2020版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題限時(shí)集訓(xùn)13物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析新人教版1147

PAGE更多資料關(guān)注公眾號(hào)：高考化學(xué)gkhx100專題限時(shí)集訓(xùn)(十三)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(限時(shí)：45分鐘)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第153頁(yè))1．(2019·唐山模擬)原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別依次處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B與C可形成正四面體形分子，D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子，其他能層均已充滿電子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)這四種元素中電負(fù)性最大的元素，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)_______________________，第一電離能最小的元素是________(填元素符號(hào))。(2)C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點(diǎn)由高到低的順序是________________________(填化學(xué)式)。(3)B元素可形成多種單質(zhì)，一種晶體結(jié)構(gòu)如圖一所示，其原子的雜化類型為_(kāi)_______；另一種的晶胞如圖二所示，該晶胞的空間利用率為_(kāi)_______。圖一圖二圖三(4)D元素形成的單質(zhì)，其晶體的堆積模型為_(kāi)_______，D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖三，該晶體中含有的化學(xué)鍵是________(填選項(xiàng)序號(hào))。①極性鍵 ②非極性鍵③配位鍵 ④金屬鍵(5)向D的硫酸鹽溶液中滴加過(guò)量氨水，觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________________________。請(qǐng)寫(xiě)出上述過(guò)程的離子方程式：________________________________________________________________________________，_____________________________________________________。[解析]原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別依次處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即核外有6個(gè)電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體形分子，則C為氯元素。(3)圖一為石墨的平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個(gè)碳原子都結(jié)合著3個(gè)碳原子，碳原子采取sp2雜化；圖二為金剛石的晶胞，一個(gè)晶胞中含碳原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8，令碳原子直徑為a，晶胞中C原子總體積＝8×eq\f(4,3)π(eq\f(a,2))3，碳原子與周?chē)?個(gè)原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，中心碳原子與正四面體頂點(diǎn)原子相鄰，中心碳原子到底面距離為eq\f(a,3)，則正四面體的高為(a＋eq\f(a,3))＝eq\f(4a,3)，設(shè)正四面體的棱長(zhǎng)為x，則斜面的高為eq\f(\r(3),2)x，底面中心到邊的距離為eq\f(\r(3),2)x×eq\f(1,3)，再根據(jù)勾股定理：(eq\f(4a,3))2＋(eq\f(\r(3),2)x×eq\f(1,3))2＝(eq\f(\r(3),2)x)2，整理得x＝eq\f(2\r(6)a,3)，故晶胞棱長(zhǎng)＝eq\f(2\r(6)a,3)×eq\r(2)＝eq\f(4\r(3)a,3)，則晶胞體積為(eq\f(4\r(3),3))3，晶胞空間利用率＝{[8×eq\f(4,3)π(eq\f(a,2))3]÷(eq\f(4\r(3),3))3}×100%＝eq\f(\r(3),16)π≈34%。[答案](1)Cu(2)HF＞HI＞HBr＞HCl(3)sp234%(4)面心立方最密堆積①②③(5)首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－2．(2019·武漢模擬)磷及其化合物與人們的健康和生活密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)磷原子價(jià)電子軌道表示式為_(kāi)_______，其第一電離能比硫的________(填“大”或“小”)。