2023届人教版高中化学二轮复习讲义-高考综合大题研究-物质结构与性质综合题模拟演练

模拟演练

I.硼及其化合物在工农业生产、新型材料等方面应用广泛。回答下列问题：

(I)B的基态原子核外电子排布式为,与硼处于同周期且相邻的两种元素和

硼的第一电离能由大到小的顺序为。

(2)硼、铝同主族，晶体硼的熔点为2300℃,而金属铝的熔点为°C,试从晶体结构解释其原

因：»

(3)我国著名化学家申泮文教授对硼烷化学的研究开启了无机化学的新篇章。

①最简单的硼烷是B2七,其分子结构如图所示：

B2Hb分子结构

B原子的杂化方式为。

②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，该分子内存在(填字母)。

A.σ键B.兀键

C.配位键D.离子键

③NaBE是一种重要的储氢载体，NaBH4中阴离子的空间结构是»

(4)氮化硼(BN)晶体是一种特殊的高硬度材料，其结构如图所示：

晶胞沿Z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是。已知氮化硼晶体

中晶胞参数为anm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度表达式为gem\

答案(I)IS22s22p∣C>Bc>B

(2)铝为金属晶体，晶体硼为共价晶体，原子间靠共价键结合，作用力较强，因此其熔点高于

铝(答案合理即可)

⑶①sp3②AC③正四面体形

1023

(4)正方形麻木

4X25

解析(4)晶胞的质量m=/T)=g,故夕=(aχ*-7>g∙cm-3=^^jgem〉。

2.铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列问题：

(I)Cu2O中阳离子的基态核外电子排布式为;Cu和Ni在元素周期表中的位置相邻，

Ni在元素周期表中的位置是。

(2)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醇，析出深蓝色的晶

体[Cu(NH3)4]SO4H2O(>

①乙醉分子中C原子的杂化轨道类型为；NJh与H'以配位键形成的NK的空间结

构是«

(2)[CU(NH3)4]SO4∙H2O中存在的化学键除了极性共价键外，还有。

③NH3极易溶于水的原因主要有两个,一是,二是o

(3)CUSo4溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子[CU(CN)4]2-,1molCW中含有的兀键数目

为。

(4)CU与F形成的化合物的晶胞结构如图所示，若晶体密度为“g∙cnΓ3,则CU与F最近距离

为pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简)。

答案(1)1s22s22p63s23p63d>0(∏Jζ[Ar]3dl0)第四周期第VliI族

(2)①sp3正四面体形②配位键、离子键

③氨分子和水分子间能形成氢键氨分子和水分子都是极性分子，相似相溶

(3)2NA

110

超卡需×IO

3.(2022•四川绵阳二模)新型铜锌锡硫化合物(CUrZnJSn：S”)薄膜太阳能电池近年来已经成为可

再生能源领域的研究热点。回答下列问题:

(I)Sn的价电子排布式为,Zn位于元素周期表的区。

(2)Si、P、S第一电离能由大到小的顺序是,其中电负性最大的元素是»

(3)Sor和SOr键角较小的是,原因是。

(4)向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，最终得到蓝色溶液，溶液中1mol[Cu(NH3)4]2+含有

个σ键。再向溶液中加入乙醇，得到深蓝色晶体，该晶体中不存在

______________(填字母)。

A.离子键B.共价键

C.配位键D.金属键

E.氢键

(5)锌黄锡矿(K型)是制备薄膜太阳能电池的重要原料，其晶胞结构如图所示(晶胞参数α=夕

=尸90。)。该晶体的化学式为,密度P=g∙cπΓ3(用含有NA的代

数式表示)。

^Sn

答案(I)5s25p2ds

(2)P>S>SiS

(3)S0ΓSOf,SOT的硫原子都是sp3杂化，但SoM有孤电子对，排斥作用较大，使其

键角小于SCT

(4)16NA(或16*X1023)D

880

(5)Cu2ZnSnS4五须X18°

解析(I)Sn位于第五周期第IVA族，价电子数等于最外层电子数，即Sn的价电子排布式为

5s25p2:Zn位于元素周期表第四周期第∏B族，属于ds区。

(2)三种元素属于同周期，同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但第IIA>第WA,第VA

>第VIA,Si>P、S第一电离能由大到小的顺序是P>S>Si;同周期从左向右电负性增大(稀

有气体除外)，因此电负性最大的元素是S。

(3)SoM中中心原子S的价层电子对数为3+6+27X2=4,Sor中中心原子S的价层电子

对数为4+6+2；4X2=4,前者含有1个孤电子对，后者不含孤电子对，根据孤电子对之间

的斥力›孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力，因此SOT的键角小于

SOfo

(4)Cιp+与NH3之间形成配位键，1个CU2+与4个NH3形成4个配位键，即形成4个σ键，

NH3中N与3个H形成3个σ键，因此1mol[Cu(NH3)肝+含有(4+4X3)NA个σ键，即16NA

或16XX1023个σ键；深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4H2O,[Cu(NH3)4]2+与SOF之间形成离子

