高考化學二輪專題限時集訓20《物質結構與性質》（含詳解）

1、專題限時集訓(二十)物質結構與性質(對應學生用書第149頁) (限時：40分鐘)1(2017四川成都一診)已知反應3NaHFe2O3eq o(=,sup8(一定條件)2Fe3NaOH。 【97184284】(1)基態(tài)Fe原子核外共有_種運動狀態(tài)不相同的電子；Fe3的價電子排布圖為_。(2)NaH的電子式為_；1 mol NaOH含有鍵數目為_，其中O原子的雜化類型為_；Fe3可以和SCN形成配合物，該反應是典型的可逆反應，說明配位原子配位能力_(填“強”或“弱”)。(3)上述反應中含Na的化合物晶體類型均為_晶體；NaH的熔點顯著高于NaOH，主要原因是_。(4)某種單質鐵的晶體為體心立方堆積

2、，則鐵原子的配位數為_；若r(Fe)表示Fe原子的半徑，單質鐵的原子空間利用率為_列出含r(Fe)的計算表達式。【解析】(1)基態(tài)Fe原子核外有26個電子，每個電子的運動狀態(tài)均不相同，故基態(tài)Fe原子核外有26種運動狀態(tài)不相同的電子；基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為Ar3d64s2，則Fe3的核外電子排布式為Ar3d5，其價電子排布圖為(2)NaH是離子化合物，由Na和H構成，其電子式為NaH。NaOH由Na和OH構成，其中OH含有極性鍵(OH鍵)，故1 mol NaOH含有的鍵數目為NA。OH中O原子形成1個鍵，且O原子有3對孤對電子，故O原子采取sp3雜化。Fe3與SCN形成配合物的反應為典型

3、的可逆反應，說明生成的配合物穩(wěn)定性較弱，易分解生成Fe3、SCN，據此推知配位原子的配位能力較弱。(3)NaH和NaOH均由離子構成，均屬于離子晶體；離子晶體的熔點與晶格能的大小有關，晶格能越大，晶體的熔點越高，而晶格能的大小與離子半徑、所帶電荷數有關。H的半徑小于OH的半徑，則NaH的晶格能大于NaOH，因此NaH的熔點高于NaOH的熔點。(4)某單質鐵的晶體為體心立方堆積，則Fe原子的配位數為8；每個晶胞中含有Fe原子個數為18eq f(1,8)2，結合球體的體積公式“Veq f(4,3)r3”可知，2個Fe原子的總體積為eq f(8,3)r3(Fe)；設晶胞的棱長為a，由4r(Fe)23

4、a2可得aeq f(4rFe,r(3)，則晶胞的體積為eq blcrc(avs4alco1(f(4rFe,r(3)3，故單質鐵的原子空間利用率為eq f(V球,V晶胞)eq f(f(8,3)r3Fe,blcrc(avs4alco1(f(4rFe,r(3)3。)【答案】(1)26(2)NaHNAsp3弱(3)離子H半徑小，NaH的晶格能大于NaOH的晶格能(4)8eq f(f(8,3)r3Fe,blcrc(avs4alco1(f(4rFe,r(3)3)2(2017山西名校聯考)2014年7月和12月山西大學分子科學研究所翟華金教授、李思殿教授與清華大學李雋教授、美國布朗大學LaiSheng Wa

5、ng教授及復旦大學劉智攀教授課題組合作，首次合成“中國紅燈籠分子”硼球烯B40。B40是繼C60之后第二個從實驗和理論上完全確認的無機非金屬籠狀團簇。 【97184285】(1)基態(tài)硼原子的外圍電子排布式為_，碳60中碳原子雜化方式為_。(2)構成碳60晶體的作用力是_。(3)與硼同周期但第一電離能比硼大的元素有_種。(4)磷化硼(BP)是由硼元素與磷元素組成的無機化合物，屬于一種半導體材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應合成。BP晶胞中B采用面心立方堆積，P原子填入四面體空隙中。寫出三溴化硼和三溴化磷的空間構型：三溴化硼_；三溴化磷_。磷化硼晶體內微粒間的作用力有_。計算磷化硼

6、中硼原子和磷原子之間的最近距離(晶胞參數為478 pm)_?！窘馕觥?1)碳60又叫足球烯，其分子中每個C原子與其他3個C原子相連，分別形成兩個碳碳單鍵和一個碳碳雙鍵，所以碳原子的雜化方式為sp2。(2)碳60晶體屬于分子晶體，所以微粒間作用力是范德華力。(3)與硼同周期但第一電離能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne共6種。(4)BBr3中B原子的價層電子對數是3，孤電子對數是0，所以三溴化硼的空間構型是平面正三角形；PBr3中P原子的價層電子對數是4，孤電子對數是1，所以三溴化磷的空間構型是三角錐形。磷化硼的空間結構與金剛石類似，應屬于原子晶體，B原子與P原子間通過共價鍵相結合，但B原

