2021結(jié)構(gòu)期末試題

19.昌平（11分）鈦酸鋼具有優(yōu)良的介電、壓電特性,主要用于電容器、自動溫控等領(lǐng)域。（1）鈦元素在周期表中的位置;基態(tài)鈦原子的電子排布式為.（2）鋼元素在自然界中主要以重晶石形式存在,其成分為BaSCh,其中所含三種元素的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)椋ㄓ迷胤柋硎荆籗O4?-的空間構(gòu)型為,其中S原子的雜化方式為。（3）鹵化鈉（NaX）和四鹵化鈦（TiXい的熔點(diǎn)如圖所示，已知TiF4的晶體類型與TiC財(cái)、TiBワ、Tiレ不同,下列判斷不正確的是 （選填字母序號）。a.NaX均為離子晶體 周期b.隨X半徑的增大,NaX的離子鍵減弱，熔點(diǎn)逐漸降低TiF4的熔點(diǎn)反常升高是由于氫鍵的作用TiCレ、TiBス、Tik的相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用カ增大，熔點(diǎn)逐漸升髙（4）鈦酸鋼的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，在該晶胞結(jié)構(gòu)中，鈦離子、釧離子、公^5"氧離子的個數(shù)比為;該物質(zhì)的化學(xué)式為 ;晶體中每..ブヽ個釧離子周圍與其距離最近且相等的氧離子的數(shù)量是ー:其晶胞參 °數(shù)約為apm,鈦酸鋼晶體的密度p=^g.cm-3（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的「、j…丿值為M,用含a、必的代數(shù)式表示）15.朝陽（10分）N%具有易液化、含氫密度高、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，N%的合成及應(yīng)用ー直是科學(xué)研究的重要課題。（1）以H2、N2合成NH3,Fe是常用的催化劑?；鶓B(tài)Fe原子的電子排布式為。實(shí)際生產(chǎn)中采用鐵的氧化物Fe203、FeO,使用前用H2和N2的混合氣體將它們還原為具有活性的金屬鐵。鐵的兩種晶胞（所示圖形為正方體）結(jié)構(gòu)示意如下:i.兩種晶胞所含鐵原子個數(shù)比為〇ii.圖1晶胞的棱長為apm（1pm=1x101。cm）,則其密度/>=gem3?③我國科學(xué)家開發(fā)出Fe—LiH等雙中心催化劑，在合成NH3中顯示出高催化活性。

第一電離能(/i)：Zi(H)>7i(Li)>/i(Na),原因是.(10分)過渡元素鈿(Pい的單質(zhì)是ー種玳變的催化劑.我化合物可用于醫(yī)藥領(lǐng)域.<1)基態(tài)Pt的價層電子排布式是3d*6』.該元素在え素周期表中位于第 周期.(2)P!的晶胞示意圖如下.①讀品胞中含有的鈉原子數(shù)目為.②讀M體中?每個柏原子周圍與它最近且等距離的鈉原子有個.(3)PtCI;(NH);是鈿的而夏氏!位化合物.它有甲、乙兩種同分異構(gòu)體.其中甲為極性分子?乙為非極性分子.甲、乙的水解產(chǎn)物化學(xué)式均為..但只有甲的水解產(chǎn)物能與草除(HOOC-C()OH)反應(yīng)生成Pi(C,O.)(NH1①根據(jù)相似相溶的規(guī)律.可推斷(填“甲"或"乙つ在水中的溶解境較大.②依據(jù)上述信息:.可推斷PtCl(NH,)不是四面體結(jié)構(gòu).③Pt<1(NHノ發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式是.?PtCl;(NH,),和Pt(C：(),MNHれ中鈉的配體數(shù)不同.但配位數(shù)均為4?是由于毎個Gび中有個原子與鈉配位.⑤査閱資料可知.甲'乙均為平面結(jié)構(gòu)。畫出乙的水解產(chǎn)物的空間結(jié)構(gòu)并推測其不能與草帷反應(yīng)生成PMC"),"NHユ的原因［ .房山(3)碑化錢(GaAs)是ー種重要的半導(dǎo)體材料。①GaAs與GaN都是由原子之間以共價鍵的成鍵方式結(jié)合而成的晶體。GaAs熔點(diǎn)為1238℃,GaN熔點(diǎn)為1500℃,GaAs熔點(diǎn)低于GaN的原因?yàn)椹枹诒窬ОY(jié)構(gòu)如下圖圖所示。平均每個晶胞所含Ga的原子個數(shù)為。③晶體密度P可以用晶胞的質(zhì)量除以體積來求算。已知GaAs晶胞棱長為apm(lpm=lxl0-i<>cm),阿伏加德羅常數(shù)為Na，17.豐臺(12分)鹵族元素相關(guān)物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。回答下列問題:元素HNFC1BrI電負(fù)性2.13.04.03.02.82.5(1)鹵族元素在周期表中處于 區(qū)。(2)鹵族元素化合物的性質(zhì)有相似性和遞變性,下列說法不亞ゆ的是。