高考化學(xué)二輪專題限時(shí)集訓(xùn)20《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》（含詳解）

1、專題限時(shí)集訓(xùn)(二十)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(對應(yīng)學(xué)生用書第149頁) (限時(shí)：40分鐘)1(2017四川成都一診)已知反應(yīng)3NaHFe2O3eq o(=,sup8(一定條件)2Fe3NaOH。 【97184284】(1)基態(tài)Fe原子核外共有_種運(yùn)動狀態(tài)不相同的電子；Fe3的價(jià)電子排布圖為_。(2)NaH的電子式為_；1 mol NaOH含有鍵數(shù)目為_，其中O原子的雜化類型為_；Fe3可以和SCN形成配合物，該反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)，說明配位原子配位能力_(填“強(qiáng)”或“弱”)。(3)上述反應(yīng)中含Na的化合物晶體類型均為_晶體；NaH的熔點(diǎn)顯著高于NaOH，主要原因是_。(4)某種單質(zhì)鐵的晶體為體心立方堆積

2、，則鐵原子的配位數(shù)為_；若r(Fe)表示Fe原子的半徑，單質(zhì)鐵的原子空間利用率為_列出含r(Fe)的計(jì)算表達(dá)式?！窘馕觥?1)基態(tài)Fe原子核外有26個電子，每個電子的運(yùn)動狀態(tài)均不相同，故基態(tài)Fe原子核外有26種運(yùn)動狀態(tài)不相同的電子；基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為Ar3d64s2，則Fe3的核外電子排布式為Ar3d5，其價(jià)電子排布圖為(2)NaH是離子化合物，由Na和H構(gòu)成，其電子式為NaH。NaOH由Na和OH構(gòu)成，其中OH含有極性鍵(OH鍵)，故1 mol NaOH含有的鍵數(shù)目為NA。OH中O原子形成1個鍵，且O原子有3對孤對電子，故O原子采取sp3雜化。Fe3與SCN形成配合物的反應(yīng)為典型

3、的可逆反應(yīng)，說明生成的配合物穩(wěn)定性較弱，易分解生成Fe3、SCN，據(jù)此推知配位原子的配位能力較弱。(3)NaH和NaOH均由離子構(gòu)成，均屬于離子晶體；離子晶體的熔點(diǎn)與晶格能的大小有關(guān)，晶格能越大，晶體的熔點(diǎn)越高，而晶格能的大小與離子半徑、所帶電荷數(shù)有關(guān)。H的半徑小于OH的半徑，則NaH的晶格能大于NaOH，因此NaH的熔點(diǎn)高于NaOH的熔點(diǎn)。(4)某單質(zhì)鐵的晶體為體心立方堆積，則Fe原子的配位數(shù)為8；每個晶胞中含有Fe原子個數(shù)為18eq f(1,8)2，結(jié)合球體的體積公式“Veq f(4,3)r3”可知，2個Fe原子的總體積為eq f(8,3)r3(Fe)；設(shè)晶胞的棱長為a，由4r(Fe)23

4、a2可得aeq f(4rFe,r(3)，則晶胞的體積為eq blcrc(avs4alco1(f(4rFe,r(3)3，故單質(zhì)鐵的原子空間利用率為eq f(V球,V晶胞)eq f(f(8,3)r3Fe,blcrc(avs4alco1(f(4rFe,r(3)3。)【答案】(1)26(2)NaHNAsp3弱(3)離子H半徑小，NaH的晶格能大于NaOH的晶格能(4)8eq f(f(8,3)r3Fe,blcrc(avs4alco1(f(4rFe,r(3)3)2(2017山西名校聯(lián)考)2014年7月和12月山西大學(xué)分子科學(xué)研究所翟華金教授、李思殿教授與清華大學(xué)李雋教授、美國布朗大學(xué)LaiSheng Wa

