新教材新高考化學(xué)人教版一輪課時(shí)作業(yè)大題專練（一）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題

高考選擇性必修大題專練(一)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題1．早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}：(1)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過________方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子有________個(gè)未成對電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為____________________?？捎昧蚯杌洐z驗(yàn)Fe3＋，形成的配合物的顏色為________。(3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________，1mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為________。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是____________________________________。Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有________個(gè)銅原子。(4)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為________。列式表示Al單質(zhì)的密度為________g·cm－3(不必計(jì)算出結(jié)果)。2．磷和鈣都是促成骨骼和牙齒的鈣化不可缺少的營養(yǎng)元素。回答下列問題：(1)基態(tài)Ca的核外電子排布式為____________，基態(tài)P的價(jià)電子排布圖為____________。(2)元素的第一電離能：Ca________(填“＞”或“＜”)P。(3)白磷是磷的一種單質(zhì)。已知白磷分子為正四面體形結(jié)構(gòu)，則P的雜化方式為________；白磷在CS2中的溶解度________(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。(4)下表是幾種碳酸鹽的熱分解溫度和陽離子半徑：碳酸鹽CaCO3SrCO3BaCO3熱分解溫度/℃90011721360陽離子半徑/pm99112135根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析碳酸鈣分解溫度最低的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)常溫下PCl5是一種白色晶體，晶體結(jié)構(gòu)為氯化銫型，由A、B兩種離子構(gòu)成。已知A、B兩種離子分別與CCl4、SF6互為等電子體，則A、B兩種離子的符號分別為________、________。(6)用晶體的X－射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)的值。已知金屬鈣的晶胞為面心立方(如圖)晶胞，晶胞邊長為dpm；又知鈣的密度為ρg/cm3，則一個(gè)鈣晶胞的質(zhì)量為________(用d、ρ表示，下同)g，阿伏加德羅常數(shù)的值為____________(化成最簡式)。3．鐵觸媒是重要的催化劑，CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致其失去催化活性：Fe＋5CO=Fe(CO)5；除去CO的化學(xué)反應(yīng)方程式為[Cu(NH3)2]OOCCH3＋CO＋NH3=[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。請回答下列問題：(1)C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______，基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為________。(2)Fe(CO)5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，則Fe(CO)5的晶體類型是________，F(xiàn)e(CO)5在空氣中燃燒后剩余固體呈紅棕色，其化學(xué)方程式為________________________。(3)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的雜化類型是________，配體中提供孤對電子的原子是________________________________________________________________________。(4)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反應(yīng)中，肯定有________形成。a．離子鍵b．配位鍵c．非極性鍵d．σ鍵(5)單質(zhì)鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示，面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為________，面心立方堆積與體心立方堆積的兩種鐵晶體的密度之比為________(寫出已化簡的比例式即可)。4．碳、硫和釩的相關(guān)化合物在藥物化學(xué)及催化化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}。