、NO3－和CO32－ 　　 D、PO43－和SO42－

（2）铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示

铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是　　　　　　　　 。

（3）石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：

有关说法正确的是

A、固态时，碳的各种单质的晶体类型相同　　　 B、石墨烯中含有非极性共价键

C、从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键　　　　 D、石墨烯具有导电性

（4）最近科学家成功以CO2为原料制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限延伸结构，则该晶体中碳原子采用　　　　 杂化与周围氧原子成键；晶体中碳氧原子个数比为　　　　 ；碳原子数与C－O化学键数之比为　　　　 。

（5）已知钼(Mo)的晶胞为体心立方晶胞，钼原子半径为a pm，相对原子质量为M，以NA表示阿伏伽德罗常数的值，请写出金属钼密度的计算表达式　　　　　　　　 g/cm3。

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（15分）【化学——选修3：物质结构与性质】

Ⅰ．顺铂是美国教授B Rosenberg等人于1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物，它的化学式为Pt（NH3）2Cl2。

（1）与氮元素处于同一周期且相邻的两种元素分别是　　　　　　　　 ，这三种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　 ，电负性由小到大的顺序是　　　　　　　　 。

（2）与NH3互为等电子体的分子、离子有　　　　　　 、　　　　　　 （各举一例）。

（3）碳铂是1，1－环丁二羧酸二氨合铂（Ⅱ）的简称，是第二代铂族抗癌药物，其毒副作用低于顺铂。碳铂的结构如图：

碳铂分子中含有的作用力有　　　　　 （填字母）。

A．极性共价键　　 B．非极性共价键　　 C．配位键　　 D．离子键

E．金属键　　　　 F．键　　　　　　　　 G．键

（4）碳铂中C原子的杂化方式有　　　　　　 。

（5）铂（Pt）单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

晶胞中铂（Pt）原子的配位数为　　　　　 。若已知铂（Pt）的摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数为NA，Pt原子半径为b pm，则该晶胞的密度为=　　　　 g/cm3。（用含M、NA、b的计算式表示，不用化简）。

Ⅱ．原子序数小于36的元素A和B，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数B比A多1，基态B原子中含有三个未成对电子，B元素在周期表中的位置为　　　　　　 ，A2+在基态时外围电子（价电子）占据的能层符号为　　　　　 ，外围电子（价电子）排布式　　　　　　 。

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[化学—选修3：物质结构与性质](15分)

Ⅰ．德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成如图｡

①C20分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；

②多面体的顶点数､面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2，

请回答：C20分子共有　　　　　　 个正五边形，共有　　　　　　 条棱边｡

Ⅱ．A､B､C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大｡A原子外围电子排布为ns2np2，C是地壳中含量最多的元素｡D元素的核电荷数为29｡请用对应的元素符号或化学式填空：

（1）A､B､C的第一电离能由小到大的顺序为　　　　 ｡

（2）分子(AB)2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，每个原子最外层电子数均满足八电子，其结构式为 　　　 ，1mol该分子中含有π键的数目为 　　　　　 ｡该分子中碳原子的杂化轨道类型是 　　　 ，该分子属于　　　　　　 分子(填“极性”或“非极性”)｡

（3）基态D原子的电子排布式为　　　　　　　 ｡

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［化学—选修物质结构与性质］（15分）

美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破。石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如右：

（1）下列有关石墨烯说法正确的是＿＿＿＿。

A．石墨烯的结构与金刚石相似

B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面

C．12g石墨烯含σ键数为N_A

D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力

（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。

①钴原子在基态时，核外电子排布式为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

③上图是金与铜形成的金属互化物合金，它的化学式可表示为：＿＿＿＿＿＿＿＿。

④含碳源中属于非极性分子的是＿＿＿（a．甲烷  b．乙炔  c．苯  d．乙醇）

⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有：＿＿＿＿＿＿＿＿。

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【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）

用黄铜矿（主要成分是CuFeS₂）生产粗铜的反应原理如下：

（1）已知在反应①、②中均生成相同的气体分子，该气体具有漂白性。请分别写出反应①、

②的化学方程式是________、________。

（2）基态铜原子的核外电子排布式为________，硫、氧元素相比，第一电离能较大的是________。

（3）反应①和②生成的气体分子的中心原子的杂化类型是________，分子的空间构型是________。

（4）某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验，CuSO₄溶液中加氨水生成蓝色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu（NH₃）₄]SO₄·H₂O晶体，请解释加入乙醇后析出晶体的原因________；在该晶体中存在化学键的种类有________。

