2019-2020年高考化學(xué) 專題二十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（全國(guó)通用）.doc

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2019-2020年高考化學(xué) 專題二十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（全國(guó)通用） 非選擇題 1．(xx衡水質(zhì)檢)已知A、B、C、D、E、F、G七種元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A在所有元素中原子半徑最??；B原子核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；D與C、E均相鄰；A、D、E三種元素的原子序數(shù)之和為25；E2－和F＋有相同的核外電子排布；G的質(zhì)子數(shù)是25。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出元素G的基態(tài)原子外圍電子排布式________；B、C、D三種元素分別形成的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)最高的是________(用化學(xué)式表示)。 (2)由上述元素中的兩種元素組成的一種陰離子與D的一種同素異形體分子互為等電子體，該陰離子化學(xué)式為_(kāi)_______。 (3)由上述元素組成的屬于非極性分子且VSEPR為直線形的微粒的電子式________(任寫(xiě)一種)。 (4)M是由4個(gè)C原子組成的一種不穩(wěn)定的多原子單質(zhì)分子，M分子中C原子雜化方式為sp3雜化，M分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。 (5)某一次性電池的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均比普通干電池優(yōu)良，適用于大電流和連續(xù)放電，是民用電池的升級(jí)換代產(chǎn)品之一，它的負(fù)極材料是Zn，正極材料是G的一種常見(jiàn)氧化物，電解質(zhì)是KOH。該電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。 (6)由上述元素中電負(fù)性最大的元素和第一電離能最小的元素形成的某化合物N的晶胞如右圖所示?；衔颪與氧化鈣相比，晶格能較小的是______(填化學(xué)式)。已知該化合物的晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則該化合物的密度為_(kāi)_______gcm－3(只要求列出算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA，1 pm＝10－10cm)。 解析　A、B、C、D、E、F、G七種元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A在所有元素中原子半徑最小，則A為H元素；B原子核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則B為C元素；E2－可能為O2－或S2－元素，A、D、E三種元素的原子序數(shù)之和為25，D和E的原子序數(shù)為24，根據(jù)原子序數(shù)的大小關(guān)系，則E為S元素，D為O元素，則C為N元素，E2－和F＋有相同的核外電子排布，則F為K元素，G的質(zhì)子數(shù)是25，G為Mn元素。 (1)根據(jù)構(gòu)造原理，Mn的基態(tài)原子外圍電子排布式為3d54s2；B、C、D三種元素分別形成的最簡(jiǎn)單的氫化物為：CH4、NH3、H2O，水在常溫下為液態(tài)，CH4和NH3為氣態(tài)，則H2O的沸點(diǎn)最高。 (2)O2與O3互為同素異形體，根據(jù)微粒中原子個(gè)數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同互為等電子體，可知O3與NO互為等電子體。 (3)在上述元素的原子中能形成非極性分子且為直線形的有CO2和HC≡CH，它們的電子式分別為 和H∶C??C∶H。 (4)由4個(gè)N原子組成的不穩(wěn)定單質(zhì)分子為N4，由于N原子的雜化方式為sp3雜化，則M分子的立體構(gòu)型是正四面體結(jié)構(gòu)。 (5)該一次性電池負(fù)極材料是Zn，正極材料是MnO2，電解質(zhì)為KOH，該電極的正極電極反應(yīng)式為：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。 (6)上述元素中電負(fù)性最大的是O元素和第一電離能最小的K元素形成化合物N為K2O，由于r(K＋)＞r(Ca2＋)，故其晶格能小于CaO。由晶胞結(jié)構(gòu)和均攤法知，每個(gè)晶胞中相當(dāng)于含有4個(gè)K2O，則有：4Mr(K2O)＝NA(a10－10)3ρ，該化合物的密度為：ρ＝ gcm－3。 答案　(1)3d54s2　H2O (2)NO　(3) (或H∶C??C∶H) (4)正四面體 (5)MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ (6)K2O　 2．(xx大連高三質(zhì)檢)下表為元素周期表的一部分，其中的編號(hào)代表所對(duì)應(yīng)的元素。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)⑨號(hào)元素的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是________，與其同周期，且基態(tài)原子的核外未成對(duì)電子數(shù)最多的元素是_______________________________(寫(xiě)出元素符號(hào))，②號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布圖為_(kāi)_______。 (2)①號(hào)與③號(hào)元素形成的含有18電子的物質(zhì)為_(kāi)_______(寫(xiě)出名稱)，②號(hào)與③號(hào)元素形成的，能造成溫室效應(yīng)的物質(zhì)的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。②、④、⑧三種元素的原子形成的晶體，其晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______(用對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示)，常溫條件下丙烯是氣態(tài)，而相對(duì)分子質(zhì)量比丙烯小的甲醇，常溫條件下卻呈液態(tài)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是__________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)①、②兩種元素能形成多種平面形分子，其中有一種相對(duì)分子質(zhì)量最小，有關(guān)該分子的說(shuō)法中正確的是________。 a．該分子屬于含有極性鍵的非極性分子 b．該分子含有4個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵 c．該分子中的②號(hào)原子采取sp2雜化 d．該物質(zhì)易溶于水，并能和水反應(yīng)得到酒精 (4)某元素的價(jià)電子排布式為nsnnpn＋1，該元素可與元素①形成含有10個(gè)電子的分子X(jué)，將過(guò)量的X通入盛有硫酸銅溶液的試管里，產(chǎn)生的現(xiàn)象為_(kāi)_________________________________________________________________。 (5)若元素⑤與Fe元素形成的某種晶體如圖所示。若晶胞的邊長(zhǎng)為a nm，則合金的密度為_(kāi)_______gcm－3。 解析　(1)從題中的各元素在元素周期表中的相對(duì)位置，可知⑨號(hào)元素為銅元素，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s1；與其同周期，且基態(tài)原子的核外未成對(duì)電子數(shù)最多的元素的電子排布式為[Ar]3d54s1，是鉻元素；②號(hào)元素為碳元素，其基態(tài)原子的電子排布圖為。 (2)①號(hào)元素氫與③號(hào)元素氧形成的含有18電子的物質(zhì)為H2O2，②號(hào)元素碳與③號(hào)元素氧形成的能造成溫室效應(yīng)的物質(zhì)二氧化碳的空間構(gòu)型為直線形；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)利用均攤法判斷，1個(gè)晶胞中含有1個(gè)碳原子，鎂原子為81/8＝1個(gè)，鎳原子61/2＝3個(gè)，故由C、Mg、Ni三種元素的原子構(gòu)成的晶體的化學(xué)式為MgNi3C或Ni3MgC；常溫下丙烯為氣態(tài)，而相對(duì)分子質(zhì)量比丙烯小的甲醇常溫下卻呈液態(tài)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是甲醇分子間存在氫鍵，而丙烯分子間只有范德華力。(3)C、H兩種元素能形成多種平面形分子，其中相對(duì)分子質(zhì)量最小的為乙烯。a項(xiàng)，該分子中碳?xì)滏I為極性鍵，分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，屬于含有極性鍵的非極性分子，正確；b項(xiàng)，該分子含有4個(gè)碳?xì)滏I和1個(gè)碳碳雙鍵，共有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，該分子為平面形，碳原子采取sp2雜化，正確；d項(xiàng)，該物質(zhì)難溶于水，錯(cuò)誤；故選ac。(4)某元素的價(jià)電子排布式為nsnnpn＋1，該元素為氮元素，可與元素氫形成含有10個(gè)電子的氨氣分子，將過(guò)量的氨氣通入盛有硫酸銅溶液的試管中，先發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，后發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]SO4，產(chǎn)生的現(xiàn)象為：先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后沉淀消失，溶液變成深藍(lán)色。(5)根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)先確定1個(gè)晶胞中含有各原子的個(gè)數(shù)，進(jìn)一步確定其化學(xué)式，結(jié)合密度的定義及相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算，得合金的密度為0.92/a3或5.561023/(a3NA)。 答案　(1)3d104s1　Cr (2)過(guò)氧化氫　直線形　MgNi3C(或Ni3MgC) 甲醇分子間存在氫鍵，而丙烯分子間只有范德華力 (3)ac (4)先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后沉淀消失，溶液變成深藍(lán)色 (5)0.92/a3或5.561023/(a3NA) 3．(xx安徽蚌埠期中)A、B、C、D、E、F是周期表前四周期中的常見(jiàn)元素，其相關(guān)信息如下表： 元素 相關(guān)信息 A 周期表中原子半徑最小的元素 B 元素的原子價(jià)電子排布為nsnnpn C 基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍 D 第三周期中第一電離能最小的元素 E 地殼中含量最多的金屬元素 F 有多種化合價(jià)，其某種高價(jià)陽(yáng)離子的價(jià)電子具有較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu) (1)F位于元素周期表中位置是________，其基態(tài)原子核外價(jià)電子排布式為_(kāi)_______。 (2)B的電負(fù)性比C的________(填“大”或“小”)；B2A2分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為_(kāi)_______。 (3)寫(xiě)出E的單質(zhì)與D的最高價(jià)氧化物的水化物溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________________。 (4)已知每5.4 gE可與F的低價(jià)氧化物反應(yīng)，放出346.2 kJ的熱量。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______________________________________________。 解析　由題意可知A為氫元素，B為碳元素，C為氧元素，D為鈉元素，E為鋁元素，F(xiàn)為鐵元素。 答案　(1)第四周期Ⅷ族　3d64s2 (2)小　3∶2 (3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (4)2Al(s)＋3FeO(s)===3Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH＝－3 462 kJ/mol 4．(xx江蘇南京一模)xx年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位美國(guó)科學(xué)家，以表彰他們?nèi)绻夂献饔萌~綠體光反應(yīng)時(shí)酶中、生物固氮時(shí)固氮酶中)的化學(xué)反應(yīng)。 (1)固氮酶有鐵蛋白和釩鐵蛋白兩種，它們不僅能夠催化N2還原成NH3，還能將環(huán)境底物乙炔催化還原成乙烯，下列說(shuō)法正確的有________(不定項(xiàng)選擇)。 a．C2H2、C2H4都是非極性分子 b．碳負(fù)離子CH呈三角錐形 c．NO＋電子式為[∶N??O∶]＋ d．NH3沸點(diǎn)比N2高，主要是因?yàn)榍罢呤菢O性分子 (2)釩可合成電池電極，也可人工合成二價(jià)釩(V)固氮酶(結(jié)構(gòu)如圖) ①V2＋基態(tài)時(shí)核外電子排布式為_(kāi)_____________________________________。 ②釩固氮酶中釩的配位原子有________(寫(xiě)元素符號(hào))。 ③熔融空氣電池釩硼晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中含有釩原子數(shù)目為_(kāi)_______。 (3)煙酰胺(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有________，1 mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為_(kāi)__________________________________________________________。 解析　(1)乙烯、乙炔均為非極性分子，a正確；碳負(fù)離子CH與NH3互為等電子體，故CH呈三角錐形，b正確；NO＋與N2互為等電子體，故NO＋的電子式為[∶N??O∶]＋，c正確；氨氣的沸點(diǎn)比氮?dú)飧叩闹饕蚴前睔夥肿娱g存在氫鍵，d錯(cuò)誤。 (2)①V的原子序數(shù)為23，V2＋基態(tài)時(shí)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。②根據(jù)釩固氮酶的結(jié)構(gòu)示意圖可知釩固氮酶中釩的配位原子有S和N兩種。③根據(jù)釩硼晶體晶胞中釩原子所處的位置和分?jǐn)偡ㄓ?jì)算，該晶胞中含有的釩原子數(shù)目為：8＋8＋2＝4。 (3)根據(jù)煙酰胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子中氮原子的雜化軌道類型有兩種，分別為sp2和sp3雜化。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)以及單鍵、雙鍵所含σ鍵的規(guī)律可知。1 mol該分子中含15 mol σ鍵。 答案　(1)abc (2)①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3?、赟、N?、? (3)sp2、sp3　15NA(或156.021023) B組　專項(xiàng)能力訓(xùn)練 非選擇題 1．(xx濰坊質(zhì)檢)短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外層電子排布式為ms1，B元素的原子價(jià)電子排布式為ns2np2，C元素位于第二周期且原子中p能級(jí)與所有s能級(jí)電子總數(shù)相等，D元素原子的L層的p能級(jí)中有3個(gè)未成對(duì)電子。 (1)C元素原子基態(tài)時(shí)的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______，若A元素為非金屬元素，A與C形成的化合物中的共價(jià)鍵屬于________鍵(填“σ”或“π”)。 (2)當(dāng)n＝2時(shí)，B的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的分子構(gòu)型為_(kāi)_______，中心原子的雜化方式為_(kāi)_______，BC2屬于________分子(填“極性”或“非極性”)，當(dāng)n＝3時(shí)，B與C形成的晶體屬于________晶體。 (3)若A元素的原子最外層電子排布式為2s1，B元素的原子價(jià)電子排布式為3s23p2，A、B、C、D四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________(填元素符號(hào))。 (4)右圖為C元素與鈦、鈣元素形成的某晶體結(jié)構(gòu)中的最小重復(fù)單元，該晶體中每個(gè)鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈣離子有________個(gè)，該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 解析　短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外層電子排布式為ms1，則A位于ⅠA族，B元素的原子價(jià)電子排布式為ns2np2，B屬于ⅣA族，C元素位于第二周期且原子中p能級(jí)與所有s能級(jí)電子總數(shù)相等，其原子核外電子排布式為1s22s22p4，故C為氧元素，D元素原子的L層的p能級(jí)中有3個(gè)未成對(duì)電子，則D元素原子電子排布式為1s22s22p3，故D為氮元素。 (1)A位于ⅠA族，若A元素為非金屬元素，則A為氫元素，與氧元素的化合物為H2O、H2O2，化合物中的共價(jià)鍵為σ鍵。 (2)當(dāng)n＝2時(shí)，B為碳元素，其最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物分子式為CH4，為正四面體結(jié)構(gòu)，其中心原子雜化方式為sp3雜化；BC2為CO2，CO2為直線形結(jié)構(gòu)，分子中正負(fù)電荷中心重合，屬于非極性分子，當(dāng)n＝3時(shí)，B為Si元素，與氧元素形成的化合物為SiO2，屬于原子晶體。 (3)若A元素的原子最外層電子排布式為2s1，A為鋰元素，B元素的原子價(jià)電子排布式為3s23p2，B為硅元素，同周期元素第一電離能從左往右總體上呈增大趨勢(shì)，非金屬性越強(qiáng)其第一電離能越大，但N元素原子2p能級(jí)容納3個(gè)電子，為半充滿狀態(tài)，則N元素的第一電離能高于O元素，故四種元素第一電離能大小順序?yàn)椋篘＞O＞Si＞Li。 (4)由晶胞圖可知，每個(gè)鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈣離子位于體心，每個(gè)頂角為8個(gè)晶胞所共用，故與Ti原子最近且距離相等的鈣離子有8個(gè)，根據(jù)均攤法可知，處于頂角的原子同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)原子有1/8屬于該晶胞，處于棱上的原子，同時(shí)被4個(gè)晶胞所共有，每個(gè)原子有1/4屬于該晶胞；處于體心位置的原子則完全屬于該晶胞，所以N(Ca)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶∶＝1∶1∶3，該晶體的化學(xué)式為CaTiO3。 答案　(1)2s22p4　σ　(2)正四面體　sp3　非極性　原子 (3)N＞O＞Si＞Li　(4)8　CaTiO3 2．(xx東北三校聯(lián)考)銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域中都有重要的用途。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： (1)超細(xì)銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等，其制備方法如下： ①NH4CuSO3中金屬陽(yáng)離子的核外電子排布式為_(kāi)_________________。N、O、S三種元素的第一電離能大小順序?yàn)開(kāi)___________________(填元素符號(hào))。 ②向CuSO4溶液中加入過(guò)量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4，下列說(shuō)法正確的是________。 A．氨氣極易溶于水，原因之一是NH3分子和H2O分子之間形成氫鍵的緣故 B．NH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角 C．[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇，會(huì)析出深藍(lán)色的晶體 D．已知3.4 g氨氣在氧氣中完全燃燒生成無(wú)污染的氣體，并放出a kJ熱量，則NH3的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：NH3(g)＋3/4O2(g)===1/2N2(g)＋3/2H2O(g)　ΔH＝－5a kJmol－1 (2)銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的氧氣變?yōu)槌粞?與SO2互為等電子體)。根據(jù)等電子體原理，O3分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______。 (3)氯和鉀與不同價(jià)態(tài)的銅可生成兩種化合物，其陰離子均為無(wú)限長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)(如圖所示)，a位置上Cl原子(含有一個(gè)配位鍵)的雜化軌道類型為_(kāi)_________________________________________________________________。 (4)如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，已知鑭鎳合金與上述Ca－D合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，它們有很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力。