2025年高考二輪復習化學大題突破練5　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題

大題突破練(五)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題學生用書P3161.(2024·山東日照二模)過渡金屬不但能夠與非金屬元素形成化合物,還能與其他金屬元素形成金屬互化物?；卮鹣铝袉栴}:(1)Mn在元素周期表中的位置為,屬于區(qū)的元素,基態(tài)錳原子的價電子軌道表示式為。

(2)二茂鐵化學式為Fe(C5H5)2,由Fe2+與兩個C5H5-構(gòu)成(如圖),熔點為172①二茂鐵熔點低于鐵的原因為

。

②大π鍵通常用符號Πnm表示(m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表大π鍵的電子數(shù)),則C5H5-中的大③Fe2+與兩個C5H5-形成配位鍵后,使Fe2+的3d、4s、4p能級具有18電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。則Fe2+與兩個C5H5(3)錳和鎵形成的金屬互化物立方晶胞如圖所示。①若將晶胞中體心的Ga原子作為晶胞的一個頂點,則距該Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置為(填字母)。

A.面心 B.體心C.頂點 D.棱心②晶胞中,相鄰Mn原子構(gòu)成的正四面體空隙完全由鎳原子填充,可用于制備碳基金屬催化劑。1號Mn原子坐標參數(shù)為(1,1,1),則填充在1、2、3、4號Mn構(gòu)成的四面體空隙中心的鎳原子的坐標參數(shù)為;晶胞參數(shù)為anm,則填充鎳后的晶體的密度ρ=g·cm3(用含NA、a的代數(shù)式表示)。

答案:(1)第四周期ⅦBd(2)①二茂鐵屬于分子晶體,鐵屬于金屬晶體,鐵晶體中金屬鍵強度大于二茂鐵晶體中分子間作用力②Π56(3)①A②(34,34解析:(2)①二茂鐵熔點低于鐵,主要從晶體類型角度分析原因;②在C5H5-中的每個碳原子上都有一個未參與σ鍵的電子,這些電子占據(jù)在與環(huán)的平面垂直的p軌道上,5個碳原子的5個p軌道肩并肩,外加得到一個電子重疊形成大π鍵,其大π鍵可表示為Π56;③Fe2+的價電子排布式是3d6,Fe2+與兩個C5H5-形成配位鍵后,使Fe2+的3d、4s、4p能級具有18電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則3d、4s、4p能級均填滿電子,所以C5H5-提供了12個電子(3)①將晶胞中體心的Ga原子作為晶胞的一個頂點時,整個晶胞中原子的坐標均移動1/2個單位,距該Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置為面的中心,即面心的位置;②1號Mn原子坐標參數(shù)為(1,1,1),則填充在1、2、3、4號Mn構(gòu)成的四面體空隙中心的鎳原子的坐標參數(shù)為(34,34,34);填充鎳后的晶胞中Ni的個數(shù)為8,Mn的個數(shù)為8×18+6×12=4,Ga的個數(shù)為12×14+1=4,晶體的密度ρ=n×MV2.(2024·山東濰坊二模)氮族元素可以形成多種多樣的化合物,回答下列問題:(1)基態(tài)As原子的價電子的軌道表示式是。

(2)疊氮酸(HN3)常用于引爆劑,可用聯(lián)氨(H2N—NH2)制取。比較聯(lián)氨與雙氧水分子中鍵角大小:∠H—N—N(填“>”“=”或“<”,下同)∠H—O—O。疊氮酸結(jié)構(gòu)如圖所示:,*N為sp2雜化,已知參與形成π鍵的電子越多,鍵長越短,則鍵長:①②。

(3)乙胺(CH3CH2NH2)和2羥基乙胺(HOCH2CH2NH2)都可用于染料的合成,乙胺堿性更強,原因是

。

(4)磷酸一氫鹽受熱易脫水聚合,生成環(huán)狀的偏磷酸根。環(huán)狀三偏磷酸根的結(jié)構(gòu)如圖所示,則由n個磷氧四面體連接形成的環(huán)狀偏磷酸根的通式是。

