高中化學(xué)高考二輪復(fù)習(xí) 上篇19

第15講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)能力提升訓(xùn)練1．(2023·湖北荊州質(zhì)檢)已知A、B、C、D、E、F、G為前四周期中的七種元素且原子序數(shù)依次增大，其中A的基態(tài)原子中沒(méi)有成對(duì)電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；C原子核外成對(duì)電子數(shù)比未成對(duì)電子數(shù)多1個(gè)，其氫化物常用作制冷劑；D原子未成對(duì)電子數(shù)與周期數(shù)相同；在E元素所在周期中該原子的第一電離能最??；F原子價(jià)電子排布式為nsn－1npn＋1；G原子有6個(gè)未成對(duì)電子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)G元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______。(2)B、C、D三種元素的最簡(jiǎn)單氫化物的鍵角由小到大的順序?yàn)開(kāi)_______(填元素符號(hào))，常溫下硬度最大的B單質(zhì)、E2F、A2D及A2F的沸點(diǎn)由大到小的順序?yàn)開(kāi)_____________________________________(填化學(xué)式)。(3)D元素與氟元素相比，電負(fù)性：D元素________氟元素(填“＞”、“＝”或“＜”)，下列表述中能證明這一事實(shí)的是________(填選項(xiàng)序號(hào))。A．常溫下氟氣的顏色比D單質(zhì)的顏色深B．氟氣與D的氫化物劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生D的單質(zhì)C．氟與D形成的化合物中D元素呈正價(jià)態(tài)D．比較兩元素的單質(zhì)與氫氣化合時(shí)得電子的數(shù)目(4)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子軌道的雜化類(lèi)型為_(kāi)_______；1molB2A4分子中含σ鍵________mol。解析A的基態(tài)原子中沒(méi)有成對(duì)電子，則A為氫元素；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，每種軌道中的電子總數(shù)相同，則B的核外電子排布式為1s22s22p2，則B為碳元素；C的氫化物可作制冷劑，則C為氮元素；D原子未成對(duì)電子數(shù)與周期數(shù)相同，知D為氧元素；根據(jù)同一周期元素的第一電離能從左往右逐漸增大，故E屬于第ⅠA族，結(jié)合F中n＝3知F為S元素，則E為Na元素；由G原子有6個(gè)未成對(duì)電子知該元素為鉻元素。(1)24號(hào)Cr元素的價(jià)電子排布式為3d54s1。(2)CH4、NH3、H2O的鍵角分別為°、°、°，則鍵角由小到大的順序?yàn)镺＜N＜C；硬度最大的B單質(zhì)為金剛石，屬原子晶體，E2F是Na2S，屬離子晶體，H2O屬分子晶體且因?yàn)楹袣滏I沸點(diǎn)較高，硫化氫屬分子晶體，熔沸點(diǎn)較低，根據(jù)一般熔沸點(diǎn)：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，故它們沸點(diǎn)由大到小的順序?yàn)镃＞Na2S＞H2O＞H2S。(3)D元素為氧元素，其電負(fù)性比氟小，B項(xiàng)，氟氣與水發(fā)生反應(yīng)置換出氧氣，說(shuō)明氟的非金屬性強(qiáng)于氧，故其電負(fù)性大于氧，C項(xiàng)，根據(jù)OF2中氧顯正價(jià)、氟顯負(fù)價(jià)，可判斷電負(fù)性氟大于氧。(4)C2H4是乙烯，分子中C原子采用sp2雜化；根據(jù)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH2CH2知1molC2H4分子中含σ鍵5mol。答案(1)3d54s1(2)O＜N＜CC＞Na2S＞H2O＞H2S(3)＜BC(4)sp2雜化52．A、B、D、E、F五種元素的原子序數(shù)依次增大，除F為過(guò)渡元素外，其余四種均是短周期元素。已知：①F的單質(zhì)為生活中最常見(jiàn)的金屬之一，原子最外層有2個(gè)電子；②E原子的價(jià)電子排布為msnmpn，B原子的核外L層電子數(shù)為奇數(shù)；③A、D原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)F的穩(wěn)定價(jià)態(tài)離子的電子排布式是________________，A、B、D、E四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______________(用元素符號(hào)表示)。(2)對(duì)于B的簡(jiǎn)單氫化物，其中心原子的軌道雜化類(lèi)型是________，分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______________，該氫化物易溶于D的簡(jiǎn)單氫化物的主要原因是______________。(3)D原子分別與A、B原子形成的單鍵中，鍵的極性較強(qiáng)的是________(用具體的化學(xué)鍵表示)。(4)如圖所示的晶胞是由A、D兩元素組成的，下列有關(guān)該晶體的說(shuō)法中正確的是________。a．該晶體的化學(xué)式為ADb．該晶體中A、D原子間形成的是雙鍵c．該晶體熔點(diǎn)可能比SiO2晶體高d．該晶體可溶于水解析由已知①知F為鐵元素；由已知③知A、D分別是第ⅣA、ⅥA族元素，結(jié)合幾種元素原子序數(shù)關(guān)系及已知②可判斷A是碳元素、D是氧元素、E是硅元素、B是氮元素。(4)由所給晶胞圖知該晶體屬于原子晶體，組成仍為CO2，碳、氧之間形成單鍵，因CO鍵鍵長(zhǎng)比SiO鍵短，故該CO2原子晶體的熔點(diǎn)可能比SiO2高且不溶于水。答案(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5Si＜C＜O＜N(2)sp3三角錐形NH3與H2O分子間易形成氫鍵(3)CO(4)c3．