(1)基態(tài)釩原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________。(2)VOeq\o\al(3－,4)的中心原子上的孤電子對數(shù)為________，一個(gè)VOeq\o\al(3－,4)中含有________個(gè)σ鍵。(3)2-巰基煙酸氧釩配合物(圖1中W)是副作用小且能有效調(diào)節(jié)血糖的新型藥物。①該藥物中N原子的雜化方式是________。②X、Y、Z三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)開_______，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)，形成大π鍵。大π鍵可用Πeq\o\al(n,m)表示，其中m、n分別代表參與形成大π鍵的原子個(gè)數(shù)和電子數(shù)，如苯分子中的大π鍵表示為Πeq\o\al(6,6)。③下列微粒中存在大π鍵的是________(填字母)。A．O3B．SOeq\o\al(2－,4)C．H2SD．NOeq\o\al(－,3)④CS2分子中大π鍵可以表示為________。(4)偏釩酸銨加熱分解生成五氧化二釩、氨、水。偏釩酸銨的陰離子呈如圖2所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸銨的化學(xué)式為________。(5)某六方硫釩化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖4所示(○表示V，●表示S)，該晶胞的化學(xué)式為VS。圖3為該晶胞的俯視圖。①請?jiān)趫D4中用○標(biāo)出V原子的位置。②已知晶胞的密度為dg·cm－3，計(jì)算晶胞參數(shù)h＝________________cm。(列出計(jì)算式即可)5．鈦(22Ti)鋁合金在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題：(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為[Ar]________，其中s軌道上總共有________個(gè)電子。(2)六氟合鈦酸鉀(K2TiF6)中存在[TiF6]2－配離子，則鈦元素的化合價(jià)是________，配體是________。(3)TiCl3可用作烯烴定向聚合的催化劑，例如，丙烯用三乙基鋁和三氯化鈦?zhàn)鞔呋瘎r(shí)，可以發(fā)生下列聚合反應(yīng)：nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(AlC2H53－TiCl3))CH(CH3)—CH2，該反應(yīng)涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有________；反應(yīng)涉及的元素中電負(fù)性最大的是________。三乙基鋁是一種易燃物質(zhì)，在氧氣中三乙基鋁完全燃燒所得產(chǎn)物中分子的立體構(gòu)型是直線形的是________。(4)鈦與鹵素形成的化合物熔沸點(diǎn)如表所示：化合物熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃TiCl4－25TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)呈現(xiàn)一定規(guī)律的原因是________________________________________________________________________。(5)金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方堆積，高溫下是體心立方堆積。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)a＝，c＝，則該鈦晶體的密度為________g·cm－1(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計(jì)算式即可)。6．碳、氮、銅形成的單質(zhì)及它們形成的化合物有重要研究和應(yīng)用價(jià)值，回答下列問題：(1)鄰氨基吡啶的銅配合物在有機(jī)不對稱合成中起催化誘導(dǎo)效應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。①基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為________，在元素周期表中銅位于________區(qū)(填“s”“p”“d”或“ds”)。②C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______。③鄰氨基吡啶的銅配合物中，Cu2＋的配位數(shù)是________，N原子的雜化類型為________。(2)C60是富勒烯族分子中穩(wěn)定性最高的一種，N60是未來的火箭燃料，二者結(jié)構(gòu)相似。①有關(guān)C60和N60的說法中正確的是________。A．C60和N60均屬于分子晶體B．N60的穩(wěn)定性強(qiáng)于N2C．C60中碳原子是sp3雜化D．C60易溶于CS2、苯②近年來，科學(xué)家合成了一種具有“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，它是把足球形分子C60容納在足球形分子Si60中，則該分子中含有的化學(xué)鍵類型為________(填“極性鍵”或“非極性鍵”)。(3)原子坐標(biāo)參數(shù)和晶胞參數(shù)是晶胞的兩個(gè)基本參數(shù)。