2017年高考化學(xué)三輪沖刺熱點(diǎn)題型-高考主觀題第37題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)

1、第 37 題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)( (選考)命題人的忠告1.熟練書寫常見的 4 種金屬及其離子的核外電子排布式：Cr、Fe、Cu、Zn。2.掌握同周期元素第一電離能比較：同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但VAWAIVA,nA 川 AIA。3牢記 3 種分子的雜化方式和空間構(gòu)型：CH4： sp3雜化，正四面體；NH3： sp3雜化，三角錐形；H2O： Sp3雜化，V 形。4 .學(xué)會(huì)b鍵與n鍵的判斷方法：?jiǎn)捂I均為b鍵；雙鍵、三鍵中含有 1 個(gè)b鍵，其余為n鍵。5掌握有關(guān)晶體計(jì)算的常用方法：運(yùn)用分?jǐn)偡ㄕ_確定晶胞中所含原子的個(gè)數(shù)。典例剖析(10 分)釩(V)、砷(As)、鎳(Ni)

2、均為第四周期元素，釩位于VB 族，砷位于VA 族，鎳位于忸 族。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題。(1)_基態(tài)釩原子的電子排布式為，釩有+ 2、+ 3、+ 4、+ 5 等幾種化合價(jià)，這幾種價(jià)態(tài)中，最穩(wěn)定的是 _ 價(jià)。砷與氯氣反應(yīng)可得到 AsCl3、ASCI5兩種氯化物。其中屬于非極性分子的是 _ , AsCb分子的中心原子雜化類型是 _ ，分子的空間構(gòu)型是 _。(3) 高純度砷可用于生產(chǎn)具有半導(dǎo)體“貴族”之稱的新型半導(dǎo)體材料GaAs，鎵(Ga)為第四周期川 A 族元素，Ga 與 As 相比，第一電離能較大的是 _ 。(4) 鎳和鑭形成的一種合金具有儲(chǔ)氫功能，該合金儲(chǔ)氫后的晶胞如下圖所示：鎳和鑭形成的這種合金

3、的化學(xué)式是 _,1 mol 鑭形成的該合金能儲(chǔ)存 _ mol 氫氣。推理分析基態(tài)釩原子的電子排布式為 Ar3d34s2,當(dāng)原子價(jià)層電子全部失去時(shí)，形成的 離子最外層達(dá)到穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，故+5 價(jià)最穩(wěn)定。(2)AsCl5分子中砷的價(jià)電子均成鍵，故它是非極性分子；AsCl3分子中的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,其中孤電子對(duì)數(shù)為 1,因此砷原子為 sp3雜化，分子的空間構(gòu)型為三角錐形。1(4)由晶胞結(jié)構(gòu)知，8 個(gè) La 全在晶胞頂點(diǎn)，故一個(gè)晶胞中 La 個(gè)數(shù)為 8X=1,8個(gè) Ni 在晶胞面1 21上, 1 個(gè) Ni 在晶胞內(nèi)，故一個(gè)晶胞中 Ni 個(gè)數(shù)為 8X-+1 = 5,因此該合金化學(xué)式為 LaNi5；

4、81 1個(gè) H2在晶胞棱上，2 個(gè) H2在晶胞面上，故一個(gè)晶胞中 H2個(gè)數(shù)為 8X；+ 2X1= 3,因此 1 molLa 形成的該合金能儲(chǔ)存 3 mol 氫氣。答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Ar3d34s22262632（或 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ）（1 分）+ 5（1 分）3AsCl5（1 分）sp （1 分）三角錐形（1 分）（3）As（或砷）（1 分）（4）LaNi5（2 分）3（2 分）挑戰(zhàn)滿分（限時(shí) 30 分鐘）1 氮族元素包括氮、磷、砷等元素。（1）_ 砷的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是；砷與氯可形成_AsCl5,AsCl5中含有_對(duì)成鍵電子對(duì)。（2）_ 下列關(guān)于該元素的說(shuō)法中正確

