人教選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專項(xiàng)練習(xí)

1、選修 3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專項(xiàng)練習(xí)1.磷酸亞鐵鋰 （ LiFePO 4 ）電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。請(qǐng)回答下列問題：2-（1）基態(tài) Fe 原子的價(jià)電子軌道表示式 （電子排布圖 ）為，O 核外電子有 種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（ 2 ）鋰的紫紅色焰色是一種 光譜， LiFePO4 中陰離子 VSEPR 模型名稱為 ，中心原子的雜化軌道類型為 。（ 3 ）一般情況下，同種物質(zhì)固態(tài)時(shí)密度比液態(tài)大，但普通冰的密度比水小，原因 是 ； H2 O2 難 溶 于 CS2 ， 簡(jiǎn) 要 說 明 理 由： 。4）Li 單質(zhì)銅及鋅都是由 鍵形成的晶體；元素銅比鋅的第二電離能大的原因 O是離子晶體，其晶格能可通過如圖甲的Bor

2、n - Haber 循環(huán)計(jì)算得到?？芍?Li2O晶格能為kJ/mol 。5）磷化鈦熔點(diǎn)高、硬度大，其晶胞如圖乙所示。 磷化鈦晶體中 Ti 原子周圍最鄰近的 Ti 數(shù)目為 ；設(shè)晶體中 Ti 原子與最鄰近的P 原子之間的距離為 r ，則 Ti 原子與跟它次鄰近的 P 原子之間的距離為 設(shè)磷化鈦晶體中 Ti、P 原子半徑分別為 a pm、b pm，它們?cè)诰w中緊密接觸，則該晶胞 中原子的空間利用率為（用 a、 b 表示 ）。2.銅的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：+（1）基態(tài) Cu 的價(jià)電子軌道表達(dá)式為 。（如圖所示 ），a 位置上 Cl 原子 ，其雜化類型為（3）一種由氯

3、元素與銅元素形成的陰離子的結(jié)構(gòu)為無限長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)Cu NH3 4 SO4 ，下列說法不正確的是（滿足 8 電子穩(wěn)定結(jié) 構(gòu)）形成的化學(xué) 鍵類型為_（4）向 CuSO4溶液中逐滴加入氨水至過量，最終生成A. 向 CuSO4溶液中逐滴加入氨水至過量的過程中涉及的主要反應(yīng)有兩個(gè)B. 氨氣極易溶于水，其中一個(gè)原因是NH3 分子和 H 2O分子之間形成了氫鍵C. 該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解D. Cu NH3 4 SO4中 Cu2+ 的配位數(shù)為 52+ 2 Cu2+ 周圍距離最近的 S2 的個(gè)數(shù)為 在高溫下， 黃銅礦的主要成分的晶體中金屬離子可以發(fā)生遷移。 若亞鐵離子與銅離子發(fā)生完全無序

4、的置換，可將它們視作等同的金屬離子，在無序的高溫型結(jié)構(gòu)中，金屬離子占據(jù)（ 填“四面體空隙”或“八面體空隙”）。 該晶胞上下底面均為正方形，側(cè)面與底面垂直，晶胞參數(shù)如圖所示，設(shè)NA 為阿伏加德羅常數(shù)的值，請(qǐng)計(jì)算該晶體的密度ggcm3.2019 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予約翰 ·古德伊納夫、斯坦利 ·惠廷漢和吉野彰三位科學(xué)家，以表彰 他們?cè)阡囯姵仡I(lǐng)域所做出的巨大貢獻(xiàn)。請(qǐng)回答下列問題：（1）LiCoO 2、 LiFePO 4 常用作鋰離子電池的正極材料。 基態(tài) Co 原子核外電子排布式為 ； 基態(tài)磷原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為 ；該能層能量最高的電子云在空間有個(gè)伸展方向。2-（2）C

5、o NO3 4 的配體中 N 原子的雜化方式為 ，該配離子中各元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?（填元素符號(hào) ）， 1mol 該配離子中含 鍵數(shù)目為 NA 。（3）LiFePO4 屬于簡(jiǎn)單磷酸鹽， 而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如： 焦磷酸鈉、 三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示：這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為（用 n代表 P原子數(shù) ）。（4） Li 2O被廣泛用作玻璃的組分， 其熔點(diǎn) Na2O（填高于或者低于 ），判斷理由 Li 2O 具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示，已知其晶胞參數(shù)為0.4665nm， N A 為阿伏加德羅常數(shù)的值，則 Li 2O 的密度為 g·

