2019屆高考化學(xué)復(fù)習(xí)第15講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練.docx

第15講 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練(十五)能力練(20分鐘50分)非選擇題(共50分)1(12分) A、B、C、D、E代表5種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其基態(tài)原子的電子排布圖為_(kāi)。(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)，C元素在元素周期表的_區(qū)。(3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿狀態(tài)，其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)。試根據(jù)原子核外電子排布所遵循的原理解釋D的二價(jià)陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的還原性，易被氧化為正三價(jià)離子的原因：_。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)。解析(1)A元素為N，核外7個(gè)電子分別在1s、2s、2p軌道上。(2)B與C的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，即核外都有18個(gè)電子，則B為Cl，C為K。(3)D元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成3價(jià)離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即26號(hào)元素鐵。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，說(shuō)明M層上的3s、3p、3d能級(jí)都充滿電子，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，故電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，價(jià)電子排布式為3d104s1，為銅元素。答案(1) (2)s(3)1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)Fe3的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,3d軌道為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故Fe2容易失去一個(gè)電子，被氧化為Fe3(4)3d104s12(18分)氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，它是經(jīng)國(guó)家批準(zhǔn)使用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)。(2)氯吡苯脲晶體中，氮原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)，羰基碳原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)。(3)查文獻(xiàn)可知，可用2氯4氨基吡啶與異氰酸苯酯反應(yīng)，生成氯吡苯脲：(4)膨大劑能在動(dòng)物體內(nèi)代謝，其產(chǎn)物較為復(fù)雜，其中有H2O、NH3、CO2等。請(qǐng)用共價(jià)鍵知識(shí)解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因：_。H2O、NH3、CO2分子的空間構(gòu)型分別是_，中心原子的雜化類(lèi)型分別是_。解析(1)根據(jù)構(gòu)造原理可知，氯元素基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成對(duì)電子數(shù)為1。(2)根據(jù)氯吡苯脲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，有2個(gè)氮原子均形成3個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，屬于sp3雜化；剩余1個(gè)氮原子形成1個(gè)雙鍵和1個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，是sp2雜化；羰基碳原子形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，為sp2雜化。(3)由于鍵比鍵更穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)方程式可以看出，斷裂的化學(xué)鍵為異氰酸苯酯分子中的N=C鍵中的鍵和2氯4氨基吡啶分子中的NH鍵。(4)O、N屬于同周期元素，O的非金屬性大于N，HO鍵的鍵能大于HN鍵的鍵能，所以H2O分子比NH3分子穩(wěn)定。