高中化学一轮复习同步测试 物质的结构与基础综合分析同步练

高中化学一轮复习同步测试物质的结构与基础综合分析（四）同步练一．非选择题1.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：(1)基态与离子中未成对的电子数之比为______________。(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能()如表所示。(Li)>(Ni)，原因是________________________。(BE)>(B)>(Li)，原因是_______________。()LiBeBNaMgA(3)磷酸根离子的空间构型为_____________，其中P的价层电子对数为______________、杂化轨道类型为______________________。(4)的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有___________个。电池充电时，脱出部分，形成，结构示意图如(b)所示，则=___________，______________________。2.小团簇()为Ⅱ~Ⅵ族化合物半导体材料，其有独特的光学和电学性质，常应用于发光二极管生物系统成像与诊断等方面。(1)基态Se原子的价层电子排布式为______________。(2)Cd的第一电离能大于同周期相邻元素，原因是_____________________。(3)CdS、CdSe、CdTe均为重要的Ⅱ~Ⅵ族化合物半导体材料，熔点分别为1750℃、1350℃、1041℃，上述熔点呈规律性变化的原因是_____________________。(4)利用有机配体、等修饰可改善其光致发光效率。其中的空间构型是_______________。中参与形成配位键的孤电子对占据的轨道是___________。(5)CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。其中原子坐标参数A为，则C的原子坐标参数分别为___________。该晶胞中键的键长为_______。已知Cd和Se的原子半径分别为，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为__________。二．实验题3.ⅤA族元素氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)的单质及其化合物在科研和生产中有许多重要用途。(1)铋合金可用于自动喷水器的安全塞，一旦发生火灾时，安全塞会“自动”熔化，喷出水来灭火。铋原子的价电子排布式为________________。(2)第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有_________(填元素符号)。(3)具有如图1所示的两种平面四边形结构\(一种有抗癌作用)，其中在水中的溶解度较小的是________________(填“顺式”或“反式”)。(4)氨硼烷是一种储氢材料，与乙烷互为等电子体，熔点为104℃。氨硼烷晶体中各种微粒间的作用力涉及____________(填标号)。A.范德华力B.离子键C.配位键D.金属键(5)偏亚砷酸钠是一种灭生性除草剂，可杀死各种草本植物，其阴离子的立体构型为_________________。(6)化肥厂生产的中往往含有少量极易被植物根系吸收的具有正四面体结构的，其结构式为__________________，其中N原子的杂化方式为_______________。(7)镧、铁、锑三种元素组成的一种固体能实现热电效应。该固体晶胞结构如图2所示，晶胞参数为，Fe原子填在6个Sb原子形成的正八面体空隙中，晶胞6个表面的结构都如图3所示。①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，如图2中原子甲的坐标为，原子乙的坐标为，则原子丙的坐标为___________。②设阿伏加德罗常数的值为，则该固体的密度_________(列出计算式即可)。4.铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物广泛应用于生活、生产、国防等领域。(1)已知：元素的一个基态的气态原子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量称为该元素的第一电子亲和能，用表示。从-1价的气态阴离子再得到1个电子，成为-2价的气态阴离子所放出的能量称为第二电子亲和能，依此类推。FeO是离子晶体，其晶格能可通过图1的Born－Haber循环计算得到。