2020高考化學(xué)重要填空逐空特訓(xùn)填空題8(26)

1、壓軸題5物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)1 .據(jù)自然雜志于2018年3月15日發(fā)布，中國(guó)留學(xué)生曹原用石墨烯實(shí)現(xiàn)了常溫超導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)將在很多領(lǐng)域發(fā)生顛覆性的革命。曹原被評(píng)為2018年度影響世界的十大科學(xué)人物的第一名。(1)下列說(shuō)法中正確的是。,C，a.碳的電子式是 ，可知碳原子最外層有 4個(gè)單電子b. 12 g石墨烯含共價(jià)鍵數(shù)為 Nac.從石墨剝離得石墨烯需克服共價(jià)鍵d.石墨烯中含有多中心的大兀鍵(2)COCl 2分子的空間構(gòu)型是 。其中，電負(fù)性最大的元素的基態(tài)原子中，有種不同能量的電子。獨(dú)立的NH3分子中，H-N-H鍵鍵角106.7°。如圖是Zn(NH 3)62+離子的部分結(jié)構(gòu)以及其中H-N-

2、H鍵鍵角。網(wǎng)少,I I叫儼請(qǐng)解釋Zn(NH 3)6r *離子中 H-N-H 鍵角變?yōu)?109.5°的原因是(4)碳化鈣的電子式：Ca2 + -*(9'了 ,其晶胞如圖所示，晶胞邊長(zhǎng)為 a nm、CaC? 相對(duì)式量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為 Na,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為 g cm 3; 晶胞中Ca2+位于C2所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長(zhǎng)為 nm。-c -解析(1)a.碳的電子式是.，但碳原子最外層只有 2P能級(jí)有2個(gè)單電子，故錯(cuò)誤;b.共價(jià)鍵分?jǐn)偅好總€(gè)碳原子周?chē)?個(gè)b鍵分另被3個(gè)碳原子分?jǐn)?各占一半)，每個(gè)碳原子分?jǐn)偟腷鍵數(shù)為1.5,12 g即1 mol石墨烯含

3、鍵數(shù)為1.5Na,故錯(cuò)誤；c.石墨烯層間可以滑動(dòng),d.石墨烯中含有多中心的大兀鍵,說(shuō)明層與層之間的作用力弱，是分子間作用力，故錯(cuò)誤;故正確。(2)COCl2分子中的C原子最外層的4個(gè)電子全部參與成鍵，C原子共形成1個(gè)雙鍵和2個(gè)單鍵，故其采取 sp2雜化，該分子的空間構(gòu)型為平面三角形；該分子中電負(fù)性最大的是O元素，基態(tài)氧原子中，有 1s上1種、2s上1種、2P上1種，即3種不同能量的電子。(3)氨分子中有孤對(duì)電子。氨分子與Zn2+形成配合物后，孤對(duì)電子與Zn2+成鍵，原孤對(duì)電子與成鍵電子對(duì)之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)之間的排斥作用，排斥作用減弱，所以H-N-H鍵角變大。(4)晶胞邊長(zhǎng)為a nm=

4、aX10-7cm,晶胞體積=(ax 10 7cm)3,該晶胞中Ca2+個(gè)數(shù)=1 + 12X1/4 = 4, C2 個(gè)數(shù)=8X 1/8+6X1/2=4,其晶體密度=mV= M X 4/NA(aX 10 7)3g cm 3; 晶胞中Ca2+位于C2-所形成的八面體的體心，該正八面體的平面對(duì)角線為V2a nm,則正八2面體的邊長(zhǎng)為a (或0.707a)nm。答案 (1)d (2)平面三角形3 (3)氨分子與Zn2+形成配合物后，孤對(duì)電子與Zn2+成鍵，原孤對(duì)電子與成鍵電子對(duì)之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)之間的排斥作用，排斥作用減弱，所以HNH鍵角變大(4) 當(dāng)八7 3 平a (或0.707a)Na a