(2)羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙齒中的重要礦物質(zhì)，其中羥基(—OH)中氧原子的雜化方式為_(kāi)_______，POeq\o\al(3－,4)的立體構(gòu)型為_(kāi)_______，該化合物所含元素電負(fù)性最大的是________。(3)P4O6的分子結(jié)構(gòu)中只含有單鍵，且每個(gè)原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，則該分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)目是________。(4)磷酸和亞磷酸(H3PO3)是磷元素的兩種含氧酸。亞磷酸與NaOH反應(yīng)只生成NaHPO3和NaH2PO3兩種鹽，則H3PO3的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______，其為_(kāi)_______元酸，原因是_________________________________________________________________________。(5)磷酸分子間脫水可生成多磷酸，其某一鈣鹽的結(jié)構(gòu)如圖所示：由圖推知該多磷酸鈣鹽的通式為_(kāi)_______。(6)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，晶胞如下圖所示，其密度為ρg·cm－3，設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，則磷原子的配位數(shù)為_(kāi)_______，晶胞參數(shù)為_(kāi)_______pm。[解析](2)—OH中氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為eq\f(6＋2,2)＝4，所以氧原子按sp3方式雜化；POeq\o\al(3－,4)中P原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(5＋3－2×4,2)＝4，沒(méi)有孤電子對(duì)，故POeq\o\al(3－,4)為正四面體結(jié)構(gòu)；根據(jù)元素的非金屬性越強(qiáng)，元素的電負(fù)性越大，Ca、P、O、H四種元素中O的非金屬性最強(qiáng)，O元素的電負(fù)性最大；(3)P原子最外層有5個(gè)電子，能夠與3個(gè)O原子形成3對(duì)共用電子對(duì)，O原子最外層有6個(gè)電子，可以與2個(gè)P原子形成2對(duì)共用電子對(duì)，要使分子中每個(gè)原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為，可見(jiàn)分子中含有的共價(jià)鍵為12個(gè)；(4)亞磷酸與NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)只生成NaHPO3和NaH2PO3兩種鹽，羥基H原子能電離產(chǎn)生H＋，說(shuō)明H3PO3分子中含有2個(gè)—OH，它屬于二元酸，由于P最外層有5個(gè)電子，則結(jié)構(gòu)式為POHOOHH或POHOOHH；(5)由圖推知該多磷酸鈣鹽最小的重復(fù)單元是CaP2O6，所以該多磷酸鈣鹽的通式為(CaP2O6)n；(6)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)可知每個(gè)B原子被四個(gè)距離相等且最近的P原子包圍，每個(gè)P原子被四個(gè)距離相等且最近的B原子包圍，所以P原子的配位數(shù)是4；在一個(gè)晶胞中含有的P原子數(shù)目：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，在一個(gè)晶胞中含有的B原子數(shù)目：4×1＝4，即1個(gè)晶胞中含有4個(gè)BP，晶胞的質(zhì)量是m＝eq\f(4×42g·mol－1,NA/mol)＝eq\f(168,NA)g，由于晶胞密度為ρg·cm－3，所以晶胞的體積為eq\f(m,ρ)＝eq\f(\f(168,NA)g,ρg·cm－3)＝eq\f(168,ρNA)cm3，所以晶胞參數(shù)為eq\r(3,\f(168,ρNA))cm＝eq\r(3,\f(168,ρNA))×1010pm。[答案](1)大(2)sp3正四面體形O(或氧元素)(3)12(4)二一個(gè)H3PO3分子中只有兩個(gè)羥基，含氧酸羥基上的氫易電離(5)(CaP2O6)n(6)4eq\r(3,\f(168,ρNA))×10103．(2019·張家口模擬)Se是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最重要的抗衰老元素，也有抗癌之王的美譽(yù)。回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)Se原子核外電子占據(jù)的軌道中，電子云輪廓圖形狀為啞鈴形的有________個(gè)；第四周期的過(guò)渡金屬中，基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)Se原子相同的有________種。(2)Se及其同周期相鄰元素相比，三種元素的基態(tài)原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_________________________。