老高考新教材適用2025版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)大題突破練5物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題

大題突破練5物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題1.(2024山東德州二模)鋅及其化合物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)方面用途廣泛。(1)基態(tài)Zn原子的價(jià)電子排布式為。

(2)Zn原子能形成多種配位化合物。一種鋅的協(xié)作物結(jié)構(gòu)如圖:其中C、N、O、Zn元素的第一電離能大小關(guān)系是,結(jié)構(gòu)中參加sp3雜化的原子有個(gè)。配位鍵①和②相比,較穩(wěn)定的是;鍵角③(填“>”“<”或“=”)鍵角④。

(3)(CH3COO)2Zn和ZnC2O4中陰離子對(duì)應(yīng)的酸中沸點(diǎn)較高的是(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式),緣由是。

(4)ZnO存在多種晶體結(jié)構(gòu),其中纖鋅礦型和閃鋅礦型是最常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu),如圖為這兩種晶體的局部結(jié)構(gòu)。①圖a纖鋅礦型ZnO晶體中O2-的配位數(shù)為。

②閃鋅礦型中Zn2+填入O2-所形成的“正四面體”空隙中,閃鋅礦晶胞中含有個(gè)“正四面體”空隙。

③圖b閃鋅礦型晶胞密度為ρg·cm-3,則Zn2+與O2-的距離為nm。(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)

2.光電材料[氟代硼鈹酸鉀晶體(KBe2BO3F2)等]是目前科學(xué)家特殊關(guān)注的材料。其結(jié)構(gòu)如圖所示,其中氧原子已省略,圖中的原子分別位于立方體的頂點(diǎn)、棱及面上,可由BeO、KBF4和B2O3在肯定條件下制得,同時(shí)放出BF3氣體。(1)基態(tài)B原子中有種能量不同的電子,存在未成對(duì)電子的能級(jí)電子云空間有種伸展方向。

(2)KBe2BO3F2結(jié)構(gòu)圖中X表示(填元素符號(hào)),組成元素中非金屬元素的電負(fù)性由強(qiáng)到弱的依次為(填元素符號(hào));BF4-中B原子的雜化方式為,已知苯分子中含有大π鍵,可記為Π66(右下角“6”表示6個(gè)原子,右上角“6”表示6個(gè)共用電子),試驗(yàn)測(cè)得BF3分子中B-F的鍵長(zhǎng)遠(yuǎn)小于二者原子半徑之和,所以BF(3)已知鹵化物的水解機(jī)理分親核水解和親電水解。發(fā)生親核水解的結(jié)構(gòu)條件:中心原子具有δ+和有空的價(jià)軌道;發(fā)生親電水解的結(jié)構(gòu)條件:中心原子有孤電子對(duì),接受H2O的H+進(jìn)攻,則NCl3發(fā)生水解的產(chǎn)物是。

(4)若立方體邊長(zhǎng)分別為m,m,n(單位為pm),則該晶體的密度為g·cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計(jì)算式)。

3.(2024山東青島一模)鉻是人體內(nèi)微量元素之一,是重要的血糖調(diào)整劑。(1)鉻在元素周期表中的位置為,其基態(tài)原子核外電子占據(jù)的原子軌道數(shù)為。

(2)已知Cr3+半徑小,正電場(chǎng)較強(qiáng),簡(jiǎn)單與H2O、NH3、Cl-等分子或離子形成多種協(xié)作物,[Cr(H2O)2①該協(xié)作物中供應(yīng)孤電子對(duì)形成配位鍵的原子是。

②中心原子雜化方式為(填字母)。

a.sp2 b.sp3c.sp3d d.d2sp3③該物質(zhì)中,N—H的鍵角比獨(dú)立存在的氣態(tài)氨氣分子中鍵角略大,其緣由是

。

(3)鈦鉻合金是一種高溫結(jié)構(gòu)材料,其次電離能I2(Ti)(填“>”或“<”)I2(Cr),緣由是。

(4)鉻的一種氮化物晶體立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。A點(diǎn)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),則B點(diǎn)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。已知r(N3-)=anm,r(Cr3+)=bnm,則AB間距離為nm。

