2020版高考化学突破二轮复习 集训13 物质结构与性质(选修③).doc

1、 专题限时集训(十三) 物质结构与性质(选修) (限时：45 分钟) 1(2019 唐山模拟)原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别依次处于第一至第四周期，自然界 中存在多种 A 的化合物，B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，B 与 C 可形成正四面体形分子，D 的基 态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题： (1)这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为_，第一 电离能最小的元素是_(填元素符号)。 (2)C所 在 主 族 的 前 四 种 元 素 分 别 与A形 成 的 化 合 物 ， 沸 点 由 高 到 低 的 顺 序 是 _(填

2、化学式)。 (3)B 元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为_；另一种的晶胞 如图二所示，该晶胞的空间利用率为_。 图一 图二 图三 (4)D 元素形成的单质，其晶体的堆积模型为_，D 的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含 有的化学键是_(填选项序号)。 极性键 非极性键 配位键 金属键 (5)向 D 的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是_ _。 请写出上述过程的离子方程式：_， _。 解析 原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别依次处于第一至第四周期，自然界中存在多 种 A 的化合物，则 A 为氢元素；B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，即核外

3、有 6 个电子，则 B 为碳元 素；D 的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D 原子外围电子排布为 3d104s1，则 D 为铜元素；结合原子序数可知，C 只能处于第三周期，B 与 C 可形成正四面体形分子，则 C 为氯元素。 (3)图一为石墨的平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为 120 ，每个碳原子都结合着 3 个碳原子，碳原子 采取 sp2杂化；图二为金刚石的晶胞，一个晶胞中含碳原子数为 8 1 86 1 248，令碳原子直径为 a，晶胞 中 C 原子总体积8 4 3( a 2) 3，碳原子与周围的 4 个原子形成正四面体结构，中心碳原子与正四面体顶点原子 相邻，中心

4、碳原子到底面距离为a 3，则正四面体的高为(a a 3) 4a 3 ，设正四面体的棱长为 x，则斜面的高为 3 2 x，底面中心到边的距离为 3 2 x 1 3，再根据勾股定理：( 4a 3 )2( 3 2 x 1 3) 2( 3 2 x)2，整理得 x2 6a 3 ，故晶胞棱 长2 6a 3 24 3a 3 ，则晶胞体积为(4 3 3 )3，晶胞空间利用率8 4 3( a 2) 3 (4 3 3 )3 100% 3 1634%。 答案 (1) Cu (2)HFHIHBrHCl (3)sp2 34% (4)面心立方最密堆 积 (5) 首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶

5、液 Cu2 2NH3 H2O=Cu(OH)22NH 4 Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)4 22OH 2(2019 武汉模拟)磷及其化合物与人们的健康和生活密切相关。请回答下列问题： (1)基态磷原子价电子轨道表示式为_，其第一电离能比硫的_(填“大”或“小”)。 (2)羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(OH)中氧原子的杂化方式为 _，PO3 4的立体构型为_，该化合物所含元素电负性最大的是_。 (3)P4O6的分子结构中只含有单键，且每个原子的最外层都满足 8 电子结构，则该分子中含有的共价键 数目是_。 (4)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧

6、酸。 亚磷酸与 NaOH 反应只生成 NaHPO3和 NaH2PO3两种 盐，则 H3PO3的结构式为_，其为_元酸，原因是_ _。 (5)磷酸分子间脱水可生成多磷酸，其某一钙盐的结构如图所示： 由图推知该多磷酸钙盐的通式为_。 (6)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，晶胞如下图所示，其密度为 g cm 3，设 N A是阿伏加德罗常数的 值，则磷原子的配位数为_，晶胞参数为_ pm。 解析 (2)OH 中氧原子的价层电子对数为 62 2 4， 所以氧原子按 sp3方式杂化； PO3 4中 P 原子价层 电子对数4 532 4 2 4，没有孤电子对，故 PO3 4为正四面体结构；根据元素的非金属性越

7、强，元素 的电负性越大， Ca、P、O、H 四种元素中 O 的非金属性最强，O 元素的电负性最大；(3)P 原子最外层有 5 个电子，能够与 3 个 O 原子形成 3 对共用电子对，O 原子最外层有 6 个电子，可以与 2 个 P 原子形成 2 对 共用电子对，要使分子中每个原子都达到 8 电子稳定结构，其结构式为，可见分子中含有的 共价键为 12 个；(4)亚磷酸与 NaOH 溶液发生酸碱中和反应只生成 NaHPO3和 NaH2PO3两种盐，羟基 H 原 子能电离产生 H，说明 H3PO3分子中含有 2 个OH，它属于二元酸，由于 P 最外层有 5 个电子，则结构 式为 POHOOHH 或