(3)H2Se屬于________(填“極性”或“非極性”)分子；其熔點(diǎn)低于同條件下NaH熔點(diǎn)的原因?yàn)開(kāi)______________________________________________________________________________。(4)SeO2的立體構(gòu)型為_(kāi)_______；SeO3中Se原子的雜化形式為_(kāi)_______。(5)寫(xiě)出一種與SeOeq\o\al(2－,4)互為等電子體的分子式________。(6)Se能與形成具有多種生物活性的配合物。1mol中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。(7)硒化鋅是一種重要的半導(dǎo)體材料，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA晶體密度為ρg·cm－3，則硒化鋅的摩爾質(zhì)量可表示為_(kāi)_______(列出計(jì)算式即可)。[解析](3)H2Se分子內(nèi)為極性共價(jià)鍵，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，該分子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，有2對(duì)孤電子對(duì)，則其分子的立體構(gòu)型為V形，極性鍵的極性向量和不等于零，所以該分子為極性分子，又因?yàn)镹aH形成的晶體為離子晶體，而H2Se形成的晶體屬于分子晶體，所以其熔沸點(diǎn)較NaH低。(6)根據(jù)上述分析可知，1mol分子中σ鍵數(shù)目等于共價(jià)鍵數(shù)，所以σ鍵數(shù)目總數(shù)＝2×12mol(苯環(huán)上)＋5×1mol(酚羥基)＋5×1mol(雜環(huán))＝34mol。(7)設(shè)硒化鋅的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，該晶胞中含有硒原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有鋅原子數(shù)為4，其化學(xué)式可表示為ZnSe，根據(jù)晶胞中ρ＝eq\f(m,V)可得，ρ＝eq\f(4M,NA·a×10－103)，化簡(jiǎn)整理得M＝eq\f(ρNAa3×10－30,4)。[答案](1)92(2)Br>As>Se(3)極性H2Se形成的晶體屬于分子晶體，NaH形成的晶體為離子晶體(4)V形sp2(5)CX4、SiX4(X代表鹵原子)等中的一種(6)34NA(7)eq\f(ρNAa3×10－30,4)g·mol－14．(2019·德州模擬)鎳是有機(jī)合成的重要催化劑。(1)基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式___________________________。(2)鎳和苯基硼酸共催化劑實(shí)現(xiàn)了丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)的綠色高效合成。丙烯醇中碳原子的雜化類型有________________；丙醛(CH3CH2CHO)與丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)分子量相等，但丙醛比丙烯醇的沸點(diǎn)低的多，其主要原因是___________________________________________________________________________________________________________。(3)羰基鎳[Ni(CO)4]用于制備高純度鎳粉。羰基鎳[Ni(CO)4]中Ni、C、O的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______。(4)Ni2＋能形成多種配離子，如[Ni(NH3)6]2＋、[Ni(SCN)3]－等。NH3的立體構(gòu)型為_(kāi)_______；與SCN－互為等電子體的分子有____________________(填分子式)。(5)“NiO”晶胞如圖：①氧化鎳晶胞中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(000)，B為(110)，則C原子坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)____________________________________________________。②已知氧化鎳晶胞密度dg·cm－3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，則Ni2＋半徑為_(kāi)_______nm(用代數(shù)式表示)。[解析](2)丙烯醇中碳原子形成了一個(gè)碳碳雙鍵，其余為碳氧、碳?xì)鋯捂I，所以C原子的雜化類型有sp2和sp3雜化，丙醛(CH3CH2CHO)與丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)分子量相等，但丙醛比丙烯醇的沸點(diǎn)低的多，是因?yàn)楸┐挤肿娱g存在氫鍵。(4)NH3分子中N原子是sp3雜化，且具有一對(duì)孤對(duì)電子，則NH3的立體構(gòu)型為三角錐形，與SCN－互為等電子體的分子有N2O或CO2。