新教材2024高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題14物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課時(shí)作業(yè)

專題精練（14）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.[2023·浙江6月]氮的化合物種類繁多，應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答：（1）基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式是。（2）與碳?xì)浠衔镱愃疲琋、H兩元素之間也可以形成氮烷、氮烯。①下列說(shuō)法不正確的是。A．能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：1s22s12p33s1B．化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)：Ca3N2>Mg3N2C．最簡(jiǎn)單的氮烯分子式：N2H2D．氮烷中N原子的雜化方式都是sp3②氮和氫形成的無(wú)環(huán)氮多烯，設(shè)分子中氮原子數(shù)為n，雙鍵數(shù)為m，其分子式通式為。③給出H＋的能力：NH3[CuNH3]2＋（填“>”或“<”），理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）某含氮化合物晶胞如圖，其化學(xué)式為，每個(gè)陰離子團(tuán)的配位數(shù)（緊鄰的陽(yáng)離子數(shù)）為。2.鹵素單質(zhì)及其化合物在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有，其中能量較高的是。（填標(biāo)號(hào)）a．1s22s22p43s1b．1s22s22p43d2c．1s22s12p5d．1s22s22p33p2（2）①一氯乙烯（C2H3Cl）分子中，C的一個(gè)雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl鍵，并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵（eq\i\pr\in(3,4,)）。②一氯乙烷（C2H5Cl）、一氯乙烯（C2H3Cl）、一氯乙炔（C2HCl）分子中，C—Cl鍵長(zhǎng)的順序是，理由：（?。〤的雜化軌道中s成分越多，形成的C—Cl鍵越強(qiáng)；（ⅱ）。（3）鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成無(wú)色晶體X和紅棕色液體Y。X為。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）α-AgI晶體中I－離子作體心立方堆積（如圖所示），Ag＋主要分布在由I－構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場(chǎng)作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α-AgI晶體在電池中可作為。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm＝m3·mol－1（列出算式）。3.金屬冶煉過(guò)程中一種用有機(jī)化合物從水溶液中提取Cu2＋的流程如下：含Cu2＋溶液eq\o(→,\s\up7(W的正庚烷溶液))含銅有機(jī)溶液（1）有機(jī)化合物W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：該分子中碳原子的雜化軌道類型有種，N、O雜化軌道類型分別為、。（2）W可與Cu2＋形成化合物Q，其結(jié)構(gòu)如下所示：①基態(tài)Cu2＋的價(jià)電子排布式為。②氫鍵對(duì)Q在水中溶解性的影響是（填“增大”或“減小”）。③W與Cu2＋之間以共價(jià)鍵和配位鍵相結(jié)合，其中一定是配位鍵的是鍵（填“Cu—O”或“Cu—N”）。（3）有機(jī)化合物的合成通常使用催化劑，一種催化劑ZrO2晶體的晶胞示意圖如下：①Y原子為（填元素符號(hào)）。與每個(gè)Y原子距離最近且等距的X原子有個(gè)。②該晶胞邊長(zhǎng)為anm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶體的密度ρ＝g·cm－3（列出計(jì)算式，ZrO2的摩爾質(zhì)量為123g·mol－1）。4.銅及其化合物有廣泛的用途。回答下列問(wèn)題：（1）同周期元素中，與Cu最外層電子數(shù)相同的元素還有種。