H2O分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)24，孤電子對(duì)數(shù)為2，所以為V形結(jié)構(gòu)，O原子采用sp3雜化；NH3分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)34，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子采用sp3雜化；CO2分子中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)22，不含孤電子對(duì)，所以是直線形結(jié)構(gòu)，C原子采用sp雜化。答案(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)HO鍵的鍵能大于HN鍵的鍵能V形、三角錐形、直線形sp3、sp3、sp3(20分)(2018安徽六安三模)H、C、N、O、W、Fe、V都是生活與化學(xué)工業(yè)中常見(jiàn)元素，設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)碳負(fù)離子CH的空間構(gòu)型為_(kāi)；根據(jù)等電子原理，NO的電子式為_(kāi)。(2)N、Na、Fe3、Cu2四種微?；鶓B(tài)的核外電子排布式中未成對(duì)電子數(shù)最多的是_；Cu2在水中呈現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)樾纬闪怂香~離子，其化學(xué)式為_(kāi)。(3)釩可用于人工合成二價(jià)釩固氮酶(結(jié)構(gòu)如圖甲)。釩固氮酶中釩的配位原子有_(填元素符號(hào))。(4)煙酰胺(結(jié)構(gòu)如圖乙)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類(lèi)型有_，1 mol該分子中含鍵的數(shù)目為_(kāi)。(5)上圖為碳化鎢晶體的一部分結(jié)構(gòu)，碳原子嵌入金屬鎢的晶格的間隙，并不破壞原有金屬的晶格，形成填隙固溶體，也稱為填隙化合物。在此結(jié)構(gòu)中，其中鎢原子有_個(gè)，1個(gè)鎢原子周?chē)嚯x最近的碳原子有_個(gè)，假設(shè)該部分晶體的體積為V cm3，碳化鎢的摩爾質(zhì)量為M gmol1，密度為b gcm3，則阿伏加德羅常數(shù)的值NA可表示為_(kāi)。(6)12 g石墨烯(結(jié)構(gòu)如圖丙)中含有的正六邊形的物質(zhì)的量為_(kāi)mol；請(qǐng)你預(yù)測(cè)硅是否容易形成類(lèi)似石墨烯的結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明理由_。解析(1)碳負(fù)離子CH中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)34，含有一對(duì)孤對(duì)電子，所以空間構(gòu)型為三角錐形；NO與氮?dú)饣榈入娮芋w，則根據(jù)等電子原理，NO的電子式為NO。(2)N、Na、Fe3、Cu2四種微?；鶓B(tài)的核外電子排布式中未成對(duì)電子數(shù)分別是3、0、5、1，所以未成對(duì)電子數(shù)最多的是Fe3；Cu2在水中呈現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)樾纬闪怂香~離子，其化學(xué)式為Cu(H2O)42。(3)由圖可知，釩固氮酶中，N、S均能提供孤電子對(duì)，釩的配位原子為S與N。(4)由煙酰胺結(jié)構(gòu)可知，分子中氨基中的N原子形成3個(gè)鍵、含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp3雜化，而環(huán)中N原子形成2個(gè)鍵、含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3，采取sp2雜化；1個(gè)分子中含有4個(gè)CH鍵、2個(gè)NH鍵、3個(gè)CC鍵、2個(gè)CN鍵、4個(gè)雙鍵，單鍵為鍵，雙鍵含有1個(gè)鍵、1個(gè)鍵，故1個(gè)分子中含有鍵的數(shù)目為15,1 mol該分子中含鍵的數(shù)目為15NA。(5)在此結(jié)構(gòu)中鎢原子數(shù)目為121266，以體內(nèi)鎢原子可知，1個(gè)鎢原子周?chē)嚯x最近的碳原子有6個(gè)；結(jié)構(gòu)中鎢原子數(shù)目為6、碳原子數(shù)目為6，則晶胞的質(zhì)量為6，則6V cm3b gcm3，故NA。(6)12 g石墨烯中碳原子的物質(zhì)的量為12 g12 gmol11 mol，由石墨烯的結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)碳原子被3個(gè)正六邊形所共有，則一個(gè)正六邊形含有62個(gè)碳原子，則含有的正六邊形數(shù)目為1 molNA mol10.5NA，物質(zhì)的量是0.5 mol；Si原子半徑比碳原子半徑大，3p軌道不易重疊形成鍵，因此硅不容易形成類(lèi)似石墨烯的結(jié)構(gòu)。