已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.010－23 cm3，儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5合金(氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n＝________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為_(kāi)_______(保留兩位有效數(shù)字)。 解析　(1)①NH4CuSO3中的金屬銅離子的化合價(jià)為＋1價(jià)，其核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；一般情況下，非金屬性越強(qiáng)，其第一電離能越大。由于氮原子的2p軌道上電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以其第一電離能大于氧元素，所以其第一電離能的大小順序是N＞O＞S。 ②A項(xiàng)，分子之間形成氫鍵，可以增加分子與分子之間的作用力，由于NH3分子和H2O分子之間能形成氫鍵，所以氨氣極易溶于水，正確；B項(xiàng)，NH3分子空間構(gòu)型呈三角錐形，H2O分子空間構(gòu)型為V形，NH3分子中N原子有一對(duì)孤電子對(duì)，H2O中O原子有兩對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)數(shù)越多對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力越大，故NH3的鍵角大于水分子的鍵角，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，[Cu(NH3)4]SO4屬于鹽，難溶于有機(jī)溶劑，正確；D項(xiàng)，在燃燒熱的熱化學(xué)方程式中水應(yīng)為液態(tài)，錯(cuò)誤。 (2)互為等電子體的分子具有相同的空間結(jié)構(gòu)，SO2分子的空間構(gòu)型為V形，所以O(shè)3分子的空間構(gòu)型也為V形。 (3)a位置上Cl原子形成2個(gè)單鍵，含有2對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，其雜化類型是sp3雜化。 (4)由CaDn晶胞結(jié)構(gòu)可知，8個(gè)Ca原子位于晶胞的頂角，D原子有8個(gè)處于晶胞面上，1個(gè)處于體心。所以1個(gè)晶胞中，含有的Ca原子數(shù)為：8＝1，含有的D原子數(shù)為8＋1＝5，故n＝5，則LaNin中n也等于5；氫在合金中的密度為：ρ＝＝0.083 gcm－3。 答案　(1)①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)　N＞O＞S ②AC　(2)V形　(3)sp3雜化　(4)5　0.083 gcm－3 3．(xx河南豫東、豫北十所名校聯(lián)考)Ⅰ.氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，配位氫化物、富氫載體化合物是目前所采用的主要儲(chǔ)氫材料。 (1)Ti(BH4)2是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料。在基態(tài)Ti2＋中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_(kāi)_______，該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，利用N2＋3H22NH3實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說(shuō)法正確的是________。 a．NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化 b．NH與PH、CH4、BH、ClO互為等電子體 c．相同壓強(qiáng)時(shí)，NH3的沸點(diǎn)比PH3的沸點(diǎn)高 d．[Cu(NH3)4]2＋中，N原子是配位原子 (3)已知NF3與NH3的空間構(gòu)型相同，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是____________________________________________________________。 Ⅱ.氯化鈉是生活中的常用調(diào)味品，也是結(jié)構(gòu)化學(xué)中研究離子晶體時(shí)常用的代表物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 (1)設(shè)氯化鈉晶體中Na＋與跟它最近鄰的Cl－之間的距離為r，則與Na＋次近鄰的Cl－個(gè)數(shù)為_(kāi)_______，該Na＋與跟它次近鄰的Cl－之間的距離為_(kāi)_______。 (2)已知在氯化鈉晶體中Na＋的半徑為a pm，Cl－的半徑為b pm，它們?cè)诰w中是緊密接觸的，則在氯化鈉晶體中離子的空間利用率為_(kāi)_______。(用含a、b的式子表示) (3)納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞的10倍，則該氯化鈉顆粒中表面原子占總原子數(shù)的百分比為_(kāi)_______。 解析?、?(1)基態(tài)Ti2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，電子占據(jù)的最高能層為M層，該能層有s、p、d三個(gè)能級(jí)，具有1＋3＋5＝9個(gè)原子軌道。(2)NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp3雜化，a錯(cuò)誤；NH中共有8個(gè)價(jià)電子，但ClO中價(jià)電子共有32個(gè)，因價(jià)電子總數(shù)不相等，因此它與NH不互為等電子體，故b錯(cuò)誤；NH3能形成分子間氫鍵，使其沸點(diǎn)高于PH3，c正確；[Cu(NH3)4]2＋中，Cu原子核外有空軌道，而N原子核外有孤對(duì)電子，故N原子是配位原子，d正確。