（2）往CuSO4中逐滴加入氨水至沉淀恰好溶解，將該溶液冷卻結(jié)晶，得到藍(lán)色晶體。①該晶體中各元素電負(fù)性由大到小順序?yàn)椋虎谠摼w中不存在的作用力為。A．離子鍵B．氫鍵C．金屬鍵D．σ鍵E．范德華力F．配位鍵③已知NH3分子中鍵角為107°，則上述晶體中氮?dú)渲g的鍵角107°（填選項(xiàng)標(biāo)號(hào)）。A．大于B．小于C．等于D．無(wú)法確定（3）已知銅的某些化合物的熔點(diǎn)如表所示。三者熔點(diǎn)出現(xiàn)差異的原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。CuOCuSCuSe熔點(diǎn)（℃）1326220387（4）溴化亞銅（CuBr）常用作有機(jī)合成原料和反應(yīng)催化劑，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。已知①、②號(hào)銅原子坐標(biāo)分?jǐn)?shù)依次為（0，0，0）、（eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0），則③號(hào)溴原子的坐標(biāo)分?jǐn)?shù)為；設(shè)CuBr的密度為dg·cm－3，M（CuBr）＝ag·mol－1，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則Cu原子與Br原子的核間距離為cm（用含a、d、NA的代數(shù)式表示）。5.聚合物鋰離子電池具有超薄化特征，適用于多種設(shè)備，電極材料涵蓋LiFePO4、LiNiO2、LiPF6、LiAsF6等物質(zhì)。（1）磷酸為磷的最高價(jià)含氧酸，其空間結(jié)構(gòu)如圖：①鍵角大小比較：αβ（填“大于”“等于”或“小于”）。②純凈的磷酸黏度極大，隨溫度升高黏度迅速下降，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）聚合物鋰離子電池工作時(shí)，Li＋沿聚乙二醇分子中的碳氧鏈遷移，過(guò)程如圖所示（圖中陰離子未畫(huà)出）。①Li＋遷移過(guò)程中與聚乙二醇分子中O原子間的作用力為（填標(biāo)號(hào)）。a.分子間作用力b.離子鍵c.共價(jià)鍵②LiAsF6的陰離子的空間構(gòu)型為；基態(tài)As原子的最高能級(jí)組軌道排布式為。（3）二茂鎳是具有導(dǎo)電性的有機(jī)配合物。鎳在周期表中的位置是（填寫(xiě)對(duì)應(yīng)周期、族）。x個(gè)原子共用y個(gè)電子可表示為eq\i\pr\in(x,y,)，則環(huán)戊二烯離子（C5Heq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))）中的大π鍵可表示為。（4）圖1為NiO晶胞，與O2－距離最近的O2－有個(gè)。一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O2－作密置單層排列，Ni2＋填充其中（如圖2），該“單分子層”面積密度為mg·cm－2，則O2－的半徑為nm。（用m、NA表示）專題精練（14）1．解析：（1）N核電荷數(shù)為7，核外有7個(gè)電子，基態(tài)N原子電子排布式為1s22s22p3，則基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式是2s22p3。（2）①能量最低的激發(fā)態(tài)N原子應(yīng)該是2p能級(jí)上一個(gè)電子躍遷到3s能級(jí)，其電子排布式：1s22s22p23s1，故A錯(cuò)誤；鈣的金屬性比鎂的金屬性強(qiáng)，則化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)：Ca3N2>Mg3N2，故B正確；氮有三個(gè)價(jià)鍵，最簡(jiǎn)單的氮烯即含一個(gè)氮氮雙鍵，另一個(gè)價(jià)鍵與氫結(jié)合，則其分子式：N2H2，故C正確；氮烷中N原子有一對(duì)孤對(duì)電子，有三個(gè)價(jià)鍵，則氮原子的雜化方式都是sp3，故D正確；綜上所述，答案為A。②氮和氫形成的無(wú)環(huán)氮多烯，一個(gè)氮的氮烷為NH3，兩個(gè)氮的氮烷為N2H4，三個(gè)氮的氮烷為N3H5，四個(gè)氮的氮烷為N4H6，設(shè)分子中氮原子數(shù)為n，其氮烷分子式通式為NnHn＋2，根據(jù)有一個(gè)氮氮雙鍵，則少2個(gè)氫原子，因此當(dāng)雙鍵數(shù)為m，其分子式通式為NnHn＋2－2m（m≤eq\f(n,2)，m為正整數(shù)）。