(5)砷與金屬鈉、鐵、銅可形成一種絕緣體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)圖鈉原子沿z軸投影如圖所示,已知m原子的分數(shù)坐標為(0.75,0.25,0.20),晶胞參數(shù)為a=b≠c,α=β=γ=90°。銅周圍距離最近的砷原子的個數(shù)是,n原子的分數(shù)坐標是,若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體密度是g·cm3(用含NA的代數(shù)式表示)。

答案:(1)(2)><(3)2羥基乙胺上羥基氧電負性大,有吸電子作用,使氨基氮電子云密度減小,堿性減弱(4)(PO3)(5)4(0.75,0.75,0.80)4解析:(2)H—N—N中中心原子孤電子對數(shù)少于H—O—O中中心原子的孤電子對數(shù),孤電子對對成鍵電子排斥作用較大,孤電子對數(shù)越多,鍵角則相對越小,因此鍵角∠H—N—N>∠H—O—O。①中N—N兩個氮原子均為兩個p軌道的電子參與形成兩個π鍵,剩下一個p軌道和s軌道形成sp雜化,②中右邊的N,只形成1個π鍵,兩個p軌道和一個s軌道形成sp2雜化,因此鍵長①<②。(4)根據(jù)圖示可知,P原子與O原子的個數(shù)比為1∶3,每個P化合價為+5價,每個O化合價為2價,則每一個PO3這樣的結(jié)構(gòu)帶一個負電荷,則n個磷氧四面體連接形成的環(huán)狀偏磷酸根的通式為(PO3)n(5)以上頂面中心的Cu為例,與其距離最近的砷原子位于其下方的兩個和上方晶胞底部的兩個,因此銅周圍距離最近的砷原子的個數(shù)為4。已知m原子的分數(shù)坐標為(0.75,0.25,0.20),n原子位于晶胞上方靠前的位置,坐標為(0.75,0.75,0.80)。該晶胞中含有Cu個數(shù)為14×8+12×4=4,Fe個數(shù)為18×8+14×4+12×2+1=4,As個數(shù)為8,Na個數(shù)為8,則其密度為4×316NAa23.(2024·河南鄭州二模)K2Cr2O7、NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]·H2O、CrB2均是鉻的重要化合物,回答下列問題:(1)基態(tài)Cr原子有種能量不同的電子,價電子排布式為。

(2)已知電子親和能(E)是基態(tài)的氣態(tài)原子得到電子變?yōu)闅鈶B(tài)陰離子所放出的能量,O(g)+eO(g)ΔH1=140kJ·mol1,O(g)+eO2ΔH2=+884.2kJ·mol1,氧的第一電子親和能E1為kJ·mol1;ΔH2>0,其原因是。

(3)雷氏鹽的化學式為NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]·H2O。①H、C、N、O四種元素的電負性由大到小的順序為。

②雷氏鹽中所含化學鍵類型為(填字母)。

A.離子鍵 B.共價鍵C.配位鍵 D.金屬鍵E.氫鍵③配體之一NH3分子的空間結(jié)構(gòu)為,與配體NCS互為等電子體的分子和離子有(各寫1種)。

(4)CrB2的晶體密度為ρg·cm3,晶體結(jié)構(gòu)(如圖)為六棱柱,底邊邊長為anm,高為cnm,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則a2c=(列出計算式)。

答案:(1)73d54s1(2)140O帶負電荷,對再得到的電子產(chǎn)生排斥,克服斥力需消耗能量(3)①O>N>C>H②ABC③三角錐形CO2或CS2、CNO(合理即可)(4)3解析:(2)由電子親和能的定義可知,氧原子的第一電子親和能E1為140kJ·mol1;O帶負電荷,對再得到的電子產(chǎn)生排斥,克服斥力需消耗能量,所以ΔH2大于0。(3)①元素的非金屬性越強,電負性越大,四種元素的非金屬性強弱順序為O>N>C>H,則電負性的大小順序為O>N>C>H;②氫鍵不屬于化學鍵,是比較強的分子間作用力,由化學式可知,雷氏鹽是含有離子鍵、共價鍵、配位鍵的離子化合物,不含金屬鍵;③氨分子中氮原子的價電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為1,分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形;CO2、CS2、CNO與NCS的原子個數(shù)都為3、價電子數(shù)都為16,互為等電子體。(4)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點和面心的鉻原子個數(shù)為12×16+2×12=3,位于體內(nèi)的硼原子個數(shù)為6,由晶胞的質(zhì)量公式可得:3×74NA=34×a2×6×c×1021×4.(2024·山東德州二模)鈷及其化合物在材料、醫(yī)藥等領域具有廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)鈷原子的價層電子排布式為;電解熔融的CoCl2或CoO都能制備金屬鈷,CoCl2熔點低于CoO熔點的原因是