4.(2024福建龍巖三模)鎳是一種硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬,在很多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)Ni原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種;Ni的熔點(diǎn)明顯高于Ca,其緣由是

。

(2)Ni-NTA-Nangold可用于檢測(cè)或定位6x組氨酸(His)或Poly-His標(biāo)記的重組蛋白。Ni(Ⅱ)-NTA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。①與Ni2+配位的原子形成的空間結(jié)構(gòu)為。

②配體N(CH2COO-)3中4種元素的I1從大到小的依次為(用元素符號(hào)表示)。

③已知N……Ni存在大π鍵,其結(jié)構(gòu)中氮原子的雜化方式為。

(3)鎳摻雜的稀磁半導(dǎo)體DMS的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知晶體密度為dg·cm-3,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則Ni原子與Mg原子間的距離為cm(列出計(jì)算表達(dá)式)。

5.(2024廣東汕頭二模)鎳鈷錳三元材料LiNixCoyMnzO2是一類新型鋰離子電池正極材料,具有容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。(1)錳元素基態(tài)原子的電子排布式為,鎳鈷錳三種基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)最多的是(填元素符號(hào))。

(2)鎳可以形成多種協(xié)作物,如Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4等。①上述兩種協(xié)作物都存在的化學(xué)鍵是(填字母)。

a.離子鍵 b.配位鍵c.極性鍵 d.非極性鍵②Ni(CO)4常溫下難溶于水,易溶于CCl4中,可推知其為(填“極性分子”或“非極性分子”)。

③[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的空間結(jié)構(gòu)為。

(3)鋰離子電池目前廣泛采納溶有LiPF6的碳酸酯作為電解液。①LiPF6各元素的第一電離能從大到小的依次為。

②常見(jiàn)溶劑碳酸乙烯酯()中碳原子的雜化方式是。

(4)LiCoO2的晶胞是六棱柱,其結(jié)構(gòu)如圖所示,鎳鈷錳三元材料中Ni和Mn取代了部分Co的位置:晶胞中含Li原子數(shù)為,若晶胞的底邊邊長(zhǎng)為anm,高為cnm,x∶y∶z=1∶1∶1,則LiNixCoyMnzO2晶胞的密度為g·cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計(jì)算式)。

6.(2024廣東韶關(guān)二模)硼、鈦、鐵、銅等元素的化合物具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)Ti(BH4)3(硼氫化鈦)可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得?；鶓B(tài)鈦原子的價(jià)層電子排布圖(軌道表示式)為。BH4-的空間結(jié)構(gòu)為,B原子的雜化軌道類型為。電負(fù)性大小依次為H(2)基態(tài)鐵原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種。Fe成為陽(yáng)離子時(shí)首先失去軌道電子。FeCl3的熔點(diǎn)為306℃、沸點(diǎn)315℃,FeCl3的晶體類型為。

(3)元素Cu的一種氯化物立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:①原子坐標(biāo)參數(shù)可用來(lái)表示晶胞內(nèi)各原子的相對(duì)位置,圖中各原子坐標(biāo)參數(shù)如下:A為(0,0,0)、B為(0,1,1)、C為(1,0,0),則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為。

②該晶體中,銅、氯的微粒個(gè)數(shù)之比為。

③若晶胞邊長(zhǎng)為apm,銅元素微粒半徑為bpm,氯元素微粒半徑為cpm,則該晶胞的空間利用率(即晶胞中原子體積占晶胞體積的百分率)為(列出計(jì)算式)。

7.(2024四川成都三診)某籠形包合物Ni(CN)a(NH3)b(C6H6)c的晶胞如圖所示。回答下列有關(guān)問(wèn)題。(1)基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式為;該物質(zhì)中非金屬元素電負(fù)性由大到小是。

(2)NH3中N的雜化軌道類型為;從結(jié)構(gòu)角度分析C、P原子之間不易形成π鍵的緣由是

。

(3)在晶胞中,鎳離子與CN-之間產(chǎn)生配位鍵,配體CN-供應(yīng)的配位原子有。

(4)推想該包合物中氨與苯分子數(shù)目比,即b∶c為,其中Ni的平均化合價(jià)為。

(5)若此晶胞體積為V=a3nm3,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶胞的摩爾質(zhì)量為M,則晶體密度為g·cm-3(列出計(jì)算表達(dá)式)。

