2023山东、海南化学高考第二轮总复习练习题-大题突破练5物质结构与性质综合题

大题突破练5物质结构与性质综合题

1.(2022山东德州二模)锌及其化合物在工业、农业方面用途广泛。

(1)基态Zn原子的价电子排布式为〇

(2)Zn原子能形成多种配位化合物。ー种锌的配合物结构如图:

其中C、N、〇、Zn元素的第一电离能大小关系是,结构中参与sp3杂化的

原子有个。配位键①和②相比,较稳定的是;键角③

(填“〉”“〈”或"ゴ)键角④。

(3)(CH3coO)2Zn和ZnCzCM中阴离子对应的酸中沸点较高的是(写结构

简式),原因是。

(4)ZnO存在多种晶体结构,其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构,如图为这两

种晶体的局部结构。

①图a纤锌矿型ZnO晶体中CP-的配位数为。

②闪锌矿型中Zi?+填入CP一所形成的“正四面体”空隙中,闪锌矿晶胞中含有

个“正四面体”空隙。

③图b闪锌矿型晶胞密度为pg・cm-3,则Z/+与CP啲距离为nm。(设NA

为阿伏加德罗常数的值)

2.(2022山东济宁二模)光电材料［氟代硼镀酸钾晶体(KBe2BO3F2)等］是目前科学家特别

关注的材料。其结构如图所示,其中氧原子已省略,图中的原子分别位于立方体的顶点、

棱及面上,可由Be。、KBF4和B203在一定条件下制得,同时放出BF3气体。

(1)基态B原子中有种能量不同的电子,存在未成对电子的能级电子云空间有.

