2019版高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质章末检测

1、第十一章物质结构与性质章末检测1. (2017 全国卷I)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1) 元素 K 的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为 _ nm(填标号)。A. 404.4B. 553.5C. 589.2D. 670.8E. 766.5(2) 基态 K 原子中，核外电子占据的最高能层的符号是 _ ，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_oK 和 Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属 K的熔点、沸点等都比金属Cr 低，原因是_(3) X 射线衍射测定等发现，13AsF6中存在 13离子。I3离子的几何构型为 _，中心原子的杂

2、化形式为_。(4) KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=0.446 nm,晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K 与 O 间的最短距离为_nm,与 K 紧邻的 O 个数为_。(5)在 KIO3晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角位置，则K 处于_ 位置，O处于_ 位置。解析：(1)当对金属钾或其化合物进行灼烧时，焰色反应显紫红色，紫色光的辐射波长 范围为 400nm430 nm,紫色光波长较短(钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁，但处于 较高能量轨道的电子不稳定，跃迁到较低能量轨道时放出的能量较多，故放出的光的波长较短)。基态

3、 K 原子核外有 4 个能层：K、L、M N,能量依次增高，处于 N 层上的 1 个电子 位于 s 轨道，s 电子云轮廓图形状为球形。金属原子半径越小、 价电子数越多，金属键越强，1其熔、沸点越高。(3)IJ中 I 原子为中心原子，则其孤电子对数为2X(7 1-2) = 2,且其形成了 2 个b键，中心原子采取 sp3杂化，第空间构型为 V 形结构。(4)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即2X0.446 nm 0.315 nm。由于 K、O 分别位于晶胞的顶角和面心，所以与钾紧邻的氧原子有12 个。(5)想象 4 个晶胞紧密堆积，则 I 处于顶角，0 处于棱心，K 处于体心。答案：(1

4、)A (2)N 球形 K 原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)V 形 sp2 3 4 5(4)0.31512(5)体心 棱心2.VA 族的氮、 磷、 砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VA族元素的化合物在医药生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)_基态氮原子的价电子轨道表示式是_;基态砷原子的电子排布式为砷与同周期第四A族的溴的第一电离能相比，较大的是 _ 。AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH 的沸点高于 PH ,其主要原因是(4) 肼(N2H4)分子可视为 NH 分子中的一个氢原子被氨基取代形成的另一种氮的氢化物。则 NbH 分子中氮原子轨道的杂化类型是 _。

5、NaAsQ 可作杀虫剂。AsO的空间构型为 _ ，与其互为等电子体的一种分子为_ 。(5) 某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示。 该化合物的分子式为 _ ,砷原子采取_杂化。(6) GaAs 是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。GaAs 晶体中，每个As 与_ 个 Ga 相连。2溴3 AsH3的相对分子质量大于 PH 的相对分子质量，故 AsH 分子间作用力大于 PH 分子间 作用力4sp3正四面体形CCl4(或其他合理答案)5 As 4Q sp3(6)43.(2017 江苏卷)铁氮化合物(FexM)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexN 的制备需铁、氮气、丙

6、酮和乙醇参与。(2) 丙酮(【3 C C CH3)分子中碳原子轨道的杂化类型是 _, 1 mol丙酮分子中含有d键的数目为_。(3) C、H、O 三种元素的电负性按由小到大的顺序排列为 _。(4) 乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 _(5)某 FexNy的晶胞如图 1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe,形成 Cu 替代型产物 Fe(xn)CsN。FexN 转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如图2 所示，其中更稳定的 Cu 替代型产物的化学式为 _ 。图 1 FexNy晶胞结构示意图图 2 转化过程的能量变化解析：(1)Fe 为 26 号元素，Fe3+基态核外

7、电子排布式为Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5。(2)甲基上的碳原子为 sp3杂化，羰基上的碳原子为 sp2杂化。单键全为d键，1 个双键中含有 1 个n键和 1 个d键，故 1 mol 丙酮中含有 9 mold键。(3)非金属性：HCQ 则电负性：HCO乙醇中的羟基之间可以形成分子间氢键，故沸点高于丙酮。(5)能量越低越稳定，从图 2 知，Cu 替代 a 位置 Fe 型晶胞更稳定，其晶胞中 Cu 位于 8 个顶点，NCu)=118X-=1, Fe 位于面心， NFe) = 6X-= 3, N 位于体心，N(N) = 1,其化学式为 FesCuN82答案：(1)Ar3d5或 1

