2023屆高考化學(xué)人教版一輪復(fù)習(xí)階段檢測-(六)　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

階段檢測(六)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(時間:40分鐘滿分:100分)非選擇題(本題共5小題,共100分)1.(20分)下表是元素周期表中的一部分。族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01A2EFHJ3BCDGI根據(jù)A～J在周期表中的位置,用元素符號或化學(xué)式回答下列問題:(1)電負(fù)性最強(qiáng)的元素是,第一電離能最小的單質(zhì)是。(2)最高價氧化物對應(yīng)的水化物中,酸性最強(qiáng)的是,呈兩性的是。

(3)A分別與E、F、G、H、I形成的化合物中,沸點(diǎn)最高的是。(4)在B、C、D、G、I中,形成的簡單離子半徑最大的元素是。2.(20分)X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素,其中原子序數(shù)依次增大;X2-和Y+有相同的核外電子排布;Z的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)低;R的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多;W為金屬元素,X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取Z的氣體單質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}((1)R的基態(tài)原子的核外電子排布式是。

(2)Z的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)低的原因是

。

(3)X與Z中電負(fù)性較大的是。Z的某種含氧酸鹽常用于實(shí)驗(yàn)室制取X形成的單質(zhì),此酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為,此離子中所含化學(xué)鍵的類型是,X—Z—X的鍵角(填“>”“<”或“=”,已知:孤電子對之間的斥力>孤電子對與成鍵電子對之間的斥力>成鍵電子對之間的斥力)109°28′。

3.(20分)據(jù)報道,選擇碲化鋯(ZrTe5)為材料驗(yàn)證了三維量子霍爾效應(yīng),并發(fā)現(xiàn)了金屬絕緣體的轉(zhuǎn)換。Te屬于第ⅥA族元素。回答下列問題:(1)鋯(Zr)的簡化電子排布式為[Kr]4d25s2,鋯原子中d軌道上的電子數(shù)是,Zr2+的價層電子排布圖是。

(2)Zr、Te、Cl的電負(fù)性由大到小的順序是,H2O、H2Se、H2Te的沸點(diǎn)由高到低的順序是,酸性強(qiáng)弱比較:H2SO4(填“>”或“<”)H2TeO4。

(3)H2Te和CO2均為三原子分子,但它們的鍵角差別較大,試用雜化軌道理論解釋,理由是

。

(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一種配離子,其中的配位原子是(填符號),1個[Zr(C2H5O)2]2+中含共價鍵的數(shù)目是。

(5)立方氧化鋯是一種人工合成的氧化物,其硬度極高,可用于陶瓷和耐火材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。Zr原子的配位數(shù)是。若晶胞中距離最近的兩個氧原子間的距離為anm,則立方氧化鋯的密度為g·cm-3(寫出計(jì)算表達(dá)式)。

4.(20分)(1)氫化鋁鈉(NaAlH4)是一種新型輕質(zhì)儲氫材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,為長方體。寫出與AlH4-空間結(jié)構(gòu)相同的一種分子:(填化學(xué)式)NaAlH4晶體中,與AlH4-緊鄰且等距的Na+有個;NaAlH4晶體的密度為g·cm-3(用含a、NA的代數(shù)式表示)(2)氮化鉬作為鋰離子電池負(fù)極材料具有很好的發(fā)展前景。它屬于填隙式氮化物,N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面體空隙中,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氮化鉬的化學(xué)式為。氮化鉬晶胞邊長為anm,晶體的密度ρ=g·cm-3(列出計(jì)算式,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

(3)①已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)(如圖1所示)相同,其中Mg2+和Ni2+的離子半徑分別為66pm和69pm。則熔點(diǎn):MgO(填“>”“<”或“=”)NiO,理由是。

②若NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B(1,1,0),則C的坐標(biāo)參數(shù)為。

③一定溫度下,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所示)。已知O2-的半徑為am,每平方米上分散的該晶體的質(zhì)量為g[用含a、NA(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)的式子表示]。

5.(20分)納米TiO2被廣泛應(yīng)用于光催化、精細(xì)陶瓷等領(lǐng)域。以鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)為原料制備納米TiO2的步驟如下:25℃時,Ksp[TiO(OH)2]=1×10-29;Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38;Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16(1)酸浸:向磨細(xì)的鈦鐵礦中加入濃硫酸,充分反應(yīng)后,所得溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+和SO42-。Ti基態(tài)原子核外電子排布式為(2)除鐵、沉鈦:向溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng),趁熱過濾。所得濾液冷卻后過濾得到富含TiO2+的溶液;調(diào)節(jié)除鐵后溶液的pH,使TiO2+水解生成TiO(OH)2,過濾。①若沉鈦后c(TiO2+)<1×10-5mol/L,則需要調(diào)節(jié)溶液的pH略大于。