5、ng教授及復(fù)旦大學(xué)劉智攀教授課題組合作，首次合成“中國紅燈籠分子”硼球烯B40。B40是繼C60之后第二個從實(shí)驗(yàn)和理論上完全確認(rèn)的無機(jī)非金屬籠狀團(tuán)簇。 【97184285】(1)基態(tài)硼原子的外圍電子排布式為_，碳60中碳原子雜化方式為_。(2)構(gòu)成碳60晶體的作用力是_。(3)與硼同周期但第一電離能比硼大的元素有_種。(4)磷化硼(BP)是由硼元素與磷元素組成的無機(jī)化合物，屬于一種半導(dǎo)體材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應(yīng)合成。BP晶胞中B采用面心立方堆積，P原子填入四面體空隙中。寫出三溴化硼和三溴化磷的空間構(gòu)型：三溴化硼_；三溴化磷_。磷化硼晶體內(nèi)微粒間的作用力有_。計(jì)算磷化硼

6、中硼原子和磷原子之間的最近距離(晶胞參數(shù)為478 pm)_?！窘馕觥?1)碳60又叫足球烯，其分子中每個C原子與其他3個C原子相連，分別形成兩個碳碳單鍵和一個碳碳雙鍵，所以碳原子的雜化方式為sp2。(2)碳60晶體屬于分子晶體，所以微粒間作用力是范德華力。(3)與硼同周期但第一電離能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne共6種。(4)BBr3中B原子的價(jià)層電子對數(shù)是3，孤電子對數(shù)是0，所以三溴化硼的空間構(gòu)型是平面正三角形；PBr3中P原子的價(jià)層電子對數(shù)是4，孤電子對數(shù)是1，所以三溴化磷的空間構(gòu)型是三角錐形。磷化硼的空間結(jié)構(gòu)與金剛石類似，應(yīng)屬于原子晶體，B原子與P原子間通過共價(jià)鍵相結(jié)合，但B原

7、子最外層只有3個電子，P原子最外層有5個電子，而磷化硼晶體中每個B原子與4個P原子相連，每個P原子也與4個B原子相連，這說明B原子和P原子間還存在一個配位鍵，其中P原子提供孤電子對，B原子提供空軌道。BP晶胞中P原子位于立方體的體對角線的eq f(1,4)處，則硼原子和磷原子之間的最近距離eq f(478r(3),4)pmeq f(239r(3),2)pm207 pm?！敬鸢浮?1)2s22p1sp2(2)范德華力、非極性共價(jià)鍵(3)6(4)平面正三角形三角錐形共價(jià)鍵、配位鍵207pm或eq f(239r(3),2)pm3(2017湖南衡陽十校沖刺模擬)核安全與放射性污染防治已引起世界各國的廣

8、泛重視。在爆炸的核電站周圍含有放射性物質(zhì)碘131和銫137。碘131一旦被人體吸入，可能會引發(fā)甲狀腺疾病。 【97184286】(1)Cs(銫)的價(jià)電子排布式為6s1，與銫同主族的前四周期(包括第四周期)的三種元素X、Y、Z的第一電離能如下表：元素代號XYZ第一電離能/(kJmol1)520496419上述三種元素X、Y、Z的元素符號分別為_，基態(tài)Z原子的核外電子排布式為_，X形成的單質(zhì)晶體中含有的化學(xué)鍵類型是_。(2)F與I同主族，BeF2與H2O都是由三個原子構(gòu)成的共價(jià)化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別為_、_，BeF2分子的立體構(gòu)型是_，H2O分子的立體構(gòu)型是_。(3

9、)與碘同主族的氯具有很強(qiáng)的活潑性，能形成大量的含氯化合物。BCl3分子中BCl鍵的鍵角為_。(4)131I2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，該晶胞中含有_個131I2分子；KI的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，每個K緊鄰_個I。甲乙(5)KI晶體的密度為 gcm3，K和I的摩爾質(zhì)量分別為MK gmol1和MIgmol1，原子半徑分別為rKpm和rIpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_?！窘馕觥?1)由銫的最外層電子排布式為6s1，可知X、Y、Z為第A族元素，第A族前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，由第一電離能數(shù)據(jù)可知，X、Y的第一電離能的差值與Y、Z的第一電離能的差