Ⅱ.(1)根據(jù)氯化鈉晶胞結(jié)構(gòu)可知與Na＋次近鄰的Cl－共有8個(gè)。晶胞面對(duì)角線的長(zhǎng)度為r，所求距離為晶胞體對(duì)角線的長(zhǎng)度，為＝r。 (2)晶胞邊長(zhǎng)＝2(a＋b)pm，晶胞體積V＝[2(a＋b)]3pm3；1個(gè)晶胞中有4個(gè)NaCl，則離子體積V′＝[4πa3＋4πb3]pm3，所以離子的空間利用率為100%＝100%。 (3)若立方體氯化鈉顆粒邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞的10倍，則立方體氯化鈉顆粒的棱上有21個(gè)原子(10個(gè)Cl－和11個(gè)Na＋)，那么該立方體的原子總數(shù)為213＝9 261。而該立方體的每條棱的相應(yīng)里面一層(緊靠)的棱上有19個(gè)原子(10個(gè)Cl－和9個(gè)Na＋)，即該立方體中有193＝6 859個(gè)原子處于立方體內(nèi)部，所以該立方體表面原子個(gè)數(shù)為：213－193＝2 402，因而表面原子占總原子數(shù)的百分比為100%≈26%。 答案 ?、?(1)M　9　(2)cd (3)N、F、H三種元素的電負(fù)性為F>N>H，在NF3中，共用電子對(duì)偏向氟原子，偏離氮原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難以與Cu2＋形成配位鍵 Ⅱ.(1)8　r　(2)100% (3)26%或100% 4．(xx湖南長(zhǎng)沙模擬)Ⅰ.氯化鐵溶液用于檢驗(yàn)食用香精乙酰乙酸乙酯時(shí)，會(huì)生成紫色配合物，其配離子結(jié)構(gòu)如下圖所示。 (1)此配合物中，鐵離子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______。 (2)此配離子中含有的作用力有________(填序號(hào))。 A．離子鍵 B．金屬鍵 C．極性鍵 D．非極性鍵 E．配位鍵 F．氫鍵 G．σ鍵 H．π鍵 (3)此配合物中碳原子的雜化軌道類型有________。 Ⅱ.元素A的基態(tài)原子占據(jù)紡錘形原子軌道的電子總數(shù)為2，元素B與A同周期，其基態(tài)原子占據(jù)s軌道的電子數(shù)與p軌道相同；C是A的同族相鄰元素，電負(fù)性小于A；D是B的同族相鄰元素，第一電離能小于B。則： (4)化合物CA和DB2的晶體熔點(diǎn)較高的是________(填化學(xué)式)。 (5)AD2分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______。 (6)A、B和C的成鍵情況如下： A—B A===B C—B C===B 鍵能/kJmol－1 360 803 464 640 A和B之間易形成含有雙鍵的AB2分子晶體，而C和B之間則易形成含有單鍵的CB2原子晶體，請(qǐng)結(jié)合數(shù)據(jù)分析其原因?yàn)開(kāi)_________________________________________________________________。 解析　(1)Fe原子是26號(hào)元素，基態(tài)鐵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2；鐵原子失去最外層2個(gè)電子和次外層1個(gè)電子得到Fe3＋，其價(jià)電子為3d5。 (2)此配離子中含有極性鍵如C—O鍵、非極性鍵如C—C鍵、配位鍵、σ鍵、π鍵。 (3)該配合物中形成單鍵的碳原子為sp3雜化、雙鍵的為sp2雜化。 (4)由題意可知A為C、B為O、C為Si、D為S，其中SiC為原子晶體，而SO2為分子晶體，SiC的熔沸點(diǎn)高。 (5)CS2的分子結(jié)構(gòu)與CO2相似，為直線形分子。 (6)從能量最低原理分析，碳與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(8032＝1 606 kJmol－1)大于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(3604＝1440 kJmol－1)，故C與O易形成含雙鍵的分子；硅與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(6402＝1 280 kJmol－1)小于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(4644＝1 856 kJmol－1)，故Si與O易形成含單鍵的原子晶體。 答案　(1)3d5　(2)CDEGH　(3)sp2、sp3　(4)SiC (5)直線形　(6)碳與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(8032＝1 606 kJmol－1)大于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(3604＝1 440 kJmol－1)，故C與O易形成含雙鍵的分子；硅與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(6402＝1 280 kJmol－1)小于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(4644＝1 856 kJmol－1)，故Si與O2易形成含單鍵的原子晶體。 熱點(diǎn)一　原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(xx課標(biāo)Ⅰ37，xx課標(biāo)Ⅰ37，xx安徽理綜25，xx福建理綜8) 【演練1】 (高考組合題)基態(tài)原子核外電子的排布 (1)[xx江蘇，21(A)－(1)①]Mn2＋基態(tài)的電子排布式可表示為_(kāi)_________________________________________________________________。 (2)[xx福建理綜，31(2)②]基態(tài)銅原子的核外電子排布式為_(kāi)_________________________________________________________________。 (3)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，37(1)]基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_(kāi)_______，該能層具有的原子軌道數(shù)為_(kāi)_______、電子數(shù)為_(kāi)_______。 (4)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，37(1)]Ni2＋的價(jià)層電子排布圖為_(kāi)_______。 (5)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷，37(3)]Se原子序數(shù)為_(kāi)_______，其核外M層電子的排布式為_(kāi)_______。 (6)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷，37(2)]基態(tài)B原子的電子排布式為_(kāi)_________________________________________________________________。 (7)[xx福建理綜，30(1)]基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是__________________________________________________________________。 (8)[xx山東理綜，32(1)]氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)有________個(gè)。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) (2)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (3)M　9　4　(4) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 3d (5)34　3s23p63d10　(6)1s22s22p1　(7)2s22p3　(8)2 【演練2】 (高考組合題)元素的性質(zhì)與遞變規(guī)律 (1)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，37(2)]前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè)，并且A－和B＋的電子數(shù)相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。 四種元素中的第一電離能最小的是________，電負(fù)性最大的是________。(填元素符號(hào)) (2)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷，37(2)]原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)____________________________________。 (3)[xx山東理綜，32(3)]第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有________種。 (4)[xx安徽理綜，25(1)(2)]X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，已知X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3，Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1，W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14。 則：①W位于元素周期素第________周期第________族；W的原子半徑比X的________(填“大”或“小”)。 ②Z的第一電離能比W的________(填“大”或“小”)。 (5)[xx山東理綜，32(1)]下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)，正確的是________。 (6)[xx安徽理綜，25(2)]已知X的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，Y的基態(tài)原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則X的電負(fù)性比Y的________(填“大”或“小”)。 (7)[xx福建理綜，30(2)]C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是__________________________________________________________________。 (8)[xx山東理綜，32(2)]Ni是元素周期表中第28號(hào)元素，第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是________。 (9)[xx福建理綜，31(1)]依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照下圖中B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。 答案　(1)K　F　(2)O>S>Se (3)3　(4)①三　ⅣA　大?