③[CuNH3]2＋形成配位鍵后，由于Cu對(duì)電子的吸引，使得電子云向Cu偏移，進(jìn)一步使氮?dú)滏I的極性變大，故其更易斷裂，因此給出H＋的能力NH3＜[CuNH3]2＋。（3）鈣個(gè)數(shù)為2＋4×eq\f(1,6)＋4×eq\f(1,12)＝3，CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))個(gè)數(shù)為2＋2×eq\f(1,3)＋2×eq\f(1,6)＝3，則其化學(xué)式為CaCN2；由其鍵角為120°，根據(jù)其六方最密堆積圖可知，以體內(nèi)1個(gè)CNeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))為例，在其上方、下方距離最近的Ca2＋各有3個(gè)，因此距離最近的鈣離子個(gè)數(shù)為6，其配位數(shù)為6。答案：（1）2s22p3（2）①A②NnHn＋2－2m（m≤eq\f(n,2)，m為正整數(shù)）③＜[CuNH3]2＋形成配位鍵后，由于Cu對(duì)電子的吸引，使得電子云向Cu偏移，進(jìn)一步使氮?dú)滏I的極性變大，故其更易斷裂（3）CaCN262．解析：（1）基態(tài)氟原子的核外電子排布式為1s22s22p5，有9個(gè)電子，排除b、c項(xiàng)；a項(xiàng)，相當(dāng)于F原子的一個(gè)電子從2p能級(jí)躍遷到3s能級(jí)，屬于激發(fā)態(tài)氟原子，正確；d項(xiàng)，相當(dāng)于F原子的兩個(gè)電子從2p能級(jí)躍遷到3p能級(jí)，屬于激發(fā)態(tài)氟原子，正確；在兩個(gè)激發(fā)態(tài)氟原子中，由于3p能級(jí)的能量高于3s能級(jí)，且d中發(fā)生躍遷的電子數(shù)目多于a，故d的能量較高。（2）①C2H3Cl分子中存在碳碳雙鍵，C原子為sp2雜化，雜化軌道只能形成σ鍵，故在C2H3Cl分子中，C的一個(gè)sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Clσ鍵。②C2H5Cl分子中只存在σ鍵，C原子為sp3雜化；C2H3Cl分子中存在一個(gè)eq\i\pr\in(3,4,)的大π鍵，C原子為sp2雜化；C2HCl分子中存在兩個(gè)eq\i\pr\in(3,4,)的大π鍵[1個(gè)是Cl（3pz）－C（2pz），1個(gè)是Cl（3py）－C（2py）]，C原子為sp雜化。雜化軌道中s成分越多（sp3、sp2、sp雜化軌道中s成分依次增多），形成的C—Cl鍵越強(qiáng)；Cl參與形成的大π鍵越多，形成的C—Cl鍵越短，故C—Cl鍵長(zhǎng)順序?yàn)镃2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。（3）由CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)知，CsICl2受熱分解生成CsCl和ICl，故無(wú)色晶體X為CsCl，紅棕色液體Y為ICl；由于CsCl是離子晶體，熔化時(shí)需要克服Cs＋和Cl－之間的離子鍵，而ICl是分子晶體，熔化時(shí)只需要克服范德華力，離子鍵比范德華力強(qiáng)得多，故CsCl的熔點(diǎn)高于ICl。（4）在α-AgI晶體中，Ag＋可以發(fā)生遷移，故α-AgI晶體在電池中可以作為固體離子導(dǎo)體。由于α-AgI晶體中I－作體心立方堆積，由“均攤法”知，1個(gè)晶胞中含有I－數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋1＝2，即1個(gè)晶胞中含有2個(gè)α-AgI，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm＝eq\f(1,2)（504×10－12m）3·NAmol－1＝eq\f(1,2)（5.04×10－10）3NAm3·mol－1。答案：（1）add（2）①sp2σ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HClCl參與形成的大π鍵越多，形成的C—Cl鍵越短（3）CsClCsCl是離子晶體，熔化時(shí)需要克服Cs＋和Cl－之間的離子鍵，而ICl是分子晶體，熔化時(shí)只需要克服范德華力（4）固體離子導(dǎo)體eq\f(1,2)（5.04×10－10）3NA3．