5、的是 （填字母選項(xiàng)）。a.氮、磷、砷的電負(fù)性依次減小b .氮、磷、砷的氣態(tài)氫化物分子的穩(wěn)定性依次減弱c. N H、P H、As H 鍵的鍵長(zhǎng)依次增長(zhǎng)，而鍵的極性依次降低d . P4分子的空間構(gòu)型為正四面體（如圖）,P P 鍵之間的鍵角為 10928（3）氮是化肥中的主要元素，某種鹽類物質(zhì)是常見的氮肥成分，其中氮元素同時(shí)顯示最高化合價(jià)和最低化合價(jià)，請(qǐng)寫出該物質(zhì)的化學(xué)式： _該化合物的組成元素中基態(tài)原子的第一電離能最大的是 _（填元素符號(hào)）。（4）_ 磷元素的原子核外共有 _ 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子、種不同能級(jí)的電子。在形成 PH3分子時(shí)，磷原子的中心原子軌道發(fā)生 _ 雜化。（5）如圖為某種冰的一種

6、骨架形式，以此為單位向空間延伸。該冰中的每個(gè)水分子有 _ 個(gè)氫鍵;在氣相中 NH3易與出 0 通過(guò)氫鍵以加合物形式存在，試寫出加合物NH3H2O 的結(jié)構(gòu)式:答案(1)4s24p35 (2)abc(3)NH4NO3N(5)2:-解析(1)As 是元素周期表第四周期第VA 族元素，因此價(jià)電子排布式為 4s24p3。根據(jù)價(jià)層電1子對(duì)互斥理論，AsCg 的價(jià)層電子對(duì)數(shù) n =1X(5 + 5) = 5，則價(jià)層電子對(duì)空間構(gòu)型和分子空間構(gòu)型均為三角雙錐形，分子中含有完全等同的5 對(duì)成鍵電子對(duì)。(2)同主族元素從上到下隨著電子層數(shù)的增多，電負(fù)性依次減小，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次減弱，a、b 正確。氮、磷、砷原

7、子半徑依次增大，則N H、P H、As H 鍵的鍵長(zhǎng)依次增大；N、P、As 的電負(fù)性依次減小，其電負(fù)性越來(lái)越接近H 的電負(fù)性，因此 N H、P H、As H鍵的極性依次減弱。P4分子是由 4 個(gè)磷原子構(gòu)成的空心正四面體，鍵角為60 d 錯(cuò)誤。N 的最高價(jià)態(tài)為+ 5 價(jià)，最低價(jià)態(tài)為-3 價(jià)，氮元素同時(shí)顯示最高化合價(jià)和最低化合價(jià)的 鹽為 NH4NO3。N、O 為同周期相鄰元素，由于氮原子最外層2p 電子達(dá)到半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，因此第一電離能N O。H 為第IA 放元素，比較容易失去原子核外的1 個(gè)電子，因此第一電離能較小，因此三種元素第一電離能最大的是N。(4) 氮元素原子的核外共有 15

8、個(gè)電子，其每一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不相同，故共有 15 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。氮原子基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，因此共有 1s、2s、2p、3s、3p 五個(gè)能級(jí)。(5) 在冰的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)水分子與周圍4 個(gè)水分子形成氫鍵，因此每個(gè)水分子形成的氫鍵數(shù)目為 2 個(gè)。2 .鋰一磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是CU4O(PO4)2,可通過(guò)下列反應(yīng)制備：圖I圏22Na3PO4+4CuSO4+2NH3H2O=Cu4O(PO4)2J +3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O(1) 寫出基態(tài) Cu2+的核外電子排布式： _,上述方程式中涉及到的 N、 O 元素第一電離能由小到大的順序

9、為 _(2) PO3的空間構(gòu)型是_ 。(3) 與 NH3互為等電子體的分子、離子有 _7_(各舉一例)。(4) 氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖1，碳原子的雜化方式為在硫酸銅溶液中加入過(guò)量KCN，生成配合物CU(CN)42，則 1 mol Cu(CN)4中含有的d鍵的數(shù)目為_。(6)Cu 元素與 H 元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖2 所示，則該化合物的化學(xué)式為_ 。答案(1)Ar3d9OvN正四面體(3) PH3或 ASH3H3O+或 CH332(4) sp、sp(5) 8NACuH解析(1)銅是 29 號(hào)元素，二價(jià)銅離子核外有27 個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出其核外電子排布式，銅最外層有