5、x 1022 .金屬錢(qián)有“電子工業(yè)脊梁”的美譽(yù)，錢(qián)及其化合物應(yīng)用廣泛。(1)基態(tài)Ga原子中有 種能量不同的電子，其價(jià)電子排布式為 。(2)第四周期的主族元素中，基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與錢(qián)相同的元素有 (填元素符 號(hào))。(3)三甲基錢(qián)(CH 3)3Ga是制備有機(jī)錢(qián)化合物的中間體。在 700c時(shí)，(CH3)3Ga和 AsH3反應(yīng)得到 GaAs ,化學(xué)方程式為(CH3)3Ga中Ga原子的雜化方式為 ；AsH3的空間構(gòu)型是 。(4)GaF3的熔點(diǎn)為 1 000c , GaCl3的熔點(diǎn)為 779c ，其原因是神化錢(qián)是半導(dǎo)體材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。Ah.晶胞中與Ga原子等距離且最近的 As原子形成的空間構(gòu)

6、型為 。原子坐標(biāo)參數(shù)是晶胞的基本要素之一，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。圖中a(0,0,0)、b 1, 2， 2 j則c原子的坐標(biāo)參數(shù)為 。神化錢(qián)的摩爾質(zhì)量為M g mol1, Ga的原子半徑為p nm,則晶體的密度為 g cm 30解析 (1)Ga元素在周期表中的位置為第四周期第IDA族，其核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p;其中不同的原子軌道能量不同，電子排布在不同原子軌道上，電 子的能量也是不同的，因此共有 8種不同能量的電子，其彳電子排布式為：4s24p1。(2)基態(tài)Ga原子核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d104s24p未成對(duì)電子數(shù)是

7、1,第四周 期的主族元素中，基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)也是1的，其電子排布式應(yīng)為 1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p63d104s24p5,其中核電荷數(shù)19為鉀元素，元素符號(hào)為 K;核電荷數(shù)35為澳元 素，元素符號(hào)為 Bro(3)在700c時(shí)，(CH3)3Ga和AsH3反應(yīng)得到GaAs和CH4,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 高溫(CH3%Ga+ AsH3=GaAs + 3CH4。(CH3)3Ga中Ga形成3個(gè)8鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)， 為sp2雜化；As±中心原子As電子對(duì)51X33數(shù)=3十2一=4,為sp3 的4,由坐標(biāo)參數(shù)可知晶胞棱長(zhǎng)為1,故該黑色球c到各坐標(biāo)平面的

8、距離均為 4,故該黑色球雜化，有一對(duì)孤電子對(duì)，故分子空間構(gòu)型為三角錐形。(4)GaF3屬于離子晶體，GaCl3屬于分子晶體，兩者熔點(diǎn)相差較大。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，神化錢(qián)的晶胞與金剛石的晶胞相似，兩種原子的配位數(shù)均為4,即Ga原子周?chē)c之距離最近且距離相等的As原子有4個(gè)，形成正四面體結(jié)構(gòu)，Ga處于正四面體的中心；晶胞中距離a球最遠(yuǎn)的黑球c與a球的連線處于晶胞體對(duì)角線上，3根據(jù)幾何原理二者距離等于體對(duì)角線長(zhǎng)度的3,該黑色球c距離各坐標(biāo)平面距離均為晶胞棱長(zhǎng)的坐標(biāo)參數(shù)為由 4,4)晶胞中含Ga原子數(shù)為8X 1+6X1=4, As原子數(shù)目為4,則晶胞中含有 GaAs的數(shù)目 82為4,晶胞的質(zhì)量

9、為4Mg；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，晶胞的面對(duì)角線長(zhǎng)度應(yīng)為兩個(gè)神原子直徑 NA的長(zhǎng)度之和，即神原子半徑為晶胞面對(duì)角線的;，則晶胞邊長(zhǎng)a= 2X10 7 cm,晶胞的體積”,332p321為 a = -7= x 1024M 4M3 NAgNa3cm ,故晶胞的留度 尸二3-=不啟g cma 32Px10 2122M 21817X10 gcm。答案 (1)84s24p1 (2)K、Br (3)(CH 3)3Ga +AsH3=GaAs+3CH 4 sp2角錐形(4)GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體(5)正四面體 g, 3, 3)乂2M3守 4 4 /8 Na px 10，該氧化物的化學(xué)式為。若該氧

