新教材-高二化學(xué)下學(xué)期暑假訓(xùn)練3物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

Page113物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)暑假訓(xùn)練暑假訓(xùn)練03物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例1．X是第四周期元素，其原子最外層只有個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負(fù)一價離子的最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同。下列說法錯誤的是（）A．單質(zhì)X的晶體類型為金屬晶體B．已知單質(zhì)X是面心立方最密堆積，其中X原子的配位數(shù)為8C．元素Y的基態(tài)原子的核外電子排布式為D．X與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。該化合物的化學(xué)式為1．光氣(COCl2)是一種重要的有機中間體。反應(yīng)CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O可用于制備光氣。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．CHCl3為非極性分子B．H2O2的電子式為C．沸點：H2O2>CHCl3D．COCl2中碳原子的軌道雜化類型為sp3雜化2．下面的排序不正確的是（）A．熔點由高到低：Na>Mg>AlB．硬度由大到?。航饎偸咎蓟?gt;晶體硅C．沸點的高低：乙醇＞丙烷D．晶格能由大到?。篘aF>NaCl>NaBr>NaI3．下列說法正確的是（）A．金剛石與C60熔化時破壞的作用力相同B．NaHSO4晶體溶于水時，只有離子鍵的斷裂C．分子晶體中一定含有共價鍵D．CCl4、C2H4、SiO2都存在共價鍵，他們都是共價化合物4．下列關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說法正確的是（）A．BF3中的鍵角大于BFeq\o\al(?,4)的鍵角B．CH3CN中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為4∶3C．含氧酸酸性：HClO＞HClO2D．CH3OH易溶于水的原因僅僅是因為CH3OH和水分子都是極性分子5．下列說法正確的是（）A．凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其立體構(gòu)型都是正四面體形B．白磷分子和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28'C．若ABn型分子的中心原子A上沒有孤電子對，則ABn為非極性分子D．NH3和PH3分子的VSEPR模型為正四面體形，PH3中P—H鍵鍵角大于NH3中N—H鍵鍵角6．法匹拉韋是治療新冠肺炎的一種藥物，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法正確的是（）A．該分子中C—N鍵的鍵能大于C—F鍵的鍵能B．該分子中N、O、F的第一電離能大小順序為F>N>OC．該分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為7∶2D．該分子中存在手性碳原子7．[Zn(CN)4]2?在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng)：4HCHO+[Zn(CN)4]2?+4H++4H2O=[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN。(1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為___________。畫出配合物離子[Zn(H2O)4]2+中的配位鍵___________。(2)1molHCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為___________。(3)HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式，HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型分別是___________和___________。(4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為___________。(5)下列一組微粒中鍵角由大到小順序排列為___________(用編號填寫)①CO2②SiF4③SCl2④COeq\o\al(2?,3)⑤H3O+(6)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲氫材料。回答下列問題：①H、B、N中，原子半徑最大的是_________。根據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素___________的相似。②NH3BH3分子中，N－B化學(xué)鍵稱為___________鍵，其電子對由___________提供。