10、值相差不大，所以X、Y、Z中不可能有H元素，而同主族元素電子層數(shù)越多，第一電離能越小，故X、Y、Z分別為Li、Na、K?；鶓B(tài)K原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1；鋰晶體屬于金屬晶體，微粒間均以金屬鍵結(jié)合。(2)BeF2中Be的價(jià)層電子對數(shù)是2eq f(1,2)(22)2，所以Be是sp雜化，分子空間構(gòu)型為直線形；H2O中O的價(jià)層電子對數(shù)是2eq f(1,2)(62)4，所以O(shè)是sp3雜化，分子空間構(gòu)型為V形。(3)硼原子的最外層電子數(shù)為3，Cl提供3個電子，硼原子的價(jià)層電子對數(shù)為eq f(33,2)3，沒有孤對電子，故BCl3為平面正三角形結(jié)構(gòu)，分子中BCl鍵的鍵角為1

11、20。(4)由131I2晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，碘分子位于晶胞的8個頂點(diǎn)和6個面上，故一個晶胞中含有4個131I2分子；KI晶胞與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)相似，每個K緊鄰6個I，同層有4個，上下各1個。(5)KI晶胞中K和I各有4個，晶胞中原子所占的體積V1eq blc(rc)(avs4alco1(f(4,3)roal(3,K)4f(4,3)roal(3,I)4)1030cm3，晶胞的體積V2eq f(m,)4eq f(MKMI,NA)cm3，故KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為eq f(V1,V2)100%eq f(41030NAroal(3,K)roal(3,I),3MKMI)100%?！敬鸢浮?1

12、)Li、Na、K1s22s22p63s23p64s1金屬鍵(2)spsp3直線形V形(3)120(4)46(5)eq f(41030NAroal(3,K)roal(3,I),3MKMI)100%4(2017河北張家口期末質(zhì)量監(jiān)測)鐵和銅都是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛的金屬，能形成很多種合金和化合物。請回答： 【97184287】(1)基態(tài)Cu的價(jià)層電子排布圖為_?；鶓B(tài)Fe3中有_種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。(2)鐵單質(zhì)能形成Fe(CO)5，其熔點(diǎn)為21 ，沸點(diǎn)為102.8 。則Fe(CO)5晶體的類型為_。與CO互為等電子體的離子的符號為_(任寫一種)。(3)銅元素的焰色反應(yīng)呈綠色，很多金屬元素能發(fā)生焰色

13、反應(yīng)的微觀原因?yàn)開。(4)Cu(NH3)4SO4中，N、S、O三種非金屬元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)開，陰離子的空間構(gòu)型為_，其中心原子的雜化軌道類型為_。(5)鐵單質(zhì)的一種晶體的堆積模型為體心立方堆積，晶胞參數(shù)為a pm；銅單質(zhì)的一種晶體的堆積模型為面心立方最密堆積，晶胞參數(shù)為b pm。則兩種晶體中，鐵原子和銅原子的配位數(shù)之比為_，晶體的密度之比為_(用代數(shù)式表示)?！窘馕觥?1)銅元素的原子序數(shù)為29，則基態(tài)Cu的價(jià)層電子排布式為3d10,3d軌道有5對成對電子。鐵元素的原子序數(shù)為26，基態(tài)Fe3的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則其含有23種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。(2

14、)Fe(CO)5的熔、沸點(diǎn)相對較低，故為分子晶體。根據(jù)等電子體的含義，可寫出與CO互為等電子體的離子。(3)某些金屬元素的焰色反應(yīng)的微觀原因是電子躍遷釋放的光能，使灼燒時(shí)的火焰呈特殊顏色。(4)根據(jù)其基態(tài)原子的非金屬性和各能級軌道的電子排布特點(diǎn)可比較其第一電離能的大小。SOeq oal(2,4)中S原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，則其軌道雜化類型為sp3，SOeq oal(2,4)的空間構(gòu)型為正四面體形。(5)體心立方堆積的晶胞中，鐵原子的配位數(shù)為8，面心立方最密堆積的晶胞中，銅原子的配位數(shù)為12，故二者配位數(shù)之比為23，鐵單質(zhì)的晶體的密度為eq f(562,a10103NA)gcm3，銅單質(zhì)的晶體密