(2023·煙臺(tái)調(diào)研)納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會(huì)生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B的單質(zhì)燃燒時(shí)均放出大量熱，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：電離能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540(1)某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如下圖所示，該同學(xué)所畫(huà)的電子排布圖違背了________。(2)ACl2分子中A原子的雜化類(lèi)型為_(kāi)_______。(3)氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問(wèn)題，C60可用作儲(chǔ)氫材料。已知金剛石中的C—C鍵的鍵長(zhǎng)大于C60中C—C鍵的鍵長(zhǎng)，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確________(填“是”或“否”)，并闡述理由______________________________。(4)科學(xué)家把C60和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體。寫(xiě)出基態(tài)鉀原子的價(jià)電子排布式______________，該物質(zhì)的K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______。(5)繼C60后，科學(xué)家又合成了Si60、N60等，C、Si、N元素的電負(fù)性由大到小的順序是______________________________，NCl3分子的VSEPR模型為_(kāi)_______。Si60分子中每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，且每個(gè)硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則一個(gè)Si60分子中π鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。解析(1)E(3s)<E(3p)，3s軌道排滿后才能排3p軌道；(2)由表格電離能可推測(cè)出A是Be，B是Mg，BeCl2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，采取sp雜化；(3)C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，決定二者熔沸點(diǎn)的作用力不同；(4)K原子序數(shù)為19，價(jià)電子為4s1，從晶胞可看出C60的個(gè)數(shù)8×eq\f(1,8)＋1＝2，K原子的個(gè)數(shù)12×eq\f(1,2)＝6，K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為3∶1；(5)根據(jù)同周期、同主族元素原子的電負(fù)性遞變規(guī)律可知：C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是N>C>Si；NCl3中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為四面體；Si的價(jià)電子數(shù)為4，每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子相連且最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以每個(gè)Si原子周?chē)挥?個(gè)π鍵，且2個(gè)Si共用1個(gè)π鍵，所以一個(gè)Si60分子中π鍵的數(shù)目為(60×1)×eq\f(1,2)＝30。答案(1)能量最低原理(2)sp雜化(3)否C60為分子晶體，熔化時(shí)破壞的是分子間作用力，無(wú)需破壞共價(jià)鍵(4)4s13∶1(5)N>C>Si四面體形304．前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D、E中，A的基態(tài)原子核外3個(gè)能級(jí)上有電子，且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等，B原子核外電子有7種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C元素原子核外的M層中只有2對(duì)成對(duì)電子，D＋與C2－的電子數(shù)相等，E元素位于元素周期表的ds區(qū)，且基態(tài)原子價(jià)電層電子均已成對(duì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)E2＋的價(jià)層電子排布圖為_(kāi)_______________。(2)五種元素中第一電離能最小的是________(填元素符號(hào))，CAB－離子中，A原子的雜化方式是________。(3)AB－、D＋和E2＋三種離子組成的化學(xué)物質(zhì)D2E(AB)4，其中化學(xué)鍵的類(lèi)型有________________，該化合物中存在一個(gè)復(fù)雜離子，該離子的化學(xué)式為_(kāi)_______，配位體是________。(4)C和E兩種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示。①該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______，E的配位數(shù)為_(kāi)_______，C采取________(填“簡(jiǎn)單立方”、“體心立方”、“六方最密”或“面心立方最密”)堆積；②列式表示該晶體的密度：________g·cm－3。解析(1)因E在ds區(qū)且基態(tài)原子均成對(duì)可知E為Zn，失去4s能級(jí)層上的兩個(gè)電子得Zn2＋。(2)由題意可知A為C，B為N，C為S，D為K，其中第一電離能最小的即金屬性最強(qiáng)的為K；在SCN－中C形成兩個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵，為sp雜化。