2020届高考化学复习之大题精做12以推断元素为背景的物质结构与性质(学生版)

1、大题精做十二以推断元素为背景的物质结构与性质I例：a、b、c、d、e是元素周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大，a为元素周期表中原子半径最小的元素，b的基态原子中占有电子的 3个能级上的电子总数均相等， d与b同族，c与b同周期，且c的 所有p轨道上的电子总数与所有 s轨道上的电子总数相等，e的次外层电子数是其最外层电子的 7倍。回答下 列问题：(1) c、d形成的化合物的晶体类型为 。(2) a、c形成的三原子分子中，c原子的杂化方式为 。(3) b、c、d三种元素的电负性由小到大的顺序为 ;(用元素符号表示)，d元素基态原子价 层电子排布式为。(4)金属Mg与a、e形成的化合物是目前

2、人类已发现的体积储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示，其中黑球代表 e,深灰色小球代表 Mg ,浅灰色小球代表a,其中浅灰色小球除在棱上、面上以外，在晶胞内部还有 6个。试写出该化合物的化学式： 。(5) b、c、e能形成如图所示三角双锥构型的配合物分子，三种元素的原子分别用大白球、小白球和灰色小球代表。该配合物形成配位键时提供空轨道的原子是 (填元素符号)，该配合物中大白球代表的 元素的化合价为 。(6)在水溶液中，水以多种微粒的形式与其他化合物形成水合物。试画出如下微粒的结构图式。H5O2+;如图为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸该冰中的每个水分子有 个氢键；如果不 考虑晶

3、体和键的类型，哪一物质的空间连接方式与这种冰的连接类似 。【答案】(1)原子晶体(2) sp3(3) Si<C<O3s23p2(4) Mg2FeH6(5) Fe02 SiO2【解析】a为元素周期表中原子半径最小的元素则a是H元素，b的基态原子中占有电子的 3个能级上的电子数均相等，则 b是C元素，d与b同族即d是Si元素，c与b同周期即C元素为与第二周期，且 c的所 有p轨道上的电子数与所有 s轨道上的电子数相等，则 c的基态原子核外电子排布为： 1s2s2p4,即c是。元 素，E的次外层电子数是其最外层电子的 7倍则e的基态原子核外电子排布为： 1s22s22p63s23p63d

4、64s2,所以e是Fe元素。(1)c是O元素，d是Si元素，形成化合物 SiO2, SiO2属于原子晶体；(2)a是H元素，c是。元 素，它们形成的三原子分子是 H2O,中心原子价层电子对数为 6+1 2 =4,孤电子对数为2,空间构型为V形，2杂化方为sp3杂化；(3)同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减，即电负性：Si<C<O ; d是Si元素，它的基态原子核外电子排布式为：1s2s2P63s23p2,即它的基态原子价层电子排布式为：1 _ 1 一3s23p2; (4)8个Mg原子在晶胞内部，黑球为 Fe原子，一个晶胞中含有的 Fe原子数为8 +6

5、 =4, a为H 8211原子，一个晶胞中含有的H原子数为6+(12 2) -+(4 6) 2=24, Mg ： Fe ： H=2 ： 1 ： 6,故其分子式为Mg2FeH6； (5)三角双锥构型为对称性结构，因此该分子为非极性分子，对比三种球的原子半径大小可知小白球为。原子，灰色小球为 C原子，大白球为Fe原子，Fe原子具有多余的原子轨道，可提供空轨道，形成化合物Fe(CO)5,其中Fe(CO)5中Fe的化合价为0； (6)H5O2+可以写成两个水分子以氢键相连，其中一个水分子 的O再以氢键连结一个氢离子，书写时将所有原子看为一个整体用方括号括起来，“贼在方括号右上角，即结构为拈4j ;晶体

6、冰中，每两个水分子间有一个氢键，平均属于每个水分子有0.5个，一个水分子与周围的四个水分子以氢键结合，故 1mol冰中有2mol氢键；二氧化硅是原子晶体，Si-O通过共价键形成四面体结构，四面体之间通过共价键形成空间网状结构，以立方体中的水分子为研究对象，每个水分子形成4条氢键，SiO2空间连接方式与这种冰连接类似。1.原子序数依次增加的 X、Y、Z、W四种元素原子序数均小于 36, Y基态原子最外层电子数是其内层 电子总数的3倍，X、W基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X与Z的原子核内质子数之和等于W原子核内质子数，Z基态原子只有1个未成对的电子。回答下列问题：(1)已知化合物X

