2020高考化学600分冲刺大二轮课件练第十八讲物质结构与性质第1部分18

1、第一部分专题五第十八讲1(2018，35)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)，是_Li核电荷数较大 。(3)LiAlH4 是有机心原子的杂化形式为_sp3A离子键C 键中常用的还原剂，LiAlH4 中的阴离子空间构型是_正四面体 、中。LiAlH4 中存在_AB(填标号)。B 键D氢键(4)Li2O 是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的 BornHaber 循

2、环计算得到。图(a)可知，Li 原子的第一电离能为_520kJ·mol 1，O=O 键键能为_498kJ·mol 1，Li2O晶格能为_2_908kJ·mol 1。(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8×74×16 g·cm 3(列出计算式)。数的值为 N ，则 Li O 的密度为 A2NA(0.466 5×107)3图(b)(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

3、)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。431(3)LiAlH4 的阴离子为 AlH4 ，AlH4 中 Al 的杂化轨道数为4，Al 采取 sp3 杂化，2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 kJ·mol 1；0.5 mol 氧气生成 1 mol 氧原子吸收 249 kJ 热量，因此 O=O

4、 键的键能为 498 kJ·mol 1；Li2O 的晶格能为 2 908 kJ·mol 1。(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，O8×74×16原子个数6×1/28×1/84。因此一个 Li2O 晶胞的质量g，一个晶胞的体NA8×74×16积为(0.466 5×107)3cm3，即该晶体密度g·cm 3。NA(0.466 5×107)32(2019·江苏单科，21A)Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域。以 CuSO4、Na

5、OH 和抗坏血酸为原料，可Cu2O。(1)Cu2基态核外电子排布式为_Ar3d9 或 1s22s22p63s23p63d9。222(2)SO 的空间构型为_正四面体 (用文字描述)；Cu 与 OH 反应能生成Cu(OH) ，44Cu(OH)42中的配位原子为_O(填元素符号)。结构如图 1 所示，中碳原子的轨道杂化类型为_sp3、sp2；推测(3)抗坏血酸的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，Cu 原子的数目为_4。(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，

6、失去 2 个电子后变为 Cu2，则 Cu2的核外电子排布式为Ar3d9。(2)SO2中 S 没有孤对电子，4价层电子对数为 044，故 S 为 sp3 杂化，SO2的空间构型为正四面体形。该配离子中 Cu4提供空轨道，O 提供孤对电子，故配位原子为 O。(3)该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 个抗坏血酸中含有 4 个羟基，其可以与 H2O 形成112，黑球间氢键，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 8×8个数为 4，白球和黑球数目之比为 12，所以 Cu 为黑球，1 个晶胞中含有 4 个 Cu 原子。3(2019，3

7、5)近年来我国科学家发现了一系列意义的铁系超导材料，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。的_低 (填“高”或“低”)，其As 的氢化物的立体结构为_三角锥形 ，其沸点比 NH3理由是_NH3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共同占据晶胞的上下底面位置，

8、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228116(1x)19x g·cm 3。以晶胞参数为该物质的 x 值，完成它们关系表达式：a2cNA×1030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 1111)，则原子 2 和 3 的坐标分别为 1 1 0)、(0,0)。(2，2，2(2，2，2(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

9、 AsH3 中 As 的大得多，故 NH3易形成间氢键，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、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 F<O2。(4)由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶12，Fe 个数为 14×412，As 个数为 4×212

10、，O 或 F 个数为 8×81胞中 Sm 个数为 4×212×22，即该晶胞中 O 和 F 的个数之和为 2，F 的比例为 x，O的比例为 1x，故该化合22×150567516×(1x)19x物的化学式为 SmFeAsO1xFx。1 个晶胞的质量为gNA228116(1x)19xg,1 个晶胞的体积为 a2c pm3 a2c×10 30 cm3 ， 故密度 NA228116(1x)19xg·cm 3。原子 2 位于底面面心，其坐标为 1，1，0)；原子 3 位于棱上，(22a2cN ×1030A其坐标为(0,0，

