【化学—选修3：物质结构与性质】（15分）
氮化钛（ Ti₃N₄）为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金代替品。以TiCl₄为原料，经过一系列反应（如图所示），可以制得Ti₃N₄和纳米TiO₂请回答下列问题：

（1）反应①为置换反应，写出该反应的化学方程式           ；TiCl₄分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl₄的空间构型为               。
（2）元素周期表中Ti元素位于第   周期   族。与Ti相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为       ，
（3）纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，纳米Ti0₂催化的一个实验如图所示。

化合物甲的分子中采取sp²方式杂化的碳原子个数为        ，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          。
（4）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该氮化钛晶胞中含有        个N原子，晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为      g．cm^－3（N_A为阿伏加德常数的数值，只列算式）。

（15分）氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题：
（1）基态氮原子的价电子排布图为______。氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为       形，阳离子中氮的杂化轨道类型为      。
（2）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气与氧化铝和碳在一定条件下反应生成X和CO，X的晶体结构如图所示，工业制备X的化学方程式为____。

（3）X晶体中包含的化学键类型为______。（填字母标号）

A．离子键

B．共价键

C．配位键

D．金属键

（4）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是______
（5）若X的密度为pg/cm³,则晶体中最近的两个N原子的距离为______cm(阿伏加德罗常数用N_A表示，不必化简）。

（15分）
已知：（1）测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁，再采用邻啡罗啉作显色剂，用比色法测定，若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下：

4FeCl₃+2NH₂OH·HCl4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
　①Fe²⁺在基态时，价层电子排布式　　　　。　②羟胺(NH₂OH)中N原子的杂化方式　　　　　       。
　③Fe²⁺与邻啡罗啉形成的配合物中，配位数为　　　　　　　 。
（2）硫酸铜晶体的化学式也可以表达为Cu(H₂O)₄SO₄·H₂O晶体,该晶体中含有的化学键类型是　　　　
（3）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、磷化镓及铜锢硒薄膜电池等。  其中元素P、As、Se第一电离能由小到大的顺序为：　　　　　      。
　　　　　
　图1　　　　　　　　     图2　　　　　　　　　
（4）① 有机太阳能固体电池材料含有高纯度C₆₀，其结构如图1，则1 mol C₆₀分子中π键的数目为　　　　 ，C₆₀的晶胞结构如图2，则其配位数为_______若此晶胞的密度为ρg/cm³则两个最近C₆₀间的距离为________cm（列式表达，已知阿伏伽德罗常数为N_A）
② 如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙，第四周期电负性最小的原子可作为容体掺入C₆₀晶体的空隙中，形成具有良好的超导性的掺杂C₆₀化合物。若每个四面体空隙填入一个原子，则全部填满C₆₀晶体的四面体空隙后，所形成的掺杂C₆₀化合物的化学式为　　　　　 。

（15分）X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，已知：
①X元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns²np²，且X原子半径小于Q的。
②Y元素是地壳中含量最多的元素；W元素的电负性略小于Y元素，在W原子的电子排布中，p轨道上只有1个未成对电子。
③Z元素的电离能数据见下表（kJ·mol^－1）：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

 
请回答：
（1）XY₂分子空间构型为             ，X原子的轨道杂化方式为           ；QX的晶体结构与金刚石的相似，其中X原子的杂化方式为       ，微粒间存在的作用力是          。
（2）晶体ZW的熔点比晶体XW₄明显高的原因是                       。
（3）氧化物MO的电子总数与QX的相等，则M为______________（填元素符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与ZW晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是_________________________。

（4）ZW晶体的结构示意图如右图。已知：ρ(ZW)＝2.2 g·cm^－3，N_A＝6.02×10²³mol^－1，则ZW晶体中两个最近的Z离子中心间的距离为               。

（15分）已知：A、B、C、D、E、F六种元素核电荷数依次增大，属周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子；化合物B₂E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高；F能形成红色(或砖红色)的F₂O和黑色的FO两种氧化物。
回答下列问题：
（1）F的原子的M层电子排布式为                           。
（2）B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为                   。(用元素符号表示)
（3）A的简单氢化物分子极易溶于水,其主要原因是                                 .
（4）E的最高价氧化物分子的空间构型是                。其中心原子的杂化方式为          。
（5）F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子,配位数为       。
（6）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为       ；（黑色球表示F原子）,已知紧邻的白球与黑球之间的距离为a cm, 该晶胞的密度为             g/cm³。