(5)①晶胞是正方體結(jié)構(gòu)，且氧化鎳晶胞中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(000)，B為(110)，則C原子坐標(biāo)參數(shù)為(eq\f(1,2)，11)；②已知氧化鎳晶胞密度dg·cm－3，設(shè)Ni2＋半徑為rnm，O原子半徑為xnm，晶胞的參數(shù)為anm，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)NiO，則m(晶胞)＝eq\f(75×4,NA)g，V(晶胞)＝a3，則可以得到(a×107)3·d＝eq\f(300,NA)，a＝eq\r(3,\f(300,NA×d))×107nm，又因?yàn)榫О麑?duì)角線3個(gè)O原子相切，晶胞參數(shù)a＝2x＋2r，即4x＝eq\r(2)a，x＝eq\f(\r(2),4)a，帶入計(jì)算可得到r＝eq\f(a,2)－eq\f(\r(2),4)a＝eq\f(2－\r(2),4)×eq\r(3,\f(300,NA×d))×107nm。[答案](1)3d84s2(2)sp2、sp3丙烯醇中分子間存在氫鍵(3)O>C>Ni(4)三角錐形N2O或CO2(5)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，1，1))eq\f(2－\r(2),4)×eq\r(3,\f(300,NA×d))×1075．(2019·廈門(mén)模擬)鈷及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)鈷原子價(jià)電子排布式為_(kāi)_______。(2)Co3＋在水中易被還原成Co2＋，而在氨水中可穩(wěn)定存在，其原因?yàn)開(kāi)__________________________________________________________________________________________________________。(3)[Co(NOeq\o\al(－,3))4]2－中Co2＋的配位數(shù)為4，配體中N的雜化方式為_(kāi)_______，該配離子中各元素I1由小到大的順序?yàn)開(kāi)_______(填元素符號(hào))，1mol該配離子中含σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______NA。(4)八面體配合物CoCl3·3NH3結(jié)構(gòu)有________種，其中極性分子有________種。(5)配合物Co2(CO)8的結(jié)構(gòu)如下圖，該配合物中存在的作用力類型有________(填字母)。A．金屬鍵 B．離子鍵C．共價(jià)鍵 D．配位鍵E．氫鍵 F．范德華力(6)鈷藍(lán)晶體結(jié)構(gòu)如下圖，該立方晶胞由4個(gè)Ⅰ型和4個(gè)Ⅱ型小立方體構(gòu)成，其化學(xué)式為_(kāi)_______，晶體中Al3＋占據(jù)O2－形成的________(填“四面體空隙”或“八面體空隙”)。NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，鈷藍(lán)晶體的密度為_(kāi)_______g·cm－3(列出計(jì)算式，不必計(jì)算)。[解析](3)配體NOeq\o\al(－,3)中心原子N的價(jià)電子層電子為3對(duì)，為平面三角形，雜化方式為sp2；非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，由于N的電子排布是半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以第一電離能大于O，所以I1由小到大的順序?yàn)镃o＜O＜N；硝酸根中σ鍵有3個(gè)，則一個(gè)[Co(NOeq\o\al(－,3))4]2－離子中含σ鍵數(shù)目為4＋3×4＝16，則1mol該配離子中含σ鍵數(shù)目為16NA。(4)根據(jù)八面體的立體構(gòu)型知，配合物CoCl3·3NH3結(jié)構(gòu)有2種，因?yàn)椴荒苄纬蓪?duì)稱結(jié)構(gòu)，其中極性分子也是2種。(6)根據(jù)鈷藍(lán)晶體晶胞結(jié)構(gòu)分析，一個(gè)晶胞中含有的Co、Al、O個(gè)數(shù)分別為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝84×4＝168×4＝32，所以化學(xué)式為CoAl2O4；根據(jù)結(jié)構(gòu)觀察，晶體中Al3＋占據(jù)O2－形成的八面體空隙；該晶胞的體積為(2a×10－7)3cm3，該晶胞的質(zhì)量為(32×16＋16×27＋8×59)/NA＝eq\f(8×59＋2×27＋4×16,NA)g，則鈷藍(lán)晶體的密度為eq\f(8×59＋2×27＋4×16,NA2a×10－73)g·cm－3。[答案](1)3d74s2(2)Co3＋可與NH3形成較穩(wěn)定的配合物(3)sp2Co<O<N16(4)22(5)ACDF(6)CoAl2O4八面體空隙eq\f(8×59＋2×27＋4×16,NA2a×10－73)6．(2019·延邊模擬)我國(guó)考古人員在秦陵挖掘的寶劍，到現(xiàn)在仍然鋒利無(wú)比，原因是劍鋒上覆蓋了一層鉻。鉻能形成多種化合物，主要化合價(jià)有＋2價(jià)、＋3價(jià)、＋6價(jià)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)鉻原子的外圍電子排布式為_(kāi)_______；與鉻同周期的所有元素中，基態(tài)原子最高能層電子數(shù)與鉻原子未成對(duì)電子數(shù)相同的元素是________。