6、;cm - 3（列出計(jì)算式 ）。4. 化學(xué)選修 3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al 、 Cu、 Fe三種金屬元素組成，回答下列問題：（ 1）準(zhǔn)晶是一種無平移周期序， 但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體， 可通過 方法區(qū) 分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。2）基態(tài)銅原子的電子排布式為Cu2O 比 CuO3）CuO 在高溫時(shí)分解為 O2和 Cu2O，請(qǐng)從陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)來說明在高溫時(shí)，更穩(wěn)定的原因是 。Cu2O 為半導(dǎo)體材料， 在其立方晶胞內(nèi)部有 4 個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有 個(gè)銅原子。（ 4 ） Cu2+ 能 與 乙 二 胺 （ H2NCH2CH2NH2 ） 形

7、成 配 離 子 如 圖該配離子中含有的化學(xué)鍵類型有（填字母序 NH3 的價(jià)層電子對(duì)互斥模型是 號(hào)）。A. 配位鍵B.極性鍵C.離子鍵D.非極性鍵（ 5）羰基鐵 Fe（CO）5可用作催化劑、汽油抗暴劑等。 1 mol Fe（CO） 5分子中含 mol 鍵，與 CO 互為等電子體的離子是 （填化學(xué)式，寫一種） 。6）某種磁性氮化鐵的結(jié)構(gòu)如圖所示， N 隨機(jī)排列在 Fe 構(gòu)成的正四面體空隙中。 正六棱柱底邊長(zhǎng)為 a cm，高為 c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為N A，則該磁性氮化鐵的晶體密度為g/cm 3（列出計(jì)算式）5. FeSe、 MgB 2 、 Nb 3Al 等超導(dǎo)材料具有廣泛的應(yīng)用前景。2（1

8、）基態(tài) Fe 價(jià)電子的軌道表示式 （價(jià)電子排布圖）是 （2）蒸氣狀態(tài)下以二聚分子存在的 AlCl 3的結(jié)構(gòu)式是 ，其中 Al 原子的雜化方式是 ，分子中八個(gè)原子 （ 填“是”或“不是” ）在同一平面上，該分子是 （ 填“極性”或“非極性” ）分子。（3）制備 FeSe基超導(dǎo)材料 Li0.6 NH2 0.2 NH3 0.8 Fe2Se2 過程中需將金屬鋰溶于液氨， 從而制得具有很高反應(yīng)活性的金屬電子溶液，反應(yīng)為L(zhǎng)i (m n)NH 3 X eNH3 X 的化學(xué)式為 （4） MgB2 晶體結(jié)構(gòu)中的 B原子層具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)， 且被六方密排的 Mg原子層隔開，B 原子位于 Mg 原子組成的三棱

9、柱的中心。已知：平面中 Mg 原子間的最近核間距為 a cm， 平面間 Mg 原子間的最近核間距為 b cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為 NA 。 MgB 2 晶體的密度是 g·cm-3。6. 回答下列問題：2+（ 1）含碳物質(zhì)不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生 CO。血紅蛋白中含有 Fe ，CO 易與血紅蛋白結(jié)合成穩(wěn)定 的配合物而使人中毒。3+寫出鐵離子 （Fe ）的核外電子排布式； CO 有多種等電子體 ,其中常見的一種分子是； 利用 CO可以合成化工原料 COCl 2 。已知 COCl 2分子中每個(gè)原子最外層都形成 8電子的穩(wěn) 定結(jié)構(gòu)，則一個(gè) COCl2 分子內(nèi)含有 個(gè)鍵， C原子的雜化方式為 。（2

10、）A、B 均為短周期金屬元素。依據(jù)下表數(shù)據(jù)，回答問題：電離能 / kJgmol-1I1I2I3I4A9321 82115 39021 771B73814517 73310 540畫出 A 原子的核外電子排布圖： ；-1 鋁原子的第一電離能（填“大于”“小于”或“等于” ）738 kJgmol ，原因是 。（ 3）下圖是一種鎳 （Ni） 鑭（ La）合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖。該合金儲(chǔ)氫后，含0.5 mol Ni 的合金可吸附氫氣 （標(biāo)準(zhǔn)狀況）的體積為 L 。7. 氫能被譽(yù)為 21 世紀(jì)的 "終極能源 ",具有高效 ,高壓 ,環(huán)保、體積小等特點(diǎn) ,氫能轉(zhuǎn)化被視為新能 源汽車終極解