10、1 個(gè)電子。PO4一中 P 原子的價(jià)層電子對(duì)=4 +(5 + 3-4X2) = 4，且不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為正四面體。(3) 根據(jù)原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別相等的兩種微粒互為等電子體，可以寫出等電子體的分子和離子分別為 PH3或 ASH3、H3O+或 CH3。(4) 氨基乙酸銅的分子中一種碳有碳氧雙鍵，碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，碳的雜化方式為 sp3雜化。在CU(CN)42-中，一個(gè) CN-中含有 1 個(gè)d鍵，每個(gè) CN-和 Cu 間有 1 個(gè)d鍵。11 1(6) 銅原子個(gè)數(shù)=3 + 2X+ 12X6= 6, H 原子個(gè)數(shù)=1 + 3+ 6X3 = 6,則其化學(xué)式為 C

11、uH。3 .鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，制備金屬鈦的一種流程如下：回答下列問(wèn)題：(1)_ 基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布圖為 _ ,其原子核外共有_種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同的電子，金屬鈦晶胞如圖 1 所示，為_堆積(填堆積方式)。已知 TiCl4在通常情況下是無(wú)色液體，熔點(diǎn)為37 C,沸點(diǎn)為 136 C,可知 TiCl4為_晶體。(3) 納米 TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一個(gè)實(shí)例如圖 2?；衔镆业姆悬c(diǎn)明顯高于化合物甲，主要原因是 _?；衔镆抑胁扇?sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?_ 。(4) 硫酸氧鈦晶體中陽(yáng)離子為鏈狀聚合形式的離子，結(jié)構(gòu)如圖3 所示。該陽(yáng)離子 Ti 與 0

12、的原子數(shù)之比為_ ，其化學(xué)式為 _ 。(5)_ 鈣鈦礦晶體的結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。鈦離子位于立方晶胞的頂角，被 _ 個(gè)氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被 _個(gè)氧離子包圍，鈣鈦礦晶體的化學(xué)式22 六方最密分子(3) 化合物乙分子間形成氫鍵N 0C(4) 1 : 1 TiO (或TiOn)(5) 6 12 CaTiO3解析(1)Ti 原子價(jià)電子為 3d、4s 上的電子，3d 能級(jí)上有 2 個(gè)電子、4s 能級(jí)上有 2 個(gè)電子; 原子核外有幾個(gè)電子其電子就有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；該晶體為六方最密堆積。分子晶體熔、沸點(diǎn)較低。(3) 氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)熔、沸點(diǎn)升高；同一周期元素，元素第一電離能隨著

13、原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第nA 族、第VA 族元素第一電離能大于其相鄰元素。(4) 每個(gè) 0 原子被兩個(gè) Ti 原子共用、每個(gè) Ti 原子被兩個(gè) 0 原子共用，利用均攤法計(jì)算二者原 子個(gè)數(shù)之比；Ti 元素為+ 4 價(jià)、0 元素為2 價(jià)，據(jù)此書寫其化學(xué)式。答案(5) 鈦離子位于立方晶胞的頂角，被6 個(gè)氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被 12 個(gè)氧離子包圍；每個(gè)晶胞中鈦離子和鈣離子均為1 個(gè)，晶胞的 12 個(gè)邊長(zhǎng)上各有一個(gè)氧原子，根據(jù)均攤原則計(jì)算各原子個(gè)數(shù)，從而確定化學(xué)式。4 元素周期表第四周期中共有18 種元素，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題。(1)金屬釩(V)在材料科學(xué)上有重要作用，

