[化学—选修3：物质结构与性质]四川含有丰富的矿产资源，钒矿、钛矿、黄铁矿等七种矿产储量位...

[化学—选修3：物质结构与性质]四川含有丰富的矿产资源，钒矿、钛矿、黄铁矿等七种矿产储量位居全国第1位。回答下列问题：

（1）V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中键角　　　　 120°（填“＞”、“＜”或“＝”）；SO3分子中S原子的杂化轨道类型为　　　　　　　　　　　　 ；V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为　　　　　　　　　　　 。

（2）VO2+在酸性条件下可被草酸（H2C2O4）还原为VO2+，草酸被氧化为CO2，该反应用于钒含量的测定。写出反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）钛在元素周期表中的位置为　　　　　　　　　　 ，其电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　 。用乙醚从TiCl3的饱和溶液中萃取可得TiCl3·6H2O绿色晶体，其配位数为6，将1mol该晶体加入到足量硝酸银溶液中可得2mol白色沉淀，则该配合物的化学式是　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）科学家通过X射线探明，黄铁矿（FeS2）的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，若在FeS2晶体中阴阳离子间最近距离为a cm，阿伏伽德罗常数为NA。则晶体密度表达式为　　　　　　　 g/cm3。

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江苏省东海县矿产丰富，除了水晶制品名扬天下外，蛭石、蛇纹石等矿石储量大，品位高，其相关的耐火、保温隔热材料(主要成分为MgO、Al2O3)工业也较发达。某中学化学探究小组通过查阅相关资料，对蛭石的组成进行了实验探究。

Ⅰ.相关资料：①蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成；

②氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH：

Ⅱ.相关实验：

Ⅲ.实验数据：

①矿石样品质量为：8.22 g

②实验过程中得到固体的质量：A—2.40 g、D—2.14 g、F—1.56 g

③每次转化所得固体成分只有一种

请你根据以上内容和中学化学知识回答以下问题：

(1)过滤操作需要的玻璃仪器有：_____________________________________。

(2)写出由D制一种红色颜料的化学方程式：_____________________________________。

(3)工业上的耐火材料通常由F及滤液E进一步转化而成，请你根据滤液E中可能含有的成分，设计一个从滤液E制取耐火材料的实验方法：__________________________。

(4)滤液B与NaOH溶液反应时，应控制溶液的pH在7～8之间，这是因为_______________________________________________________。

(5)通过计算，写出用氧化物的形式表示蛭石组成的化学式：___________________________。

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【化学——选修3：物质结构与性质】

钒（12V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题：

（1）钒价层电子排布图为　　　　　　 ，比钒质子数大1的元素原子的电子排布式为　　　　　　 。

（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为　　　　　　 、　　　　　　 。

（3）V2O5常用作SO2转化为SO3的转化剂。SO2分子VSEPR模型是　　　　　 ，硫原子杂化类型为　　　　　 ；SO3气态为单分子，SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为　　　　　 ；该结构中S——O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较长的键为　　　　　　 （填图2字母），该分子含有　　　　　　 个σ键。

（4）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为　　　　　　 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构（钒位于体心），则偏钒酸钠的化学式为　　　　 。

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【化学选修——3：物质的结构与性质】(15分）氧化硼(BN）是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3气体和BN，如图所示：

请回答下列问题：

（1）基态B原子的电子排布式为________；基态N原子价电子排布图为________

（2）在BF3分子中，键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体构型为________

（3）由B2O3制备BF3的化学方程式是_______________

（4）六方氮化硼晶体与石墨晶体结构相似，该晶体层间相互作用力为________

六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似(如下图所示），硬度与金刚石相当，已知立方氮化硼的晶胞边长为361.5 pm，则立方氮化硼的密度是_______g·cm﹣3(列式并计算。阿伏加德罗常数为NA）。

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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：　　　　　　　 可用硫氰化钾奉验三价铁离子，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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【化学—选修3：物质结构与性质】

钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：

回答下列问题：

（1）基态钛原子的价电子排布图为　　　　　　　　　 ，其原子核外共有　　　　　 种运动状态不相同的电子。金属钛晶胞如下图1所示，为　　　　　　　　　　 堆积（填堆积方式）。

（2）根据价层电子互斥理论，价层电子对之间的斥力大小有如下顺序：l－l >> l－b > b－b（l为孤对电子对，b为键合电子对），则关于H2O中的H－O－H键角可得出的结论是________。

（3）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为–37℃，沸点为136℃，可知TiCl4为________晶体。

（4）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是　　　　　　　　 。化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　 。

（5）钙钛矿晶体的结构如右图所示。钛离子位于立方晶胞的角顶，被　　　　　 个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被　　　　　 个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为　　　　　　　　　　 。若该晶胞的边长为a pm，则钙钛矿晶体的密度为　　　　 g.cm-3（只要求列算式，不必计算出数值）。

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【化学-选修物质结构与性质】（共12分）

下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试依据信息回答下列问题：

（1）上表所示元素中能形成氢化物且氢化物分子间存在氢键最强的是(填氢化物的分子式)________。

（2）Fe元素位于周期表的________区；Fe与CO易形成配合物Fe(CO)₅，在Fe(CO)₅中铁的化合价为____价；与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为　　　和　　 　(填化学式)。

（3）在CH₄、CO₂、CH₃OH中，碳原子采取sp³杂化的分子有　　　　　　。CH₃OH的熔、沸点比CH₄的熔、沸点高，其主要原因是　　　　　　　______。

（4）根据VSEPR理论预测NG₄^- 离子的空间构型为__________型。E、F、G、N原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子的电子式为：__________(任意一种)。

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（化学–选修3：物质结构与性质）碳、氧、氮、镁、铬、铁、铜是几种重要的元素，请回答下列问题：

(1)在第二周期的元素中，第一电离能介于B 与N之间的元素有_________种。

(2)查阅相关资料发现MgO的熔点比CuO的熔点高得多，其原因是_____________。

(3)Fe 与CO能形成一种重要的催化剂Fe(CO)5，该分子中σ键与π键个数比为______________。请写出一个与CO互为等电子体的离子：________________。

(4)金属铬是一种银白色，极硬，耐腐蚀的金属，铬的化合物种类繁多，如：Gr2(SO4)3、K2Cr2O7以及配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+。

①K2Cr2O7具有很强的氧化性，能直接将CH3CH2OH 氧化成CH3COOH，试写出基态铬原子的价层电子排布式__________；CH3COOH 分子中碳原子的杂化类型为___________。

②该配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+中，中心离子的配位数为_______，NH3的VSEPR模型为_______。

③铜铬合金的晶胞如图所示，已知晶胞中Cr 和Cu原子间的最近距离为 apm,则该晶体的密度为_______g·cm-3 (用含a的代数式表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

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[化学—选修3：物质结构与性质]

硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。请回答下列问题：

（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_______，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为___________。

（2）硅主要以硅酸盐、___________等化合物的形式存在于地壳中。

（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以___________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献__________个原子。

（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为___________________________________。

（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：

①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是______。

②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________。

（6）在硅酸盐中，SiO4- 4四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为______，Si与O的原子数之比为_________，化学式为__________________。

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[化学——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__________个未成对电子。

（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_____________________。

（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4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为（0,0,0）；B为（，0， ）；C为（， ，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）。

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