2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題突破練十三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)鴨含解

1、PAGE PAGE 12專題突破練十三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)非選擇題:本題共7小題,每小題15分,共105分。1.(2021湖南衡陽二模)根據(jù)元素在體內(nèi)含量的不同,可將體內(nèi)元素分為常量元素和微量元素。其中H、C、O、N、S、P等為常量元素,Fe、Zn等為微量元素?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為Ar,有組相同能量的電子。(2)數(shù)據(jù)表明,S元素的第一電離能小于P元素的第一電離能,其原因可能有兩種:一種是S原子失去的是已經(jīng)配對的電子,配對電子相互排斥,電離能較低,另一種是。(3)氧與氮可形成正離子N,其立體構(gòu)型為;碳與氫也可形成正離子C,該離子中,碳原子的雜化方式為。(4)原子的

2、電子親和能是指在0 K下的氣相中,原子獲得電子變成負(fù)離子時所釋放的能量。氧原子的第二電子親和能(O-+e-O2-釋放的能量)不能直接在氣相中測定,但可通過如圖的Born-Haber循環(huán)計算得到。由圖可知,Mg原子的第一電離能為 kJmol-1;OO鍵鍵能為 kJmol-1;氧原子的第二電子親和能為 kJmol-1。(5)氫化鎂(MgH2)與金屬鋅在一定條件下研磨,可制得化合物Mg2ZnH4,X射線衍射分析表明,該化合物的立方晶胞的面心和頂點均被鋅原子占據(jù),所有鎂原子的配位數(shù)都相等。該晶胞中鎂原子個數(shù)為。已知Mg2ZnH4晶體的晶胞參數(shù)為a pm,鎂原子分布在該晶胞中鋅原子形成的四面體中心。該晶

3、胞中相鄰鎂原子與鋅原子之間距離為 pm;Mg2ZnH4晶體的密度為 gcm-3(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)。2.(2021湖南永州三模)氮的化合物應(yīng)用廣泛:(1)Reineckesalt的結(jié)構(gòu)如圖所示:其中配位原子為(填元素符號);陽離子的立體結(jié)構(gòu)為;NCS-中碳原子雜化方式為。(2)重鉻酸銨(NH4)2Cr2O7為桔黃色單斜結(jié)晶,常用作有機合成催化劑,Cr2的結(jié)構(gòu)如圖。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三種元素第一電離能由大到小的順序是(填元素符號),1 mol該物質(zhì)中含鍵的數(shù)目為NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。(3)Zn(IMI)4(ClO4)2是Zn2+的一種配合物,IMI的結(jié)構(gòu)

4、為,IMI的某種衍生物與甘氨酸形成的離子化合物常溫下為液態(tài)而非固態(tài),原因是。(4)已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道,則p電子可在多個原子間運動,形成“離域鍵”(或大鍵)。大鍵可用表示,其中m、n分別代表參與形成大鍵的原子個數(shù)和電子數(shù),如苯分子中大鍵表示為。下列微粒中存在“離域鍵”的是。A.CH2CHCHCH2B.CCl4C.H2OD.SO2NaN3中陰離子與CO2互為等電子體,均為直線形結(jié)構(gòu),中的大鍵可表示為。(5)氮化鋁(AlN)陶瓷是一種新型無機非金屬材料,晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,1個Al原子周圍距離最近的Al原子數(shù)為個;若晶體結(jié)構(gòu)的高為a nm,底邊長為b

5、nm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則其密度為 gcm-3(列出計算式)。3.(2021湖南岳陽二模)新合成的砷化鎘(Cd3As2)三維材料具有超強導(dǎo)電性,這種材料的電氣性能與石墨烯相當(dāng),可代替石墨烯使用。(1)Cd與Zn同族且相鄰,若Cd基態(tài)原子將次外層1個d電子激發(fā)進入最外層的np能級,則該激發(fā)態(tài)原子的外圍電子排布式為;Cd原子中第一電離能相對較大的是(填“基態(tài)”或“激發(fā)態(tài)”)原子。(2)與砷(As)同主族的N、P兩種元素的氫化物水溶液的堿性:NH3(填“”或“”或“I1(Cu)的原因是。(2)C的立體構(gòu)型為。(3)EC的結(jié)構(gòu)簡式為,其碳原子的雜化方式為;每個分子中含個鍵。(4)CO2加氫得