HF、HCKHBr的沸點(diǎn)依次升高Cト、IC1、IBr沸點(diǎn)依次升高NaF、NaCkNaBr熔點(diǎn)依次降低H-O-X(X代表Cl、Br、I)的酸性隨著X的原子序數(shù)遞增逐漸增強(qiáng)(3)NF3的結(jié)構(gòu)與N%類似,但是性質(zhì)差異較大。①NF3的空間結(jié)構(gòu)名稱為。N原子的軌道雜化類型為。②NH3具有堿性(可與H+結(jié)合)而NF3沒有堿性,原因是。(4)某晶體含有K、I、〇三種元素,是ー種性能良好的非線性光學(xué)材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。晶胞中K、k〇分別處于頂角、體心、面心位置，邊長為anm。①該晶體的化學(xué)式為。②與鉀原子緊鄰的氧原子個數(shù)為。③已知阿伏加德羅常數(shù)的值為Na,則該晶體的密度為g-cm-3(列式表示)。15.海淀(9分)碳酸二甲酯(H'C/'OCH，)是ー種綠色化工原料。用于汽車、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。以甲醇為原料生產(chǎn)碳酸二甲酯的反應(yīng)過程如下。4CuCl+4cH30H+O2=4Cu(OCH3)C1+2H：O2Cu(OCH3)C1+CO=(CH3O)2CO+2CuCl(1)碳酸二甲酯分子中黑基碳原子的雜化類型是。(2)CuCl中,基態(tài)Cu+的價電子排布式為,CuCl在生產(chǎn)碳酸二甲酯的反應(yīng)過程中所起的作用是。(3)上述方法中，甲醇單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率較低。為分析原因，查閱如下資料。.甲醇單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率主要受Cu(I)(+1價銅元素)濃度的影響。.CuCl在甲醇中溶解度較小,且其中的Cu+易被氧化為難溶的CuO?ボ本iii,加入4一甲基咪喳(ヽ)可與cu+形成配合物,可提高甲醇的轉(zhuǎn)化率。4一甲基咪喳中,1號N原子的孤電子對因參與形成大兀鍵,電子云密度降低。請結(jié)合信息回答以下問題。①4一甲基咪噗中,卜4號原子(填“在”或“不在”)同一平面上,(填T或“3”)號N原子更容易與Cu+形成配位鍵。②加入4一甲基咪嗖后,甲醇轉(zhuǎn)化率提高,可能的原因是(填序號)。a.Cu(I)配合物中的ーNH結(jié)構(gòu)可增大其在甲醇中的溶解度b,通過形成配合物,避免Cu”被氧化為難溶的CuOc,形成的Cu(I)配合物能增大反應(yīng)的限度(4)配位原子提供孤電子對的能力是影響配體與Cu+之間配位鍵強(qiáng)度的一個重要因素。若用某結(jié)構(gòu)相似的含。配體與Cu-配位,所得配合物的穩(wěn)定性比含N配體低,可能的原因是〇16.門頭溝(11分)鐵的多種化合物均為磁性材料,氮化鐵(Fe.Ny)是其中一種,某Fe*Ny的制備需鐵、氮?dú)狻⒈鸵掖紖⑴c。(1)Fe在元素周期表中的位置:0(2)丙酮(ヤ0d厶出)分子中碳原子軌道的雜化類型是.lmol丙酮分子中含有0鍵的數(shù)目為moL(3)乙醇的晶體類型為,乙醇分子中C、0、H三種元素中電負(fù)性最大的元素是〇(4)乙醇的沸點(diǎn)(78.3℃)高于丙酮的沸點(diǎn)(56.5°。),原因是。(5)某Fe*N，的晶胞如圖1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(…)CU"Nい由FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為?；鶓B(tài)Cu原子的價電子軌道表示式為”Cu替代b位畳Fe型Cu替代a位置Fe型能量轉(zhuǎn)化過程圖218.（9分）d區(qū)金屬元素鈦有“太空金屬”“未來金屬”等美譽(yù),在航空航天、海洋產(chǎn)業(yè)等行業(yè)有重要作用。回答下列問題:（1）基態(tài)鈦原子的核外電子排布式為。Ca（2）原子中運(yùn)動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),若一種自旋狀態(tài)用+g表示,與之相反的則用一表示,稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)鈦原子，其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為〇Ca（3）右圖所示的晶體結(jié)構(gòu)是ー種基礎(chǔ)無機(jī)介電材料的最小結(jié)構(gòu)單元（晶胞），這種晶體材料的化學(xué)式為（4）我國科學(xué)家用Mg3N2和TiCL（制備超導(dǎo)材料TiN,理論分析可能的反應(yīng)為:Mg3N2+2TiCI4=2TiN+3MgCI2+ I4Mg3N2+6TiCI4=6TiN+12MgCI2+N2個II已知:i.