新高考化学二轮专题复习训练：题型四　物质结构与性质（选考题）含解析

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题型四　物质结构与性质(选考题)
真题·考情
『全国卷』
1．[2020·全国卷Ⅰ][化学——选修 3：物质结构与性质]
Goodenough 等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正
极材料研究方面的卓越贡献而获得 2019 年诺贝尔化学奖。回答
下列问题：
(1)基态 Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。
(2)Li 及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。
I1(Li)>I1(Na), 原因是_______________________________________
_________________________________。
I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是_____________________________
___________________________________________。
I1/(kJ·mol－1)
Li
520
Be
900
B
801
Na
496
Mg
738
Al
578
(3)磷酸根离子的空间构型为________， 其中 P的价层电子
对数为________、杂化轨道类型为________。
(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中 O围绕 Fe 和P
分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间
链结构。每个晶胞中含有 LiFePO4的单元数有________个。
电池充电时，LiFePO4脱出部分 Li＋，形成 Li1－xFePO4，结构
示意图如(b) 所示，则 x＝________ ，n(Fe2＋)n(Fe3＋)＝
________。
2．[2020·全国卷Ⅱ ][化学——选修 3：物质结构与性质]
钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传
感器、固体电阻器等的功能材料。回答下列问题：
(1)基态 Ti 原子的核外电子排布式为_____________________
___________________________________________________。
(2)Ti 的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤
化物，自 TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是
____________________________________________________
____________________。
化合物 TiF4TiCl4TiBr4TiI4
熔点/℃377 －24.12 38.3 155
(3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺
序是__________________；金属离子与氧离子间的作用力为____
______________，Ca2＋的配位数是__________。
(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为 Pb2
＋、I－和有机碱离子 CH3NH，其晶胞如图(b)所示。其中 Pb2＋与图
(a)中_______的空间位置相同，有机碱 CH3NH 中，N原子的杂化
轨道类型是______ ；若晶胞参数为 a nm ，则晶体密度为
_______g·cm－3(列出计算式)。
(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程
中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家
巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率
和使用寿命，其作用原理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理
_______________________、_______________________。
3．[2020·全国卷Ⅲ][化学——选修 3：物质结构与性质]
氨硼烷(NH3BH3)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)NH3BH3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：
3NH3BH3＋6H2O===3NH＋B3O＋9H2
B3O的结构为 －在该反 应 中 ，
B原子的杂化轨道类型由________变为________。
(3)NH3BH3分子中，与 N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与 B
原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是________。与
NH3BH3原子总数相等的等电子体是________(写分子式)，其熔点
比NH3BH3________(填“高”或“低”)，原因是在 NH3BH3分子
之间，存在________，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 a pm、b pm、c pm，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NA为阿伏加德罗常数的值)。
4．[2019·全国卷Ⅰ]在普通铝中加入少量Cu 和Mg 后，形成
一种称为拉维斯相的 MgCu2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
主要材料。回答下列问题：
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