8、s22s22p63s23p63d5(2)sp2和 sp39NAHC0 (4)乙醇分子间 存在氢键 (5)Fe3CuN4.钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景。(1) 基态 Fe 原子有_ 个未成对电子，Fe3+的电子排布式为 _ ,在基态 Ti2+中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为 _ 。(2) 液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，下列说法正确的是 _。A. Nhf与PH、CH、BHT、CIO4互为等电子体B.相同条件下，NH 的沸点比 PH 的沸点高，且 NH 的稳定性强3C.已知 NH 与 NF3都为三角锥形分子，则 N 原子都为 sp 杂化方式且

9、氮元素的化合价都 相同答案：tiA1s22s22p63s23p63d14s24p3或Ar3d14s24p3/ J 1 小严 E 转化过癌 &位肾FeOhfiUFc1N(3)氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的 NaCI 型晶体结构，其晶胞结构如图所示:1设氮化钛晶体中 Ti 原子与跟它最近邻的 N 原子之间的距离为r,则与该 Ti 原子最近邻的 Ti 的数目为 _ ，Ti 原子与跟它次近邻的 N 原子之间的距离为 _ ，数目为_ 。2已知在氮化钛晶体中Ti 原子的半径为apm, N 原子的半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子的空间利用率为 _。3碳氮化钛化合物在汽车

10、制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式解析：(1)Fe 基态原子电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2,在 3d 轨道有 4 个未成对电子； Fe 原子失去 3 个电子得电子 Fe3+，则 Fe3+的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5;基态 Ti2+的 电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，最高能层为 M 层，M 能层含有 1 个 3s 轨道、3 个 3p 轨道 和 5 个 3d 轨道，共有9 个原子轨道；(2) 等电子体为原子数相等和价电子数相等的原子团，NF与PHCH、BHT均含有

11、 5 个原子团，且价电子均为 8，为等电子体，而 CI04价电子数为 32,不属于等电子体，故 A 错 误；分子间存在氢键的熔、沸点高，相同压强时，氨气中含有氢键，PH 中不含氢键，所以NH 沸点比 PH 高，元素的非金属性越强，其氢化物越稳定， 非金属性 N 比 P 强，所以氨气比磷化氢稳定，故 B 正确；NH 与 NH 分子中 N 原子含有 3 个共用电子对和一个孤电子对，所以3其价层电子对是 4,都采用 sp 杂化，NH 中 N 元素为3 价，NR 中 N 元素为+ 3 价，化合价 不同，故 C错误。(3) 根据氮化钛晶体可知， 在三维坐标中，每一个形成的面上有 4 个 Ti 原子，则一

12、共12 个 Ti 原子；Ti 原子位于顶点，被 8 个晶胞共有，即 Ti 元素与跟它次近邻的 N 原子个数 为 8； Ti原子与跟它次近邻的 N 原子之间的距离为晶胞体对角线的一半，距离为3r；432氮化钛晶胞为面心立方最密堆积，晶胞中共含有4 个 Ti 和 4 个 N,体积为 3n(a+b3)x4,晶胞的边长为a+b，晶胞体积为(2a+ 2b)3，氯化钠晶体中离子的空间利用率为4333n(a+b)X42n(a3+b3)(2a+ 2b)3X100企X100%113利用均摊法可知，晶胞中含有碳原子数为8X = 1，含有氮原子数为 6X = 3,含有821钛原子数为 12X4+ 1 = 4，所以碳

13、、氮、钛原子数之比为 1 : 3 : 4,则化合物的化学式为 Ti4CN。226265答案：(1)4 1s2s2p3s3p3d 9(2)B5太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时，般掺杂微量的锎、硼、镓、硒等。回答下列问题：(1)_ 二价铜离子的电子排布式为。已知高温下CsO 比 CuO 更稳定，试从铜原子核外电子结构变化角度解释 _(2)_ 铜与类卤素(SCN)2反应生成 Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2中含有n键的数目为 _ 。类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(HS g N)的沸点低于异硫氰酸 (H N=C=S)的沸点。其原因是_(3)