①圖a中原子坐標(biāo)參數(shù)分別為：A(0,0,0)，Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，Ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，則D的原子坐標(biāo)參數(shù)為________。②圖b為銅的晶胞，銅原子半徑為Rnm，NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，則銅晶體的密度為___________g·cm－3(用含r、NA的式子表示)。高考選擇性必修大題專練(一)1．解析：(3)由乙醛的結(jié)構(gòu)式()知，—CH3、—CHO上的碳原子分別為sp3、sp2雜化。由于1個(gè)乙醛分子中含有4個(gè)C—H鍵、1個(gè)C—C鍵、1個(gè)C=O鍵，共有6個(gè)σ鍵，故1mol乙醛分子中含有6NA個(gè)σ鍵。乙酸分子之間能形成氫鍵而乙醛分子之間不能形成氫鍵，故乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛。根據(jù)均攤原理，一個(gè)晶胞中含有的氧原子數(shù)為4＋6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝8(個(gè))，再結(jié)合化學(xué)式Cu2O知一個(gè)晶胞中含有16個(gè)銅原子。(4)面心立方晶胞中粒子的配位數(shù)是12。一個(gè)鋁晶胞中含有的鋁原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個(gè))，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(×1023)×27g，再利用密度與質(zhì)量、晶胞參數(shù)a的關(guān)系即可求出密度，計(jì)算中要注意1nm＝10－7cm。答案：(1)X-射線衍射(2)41s22s22p63s23p63d5血紅色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵16(4)12eq\f(4××1023××10－73)2．解析：(1)基態(tài)Ca核外有20個(gè)電子，據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2，基態(tài)P的價(jià)電子排布圖為。(2)P的價(jià)電子排布式為3s23p3,3p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于Ca。(3)白磷分子為正四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)P與周圍3個(gè)P形成P—P鍵，且含有1對未成鍵的孤對電子，則P采取sp3雜化。白磷為正四面體結(jié)構(gòu)，是非極性分子；CS2為直線形結(jié)構(gòu)，是非極性分子，H2O是極性分子，根據(jù)“相似相溶原理”可知，白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度。(4)由表中數(shù)據(jù)可知，Ca2＋半徑較小，故Ca2＋更易與O2－結(jié)合形成CaO，故CaCO3的分解溫度較低。(5)PCl5的晶體結(jié)構(gòu)為氯化銫型，由A、B兩種離子構(gòu)成。根據(jù)“等電子原理”可知，互為等電子體的分子(或離子)具有相同的原子數(shù)和價(jià)電子總數(shù)，A、B離子分別與CCl4、SF6互為等電子體，則A為PCleq\o\al(＋,4)，B為PCleq\o\al(－,6)。(6)金屬鈣是面心立方晶胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞中含有Ca的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)；晶胞的邊長為dpm＝d×10－10cm，則晶胞的體積為(d×10－10cm)3＝d3×10－30cm3，又知鈣的密度為ρg·cm－3，故每個(gè)晶胞的質(zhì)量為d3×10－30cm3×ρg·cm－3＝d3ρ×10－30g。每個(gè)晶胞含有4個(gè)鈣原子，則有eq\f(4×40,NA)g＝d3ρ×10－30g，則有NA＝eq\f(×1032,d3·ρ)。答案：(1)1s22s22p63s23p64s2(2)＜(3)sp3大于(4)鈣離子由于半徑小和氧離子結(jié)合更為容易，所以碳酸鈣分解溫度低(5)PCleq\o\al(＋,4)PCleq\o\al(－,6)(6)d3·ρ·10－30eq\f(×1032,d3·ρ)3．解析：(1)同周期由左向右元素的第一電離能呈遞增趨勢，但是第ⅡA和第ⅤA族元素略大，因此C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C。鐵為26號元素，根據(jù)構(gòu)造原理確定，基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。(2)根據(jù)題意知Fe(CO)5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，熔點(diǎn)較低，則Fe(CO)5的晶體類型是分子晶體，F(xiàn)e(CO)5在空氣中燃燒生成氧化鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為4Fe(CO)5＋13O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2Fe2O3＋20CO2。(3)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中，羧基中碳原子的雜化類型是sp2，甲基中碳原子的雜化類型是sp3，配體中提供孤對電子的原子是氮原子。