8.(2024河南商丘三模)CIGS靶材是一種主要含銅、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)的合金,由于其良好的電學(xué)傳導(dǎo)和光學(xué)透亮性被廣泛用于薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)Ga的核外電子排布為[Ar]3d104s24p1,轉(zhuǎn)化為下列激發(fā)態(tài)時(shí)所需能量最少的是(填字母)。

(2)硫酸銅分別和氨水、EDTA[(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2]可形成協(xié)作物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4、[Cu(EDTA)]SO4。①EDTA中碳原子雜化方式為。

②C、N、O、S四種元素中,第一電離能最大的是。

③在[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4化合物中,陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖),該陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類型為,該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是。

(3)四方晶系CuInSe2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)為a=b=mpm,c=2mpm,晶胞棱邊夾角均為90°。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,CuInSe2的相對(duì)質(zhì)量為M,則該晶體密度ρ=g·cm-3(用含有m、M和NA的代數(shù)式表示)。該晶胞中,原子坐標(biāo)分別為2號(hào)Cu原子(0,0.5,0.25),3號(hào)In原子(0,0.5,0.75),4號(hào)Se原子(0.25,0.75,0.125)。則1號(hào)Se原子的坐標(biāo)為,晶體中與單個(gè)In鍵合的Se有個(gè)。