(2)鉻原子的各級(jí)電離能(I/kJ·mol－1)數(shù)據(jù)如下表所示，鉻原子逐級(jí)電離能增大的原因是__________________________________________________________________________________________。I1I2I3I4I5I6I7652.91590.62987474367028744.915455(3)CrCl3·6H2O實(shí)際上是配合物，配位數(shù)為6，其固體有三種顏色，其中一種暗綠色固體與足量硝酸銀反應(yīng)時(shí)，1mol固體可生成1mol氯化銀沉淀。則這種暗綠色固體的化學(xué)式為_(kāi)_______，其中鉻的配體水分子的VSEPR模型為_(kāi)_______，該配合物中存在的作用力有________(填標(biāo)號(hào))。A．離子鍵 B．配位鍵C．共價(jià)鍵 D．金屬鍵(4)CrO3能將乙醇氧化為乙醛，二者的相對(duì)分子質(zhì)量相近，但乙醇的沸點(diǎn)比乙醛高，原因是______________________________________________________________________________________。(5)某鑭(La)鉻(Cr)型復(fù)合氧化物具有巨磁電阻效應(yīng)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______。②該晶體中距離鑭原子最近的鉻原子有________個(gè)；若兩個(gè)距離最近的氧原子核間距為apm，組成物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為bg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則晶體密度的表達(dá)式為_(kāi)_______g·cm－3。[解析](3)1mol固體可生成1mol氯化銀沉淀，說(shuō)明該配合物分子的外界有1個(gè)氯離子，又因?yàn)樵撆浜衔锏呐湮粩?shù)是6，根據(jù)氯原子守恒知，則該配合物內(nèi)界中含有2個(gè)氯原子和4個(gè)水分子，其余水分子以結(jié)晶水形式存在，其化學(xué)式為[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O或[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，水分子的中心原子為O，其孤電子對(duì)數(shù)為2，σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，故中心原子的價(jià)電子數(shù)為2＋2＝4，其VSEPR模型為四面體形；該配合物外界存在氯離子，與配位體形成離子鍵，而配合物內(nèi)界的中心離子鉻離子與氯離子、水分子之間均存在配位鍵，其中水分子內(nèi)部H與O原子之間存在共價(jià)鍵，故ABC正確，而金屬鍵是金屬離子與自由電子之間的一種化學(xué)鍵，主要存在于金屬晶體之間，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。(5)①晶胞中La原子位于立方體的頂點(diǎn)上，其原子數(shù)目＝8×eq\f(1,8)＝1，Cr原子為立方體的中心，其原子數(shù)目＝1、O原子位于立方體的面心上，其原子數(shù)目＝6×eq\f(1,2)＝3，該晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)aCrO3；②結(jié)合該晶體的結(jié)構(gòu)可看出，一個(gè)鑭原子為八個(gè)晶胞共用，一個(gè)鉻原子為一個(gè)晶胞所用，則距離鑭原子最近的鉻原子有8個(gè)；兩個(gè)距離最近的氧原子核間距與正方體的邊長(zhǎng)構(gòu)成等腰直角三角形，設(shè)則正方體的邊長(zhǎng)為xpm，根據(jù)幾何關(guān)系式可知，(eq\f(x,2))2＋(eq\f(x,2))2＝a2，則x＝eq\r(2)apm因此該晶胞體積為(eq\r(2)a×10－10cm)3，又知一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(bg·mol－1,NAmol－1)＝eq\f(b,NA)g，故其密度＝eq\f(\f(b,NA)g,\r(2)a×10－10cm3)＝eq\f(b,\r(2)a×10－103NA)g·cm－3。[答案](1)3d54s1Se(或硒)(2)隨著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶正電荷數(shù)越來(lái)越大，再失一個(gè)電子需要克服的電性引力也越來(lái)越大，消耗的能量也越來(lái)越多(3)[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O{或[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O}四面體形ABC(4)乙醇能形成分子間氫鍵(5)LaCrO38eq\f(b,\r(2)a×10－103NA)7．(2016·全國(guó)卷Ⅰ，節(jié)選)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]__________，有____