(4)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反應(yīng)中，肯定有配位鍵、σ鍵形成，選bd。(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)利用均攤法分析，面心立方晶胞中含有的鐵原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，體心立方晶胞中含有的鐵原子數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋1＝2，實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為2:1。設(shè)鐵原子半徑為r，面心立方堆積晶胞的棱長為a1，則eq\r(2)a1＝4r，體心立方堆積晶胞的棱長為a2，則eq\r(3)a2＝4r，設(shè)鐵原子質(zhì)量為m(Fe)，則兩種鐵晶體的密度之比為eq\f(\f(4mFe,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(2))))3),\f(2mFe,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))3))＝4eq\r(2):3eq\r(3)。答案：(1)N＞O＞C3d64s2(2)分子晶體4Fe(CO)5＋13O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2Fe2O3＋20CO2(3)sp2、sp3N(4)bd(5)2:14eq\r(2):3eq\r(3)4．解析：(1)釩為23號元素，釩的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：。(2)VOeq\o\al(3－,4)的中心原子為V，V上的孤電子對數(shù)為0,1個(gè)V原子與4個(gè)O原子結(jié)合形成化學(xué)鍵，所以一個(gè)VOeq\o\al(3－,4)中含有4個(gè)σ鍵。(3)①該藥物中N原子形成2個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，N原子的價(jià)層電子對數(shù)＝孤電子對數(shù)＋σ鍵個(gè)數(shù)＝1＋2＝3，所以N原子采取sp2雜化。②X中含有羧基，可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解，因此X、Y、Z三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)閄>Z>Y。③從已知信息來看，形成大π鍵的條件是：原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道。根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，O3的空間構(gòu)型為V形，SOeq\o\al(2－,4)的空間構(gòu)型為正四面體，H2S的空間構(gòu)型為V形，NOeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型為平面三角形。因此SOeq\o\al(2－,4)一定不存在大π鍵，H2S中H原子沒有p軌道，也不存在大π鍵，O3和NOeq\o\al(－,3)可以形成大π鍵。所以選AD。④CS2是直線形分子，又有p軌道，因此可以形成三原子四電子的大π鍵：Πeq\o\al(4,3)。(4)由題圖2可知每個(gè)V與3個(gè)O形成陰離子，結(jié)合題意可知V的化合價(jià)為＋5，則偏釩酸銨的化學(xué)式為NH4VO3。(5)①該晶胞的化學(xué)式為VS，結(jié)合題圖4可知，一個(gè)該晶胞含有2個(gè)V原子和2個(gè)S原子，結(jié)合該晶胞的俯視圖，可知V原子位于晶胞中八個(gè)頂點(diǎn)和豎直方向的四條棱上。②因?yàn)橐粋€(gè)該晶胞中有2個(gè)VS，所以一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(2×32＋51,NA)g，根據(jù)題圖3得到晶胞底面積為：a×eq\f(\r(3),2)anm2，所以晶胞的體積為a×eq\f(\r(3),2)a×(10－7cm)2×h，則dg·cm－3＝eq\f(\f(2×32＋51,NA)g,a×\f(\r(3),2)a×10－7cm2×h)，所以h＝eq\f(2×32＋51,a2dNA×\f(\r(3),2)×10－14)cm。答案：(1)(2)04(3)①sp2②X>Z>YX中含有羧基，可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解③AD④Πeq\o\al(4,3)(4)NH4VO3(5)①②eq\f(2×32＋51,a2dNA×\f(\r(3),2)×10－14)5．解析：(3)該反應(yīng)涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有sp3雜化、sp2雜化。同一周期主族元素，從左到右元素的電負(fù)性遞增，同一主族元素，自上而下元素的電負(fù)性遞減，故涉及的元素中電負(fù)性最大的是Cl。三乙基鋁在O2中燃燒生成Al2O3、CO2和H2O，其中分子的立體構(gòu)型是直線形的是CO2。(4)三者都是分子晶體，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。(5)該晶胞的底面正六邊形的面積S＝eq\f(3\r(3),2)a2，則該晶胞的體積為eq\f(3\r(3),2)a2c＝eq\f(3\r(3),2)×(×10－8)2×(×10－8)cm3，又該晶胞中含有的鈦原子的數(shù)目為2×eq\f(1,2)＋3＋12×eq\f(1,6)＝6，則該晶胞的質(zhì)量為eq\f(6×48,NA)g，故該鈦晶體的密度為eq\f(6×48,\f(3\r(3