高中化学实践课堂——结构化学综合训练
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结构化学综合训练
本卷共有试题：11
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题号 1
出处
 2018全国I卷
题干 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）Li+与H−具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H−)，原因是______。
（3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。LiAlH4中，存在_____（填标号）。
A．离子键　 B．σ键　 C．π键　 D．氢键
（4）Li2O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________kJ·mol−1，O=O键键能为______kJ·mol−1，Li2O晶格能为______kJ·mol−1。
（5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为______g·cm−3（列出计算式）。
答案
 (1)D　　　 (2)C　　　 (3)Li+核电荷数较大　　　 (4)正四面体　　　 (5)sp3　　　 (6)AB　　　 (7)520
(8)498　　　 (9)2908　　　 (10)

题号 2
出处
 2018全国II卷
题干 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：
　 H2S
 S8
 FeS2
 SO2
 SO3
 H2SO4
熔点/℃
 −85.5
 115.2
 >600（分解）
 −75.5
 16.8
 10.3
沸点/℃
 −60.3
 444.6
 −10.0
 45.0
 337.0
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，H2S、SO2、SO3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S8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）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Fe2+位于S22－所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。
答案
 (1)
(2)哑铃（纺锤）
(3)H2S
(4)S8相对分子质量大，分子间范德华力强
(5)平面三角
　(6)2
(7)sp3
(8)
(9)

题号 3
出处
 2017全国卷I
题干 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，I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化类型为________________。
（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，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KIO3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。
答案
 （1）A
（2）N　球形　K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
（3）V形　sp3　　 （4）0.315　12　　　（5）体心　棱心

题号 4
出处
 2016全国I卷
题干 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_____________________。
　 GeCl4
 GeBr4
 GeI4
熔点/℃
 −49.5
 26
 146
沸点/℃
 83.1
 186
 约400
（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）。
答案
 （1）3d104s24p2；2；
（2）锗元素原子半径大，难以通过“肩并肩”方式形成π键；
（3）GeCl4、GeBr4、GeI4均为分子晶体。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。相对分子质量GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以，熔沸点GeCl4＜GeBr4＜GeI4；
（4）O＞Ge＞Zn；
（5）sp3；共价键（或非极性键）；
（6）①(；；)；②

题号 5
出处
 2016全国Ⅲ卷
题干 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）AsCl3分子的立体构型为____________________，其中As的杂化轨道类型为_________。
（4）GaF3的熔点高于 1000℃，GaCl3的熔点为 77.9℃，其原因是_____________________。
（5）GaAs的熔点为 1238℃，密度为ρg·cm-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MGag·mol-1和MAs g·mol-1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。
答案
 （1）[Ar]3d104s24p3（1分）
（2）大于小于
（3）三角锥形　　 sp3
（4）GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体
（5）原子晶体共价

题号 6
出处
 2018莆田二检
题干 铜及其化合物在工业生产及生活中用途非常广泛。回答下列问题：
（1）基态铜原子价电子排布式为　　　　　　　　　　　 ；第二电离能I(Cu)　　　　　　　 I (Zn)（填“＞”或“＜”）。
（2）四氟硼酸四(乙腈)合铜(Ⅰ)配合物是有机合成中常见催化剂，其化学式为[Cu (CH3CN) 4] BF4。
①该配合物中阴离子的空间构型为　　　　　　　　　　　　 ，与其互为等电子体的分子或离子是　　　　　　　　　　　　　 （各举1例）。
②配体分子中与Cu(I)形成配位键的原子为　　　　　　　　　　　 ；配体CH3CN中的碳原子杂化方式是　　　　　 。
（3）已知Cu2O熔点为 1235℃，K2O熔点为 770℃，Cu2O属于　　　 晶体，前者熔点较高，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）Cu3N的晶胞（立方）结构如下图所示：

①距离最近的两个Cu+间的距离为　　　　　　　 nm；
②Cu3N晶体的密度为　　　　　　　　　　　　 　g·cm-3（列出计算式，不必计算出结果）。
答案
 （1）3d104s1；＞
（2）①正四面体；　 CCl4 、PO43- 、SO42-、ClO4-（其他合理答案均给分，2分）　　
②N；　 sp、sp3
（3）离子；　 Cu+离子半径比K+小，晶格能大
（4）①
　②或