铁单质的原子化热为____________kJ·mol－1，FeO的晶格能为____________kJ·mol－1，基态转化为需吸收能量，从原子结构角度解释_____________。(2)乙二胺四乙酸又叫做EDTA(图2)，是化学中一种良好的配合剂，形成的配合物叫做螯合物。EDTA在配位滴定中经常用到，一般是测定金属离子的含量。已知：EDTA配离子结构如图3。EDTA中碳原子轨道的杂化类型为____________，EDTANa-Fe(Ⅲ)是一种螯合物，六个配位原子在空间构型为____________。EDTANa-Fe(Ⅲ)的化学键除了σ键和配位键键外，还存在____________。(3)晶体中，的重复排列方式如图3所示，该排列方式中存在着由如1、3、6、7的围成的正四面体空隙和如3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。中有一半的填充在正四面体空隙中，另一半和填充在正八面体空隙中，则晶体中，O2－数与正四面体空隙数(包括被填充的)之比为____________，有____________%的正八面体空隙填充阳离子。晶胞的八分之一是图示结构单元(图4)，晶体密度为5.18

，则该晶胞参数a

=____________pm。(写出计算表达式)5.据报道，我国化学研究人员用和等合成了一个镍的配位化合物(如图)，对镍配合物在磁性、电化学性质等方面的研究提出了理论指导。请回答下列问题：(1)基态Ni原子的价电子轨道表达式为_______________，N在元素周期表中处于第___________________纵行。(2)C、N、O三种元素中电负性最大的是_____________(填元素符号)。C在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是______________。(3)中阴离子的空间构型是_______________，写出与该阴离子互为等电子体的一种分子的化学式：_________________。(4)上述镍的配位化合物中，碳原子的杂化方式为_________________。(5)已知：的沸点为1179℃，的沸点为32℃，的沸点高于的主要原因是_________________。(6)已知：氧化镍的晶胞结构如图所示。①若为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为，则该晶胞中最近的之间的距离为_______________pm(用含、的代数式表示)。②某缺陷氧化镍的组成为，其中Ni元素具有+2和+3两种价态，两种价态的镍离子数目之比为_________________。6.非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用、和首次合成了组成为的非线性光学晶体。回答下列问题：(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为；第一电离能________（填“>”或“<”）。(2)基态Ge原子核外电子排布式为；、具有类似的晶体结构，其中熔点较高的是，原因是。(3)如图为晶体的片层结构，其中B的杂化方式为；硼酸在热水中溶解度比在冷水中溶解度显著增大的主要原因是。(4)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。属正交晶系(长方体形)，晶胞参数为pm、pm和pm。如图为沿轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为；的摩尔质量为，设为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为______________(用代数式表示)。

参考答案1.答案：(1)(2)Na与Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失电子；Li、Be、B同周期，核电荷数依次增加。Be为全满稳定结构，第一电离能最大。与Li相比，B核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第电离能较大(3)正四面体；4；(4)4；；13:3解析：(1)根据构造原理可知基态和的价层电子排布式分别为和，其未成对电子数分别为4和5，即未成对电子数之比为。(2)Li和Na均为第ⅠA族元素，由于Na电子层数多，原子半径大，故Na比Li容易失去最外层电子，即l(Li)>(Na)。Li、Be均为第二周期元素，随原子序数递增，第一电离能有増大的趋势，而Be的2s能级处于全充满状态，较难失去电子，故第一电离能Be比B大。(3)的中心原子P的价层电子对数为4，孤电子对数为0，中心原子P为杂化，故的空间构型为正四面体。(4)由题图可知，小白球表示锂原子，由图(a)知，每个晶胞中的锂原子数为8，故一个晶胞中有4个单元。