10、化物晶胞參數(shù)為a pm,阿伏加德羅常數(shù)值為Na,則晶體密度尸 g cm3 .銅存在于自然界的多種礦石中。(1)CuSO4、Cu(NO 3)2中陽(yáng)離子的最外層電子的軌道表示式為 , S、 O、N三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?。(2)CuSO4中SOT的中心原子的雜化軌道類(lèi)型為 ; Cu(NO3)2晶體中NO3的空 間立體構(gòu)型是。(3)CuSO4晶體熔點(diǎn) 560C , Cu(NO 3)2晶體熔點(diǎn)115C。前者比后者熔點(diǎn)高的原因是(4)CuSO4 5H2O溶解于水后溶液呈天藍(lán)色，滴加氨水首先生成沉淀，繼續(xù)滴加氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液。沉淀加氨水后得到深藍(lán)色溶液的離子方程式為 , 判斷NH

11、3和dO與Cu*的配位能力：NH3 H2O(填“>”" = ”或“ <)”。某種Cu與O形成的氧化物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞原子坐標(biāo)參數(shù)a(0,0,0), b(1,0,0), cg, 2, 2 jo則d原子的坐標(biāo)參數(shù)為3(列出數(shù)學(xué)表達(dá)式，1 pm=10 12m)。解析 (1)CuSO4和Cu(NO3)2中陽(yáng)離子為Cu2+,其價(jià)電子排布式為Ar3d 9,陽(yáng)離子的最3s 3P3d外層電子的軌道表示式為三一“八七.同周期主族元素的第一電離能，隨著原子序數(shù)的增大，有增大的趨勢(shì)，但第VA族大于第VIA族元素，同主族元素，隨著原子序數(shù)的增加，第一電離能逐漸減小，則S、O、N三種元

12、素的第一電離能由小到大的順序?yàn)椋篠<N<Oo(2)CuSO4中陰離子是SO2 , SO4一中S形成4個(gè)8鍵，無(wú)孤電子對(duì)，為sp3雜化；NO3中N原子形成3個(gè)8鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，則應(yīng)為平面三角形。(3)CuSO4的熔點(diǎn)為560C, Cu(NO3)2的熔點(diǎn)為115C ,二者都是離子晶體，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，晶格能和離子半徑和離子電荷有關(guān)，離子電荷越高，半徑越小，則晶格能越大，這里SO4-所帶電荷比NO3大，故CuSO4的晶格能較大，熔點(diǎn)較高。(4)CuSO4 5H2O溶解于水后溶液呈天藍(lán)色，滴加氨水首先生成沉淀為氫氧化銅，繼續(xù)滴加氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液CU(NH 3)4(O

13、H) 2。沉淀加氨水后得到深藍(lán)色溶液的離子方程式為 Cu(OH) 2 + 4NH 3=Cu(NH 3)42+ + 2OH。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程，說(shuō)明氨氣比水更易與Cu2+結(jié)合而形成配離子，所以配位能力NH3>H2O。(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，已知 a、b、c的原子坐標(biāo)分別為(0,0,0), (1,0,0), g, 2, 2 /,注意到其中存在的正四面體構(gòu)型，根據(jù)立體幾何知識(shí)，不難發(fā)現(xiàn)d原子在ac之間的一半處，則d的原子坐標(biāo)為4, 4 根據(jù)晶胞內(nèi)粒子數(shù)目的關(guān)系， 白色的原子有81+1 = 2個(gè)，黑色的 原子有4個(gè)，因此該氧化物的化學(xué)式為 CU2。該氧化物的化學(xué)式為 CU2O,且一個(gè)晶胞含有兩個(gè)氧化亞

14、銅，若該氧化物晶胞參數(shù)為a144 >230pm,阿伏加德羅常數(shù)值為Na,則晶體密度 p= ,= 3x1 ； 30 = -a3NAg cm 3°3s 3P3d較案S N O匕木 (I)S、 N、 O4 2) sp3平面三角形(3) SO、比NO3所帶電荷多，故CuSO4的晶格能較大(4)Cu(OH) 2+ 4NH 3=Cu(NH 3)42 + 2OH >.1 1 1、288 X 1030 3 4, V Cu2O a3NA4,離子液體具有很高的應(yīng)用價(jià)值，其中 EMIM +離子由H、C、N三種元素組成，結(jié)構(gòu) 如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)碳原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為 。(2)根