种伸展方向。

(2)KBe2BO3F2结构图中X表示(填元素符号),组成元素中非金属元素的电负

性由强到弱的顺序为(填元素符号);BFス中B原子的杂化方式为,

已知苯分子中含有大兀键,可记为磽(右下角“6”表示6个原子,右上角“6”表示6个共用电

子),实验测得BF3分子中B-F的键长远小于二者原子半径之和,所以BF3分子中存在大兀

键,可表示为〇

(3)已知卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。发生亲核水解的结构条件:中心原子

具有タ和有空的价轨道;发生亲电水解的结构条件:中心原子有孤电子对,接受H20的H+

进攻,则NCb发生水解的产物是0

(4)若立方体边长分别为m,加,“(单位为pm),则该晶体的密度为gem、セ设^A

为阿伏加德罗常数的值,列出计算式)。

3.(2022山东青岛ー模)铭是人体内微量元素之一,是重要的血糖调节剂。

(1)倍在元素周期表中的位置为,其基态原子核外电子占据的原子轨道

数为。

⑵已知CN+半径小,正电场较强,容易与H2O、Nル、Ct等分子或离子形成多种配合

物,©(比。)2。H)4ル13・2比0是其中的一种。

①该配合物中提供孤电子对形成配位键的原子是〇

②中心原子杂化方式为(填字母)。

a.sp2b.sp3

c.sp3dd.d2spコ

③该物质中,N—H的键角比独立存在的气态氨气分子中键角略大,其原因

疋〇

(3)钛格合金是ー种高温结构材料,第二电离能/2(Ti)(填“〉”或“<")/2(Cr),原因

疋〇

(4)铭的ー种氮化物晶体立方晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0),则B点分数坐

标为〇已知r(N3')=tznm,r(Cr3+)=&nm,则AB间距离为

nm。

oN3"因

•Cr"X

4.(2022福建龙岩三模)镇是ー种硬而有延展性并具有铁磁性的金属,在许多领域应用广

泛。回答下列问题：

(1)基态Ni原子核外电子的运动状态有一种;Ni的熔点明显高于Ca,其原因

疋0

(2)Ni-NTA-Nangold可用于检测或定位6x组氨酸(His)或Poly-His标记的重组蛋白。

Ni(H)-NTA的结构简式如图所示。

①与Ni2+配位的原子形成的空间结构为_______________。

②配体N(CH2COO)3中4种元素的1\从大到小的顺序为(用元素符号表

示)。

③已知N.......Ni存在大兀键,其结构中氮原子的杂化方式为。

(3)镇掺杂的稀磁半导体DMS的立方晶胞结构如图所示。已知晶体密度为dg-cm-3,设

NA为阿伏加徳罗常数的值,则Ni原子与Mg原子间的距离为cm(列出计算表

达式)。

•M

Ow

O

Fe

5.(2022广东汕头二模)锲钻锦三元材料

LiNi£o.vMル02是ー类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好等优点。

(I)锦元素基态原子的电子排布式为,裸钻镒三种基态原子中未成对电

子数最多的是(填元素符号)。

(2)镇可以形成多种配合物,如Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4等。

①上述两种配合物都存在的化学键是(填字母)。

a.离子键b.配位键

c.极性键d.非极性键

②Ni(CO)4常温下难溶于水,易溶于CC14中,可推知其为(填“极性分子”

或“非极性分子")。

③[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的空间结构为。

(3)锂离子电池目前广泛采用溶有LiPF6的碳酸酯作为电解液。

①LiPF6各元素的第一电离能从大到小的顺序为〇

〇

②常见溶剂碳酸乙烯酯(ル)中碳原子的杂化方式是0

(4)LiCoO2的晶胞是六棱柱,其结构如图所示,银钻锦三元材料中Ni和Mn取代了部分

Co的位置:

晶胞中含Li原子数为,若晶胞的底边边长为cinm,高为cnmx:y：

z=l：1：1,则LiNi.Co「Mn二O2晶胞的密度为g・cm-3(设NA为阿伏加德

罗常数的值,列出计算式)。

6.(2022广东韶关二模)硼、钛、铁、铜等元素的化合物具有广泛的应用价值。回答下

列问题:

(l)Ti(BH4)3(硼氢化钛)可由TiCト和LiBH4反应制得。基态钛原子的价层电子排布图(轨

道表示式)为。B%的空间结构为,B原子的杂化轨道类型

为。电负性大小顺序为H(填“〉”或“ぐ)B。

(2)基态铁原子核外电子运动状态有种。Fe成为阳离子时首先失去轨

道电子。FeCb的熔点为306℃、沸点315℃,FeC13的晶体类型为。

(3)元素Cu的ー种氯化物立方晶胞结构如图所示:

①原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置,图中各原子坐标参数如下:A为

(0,0,0)、B为(0」,1)、C为(1,0,0),则D原子的坐标参数为〇

②该晶体中,铜、氯的微粒个数之比为。

③若晶胞边长为apm,铜元素微粒半径为bpm,氯元素微粒半径为cpm,则该晶胞的空间

利用率(即晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率)为_(列出计算式)。

7.(2022四川成都三诊)某笼形包合物

Ni(CN)〃(NH3%(C6H6).的晶胞如图所示。回答下列有关问题。

(1)基态課原子的价层电子排布式为_________;该物质中非金属元素电负性由大到小

是。

(2)NH3中N的杂化轨道类型为;从结构角度分析C、P原子之间不易形成兀

键的原因是。

(3)在晶胞中,银离子与CN一之间产生配位键,配体CN-提供的配位原子有0

(4)推测该包合物中氨与苯分子数目比,即b：c为淇中Ni的平均化合价

为。

(5)若此晶胞体积为V=がnn?,设阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞的摩尔质量为M则晶体

密度为g-cm-3(列出计算表达式)。

8.(2022河南商丘三模)CIGS靶材是ー种主要含铜、锢(In)、钱(Ga)、硒(Se)的合金,由于

其良好的电学传导和光学透明性被广泛用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题:

(1)基态Ga的核外电子排布为[Ar]3d104s24pし转化为下列激发态时所需能量最少的是ー

(填字母)。

3d4s4p

A-lArJ也出用田[KTn

3d4s4p

B.[Ar]|f||f||f||f||U!mPFTfn

3d4s4p

C.rAr]|t||t||t；|t||U|□nTtTTl

3d4s4p

DE□川い

(2)硫酸铜分别和氨水、EDTA

[(HOOCCH2)2NCH2cH2N(CH2coOH)2]可形成配合物[CU(NH3)4(H2O)2]SO4、

[CU(EDTA)]SO4O

①EDTA中碳原子杂化方式为〇

②C、N、0、S四种元素中,第一电离能最大的是0

③在[CU(NH3)4(H2O)2]SO4化合物中,阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图),该阳离子中