7、子最外層只有3個電子，P原子最外層有5個電子，而磷化硼晶體中每個B原子與4個P原子相連，每個P原子也與4個B原子相連，這說明B原子和P原子間還存在一個配位鍵，其中P原子提供孤電子對，B原子提供空軌道。BP晶胞中P原子位于立方體的體對角線的eq f(1,4)處，則硼原子和磷原子之間的最近距離eq f(478r(3),4)pmeq f(239r(3),2)pm207 pm。【答案】(1)2s22p1sp2(2)范德華力、非極性共價鍵(3)6(4)平面正三角形三角錐形共價鍵、配位鍵207pm或eq f(239r(3),2)pm3(2017湖南衡陽十校沖刺模擬)核安全與放射性污染防治已引起世界各國的廣

8、泛重視。在爆炸的核電站周圍含有放射性物質碘131和銫137。碘131一旦被人體吸入，可能會引發(fā)甲狀腺疾病。 【97184286】(1)Cs(銫)的價電子排布式為6s1，與銫同主族的前四周期(包括第四周期)的三種元素X、Y、Z的第一電離能如下表：元素代號XYZ第一電離能/(kJmol1)520496419上述三種元素X、Y、Z的元素符號分別為_，基態(tài)Z原子的核外電子排布式為_，X形成的單質晶體中含有的化學鍵類型是_。(2)F與I同主族，BeF2與H2O都是由三個原子構成的共價化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別為_、_，BeF2分子的立體構型是_，H2O分子的立體構型是_。(3

9、)與碘同主族的氯具有很強的活潑性，能形成大量的含氯化合物。BCl3分子中BCl鍵的鍵角為_。(4)131I2晶體的晶胞結構如圖甲所示，該晶胞中含有_個131I2分子；KI的晶胞結構如圖乙所示，每個K緊鄰_個I。甲乙(5)KI晶體的密度為 gcm3，K和I的摩爾質量分別為MK gmol1和MIgmol1，原子半徑分別為rKpm和rIpm，阿伏加德羅常數的值為NA，則KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_?！窘馕觥?1)由銫的最外層電子排布式為6s1，可知X、Y、Z為第A族元素，第A族前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，由第一電離能數據可知，X、Y的第一電離能的差值與Y、Z的第一電離能的差

10、值相差不大，所以X、Y、Z中不可能有H元素，而同主族元素電子層數越多，第一電離能越小，故X、Y、Z分別為Li、Na、K?；鶓B(tài)K原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1；鋰晶體屬于金屬晶體，微粒間均以金屬鍵結合。(2)BeF2中Be的價層電子對數是2eq f(1,2)(22)2，所以Be是sp雜化，分子空間構型為直線形；H2O中O的價層電子對數是2eq f(1,2)(62)4，所以O是sp3雜化，分子空間構型為V形。(3)硼原子的最外層電子數為3，Cl提供3個電子，硼原子的價層電子對數為eq f(33,2)3，沒有孤對電子，故BCl3為平面正三角形結構，分子中BCl鍵的鍵角為1

11、20。(4)由131I2晶胞結構圖可知，碘分子位于晶胞的8個頂點和6個面上，故一個晶胞中含有4個131I2分子；KI晶胞與NaCl晶胞結構相似，每個K緊鄰6個I，同層有4個，上下各1個。(5)KI晶胞中K和I各有4個，晶胞中原子所占的體積V1eq blc(rc)(avs4alco1(f(4,3)roal(3,K)4f(4,3)roal(3,I)4)1030cm3，晶胞的體積V2eq f(m,)4eq f(MKMI,NA)cm3，故KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為eq f(V1,V2)100%eq f(41030NAroal(3,K)roal(3,I),3MKMI)100%?！敬鸢浮?1

12、)Li、Na、K1s22s22p63s23p64s1金屬鍵(2)spsp3直線形V形(3)120(4)46(5)eq f(41030NAroal(3,K)roal(3,I),3MKMI)100%4(2017河北張家口期末質量監(jiān)測)鐵和銅都是生產、生活中應用廣泛的金屬，能形成很多種合金和化合物。請回答： 【97184287】(1)基態(tài)Cu的價層電子排布圖為_。基態(tài)Fe3中有_種運動狀態(tài)不同的電子。(2)鐵單質能形成Fe(CO)5，其熔點為21 ，沸點為102.8 。則Fe(CO)5晶體的類型為_。與CO互為等電子體的離子的符號為_(任寫一種)。(3)銅元素的焰色反應呈綠色，很多金屬元素能發(fā)生焰色

13、反應的微觀原因為_。(4)Cu(NH3)4SO4中，N、S、O三種非金屬元素的第一電離能由小到大的順序為_，陰離子的空間構型為_，其中心原子的雜化軌道類型為_。(5)鐵單質的一種晶體的堆積模型為體心立方堆積，晶胞參數為a pm；銅單質的一種晶體的堆積模型為面心立方最密堆積，晶胞參數為b pm。則兩種晶體中，鐵原子和銅原子的配位數之比為_，晶體的密度之比為_(用代數式表示)?！窘馕觥?1)銅元素的原子序數為29，則基態(tài)Cu的價層電子排布式為3d10,3d軌道有5對成對電子。鐵元素的原子序數為26，基態(tài)Fe3的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則其含有23種運動狀態(tài)不同的電子。(2