、谛? (5)a　(6)小　(7)N>O>C　(8)C(碳) (9) 熱點(diǎn)二　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(xx課標(biāo)Ⅱ37，xx江蘇化學(xué)21，xx安徽理綜7，xx福建理綜31，xx山東理綜32) 【演練3】 (高考組合題)微粒間作用力與性質(zhì) (1)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，37(5)]碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下表所示，簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí)： 化學(xué)鍵 C—C C—H C—O 鍵能/(kJmol－1) 356 413 336 化學(xué)鍵 Si—Si Si—H Si—O 鍵能/(kJmol－1) 226 318 452 ①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是___________________________________________________________ _________________________________________________________________。 ②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)[xx新課標(biāo)全國(guó)卷，37(4)(5)]H2Se的酸性比H2S________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 (3)H2SO3的K1和K2分別為2.710－3和2.510－8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.210－2，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋： ①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因：__________________________________________________________________； ②H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 答案　(1)①C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成　②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵 (2)強(qiáng) (3)①第一步電離生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子　②H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se為＋4價(jià)，而H2SeO4中的Se為＋6價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致Se—O—H中O的電子更向Se偏移，更易電離出H＋ 【演練4】 (高考組合題)中心原子雜化方式的判斷及分子空間構(gòu)型的判斷 (1)[xx福建理綜，31(3)②] 中陽(yáng)離子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______，陰離子的中心原子軌道采用________雜化。 (2)[xx山東理綜，32(3)]BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為_(kāi)_______和________。 答案　(1)三角錐形　sp3　(2)sp2雜化　sp3雜化 熱點(diǎn)三　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(xx山東理綜33，xx課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ37，xx重慶理綜3，xx江蘇化學(xué)21(A)，xx四川理綜11) 【演練5】 [xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，37(3)(4)]前四周期原子 序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價(jià)電子 層中未成對(duì)電子均只有1個(gè)，并且A－和B＋的電子數(shù)相 差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價(jià)電子層中 的未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。 (3)A、B和D三種元素組成的一個(gè)化合物的晶胞如圖所 示。 ①該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______；D的配位數(shù)為 ________； ②列式計(jì)算該晶體的密度__________gcm－3。 (4)A－、B＋和C3＋三種離子組成的化合物B3CA6，其中化學(xué)鍵的類型有______________；該化合物中存在一個(gè)復(fù)雜離子，該離子的化學(xué)式為_(kāi)_______，配位體是________。 解析　有4個(gè)未成對(duì)電子的一定是過(guò)渡金屬，前四周期元素中只有3d64s2符合，因而C為Fe元素，順推出D為Ni，B為K，A為F元素。 (3)①A(F)原子數(shù)＝16＋4＋2＝8 B(K)原子數(shù)＝8＋2＝4 D(Ni)原子數(shù)＝8＋1＝2 即該化合物的化學(xué)式為K2NiF4 D的配位體是距其最近的異種原子A，分別在它的前面、后面、左邊、右邊、上邊、下邊，共6個(gè)A原子。 (4)在K3FeF6中含有K＋與[FeF6]3－之間的離子鍵和[FeF6]3－中Fe3＋與F－之間的配位鍵，在配離子[FeF6]3－中F－是配位體。 答案　(3)①K2NiF4　6 ②＝3.4 (4)離子鍵、配位鍵　[FeF6]3－　F－