高考總復(fù)習(xí)化學(xué)練習(xí)章末檢測(cè)11

章末檢測(cè)1．(2017·全國(guó)卷Ⅰ)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為_(kāi)_____nm(填標(biāo)號(hào))。A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8E．766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_(kāi)_______。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在Ieq\o\al(＋,3)離子。Ieq\o\al(＋,3)離子的幾何構(gòu)型為_(kāi)_______，中心原子的雜化形式為_(kāi)_______________。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為_(kāi)_______nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為_(kāi)_______。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。解析：(1)當(dāng)對(duì)金屬鉀或其化合物進(jìn)行灼燒時(shí)，焰色反應(yīng)顯紫紅色，紫色光的輻射波長(zhǎng)范圍為400nm～430nm，紫色光波長(zhǎng)較短(鉀原子中的電子吸收較多能量發(fā)生躍遷，但處于較高能量軌道的電子不穩(wěn)定，躍遷到較低能量軌道時(shí)放出的能量較多，故放出的光的波長(zhǎng)較短)。(2)基態(tài)K原子核外有4個(gè)能層：K、L、M、N，能量依次增高，處于N層上的1個(gè)電子位于s軌道，s電子云輪廓圖形狀為球形。金屬原子半徑越小、價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，其熔、沸點(diǎn)越高。(3)Ieq\o\al(＋,3)中I原子為中心原子，則其孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(1,2)×(7－1－2)＝2，且其形成了2個(gè)σ鍵，中心原子采取sp3雜化，Ieq\o\al(＋,3)空間構(gòu)型為V形結(jié)構(gòu)。(4)二者間的最短距離為晶胞面對(duì)角線長(zhǎng)的一半，即eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm。由于K、O分別位于晶胞的頂角和面心，所以與鉀緊鄰的氧原子有12個(gè)。(5)想象4個(gè)晶胞緊密堆積，則I處于頂角，O處于棱心，K處于體心。答案：(1)A(2)N球形K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)體心棱心2．ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，含ⅤA族元素的化合物在醫(yī)藥生產(chǎn)中有許多重要用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子軌道表示式是______________；基態(tài)砷原子的電子排布式為_(kāi)_______________。(2)砷與同周期第ⅦA族的溴的第一電離能相比，較大的是________。(3)AsH3是無(wú)色稍有大蒜味的氣體。AsH3的沸點(diǎn)高于PH3，其主要原因是_______________________________________________________________________________________________________。(4)①肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被氨基取代形成的另一種氮的氫化物。則N2H4分子中氮原子軌道的雜化類(lèi)型是________。②Na3AsO4可作殺蟲(chóng)劑。AsOeq\o\al(3－,4)的空間構(gòu)型為_(kāi)_______________，與其互為等電子體的一種分子為_(kāi)_______。(5)某砷的氧化物俗稱(chēng)“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。該化合物的分子式為_(kāi)_______，砷原子采取________雜化。(6)GaAs是人工合成的新型半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。GaAs晶體中，每個(gè)As與________個(gè)Ga相連。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3(2)溴(3)AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3的相對(duì)分子質(zhì)量，故AsH3分子間作用力大于PH3分子間作用力(4)①sp3②正四面體形CCl4(或其他合理答案)(5)As4O6sp3(6)43．(2017·江蘇卷)鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。某FexNy的制備需鐵、氮?dú)?、丙酮和乙醇參與。(1)Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)_______________。(2)丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型是________，1mol丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。(3)C、H、O三種元素的電負(fù)性按由小到大的順序排列為_(kāi)_______。(4)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)開(kāi)_____________________________________________________________________________。(5)某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為_(kāi)___________________________________。圖1FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖圖2轉(zhuǎn)化過(guò)程的能量變化解析：(1)Fe為26號(hào)元素，F(xiàn)e3＋基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5。(2)甲基上的碳原子為sp3雜化，羰基上的碳原子為sp2雜化。單鍵全為σ鍵，1個(gè)雙鍵中含有1個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵，故1mol丙酮中含有9molσ鍵。(3)非金屬性：H<C<O，則電負(fù)性：H<C<O。(4)乙醇中的羥基之間可以形成分子間氫鍵，故沸點(diǎn)高于丙酮。