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NH3BH3+6H2O=3NH3+B3Oeq\o\al(3?,6)+9H2，B3Oeq\o\al(3?,6)的結(jié)構(gòu)如圖所示：；在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由___________變?yōu)開__________。8．請回答下列問題：(1)下列現(xiàn)象和應(yīng)用與電子躍遷無關(guān)的是___________。A．激光B．焰色反應(yīng)C．燃燒放熱D．原子光譜E．石墨導(dǎo)電(2)日常生活中廣泛應(yīng)用的不銹鋼，在其生產(chǎn)過程中添加了鉻元素(核電荷數(shù)24)，該元素基態(tài)原子的電子排布式是___________，與它同周期的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與鉻相同的元素有___________(填元素符號)。(3)按下列要求寫出第二周期非金屬元素組成的中性分子的化學(xué)式及中心原子的雜化方式。①平面三角形分子：分子式___________，雜化方式是__________。②三角錐形分子：分子式___________，雜化方式是___________。③正四面體形分子：分子式___________，雜化方式是___________。(4)用價層電子對互斥理論推斷第ⅣA族元素Sn形成的SnBr2分子中Sn－Br的鍵角___________120°(填“＞”“＜”或“=”)。(5)已知CH4中共用電子對偏向C，SiH4中共用電子對偏向H，則C、Si、H的電負(fù)性由大到小的順序為___________。9．半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵材料是我國優(yōu)先發(fā)展的新材料。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，硅基材料的半導(dǎo)體器件性能已經(jīng)接近其物理極限，以碳化硅、氮化鎵等為代表的第二代半導(dǎo)體材料成為當(dāng)今熱點?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)鎵原子的價電子排布式為：________，它位于元素周期表的第____周期、第__族。(2)上述材料所涉及的四種元素中，原子半徑最小的是___________(填元素符號，下同)，第一電離能I1最大的是___________。(3)原硅酸根SiOeq\o\al(4?,4)的空間構(gòu)型是___________，其中Si的雜化軌道類型為___________。(4)①金剛石、②晶體硅、③碳化硅，三者熔點由低到高的順序是___________(填序號)，原因是___________。(5)GaN被譽為21世紀(jì)引領(lǐng)5G時代的基石材料，是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點。有一種氮化鎵的六方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞參數(shù)為：α=β=90°，γ=120°。已知：該晶體的密度為ρg/cm3，晶胞底邊邊長為acm，高為bcm，則阿伏伽德羅常數(shù)為___________mol?1(用含a、b、ρ的代數(shù)式表示)。10．東晉華陽國志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載，云南鎳白銅銅鎳合金聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問題：(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_________，3d能級上的未成對電子數(shù)為_________。(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是_______。lmol陽離子中含有的共價鍵數(shù)目是___________。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由___鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu=1958kJ/mol、INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是___________。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為___。②若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數(shù)a=___nm。