15、據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，NH3、NO3、NO2中，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他兩種粒子的是 。 NH 3比 PH3的沸點(diǎn)局，原因是(3)氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是O(4)EMIM +中，碳原子的雜化軌道類(lèi)型為 。(5)立方氮化硼屬于原子晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其中硼原子的配位數(shù)為 已知立方氮化硼密度為 d g/cm3, B原子半徑為x pm, N原子半徑為y pm,阿伏加德羅常數(shù) 的值為Na,則該晶胞中原子的空間利用率為 (列出化簡(jiǎn)后的計(jì)算式)。解析 (1)碳原子價(jià)電子數(shù)為 4,價(jià)電子排布式為2s22p2,所以?xún)r(jià)層電子的軌道表達(dá)式為5-3(2)NH3中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)

16、= 3 + 2=4, NO3中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)= 3 +5+ 1-2X35+12>22= 3, NO 2中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)= 2+2=3,所以中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他兩種粒子的是 NH3； NH3比PH3的沸點(diǎn)高是因?yàn)榘狈肿娱g存在氫鍵。5 3) V A族比同周期相鄰元素都大， 是因?yàn)樽罡吣芗?jí)p軌道上電子數(shù)為特殊的半充滿狀態(tài), 能量低、較穩(wěn)定，所以氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是基態(tài)氮原子電子占據(jù)的最高能級(jí)為半充滿，較穩(wěn)定。(4)根據(jù)圖示可知，環(huán)外三個(gè)碳原子都是形成是形成3個(gè)(T鍵，1個(gè)大兀鍵，為sp2雜化。4個(gè)b鍵，為sp3雜化，環(huán)內(nèi)三個(gè)碳原子都(5)立方氮化

17、硼硬度僅次于金剛石，晶體類(lèi)型類(lèi)似于金剛石，是原子晶體；晶胞中每個(gè)N11原子連接4個(gè)B原子，晶胞中 N原子數(shù)為4, B原子數(shù)=8+64=4,因此氮化硼化學(xué)式82BN,所以晶胞中每個(gè) B原子也連接4個(gè)N原子，即硼原子的配位數(shù)為 4;晶胞的質(zhì)量m = 25#25 M一 mNag,晶胞的體積 V=： =一二，B、N原子總體積d d斗小 XX10 10 3 4nx yXO10 3V1 = 4 x+=與“X(x3 + y3) >10 30cm3,晶胞中原子的空間利用率=3V1嘮 x3+y3 x10 30V x100%=255MOO%Nad4n x3+y3 dNA=*-.30M00%。75 >1

18、02s 2P答案 (1).I(2) NH3 氨分子間存在氫鍵 (3)基態(tài)氮原子電子占據(jù)的最高能級(jí)為半充滿，較穩(wěn)定 (4) sp3 sp2 (5)4 (5)4ntx +y 30NAX 100%l75 X 105 .氮和神均為重要的無(wú)機(jī)材料，在化工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。(1)基態(tài)As原子的價(jià)層電子的電子云輪廓圖形狀為 。同一周期 As、Ge、Se三 種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?。(2)Na3AsO3中所含陰離子的立體構(gòu)型為 ,寫(xiě)出一個(gè)與As。1具有相同空間構(gòu) 型和鍵合形式的分子(填化學(xué)式)。(3)在一定條件下 NH3與CO2能合成尿素CO(NH2)2,尿素中C原子和N原子軌道的雜 化類(lèi)型分別

