天津市2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教師用書.docx

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專題二十五　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 挖命題 【考情探究】 考點(diǎn) 內(nèi)容解讀 5年考情 預(yù)測(cè)熱度 考題示例 難度 關(guān)聯(lián)考點(diǎn) 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.知道原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 2.知道核外電子的排布規(guī)律。 3.認(rèn)識(shí)元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化。 2018課標(biāo)Ⅲ,35 2017課標(biāo)Ⅰ,35 2016江蘇單科,21A 2016海南單科,19-Ⅰ 中 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) ★★★ 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.認(rèn)識(shí)分子之間和分子內(nèi)部原子之間的相互作用。 2.認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì)和特征。 3.知道分子的空間結(jié)構(gòu),并可運(yùn)用相關(guān)理論和模型解釋、預(yù)測(cè);知道分子結(jié)構(gòu)測(cè)定技術(shù);知道極性分子和非極性分子。 2018課標(biāo)Ⅱ,35 2018江蘇單科,21A 2017課標(biāo)Ⅱ,35 2016 課標(biāo)Ⅲ,37 2015 福建理綜,31 中 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) ★★☆ 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.了解晶體中微粒的空間排布,認(rèn)識(shí)晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。 2.知道晶體的聚集狀態(tài)會(huì)影響物質(zhì)的性質(zhì)。 2018課標(biāo)Ⅰ,35 2017課標(biāo)Ⅲ,35 2017江蘇單科,21A 2016課標(biāo)Ⅱ,37 中 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) ★☆☆ 分析解讀　　根據(jù)2017版化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),天津高考對(duì)“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的考查內(nèi)容應(yīng)為較為基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn),涉及原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì),化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì),分子結(jié)構(gòu)與分子的性質(zhì)。要求會(huì)根據(jù)某些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征揭示一些物理現(xiàn)象,能夠運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或雜化軌道理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的空間構(gòu)型。 【真題典例】 破考點(diǎn) 【考點(diǎn)集訓(xùn)】 考點(diǎn)一　原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.第四周期過渡元素如鐵、錳、銅、鋅等在太陽能電池、磁性材料等科技方面有廣泛的應(yīng)用,回答下列問題: (1)在現(xiàn)代化學(xué)中,常利用　　　　上的特征譜線來鑒定元素,稱為光譜分析。 (2)寫出Cu2+的外圍電子排布式　　　　;比較鐵與錳的第三電離能(I3):鐵　　　　錳(填“>”“=”或“<”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)已知[Zn(CN)4]2-與甲醛在水溶液中發(fā)生反應(yīng)可生成一種新物質(zhì)HOCH2CN,試判斷新物質(zhì)中碳原子的雜化方式　　　　;1 mol[Zn(CN)4]2-中的σ鍵數(shù)為　　　　。 (4)如圖是晶體Fe3O4的晶胞,該晶體是一種磁性材料,能導(dǎo)電。 ①晶胞中亞鐵離子處于氧離子圍成的　　　　(填空間結(jié)構(gòu))空隙。 ②晶胞中氧離子的堆積方式與某金屬晶體原子堆積方式相同,該堆積方式名稱為　　　　　　　　。 ③解釋Fe3O4晶體能導(dǎo)電的原因:　　　　　　　　　　　　　　;若晶胞的體對(duì)角線長為a nm,則Fe3O4晶體的密度為　　　　gcm-3(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)。 答案　(1)原子光譜 (2)3d9　<　Mn2+、Fe2+的價(jià)電子排布式分別為3d5、3d6,Mn2+的3d軌道處于半滿狀態(tài),較穩(wěn)定,再失去一個(gè)電子所需能量較高 (3)sp3、sp　8NA (4)①正四面體?、诿嫘牧⒎蕉逊e?、垭娮涌稍贔e2+和Fe3+間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移　69631021a3NA 2.銅及其化合物在人們的日常生活中有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉栴}: (1)銅或銅鹽的焰色反應(yīng)為綠色,下列有關(guān)原理分析的敘述正確的是　　　　(填字母)。 A.電子從基態(tài)躍遷到較高的激發(fā)態(tài) B.電子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài) C.焰色反應(yīng)的光譜屬于吸收光譜 D.焰色反應(yīng)的光譜屬于發(fā)射光譜 (2)基態(tài)Cu原子中,核外電子占據(jù)的最高能層符號(hào)是　　　,其核外電子中有　　　　個(gè)未成對(duì)電子,Cu與Ag均屬于ⅠB族元素,熔點(diǎn):Cu　　　　Ag(填“>”或“<”)。 (3)[Cu(NH3)4]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是　　　　,中心原子的軌道雜化類型為　　　　;[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為　　　　。 (4)用Cu作催化劑可以氧化乙醇生成乙醛,乙醛中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為　　　　。 (5)碘、銅兩種元素的電負(fù)性如下表: 元素 I Cu 電負(fù)性 2.5 1.9 CuI屬于　　　　(填“共價(jià)”或“離子”)化合物。 答案　(1)BD　(2)N　1　>　(3)正四面體　sp3　配位鍵　(4)6∶1　(5)共價(jià) 考點(diǎn)二　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.鋁及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有重要用途。請(qǐng)回答下列問題: (1)Al原子的價(jià)電子排布圖為　　　　　　　,Na、Mg、Al的第一電離能由小到大的順序?yàn)椤　　　　? (2)某含有鋁元素的翡翠,其主要成分的化學(xué)式為Be3Al2Si6O18,其中Si原子的雜化軌道類型為　　　　。 (3)工業(yè)上用氧化鋁、氮?dú)?、碳單質(zhì)在高溫條件下可制備一種四面體結(jié)構(gòu)單元的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,其晶胞如圖所示: ①該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 ②該化合物的晶體類型為　　　　,該晶胞中有　　　　個(gè)鋁原子,該晶胞的邊長為a pm,則該晶體的密度為　　　　g/cm3。 (4)AlCl3的相對(duì)分子質(zhì)量為133.5,183 ℃開始升華,易溶于水、乙醚等,其二聚物(Al2Cl6)的結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中1鍵鍵長為206 pm,2鍵鍵長為221 pm,從鍵的形成角度分析1鍵和2鍵的區(qū)別:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1) Na”“<”或“=”)。 (3)血紅素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物,血紅素(含F(xiàn)e2+)可用于治療缺鐵性貧血。吡咯和血紅素的結(jié)構(gòu)如下圖: ①已知吡咯中的各個(gè)原子均在同一平面內(nèi),則吡咯分子中N原子的雜化類型為　　　　。 ②1 mol吡咯分子中所含的σ鍵總數(shù)為　　　　個(gè)。分子中的大π鍵可用Πnm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),則吡咯環(huán)中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　。 ③C、N、O三種元素的簡(jiǎn)單氫化物,沸點(diǎn)由低到高的順序?yàn)椤　　　　　　　　?填化學(xué)式)。 ④血液中的O2是由血紅素在人體內(nèi)形成的血紅蛋白來輸送的,則血紅蛋白中的Fe2+與O2是通過　　　　鍵相結(jié)合的。 (4)黃銅礦冶煉銅時(shí)產(chǎn)生的SO2可經(jīng)過SO2 SO3 H2SO4途徑形成酸雨。SO2的空間構(gòu)型為　　　　。H2SO4的酸性強(qiáng)于H2SO3的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)3d104s1　(2)>　(3)①sp2?、?0NA　Π56 ③CH4”“<”或“=”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)若NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(1,1,0),則C離子坐標(biāo)參數(shù)為　　　　。 (6)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(如下圖所示),已知O2-的半徑為a m,每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為　　　　g。(用a、NA表示,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值) 答案　(1)1s22s22p63s23p5　Cl>P>S (2)sp3　V形 (3)1∶1 (4)>　Mg2+半徑比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大 (5)(1,12,12)　(6)2532a2NA或7523a2NA 2.磷化銅(Cu3P2)用于制造磷青銅,磷青銅是含少量錫、磷的銅合金,主要用來制作耐磨零件和彈性元件。 (1)基態(tài)銅原子的電子排布式為　　　　　　　　　　　　;價(jià)電子中成對(duì)電子數(shù)為　　　　。 (2)磷化銅與水作用產(chǎn)生有毒的磷化氫(PH3)。 ①PH3分子中中心原子的雜化方式是　　　　　。 ②P與N同主族,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:HNO3　　　　H3PO4(填“>”或“<”),從結(jié)構(gòu)的角度說明理由:　 。 (3)磷青銅中的錫、磷兩元素電負(fù)性的大小為Sn　　　　P(填“>”“<”或“=”)。 (4)某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①晶體的化學(xué)式為　　　　。 ②該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有　　　　個(gè),這些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為　　　　　　　　。 ③若晶體密度為8.82 gcm-3,最近的Cu原子核間距為　　　　　　　pm(用含NA的代數(shù)式表示,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　10 (2)①sp3?、?　HNO3分子結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)非羥基氧原子,比H3PO4中多1個(gè) (3)< (4)①SnCu3P?、?　正方形?、?23342NA8.821010 過專題 【五年高考】 考點(diǎn)一　原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2016海南單科,19-Ⅰ,6分)下列敘述正確的有(　　) A.第四周期元素中,錳原子價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)最多 B.第二周期主族元素的原子半徑隨核電荷數(shù)增大依次減小 C.鹵素氫化物中,HCl的沸點(diǎn)最低的原因是其分子間的范德華力最小 D.價(jià)層電子對(duì)互斥理論中,π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù) 答案　BD　 2.(2018課標(biāo)Ⅲ,35,15分)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}: (1)Zn原子核外電子排布式為　　　　　　。 (2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)　　　　I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872 ℃),其化學(xué)鍵類型是　　　;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為　　　　　　,C原子的雜化形式為　　　　。 (5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為　　　　　　　。六棱柱底邊邊長為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為　　　　　　　gcm-3(列出計(jì)算式)。 答案　(1)[Ar]3d104s2 (2)大于　Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子 (3)離子鍵　ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性較小 (4)平面三角形　sp2 (5)六方最密堆積(A3型)　656NA634a2c 3.(2017課標(biāo)Ⅰ,35,15分)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?；卮鹣铝袉栴}: (1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色,其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長為　　　　　nm(填標(biāo)號(hào))。 A.404.4　B.553.5　C.589.2　D.670.8　E.766.5 (2)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)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　　　　　。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I3+離子。I3+離子的幾何構(gòu)型為　　　　　,中心原子的雜化形式為　　　　　。 (4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料,具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu),邊長為a=0.446 nm,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　　　　　nm,與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為　　　　　。 (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。 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)0.315　12 (5)體心　棱心 4.(2016課標(biāo)Ⅰ,37,15分)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}: (1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]　　　　　,有　　　　　個(gè)未成對(duì)電子。 (2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔點(diǎn)/℃ -49.5 26 146 沸點(diǎn)/℃ 83.1 186 約400 (4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是　　　　　。 (5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為　　　　　,微粒之間存在的作用力是　　　　　。 (6)晶胞有兩個(gè)基本要素: ①原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。下圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0);B為(12,0,12);C為(12,12,0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為　　　　　。 ②晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76 pm,其密度為　　　　　gcm-3(列出計(jì)算式即可)。 答案　(1)3d104s24p2　2 (2)Ge原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長,p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵 (3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,分子量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng) (4)O>Ge>Zn (5)sp3　共價(jià)鍵 (6)①(14,14,14) ②8736.02565.763107 5.(2016江蘇單科,21A,12分)[Zn(CN)4]2-在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng): 4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O [Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 (1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為　　　　　　　　　　　。 (2)1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為　　　　mol。 (3)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是　　　　。 (4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為　　　　。 (5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+與CN-的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,[Zn(CN)4]2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為　　　　　　　。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (2)3 (3)sp3和sp (4)NH2- (5)或 教師專用題組 6.(2015課標(biāo)Ⅰ,37,15分)碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉栴}: (1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用　　　　形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在　　　　對(duì)自旋相反的電子。 (2)碳在形成化合物時(shí),其鍵型以共價(jià)鍵為主,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)CS2分子中,共價(jià)鍵的類型有　　　　、C原子的雜化軌道類型是　　　　,寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子　　　　。 (4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的熔點(diǎn)為253 K,沸點(diǎn)為376 K,其固體屬于　　　　晶體。 (5)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示: ①在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接　　　　個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有　　　　個(gè)C原子。 ②在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個(gè)C原子連接　　　　個(gè)六元環(huán),六元環(huán)中最多有　　　　個(gè)C原子在同一平面。 答案　(15分)(1)電子云　2(每空1分,共2分) (2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小,難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)(2分) (3)σ鍵和π鍵　sp　CO2、SCN-(或COS等)(2分,1分,2分,共5分) (4)分子(2分) (5)①3　2(每空1分,共2分) ②12　4(每空1分,共2分) 7.(2014課標(biāo)Ⅰ,37,15分)早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}: (1)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過　　　　方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。 (2)基態(tài)Fe原子有　　　　個(gè)未成對(duì)電子,Fe3+的電子排布式為　　　　　　　?？捎昧蚯杌洐z驗(yàn)Fe3+,形成的配合物的顏色為　　　　。 (3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為　　　　,1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為　　　　。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　。Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有　　　　個(gè)銅原子。 (4)Al單質(zhì)為面心立方晶體,其晶胞參數(shù)a=0.405 nm,晶胞中鋁原子的配位數(shù)為　　　　。列式表示Al單質(zhì)的密度　　　　　　gcm-3(不必計(jì)算出結(jié)果)。 答案　(1)X-射線衍射 (2)4　1s22s22p63s23p63d5　血紅色 (3)sp3、sp2　6NA　CH3COOH存在分子間氫鍵　16 (4)12　4276.0221023(0.40510-7)3 8.(2014江蘇單科,21A,12分)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗(yàn)醛基,也可用于和葡萄糖反應(yīng)制備納米Cu2O。 (1)Cu+基態(tài)核外電子排布式為　　　　　　　　。 (2)與OH-互為等電子體的一種分子為　　　　(填化學(xué)式)。 (3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是　　　　;1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為　　　　。 (4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,銅晶體中每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為　　　　。 答案　(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 (2)HF (3)sp2　6 mol或66.021023個(gè) (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O (5)12 考點(diǎn)二　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2017海南單科,19-Ⅰ,6分)下列敘述正確的有(　　) A.某元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的5倍,則其最高化合價(jià)為+7 B.鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能 C.高氯酸的酸性與氧化性均大于次氯酸的酸性與氧化性 D.鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn) 答案　AD　 2.(2018江蘇單科,21A,12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO42-和NO3-,NOx也可在其他條件下被還原為N2。 (1)SO42-中心原子軌道的雜化類型為　　　　;NO3-的空間構(gòu)型為　　　　　　　(用文字描述)。 (2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為　　　　　　　　　。 (3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為　　　　(填化學(xué)式)。 (4)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=　　　　。 (5)[Fe(H2O)6]2+與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。 [Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖 答案　(1)sp3　平面(正)三角形 (2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 (3)NO2- (4)1∶2 (5) 3.(2015江蘇單科,21A,12分)下列反應(yīng)曾用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛: 2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O 4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH (1)Cr3+基態(tài)核外電子排布式為　　　　　　　　　　　　;配合物[Cr(H2O)6]3+中,與Cr3+形成配位鍵的原子是　　　　(填元素符號(hào))。 (2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為　　　　　　;1 mol CH3COOH分子含有σ鍵的數(shù)目為　　　　。 (3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為　　　　(填化學(xué)式);H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　? 答案　(1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)　O (2)sp3和sp2　7 mol(或76.021023) (3)H2F+　H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵 4.(2018課標(biāo)Ⅱ,35,15分)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示: H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4 熔點(diǎn)/℃ -85.5 115.2 >600(分解) -75.5 16.8 10.3 沸點(diǎn)/℃ -60.3 444.6 -10.0 45.0 337.0 回答下列問題: (1)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為　　　　　　　　　　　,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為　　　　形。 (2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他分子的是　　　　　。 (3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu),其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? (4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為　　　　　　形,其中共價(jià)鍵的類型有　　　種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為　　　　　。 (5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對(duì)式量為M、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為　　　　　　gcm-3;晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長為　　　nm。 答案　(1)　啞鈴(紡錘) (2)H2S (3)S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力強(qiáng) (4)平面三角　2　sp3 (5)4MNAa31021　22a 教師專用題組 5.(2016課標(biāo)Ⅲ,37,15分)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}: (1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式　　　　　　　。 (2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga　　　　　As,第一電離能Ga　　　　　As。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為　　　　　,其中As的雜化軌道類型為　　　　　。 (4)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ℃,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ℃,其原因是　。 (5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ℃,密度為ρ gcm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為　　　　　,Ga與As以　　　　鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol-1和MAs gmol-1,原子半徑分別為rGa pm和rAs pm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)[Ar]3d104s24p3(1分) (2)大于(2分)　小于(2分) (3)三角錐形(1分)　sp3(1分) (4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體(2分) (5)原子晶體(2分)　共價(jià)(2分)　4π10-30NAρ(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)100%(2分) 6.(2015課標(biāo)Ⅱ,37,15分)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉栴}: (1)四種元素中電負(fù)性最大的是　　　　(填元素符號(hào)),其中C原子的核外電子排布式為　　　　　　　。 (2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點(diǎn)高的是　　　　(填分子式),原因是　 　　　　　　　;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為　　　　和　　　　。 (3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1∶3的化合物E,E的立體構(gòu)型為　　　　,中心原子的雜化軌道類型為　　　　。 (4)化合物D2A的立體構(gòu)型為　　　　,中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為　　　　,單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,其化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566 nm,F的化學(xué)式為　　　　;晶胞中A原子的配位數(shù)為　　　　;列式計(jì)算晶體F的密度(gcm-3)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(15分)(1)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(每空1分,共2分) (2)O3　O3相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力大　分子晶體 離子晶體(每空1分,共4分) (3)三角錐形　sp3(每空1分,共2分) (4)V形　4　2Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分) (5)Na2O　8　462 gmol-1(0.56610-7cm)36.021023mol-1=2.27 gcm-3(1分,1分,2分,共4分) 7.(2015四川理綜,8,13分)X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素。X和R屬同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等;T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃。 請(qǐng)回答下列問題: (1)R基態(tài)原子的電子排布式是　　　　　　　　。 (2)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷TU3的立體構(gòu)型是　　　　。 (3)X所在周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中,酸性最強(qiáng)的是　　　　(填化學(xué)式);Z和U的氫化物中沸點(diǎn)較高的是　　　　(填化學(xué)式);Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體,熔點(diǎn)由高到低的排列順序是　　　　(填化學(xué)式)。 (4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒劑,反應(yīng)可生成T的最高價(jià)含氧酸和銅,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(13分)(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2 (2)三角錐形 (3)HNO3　HF　Si、Mg、Cl2 (4)P4+10CuSO4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO4 8.(2015福建理綜,31,13分)科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。 (1)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序?yàn)椤　　　　? (2)下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是　　　　(填序號(hào))。 a.固態(tài)CO2屬于分子晶體 b.CH4分子中含有極性共價(jià)鍵,是極性分子 c.因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點(diǎn)低于CO2 d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp (3)在Ni基催化劑作用下,CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2。 ①基態(tài)Ni原子的電子排布式為　　　　　　　　　　,該元素位于元素周期表中的第　　　　族。 ②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有　　　　mol σ鍵。 (4)一定條件下,CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體,其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。 　　參數(shù) 分子　　 分子直徑/nm 分子與H2O的結(jié)合能E/kJmol-1 CH4 0.436 16.40 CO2 0.512 29.91 ①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是　　　　　　　　。 ②為開采深海海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586 nm,根據(jù)上述圖表,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析,該設(shè)想的依據(jù)是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(13分)(1)H、C、O　(2)a、d (3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　Ⅷ?、? (4)①氫鍵、范德華力?、贑O2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑,且與H2O的結(jié)合能大于CH4 9.(2014課標(biāo)Ⅱ,37,15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè),c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族;e的最外層只有1個(gè)電子,但次外層有18個(gè)電子。回答下列問題: (1)b、c、d中第一電離能最大的是　　　　(填元素符號(hào)),e的價(jià)層電子軌道示意圖為　。 (2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中,分子呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化方式為　　　　;分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是　　　　(填化學(xué)式,寫出兩種)。 (3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是　　　　　　;酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是　　　　。(填化學(xué)式) (4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1,則e離子的電荷為　　　　　　。 (5)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。 該化合物中,陰離子為　　　　,陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有　　　　　　　;該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是　　　　,判斷理由是　。 