题号 7
出处
 2015全国I卷
题干 碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用　　　　 　　　形象化描述。在基态 14C原子中，核外存在　　　　　　 对自旋相反的电子。
（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是　　　　　　　　　　　　　 。
（3）CS2分子中，共价键的类型有　　　　　　　　　　　　　 ，C原子的杂化轨道类型是　　　　　　　 ，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子　　　　　　　　　　　　　　　 。
（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于　　　　　　晶体。
（5）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接　　　　　 个六元环，每个六元环占有　　　 个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接　　　 故六元环，六元环中最多有　　　 个C原子在同一平面。
答案
 （1）电子云　　 2
（2）C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构
（3）σ键和π键　　　 sp　　　　 CO2、SCN-（或COS等）
（4）分子
（5）①3　　　 2
②12　　　 4

题号 8
出处
 2014全国高考I卷
题干 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)
答案
 （1）X-射线衍射
（2）4个；血红色
（3）sp3、sp2；6NA；乙酸的分子间存在氢键，增加了分子之间的作用；16
（4）12；

题号 9
出处
 2017福建质检
题干 铍及其化合物的应用正日益被重视。
（l）最重要的含铍矿物是绿柱石，含2％铬（Cr）的绿柱石即为祖母绿。基态Cr原子价电子的轨道表示式为__________。
（2）铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有_____（填标号）。
A．都属于p区主族元素　　　　　　　 B．电负性都比镁大
C．第一电离能都比镁大　　　　　　　 D.氯化物的水溶液pH均小于7
（3）铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成（最密堆积）。铍的熔点(155lK)比铝的熔点(930K)高，原因是______________。
（4）氯化铍在气态时存在BeC12分子（a）和二聚分子（BeCl2)2(b)，固态时则具有如下图所示的链状结构（c）。

① a属于__________（填“极性”或“非极性”）分子。
② b中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上。b的结构式为____（标出配位键）。
③ c中Be原子的杂化方式为__________。
④氯化铍晶体中存在的作用力有＿（填标号）。
A．范德华力　　　 B. σ键　　　　 C.极性键　　　　　 D．非极性键　　　　 E．离子键
（5）BeO立方晶胞如下图所示。

① BeO晶体中，O2－的配位数为___________。
②若BeO晶体的密度为dg/cm3，则晶胞参数a =______nm（列出计算式即可）。
答案
 （1）；（2）B、D；（3）Be原子半径比Al原子半径小，金属性更强；
（4）①非极性；②；③sp3；④A、B、C；
（5）①4；②

题号 10
出处
 2017广州一
题干 硼及其化合物应用广泛。回答下列问题：
（1）基态B原子的价电子轨道表达式为________，其第一电离能比Be ________（填“大”或“小”）。
（2）氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________（填化学式）。

（3）常温常压下硼酸（H3BO3）晶体结构为层状，其二维平面结构如图a。
①B原子的杂化方式为________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大：________。
②路易斯酸碱理论认为，任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸，任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸：________。
（4）立方氮化硼（BN）是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构与金刚石相似，如图b所示。
①与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为________。硼原子和氮原子所连接的最小环为________元环。
②晶胞有两个基本要素：
原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图b所示，其中原子坐标参数X为（0，0，0），Y原子的坐标参数为（1/2，0，1/2），则Z原子的坐标参数为________。
晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼的密度为d g∙cm－3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞参数a＝________nm。（列出计算式即可）
答案
 (1)　　　 (2)小　　　 (3)N　　　 (4)C2H6　　　 (5)sp2　　　 (6)硼酸分子间通过氢键缔合，加热时部分氢键被破坏。　　　 (7)．硼酸分子中B原子有一个2p空轨道。　　　 (8)．正四面体　　　 (9)．六　　　 (10)．(，，)　　　 (11)．

题号 11
出处
 2017广州综测
题干 铁及其化合物在生产生活及科研中应用广泛。
（1）聚合硫酸铁的化学式为[]m，是常用的水处理剂。基态铁原子的核外电子排布式为___________，聚合硫酸铁中铁元素阳离子有______个未成对电子。
（2）Fe3+、Co3+与N3－、CN－等可形成络合离子。
①K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+，配体CN－中碳原子杂化轨道类型为______，1mol[Fe(CN)6]3－离子中含有σ键的数目为______。
②[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为______，C、N、O的第一电离能最大的为______，其原因是______。
③已知N3－与CS2为等电子体，则N3－的空间构型为______。
（3）化合物FeF3熔点高于 1000℃，而Fe(CO)5的熔点却低于 0℃，FeF3熔点远高于Fe(CO)5的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（4）氟化亚铁晶胞属于四方晶系，其长方体结构如图所示，根据图中所示数据计算该晶体密度ρ= ______g·cm－3。（列出计算式即可）
答案

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