。

(2)某含鈷配離子結(jié)構(gòu)如圖(NH2CH2CH2NH2為電中性配體),已知配合物的磁矩μB=n(n+2)BM(n表示中心原子或離子的未成對電子數(shù)),則該配離子的磁矩μB=BM;下列對鈷離子的雜化方式推斷合理的是A.sp3 B.dsp2C.d2sp3 D.sp3d(3)鈷酸鋰(LiCoO2)是常見的鋰離子電池正極材料,其晶體屬六方晶系(晶胞參數(shù)a=b≠c,α=β=90°,γ=120°),晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖。晶體中O圍繞Co形成八面體,八面體共棱形成帶負電的層狀空間結(jié)構(gòu),與Li+層交替排列。在充、放電過程中,Li+在層間脫出或嵌入。①晶胞中Co的個數(shù)為;Li+在充電過程中會從八面體層間脫出導致晶胞高度c變大,原因是。

②若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體密度為g·cm3(用代數(shù)式表示)。

答案:(1)3d74s2CoCl2和CoO均為離子晶體,但O2離子半徑小于Cl,且O2所帶電荷多,CoO離子鍵更強,熔點高(2)24C(3)①3Li+層和Co—O層吸引力減弱,Co—O層之間的斥力使層間距離增大②294解析:(1)鈷原子序數(shù)27,基態(tài)鈷原子的價層電子排布式:3d74s2;CoCl2和CoO均為離子晶體,但O2離子半徑小于Cl,且O2所帶電荷多,CoO離子鍵更強,熔點高。(2)中心離子Co3+價層電子排布為3d6,未成對電子數(shù)為4,磁矩μB=24BM;Co3+形成6個配位鍵,即形成6個共價鍵,需6個雜化軌道,則雜化方式應為d2sp3。(3)①晶胞中Co位于棱上和體內(nèi),個數(shù)為4×14+2=3;充電過程中,正極材料失去電子發(fā)生氧化反應,Li+從八面體層間脫出,Li+減少,使Li+層和Co—O層吸引力減弱,Co—O層之間的斥力使層間距離增大②晶胞中Co個數(shù)為3,根據(jù)化學式LiCoO2可知,Li個數(shù)為3,O個數(shù)為6,晶體密度:ρ=nMNAV=3×(7+59+16×2)NA5.(2024·山東泰安二模)開發(fā)高效儲氫材料是重要的研究方向?；卮鹣铝袉栴}:(1)最新研究發(fā)現(xiàn),在鎳的表面覆蓋石墨烯,可大大增加儲氫材料釋放氫氣的速率。石墨烯是單層碳原子組成的平面結(jié)構(gòu),具有良好的導電、導熱性。①基態(tài)Ni原子的電子排布式為。

②石墨烯中碳碳鍵鍵長(填“>”“<”或“=”)乙烯中碳碳鍵鍵長。

③下列反應常用來檢驗Ni2+,請補全方程式:鍵角α(填“>”“<”或“=”)β。

(2)鑭(La)和氫原子可以形成一系列儲氫晶體材料LaHn,LaHn屬于立方晶系,La原子作面心立方堆積。La晶體吸附H2,形成LaH2,LaH2晶胞中H填充在La原子的正四面體空隙中,晶胞沿體對角線的投影如圖①所示。高壓下,LaH2中每個H再結(jié)合4個H構(gòu)成小正四面體結(jié)構(gòu),形成LaHx,其晶胞從各個面的投影均如圖②所示。①LaH2晶胞中La原子的分數(shù)坐標有種,晶胞中La原子個數(shù)與正四面體空隙數(shù)之比為,H原子的配位數(shù)為。