(5)能量越低越穩(wěn)定，從圖2知，Cu替代a位置Fe型晶胞更穩(wěn)定，其晶胞中Cu位于8個(gè)頂點(diǎn)，N(Cu)＝8×eq\f(1,8)＝1，F(xiàn)e位于面心，N(Fe)＝6×eq\f(1,2)＝3，N位于體心，N(N)＝1，其化學(xué)式為Fe3CuN。答案：(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39NA(3)H<C<O(4)乙醇分子間存在氫鍵(5)Fe3CuN4．鈦鐵合金具有吸氫特性，在制造以氫為能源的熱泵和蓄電池等方面有廣闊的應(yīng)用前景。(1)基態(tài)Fe原子有________個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為_(kāi)_______________，在基態(tài)Ti2＋中，電子占據(jù)的最高能層具有的原子軌道數(shù)為_(kāi)_______。(2)液氨是富氫物質(zhì)，是氫能的理想載體，下列說(shuō)法正確的是________。A．NHeq\o\al(＋,4)與PHeq\o\al(＋,4)、CH4、BHeq\o\al(－,4)、ClOeq\o\al(－,4)互為等電子體B．相同條件下，NH3的沸點(diǎn)比PH3的沸點(diǎn)高，且NH3的穩(wěn)定性強(qiáng)C．已知NH3與NF3都為三角錐形分子，則N原子都為sp3雜化方式且氮元素的化合價(jià)都相同(3)氮化鈦熔點(diǎn)高，硬度大，具有典型的NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①設(shè)氮化鈦晶體中Ti原子與跟它最近鄰的N原子之間的距離為r，則與該Ti原子最近鄰的Ti的數(shù)目為_(kāi)_______，Ti原子與跟它次近鄰的N原子之間的距離為_(kāi)_________，數(shù)目為_(kāi)_______。②已知在氮化鈦晶體中Ti原子的半徑為apm，N原子的半徑為bpm，它們?cè)诰w中是緊密接觸的，則在氮化鈦晶體中原子的空間利用率為_(kāi)_______________。③碳氮化鈦化合物在汽車(chē)制造和航天航空領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)是用碳原子代替氮化鈦晶胞頂點(diǎn)的氮原子，則這種碳氮化鈦化合物的化學(xué)式_______________________________________________。解析：(1)Fe基態(tài)原子電子排布式1s22s22p63s23p63d64s2，在3d軌道有4個(gè)未成對(duì)電子；Fe原子失去3個(gè)電子得電子Fe3＋，則Fe3＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5；基態(tài)Ti2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，最高能層為M層，M能層含有1個(gè)3s軌道、3個(gè)3p軌道和5個(gè)3d軌道，共有9個(gè)原子軌道；(2)等電子體為原子數(shù)相等和價(jià)電子數(shù)相等的原子團(tuán)，NHeq\o\al(＋,4)與PHeq\o\al(＋,4)、CH4、BHeq\o\al(－,4)均含有5個(gè)原子團(tuán)，且價(jià)電子均為8，為等電子體，而ClOeq\o\al(－,4)價(jià)電子數(shù)為32，不屬于等電子體，故A錯(cuò)誤；分子間存在氫鍵的熔、沸點(diǎn)高，相同壓強(qiáng)時(shí)，氨氣中含有氫鍵，PH3中不含氫鍵，所以NH3沸點(diǎn)比PH3高，元素的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定，非金屬性N比P強(qiáng)，所以氨氣比磷化氫穩(wěn)定，故B正確；NH3與NF3分子中N原子含有3個(gè)共用電子對(duì)和一個(gè)孤電子對(duì)，所以其價(jià)層電子對(duì)是4，都采用sp3雜化，NH3中N元素為－3價(jià)，NF3中N元素為＋3價(jià)，化合價(jià)不同，故C錯(cuò)誤。(3)①根據(jù)氮化鈦晶體可知，在三維坐標(biāo)中，每一個(gè)形成的面上有4個(gè)Ti原子，則一共12個(gè)Ti原子；Ti原子位于頂點(diǎn)，被8個(gè)晶胞共有，即Ti元素與跟它次近鄰的N原子個(gè)數(shù)為8；Ti原子與跟它次近鄰的N原子之間的距離為晶胞體對(duì)角線的一半，距離為eq\r(3)r；②氮化鈦晶胞為面心立方最密堆積，晶胞中共含有4個(gè)Ti和4個(gè)N，體積為eq\f(4,3)π(a3＋b3)×4，晶胞的邊長(zhǎng)為a＋b，晶胞體積為(2a＋2b)3，氯化鈉晶體中離子的空間利用率為eq\f(\f(4,3)π（a3＋b3）×4,（2a＋2b）3)×100%＝eq\f(2π,3)×eq\f(（a3＋b3）,（a＋b）3)×100%；③利用均攤法可知，晶胞中含有碳原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，含有氮原子數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，含有鈦原子數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，所以碳、氮、鈦原子數(shù)之比為1∶3∶4，則化合物的化學(xué)式為T(mén)i4CN3。答案：(1)41s22s22p63s23p63d59(2)B(3)①12eq\r(3)r8②eq\f(2π,3)×eq\f(（a3＋b3）,（a＋b）3)×100%③Ti4CN35．太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用在新能源研究中占據(jù)重要地位。單晶硅太陽(yáng)能電池片在加工時(shí)，一般摻雜微量的锎、硼、鎵、硒等?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)二價(jià)銅離子的電子排布式為_(kāi)_____________。已知高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定，試從銅原子核外電子結(jié)構(gòu)變化角度解釋____________________________________________________________。(2)銅與類(lèi)鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為_(kāi)___。類(lèi)鹵素(SCN)2對(duì)應(yīng)的酸有兩種，理論上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸點(diǎn)低于異硫氰酸(H—N=C=S)的沸點(diǎn)。其原因是______________________________________________________________________________________________________________。