11、1)。24(2019，35)在普通铝中加入少量 Cu 和 Mg 后，形成一种称为拉维斯相的 MgCu2微小晶粒，其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_A(填标号)。(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，中氮、碳的杂化类型分别是_sp3、_sp3。乙二胺能与 Mg2、Cu2等金属离子形成稳定环状离子，其是_乙二胺的两个 N提供孤对电子给金属离子形成配位键 ，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_Cu2(填“Mg2”或“Cu2”)。(3)一些氧化物

12、的熔点如表所示：解释表中氧化物之间熔点差异的_Li2O、MgO 为离子晶体，P4O6、SO2 为晶体。晶格能 MgO>Li2O。间作用力(量)P4O6>SO2。(4)图(a)是 MgCu2 的拉维斯结构，Mg 以石方式堆积，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 2apm，Mg 原子之间最短距离 y 34 apm。设阿伏加德罗常数的4氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/1 5702 80023.875.58×2416×643值为 N ，则MgCu 的密度是 g

13、83;cm(列出计算表达式)。A2 NAa3×1030(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A>C、A>D。选 A。(2)乙二胺中，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

14、 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晶体，离子键比间作用力强。(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，x 2a。镁原子堆积方式类似石，有 y 34 a。4已知 1 cm1010 pm，晶胞体积为(a×1010)3 cm3，代入密度公式计算即可。5(2019，35)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

15、全性高等特点，文献可采用 FeCl3、NH4H2PO4、LiCl 和苯胺等作为原料。回答下列问题：(1) 在周期表中，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_晶体 。苯胺与甲苯()的相对质量相近，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 )，是_苯胺之间存在氢键 。(4)NH4H2PO4 中，电负性最高的元素是_

16、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，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：这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n1)(n 2)(用 n 代表 P 原子数)。(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双聚时可形成配位键。由常见 AlCl3 的

17、双聚的结构可知 FeCl3 的双聚的结构式为，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、沸点可知苯胺为晶体。苯胺中有NH2，间可形成氢键，而甲苯间不能形成氢键，间氢键可明显地提升晶体的熔、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。PO3中中心原子 P 的价层电子对数为 4，故 P 为4sp3 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

18、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13，属于左、右两边的 2 个 P 原子的 O 原P 原子，故属于该 P 原子的 O 原子数为 22×2子数为 3×21×27，故若这类磷酸根离子中含 n 个 P 原子，则 O 原子个数为 3n1，又2O 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，

19、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 CN等电子体的化学式_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 g·cm 3，其晶胞结构。该晶体的类型为_原子晶体 ，G

20、a 与 As 以_共价 键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa g·mol 1 和 MAsg·mol 1，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30(r r3 )34×10NAGaAs ×100%。的体积占晶胞体积的百分率为 3(MGaMAs)(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 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

21、)AsCl3中 As 原子价层电子对个数为 35314 且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论该的立体构型为三角锥2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 g·cm16×214，Ga 的个数为 4×14，故其晶胞中原子3，根据均摊法计算，A

22、s 的个数为 8×8MGaMAs4×NA44m所占的体积 V ( r ×4 r ×4)×1030，晶胞的体积 V2 ，故 GaAs331AsGa33晶 胞 中 原 子 的 体 积 的 百 分 率 为 V1/V2×100% ，将 V1 、 V2 带 入 计 算 得 百 分 率4×1030NA(r3 r3 )GaAs×100%。3(MGaMAs)7(2019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

23、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，NH 、NO 、NO 中，中心原子价层电子对数不同于其他332两种粒子的是_NH3。NH3 比 PH3 的沸点高，是_氨间存在氢键 。(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中的大 键可用符号 n 表m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(如苯中的大66 键可表示为 )，则 EMIM 离子中的大 键应表示为_。65(5)立方氮化硼硬度仅次于石，但热稳定性远高于石，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