存在的化学键类型为,该化合物加热时首先失去的组分

疋〇

(3)四方晶系CuInSeZ的晶胞结构如图所示,晶胞参数为"〃?pm,c=2〃?pm,晶胞棱边夹

角均为90°。设阿伏加德罗常数的值为NA,CuInSe2的相对质量为M则该晶体密度p=_

g-cm-3(用含有加、M和NA的代数式表示)。该晶胞中,原子坐标分别为2号Cu原子

(0,0.5,0.25),3号In原子(0,0.5,0.75),4号Se原子(0.25,0.75,0.125)。则!号Se原子的坐标

为,晶体中与单个In键合的Se有个。

参考答案

大题突破练5物质结构与性质综合题

1.答案⑴3di°4s2

(2)N>0>C>Zn8①〉

(3)HOOC—COOH草酸的相对分子质量高于醋酸,同时草酸分子中存在两个竣基结构,与其他

分子形成分子间氢键的数目多于醋酸

(4)①4②8鳄3.24X1023

PNA

解析(1)Zn位于元素周期表中第四周期第IIB族,价电子排布式为3d希4s2。

(2)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,故

第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>Zn;结构中的单键碳原子和水中的氧原子都参与sp3杂

化,共有8个原子。N和。相比,N的电负性弱,更容易提供孤电子对,配位键更加稳定,故更加稳

定的是配位键①;键角③是双键和单键之间的排斥力,电子云密度大,排斥力较大,键角较大,键角

④是单键和单键之间的排斥力,电子云密度小,排斥力较小,键角较小,故键角③>键角④。

(3)阴离子对应的酸分别为乙酸(CH3COOH)、草酸(HOOC—COOH),草酸的相对分子质量高于醋

酸,同时草酸分子中存在两个験基结构,与其他分子形成分子间氢键的数目多于醋酸,故沸点高的

是HOOC—COOHo

(4)①由题图可知,a纤锌矿型ZnO晶体中〇ユ.的配位数为4;②〇”所形成的“正四面体”空隙有8

个;③根据均摊原则，闪锌矿型晶胞含有Zn原子数4x1=4,0原子数8x1+6x；=4,晶胞的边长是

33:岭ザ:nm,则Zi?+与〇"的距离为

V333.24X1023

2.答案⑴33(2)BeF>O>Bsp3哨

(3)NH3、HC1O

_308_

(4)230

(mnxlO_WA

解析⑴基态B原子的核外电子排布式为Is22s22p\ls、2s、2P能量不同,则有3种能量不同的电

子;2P能级存在未成对电子,p能级电子云空间有3种伸展方向。

(2)图中的原子分别位于立方体的顶点、棱及面上,根据“均摊

法”,K:8xg+2x；=2,X:8x；+4xW=4,Y:8x；+4x±=4,Z:4x；+2x；=2,结合化学式KBe?BO3F2,原子半

径:Be>B>F,故图中X表示Be,丫表示F,Z表示B;B、〇、F为非金属元素,三者处于第二周期,同

周期从左到右元素的电负性逐渐增大,则电负性由强到弱的顺序为F>O>BoBFス中中心原子B

上的孤电子对数为多<(3+l-4xl)=0,o键电子对数为4,价层电子对数为0+4=4,故B原子采取sp3杂

化;B原子最外层有3个电子,F原子最外层有7个电子,BF3中中心原子B上的孤电子对数为

效3-3x1)=0,◎键电子对数为3,价层电子对数为0+3=3,B原子采取sp2杂化,1个B原子与3个F

原子之间形成3个。键,B原子未参与杂化的p轨道上没有电子,1个B原子和3个F原子形成

大兀键,B原子不提供电子,每个F原子提供2个电子,故BF3分子中存在的大兀键表示为n%

(3)NCL中中心原子N上的孤电子对数为うx(5-3xl)=l,根据“中心原子有孤电子对,接受比0的

H+进攻”,则NCh水解生成Nth和HClOo

晶胞的体积为3()个晶胞的质量为4二響该晶体的密度为ー型而一

(4)m2〃x10cm\1之:产gg,2-oug-cm-

NA网?nnxl0NA

3.答案(1)第四周期第VIB族15

(2)①〇、N②d③独立存在的氨气分子中氮原子含有一对孤电子对，而该物质中的N原子的

孤电子对提供出来与C产形成了成键电子对

(3)<钛第二电离能失去的是4s,电子,铝第二电离能失去的是半充满的3d5电子

(4)(1,琦)3(a+b)