答案(1)三角錐形(2)Fe3Cu(H2O)42(3)N、S(4)sp3、sp215NA(5)66(6)0.5不容易，硅原子半徑大于碳原子半徑，且3p軌道不易重疊形成鍵拔高練(25分鐘50分)非選擇題(共50分)1(16分)A、B、C、D、E五種元素，位于元素周期表的前四周期，它們的核電荷數(shù)依次增大，有如下信息：元素信息A最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)，常溫下其單質(zhì)為氣體B基態(tài)原子的L層p軌道上有2個(gè)電子C基態(tài)原子核外有3個(gè)未成對(duì)電子D主族元素，原子與B原子的價(jià)電子數(shù)相同E基態(tài)原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為21，M層處于全充滿狀態(tài)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)B與C相比，電負(fù)性較大的是_(填元素符號(hào))，E2的核外電子排布式為_(kāi)。(2)B可與A形成B2A4化合物，其含有的鍵和鍵的個(gè)數(shù)比為_(kāi)；C可與A形成C2A4化合物，其中C原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)；B與C可以形成BC，五種元素形成的單質(zhì)中，與BC互為等電子體的是_。(3)B的最高價(jià)氧化物與D的最高價(jià)氧化物的沸點(diǎn)相差較大的原因是_。(4)向含有E2的溶液中通入C的常見(jiàn)氣態(tài)氫化物，先產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)通入該氣體，沉淀溶解。請(qǐng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)解釋沉淀溶解的原因：_。(5)E單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，原子采取面心立方最密堆積。若已知E原子半徑為d，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，摩爾質(zhì)量為M。E原子的配位數(shù)為_(kāi)；該晶體的密度可表示為_(kāi)；E原子采取的面心立方最密堆積的空間利用率為_(kāi)。解析A、B、C、D、E五種元素，均位于元素周期表的前四周期，它們的核電荷數(shù)依次增大。前四周期元素原子最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)的有H、Be、Al、Ge，而A的單質(zhì)在常溫下為氣體，故A是H；B元素基態(tài)原子的L層p軌道上有2個(gè)電子，則其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p2，則B為C(碳)；E元素基態(tài)原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為21，M層處于全充滿狀態(tài)，則E原子核外電子數(shù)2818129，故E為Cu；D為主族元素，D原子與B原子的價(jià)電子數(shù)相同，且原子序數(shù)小于29，則D為Si；C的基態(tài)原子核外有3個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于14，則其核外電子排布式為1s22s22p3，故C為N。(1)一般來(lái)說(shuō)，周期表從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變大，故電負(fù)性NC；Cu2的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9。(2)B可與A形成CH2=CH2，其含有的鍵和鍵的個(gè)數(shù)比為15；C可與A形成NH2NH2，其中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為314，雜化軌道類(lèi)型為sp3；B與C可形成CN，為14電子離子，五種元素形成的單質(zhì)中，與其互為等電子體的是N2。(3)碳元素的最高價(jià)氧化物為CO2，其為分子晶體；Si元素的最高價(jià)氧化物為SiO2，其為原子晶體。(4)向含有Cu2的溶液中通入NH3，先生成Cu(OH)2沉淀，通入過(guò)量NH3，Cu(OH)2中的Cu2提供空軌道，NH3提供孤對(duì)電子，形成配位鍵，生成Cu(NH3)42，Cu(OH)2沉淀溶解。(5)由圖可知，以頂點(diǎn)的Cu原子分析，位于面心的原子與之相距最近，則其配位數(shù)為12；Cu原子半徑為d，其面對(duì)角線長(zhǎng)度為4d，立方體的棱長(zhǎng)為4d2d，則晶胞體積為(2d)3 16d3，晶胞中含有的Cu原子數(shù)目為864，故晶體的密度；晶胞為面心立方最密堆積，空間利用率100%100%74%。答案(1)N1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9)(2)15sp3N2(3)碳元素的最高價(jià)氧化物為CO2，其為分子晶體；Si元素的最高價(jià)氧化物為SiO2，其為原子晶體(4)Cu(OH)2中的Cu2提供空軌道，NH3提供孤對(duì)電子，形成配位鍵，生成Cu(NH3)42，Cu(OH)2沉淀溶解(5)1274%2(16分)金屬單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：(1)有機(jī)鐵肥三硝酸六尿素合鐵()，化學(xué)式為Fe(H2NCONH2)6(NO3)3。尿素分子中C原子的雜化方式是_。該有機(jī)鐵肥中“H2NCONH2”與Fe()之間的作用力是_。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)NO的空間構(gòu)型為_(kāi)。