②TiO2+水解生成TiO(OH)2的離子方程式為。

③加入鐵粉的作用是。

(3)煅燒:在550℃時煅燒TiO(OH)2,可得到納米TiO2。①TiO2的一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,每個O周圍距離最近的Ti的數(shù)目是。

②納米TiO2在室溫下可有效催化降解空氣中的甲醛。H2O和甲醛都可在催化劑表面吸附,光照時,吸附的H2O與O2產(chǎn)生HO·,從而降解甲醛?？諝獾臐穸扰c甲醛降解率的關(guān)系如圖2所示,甲醛降解率隨空氣濕度變化的原因?yàn)?/p>

。

(4)純度測定:取納米TiO2樣品2.000g,在酸性條件下充分溶解,加入適量鋁粉將TiO2+還原為Ti3+,過濾并洗滌,將所得濾液和洗滌液合并配成250mL溶液。取合并液25.00mL于錐形瓶中,加幾滴KSCN溶液作指示劑,用0.1000mol/LNH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,將Ti3+氧化為TiO2+,消耗0.1000mol/LNH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液23.00mL。該樣品中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

階段檢測(六)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.解析:由元素在周期表中的位置可知,A為H,B為Na,C為Mg,D為Al,E為C,F為N,G為S,H為F,I為Cl,J為Ne。答案:(1)FNa(2)HClO4Al(OH)3(3)HF(4)S2.解析:(1)依據(jù)洪特規(guī)則可推知前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多即價層電子排布式為3d54s1(單電子數(shù)為6),則R為鉻元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s1。(2)結(jié)合題干信息可推知元素X、Y、Z、W分別為O、Na、Cl、Mn;因HF分子間存在氫鍵,而HCl分子間不存在氫鍵,故沸點(diǎn)HF>HCl。(3)O與Cl中電負(fù)性較大的是O;Cl的含氧酸鹽中用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的鹽為KClO3,ClO3-的價層電子對數(shù)為4(3個σ鍵、1對孤電子對),故ClO3-的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形;ClO3-中Cl、O間為共價鍵;由于ClO2中心原子上存在一對孤電子對,孤電子對的排斥力大于成鍵共用電子對,故O—Cl—答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(2)HF分子間存在氫鍵,而HCl分子間不存在氫鍵(3)O三角錐形共價鍵(或答極性鍵均可)<3.解析:(1)鋯(Zr)的原子序數(shù)為40,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2,鋯原子中3d軌道上的電子數(shù)是10,4d軌道上的電子數(shù)是2,則d軌道上的電子數(shù)一共12個;Zr失去最外層兩個電子,其價層電子排布式為4d2,則Zr2+的價層電子排布圖是。(2)根據(jù)非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大的規(guī)律,Zr為金屬元素,Te和Cl為非金屬元素,且非金屬性Cl>Te,則Zr、Te、Cl的電負(fù)性由大到小的順序是Cl>Te>Zr;H2O受氫鍵影響,所以沸點(diǎn)最高,H2Se、H2Te的沸點(diǎn)主要受范德華力影響,相對分子質(zhì)量越大,沸點(diǎn)越高,即H2O、H2Se、H2Te的沸點(diǎn)由高到低的順序是H2O>H2Te>H2Se;S和Te屬于同主族元素,從上而下,元素非金屬性減弱,原子序數(shù)Te>S,則非金屬性S>Te,非金屬性越強(qiáng),其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),即酸性H2SO4>H2TeO4。(3)H2Te中Te原子價層電子對數(shù)為2+6-1×22=2+2為4,采用sp3雜化,由于有兩對孤電子對,分子為V形結(jié)構(gòu),CO2中C原子價層電子對數(shù)為2+4-2×22=2+0=2,采用sp雜化,分子為直線形,H2Te和CO2均為三原子分子,但它們的鍵角差別較大,理由是H2Te中Te為sp3雜化,由于兩對孤電子對的排斥作用使其鍵角小于109°28′,CO2中C為sp(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一種配離子,配體中O原子含有孤電子對,所以配位原子為O原子;1個[Zr(C2H5O)2]2+中同種非金屬元素之間形成非極性鍵、不同非金屬元素之間形成極性鍵,共價單鍵為σ鍵,該離子的結(jié)構(gòu)中含共價鍵的數(shù)目是16。