參考答案大題突破練5物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題1.答案(1)3d104s2(2)N>O>C>Zn8①>(3)HOOC—COOH草酸的相對(duì)分子質(zhì)量高于醋酸,同時(shí)草酸分子中存在兩個(gè)羧基結(jié)構(gòu),與其他分子形成分子間氫鍵的數(shù)目多于醋酸(4)①4②8③3解析(1)Zn位于元素周期表中第四周期第ⅡB族,價(jià)電子排布式為3d104s2。(2)同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢(shì),同主族元素從上到下第一電離能漸漸減小,故第一電離能由大到小的依次為N>O>C>Zn;結(jié)構(gòu)中的單鍵碳原子和水中的氧原子都參加sp3雜化,共有8個(gè)原子。N和O相比,N的電負(fù)性弱,更簡(jiǎn)單供應(yīng)孤電子對(duì),配位鍵更加穩(wěn)定,故更加穩(wěn)定的是配位鍵①;鍵角③是雙鍵和單鍵之間的排斥力,電子云密度大,排斥力較大,鍵角較大,鍵角④是單鍵和單鍵之間的排斥力,電子云密度小,排斥力較小,鍵角較小,故鍵角③>鍵角④。(3)陰離子對(duì)應(yīng)的酸分別為乙酸(CH3COOH)、草酸(HOOC—COOH),草酸的相對(duì)分子質(zhì)量高于醋酸,同時(shí)草酸分子中存在兩個(gè)羧基結(jié)構(gòu),與其他分子形成分子間氫鍵的數(shù)目多于醋酸,故沸點(diǎn)高的是HOOC—COOH。(4)①由題圖可知,a纖鋅礦型ZnO晶體中O2-的配位數(shù)為4;②O2-所形成的“正四面體”空隙有8個(gè);③依據(jù)均攤原則,閃鋅礦型晶胞含有Zn原子數(shù)4×1=4,O原子數(shù)8×18+6×12=4,晶胞的邊長(zhǎng)是33.24342.答案(1)33(2)BeF>O>Bsp3Π(3)NH3、HClO(4)308解析(1)基態(tài)B原子的核外電子排布式為1s22s22p1,1s、2s、2p能量不同,則有3種能量不同的電子;2p能級(jí)存在未成對(duì)電子,p能級(jí)電子云空間有3種伸展方向。(2)圖中的原子分別位于立方體的頂點(diǎn)、棱及面上,依據(jù)“均攤法”,K:8×18+2×12=2,X:8×14+4×12=4,Y:8×14+4×12=4,Z:4×14+2×12=2,結(jié)合化學(xué)式KBe2BO3F2,原子半徑:Be>B>F,故圖中X表示Be,Y表示F,Z表示B;B、O、F為非金屬元素,三者處于其次周期,同周期從左到右元素的電負(fù)性漸漸增大,則電負(fù)性由強(qiáng)到弱的依次為F>O>B。BF4-中中心原子B上的孤電子對(duì)數(shù)為12×(3+1-4×1)=0,σ鍵電子對(duì)數(shù)為4,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+4=4,故B原子實(shí)行sp3(3)NCl3中中心原子N上的孤電子對(duì)數(shù)為12×(5-3×1)=1,依據(jù)“中心原子有孤電子對(duì),接受H2O的H+進(jìn)攻”,則NCl3水解生成NH3(4)晶胞的體積為m2n×10-30cm3,1個(gè)晶胞的質(zhì)量為2×154NAg=308N3.答案(1)第四周期第ⅥB族15(2)①O、N②d③獨(dú)立存在的氨氣分子中氮原子含有一對(duì)孤電子對(duì),而該物質(zhì)中的N原子的孤電子對(duì)供應(yīng)出來(lái)與Cr3+形成了成鍵電子對(duì)(3)<鈦其次電離能失去的是4s1電子,鉻其次電離能失去的是半充溢的3d5電子(4)(1,1,12)3(a+b解析(1)鉻的原子序數(shù)為24,在元素周期表中的位置為第四周期第ⅥB族;其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,s能級(jí)1個(gè)軌道,p能級(jí)3個(gè)軌道,d能級(jí)5個(gè)軌道,結(jié)合洪特規(guī)則,其占據(jù)的原子軌道數(shù)為1+1+3+1+3+5+1=15。(2)①該協(xié)作物中[Cr(H2O)2(NH3)4]Cl3·2H③該物質(zhì)中,N—H的鍵角比獨(dú)立存在的氣態(tài)氨氣分子中鍵角略大,其緣由是獨(dú)立存在的氨氣分子中氮原子含有一個(gè)孤電子對(duì),而該物質(zhì)中的N原子的孤電子對(duì)供應(yīng)出來(lái)與Cr3+形成了成鍵電子對(duì),孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力,故N—H的鍵角比獨(dú)立存在的氣態(tài)氨氣分子中鍵角略大。(3)鈦原子的核外電子排布式為[Ar]3d24s2,其次電離能失去的是4s1電子,鉻其次電離能失去的是3d5電子,3d5處于半充溢狀態(tài),較為穩(wěn)定,須要較大能量才能失去,故其次電離能I2(Ti)<I2(Cr)。(4)從該晶胞圖示可知,A點(diǎn)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),結(jié)合B點(diǎn)在x、y、z三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影,則B點(diǎn)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,12);已知r(N3-)=anm,r(Cr3+)=bnm,晶胞參數(shù)為2(a+b)nm,則面對(duì)角線為22(a+b)nm,B點(diǎn)究竟面的長(zhǎng)度為(a+b)nm,則AB間距離為[224.