14、被稱為“合金的維生素”，基態(tài)釩原子的價(jià)電子排布式為，第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢(shì)是逐漸增大的。但Ga 的第一電離能卻明顯低于 Zn 的，原因是_。已知四溴化鍺是電子工業(yè)中的一種常用試劑，其熔點(diǎn)為26.1C，沸點(diǎn)為 186C,貝UGeB晶體的類型為_，中心原子的雜化類型為 _。256303x10pa序數(shù)的增大而增大。(4)a 圖中 1 個(gè)“花球”的周圍有 6 個(gè)相鄰的“白球”，1 個(gè)“白球”的 周圍有 3 個(gè)相鄰的“花球”，則“花球”與“白球”的個(gè)數(shù)比為 1 : 2;同理可分析 b 圖，其中“花球”與“白球”的個(gè)數(shù)比為 1 : 3，則 b 圖所表示的物質(zhì)的化學(xué)式為 AX3。根

15、據(jù)均攤法知圖乙表示的晶胞中含有 4 個(gè)銅原子，所以 1 mol 該晶胞含 4 mol 銅原子，1 mol 該晶胞的體積是 NA(aX1010)3cm3，則有 1030pNAa3=4 molx64 g mol3o5 氮、氧、磷、鐵是與生命活動(dòng)密切相關(guān)的元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：3+2+(1)P 的基態(tài)原子核外電子具有的原子軌道數(shù)為 _ , Fe3比 Fe4穩(wěn)定的原因是 _N、0、P 三種兀素第一電離能最大的是 _，電負(fù)性最大的是 _。含氮化合物NH4SCN 溶液是檢驗(yàn)Fe3+的常用試劑，SCN-中 C 原子的雜化類型為3 mol 的 SCN 中含n鍵的數(shù)目為 _ NA。(4)某直鏈多磷酸鈉的陰離子呈如

16、圖1 所示的無(wú)限單鏈狀結(jié)構(gòu)，其中磷氧四面體通過(guò)共用頂點(diǎn)的氧原子相連，則該多磷酸鈉的化學(xué)式為 _ 。(3)第四周期VA四 A 族的元素中，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?_(4)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖，所表示的物質(zhì)化學(xué)式為 AX3的是阿伏加德羅常數(shù)可表示為答案(用兀素符號(hào)表示_ (填“ a”a pm,金屬銅的密度為pg cm一3,(1)3d34s2Zn 的價(jià)電子層處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定)?；騭p3(3)BrSeAs(4)b(1)Ga 的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為AsLp1，鋅的為而后者的 4s2為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故前者的第一電離能較小。(2)由 GeBd 的熔、為分子晶體，GeBq 中鍺形成四個(gè)單鍵，故其

17、為 sp3雜化。(3)同周期主族元素的電負(fù)性隨原子解析3d14s2,前者的4p1為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),沸點(diǎn)知其晶體類型分子晶體P的代數(shù)式表示)。(5)FeO、NiO 的晶體結(jié)構(gòu)與22nm、6.9X10 nm ,則熔點(diǎn) FeO(填或“ =”)NiO，原因是的離子半徑分別為 7.8X10(6)磷化硼是一種超硬耐磨的涂層材料，其晶胞如圖2 所示。P 原子與 B 原子的最近距離為 acm,則磷化硼晶胞的邊長(zhǎng)為 _ cm(用含 a 的代數(shù)式表示)。答案(1)9 Fe3+的價(jià)電子排布式為 3d* 45，處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定N Osp 2(4)NaPO3(5)vFeO 和 NiO 相比，陰離子相同，陽(yáng)離子所帶電荷相同，但亞鐵離子半徑大于鎳離子， 所以 FeO 晶格能小，熔點(diǎn)低4a.3解析(1)P 的基態(tài)原子核外電子具有的原子軌道為1 個(gè) 1s、1 個(gè) 2s、3 個(gè) 2p、1 個(gè) 3s、3 個(gè)3p；軌道中電子處于半滿、全滿、全空時(shí)該微粒最穩(wěn)定。(2)同一周期元素，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而增大，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大 而呈增大趨勢(shì)，但第nA 族、第VA 族第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素第一電離能、 電