6、到CH3OH,CH3OH的沸點比CO2的高,原因是。(5)高溫時,太陽能反應(yīng)器中的CeO2失去部分氧,溫度稍低時,從CO2中重新奪取氧。一種鈰(Ce)的氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:Ce原子的配位數(shù)為。若高溫下該晶胞中1個氧原子變?yōu)榭瘴?則個面心上的鈰由+4價變?yōu)?3價(不考慮頂點)。已知CeO2的密度為7.13 gcm-3,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞邊長a= pm。6.(2021廣東四校聯(lián)考)三元鋰電池性能優(yōu)異、能量密度高,正極材料包含了Ni、Co、Mn三種過渡金屬的氧化物。(1)基態(tài)Ni原子有個未成對電子,Ni2+核外電子排布式為。(2)如表是Mn與Fe的部分電離能數(shù)據(jù),解釋I3(Mn

7、)大于I3(Fe)的主要原因:。元素FeMn第二電離能I2/(kJmol-1)1 5611 509第三電離能I3/(kJmol-1)2 9573 248(3)已知Co(CN)64-是強還原劑,與水反應(yīng)能生成Co(CN)63-,寫出該反應(yīng)的離子方程式:;1 mol CN-含有鍵的數(shù)目為,該離子中C的雜化方式為。(4)已知H2O2難以將Co2+氧化為Co3+,若先將Co2+轉(zhuǎn)化為Co(NH3)62+,則H2O2能快速將其氧化為Co(NH3)63+,該原因是。(5)Co與Ti類似,其晶體堆積方式為六方最密堆積,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則該晶胞中含有的原子個數(shù)為,已知該晶胞的底面邊長為a nm,高為b n

8、m,則晶胞密度為 gcm-3。7.(2021湖南長沙明德中學(xué)三模)近日,某科研團隊成功合成了Ni-Fe雙原子催化劑(Ni/Fe-C-N),并應(yīng)用于高效催化CO2還原?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)鐵原子的價電子排布圖為。(2)C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為(用元素符號表示)。(3)過渡金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價電子數(shù)與CO提供配位的電子總數(shù)之和為18,則n=;該化合物易溶于苯及四氯化碳等有機溶劑,原因是。(4)二茂鐵的結(jié)構(gòu)為,由Fe2+和(環(huán)戊二烯基負(fù)離子)構(gòu)成。一個中鍵總數(shù)為;C原子的雜化軌道類型為。(5)某C、Fe合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:該合金的化學(xué)式為;若該晶體的晶胞

9、參數(shù)為a pm、b pm、c pm,=90o,密度為 gcm-3,則NA為(寫出計算式即可)。專題突破練十三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)1.答案: (1)3d64s27(2)磷原子的3p軌道電子排布為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能較高(3)直線形sp2(4)737.7498.4-899.7(5)8a1030解析:(1)Fe是第26號元素,基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,與Ar原子排布相同部分用Ar替代可得簡化的核外電子排布式:Ar3d64s2,每個能級上的電子的能量相等,共有7組相同能量的電子。(2)S元素的第一電離能小于P元素的第一電離能,其原因可能有兩種:一種是

10、S原子失去的是已經(jīng)配對的電子,配對電子相互排斥,電離能較低,另一種是磷原子的3p軌道電子排布為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能較高。(3)氧與氮形成的正離子N中N原子的價層電子對數(shù)=2+=2,其立體構(gòu)型為直線形;碳與氫形成的正離子C中C原子的價層電子對數(shù)=3+=3,碳原子的雜化方式為sp2雜化。(4)Mg原子的第一電離能是氣態(tài)的鎂原子失去一個電子時吸收的能量,由題圖可知,Mg原子的第一電離能為737.7kJmol-1;OO鍵的鍵能是斷開形成2個O原子吸收的能量,由題圖可知,OO鍵鍵能為249.2kJmol-12=498.4kJmol-1;設(shè)O-+e-O2-釋放的能量為xkJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,

11、有-601.2kJmol-1=146.4kJmol-1+737.7kJmol-1+1450.6kJmol-1+249.2kJmol-1-141.8kJmol-1+xkJmol-1-3943kJmol-1,解得:x=899.7,因此氧原子的第二電子親和能為-899.7kJmol-1。(5)該化合物的立方晶胞的面心和頂點均被鋅原子占據(jù),鋅原子的個數(shù)為6+8=4,根據(jù)化學(xué)式Mg2ZnH4可知,該晶胞中鎂原子個數(shù)為8。Mg2ZnH4晶體的晶胞參數(shù)為apm,鎂原子分布在該晶胞中鋅原子形成的四面體中心,則該晶胞中相鄰鎂原子與鋅原子之間距離為體對角線長度的,為apm;Mg2ZnH4晶體的密度為1030gcm