7、Z3与H2Y (Y的氢化物)发生反应的化学方程式为XZ3+H2Y- XH 3+HZY ,则元素的电负性：Y Z (填 大于"或 小于")，化合物HZY分子的空间构型为 。(2)X的一种氢化物的相对分子质量为32, 1mol该氢化物中的 b键数是。ci 送(3)元素Y的一种单质分子与元素 X、Y形成的一种离子互为等电子体，这两种微粒的化学式是 基态 W 原子 的 电子排布式是 。(4)元素Y和W的一种化合物的晶体结构如图所示，该晶体的化学式为 ;金属原子 (选填 钾"、镁“、铜”)形成的晶体的堆积方式，与上述晶胞中 Y离子的堆积方式相同。2. 周期表前四周期的元素

8、a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同， b的价 电子层中的未成对电子有 3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题:(1) b、c、d中第一电离能最大的是 (填元素符号)，e的价层电子排布图为 。(2) a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为 分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式，写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是 (任写一种)；酸根呈三角锥结构的酸是 (填化学式)。(4) e和

9、c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1所示，则e离子的电荷为 。(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构； 阳离子呈轴向狭长的八面体结 构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为 ,阳离子中存在的化学键类型有 ;该化合3. A、B、C、D、E五种元素是周期表中前四周期的元素。只有 A、B、C为金属且同周期，原子序数A<B<C。A、C核外均没有未成对电子；B原子核外有二个未成对电子和三个空轨道。D原子最外层电子数是其周期序数的三倍。E能与D形成化合物ED2,可用于自来水的消毒。(1) C的基态原子的价层电子排布式为 ; D和E的电负性大小关系为 (用元素符号表示

10、)。(2)化合物E2D分子的空间构型为 ,中心原子采用 杂化。E与D还 可形成三角锥结构的阴离子， 该离子的化学式为 ，任意写出一种它的等电子体的化学式为 (3) B与E能形成一种化合物 BE4,其熔点：-25C,沸点：l36.4 C。则该化合物属于 晶体，晶体内 含有的作用力类型有。(4) A、B、D三种元素形成的某晶体的晶胞结构如图，则晶体的化学式为 。若最近的B与D的 原子距离为 a cm,该物质的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数的数值为Na,则该晶体的密度为4. A、B、C、D、E、F代表原子序数依次增大的前四周期元素。其中 A是空气中含量最高的元素； B是 同周期中原子半径最

11、大的元素； C原子的最外层电子数与核外电子层数相等； D、E元素的基态原子3P能级上 都有两个未成对电子；F原子的外围电子排布为(n1)d10ns1。根据以上信息，回答下列问题：(1) A元素基态原子核外电子的轨道表达式为 ;在同周期元素中第一电离能介于C、E之间的元素是 (用化学式表示)。(2)将以下三种物质： A与硼元素按原子个数比为 1 ： 1形成的空间网状结构化合物，B的氯化物，D的氯化物。按熔点由高到低的顺序排列： (用化学式表示)。(3) A的最简单氢化物易液化，其原因是 , E的次高价含氧酸根离子的 VSEPR模型名 称是,该离子的空间构型为 。(4) F单质晶体中原子的堆积方式

12、如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知F晶胞参数为a pm, F相对原子质量为 M, Na代表阿伏加德罗常数，请回答：晶胞中F原子的配位数为 ; F单质晶体中原子的堆积方式是 堆积。F原子半径r =pm, F单质晶体密度计算式为： gcm3。(5) A与F形成的某种化合物晶胞结构如图丁所示，该晶体的化学式为 。该化合物能与稀盐酸剧烈反应，生成一种白色沉淀和一种全部由非金属元素组成的离子化合物，该反应的化学方程式为 5. X、Y、Z、W为元素周期表前四周期的元素。其中X原子核外的L层电子数是K层电子数的两倍，Y的内层电子数是最外层电子数的9倍。Z在

13、元素周期表的各元素中电负性最大。W原子的第三电子层处于全充满状态且第四电子层只有2个电子。请回答下列问题：(1)W元素属于 区元素。其基态原子的电子排布式为 (2)W2+能与氨气分子形成配离子W(NH 3)42+。其中配体分子的空间构为 ,写出该配离子的结构简 式(标明配位键)(3)X能与氢、氮、氧三种元素构成化合物XO(NH 2)2,其中X原子的杂化方式为 ； 1mol该分子中。键的数目为(4)X的某种晶体为层状结构可与熔融金属钾作用。钾原子填充在各层之间形成间隙化合物，其常见结构的平面投影如图所示，则其化学式可表示为 (5)元素Y与元素Z形成的晶体结构如图所示。设晶胞中最近的 Y的离子与Z