解析：（1）由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，W分子中含有苯環(huán)碳原子、雙鍵碳原子和單鍵碳原子，其中苯環(huán)碳原子、雙鍵碳原子的雜化方式均為sp2雜化，單鍵碳原子的雜化方式為sp3雜化，則分子中碳原子的雜化軌道類型有2種；形成雙鍵的氮原子的雜化方式為sp2雜化，形成單鍵的氧原子的雜化方式為sp3雜化；（2）①銅元素的原子序數(shù)為29，基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s1，銅原子失去2個(gè)電子形成銅離子，則銅離子的價(jià)電子排布式為3d9；②由圖可知，配合物Q中含有分子內(nèi)氫鍵，分子內(nèi)氫鍵會(huì)減小Q在水中的溶解性；③由圖可知，配合物Q中氮原子形成4個(gè)共價(jià)鍵、氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵，所以W中氮原子與銅離子間形成的化學(xué)鍵一定是配位鍵；（3）①鋯原子的原子半徑大于氧原子，由晶胞結(jié)構(gòu)中原子的相對(duì)大小可知，Y原子為鋯原子、小球?yàn)檠踉?，晶胞中位于頂點(diǎn)的鋯原子與位于體對(duì)角線eq\f(1,4)處的氧原子距離最近且等距，則與每個(gè)鋯原子距離最近且等距的氧原子有8個(gè)；②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)和面心的鋯原子的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，位于體內(nèi)的氧原子的個(gè)數(shù)為8，由晶胞的質(zhì)量公式可得：eq\f(4×（91＋16×2）,NA)＝（a×10－7）3ρ，解得ρ＝eq\f(4×123,NA×a3×10－21)。答案：（1）2sp2sp3（2）①3d9②減?、跜u—N（3）①Zr8②eq\f(4×123,NA×a3×10－21)4．解析：（1）同周期，與銅原子最外層電子數(shù)相等的元素外圍電子排布式為4s1或3d54s1，分別為K、Cr共2種；（2）①藍(lán)色晶體[Cu（NH3）4]SO4·H2O中元素為H、N、O、S、Cu，非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，電負(fù)性由大到小順序?yàn)镺>N>S>H>Cu；②硫酸根離子與配離子之間形成離子鍵，屬于離子晶體，銅離子與水分子之間形成配位鍵，水分子之間形成氫鍵，銨根離子中存在σ鍵，該晶體中存在的作用力為：離子鍵、配位鍵、氫鍵、σ鍵，不含有金屬鍵、范德華力，故選CE；③已知NH3分子中鍵角為107°，銅離子絡(luò)合后，氮的孤對(duì)電子進(jìn)入銅離子的外層空軌道，并受到銅離子正電荷的吸引，其電子云變小，此時(shí)的鍵角就變大了，故大于107°，故選A；（3）CuO為離子晶體，熔點(diǎn)高，CuS、CuSe的熔點(diǎn)較低為分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大熔點(diǎn)越高，故CuO＞CuSe＞CuS；（4）圖中③號(hào)溴原子位于上層正四面體空隙的中心，根據(jù)①、②號(hào)銅原子的坐標(biāo)依次為（0，0，0）、（eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0），③號(hào)的位置為（eq\f(1,4)，eq\f(3,4)，eq\f(3,4)），設(shè)CuBr的密度為dg·cm－3，M（CuBr）＝ag·mol－1，NA為阿伏加德羅常數(shù)，Cu與Br的個(gè)數(shù)分別為4，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為xcm，晶胞密度＝eq\f(晶胞質(zhì)量,晶胞體積)＝eq\f(\f(ag·mol－1,NAmol－1)×4,（xcm）3)＝dg·cm－3，x＝eq\r(3,\f(4a,NA×d))cm，Cu原子與Br原子的距離為eq\f(1,4)體對(duì)角線，體對(duì)角線長(zhǎng)為eq\r(3)xcm，Cu原子與Br原子的核間距離為eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(4a,NA×d))cm。答案：（1）2（2）①O>N>S>H>Cu②CE③A（3）CuO為離子晶體，熔點(diǎn)高，CuS、CuSe的熔點(diǎn)較低為分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大熔點(diǎn)越高（4）eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(4a,NA×d))5．解析：（1）①P=O鍵和P－O鍵的排斥力大于P－O鍵和P－O鍵之間的排斥力，所以鍵角α小于β。②磷酸分子間有氫鍵，溫度升高，氫鍵被破壞，所以純凈的磷酸黏度極大，隨溫度升高黏度迅速下降。（2）①根據(jù)圖示，Li＋遷移過(guò)程中與聚乙二醇分子中O原子間形成配位鍵，作用力為共價(jià)鍵，選c。