解析(1)铭・的原子序数为24,在元素周期表中的位置为第四周期第VIB族;其基态原子的核外电

子排布式为Is22s22P63s23P63d54s公能级1个轨道,p能级3个轨道,d能级5个轨道,结合洪特规

则，其占据的原子轨道数为1+1+3+1+3+5+1=15。

3

(2)①该配合物中[CKHzOMNHsUlCLaOHzOCr+是中心离子,内界中H2O和NH3是配位体,配位

体中的〇原子和N原子有孤电子对Q原子和N原子提供孤电子对与Cr"形成配位键。

③该物质中,N—H的键角比独立存在的气态氨气分子中键角略大,其原因是独立存在的氨气分

子中氮原子含有一个孤电子对,而该物质中的N原子的孤电子对提供出来与Cr3+形成了成键电

子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,故N—H的键角比独

立存在的气态氯气分子中键角略大。

(3)钛原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,第二电离能失去的是4sl电子,辂第二电离能失去的是

3d5电子,3d,处于半充满状态,较为稳定,需要较大能量才能失去,故第二电离能/2(Ti)<72(Cr)〇

(4)从该晶胞图示可知,A点分数坐标为(0,0,0),结合B点在x、y、z三个坐标轴上的投影,则B点

分数坐标为(1,1,；);已知r(N')=anm,r(Cr")=6nm,晶胞参数为2(q+b)nm,则面对角线为2遮(a+b)

nm,B点到底面的长度为(a+b)nm,则AB间距离为+b)]2+(a+b)2nm=3(a+〃)nm。

4.答案(1)28Ni与Ca同周期,Ni的原子半径比较小且价电子数多,形成的金属键比较强,熔点比

较高

(2)①八面体形②N>O>H>C③sp?

解析⑴镁元素的原子序数为28,核外电子数为28,由泡利不相容原理可知,同种原子的核外没有

运动状态完全相同的电子,则基态原子核外电子的运动状态有28种;金属晶体的金属键越强,熔

点越高,锲和钙都是金属晶体,镶元素与钙元素同周期,锲原子半径比钙小且价电子数比钙多,形成

的金属键比钙强,熔点比钙高。

(2)①由配合物的结构可知,镶离子与具有孤电子对的氮原子和氧原子形成配位键,配位数为6,空

间结构为八面体形。③由N...Ni存在大兀键可知,结构中氨原子的杂化方式为sp2杂化。

(3)由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的镶原子个数为8x：=I,位于面心镁原子个数为6x；=3,位于

体内的铁原子个数为4,晶胞的化学式为NiMg3Fe4,设晶胞的边长为acm,由晶胞的质量公式可

得:際=ボム解得昕濃!,由晶胞结构可知,晶胞中镁原子与镁原子间的距离为面对角线的宏则锲

原子与镁原子间的距离为ぎ鹿|cm。

5.答案(1)Is22s22P63s23P63d54s2(或[Ar]3d54sうMn

⑵①be②非极性分子③正四面体形

⑶①F>P>Li②spユ、sp3

ル、ハ9x7+3x59+3x59+3x55+18x16

(4)9-------------------------

221

^acWAxlO-

解析(1)猛是25号元素,则镒元素基态原子的电子排布式为Is22s22P63s23P63d54s2或者[Ar]3d54s2,

锲、钻、镒三种基态原子的价层电子排布式分别为3d84s2、3d74s2、3d54sセ故它们基态原子中

的未成对电子数分别为2、3、5,则未成对电子数最多的是Mn。

(2)①Ni(C0)4中不存在离子键,a错误;Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SC>4都存在配位键,b正确;Ni(C0)4中