8、POHOOHH；(5)由图推知该多磷酸钙盐最小的重复单元是 CaP2O6，所以该多磷酸钙盐 的通式为(CaP2O6)n；(6)根据晶体结构可知每个 B 原子被四个距离相等且最近的 P 原子包围，每个 P 原子被 四个距离相等且最近的 B 原子包围， 所以 P 原子的配位数是 4； 在一个晶胞中含有的 P 原子数目： 8 1 86 1 2 4， 在一个晶胞中含有的 B 原子数目： 4 14， 即 1 个晶胞中含有 4 个 BP， 晶胞的质量是 m 4 42 g mol1 NA /mol 168 NA g， 由于晶胞密度为 g cm 3， 所以晶胞的体积为m 168 NA g g cm3 168

9、NA cm 3， 所以晶胞参数为 3 168 NA cm 3 168 NA 10 10 pm。 答案 (1) 大 (2) sp3 正四面体形 O(或氧元素) (3)12 (4) 二 一个 H3PO3分子中只有两个羟基，含氧酸羟基上的氢易电离 (5) (CaP2O6)n (6)4 3 168 NA 10 10 3 (2019 张家口模拟)Se 是迄今为止发现的最重要的抗衰老元素， 也有抗癌之王的美誉。 回答下列问题： (1)基态 Se 原子核外电子占据的轨道中，电子云轮廓图形状为哑铃形的有_个；第四周期的过渡 金属中，基态原子核外未成对电子数与基态 Se 原子相同的有_种。 (2)Se 及其同周

10、期相邻元素相比，三种元素的基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 _。 (3)H2Se 属于_(填“极性”或“非极性”)分子；其熔点低于同条件下 NaH 熔点的原因为 _ _。 (4)SeO2的立体构型为_；SeO3中 Se 原子的杂化形式为_。 (5)写出一种与 SeO2 4互为等电子体的分子式_。 (6)Se 能与形成具有多种生物活性的配合物。 1 mol 中含有 键的数目为_。 (7)硒化锌是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构如图所示。若晶胞参数为 a pm，阿伏加德罗常数 的值为 NA晶体密度为 g cm 3，则硒化锌的摩尔质量可表示为_(列出计算式即可)。 解析 (3)H2Se 分子

11、内为极性共价键，根据价层电子对互斥理论可知，该分子价层电子对数为 4，有 2 对孤电子对，则其分子的立体构型为 V 形，极性键的极性向量和不等于零，所以该分子为极性分子，又因 为 NaH 形成的晶体为离子晶体，而 H2Se 形成的晶体属于分子晶体，所以其熔沸点较 NaH 低。(6)根据上述 分析可知，1 mol 分子中 键数目等于共价键数，所以 键数目总数2 12 mol(苯 环上)5 1 mol(酚羟基) 5 1 mol(杂环) 34 mol。(7)设硒化锌的摩尔质量为 M g mol1，该晶胞中含有 硒原子数为 8 1 86 1 24，含有锌原子数为 4，其化学式可表示为 ZnSe，根据晶

12、胞中 m V可得， 4M NA a 10103 ，化简整理得 M NAa3 1030 4 。 答案 (1)9 2 (2)BrAsSe (3)极性 H2Se 形成的晶体属于分子晶体， NaH 形成的晶体为离子晶体 (4)V 形 sp2 (5)CX4、SiX4(X 代表卤原子)等中的一种 (6) 34NA (7) NAa 3 1030 4 g mol 1 4(2019 德州模拟)镍是有机合成的重要催化剂。 (1)基态镍原子的价电子排布式_。 (2)镍和苯基硼酸共催化剂实现了丙烯醇(CH2=CHCH2OH)的绿色高效合成。 丙烯醇中碳原子的杂化 类型有_；丙醛(CH3CH2CHO)与丙烯醇(CH2=