14、的距离为a pm。该化合物的摩尔质量为b g/mol,则该晶胞密度的计算式为 g/cm312J答案与解析4模拟精做(1) 答案】(1)大于 V形(2) 5Na(3) O3NO21s22s22p63s23p63d54s1 或Ar3d 54s1(4) Cr2O3镁【解析】原子序数依次增加的 X、Y、Z、W四种元素原子序数均小于 36, Y基态原子最外层电子数是其 内层电子总数的3倍，则Y为O元素；X、W基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X原子序数比氧小，则X在第二周期为N元素；则 W为第三周期的P或第四周期的Cr；已知X与Z的原子核内质子 数之和等于 W原子核内质子数，若 W为P,则Z

15、为。，与Y相同，所以不符合题意，若 W为Cr,则Z为Cl,而且Cl与N的原子核内质子数之和等于Cr原子核内质子数，符合题意。根据上述分析可知，X为N元素，Y为。元素，Z为Cl元素， W 为Cr元素。(1)化合物 NCl3与H2O发生反应的化学方程式为 NCl3+H 20f NH 3+HClO ,反应产物HClO中O元素为-2价，Cl元素为+1价，即O的得电子能力更强， 所以电 负性。大于Cl, HClO的结构为H-O-Cl ,与H2O的H-O-H相似，是 V形，故答案为：大于； V形；(2)N的H.H一种氢化物常见的有 NH3和N2H4,相对分子质量为 32的是N2H4,其结构式为 N N.,

16、分子中含有5 tfLH个b键，所以1mol该氢化物中的 b键数是5Na,故答案为：5Na; (3)元素O的一种单质分子与元素 N、O 形成的一种离子互为等电子体，O3和NO2的原子数和价电子数相同，互为等电子体，故答案为：O3和NO2；W为Cr元素，原子核外有 24个电子，所以基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2 3p63d54s1,故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d 54s1; (4)由图可知，Cr离子位于晶胞内部，有4个，O2-位于上下面的面心和顶点，以及晶胞内部，所以 O2-共有1 X 2+1 X 12+3二阶，则Cr与O的离子数之比为2 : 3,所

17、以该晶体的化学26式为Cr2O3；由图可知，该晶胞为六方最密堆积，与 Mg晶体的堆积方式相同，故答案为：Cr2O3；镁。2 .答案(1) N回五百亚引出3d 4s(2) sp3H2O2、N2H4(3) HNO2(或 HNO3)H2SO3(4) +1(5) SO4-共价键、配位键H2OH2O与Cu2+之间的配位键比 NH3与Cu2+的弱【解析】周期表前四周期的元素 a、b、c、d、e,原子序数依次增大，a的核外电子总数与其周期数相同,则a为H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的 3倍，最外层电子数不超过 8个，则c是O元素；b的价 电子层中的未成对电子有 3个，且原子序数小于 c,则b是N元素

18、；e的最外层只有1个电子，但次外层有18 个电子，则e原子核外电子数为 2+8+18+1=29,为Cu元素；d与c同族，且原子序数小于 e,所以d为S元 素，据此解答。(1)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第 HA族和第VA族元 素第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素中，元素第一电离能随着原子序数增大而减小，所以b、c、d元素第一电离能最大的是 N元素；e的价层电子为3d、4s电子，其价层电子排布图为巨!；3d4s(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为NH3,该分子的中心原子含有 3个共价单键和一个孤电子对，所以 N原子的杂化方式为sp

19、3;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合 物有H2O2和N2H4； (3)这些元素形成的含氧酸中， 分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥Z勾的酸是H2SO3; (4)该晶胞中c离子个数=1+8/=2, e离子个数4,该晶胞中氧离子和铜离8子个数之比=2 : 4=1 ： 2,所以e和c形成的一种离子化合物化学式为CU2O,则e离子的电荷为+1; (5)这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对，为SO4-;阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知，其阳离子中铜离子配位数是8,在八面体上下顶

20、点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对，为水分子，有两个，正方形平面上四个顶点上分子含有 3个共价键且含有一个孤电子对，所以为氨气分子，有 4个，所以阳离子中含有配位键和共价键；H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O。3 .【答案】(1) 3d104s2O>Cl(2) V 形sp3ClO3SO3-(3)分子分子间作用力(范德华力)和共价键，八八、5m(4) CaTiO334a3NA【解析】A、B、C为金属且同周期，原子序数 A<B<C , A、C核外均没有未成对电子；可知 A、B、C为 第四周期元素；B原子核外有二个未成对电