有C和〇之间的极性键,[Ni(NH3)6]SC)4中有N-H、S-0之间的极性键,c正确;Ni(CO)4、

[Ni(NH3)6]SO4都不存在非极性键,d错误。

②HzO是极性分子,C04是非极性分子,根据“相似相溶'’原理可知,Ni(CO)4常温下难溶于水,易溶

于CCし中,可推知其为非极性分子。

③[Ni(NH3)6]SO4中阴离子即SO^SOラ中中心原子S的价层电子对数为4,根据价层电子对互斥

理论可知,其空间结构为正四面体形。

(3)①根据第一电离能的变化规律:同一周期主族元素从左往右呈増大趋势,第HA族与第VA族

反常,同一主族从上往下依次减小,故LiPF6各元素的第一电离能从大到小的顺序为F>P>Lio

〇

②常见溶剂碳酸乙怖酯(d?)中形成碳氧双键的C原子周围形成了3个◎键,则该原子采用sp2

杂化,其余碳原子周围形成了4个◎键,采用sp3杂化。

(4)由题干晶胞图示可知,晶胞中含Li原子数为9,若晶胞的底边边长为anm,高为cnmイ'y/

z=l：1：1,根据晶胞可知,x+y+z=9,得ド尸z=3,即ー个晶胞中含有9个Li、3个Ni、3个Co、3

个Mn和18个〇,则ー个晶胞的质量为相=9x7+3x59+3x：：+3x55+18xl6g,ー个晶胞的体积为

レ二言。2cxi〇⑵cm、故其密度为ハニラ二

9x7+3x59+3x59+3x55+18x16

-------------------------------------g(m\

竽Q2CNAX10-21

3d_4s

6.答案⑴|t|t|丨丨|0B正四面体形sp3>(2)264s分子晶体

(3)①4,另)②1：1③16Tl，ドX100%

444

3d4s

解析(l)Ti的价层电子排布式为3d24s2,轨道表示式为［H江エコロ皿出脸的中心原子B

的价层电子对数为4+1x(3+l-4x1)=4,其空间结构为正四面体形,B采取sp3杂化;电负性是原子对

键合电子的吸引力,H的电负性大于B。

(2)铁原子核外有26个电子,每个电子的运动状态都不相同,所以铁原子核外电子运动状态有26

种;铁的价层电子排布式为3d64sシFe成为阳离子时首先失去的是最外层4s轨道上的电子,FeCL

的熔沸点比较低,故FeCh是分子晶体。

⑶①D位于晶胞内部,若把晶胞分为8个相等的小立方体,则D位于包含C的小立方体的体心。

根据A、B、C的原子坐标参数可知,D的原子坐标参数为(［彳,う。

②该晶体中,铜位于内部,共4个,氯位于顶点和面心,共8xi+6xi=4个,所以铜、氯微粒个数比为

1：lo

③晶胞中有4个铜原子、4个氯原子,占有的体积为4メキ(。3+ご3)pm1晶胞边长为〃pm,则晶胞体

积为がpn?,该晶胞的空间利用率为1吗ナx100%〇

7.答案⑴3d84s2N>C>H

(2)sp3C和P的原子半径较大,“头碰头"重叠形成n键之后很难进行“肩并肩”重叠形成兀键

⑶C

(4)1：1+2价(5)七x1〇2|

解析⑴Ni是28号元素,故基态锲原子的价层电子排布式为3d84s2;该物质中非金属元素即C、

N、H,根据电负性同一周期从左往右依次增大,同一主族从上往下依次减小可知,电负性由大到

小是N>C>Ho

(2)NH3中中心原子N原子周围的价层电子对数为4,则N的杂化轨道类型为sp3,C和P的原子半

径较大,“头碰头”重叠彫成。键之后很难进行“肩并肩”重叠形成兀键。

(3)在晶胞中,媒离子与CN一之间产生配位键,CN一中C和N上均有孤电子对,但由于C的电负性小,

更容易给出孤电子对,则配体CNー提供的配位原子有C。

(4)由题给图示晶胞可知,1个晶胞中含有的Nホ个数为2个,苯分子个数为2个,故该络合物中氨

与苯分子数目比,即Z?：c为2：2=1：1,一个晶胞中含CN个数为4,Ni的个数为2,其中Ni的平

均化合价为ナ=+2价。

(5)晶体密度为p=?=-------