第1部分 第18讲物质结构与性质word打印版衡中2020版二轮复习化学练习题学案含答案和解析

1、第一部分专题五第十八讲1(2018全国，35)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_D_、_C_(填标号)。ABCD(2)Li与H具有相同的电子构型，r(Li)小于r(H)，原因是_Li核电荷数较大_。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_正四面体_、中心原子的杂化形式为_sp3_。LiAlH4中存在_AB_(填标号)。A离子键B键C键D氢键(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的BornHaber循环计算得

2、到。图(a)可知，Li原子的第一电离能为_520_kJmol1，O=O键键能为_498_kJmol1，Li2O晶格能为_2_908_kJmol1。(5)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_ gcm3(列出计算式)。图(b)解析(1)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。(2)Li与H具有相同的电子构型，Li的核电荷数大于H的核电荷数，因此Li的原子核对电子的吸引能力强，即Li半径小于H半径。(3)LiAlH4的阴离子为AlH，

3、AlH中Al的杂化轨道数为4，Al采取sp3杂化，为正四面体构型。LiAlH4是离子化合物，存在离子键，H和Al间形成的是共价单键，为键。(4)由题给信息可知，2 mol Li(g)变为2 mol Li(g)吸收1 040 kJ 热量，因此Li原子的第一电离能为520 kJmol1；0.5 mol氧气生成1 mol氧原子吸收249 kJ热量，因此O=O键的键能为498 kJmol1；Li2O的晶格能为 2 908 kJmol1。(5)由题给图示可知，Li位于晶胞内部，O位于顶点和面心，因此一个晶胞有8个Li，O原子个数61/281/84。因此一个Li2O晶胞的质量 g，一个晶胞的体积为(0.4

4、66 5107)3cm3，即该晶体密度 gcm3。2(2019江苏单科，21A)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O。(1)Cu2基态核外电子排布式为_Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9_。(2)SO的空间构型为_正四面体_(用文字描述)；Cu2与OH反应能生成Cu(OH)42，Cu(OH)42中的配位原子为_O_(填元素符号)。(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为_sp3、sp2_；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_易溶于水_(填“难溶于水”或“易溶于水”)。图1图2(4)一个Cu2O晶胞(如图2)中，

5、Cu原子的数目为_4_。解析(1)Cu为29号元素，根据构造原理可知，Cu的核外电子排布式为Ar3d104s1，失去2个电子后变为Cu2，则Cu2的核外电子排布式为Ar3d9。(2)SO中S没有孤对电子，价层电子对数为044，故S为sp3杂化，SO的空间构型为正四面体形。该配离子中Cu提供空轨道，O提供孤对电子，故配位原子为O。(3)该分子中形成单键的碳原子为sp3杂化，形成双键的碳原子为sp2杂化。1个抗坏血酸分子中含有4个羟基，其可以与H2O形成分子间氢键，所以抗坏血酸易溶于水。(4)根据均摊法知，该晶胞中白球个数为812，黑球个数为4，白球和黑球数目之比为12，所以Cu为黑球，1个晶胞中

6、含有4个Cu原子。3(2019全国，35)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。回答下列问题：(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_三角锥形_，其沸点比NH3的_低_(填“高”或“低”)，其判断理由是_NH3分子间存在氢键_。(2)Fe成为阳离子时首先失去_4s_轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3价层电子排布式为_4f5_。(3)比较离子半径：F_小于_O2(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F和O2共同占据晶胞

7、的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1x代表，则该化合物的化学式表示为_SmFeAsO1xFx_；通过测定密度和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：_gcm3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为(，)，则原子2和3的坐标分别为(，0)、(0,0，)。解析(1)AsH3的中心原子As的价层电子对数为(53)/24，包括3对成键电子和1对孤对电子，故其立体结构为三角锥形。NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多，故NH3易形成分子间氢键，从而使其沸点升高。(2)Fe的价层电子排布式为3d64s2，其阳离子Fe2

8、、Fe3的价层电子排布式分别是3d6、3d5，二者均首先失去4s轨道上的电子；Sm失去3个电子成为Sm3时首先失去6s轨道上的电子，然后失去1个4f轨道上的电子，故Sm3的价层电子排布式为4f5。(3)F和O2电子层结构相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，离子半径越小，故离子半径FLi2O。分子间作用力(分子量)P4O6SO2_。(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x_a_pm，Mg原子之间最短距离y_a_pm。设阿伏加德罗常数的值

9、为NA，则MgCu2的密度是_gcm3(列出计算表达式)。解析(1)由题给信息知，A项和D项代表Mg，B项和C项代表Mg。A项，Mg再失去一个电子较难，即第二电离能大于第一电离能，所以电离最外层一个电子所需能量A大于B；3p能级的能量高于3s,3p能级上电子较3s上易失去，故电离最外层一个电子所需能量AC、AD。选A。(2)乙二胺分子中，1个N原子形成3个单键，还有一个孤电子对，故N原子价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤电子对，价层电子对数为4，采取sp3杂化。乙二胺中2个N原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子。由于铜离

