2019-2020年高考化學(xué) 考前三個(gè)月 專項(xiàng)突破 第十二題 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選考（含解析）新人教版.doc

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2019-2020年高考化學(xué) 考前三個(gè)月 專項(xiàng)突破 第十二題 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選考（含解析）新人教版 1．元素周期表中，金屬和非金屬分界線附近的元素性質(zhì)特殊，其單質(zhì)及化合物應(yīng)用廣泛，成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。 (1)鍺(Ge)可以作半導(dǎo)體材料，寫(xiě)出基態(tài)鍺原子的電子排布式______________。 (2)環(huán)硼氮六烷的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)與苯很相似，故稱為無(wú)機(jī)苯，其結(jié)構(gòu)為 ①第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有______種。 ②無(wú)機(jī)苯分子中1個(gè)氮原子給有空軌道的硼原子提供1個(gè)孤電子對(duì)，形成1個(gè)________鍵。 ③硼、氮原子的雜化方式是______________。 (3)硅烷的通式為SinH2n＋2，隨著硅原子數(shù)增多，硅烷的沸點(diǎn)逐漸升高，其主要原因是____________________。最簡(jiǎn)單的硅烷是SiH4，其中的氫元素顯－1價(jià)，其原因?yàn)開(kāi)_____________。 (4)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)推測(cè)：AsCl3的VSEPR模型名稱：__________；AsO的立體構(gòu)型：__________。 (5)釙(Po)是一種放射性金屬，它的晶胞堆積模型為簡(jiǎn)單立方堆積，釙的摩爾質(zhì)量為209 gmol－1，晶胞的密度為ρ gcm－3，則它晶胞的邊長(zhǎng)(a)為_(kāi)_______ pm。(NA表示阿伏加德羅常數(shù)，用代數(shù)式表示晶胞邊長(zhǎng)) 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 (2)①3?、谂湮弧、踫p2 (3)相對(duì)分子質(zhì)量增大，分子間作用力增大　氫原子的電負(fù)性比硅原子電負(fù)性大 (4)四面體形　正四面體形　(5) 1010 解析　(2)①根據(jù)電離能的變化規(guī)律，具有半充滿和全充滿的電子構(gòu)型元素的穩(wěn)定性較高，所以第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素。 ②無(wú)機(jī)苯類似苯結(jié)構(gòu)，分子存在大π鍵。由單方原子提供孤電子對(duì)與含空軌道的原子形成配位鍵。 ③類比苯的結(jié)構(gòu)可知，由硼氮原子形成平面六元環(huán)結(jié)構(gòu)，所有原子共面，B、N都是sp2雜化。 (3)硅烷相對(duì)分子質(zhì)量隨著硅原子數(shù)的增多而增大，硅烷分子間作用力增大，硅烷沸點(diǎn)升高；氫原子的電負(fù)性大，吸引電子能力比硅強(qiáng)。 (4)三氯化砷分子中砷原子價(jià)電子有4對(duì)，其中3個(gè)成鍵電子對(duì)、1個(gè)孤電子對(duì)，VSEPR模型包括孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì)，VSEPR模型為四面體形；AsO中砷原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為4(＝4)，4個(gè)電子對(duì)都是成鍵電子對(duì)，它的立體構(gòu)型為正四面體形。 (5)釙晶胞模型如圖所示：1個(gè)晶胞含1個(gè)釙原子。 1 cm＝11010 pm，m(Po)＝ g；ρ＝＝，a3＝，a＝ cm＝ 1010 pm。 2．氟是電負(fù)性最大的非金屬元素，又因其半徑較小，極易和金屬元素反應(yīng)，并將它們氧化到最高價(jià)態(tài)，生成MnF7、VF5、CaF2等。氟還可以和氧形成一系列的氟化物，如OF2、O2F2、O4F2等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1) V原子的核外電子排布式為_(kāi)_________。如圖所示為一個(gè)完整的CaF2晶胞，則圖中空心球表示____(填“F－”或“Ca2＋”)。設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a，則Ca2＋與F－之間的最近距離為_(kāi)_________。 (2)OF2分子中氧原子的軌道雜化類型為_(kāi)_________，OF2被稱為氟化物而不被稱為氧化物的原因是______________________________。 (3)O2F2是一種強(qiáng)氧化劑，由O2和F2在低溫下合成，運(yùn)用VSEPR模型給出O2F2分子的結(jié)構(gòu)式：____________，O2F2是________(填“極性”或“非極性”)分子。 (4)氫氟酸是一種弱酸，但很濃的氫氟酸是一種強(qiáng)酸，其原因是__________________。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)　Ca2＋　 (2)sp3　氧化物中氧元素的化合價(jià)為－2，而在OF2中氧元素的化合價(jià)為＋2價(jià)　(3) 　極性 (4)因?yàn)镕－有很強(qiáng)的結(jié)合質(zhì)子的能力，與未電離的HF之間以氫鍵的方式結(jié)合，從而有效地降低了溶液中F－的濃度，促使原來(lái)的電離平衡向右移動(dòng)，因此酸性增強(qiáng) 解析　(1)根據(jù)晶胞特點(diǎn)和CaF2中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)之比為2∶1可知圖中空心球表示Ca2＋。晶胞邊長(zhǎng)即立方體的邊長(zhǎng)為a，體對(duì)角線為a，則陰、陽(yáng)離子間的最短距離為a。(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知O2F2的結(jié)構(gòu)式為，為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因此是極性分子。 3．(1)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是____________________。 (2)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。 NH3分子的空間構(gòu)型是________；與N2H4分子屬于等電子體的是________________________________________________________________________。(寫(xiě)出一種即可) (3)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： ①Ni原子的核外電子排布式為_(kāi)____________________________________________________ ___________________； ②NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO______FeO(填“<”或“>”)； ③NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為_(kāi)_______、_____________________________________ ___________________________________。 (4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，其價(jià)電子排布與Cu相似，Au原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______；一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心位置，Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中Cu原子與Au原子個(gè)數(shù)之比為_(kāi)_________；該晶體中，原子之 間的強(qiáng)相互作用是__________；上述晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2晶胞(如圖)的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為_(kāi)____________________________ ___________________________________________。 答案　(1)N>O>C (2)三角錐形　CH3OH(或CH3SH) (3)①1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) ②>?、?　6 (4)5d106s1　3∶1　金屬鍵　H8AuCu3 4．元素周期表第四周期中共有18種元素，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題。 (1)金屬釩(V)在材料科學(xué)上有重要作用，被稱為“合金的維生素”，基態(tài)釩原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______，第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢(shì)是逐漸增大的。但Ga的第一電離能卻明顯低于Zn的，原因是______________________。 (2)已知四溴化鍺是電子工業(yè)中的一種常用試劑，其熔點(diǎn)為26.1 ℃，沸點(diǎn)為186 ℃，則GeBr4晶體的類型為_(kāi)_______，中心原子的雜化類型為_(kāi)_______。 (3)第四周期ⅤA～ⅦA族的元素中，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______(用元素符號(hào)表示)。 (4)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖，所表示的物質(zhì)化學(xué)式為AX3的是________(填“a”或“b”)。圖乙為金屬銅的晶胞，此晶胞立方體的邊長(zhǎng)為a pm，金屬銅的密度為ρ gcm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為_(kāi)_______ mol－1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。 答案　(1)3d34s2　Zn的價(jià)電子層處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定　(2)分子晶體　sp3　(3)Br>Se>As (4)b　1030 解析　(1)Ga的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為4s24p1，鋅的為3d104s2，前者的4p1為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而后者的4s2為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故前者的第一電離能較小。(2)由GeBr4的熔、沸點(diǎn)知其晶體類型為分子晶體，GeBr4中鍺形成四個(gè)單鍵，故其為sp3雜化。(3)同周期主族元素的電負(fù)性隨原子序數(shù)的增大而增大。(4)a圖中1個(gè)“花球”的周圍有6個(gè)相鄰的“白球”，1個(gè)“白球”的周圍有3個(gè)相鄰的“花球”，則“花球”與“白球”的個(gè)數(shù)比為1∶2；同理可分析b圖，其中“花球”與“白球”的個(gè)數(shù)比為1∶3，則b圖所表示的物質(zhì)的化學(xué)式為AX3。根據(jù)均攤法知圖乙表示的晶胞中含有4個(gè)銅原子，所以1 mol該晶胞含4 mol銅原子，1 mol 該晶胞的體積是NA(a10－10)3 cm3，則有10－30 ρNAa3＝4(mol)64(gmol－1)。 5．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。 (1)基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為_(kāi)_________。 (2)金屬鎳能與CO形成配合物Ni(CO)4，寫(xiě)出與CO互為等電子體的一種分子和一種離子的化學(xué)式________、__________。 (3)很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可與H2發(fā)生加成反應(yīng)。 如①CH2===CH2、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp2雜化的分子有________(填物質(zhì)序號(hào))，HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______形。 (4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該合金的化學(xué)式為_(kāi)_____________。 (5)丁二酮肟常用于檢驗(yàn)Ni2＋。在稀氨水中，丁二酮肟與Ni2＋反應(yīng)生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)中，除共價(jià)鍵外還存在配位鍵和氫鍵，請(qǐng)?jiān)趫D中用箭頭和“…”表示出配位鍵和氫鍵。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) (2)N2　CN－(或O、C、NO＋) (3)①③④　平面三角　(4)LaNi5或Ni5La (5)見(jiàn)圖 6．第ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物AlN、AlP、AlAs等是人工合成的半導(dǎo)體材料，它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似，與NaCl的晶體類型不同。 (1)核電荷數(shù)比As小4的原子基態(tài)電子排布式為_(kāi)___________________________________。 (2)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對(duì)電子與其所在周期數(shù)相同的元素有________種。 (3)NCl3中心原子雜化方式為_(kāi)_______________，NCl3的空間構(gòu)型為_(kāi)_________。 (4)在AlN晶體中，每個(gè)Al原子與________個(gè)N原子相連，AlN屬于________晶體。 (5)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為M gmol－1，食鹽晶體的密度為ρ gcm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為_(kāi)_______cm。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (2)5 (3)sp3　三角錐形 (4)4　原子 (5) 解析　(1)核電荷數(shù)比As小4的原子為Cu，其基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對(duì)電子與其所在周期數(shù)相同的元素有5種，對(duì)應(yīng)元素和價(jià)電子構(gòu)型分別是：氫(1s1)、碳(2s22p2)、氧(2s22p4)、磷(3s23p3)、鐵(3d64s2)，注意不存在3d44s2(應(yīng)為3d54s1)。(3)類比NH3可推知NCl3中心原子雜化方式為sp3雜化，NCl3的空間構(gòu)型為三角錐形；(4)依據(jù)題干信息“它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似”，通過(guò)硅類推AlN的晶體類型為原子晶體，每個(gè)Al原子與4個(gè)N原子相連。(5)設(shè)Cl－與Na＋的最近距離為a cm，則兩個(gè)最近的Na＋間的距離為a cm，NA＝M即：a＝ ，所以Na＋間的最近距離為。