(5)由結(jié)構(gòu)可知,該晶胞中Zr原子位于頂點(diǎn)和面心,個數(shù)為8×18+6×12=4,O原子位于晶胞內(nèi),個數(shù)為8,Zr、O原子個數(shù)之比為4∶8=1∶2,鋯原子的配位數(shù)是8;若晶胞中距離最近的兩個氧原子間的距離為anm,這兩個氧原子之間的距離為晶胞棱長的一半,則晶胞棱長為2anm,晶胞體積V=(2a×10-7cm)3,則立方氧化鋯的密度ρ=MNA×4V為123×4(2a×10-答案:(1)12(2)Cl>Te>ZrH2O>H2Te>H2Se>(3)H2Te中Te為sp3雜化,由于兩對孤電子對的排斥作用使其鍵角小于109°28′,CO2中C為sp雜化,鍵角為180°(4)O16(5)86.4.解析:(1)與AlH4-空間結(jié)構(gòu)相同的分子有甲烷、CCl4等;NaAlH4晶體中,與AlH4-緊鄰且等距的Na+有8個;晶胞體積為(a×10-21)cm3,晶胞中Na+個數(shù)為6×12+4×14=4,AlH4-個數(shù)為812+1=4,NaAlH4晶體的密度為mV=54NA×42a3×10-(2)由題圖和題中信息知,Mo原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,1個晶胞含有Mo原子的個數(shù)為6×12+8×18=4,N原子位于晶胞的棱上和體心,1個晶胞含有N原子的個數(shù)為4×14+1=2,故氮化鉬的化學(xué)式為ρ=mV=4×96+2×14NAa3×10-21g·(3)①離子晶體結(jié)構(gòu)相同時,離子半徑越小,晶格能越大,熔、沸點(diǎn)越高,故熔點(diǎn)MgO>NiO。②題中已經(jīng)給出了坐標(biāo)系的三個方向示意圖,晶胞是邊長為1的正方體,因此C的坐標(biāo)參數(shù)是(1,12,12)。③在題圖2中的“單分子層”中可以畫出二維重復(fù)單元,如,,重復(fù)單元呈菱形,是相鄰四個氧離子球中心的連線組成的,每個重復(fù)單元包含1個氧離子和1個鎳離子,NiO的相對分子質(zhì)量為75;重復(fù)單元所占的面積為(2a×3a)m2=23a2m2,則1平方米上分散的該晶體的質(zhì)量為75NA23答案:(1)CH4(合理即可)81(2)Mo2N4×96+2×14NAa3(3)①>Mg2+的半徑比Ni2+的小,MgO的晶格能比NiO的大②(1,12,12)5.解析:(1)Ti是22號元素,根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。(2)①25℃時,Ksp[TiO(OH)2]=c(TiO2+)·c2(OH-)=1×10-29,若c(TiO2+)<1×10-5mol/L,則c(OH-)>1×10-29c(H+)<10-1410②調(diào)節(jié)除鐵后溶液的pH,TiO2+水解生成TiO(OH)2沉淀同時產(chǎn)生H+,反應(yīng)的離子方程式為TiO2++2H2OTiO(OH)2↓+2H+;③加入鐵粉的作用是將溶液中Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,避免在沉鈦過程中生成Fe(OH)3雜質(zhì)。(3)①根據(jù)TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,每個O周圍距離最近的Ti的數(shù)目是3;②濕度低于40%時,隨濕度增大,催化劑表面吸附的水分子增多,產(chǎn)生的HO·增多,甲醛降解率增大;當(dāng)濕度高于40%時,隨濕度增大,催化劑表面吸附的水分子過多,降低了甲醛的吸附,甲醛降解率降低。(4)滴定消耗0.1000mol/LNH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液23.00mL所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量n[NH4Fe(SO4)2]=0.1000mol/L×23.00×10-3L=2.300×10-3mol,根據(jù)得失電子守恒和元素守恒可建立反應(yīng)關(guān)系如下TiO2～TiO2+～Ti3+～NH4Fe(SO4)2,25mL溶液中n(TiO2)=2.300×10-3mol,則在250mL溶液中n(TiO2)=250mL25.00mL×2.300×2.300×10-2mol,故在2.000g納米TiO2樣品