答案　(1)N　(每空1分,共2分) (2)sp3　H2O2、N2H4(1分,2分,共3分) (3)HNO2、HNO3　H2SO3(2分,1分,共3分) (4)+1(2分) (5)SO42-　共價(jià)鍵和配位鍵　H2O　H2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5分) 考點(diǎn)三　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2017江蘇單科,21A,12分)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　　　　　　　　　　。 (2)丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是　　　　,1 mol丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為　　　　。 (3)C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椤　? (4)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮,這是因?yàn)椤　? (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　　　　　。 圖1　FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖 圖2　轉(zhuǎn)化過程的能量變化 答案　(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5　(2)sp2和sp3　9 mol　(3)HCH3OH>CO2>H2　H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2分子量較大、范德華力較大 (4)離子鍵和π鍵(Π46鍵) (5)0.148　0.076 教師專用題組 6.(2016課標(biāo)Ⅱ,37,15分)東晉《華陽國志南中志》卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}: (1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為　　　　　　　　　,3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為　　　　。 (2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是　　　　。 ②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為　　　　,提供孤電子對(duì)的成鍵原子是　　　　。 ③氨的沸點(diǎn)　　　　(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是　　　　　　　　　　　　;氨是　　分子(填“極性”或“非極性”),中心原子的軌道雜化類型為　　　　。 (3)單質(zhì)銅及鎳都是由　　　　鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1 958 kJmol-1、INi=1 753 kJmol-1,ICu>INi的原因是　　 。 (4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為　　　　。 ②若合金的密度為d gcm-3,晶胞參數(shù)a=　　　　nm。 答案　(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　2 (2)①正四面體?、谂湮绘I　N?、鄹哂凇H3分子間可形成氫鍵　極性　sp3 (3)金屬　銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子 (4)①3∶1 ②2516.021023d13107 7.(2016四川理綜,8,13分)M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍,R是同周期元素中最活潑的金屬元素,X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物,Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。 請(qǐng)回答下列問題: (1)R基態(tài)原子的電子排布式是　　　　　　,X和Y中電負(fù)性較大的是　　　　(填元素符號(hào))。 (2)X的氫化物的沸點(diǎn)低于與其組成相似的M的氫化物,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)X與M形成的XM3分子的空間構(gòu)型是　　　　　　。 (4)M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如圖所示,則圖中黑球代表的離子是　　　　(填離子符號(hào))。 (5)在稀硫酸中,Z的最高價(jià)含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化M的一種氫化物,Z被還原為+3價(jià),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(13分)(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1　Cl (2)H2O分子間存在氫鍵,H2S分子間無氫鍵 (3)平面三角形　(4)Na+ (5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4 K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O 【三年模擬】 非選擇題(共90分) 1.(2018湖南衡陽第一次聯(lián)考,35)(12分)某鹽的組成可表示為3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl?；卮鹣铝袉栴}: (1)氯原子的電子排布式為　　　　　　　。 (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。 ①H3O+的中心原子的雜化類型為　　　　,NH4+的空間構(gòu)型為　　　　。 ②3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為　　　　個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)Πnm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Π66),則N5-中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　。 ③圖(b)中虛線代表氫鍵,其中表示式為(NH4+)N—H…Cl、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 (4)3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl的晶體密度為d gcm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,1個(gè)晶胞中含有y個(gè)3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl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　　　　。 答案　(1)1s22s22p63s23p5　(2)同周期元素隨核電荷數(shù)增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量(E1)依次增大　N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),能量較低,具有穩(wěn)定性,故結(jié)合一個(gè)電子放出能量較低　(3)①sp3　正四面體 ②5　Π56 ③(H3O+)O—H…N(N5-)　(NH4+)N—H…N(N5-) (4)602a3dM(或a3dNAM10-21) 2.(2018山西六校第四次名校聯(lián)考,35)(12分)鎵與ⅤA族元素形成的化合物是重要的半導(dǎo)體材料,應(yīng)用最廣泛的是砷化鎵(GaAs),回答下列問題: (1)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為　　　　　　　　,基態(tài)As原子核外有　　　　個(gè)未成對(duì)電子。 (2)鎵失去電子的逐級(jí)電離能(單位:kJmol-1)的數(shù)值依次為577、1 984.5、2 961.8、6 192,由此可推知鎵的