（5）Cu₂O的晶胞结构如图所示，该晶胞的边长为a cm，则Cu₂O的密

度为________g·cm^-3（用N_A表示阿伏加德罗常数的数值）。

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[化学——选修3： 物质结构与性质]（15分）

Sn是人类最早使用的元素之一，能形成SnCl2，SnCl4两种氯化物，SnCl2常温下为白色晶体，具有一维链状的聚合结构，气态时以单分子形式存在，而SnCl4常温下为无色液体。白锡和灰锡是Sn的两种同素异形体，白锡的晶体结构中Sn原子的配位数为4和6，灰锡的晶体结构与金刚石的晶体结构相似。白锡的密度大于灰锡的密度。

（1）Sn元素价层电子排布式为　　　　　　　　 。

（2）SnCl2的一维链状聚合结构如图所示，在分子结构中标出

所含有的配位键。其固体分子及气体分子中Sn的杂化方式为　　　　 。

（3）SnCl4分子的空间构型为　　　　　　　　　　 ，SnCl4与CCl4中

沸点较高的是　　　　　　　　　 。

（4）锡的某种氧化物的晶胞如右图，其化学式为　　　　　　　　　　 。

（5）解释白锡分子的密度大于灰锡的密度的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）若灰锡的晶胞边长为a pm，计算灰锡的密度　 为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）Fe2+、Fe3+与O22—、CN—、F—、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用。

（1）N、O、F三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　 。

（2）基态Fe3+核外M能层的电子排布式为 　　　　　　　 。

（3）铁有δ、γ、α三种同素异形体（如下图），则γ晶胞原子堆积名称为_____________。假设各种晶型的铁单质都是由半径为r的铁原子堆积而成，则晶胞δ与晶胞α的密度比为_______________（列式并化简）。

（4）乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂，其结构如图1所示。此物质中碳原子的杂化方式有 　　　　　　 　 。

（5）配合物K3[Fe(CN）6]可用于电子传感器的制作。与配体互为等电子体的一种分子的电子式为 　　　　　 。已知(CN）2是直线形分子，并具有对称性，则(CN）2中π键和σ键的个数比为　　　　　 。

（6）F—不仅可与Fe3+形成[FeF6]3—，还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体，此晶体应用于激光领域，结构如图2所示。该晶体的化学式为 　　　　　 。在该晶体中与一个F—距离最近且相等的F—的个数为　　　　　　　 。

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【化学-选修3：物质结构与性质】

南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请根据材料回答以下问题：

（1）N、O、F三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____（填元素符号）；与N2互为等电子体的全氧离子化学式为_______；具有空间网状结构的高聚氮结构如图一所示，则N70的沸点_____（填“>”、“<”或“=”）高聚氮的沸点，原因是_________________；N70和高聚氮属于_____（选填序号）。

A.同素异形体　　 B．同分异构体　　 C．同位素　　　　 D．同系物

（2）叠氮化物是研究较早的含全氮阴离子的化合物，如：氢叠氮酸（HN3）、叠氮化钠（NaN3） 等。叠氮化物能形成多种配合物，在[Co(N3)(NH3)5]SO4，其中钴显____价，它的配体是____，SO42-的立体构型为___________。

（3）HN3是一种全氮阴离子酸，可由肼（N2H4）被HNO2氧化制得。下列说法正确的是____。

A．酸性：HNO2>HNO2

B. N2H4分子中N原子均采取sp3杂化

C. NaN3的晶格能小于KN3的晶格能

D．上述生成氢叠氮酸的化学方程式为N2H4+HNO2=2H2O+HN3

（4）N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质，已知阳离子由5个氮原子排列成V 形，每个氮原子均达到八电子稳定结构，则阳离子的电子式为_______。

（5）一种氮铁化合物的结构如图二所示，若图中六棱柱的体积为Vcm3, 用NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为______。

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[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题：

（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过　　　　 方法区分晶体、准晶体和非晶体。

（2）基态铁原子有　 　 　 个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为:　　　　　　 ,可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为　　　　　　　　 。

（3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为　　　　 ,一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为　　　　　　　　　　 。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：　　　　　　　　　　 。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有　　　　　　　　　 个铜原子。

（4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm（晶胞参数就是晶胞立方体的边长），晶胞中铝原子的配位数为　　　　　　　 。列式表示铝单质的密度　　　　　　 　 g·cm－3（不必计算出结果）

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