答案與解析答案與解析例1．【答案】B【解析】依據(jù)題給信息可推知，X為銅元素，Y為氯元素。A．Cu屬于金屬元素，單質(zhì)銅的晶體類型為金屬晶體，A正確；B．金屬銅是面心立方最密堆積，每個銅原子的配位數(shù)是12，B錯誤；C．Y是氯元素，其原子核外電子數(shù)為17，依據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子核外電子排布式為，C正確；D．依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法分析，每個晶胞中含有的銅原子個數(shù)為8×+6×=4，氯原子個數(shù)為4，則該化合物的化學(xué)式為CuCl，D正確；故選B。1．【答案】C【解析】A．CH4為非極性分子，3個H被Cl代替得到的CHCl3為極性分子，A項錯誤；B．H2O2是共價化合物，電子式為，B項錯誤；C．H2O2分子間有氫鍵，沸點高于CHCl3，C項正確；D．COCl2中含有碳氧雙鍵，碳原子為sp2雜化，D項錯誤；答案選C。2．【答案】A【解析】A．Na、Mg、Al都屬于金屬晶體，金屬晶體中金屬鍵越強，金屬晶體熔點越高，Na、Mg、Al的最外層電子數(shù)逐漸增多，相應(yīng)金屬陽離子所帶電荷數(shù)逐漸增多，半徑逐漸減小，金屬鍵逐漸增強，則熔點由高到低：Al＞Mg＞Na，A錯誤；B．金剛石、碳化硅、晶體硅都屬于共價晶體，共價晶體中共價鍵的鍵能越大，共價晶體的硬度越大，鍵長由大到?。篠i—Si鍵＞C—Si鍵＞C—C鍵，則鍵能由大到?。篊—C鍵＞C—Si鍵＞Si—Si鍵，硬度由大到小：金剛石＞碳化硅＞晶體硅，B正確；C．乙醇分子間存在氫鍵，丙烷分子間沒有氫鍵，沸點的高低：乙醇＞丙烷，C正確；D．離子晶體中離子所帶電荷數(shù)越大、離子半徑越小，晶格能越大，NaF、NaCl、NaBr、NaI中陽離子相同，都為Na+，F(xiàn)?、Cl?、Br?、I?所帶電荷數(shù)相等，離子半徑逐漸增大，則晶格能由大到?。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D正確；答案選A。3．【答案】D【解析】A．金剛石為共價晶體，融化時破壞了共價鍵，C60為分子晶體，熔化時破壞的作用力為分子間作用力，故A錯誤；B．NaHSO4晶體溶于水時，完全電離形成鈉離子、氫離子和硫酸根離子，破壞了離子鍵和共價鍵，故B錯誤；C．分子晶體中不一定含有共價鍵，如單原子分子形成的晶體，故C錯誤；D．CCl4、C2H4、SiO2均只含共價鍵，且均由兩種元素組成，則都為含共價鍵的共價化合物，故D正確；故選D。4．【答案】A【解析】A．BF3為sp2雜化，鍵角為120°，BFeq\o\al(?,4)為sp3雜化，鍵角為109°28’，BF3中的鍵角大于BFeq\o\al(?,4)的鍵角，故A正確；B．CH3CN的結(jié)構(gòu)式為：，σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為5∶2，故B錯誤；C．含氧酸酸性：HClO＜HClO2，氯元素化合價越高對應(yīng)氧化物的水化合物的酸性越強，故C錯誤；D．CH3OH中含有－OH，－OH為親水基，因此CH3OH易溶于水，CH3OH與水易形成氫鍵，故D錯誤；故選A。5．【答案】C【解析】A．通過sp3雜化形成的中性分子，分子中價層電子對數(shù)是4，若不含孤電子對，如CH4或CF4，分子為正四面體結(jié)構(gòu)；分子中價層電子對數(shù)是4，若含有一個孤電子對，如NH3或NF3，分子為三角錐形結(jié)構(gòu)；分子中價層電子對數(shù)是4，若含有兩個孤電子對，如H2O，分子為V形結(jié)構(gòu)，A錯誤；B．P4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體，體中心無原子，鍵角是60°，B錯誤；C．若ABn型分子的中心原子A上沒有孤對電子，則ABn為非極性分子，這是判斷極性分子和非極性分子的重要經(jīng)驗規(guī)律，C正確；D．由于電負(fù)性N強于P，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間的距離越小，成鍵電子對之間的排斥力越大，因此鍵角變大，即PH3中P—H鍵鍵角小于NH3中N—H鍵鍵角，D錯誤；選C。6．【答案】B【解析】A．分子中C－N鍵的鍵能與C－F鍵的鍵能比較，可以根據(jù)鍵長的大小來判斷，具體來說就是根據(jù)相結(jié)合的兩個原子的半徑來比較，半徑越小鍵能越大，兩個化學(xué)鍵都含有C原子，N原子的半徑大于F原子的，所以C－N鍵的鍵能小于C－F鍵的鍵能，A錯誤；B．同周期元素的第一電離能從左到右有增大的趨勢，但ⅡA族和ⅤA族的元素達(dá)到全滿或半滿狀態(tài)，所以N、O、F的第一電離能由大到小的順序為F>N>O，B正確；C．該分子中鍵與鍵數(shù)目之比為15∶4，C錯誤；D．手性碳原子一定是飽和碳原子，所連接的四個基團要是不同的，該有機物中沒有飽和的碳原子，故D錯誤；故選B。7．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10（2）3mol或3NAsp3、spNHeq\o\al(?,2)①>④>②>⑤>③BSi配位鍵Nsp3雜化sp2雜化【解析】(1)Zn是30號元素，其原子核外有30個電子，失去最外層兩個電子生成鋅離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；Zn為中心離子，H2O為配體，配位數(shù)為4，所以配合物離子[Zn(H2O)4]2+中的配位鍵為；(2)單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵，HCHO分子中含有2個C－H鍵、1個C=O雙鍵，分子中含有3個σ鍵，所以1mol甲醛(HCHO)分子中含有的σ鍵數(shù)目為3mol或3NA，故為：3mol或3NA；(3)根據(jù)HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式，其中與羥基(－OH)相連的一個碳為飽和碳原子，價層電子對為4+0=4，雜化類型為sp3，另一碳原子與氮原子形成碳氮三鍵，三