(3)K2Zn(CN)4中含有離子鍵和共價(jià)鍵，而Zn2＋存在空軌道，與CN－形成配位鍵。(4)①根據(jù)均攤原理知其化學(xué)式為ZnS，由圖中虛線連接可知Zn的配位數(shù)為4，S采取六方最密堆積；②晶胞的體積V＝a×eq\f(\r(3),2)×a×b×10－30cm3，所以密度ρ＝eq\f(2×（65＋32）,×1023×\f(\r(3),2)a2×b×10－30)g·cm－3。答案(1)(2)Ksp雜化(3)共價(jià)鍵、配位鍵、離子鍵[Zn(CN)4]2－CN－(4)①ZnS4六方最密②eq\f(2×（65＋32）,×1023×\f(\r(3),2)a2×b×10－30)5．(2023·蘇州市高三學(xué)情調(diào)研)已知：硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)即可得到配合物A，其結(jié)構(gòu)如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)Cu元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為_(kāi)_______。(2)元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______。(3)配合物A中碳原子的軌道雜化類(lèi)型為_(kāi)_______。(4)1mol氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______________。(5)氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳。寫(xiě)出二氧化碳的一種等電子體：________(寫(xiě)化學(xué)式)。(6)已知：硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體，其結(jié)構(gòu)如圖。則該化合物的化學(xué)式是________。解析(1)基態(tài)Cu原子核外有29個(gè)電子，外圍電子排布式為3d104s1。(2)同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)，第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C。(3)配合物A中碳原子為sp2雜化、sp3雜化。(4)氨基乙酸根的結(jié)構(gòu)為，1mol氨基乙酸鈉(H2N—CH2—COONa)含8molσ鍵。(5)與CO2互為等電子體的有N2O、SCN－、Neq\o\al(－,3)等。(6)該晶胞中Cu的個(gè)數(shù)為4，O的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，Cu、O的個(gè)數(shù)比為2∶1，故化學(xué)式為Cu2O。答案(1)3d104s1(2)N＞O＞C(3)sp2、sp3(4)8××1023(5)N2O(或SCN－、Neq\o\al(－,3)等)(6)Cu2O6．(2023·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，37)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2－和B＋具有相同的電子構(gòu)型：C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)四種元素中電負(fù)性最大的是________(填元素符號(hào))，其中C原子的核外電子排布式為_(kāi)_______。(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是________(填分子式)，原因是________________________________________________________________________；A和B的氫化物所屬的晶體類(lèi)型分別為_(kāi)_______和________。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1∶3的化合物E，E的立體構(gòu)型為_(kāi)_______________，中心原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_______。(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為_(kāi)_______，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)_______，單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A，其化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。(5)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a＝nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_(kāi)_______；晶胞中A原子的配位數(shù)為_(kāi)_______；列式計(jì)算晶體F的密度(g·cm－3)________。解析由C元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍可知，C是磷元素；由A2－和B＋具有相同的電子構(gòu)型，且A、B原子序數(shù)小于15可知，A是氧元素，B是鈉元素；A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)依次增大，C、D為同周期元素，且D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子，因此D是氯元素。(1)元素的非金屬性O(shè)>Cl>P，則電負(fù)性O(shè)>Cl>P，Na是金屬，其電負(fù)性最??；P的電子數(shù)是15，根據(jù)構(gòu)造原理可寫(xiě)出其核外電子排布式。(2)氧元素有O2和O3兩種同素異形體，相對(duì)分子質(zhì)量O3>O2，范德華力O3>O2，則沸點(diǎn)O3>O2。A和B的氫化物分別是H2O和NaH，所屬晶體類(lèi)型分別為分子晶體和離子晶體。