11、決方案 ,也是資本與技術(shù)趨之若鶩的領(lǐng)域 .鑭鎳合金 LaNi x 是一種良好的儲(chǔ)氫材 料 .工業(yè)上可用下列方法冶煉鎳 .CONiS CO Ni CO4Ni(1) 一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于 種因素 ,基態(tài) Ni 原子核外電子占據(jù) 個(gè)不同原子軌道.(2) CO 分子內(nèi) 鍵和 鍵個(gè)數(shù)之比為 ;已知 Ni CO 4的結(jié)構(gòu)如圖所示 ,中心原子 Ni 的雜化類型為 , Ni 原子參與形成了 個(gè)配位鍵 ,Ni CO 4屬于 晶體 ,理由是LaNi x Hy(3) 研究發(fā)現(xiàn)鑭鎳合金 LaNix 屬六方晶系 ,其晶胞如圖 a中實(shí)線或圖 a所示,儲(chǔ)氫位置有兩種 分別是八面體空隙 (" ")和四

12、面體空隙 (" "),見圖 b、c,這些就是氫原子存儲(chǔ)處 ,有氫時(shí) ,設(shè)其 化學(xué)式為 LaNi x 合金中 x 的值為 個(gè),和" " 同類的四面體空隙有 個(gè).晶胞中和 " "同類的八面體空隙有3 若 H 進(jìn)入晶胞后 ,晶胞的體積不變 , H 的最大密度是 g / cm （保留 2 位有效數(shù)字,NA 6.0 1023, 3 1.7).答案以及解析1、答案及解析：答案：（1）；10（2）發(fā)射；正四面體；3 sp（3）液態(tài)水中分子間相對(duì)自由， 冰中每個(gè)水分子中的氫原子和氧原子共參與形成4 個(gè)氫鍵，水分子形成正四面體，分子間距離增大，密度減小

13、H2O2 為極性分子， CS2為非極性分子，根據(jù)相似相溶原理， H 2O2 難溶于 CS2（4）29084 3 3（a3 b3） 43 3 100%（5） 12； 3 r （2a 2b）解析：2、答案及解析：答案： （ 1）（ 2）金屬；鋅失去的第二個(gè)電子是4s 軌道上的電子，而銅失去的第二個(gè)電子是全充滿的3d 軌道上的電子，后者需要較高的能量3（ 3）共價(jià)鍵、配位鍵； sp 雜化（4）D736 302 10（ 5） 4；四面體空隙； NAga b10 1 +解析：（1）基態(tài) Cu 原子的價(jià)電子排布式是 3d104s1，所以基態(tài) Cu +的價(jià)電子軌道表達(dá)式為2)單質(zhì)銅和鋅都是金屬晶體，它們均通

14、過金屬鍵形成。因?yàn)殂~元素、鋅元素的基態(tài)原子10 10 1失去一個(gè)電子后的價(jià)層電子排布式分別為3d10和3d104s1 ，3d 能級(jí)全充滿， 較穩(wěn)定，再失去 1個(gè)電子較難，因此，元素銅比鋅的第二電離能大。(3) a位置上 Cl 原子與 1個(gè)銅原子形成一個(gè)共價(jià)鍵后滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，具有 3對(duì)孤對(duì)電子，因此與另一個(gè)銅原子形成的化學(xué)鍵為配位鍵。a 位置上氯原子形成一個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)3配位鍵，含有 2 對(duì)孤對(duì)電子，價(jià)電子對(duì)數(shù)為 4，故其雜化類型為 sp 雜化。(4) A 項(xiàng)，向 CuSO4 溶液中逐滴加入氨水至過量的過程中涉及的主要反應(yīng)有兩個(gè)，分別為2Cu 2 6 2 6 7 2 2NH 3 gH 2O

15、 Cu(OH) 2 2NH4 ，2Cu(OH) 2 4NH 3 gH 2O Cu NH3 4 2OH 4H 2O ，正確； B 項(xiàng)，分子之間形成氫鍵， 可以增加分子與分子之間的作用力，氨氣極易溶于水的一個(gè)原因是NH 3、答案及解析：答案： (1)1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s M 3分子和 H2O 分子之 間能形成氫鍵，正確； C項(xiàng)，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為先形成 Cu(OH) 2藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解生成 Cu NH3 4 SO4，正確； D 項(xiàng)， Cu NH3 4 SO4中 Cu2 的配位數(shù)為 4，錯(cuò)誤。22( 5)由題圖可知， Cu2 周圍距離最近的 S2 的個(gè)數(shù)為 4。高溫下，

16、晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，金屬離子的隨機(jī)性為50%，金屬離子占據(jù)四面體空隙。分析題圖可知，該晶胞中有4個(gè)CuFeS2 ， 晶 胞 體 積 =a 10 10cmb 10 10cma2b 1030 3cm則該晶體的密度4 184NA ga2b30 310 ggcm736NA ga2b30 310 ggcm。2)sp2Co、 O、N16(n+2)-3)n+14)高于Li+ 半徑小于 Na+，電荷相同情況下， 離子半徑越小， 晶格能越大， 所以 Li2O87 416晶格能大于 Na2O ，其熔點(diǎn)高于 Na2ONA0.4665 10 722 62 6721s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ； ；解析： (