13、CHCH2OH)分子量相等，但丙醛比丙烯醇 的沸点低的多，其主要原因是_ _。 (3)羰基镍Ni(CO)4用于制备高纯度镍粉。羰基镍Ni(CO)4中 Ni、C、O 的电负性由大到小的顺序为 _。 (4)Ni2 能形成多种配离子，如Ni(NH 3)6 2、Ni(SCN) 3 等。NH 3 的立体构型为_；与 SCN 互为等电子体的分子有_(填分子式)。 (5)“NiO”晶胞如图： 氧 化 镍 晶 胞 中 原 子 坐 标 参 数A为 (000) ， B为 (110) ， 则C原 子 坐 标 参 数 为 _。 已知氧化镍晶胞密度 d g cm 3，N A代表阿伏加德罗常数的值，则 Ni 2半径为_

14、nm(用代数式 表示)。 解析 (2)丙烯醇中碳原子形成了一个碳碳双键，其余为碳氧、碳氢单键，所以 C 原子的杂化类型有 sp2和 sp3杂化，丙醛(CH3CH2CHO)与丙烯醇(CH2=CHCH2OH)分子量相等，但丙醛比丙烯醇的沸点低的 多，是因为丙烯醇分子间存在氢键。 (4)NH3分子中 N 原子是 sp3杂化，且具有一对孤对电子，则 NH3的立 体构型为三角锥形，与 SCN 互为等电子体的分子有 N 2O 或 CO2。 (5)晶胞是正方体结构，且氧化镍晶胞 中原子坐标参数 A 为(000)，B 为(110)，则 C 原子坐标参数为(1 2，11)；已知氧化镍晶胞密度 d g cm 3，

15、设 Ni2 半径为 r nm， O 原子半径为 x nm， 晶胞的参数为 a nm， 一个晶胞中含有 4 个 NiO， 则 m(晶胞)75 4 NA g， V(晶胞)a3，则可以得到(a 107)3 d300 NA ，a 3 300 NA d 10 7 nm，又因为晶胞对角线 3 个 O 原子相切，晶胞 参数 a2x2r，即 4x 2a，x 2 4 a，带入计算可得到 ra 2 2 4 a2 2 4 3 300 NA d 10 7 nm。 答案 (1)3d84s2 (2)sp2、sp3 丙烯醇中分子间存在氢键 (3)OCNi (4)三角锥形 N2O 或 CO2 (5) 1 2，1，1 2 2

16、4 3 300 NA d 10 7 5(2019 厦门模拟)钴及其化合物在生产生活中有广泛的应用。回答下列问题： (1)基态钴原子价电子排布式为_。 (2)Co3 在 水 中 易 被 还 原 成Co2 ， 而 在 氨 水 中 可 稳 定 存 在 ， 其 原 因 为 _ _。 (3)Co(NO 3)4 2中 Co2的配位数为 4，配体中 N 的杂化方式为_，该配离子中各元素 I 1由小到 大的顺序为_(填元素符号)，1 mol 该配离子中含 键数目为_NA。 (4)八面体配合物 CoCl3 3NH3结构有_种，其中极性分子有_种。 (5)配合物 Co2(CO)8的结构如下图，该配合物中存在的作用

17、力类型有_(填字母)。 A金属键 B离子键 C共价键 D配位键 E氢键 F范德华力 (6)钴蓝晶体结构如下图，该立方晶胞由 4 个型和 4 个型小立方体构成，其化学式为_，晶 体中 Al3 占据 O2形成的_(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。N A为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体 的密度为_ g cm 3(列出计算式，不必计算)。 解析 (3)配体 NO 3中心原子 N 的价电子层电子为 3 对，为平面三角形，杂化方式为 sp 2；非金属性越 强，第一电离能越大，由于 N 的电子排布是半满稳定结构，所以第一电离能大于 O，所以 I1由小到大的顺 序为 CoON；硝酸根中 键有 3 个，则一个

18、Co(NO 3)4 2离子中含 键数目为 43 416，则 1 mol 该配离子中含 键数目为 16NA。(4)根据八面体的立体构型知，配合物 CoCl3 3NH3结构有 2 种，因为不能 形成对称结构，其中极性分子也是 2 种。(6)根据钴蓝晶体晶胞结构分析，一个晶胞中含有的 Co、Al、O 个 数分别为 8 1 86 1 2484 4168 432，所以化学式为 CoAl2O4；根据结构观察，晶体中 Al 3占据 O2 形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a 10 7)3 cm3，该晶胞的质量为(32 1616 278 59)/N A 8 592 274 16 NA g，则钴蓝晶体的密度为8 592 274 16 NA2a 10 73 g cm 3。 答案 (1)3d74s2 (2)Co3 可与 NH 3形成较稳定的配合物 (3)sp 2 CoZn (5)sp3 共价键 (6) 8 73 6.02 565.763 10 7