(3)PCl3分子中P含有一對(duì)孤電子對(duì)，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，因此其立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子P的雜化軌道類(lèi)型為sp3雜化。(4)Cl2O分子中心原子O原子含有2對(duì)孤電子對(duì)，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，因此其立體構(gòu)型為V形；根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒可寫(xiě)出Cl2與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式。(5)根據(jù)化合物F的晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法可計(jì)算出氧原子個(gè)數(shù)：N(O)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，鈉原子全部在晶胞內(nèi)，N(Na)＝8，因此F的化學(xué)式為Na2O；以頂角氧原子為中心，與氧原子距離最近且等距離的鈉原子有8個(gè)，即晶胞中A原子的配位數(shù)為8；晶胞參數(shù)即晶胞的棱長(zhǎng)a＝nm，晶體F的密度＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4×62g/mol,×1023mol－1),（×10－7cm）3)＝g/cm3。答案(1)O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(2)O3O3相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力較大分子晶體離子晶體(3)三角錐形sp3雜化(4)V形42Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋CO2＋2NaCl)(5)Na2O8eq\f(4×62g/mol,（×10－7cm）3××1023mol－1)＝g/cm37．過(guò)渡元素Ti、Mn、Fe、Cu等可與C、H、O形成多種化合物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個(gè)區(qū)域，其中Mn屬于________區(qū)。(2)Ti(BH4)2是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料?；鶓B(tài)Ti2＋中電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_(kāi)_______，該能層具有的原子軌道數(shù)為_(kāi)_______。BHeq\o\al(－,4)的立體構(gòu)型是________。(3)在Cu的催化作用下，乙醇可被空氣中氧氣氧化為乙醛，乙醛分子中碳原子的雜化方式是________，乙醛分子中HCO的鍵角________乙醇分子中HCO的鍵角(填“大于”、“等于”或“小于”)。(4)電鍍廠排放的廢水中常含有劇毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO將CN－氧化成CNO－，再在酸性條件下CNO－繼續(xù)被NaClO氧化成N2和CO2。①H、C、N、O四種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開(kāi)_______________。②與CN－互為等電子體微粒的化學(xué)式為_(kāi)_______(寫(xiě)出一種即可)(5)單質(zhì)鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)之比為_(kāi)_______，δ、γ、α三種晶胞的邊長(zhǎng)之比為_(kāi)_______。解析(1)Mn的外圍電子排布式為3d54s2，位于元素周期表的d區(qū)。(2)Ti的原子序數(shù)為22，Ti2＋核外有20個(gè)電子，Ti2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2或[Ar]3d2，電子占據(jù)的最高能層為M層，M層有s、p、d三種能級(jí)，軌道數(shù)為1＋3＋5＝9。BHeq\o\al(－,4)的立體構(gòu)型為正四面體形。(3)CH3CHO中左邊碳原子的雜化類(lèi)型為sp3，右邊碳原子的雜化類(lèi)型為sp2。乙醛分子中H—C—O的鍵角大于乙醇分子中H—C—O的鍵角。(4)①電負(fù)性：H＜C＜N＜O。②CO、N2與CN－互為等電子體。(5)δ為體心立方，γ為面心立方，α為簡(jiǎn)單立方，三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)分別為8、12、6，配位數(shù)之比為4∶6∶3。設(shè)Fe的原子半徑為r，δ、γ、α晶胞的邊長(zhǎng)分別為a1、a2、a3，則δ中eq\r(3)a1＝4r，γ中eq\r(2)a2＝4r，α中a3＝2r，則邊長(zhǎng)之比為：eq\f(4,\r(3))r∶(2eq\r(2)r)∶(2r)＝eq\f(2,\r(3))∶eq\r(2)∶1。答案(1)d(2)M9正四面體形(3)sp2、sp3大于(4)①H＜C＜N＜O②CO(或N2等)(5)4∶6∶3eq\f(2,\r(3))∶eq\r(2)∶18．氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤(rùn)滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。eq\a\vs4\al()(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為_(kāi)_______________________________________________。(2)關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法，正確的是________(填序號(hào))。a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟c．兩種晶體中的B－N鍵均為共價(jià)鍵d．兩種晶體均為分子晶體(3