17、1)CO 的原子序數(shù)是 27，基態(tài) Co 原子核外電子排布式為 P 的原子序數(shù)是 15，核外電子排布式為2 2 6 2 31s 2s 2p 3s 3p ，基態(tài)磷原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為 M；該能層能量最高的軌道是 p，電子云在空間有 3 個(gè)伸展方向。2- 5 1 3 2(2) Co NO 3 4 的配體是硝酸根，其中 N 原子含有的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是 3+ 23，其雜化方式為 sp2；由于氮元素的 2p 軌道電子處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于氧元 素，則該配離子中各元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃o <O< N；由于單鍵都是 鍵，配位鍵也是 鍵，則 1mol 該配離子中含

18、 鍵數(shù)目為 (4+3×4) N A 16NA 。(3) 由圖可知，2個(gè)P原子時(shí)存在 7個(gè)O，3個(gè)P原子時(shí)存在 10個(gè)O，存在 n個(gè)P時(shí)存在(3n+1) 個(gè) O，則這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為(PnO3n+1)(n+2) - ；(4) 由于 Li+ 半徑小于 Na+，電荷相同情況下，離子半徑越小，晶格能越大，所以 Li2O 晶 格能大于 Na2O ，其熔點(diǎn)高于 Na2O ；根據(jù) Li2O 晶胞圖可知，晶胞含有 8個(gè) Li 和 4個(gè) O，已知其晶胞參數(shù)為 0.4665nm，則晶 胞 體 積 為 (0.4665 ×10 - 7)3cm3 ， NA 為 阿 伏 加 德 羅

19、常 數(shù) 的 值 ， 則 Li2O 的 密 度 為87 416NA 0.4665 103g·cm-3。4、答案及解析：答案： (1)X 射線衍射(2)2 2 6 2 6 10 1 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s(或Ar3d10 14s10 2 9(3) Cu 的最外層電子排布為 3d ,而 Cu 的最外層電子排布為 3d ,因最外層電子排布達(dá)到全 滿時(shí)穩(wěn)定 ,所以固態(tài) Cu2O 穩(wěn)定性強(qiáng)于 CuO;16 (4)ABD(5) 10 ； CN 或 C2MM 56 6 14 25、答案及解析：答案：1）mNANANA566 14 2VVSh3323 3 2acNAac(6)22解析

20、：2332）；sp ；不是；非極性Li NH33) Li NH3 m ；四面體形2 3 a 92 3價(jià)層電子對(duì)互斥理論的4) 3 a ； 3a bNA 解析： 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合知識(shí)， 涉及電子排布圖的書寫、 應(yīng)用、分子極性的判斷、晶胞結(jié)構(gòu)及計(jì)算等。2 2 2 6 2 6 6 21 ）基態(tài) Fe2 的電子排布式為 1s 2s 2p 3s 3p 3d ，則基態(tài) Fe2 價(jià)電子的軌道表示式為。2）鋁原子和氯原子之間形成共價(jià)鍵，其中含有 配位鍵，二聚分子的結(jié)構(gòu)式為；二聚分子Al 2Cl6 中 Al 原子的軌道雜化類型為3sp ，則分子中八個(gè)原子不在同一平面上，根據(jù)立體構(gòu)型可知，該分子結(jié)構(gòu)中正

21、、負(fù)電荷中心重合，為非極性分子。3）根據(jù)反應(yīng)Li(m n)NH 3 X eNH3n，結(jié)合原子守恒和電荷守恒得X 的化學(xué)式為L(zhǎng)i NH3 NH 3分子中 N 原子形成3 個(gè) N H 鍵，還有1 個(gè)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+1=4 ，價(jià)層電子對(duì)互斥模型為四面體形。4）Mg 原子形成的六元環(huán)的中心 Mg 原子與環(huán)上直接相連的兩個(gè) Mg 原子形成等邊三角3a cm形，邊長(zhǎng)為 a cm ，則中心 Mg 原子到棱邊的距離為 2，B 原子層六元環(huán)中處于對(duì)位的B 原子核間距為等邊三角形中心到頂點(diǎn)距離的3acm2 倍，即 2acm1 3 3a2 cm222，則晶胞的體積為36 acma cm 晶胞 中六 邊形 的面 積為 23 3a* 2 cm22b cm 3 3a2bcm32 ；晶胞中含有 Mg12原子的個(gè)數(shù)為1262 3 ，含有 B原子的個(gè)數(shù)為6，則晶胞的質(zhì)量為24 3 11 NA138gNA，則MgB 2晶體的密度是138NAA ggcm332922 3 ggcm 33abNA6、答案及解析：答案：2 2 6 2 6 51) 1s 2s 2p