(3)硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對(duì)的分子或離子形成配合物，如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3。在BF3·NH3中B原子的雜化方式為_(kāi)_______，B與N之間形成配位鍵，氮原子提供________________。(4)六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨晶體相似，層間相互作用為_(kāi)_______。六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)和硬度都與金剛石相似，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm，立方氮化硼的密度是________g·cm－3。(只要求列算式)。(5)如圖是立方氮化硼晶胞沿z軸的投影圖，請(qǐng)?jiān)趫D中圓球上涂“●”和涂“●”分別標(biāo)明B與N的相對(duì)位置。解析：(1)Cu是29號(hào)元素，其原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去一個(gè)4s電子、一個(gè)3d電子生成二價(jià)銅離子，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d9；原子軌道中電子處于半滿(mǎn)、全滿(mǎn)、全空時(shí)最穩(wěn)定，二價(jià)銅離子價(jià)電子排布式為3d9、亞銅離子價(jià)電子排布式為3d10，亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿(mǎn)狀態(tài)，所以Cu2O比CuO更穩(wěn)定。(2)銅與類(lèi)鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2，SCN分子中硫原子形成兩個(gè)共用電子對(duì)、C原子形成四個(gè)共用電子對(duì)、N原子形成三個(gè)共用電子對(duì)，(SCN)2結(jié)構(gòu)式為NCSSCN，每個(gè)分子中含有4個(gè)π鍵，則1mol(SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為4NA；能形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高，異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能形成分子間氫鍵，所以異硫氰酸熔、沸點(diǎn)高于硫氰酸。(3)硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對(duì)的分子或離子形成配合物，如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3。在BF3·NH3中B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知B原子的雜化方式為sp3，B與N之間形成配位鍵，N原子含有孤電子對(duì)，所以氮原子提供孤電子對(duì)。(4)六方氮化硼結(jié)構(gòu)與石墨相似，層間相互作用為范德華力；立方氮化硼晶胞的邊長(zhǎng)為361.5pm＝361.5×10－10cm，晶胞體積＝(361.5×10－10cm)3，該晶胞中N原子個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B原子個(gè)數(shù)為4，立方氮化硼的密度為eq\f(\f(4M,NA),V)＝eq\f(4×25,（361.5×10－10）3NA)g·cm－3。(5)如圖是立方氮化硼晶胞沿z軸的投影圖，每個(gè)N原子被4個(gè)B原子共用，每個(gè)B原子被4個(gè)N原子共用，所以其圖如圖所示(或B與N的位置互換)。答案：(1)1s22s22p63s23p63d9亞銅離子價(jià)電子排布式為3d10，亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿(mǎn)狀態(tài)(2)4NA異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能(3)sp3孤電子對(duì)(4)范德華力eq\f(4×25,（361.5×10－10）3NA)(5)(或B與N的位置互換)6．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_(kāi)____________________________________________________。(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱(chēng)作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_______________________________________________________________________________________________________；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是______________________________________________________________________________。圖(a)圖(b)(3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為_(kāi)_______，不同之處為_(kāi)_______(填標(biāo)號(hào))。A．中心原子的雜化軌道類(lèi)型B．中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C．立體結(jié)構(gòu)D．共價(jià)鍵類(lèi)型②R中陰離子Neq\o\al(－,5)中的σ鍵總數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6))，則Neq\o\al(－,5)中的大π鍵應(yīng)表示為_(kāi)_______。③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、________________、________________。(4)R的晶體密度為dg·cm－3，其立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)_________________________________________。解析：(1)根據(jù)構(gòu)造原理可知氮原子價(jià)電子排布式為2s22p3，根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理可寫(xiě)出其價(jià)電子的軌道表達(dá)式為。(2)從圖(a)可以看出：除N外，同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，E1逐漸增大，這是因?yàn)殡S原子半徑逐漸減小，結(jié)合一個(gè)電子需要釋放出更多的能量；N原子的2p軌道處于半