19、為 , ; 1 mol尿素分子中，b鍵的數(shù)目為 。(4)N2H4是火箭的燃料，與氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量相同，它在常溫常壓下是液態(tài)，而氧氣是氣 態(tài)， 造 成 這 種 差 異 的 主 要 原 因 是 O(5)某神饃合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，阿伏加德羅常數(shù)的值為Na,則該晶體的密度 p=g cm 3,該晶體中與每個(gè) Ni原子距離最近的 As原子有 個(gè)。解析 (1)基態(tài)As原子電子排布式為Ar3d 104s24p3,價(jià)層電子為4s24p3, s軌道為球形,p軌道為啞鈴形(或紡錘形)；同周期時(shí)，自左往右元素的第一電離能總體趨勢(shì)越來(lái)越大，因而Se大于Ge的第一電離能，同時(shí) As的4P軌道電子為半充滿，因而較為穩(wěn)

20、定，其第一電離能大于鄰近的 Ge和Se,故同一周期 As、Ge、Se三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)锳s>Se>Ge。3(2)Na3AsO3中所含陰離子為 AsO3 ,中心原子As的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為 3 + 1/2(5 + 3- 3X2)=4,因而為sp3雜化，又As存在一對(duì)孤電子對(duì)，因而空間構(gòu)型為三角錐形，與AsO3-具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子很多，例如PCl3、PB3、NF3、NCl3等。()_ll_(3)尿素CO(NH 2)2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HaN-C一NH2 , c原子形成3個(gè)鍵和1個(gè)兀鍵, 不存在孤對(duì)電子，因而 C原子為sp2雜化，N原子形成3個(gè)(T鍵，且存在一個(gè)孤電

21、子對(duì)，為 sp3雜化，1分子尿素分子中有 7個(gè)b鍵，故1 mol尿素分子中，b鍵的數(shù)目為7Na。(4)N2H4與氧氣都是分子晶體，一般其熔沸點(diǎn)和相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。雖然N2H4與氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量相同，但還需考慮N2H4分子間除存在范德華力還存在氫鍵，。2分子間只有范德華力，氫鍵比范德華力強(qiáng)。(5)晶胞內(nèi)有2個(gè)As原子，Ni原子個(gè)數(shù)為2X1+4X -1+ 2X1 + 4X-1= 2,因而晶胞內(nèi)原 61236、一口 2X 59+2X 75 268J3 2303m子總質(zhì)量m = -N；=268g，晶胞體積V = 掾a2cx 1030cm3,晶胞密度等于干325.36X103a2cNAg cm 3,晶

22、胞是由兩個(gè)完全相同的平行六面體上下推疊而成,例如下底最左邊的1個(gè)As原子，因而該Ni原子為六個(gè)這樣的平行六面體所占有，每個(gè)這樣的平行六面體含有晶體中與每個(gè)Ni原子距離最近的 As原子有6個(gè)。答案 (1)球形、啞鈴形(或紡錘形)As>Se>Ge(2)三角錐形PC13、PB3、NF3、NCI3 等(3)sp2sp37Na(4)N2H4分子間除存在范32德華力還存在氫鍵，。2分子間只有范德華力，氫鍵比范德華力強(qiáng)(5)5.36 2 106,3a cNa6 . (2019江蘇四市聯(lián)考)已知X、Y、Z、R都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大。X是空氣中含量最高的元素，Z基態(tài)原子核

23、外 K、L、M三層電子數(shù)之比為 1 ： 4： 2, R基態(tài)原子的3d原子軌道上的電子數(shù)是 4 s原子軌道上的4倍，Y基態(tài)原子的最 外層電子數(shù)等于 Z、R基態(tài)原子的最外層電子數(shù)之和。 (答題時(shí)，X、Y、Z、R用所對(duì)應(yīng)的元 素符號(hào)表示)(1)X、Y、Z的第一電離能由小到大的順序?yàn)?,寫(xiě)出一種與ZY4互為等電子體的 分子的化學(xué)式：(2)R3+基態(tài)核外電子排布式為 。(3)化合物Z3X4熔點(diǎn)高達(dá)1 900c以上，硬度很大。該物質(zhì)的晶體類(lèi)型是 。(4)Y、Z形成的某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為 。(5)R”與過(guò)量的氨水形成的配離子的化學(xué)式為R(NH 3)62+ ,1 molR(NH加產(chǎn)中含有的數(shù)目為解析 X、Y、Z、R都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增