部分物質(zhì)的熔沸點(diǎn)Mg3N2TiCI4MgCI2TiN熔點(diǎn)、/"c800（分解）-257142950沸點(diǎn)/℃700（升華）136.41412（略）ii.TiCI4能和NaOH溶液反應(yīng)。制備TiN的關(guān)鍵步驟如下:600℃時，將TiCし按0.2L/min的速率通入盛有Mg3N2的剛玉培期內(nèi),當(dāng)TiCI4適當(dāng)過量后停止通入,在N2中冷卻至室溫。科學(xué)家通過測定不同時間段尾氣處理裝置中鈦和氯的質(zhì)量百分含量,進(jìn)而確定生成TiN反應(yīng)的化學(xué)方程式。ArTiCU/N2NaOH溶液剛玉增期Mg3N21.6①TiCL,屬于晶體。②結(jié)合上圖,判斷制備tin的反應(yīng)是“I”還是“n”,并說明判斷依據(jù)15.順義（9分）北京時間2021年10月16日,神舟十三號載人飛船發(fā)射成功。飛船材料由金屬材料（鎂合金、鈦合金、鋁合金等）和非金屬材料加工而成。（1）鈦具有較強(qiáng)抗腐蝕性及強(qiáng)度。①鈦在元素周期表中的位置是,基態(tài)鈦原子的價層電子排布為,從結(jié)構(gòu)角度解釋TiCb中Ti還原性較強(qiáng)的原因 。②鈦與鹵素形成的化合物的熔沸點(diǎn)如下表所示:熔點(diǎn)/c沸點(diǎn)/cTiCk-25136.5TiBr439230Til4150377TiCk.TiB門、TiL的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸增大的原因是（2）氧化飴基陶瓷熱障涂層是航天發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。下圖為立方氧化錯晶胞結(jié)構(gòu)示意圖①氧化錯的化學(xué)式是。②每個Zr周圍等距且緊鄰的Zr有個。③若晶胞中距離最近的兩個Zr原子間的距離為anm,則立方氧化錯的密度P=g?cmーコ（列出計(jì)算式）（lnm=10-％1,阿伏伽德羅常數(shù)用必代表）。（9分）硅烷SiH4可用于制造高純硅。采用硅化鎂法制備SiH4的化學(xué)方程式如下:Mg2Si+4NH4C1+8NH3=SiH4+2Mgeレ?6NH3（1）硅在元素周期表中的位置是,基態(tài)硅原子占據(jù)的最高能級的符號是（2）①SiH4的電子式是。②SiH4的沸點(diǎn)比CH4的（填“高”或“低”）,原因是。Mg2Si可由Mg和SiCh反應(yīng)制得。晶體SiCh屬于晶體（填晶體類型）,一種SiCh晶體的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈（如下圖）。其中Si原子的雜化軌道類型是 〇Mg?Si晶體的晶胞示意圖如下。每個Mg原子位于Si原子組成的四面體的中心。則1個Si原子周圍有個緊鄰的Mg原子。已知Mg2Si的晶胞邊長為acm,阿伏加德羅常數(shù)的值為Na,則Mg2Si晶體的密度為g?cm-3〇19.（11分）（1）第四周期第WB族;Is22s22P63s23P63d24sと或[Ar]3d24s2O>S>Ba正四面體形sp3c 233_ 1:1:3；BaTiCh;12；包X10サ應(yīng)15 （1）①Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2②i.1:2112WA（axlO-10）③H、Li、Na位于同一主族,價電子數(shù)相同,自上而下,原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的有效吸引作用逐漸減弱,第一電離能逐漸減小。15.(10分)⑴六(2)(D4②12(3〉①甲?PtCI;(NIL),存在同分異構(gòu)體③Pi(OH)(NH).+2HC1④2H毒、yOH⑤乙分子水解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)カ II.<)-%一()鍵用為180?(兩個配位班原子的WYヽNH、距離較遠(yuǎn)),里酸的兩個皮法無法ウ鈕同時形成配位增（10分）（1）4s24P3（1分）（2）①I、II（1分）②1：I（1分）③As4S4+7O2=2As2O3+4SO2（2分）（3）①二者均為共價晶體,半徑N<As.鍵長Ga-N<Ga-As,鍵能Ga-N>Ga-As（2分）②4（2分）（12分）P（1分）（2）AD（2分）（3）①三角錐形（1分）sp3（1分）②NF3中F元素電負(fù)性強(qiáng),使得N原子呈正電性（3+）,難與H+結(jié)合（2分）（4）①KICh（1分） ②12（2分）③214/（NAXa3Xl（P） （2分）15（9分）sp2（l分）3d10（1分）,催化劑（1分）（3）①在（1分），3（1分）②ab（4）電負(fù)性?！礜,〇對孤電子對的吸引力更強(qiáng)，故〇作配體時，提供孤電子對與Cu+形成配位鍵的能力弱16.（11分）（1）第四周期VIII族（2分）（2）spユ和sp3（2分）9mol（1分）（3）分子晶體（1分）0（1/r/