15、度為eq f(644,b10103NA)gcm3，二者密度之比為eq f(7b3,16a3)?！敬鸢浮?1)23(2)分子晶體CN(或Ceq oal(2,2)等)(3)電子由較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，會以光的形式釋放能量，形成焰色反應(yīng)(4)SONCH；CH3COONa中甲基中的C原子采取sp3雜化，羧基中的C原子采取sp2雜化。(3)氨和聯(lián)氨分子間均存在氫鍵，但聯(lián)氨分子間形成的氫鍵數(shù)目多于氨分子間形成的氫鍵數(shù)目，故聯(lián)氨的沸點(diǎn)明顯高于氨。 (4)由圖示可知，晶體中的氧離子構(gòu)成面心立方最密堆積，該立方體中氧離子數(shù)目為12eq f(1,4)14，F(xiàn)e3的數(shù)目為4eq f(1,

16、8)3eq f(1,2)2，F(xiàn)e2的數(shù)目為1，則Fe和O的原子數(shù)目比為34，是Fe3O4的晶胞；立方體中三價(jià)鐵離子周圍有6個氧離子，故Fe3處于O2圍成的正八面體空隙。(5)晶體中電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移，則Fe3O4晶體能導(dǎo)電；晶胞的體積為a3(0.42107cm)3，每摩爾晶胞的質(zhì)量為(563164)g232 g，則Fe3O4晶體的密度為eq f(232 g,0.42107cm3NA)5.2 gcm3?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(2)ONCHsp3雜化、sp2雜化(3)聯(lián)氨分子間形成的氫鍵數(shù)目多于氨分子間形成的氫鍵數(shù)目(4)

17、是是正八面體(5)電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移5.26(2017吉林大學(xué)附中模擬七)周期表中前四周期的元素A、B、C、D，原子序數(shù)依次增大，且A、B、C同周期。A共有兩個原子軌道上有電子，且電子數(shù)目相同。B、C相鄰，且C中的未成對電子數(shù)為3個，D是人類最早使用的元素，并以這種元素命名了一個時(shí)代。請回答下面的問題：(1)A、B、C第一電離能從小到大的順序?yàn)椋篲(填元素符號)，D的價(jià)層電子排布圖為：_。(2)在不同的溫度下，A以ACl2和二聚體 A2Cl4兩種形式存在，二聚體的結(jié)構(gòu)式如下圖所示：ACl2中A的雜化方式為_。1 mol A2Cl4中含配位鍵的數(shù)目為_。(3)B元素能形成

18、多種同素異形體，其中一種同素異形體X的晶體結(jié)構(gòu)和晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知X的密度是a g/cm3，BB鍵的鍵長為r cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。X的晶體結(jié)構(gòu) X的晶體晶胞X中含有的化學(xué)鍵為_。X晶體的層間距離為_。(4)C元素可以形成兩種含氧酸HCO2和HCO3，酸性是HCO3_HCO2(填“強(qiáng)于”或者“弱于”)，原因?yàn)開。(5)將二維密置層在三維空間內(nèi)堆積，可以得到兩種金屬晶體的最密堆積方式。一種是按照XYXYXYXY方式堆積，我們稱這種堆積方式為“甲”方式。另外一種是按照XYZXYZXYZXYZ方式堆積，我們稱這種堆積方式為“乙”方式。則金屬D的堆積方式為_(填“甲”或“乙”)?！窘馕觥?/p>

19、根據(jù)題意，A共有兩個原子軌道上有電子，且電子數(shù)目相同，則A的電子排布式為1s22s2，A為4號鈹元素，根據(jù)“B、C相鄰，且C中未成對電子數(shù)為3個”，推出C為7號N元素，則B是6號C元素，D是29號元素Cu。(1)A、B、C第一電離能從小到大的順序?yàn)椋築eCN，D的價(jià)層電子排布圖為：(2)BeCl2中心原子Be形成2個鍵且沒有孤電子對，價(jià)層電子對數(shù)為2對，所以Be的雜化方式為sp雜化。1個氯化鈹二聚體分子中有2個配位鍵，所以1 mol Be2Cl4中含配位鍵的數(shù)目為1.2041024或2NA。(3)由X的晶體及晶胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，X為石墨。石墨是混合晶體，碳原子采用sp2雜化與周圍3個碳原子形成共價(jià)鍵，每個碳原子還有一個電子在2p軌道上，同一片層所有碳原子的未參與形成鍵的2p軌道