12、-3。2.答案: (1)N正四面體形sp雜化(2)NOCr16(3)陰陽離子半徑大,電荷小,形成的離子晶體晶格能小,熔點低(或陰陽離子半徑大,電荷小,形成的離子鍵鍵能小,熔點低)(4)AD(5)12解析:(1)根據(jù)Reineckesalt的結(jié)構(gòu)圖可知,配位原子為N原子,氮原子提供孤電子對;陽離子為銨根離子,根據(jù)價層電子互斥理論,價層電子對數(shù)為4,氮原子采取sp3雜化,可知其立體結(jié)構(gòu)為正四面體形;NCS-中碳原子的價層電子對數(shù)為2,屬于sp雜化。(2)N原子的最外層電子結(jié)構(gòu)為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其第一電離能大于O元素,N、O為非金屬元素,第一電離能均大于金屬,所以N、O、Cr三種元素第一電離能由大到

13、小的順序是NOCr;1個Cr2含有8個鍵,1個銨根離子中含有4個鍵,故1mol該物質(zhì)中含有鍵數(shù)目為(42+8)NA=16NA。(3)常溫下,IMI的某種衍生物與甘氨酸形成的離子化合物為液態(tài)而非固態(tài),原因是形成該離子化合物的陰陽離子半徑大,電荷小,形成的離子晶體晶格能小,熔點低(或陰陽離子半徑大,電荷小,形成的離子鍵鍵能小,熔點低)。(4)CH2CHCHCH2、SO2分子中各原子共面,且原子之間均有相互平行的p軌道,可以形成大鍵,水分子中氫原子沒有p軌道,不能形成大鍵,CCl4是正四面體構(gòu)型,各原子不共面,不能形成大鍵,因此微粒中存在“離域鍵”的是AD。與CO2互為等電子體,均為直線形結(jié)構(gòu),根據(jù)

14、二氧化碳的結(jié)構(gòu)可以判斷出中鍵為2個,該離子中兩邊的氮原子各提供1個電子,中間的氮原子提供2個電子形成大鍵,所以形成的大鍵可表示為。(5)由晶體結(jié)構(gòu)示意圖可知,與鋁原子連接的氮原子構(gòu)成的是正四面體結(jié)構(gòu),與N原子連接的Al原子構(gòu)成的也是正四面體結(jié)構(gòu),則晶體中若鋁原子處于立方體頂點,晶胞截圖為,與頂點的鋁原子距離最近的為面心上的3個鋁原子,且通過該鋁原子可以形成8個晶胞,每個鋁原子被計算了2次,因此與1個鋁原子周圍距離最近的鋁原子數(shù)為(38)=12;在晶體結(jié)構(gòu)中取出最小單元如圖:,底面為菱形,處于對位的兩個角分別為60和120,含有鋁原子的個數(shù):4+4+1=2,含有氮原子的個數(shù):2+2+1=2,因此

15、1個該結(jié)構(gòu)單元中含有2個AlN,1個晶胞的體積V=bbsin60anm3,所以晶體的密度=gcm-3=gcm-3。3.答案: (1)4d95s25p1基態(tài)(2)原子半徑:NP,NH3更易結(jié)合水電離出的H+(3)AsSeGe(4)sp319NAc(5)(,1,)解析:(1)Cd元素與Zn元素同族且相鄰,所以Cd原子的外圍電子排布應(yīng)為4d105s2,基態(tài)原子將4d能級的一個電子激發(fā)進入5p能級得到激發(fā)態(tài)原子,所以該激發(fā)態(tài)原子的外圍電子排布式為4d95s25p1;基態(tài)原子的能量最低最穩(wěn)定,所以基態(tài)原子的第一電離能相對較大。(2)原子半徑:NP,NH3更易結(jié)合水電離出的H+,所以NH3的水溶液的堿性更