[化学一选修3：物质结构与性质]（15分）
（1）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是元素周期表原子半径最小的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未   成对的电子，w的原子序数为29。回答下列问题：
①Y₂X₂分子中Y原子轨道的杂化类型为_________，1molY₂X₂含有键的数目为____    __________________.
②化合物ZX₃的沸点比化台物YX₄的高，其主要原因是_____________。
③元素Y的一种氧化物与元素z的一种氧化物互为等电子体，元素z的这种氧化物的分子式是_____________。
（2）铁元素能形成多种配合物，如：Fe(CO)x
①基态Fe^3＋的M层电子排布式为___________________________。
②配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18．则x=_________。常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体属于
（填晶体类型）：
（3）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为_________。已知该晶胞的密度为 g/cm，阿伏加德罗常数为，求晶胞边长a=________cm。（用含的计算式表示）

（4）下列有关的说法正确的是_____________。

A．第一电离能大小：S>P>Si

B．电负性顺序：C<N<O<F

C．因为晶格能Ca0比KCl高，所以KCl比CaO熔点低

D．SO2与CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO2的溶解度更大

E.分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高

（13分）【化学—物质结构与性质】
氮、磷属于同主族元素，广泛存在于生产生活的各种物质中。
（1）N原子价电子轨道表示式                            ；
（2）PCl₅晶体中只有PCl₄⁺和PCl₆^-微粒，其晶体结构与氯化铯相同。PCl₅晶体类型是         ；PCl₄⁺的空间构型是             ；
（3）PCl₆^-呈正八面体的结构（如图），该离子中  （填“是”或“否”）存在配位键，原因是    ；

（4）NCl₃分子中，N原子杂化方式是         ；NCl₃不稳定，易发生分解：2NCl₃(l)＝N₂(g)+3Cl₂(g)，分解过程中形成σ键和π键数目之比为         ；
（5）C、N、O三种元素的第五电离能(I₅)由大到小顺序是                           。

[化学—物质结构与性质]（13分）
Ⅰ．现今运动场馆大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED晶片，材质基本以GaAs（砷化镓）、InGaN（氮化铟镓）为主。砷化镓作为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。
已知砷化镓的晶胞结构如图所示。请回答下列问题：

（1）下列说法正确的是             （填字母序号）。                           
a．砷化镓晶胞结构与NaCl相同    b．第一电离能：As＞Ga
c．电负性：As＞Ga               d．砷化镓晶体中含有配位键                                           
e．GaP与GaAs互为等电子体
（2）AsH₃空间构型为__ __；砷化镓可由(CH₃)₃Ga 和AsH₃在700℃时制得，(CH₃)₃Ga中镓原子的杂化方式为         。
Ⅱ． 金属铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。
（3）Cu的价电子排布式为__________；请解释金属铜能导电的原因                     。
（4）在硫酸铜溶液中通入过量的氨气，小心蒸发，最终得到深蓝色的[Cu(NH₃)₄]SO₄晶体，晶体中
含有的化学键除普通共价键外，还有        和        。已知NF₃与NH₃的空间构型都是三角锥形，单NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是                               。

【选修3：物质结构与性质】（10分）
血红素中含有C、O、N、Fe五种元素。回答下列问题：
（1）C、N、O、H四种元素中电负性最小的是             （填元素符合），写出基态Fe原子的核外电子排布式          。
（2）下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式。血红素中N原子的杂化方式有            ，在右图的方框内用“→”标出Fe^2＋的配位键。
  
（3）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO ________ FeO(填“＜”或“＞”)；
（4）N与H形成的化合物肼(N₂H₄)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
2N₂H₄(l)+ N₂O₄(l)＝3N₂(g)+ 4H₂O(g) △H＝－1038.7kJ/mol
若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的键有___________mol。
（5）根据等电子原理，写出CN^—的电子式       ，1 mol O₂²⁺中含有的π键数目为   。
（6）铁有δ、γ、α三种同素异形体如下图所示。则γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为   ，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为   。

氮、磷、锌、铁等是与生命活动密不可分的元素。请回答下列问题：
（1） NH₃和PH₃都是极性分子，其中极性较大的是______，理由是              。
（2） 20mL0.1 mol·L^-1次磷酸（H₃PO₂)溶液与20 mL 0.1 mol·L^-1 NaOH溶液恰好中和生成正盐,则H₃PO₂的结构式是       。
（3） 下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式
           
血红素中N原子的杂化方式为           ，在右图的方框内用“→”标出Fe^2＋的配位键。
（4） N₂与CO互为等电子体。下表是两者的键能
数据（单位：kJ·mol^-1）:

结合数据说明CO比N₂活泼的原因：_____。
（5） Zn²⁺基态时的电子排布式是______，ZnO和ZnS的晶体结构相似，其中熔点较高的是______，理由是                。