10、子半径大于镁离子，形成配位键时头碰头重叠程度较大，其与乙二胺形成的化合物较稳定。(3)氧化锂、氧化镁是离子晶体，六氧化四磷和二氧化硫是分子晶体，离子键比分子间作用力强。(4)观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)22a2，xa。镁原子堆积方式类似金刚石，有ya。已知1 cm1010 pm，晶胞体积为(a1010)3 cm3，代入密度公式计算即可。5(2019全国，35)磷酸亚铁锂( LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：(1)在

11、周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是_Mg_，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_相反_(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_，其中Fe的配位数为_4_。(3)苯胺()的晶体类型是_分子晶体_。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(95.0 )、沸点(110.6 )，原因是_苯胺分子之间存在氢键_。(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是_O_；P的_sp3_杂化轨道与O的2p轨道形成_键。(5)NH4H2PO4和KFePO4属于简单磷酸盐

12、，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n1)(n2)(用n代表P原子数)。解析(1)由元素周期表中的“对角线规则”可知，与Li的化学性质相似的邻族元素是Mg；Mg为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，故M层的2个电子自旋状态相反。(2)Fe能够提供空轨道，而Cl能够提供孤电子对，故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为，其中Fe的配位数为4。(3)苯胺为有机物，结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺为分子晶体。苯胺中

13、有NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。(4)同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故O的电负性大于N，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故电负性N大于P，又H的电负性小于O，因此NH4H2PO4中电负性最高的元素是O。PO中中心原子P的价层电子对数为4，故P为sp3杂化，P为sp3杂化轨道的O与2p轨道形成键。(5)由三磷酸根离子的结构可知，中间P原子连接的4个O原子中，2个O原子完全属于该P原子，另外2个O原子分别属于2个P原子，故属于该P原子的O原子数为223，属于左、右两边的2个P原子的O原子数为3227，故若这类磷酸根离

14、子中含n个P原子，则O原子个数为3n1，又O元素的化合价为2，P元素的化合价为5，故该离子所带电荷为2(3n1)5nn2，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n1)(n2)。6(2019河南八市重高联盟高三第三次测评)铜、镓、砷等元素形成的化合物在现代工业中有广泛的用途，回答下列问题：(1)基态铜原子的核外电子占有的能级数为_7_，轨道数为_15_。(2)根据元素周期律，原子半径Ga_大于_As，第一电离能Ga_小于_As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为_三角锥形_，其中As的杂化轨道类型为_sp3_。(4)铜与CN可形成络合离子Cu(CN)42，写出一种与

15、CN等电子体的分子化学式_N2或CO_；若将Cu(CN)42中二个CN换为Cl，只有一种结构，则Cu(CN)42中4个氮原子所处空间位置关系为_正四面体_。(5)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_原子晶体_，Ga与As以_共价_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_100%_。解析(1)基态铜的电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1, 所以有7个能级，轨道数为15；(2)Ga和As

16、位于第四周期，前者核电荷数小，所以根据元素周期律分析，同周期元素，随着核电荷数增大，半径减小，第一电离能增大；(3)AsCl3分子中As原子价层电子对个数为34且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子的立体构型为三角锥形，As原子杂化类型为sp3；(4)等电子体是指原子总数相同，价电子总数也相同的微粒，根据CN分析，可以是N2或CO；若将Cu(CN)42中二个CN换为Cl，只有一种结构，说明Cu(CN)42中CN处于相同的位置，即4个氮原子所处空间位置关系为正四面体；(5)GaAs的熔点为1 238 ，熔点较高，以共价键结合形成的属于原子晶体，密度为 gcm3，根据均摊法计算，As

17、的个数为864，Ga的个数为414，故其晶胞中原子所占的体积V1(r4r4)1030，晶胞的体积V2，故GaAs晶胞中原子的体积的百分率为V1/V2100%，将V1、V2带入计算得百分率100%。7(2019四川省绵阳市高考化学二诊)离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂，其中的EMIM离子由H、C、N三种元素组成，结构如图1所示。回答下列问题：(1)碳原子价层电子的轨道表达式为_，基态碳原子中，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为_哑铃_形。(2)根据价层电子对互斥理论，NH3、NO、NO中，中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是_NH3_。NH3比PH3的沸点高，原因是_氨

18、分子间存在氢键_。(3)氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是_基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定_。(4)EMIM离子中，碳原子的杂化轨道类型为_sp3、sp2_。分子中的大键可用符号 表示，其中m代表参与形成的大键原子数，n代表参与形成的大键电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则EMIM离子中的大键应表示为_。(5)立方氮化硼硬度仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，其晶胞结构如图2所示。立方氮化硼属于_原子_晶体，其中硼原子的配位数为_4_。已知：立方氮化硼密度为d g/cm3，B原子半径为x pm，N原子半径为y pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中原子的空间利用率为_100%_(列出化简后的计算式)。解析(1)碳原子价电子数为4，价电子排布式为2s22p2，所以价层电子的轨道表达式为；基态碳原子核外电子占据的最高能级为2p，p的电子云轮廓图为哑铃形；(2)NH3中N原子价层电子对个数34，NO中N原子价层电子对个数33，NO中N原子价层电子对个数23，所以中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是NH3；NH3比PH3的沸点高是因为氨分子间存在氢键；(3)VA族比同周期相邻元素都大，是因为最高能