由图(b)知，结构中，一个晶胞含有13/4个锂原子，此时锂原子、铁原子的个数比为13:16，进而推出=3/16。设中二价铁离子的个数为，三价铁离子的个数为，由，，得到:=13:3，即=13:3。2.答案：(1)(2)Cd的电子排布式为，原子轨道为全充满状态(3)三者均为离子化合物，阳离子相同，阴离子的半径，晶格能(4)三角锥形；(5)、；；解析：(1)隔元素位于第四周期ⅥA族，基态Ss原子的价层电子排布离式为。(2)Cd的电子排布式为，由于4d、5s能级均全满，为稳定结构，故其第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能。(3)CdS、CdSe、CdTe均为离子化合物，阳离子均为，阴离子的半径，晶格能，故熔点逐渐降低。(4)中P的孤电子对数为，成键电子对数为3，故其空间构型为为：三角锥形。中N有1对孤对电子，其杂化类型为，参与形成配位键时，N提供孤电子对，孤电子对占据的轨道为。(5)将CdSe晶胞分为8个小立方体，Se处于互不相邻的4个小立方体的体心，故B、C的原子坐标参数分别为、。该晶胞中键的键长为晶胞体对角线长度的，即。该晶胞中含有为4个Cd、4个Se，该晶胞中原子的总体积为，晶胞体积为，故原子的体积占晶胞体积的百分率为。3.答案：(1)(2)Ar、Cl(3)反式(4)AC(5)V形（或角形折线形）(6)；(7)①②解析：(1)Bi位于元素周期表第六周期ⅤA族，其价电子排布式为。(2)同周期元素第一电离能呈增大趋势，但P由于3p轨道半充满，为稳定结构，其第一电离能大于S，故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar。(3)由题图知，顺式结构为极性分子，反式结构为非极性分子，根据相似相溶原理，知在水中的溶解度较小的是反式。(4)氨硼烷的结构式为，氨硼烷分子间存在氢键和范德华力，分子内存在共价键和配位键。(5)中As的孤电子对数为，成键电子对数为2，则其立体构型为V形。(6)根据具有正四面体结构，知N为杂化，每个N形成一个N一H键、3个N一N健，故其结构式为。(7)①将该晶胞均分为8个小立方体，每个小立方体的体心有1个Fe原子，原子丙位于下层左前方的小立方体的体心，则其坐标为。②该晶胞中La位于顶点和体心，个数为，Fe位于体内，个数为8，结合图2和图3可知晶胞的六个表面上各有4个Sb，体内有12个Sb，故Sb的个数为，则该晶体的密度为。4.答案：(1)416.3；3902；当负一价氧离子再获得电子时要克服负电荷之间的排斥力，因此要吸收能量(2)；八面体；离子键和键(3)1∶2；50解析：(1)原子化热是指1mol金属晶体转变为气态原子所需的最小能量，由题图可以看出铁单质的原子化热为416.3；1mol气态和1mol气态结合生成1molFeO晶体所释放的热量即为FeO的晶格能，由题图可以看出FeO的晶格能为3902；当负一价氧离子再获得电子时要克服负电荷之间的排斥力，因此转化为要吸收能量。(2)由图3可知EDA中碳原子的轨道杂化类型为杂化；由图3可以看出6个配位原子形成的空间构型为八面体结构；EDTANa-Fe(Ⅲ)中有碳氧双键，其中含一个键，一个键，EDTANa-Fe(Ⅲ)中还有离子键。(3)由图4可知，围成的正四面体空隙有8个，该晶体结构中数目为，则数与正四面体空隙数之比为4:8=1:2。由图4可知，每个棱心均为形成的正八面体空隙的体心，则该晶体结构中形成的正八面体空隙数为，中有一半的填充在正四面体空隙中，另一半和填充在正八面体空隙中，即有1个和1个填充在正八面体空隙中，故有50%的正八面体空隙填充阳离子。图4中和的总数为3，的数目为4，晶胞中有8个图示结构单元，则1个晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，所以晶体密度为，解得。5.答案：(1)；10(2)O；C有4个价电子且半径较小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构(3)平面三角形；(或)(答案合理均可)(4)(5)分子间存在氢键，而分子间没有氢键(6)①②91：6解析：(1)Ni的原子序数为28，在元素周期表中处于第10纵行，基态Ni原子的价电子轨道表达式为。(2)同周期主族元素从左至右，电负性依次增大，则C、N、O三种元素中电负性最大的是O元素。由于C有4个价电子且半径较小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构，所以C在形成化合物时，其键型以共价键为主。(3)中阴离子为，中心原子N原子的成键电子对数为3，孤电子对数为，则N原子的价层电子对数为3，N原子采取杂化，则的空间构型是平面三角形；的价电子总数和原子总数均相等