14、 硼元素具有缺电子性， 其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物，如 BF3能与 NH 反应生成 BF3 NH。在 BF3 NH 中 B 原子的杂化方式为 _ , B 与 N 之间形成配位键，氮原子提供 _。(4) 六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似，层间相互作用为 _。六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构和硬度都与金刚石相似，晶胞边长为 361.5 pm，立方氮化硼的密度是 _ g cm-3。(只要求列算式)。(5) 如图是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图，请在图中圆球上涂“”和涂“”分别 标明 B 与 N的相对位置。AO-5肘胞投影图解析：(1)Cu 是 29 号元素，其原

15、子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1, Cu 原子失 去一个4s 电子、一个 3d 电子生成二价铜离子，其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9;原子轨 道中电子处于半满、全满、全空时最稳定，二价铜离子价电子排布式为3d9、亚铜离子价电子排布式为 3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以CuzO 比 CuO 更稳定。(2)铜与类卤素(SCN)2反应生成 Cu(SCN)2,SCN 分子中硫原子形成两个共用电子对、C 原子形成四个共用电子对、N 原子形成三个共用电子对，(SCN)2结构式为 NCSSCN 每个分子中含有 4 个n键，则 1 mol

16、 (SCN)2中含有n键的数目为 4NA;能形成分子间氢键的物质熔、 沸点较高，异123r_2n亍X(a3+b3)a+b)X100%Ti4CN立方硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能形成分子间氢键，所以异硫氰酸熔、 沸点咼于硫氰酸。(3)硼元素具有缺电子性， 其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,如 BF能与 NH 反应生成 BF3 NH。在 BF3 NH 中 B 原子价层电子对数是 4,根据价层电子对互斥 理论可知 B原子的杂化方式为 sp3, B 与 N 之间形成配位键，N 原子含有孤电子对， 所以氮原 子提供孤电子对。（4）六方氮化硼结构与石墨相似，层间相互作用为范德华力；立方

17、氮化硼晶胞的边长为1_10_103_ I361.5 pm= 361.5x10_cm,晶胞体积=（361.5X10_cm），该晶胞中 N 原子个数=8X+84M1NA4X25_36X2 = 4, B 原子个数为 4，立方氮化硼的密度为 一=（3615x10_忆）3沖 cm。（5）如图是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图，每个 N 原子被 4 个 B 原子共用，每个 B 原子被 4 个 N 原子共用，所以其图如图所示（或 B 与 N 的位置互换）。答案：（1）1s 2s2p3s3p3d亚铜离子价电子排布式为3d，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态（2）4 2 异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能（5

18、） （或 B 与 N 的位置互换）6 . （2017 全国卷H）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4CI（用 R 代表）。回答下列问题：（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素 的 日 自 左 而 右 依 次 增 大 的 原 因 是氮元素的 日呈现异常的原因是 _（3）sp3孤电子对（4）范德华力4X25(361.5X1010)加00图（b）（3）经 X 射线衍射测得化合物 R 的

19、晶体结构，其局部结构如图（b）所示。1从结构角度分析，R 中两种阳离子的相同之处为 _ ，不同之处为_（填标号）。A. 中心原子的杂化轨道类型B. 中心原子的价层电子对数C. 立体结构D. 共价键类型2R 中阴离子N5中的（T键总数为_个。分子中的大n键可用符号nm表示，其中m代表参与形成大n键的原子数，n代表参与形成大n键的电子数（如苯分子中的大n键可表示为n6），则 N5中的大n键应表示为_ 。3图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NH；）N H-CI、_ 、（4）R 的晶体密度为dg cm_5 6,其立方晶胞参数为anm,晶胞中含有y个（N5）6（H3O）3（NH4）4CI单元，该单元的相对质量为M,贝Uy的计算表达式为解析：（1）根据构造原理可知氮原子价电子排布式为2s7 82p3，根据洪特规则和泡利原理5从图 可以看出：除 N 外，同周期元素随核电荷数依次增大，E逐渐增大，这是因为随原子半