(2)Fe3可用SCN檢驗(yàn)。類(lèi)鹵素(SCN)2對(duì)應(yīng)的酸有兩種，分別為硫氰酸(HSCN)和異硫氰酸(HN=C=S)，這兩種酸中沸點(diǎn)較高的是_，原因是_。(3)一種磁性材料的單晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞中碳原子的原子坐標(biāo)為_(kāi)。若該晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體密度的表達(dá)式為_(kāi)g/cm3。解析(1)尿素的結(jié)構(gòu)式為，其中C原子形成3個(gè)鍵和一個(gè)鍵，雜化方式是sp2。Fe()提供空軌道，配體H2NCONH2中的兩個(gè)N原子提供孤對(duì)電子，故“H2NCONH2”與Fe()之間的作用力是配位鍵；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，NO中中心原子N的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為33，雜化方式是sp2，推測(cè)NO的空間構(gòu)型為平面三角形。(2)硫氰酸(HSCN)和異硫氰酸(HN=C=S)中沸點(diǎn)較高的是HN=C=S，該分子中N原子電負(fù)性較大，且存在NH鍵，能形成分子間氫鍵。(3)根據(jù)A、B的坐標(biāo)可知，兩個(gè)最近的Sn原子的距離為1，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，C位于體心，因此C的坐標(biāo)是；Sn位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為81，Mn位于面心，個(gè)數(shù)為63，C位于體心，全部屬于晶胞，因此該晶體的化學(xué)式為SnMn3C，晶胞的質(zhì)量為 g，晶胞的體積為(a1010)3 cm3，根據(jù)密度的定義， g/cm3。答案(1)sp2配位鍵平面三角形(2)異硫氰酸(HN=C=S)異硫氰酸能形成分子間氫鍵(3)3(18分)(2018湖南郴州質(zhì)檢)硼及其化合物在材料制造、有機(jī)合成等方面用途非常廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)VB2是一種導(dǎo)電陶瓷材料，基態(tài)釩原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)。(2)B、C、N、O四種元素第一電離能由小到大的順序?yàn)開(kāi)。(3)硼的鹵化物在工業(yè)中有重要作用，硼的四種鹵化物的沸點(diǎn)如下表所示。鹵化物BF3BCl3BBr3BI3沸點(diǎn)/K172285364483四種鹵化物沸點(diǎn)依次升高的原因是_。用BF3分子結(jié)構(gòu)解釋反應(yīng)BF3(g)NH4F(s)=NH4BF4(s)能夠發(fā)生的原因：_。制備環(huán)硼氨烷的方法如下：BCl3H3B3N3Cl3B3N3H6BCl3、LiBH4中硼原子的雜化軌道類(lèi)型依次為_(kāi)；與B3N3H6互為等電子體的分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。(4)立方氮化硼的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)相似(如圖所示)，是超硬材料。晶胞中每個(gè)氮原子周?chē)c其最近且等距離的硼原子有_個(gè)。結(jié)構(gòu)化學(xué)上常用原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，立方氮化硼的晶胞中，B原子的坐標(biāo)參數(shù)分別有：B(0,0,0)；B；B等，則距離上述三個(gè)B原子最近且等距離的N原子的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)。已知氮化硼晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則氮化硼晶體的密度為_(kāi)gcm3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，只要求列出計(jì)算式)。解析(1)V的核電荷數(shù)為23，其價(jià)電子排布式為3d34s2，則基態(tài)釩原子的價(jià)電子排布圖為。(2)依據(jù)元素周期律及N原子第一電離能的反?？芍?，B、C、N、O四種元素第一電離能由小到大的順序?yàn)锽CON。(3)四種鹵化物均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，分子晶體的沸點(diǎn)受分子間作用力影響，而相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高。因BF3分子中硼原子有空軌道，NH4F中F有孤對(duì)電子，能通過(guò)配位鍵形成BF，則反應(yīng)BF3(g)NH4F(s)=NH4BF4(s)能夠發(fā)生。BCl3分子的中心原子B形成3個(gè)鍵，其孤電子對(duì)數(shù)(331)0，所以BCl3分子中B原子屬于sp2雜化；LiBH4中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以雜化方式為sp3雜化；C6H6與B3N3H6互為等電子體