答案(1)28Ni與Ca同周期,Ni的原子半徑比較小且價(jià)電子數(shù)多,形成的金屬鍵比較強(qiáng),熔點(diǎn)比較高(2)①八面體形②N>O>H>C③sp2(3)2解析(1)鎳元素的原子序數(shù)為28,核外電子數(shù)為28,由泡利不相容原理可知,同種原子的核外沒(méi)有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子,則基態(tài)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有28種;金屬晶體的金屬鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,鎳和鈣都是金屬晶體,鎳元素與鈣元素同周期,鎳原子半徑比鈣小且價(jià)電子數(shù)比鈣多,形成的金屬鍵比鈣強(qiáng),熔點(diǎn)比鈣高。(2)①由協(xié)作物的結(jié)構(gòu)可知,鎳離子與具有孤電子對(duì)的氮原子和氧原子形成配位鍵,配位數(shù)為6,空間結(jié)構(gòu)為八面體形。③由N……Ni存在大π鍵可知,結(jié)構(gòu)中氮原子的雜化方式為sp2雜化。(3)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點(diǎn)的鎳原子個(gè)數(shù)為8×18=1,位于面心鎂原子個(gè)數(shù)為6×12=3,位于體內(nèi)的鐵原子個(gè)數(shù)為4,晶胞的化學(xué)式為NiMg3Fe4,設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為acm,由晶胞的質(zhì)量公式可得:355NA=a3d,解得a=33555.答案(1)1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)Mn(2)①bc②非極性分子③正四面體形(3)①F>P>Li②sp2、sp3(4)99解析(1)錳是25號(hào)元素,則錳元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2或者[Ar]3d54s2,鎳、鈷、錳三種基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式分別為3d84s2、3d74s2、3d54s2,故它們基態(tài)原子中的未成對(duì)電子數(shù)分別為2、3、5,則未成對(duì)電子數(shù)最多的是Mn。(2)①Ni(CO)4中不存在離子鍵,a錯(cuò)誤;Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4都存在配位鍵,b正確;Ni(CO)4中有C和O之間的極性鍵,[Ni(NH3)6]SO4中有N-H、S-O之間的極性鍵,c正確;Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4都不存在非極性鍵,d錯(cuò)誤。②H2O是極性分子,CCl4是非極性分子,依據(jù)“相像相溶”原理可知,Ni(CO)4常溫下難溶于水,易溶于CCl4中,可推知其為非極性分子。③[Ni(NH3)6]SO4中陰離子即SO42-(3)①依據(jù)第一電離能的改變規(guī)律:同一周期主族元素從左往右呈增大趨勢(shì),第ⅡA族與第ⅤA族反常,同一主族從上往下依次減小,故LiPF6各元素的第一電離能從大到小的依次為F>P>Li。②常見(jiàn)溶劑碳酸乙烯酯()中形成碳氧雙鍵的C原子四周形成了3個(gè)σ鍵,則該原子采納sp2雜化,其余碳原子四周形成了4個(gè)σ鍵,采納sp3雜化。(4)由題干晶胞圖示可知,晶胞中含Li原子數(shù)為9,若晶胞的底邊邊長(zhǎng)為anm,高為cnm,x∶y∶z=1∶1∶1,依據(jù)晶胞可知,x+y+z=9,得x=y=z=3,即一個(gè)晶胞中含有9個(gè)Li、3個(gè)Ni、3個(gè)Co、3個(gè)Mn和18個(gè)O,則一個(gè)晶胞的質(zhì)量為m=9×7+3×59+3×59+3×55+18×16NAg,一個(gè)晶胞的體積為V=332a6.答案(1)正四面體形sp3>(2)264s分子晶體(3)①(34,14,14)解析(1)Ti的價(jià)層電子排布式為3d24s2,軌道表示式為;BH4-的中心原子B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+12×(3+1-4×1)=4,其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,B實(shí)行sp(2)鐵原子核外有26個(gè)電子,每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不相同,所以鐵原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有26種;鐵的價(jià)層電子排布式為3d64s2,Fe成為陽(yáng)離子時(shí)首先失去的是最外層4s軌道上的電子,FeCl3的熔沸點(diǎn)比較低,故FeCl3是分子晶體。(3)①D位于晶胞內(nèi)部,若把晶胞分為8個(gè)相等的小立方體,則D位于包含C的小立方體的體心。依據(jù)A、B、C的原子坐標(biāo)參數(shù)可知,D的原子坐標(biāo)參數(shù)為(34②該晶體中,銅位于內(nèi)部,共4個(gè),氯位于頂點(diǎn)和面心,共8×18+6×12=4個(gè),所以銅、氯微粒個(gè)數(shù)比為1③晶胞中有4個(gè)銅原子、4個(gè)氯原子,占有的體積為4×43π(b3+c3)pm3,晶胞邊長(zhǎng)為apm,則晶胞體積為a3pm3,該晶胞的空間利用率為167.答案(1)3d84s2N>C>H(2)sp3C和P的原子半徑較大,“頭碰頭”重疊形成σ鍵之后很難進(jìn)行“肩并肩”重疊形成π鍵(3)C(4)1∶1+2價(jià)(5)MNA解析(1)Ni是28號(hào)元素,故基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式為3d84s2;該物質(zhì)中非金屬元素即C、N、H,依據(jù)電負(fù)性同一周期從左往右依次增大,同一主族從上往下依次減小可知,電負(fù)性由大到小是N>C>H。(2)NH3中中心原子N原子四周的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為