②高壓下,LaH2吸附H2得到晶體LaHx的反應式為(x用數(shù)字表示)。若LaHx晶胞棱長為apm,La原子與最近的氫原子的距離為bpm,則LaHx晶胞中每個小正四面體內(nèi)H—H的最短距離為pm(用含a和b的式子表示)。

答案:(1)①[Ar]3d84s2(或1s22s22p63s23p63d84s2)②>③2H+<(2)①41∶24②LaH2+4H2LaH1034ab解析:(1)②石墨烯中為碳碳單鍵,乙烯中為碳碳雙鍵,所以石墨烯中碳碳鍵鍵長大于乙烯中碳碳鍵鍵長;③根據(jù)原子和電荷守恒可配平方程式;鍵角α對應的N原子有1個孤電子對,鍵角β對應的N原子沒有孤電子對,兩者均為sp2雜化,由于孤電子對與成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對的排斥力,所以鍵角α<β。(2)①根據(jù)La為面心立方堆積,處在立方體的頂點和面心,8個頂點平移后分數(shù)坐標是一樣的,為(0,0,0),同理可得,上面面心與下面面心為(12,12,0),左面心與右面心為(12,0,12),前后面心為(0,12,12),則分數(shù)坐標有4種;晶胞中La原子個數(shù)為4,正四面體空隙為8個,所以晶胞中La原子個數(shù)與正四面體空隙數(shù)之比為1∶2;晶胞中H填充在La原子的正四面體空隙中,所以H原子的配位數(shù)為4;②高壓下,LaH2中每個H再結(jié)合4個H構(gòu)成小正四面體結(jié)構(gòu),則H的原子個數(shù)為(8+32)個,所以LaHx為LaH10,反應式為LaH2+4H2LaH10;已知LaH10晶胞棱長為apm,H位于La原子的正四面體空隙中,即體對角線的14處,為34a,La原子與最近的氫原子的距離為bpm,則LaH10晶胞中每個小正四面體內(nèi)H6.(2024·四川成都二模)以砷化鋁(AlAs)作催化劑,實現(xiàn)了在常壓、100~300℃的條件下合成氨。(1)基態(tài)As原子的核外價電子的軌道表示式為;第一電離能I1(As)(填“大于”或“小于”)I1(Se),其原因是

。

(2)As3S4的分子結(jié)構(gòu)中均為單鍵,且每個原子最外層均滿足8e穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則該分子中所含共價鍵的數(shù)目為;該分子中S原子的雜化軌道類型為。

(3)往硫酸銅溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配離子。已知NF3與NH3的空間結(jié)構(gòu)都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是

。

(4)Be和Al的性質(zhì)相似,在500~600℃氣相中,氯化鈹以二聚體Be2Cl4的形式存在,1molBe2Cl4中含有的共價鍵數(shù)目為。BeO晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與ZnS類似,如圖所示。該晶胞中原子的位置可以用原子分數(shù)坐標表示,若原子A、B的坐標分別為(0,0,0)、(12,12,12),則C原子的坐標為。設O與Be的最近距離為apm,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則BeO晶體的密度為g·cm3(用含答案:(1)大于As的價電子排布式為4s24p3,4p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),能量更低,更穩(wěn)定(2)10sp3(3)電負性:F>N>H,在NF3中,共用電子對偏向F,偏離N原子,使得氮原子上的孤電子對難與Cu2+形成配位鍵(4)6NA(14,1解析:(1)As是33號元素,位于元素周期表第四周期第ⅤA族,根據(jù)構(gòu)造原理,可知基態(tài)As原子核外價層電子排布式是4s24p3,軌道表示式為;一般情況下,同一周期元素,原子序數(shù)越大,其第一電離能就越大,但由于As處于第ⅤA族,價電子排布式為4s24p3,4p