21、子和三个空轨道，说明 B的价电子排布为 3d24s2,为Ti,则A为 4S2为Ca, C为3d104s2,为Zn。D原子最外层电子数是其周期序数的三倍， D为O。E能与D形成化合物ED2,可用于自来水的消毒，E为Cl。(1) C的基态原子的价层电子排布式为 3d104s2；由E能与D形成化合物ED2, 知电负性O>Cl; (2)化合物E2D中中心原子 O的杂化类型为sp3,分子的空间构型为折线型； 。与Cl形成 三角锥结构的阴离子的化学式为 ClO3,它的等电子体有 SO3-等。(3)根据熔点：-25C,沸点：l36.4C。则该 化合物属于分子晶体，晶体内含有的作用力类型有分子间作用力和

22、分子内的共价键；(4)根据A、B、D三种元素形成的某晶体的晶胞结构可知，一个晶胞中含有一个Ca一个Ti和三个O,因此化学式为 CaTiO3；最近的B与D的原子距离为a cm,则立方体的边长为 点acm,该物质的摩尔质量为 M g/mol ,阿伏加德罗常数的数值为Na,设该晶体的密度为 x g/cm3。(五a)3 M x=M解彳导:x= *M 。4a Na4.【答案】(1) 1s22s22p3Mg、Si(2) BN>NaCl> SiCl 4(3)分子间存在氢键正四面体 三角锥形_、24M”30(4) 12 面心立方堆积22a-3 104 a Na(5) CU3NCu3N+4HC1=

23、NH 4cl+3CuCl J【解析】A是空气中含量最高的元素则A为N; D、E元素的基态原子3P能级上都有两个未成对电子，则核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,故D为Si、E为S, B是同周期中原子半径最大的元 素，则B是Na； C原子的最外层电子数与核外电子层数相等，则C为Al ; 5原子的外围电子排布为(n-1)d10ns1,则F为29号元素Cuo (1)A为N元素，基态原子核外电子的轨道表达式为1s22s22p3； C为Al , E为S, P最外层为半充满状态所以第一电离能大于S, Mg的3s轨道为全满状态，所以第一电离能大于Al,所以介于A

24、l和S之间的元素有 Mg、Si； (2)A与硼元素按原子个数比为1 ： 1形成的空间网状结构化合物为BN ；为原子晶体，B的氯化物为NaCl,为离子晶体；D的氯化物为SiCl4,为分子晶体，所以熔点由高到低为：BN>NaCl>SiCl 4； (3)A的最简单氢化物为 NH3,分子间存在氢键，溶液液化；E的次高价含氧酸根为 SO3-,价层电子对数为4, 孤电子对数为1,所以其VSEPR模型为正四面体，空间构型为三角锥形；(4)根据图示可知该堆积方式为面心立方堆积，以顶点的原子分析，位于面心的原子与之相邻，1个顶点原子为12个面共用，故配位数为12;据图可知面对角线上的三个晶胞相切，所

25、以有(4r)2=2a2,解得r=2a pm；该晶胞中所含 F原子的个数为- 1 .M 4 .8 +6 =4 ,所以质重 m= T. g ,晶胞体积为 V=a - pr=a x 10 cm ,所以留度M 4 gNa _ 4M3777303 = 3a 10 cm a Na112 -=3,含有N原子的个数为82Na“30g cm； (5)A为n, f为Cu,据图可知一个晶胞中含有Cu原子的个数为10 ggcm18 1=1 ,所以该晶体的化学式为CU3N;全部由非金属元素组成的离子化合物应为nh 4Cl,氮、氯元素的化合价没有发生变化，生成的沉淀为白色可知不是铜单质，则铜元素化合价不变,白色沉淀为Cu

26、Cl,所以该反应的化学方程式为：Cu3N+4HCI=NH 4CI+3CuCI ；5.【答案】（1） ds1s22s22p63s23p43d104s2三角锥形(3)sp27X 6.02 X210 (或7Na)(4)KC83b 3316NAa33010【解析】X、Y、Z、M为元素周期表前四周期的元素，X原子核外的L层电子数是K层电子数的两倍,则X有2个电子层，最外层电子数为4,故X为C元素；Y的内层电子数是最外层电子数的9倍，Y只能处于第四周期，最外层电子数只能为 2,内层电子总数为18,核外电子总数为 20,故Y为Ca元素；Z在元素周期表的各元素中电负性最大，则Z为F元素，W元素的第三电子层处于全充满状态且第四电子层只有2个电子，则 W的质子数为 2+8+18+2=30,即W为Zn。(1) W为Zn,属ds区元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2