14、)Fe(CO)5的熔、沸點相對較低，故為分子晶體。根據等電子體的含義，可寫出與CO互為等電子體的離子。(3)某些金屬元素的焰色反應的微觀原因是電子躍遷釋放的光能，使灼燒時的火焰呈特殊顏色。(4)根據其基態(tài)原子的非金屬性和各能級軌道的電子排布特點可比較其第一電離能的大小。SOeq oal(2,4)中S原子的價層電子對數為4，則其軌道雜化類型為sp3，SOeq oal(2,4)的空間構型為正四面體形。(5)體心立方堆積的晶胞中，鐵原子的配位數為8，面心立方最密堆積的晶胞中，銅原子的配位數為12，故二者配位數之比為23，鐵單質的晶體的密度為eq f(562,a10103NA)gcm3，銅單質的晶體密

15、度為eq f(644,b10103NA)gcm3，二者密度之比為eq f(7b3,16a3)?！敬鸢浮?1)23(2)分子晶體CN(或Ceq oal(2,2)等)(3)電子由較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，會以光的形式釋放能量，形成焰色反應(4)SONCH；CH3COONa中甲基中的C原子采取sp3雜化，羧基中的C原子采取sp2雜化。(3)氨和聯氨分子間均存在氫鍵，但聯氨分子間形成的氫鍵數目多于氨分子間形成的氫鍵數目，故聯氨的沸點明顯高于氨。 (4)由圖示可知，晶體中的氧離子構成面心立方最密堆積，該立方體中氧離子數目為12eq f(1,4)14，Fe3的數目為4eq f(1,

16、8)3eq f(1,2)2，Fe2的數目為1，則Fe和O的原子數目比為34，是Fe3O4的晶胞；立方體中三價鐵離子周圍有6個氧離子，故Fe3處于O2圍成的正八面體空隙。(5)晶體中電子可在兩種不同價態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉移，則Fe3O4晶體能導電；晶胞的體積為a3(0.42107cm)3，每摩爾晶胞的質量為(563164)g232 g，則Fe3O4晶體的密度為eq f(232 g,0.42107cm3NA)5.2 gcm3?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(2)ONCHsp3雜化、sp2雜化(3)聯氨分子間形成的氫鍵數目多于氨分子間形成的氫鍵數目(4)

17、是是正八面體(5)電子可在兩種不同價態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉移5.26(2017吉林大學附中模擬七)周期表中前四周期的元素A、B、C、D，原子序數依次增大，且A、B、C同周期。A共有兩個原子軌道上有電子，且電子數目相同。B、C相鄰，且C中的未成對電子數為3個，D是人類最早使用的元素，并以這種元素命名了一個時代。請回答下面的問題：(1)A、B、C第一電離能從小到大的順序為：_(填元素符號)，D的價層電子排布圖為：_。(2)在不同的溫度下，A以ACl2和二聚體 A2Cl4兩種形式存在，二聚體的結構式如下圖所示：ACl2中A的雜化方式為_。1 mol A2Cl4中含配位鍵的數目為_。(3)B元素能形成

18、多種同素異形體，其中一種同素異形體X的晶體結構和晶胞結構如圖所示。已知X的密度是a g/cm3，BB鍵的鍵長為r cm，阿伏加德羅常數的值為NA。X的晶體結構 X的晶體晶胞X中含有的化學鍵為_。X晶體的層間距離為_。(4)C元素可以形成兩種含氧酸HCO2和HCO3，酸性是HCO3_HCO2(填“強于”或者“弱于”)，原因為_。(5)將二維密置層在三維空間內堆積，可以得到兩種金屬晶體的最密堆積方式。一種是按照XYXYXYXY方式堆積，我們稱這種堆積方式為“甲”方式。另外一種是按照XYZXYZXYZXYZ方式堆積，我們稱這種堆積方式為“乙”方式。則金屬D的堆積方式為_(填“甲”或“乙”)?！窘馕觥?/p>

19、根據題意，A共有兩個原子軌道上有電子，且電子數目相同，則A的電子排布式為1s22s2，A為4號鈹元素，根據“B、C相鄰，且C中未成對電子數為3個”，推出C為7號N元素，則B是6號C元素，D是29號元素Cu。(1)A、B、C第一電離能從小到大的順序為：BeCN，D的價層電子排布圖為：(2)BeCl2中心原子Be形成2個鍵且沒有孤電子對，價層電子對數為2對，所以Be的雜化方式為sp雜化。1個氯化鈹二聚體分子中有2個配位鍵，所以1 mol Be2Cl4中含配位鍵的數目為1.2041024或2NA。(3)由X的晶體及晶胞結構特點可知，X為石墨。石墨是混合晶體，碳原子采用sp2雜化與周圍3個碳原子形成共價鍵，每個碳原子還有一個電子在2p軌道上，同一片層所有碳原子的未參與形成鍵的2p軌道