16、強。(3)同周期主族元素自左至右第一電離能呈增大趨勢,但As原子的4p能級為半充滿狀態(tài),更穩(wěn)定,所以第一電離能:AsSeGe。(4)根據(jù)對氨基苯胂酸的結(jié)構(gòu)簡式可知As原子與周圍原子形成4個鍵(AsO鍵中有一個鍵和一個鍵),且不含孤電子對,所以雜化軌道類型為sp3雜化;苯環(huán)上6個碳原子之間有6個CC鍵,還有4個CH鍵,AsO鍵中有一個鍵和一個鍵,其他AsO鍵、NH鍵、HO鍵、CN鍵均為鍵,所以一個對氨基苯胂酸分子中有19個鍵,則1mol對氨基苯胂酸中含鍵數(shù)目為19NA;其含有的化學(xué)鍵類型有鍵、苯環(huán)中的大鍵和AsO鍵中的鍵,氫鍵不是化學(xué)鍵,該物質(zhì)為共價化合物,不含離子鍵,所以選c。(5)號位在底面

17、的投影應(yīng)位于底面對角線的處,根據(jù)號位的坐標(biāo)為(),可知該坐標(biāo)系中晶胞的棱長為1,號位碳原子在底面的投影位于底面棱心上,所以x、y坐標(biāo)分別為、1,號位碳原子位于右側(cè)面的面心,所以z坐標(biāo)為,則該原子的坐標(biāo)為(,1,)。根據(jù)均攤法,該晶胞中As原子的個數(shù)為8+6=4,Cd原子的個數(shù)為6,所以晶體的化學(xué)式為Cd3As2,砷化鎘的摩爾質(zhì)量為Mgmol-1,則晶胞的質(zhì)量m=g,晶胞參數(shù)為apm,則晶胞的體積V=a3pm3=(a10-10)3cm3,所以晶胞的密度=gcm-3。4.答案: (1)3d104s1躍遷(2)6sp3(3)Cu2X8(4)V形(5)107解析:(1)Cu原子的核外電子數(shù)為29,根據(jù)

18、核外電子排布原理,外圍電子排布式為3d104s1;基態(tài)銅原子在灼燒時外圍電子獲得能量,發(fā)生躍遷而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),焰色反應(yīng)為綠色。(2)1個松脂酸銅中含有6個雙鍵,則含有6個鍵;加“*”碳原子形成4個鍵,沒有孤對電子,雜化軌道數(shù)目為4,采取sp3雜化。(3)該晶胞中Cu原子的數(shù)目為4,X原子的數(shù)目為1+8=2,故化學(xué)式為Cu2X,體心X原子與晶胞頂點的X原子距離為晶胞棱長的倍,而位于面心對角線X原子之間距離為晶胞棱長的倍,故體心X原子與晶胞頂點的X原子距離最近,X原子的配位數(shù)為8。(4)S原子孤對電子數(shù)為=1、價層電子對數(shù)為2+1=3,故其立體構(gòu)型為V形;同主族自上而下第一電離能減小,則第一電離能:

19、SI1(Cu)。(2)C中碳原子的價層電子對數(shù)=3+=3,立體構(gòu)型為平面三角形。(3)中含有兩種碳原子,雜化方式分別為sp2和sp3;中1個碳氧雙鍵含1個鍵,共含10個鍵。(4)CH3OH分子間可以形成氫鍵,使沸點升高。(5)根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知,Ce原子的周圍有8個O原子,故Ce原子的配位數(shù)為8。每個晶胞中含4個Ce原子,8個O原子。光照時,晶胞中1個氧原子變?yōu)榭瘴?失去電子數(shù)為2,則有2個Ce原子變?yōu)?3價,故4個面心上的Ce原子被還原。晶胞質(zhì)量為 g,密度為7.13gcm-3,則晶胞邊長a=1010pm。6.答案: (1)2Ar3d8(2)Mn失去兩個電子后價電子排布為3d5,處于半滿的穩(wěn)定狀態(tài),而鐵失去三個電子能形成3d5的半滿穩(wěn)定狀態(tài)(3)2Co(CN)64-+2H2O2Co(CN)63-+H2+2OH-NAsp雜化(4)Co2+與氨配位后更容易被氧化(5)61021解析:(1)基態(tài)Ni原子核外電子排布式是Ar3d84s2,有2個未成對電子,Ni原子失去最外層2個電子得到Ni2+,Ni2+核外電子排布式為Ar3d8;(2)Mn失去兩個電子后價電子為3d5,處于半滿的穩(wěn)定狀態(tài),而鐵失去三個電子能形成3d5的半滿穩(wěn)定狀態(tài),所以I3(Mn)大于I3(Fe);(3)Co(CN)64-是強還原劑,與水反應(yīng)能生成Co(CN)63-,根據(jù)得失電子守恒,反