键，CU2+与NH3之间形成配位键，N和H之间形成共价键，[Cu(NH3)4]SO4∙H2O也含有氢键，

但不含有金属键。

(5)根据晶胞图可知，CU位于顶点、面心和体心，个数为8X∙∣+4x1+1=4,Zn位于棱上和

oZ

面心，个数为4x(+2X4=2,Sn位于面上，个数为4X^=2,S位于晶胞内部，个数为8,

2

即化学式为Cu2ZnSnS4;晶胞的质量为^X(64X2+65+119+32X4)g,晶胞的体积为

(64×2+65+119+32×4)g

(a×a×2a×↑0~30)cm3,根据密度的定义，该晶胞的密度为

(〃X。X2QXIO30)Cm3

QQA

会X103°g∙cm-3

4.(2022・湖南岳阳一模)太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,

第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜锢钱硒ClGS(ClS中掺入Ga)等化合物

薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。

(1)亚铜离子(CU+)基态时的价电子排布式表示为o

⑵硒为第四周期元素，相邻的元素有碑和澳，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为

(用元素符号表示)。

(3)铜晶胞如图所示，则堆积方式是(填堆积名称)，其配位数为；往Cu

的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列说法正确的是(填字母)。

铜晶胞

A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键

B.在[Cu(NH3)邛+中CM+给出孤电子对，NH3提供空轨道

C.[CU(NH3)4：ISO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素

D.Scr与POr互为等电子体，空间结构均为正四面体形

(4)与钱元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸

(H3BO3)溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是

一元弱酸的原因。

①H3BO3中B原子的杂化类型为杂化。

②写出硼酸在水溶液中的电离方程式:。

(5)硅与碳是同一主族元素，其中石墨为混合型晶体，已知石墨的层间距为335pm,C—C键

长为142pm,计算石墨晶体密度为g∙cn<3(结果保留两位有效数字，NA为XIO23

moΓ')..

答案(l)3d'°

(2)Br>As>Se

(3)面心立方最密堆积12AD

+

(4)①sp2②H3BO3+H2O[B(OH)4)]+H

(5)

解析(1)亚铜离子是由铜原子失去了一个电子得到的，所以有28个电子，所以Cu+基态时

的价电子排布式为3d1°o

(2)同一个周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于相邻

元素，故硒、碑和澳元素的第一电离能从大到小顺序为Br>As>Se0

(3)往CU的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4,该化合物是离子化合物，在

[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键，选项A正确；在[Cu(NH3)4肚+中

NH3给出孤电子对，C/+提供空轨道，选项B错误；[Cu(NH3)4]SO4组成元素中第一电离能

最大的是氮元素，选项C错误；SOH与PO1互为等电子体，空间结构均为正四面体形，选

项D正确。(4)①在硼酸(H3BO3)分子中，B原子与3个羟基相连，则分子中B原子杂化轨道

数目为3,杂化轨道的类型是sp2杂化。②硼酸(H3BO3)能电离，它在水中能结合水电离出的

OH-,形成[B(OH)4「，则硼酸还电离出氢离子，则其电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]

+

^+H0

(5)石墨的层间距为335pm,可以认为一层石墨的厚度是335pm,对某一层石墨中的一个六

元环，正六边形环的边长是142pm,面积S=(6X3X142X142sin600)pm2≈≡52pm2,环的

厚度6=335pm,那么一个环占有的体积M=S4=52X335pι∏3-X1(Γpnι3=χio-c∏13,六

2M

元环中每个C原子都被3个环共用，一个环实际有2个C原子，一个环的质量w=ττ-=2×

33

错误！gQX10-23g.所以，石墨的密度P=错误!=错误！g∙cm^≈≈g∙cm^0

5.钛(Ti)和钻(Zr)是同一副族的相邻元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。

回答下列问题：

(1)钛和错的价层电子结构相同，基态错原子的价层电子排布式为；与钛同周期元素

的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有种。

⑵Ti(BH是一种储氢材料-°BH4的空间结构是,H、B、Ti的电负性由小到大的顺

序为»

(3)ZrCl4可以与乙二胺形成配合物［ZrCl4(H2NCH2CH2NH2)］。

①1moɪ［ZreI4(H2NCH2CH2NH2)］中含有σ键的数目为。

②H2NCH2CH2NH2形成［ZrCLt(H2NCH2CH2NH2)］后，H-N-H键角将(填“变

大，，，，变小，，或“不变”)，原因是。

(4)已知TiO2晶胞中Ti，+位于所构成的正八面体的体心，ZrO2晶胞中ZN位于O?所构成

的立方体的体心，其晶胞结构如图所示。

Tio2晶胞Zro2晶胞

①TiCh晶胞中02的