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵，價層電子對為2+，所以雜化類型為sp雜化；(4)原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒為等電子體，與水互為等電子體的微粒該是原子最外層電子數(shù)為8的分子或離子，這樣的微粒有：H2S、NHeq\o\al(?,2)，陰離子為：NHeq\o\al(?,2)；(5)①CO2是直線結(jié)構(gòu)，鍵角為180°；②SiF4為正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28′；③SCl2中S采用sp3雜化，為V形結(jié)構(gòu)；④COeq\o\al(2?,3)中C采用sp2雜化，為正三角形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°；⑤H3O+中O采用sp3雜化，為三角錐形結(jié)構(gòu)，③中2個孤電子對之間的斥力較大，使得③中鍵角小于⑤，同理⑤中鍵角小于②，因此鍵角由大到小順序排列為①④②⑤③，故答案為：①>④>②>⑤>③；(6)①根據(jù)同一周期從左到右主族元素的原子半徑逐漸減小，可知H、B、N中原子半徑最大的是B(硼)；元素周期表中B與Si(硅)處于對角線上，二者化學(xué)性質(zhì)相似；②NH3BH3中N有孤電子對，B有空軌道，N和B形成配位鍵；電子對由N提供；NH3BH3中B形成四個σ鍵，為sp3雜化，B3Oeq\o\al(3?,6)中B形成3個σ鍵，為sp2雜化。8．【答案】（1）CE（2）1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1Cu、KBF3、sp2雜化NF3、sp3雜化CF4、sp3雜化＜C＞H＞Si【解析】(1)燃燒放熱是物質(zhì)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層間有自由移動的電子，二者與電子躍遷無關(guān)，激光、焰色反應(yīng)、原子光譜與電子躍遷有關(guān)系。故答案為：CE；(2)鉻元素的核電荷數(shù)為24，該元素基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，第四周期元素中，當(dāng)d能級電子數(shù)全滿或全空且最外層有一個電子的元素分別是Cu：[Ar]3d104s1和K：[Ar]4s1。(3)①第二周期非金屬元素組成的中性分子是平面三角形分子為BF3，雜化方式是sp2雜化；②第二周期非金屬元素組成的中性分子是三角錐形分子為NF3，雜化方式是sp3雜化；③第二周期非金屬元素組成的中性分子是正四面體形分子為CF4，雜化方式是sp3雜化。(4)SnBr2分子中，Sn原子的價層電子對數(shù)目是(4+2)/2=3，配位原子數(shù)為2，故Sn含有孤對電子，SnBr2空間構(gòu)型為V型，鍵角小于120°，故答案為：＜；(6)根據(jù)共用電子對偏向電負(fù)性大的原子，已知CH4中共用電子對偏向C，SiH4中共用電子對偏向H，則C、Si、H的電負(fù)性由大到小的順序為C＞H＞Si。9．【答案】（1）4s24p1四IIIANN正四面體sp3②③①三者結(jié)構(gòu)相似，都是原子晶體，碳原子半徑小于硅原子，鍵能C－C＞C－Si＞Si－Si【解析】(1)Ga是31號元素，根據(jù)構(gòu)造原理，可知基態(tài)鎵原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1，則其價電子排布式為4s24p1；根據(jù)Ga核外電子排布式可知Ga原子核外有4個電子層，最外層有3個電子，則由原子結(jié)構(gòu)與元素位置關(guān)系可知Ga位于元素周期表第四周期第IIIA族；(2)在上述材料所涉及的元素有C、Si、N、Ga。原子核外電子層數(shù)越多原子半徑越大；當(dāng)原子核外電子層數(shù)相同時，原子序數(shù)越小，原子半徑越大。C、N原子核外只有2個電子層，Si核外有3個電子層，Ga核外有4個電子層，由于原子序數(shù)N＞C，故上述四種元素中原子半徑最小的是N元素；同一周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大而增大，同一主族元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大而減小，在上述四種元素中原子核外電子層數(shù)最少的元素有C、N，由于原子序數(shù)N＞C，N原子核外電子排布處于半滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能I1最大的是N元素；(3)原硅酸根SiOeq\o\al(4?,4)中Si原子價層電子對數(shù)為4+=4，且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論可知SiOeq\o\al(4?,4)的空間構(gòu)型是正四面體形；其中Si原子雜化類型是sp3雜化；(4)①金剛石、②晶體硅、③碳化硅三種物質(zhì)都是共價晶體，原子半徑：C＜Si。原子半徑越小，共價鍵鍵長就越短，該化學(xué)鍵的鍵能就越大，斷裂該共價鍵使物質(zhì)熔化、氣化消耗的能量就越多，物質(zhì)的熔沸點就越高。由于鍵長：C－C＜C－Si＜Si－Si，所以鍵能：C－C＞C－Si＞Si－Si，因此三種物質(zhì)的熔點由低到高的順序是②③①；(5)該晶胞中含有Ga原子數(shù)目為1+4×