（江苏专用）高考化学二轮复习 专题九 原子、分子晶体结构与性质检测与评估-人教版高三全册化学试题

专题九原子、分子晶体结构与性质1.(2014·无锡一模)自然界中存在大量的金属元素,其中钠、镁、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。(1)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,工业合成氨生产中常用铁触媒作催化剂。请写出Fe元素的基态原子核外电子排布式:。(2)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气体中的CO(Ac-=CH3COO-),其反应如下:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO[醋酸羰基三氨合铜(Ⅰ)]ΔH<0①C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为。②[Cu(NH3)2]+中存在的化学键类型有(填字母)。A.配位键B.离子键C.极性共价键D.非极性共价键③氨分子中N原子的杂化方式为。(3)NaCl和MgO都属离子化合物,NaCl的熔点为801.3℃,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是(4)铜的化合物种类也很多,其常见价态为+1、+2价。如CuO、Cu2O、CuH等。右图是铜的一种氯化物晶体的晶胞结构,则它的化学式是。2.(2014·海门一模)能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。图1图2图3(1)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层,写出基态镍原子的核外电子排布式:。(2)富勒烯衍生物具有良好的光电性能。富勒烯(C60)的结构如图1所示,分子中碳原子轨道的杂化类型为;1molC60分子中σ键的数目为。科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能,其晶胞如图2所示,该化合物中K原子和C60分子的个数比为。(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。①第一电离能:As(填“>”、“<”或“=”)Se。②二氧化硒分子的空间构型为。(4)金属酞菁配合物可应用于硅太阳能电池中,一种金属镁酞菁配合物的结构如图3所示,请在图中用箭头表示出配位键的位置。3.(2014·启东模拟)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A、E原子的最外层电子数均等于其周期序数,E原子的电子层数是A的3倍;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子。请回答下列问题:(1)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为(填元素符号)。(2)D元素与氟元素相比,电负性:D(填“>”、“=”或“<”)氟元素。(3)BD2在高温、高压下所形成的晶体晶胞如右图所示。该晶体的类型属于(填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体,该晶体中B原子轨道的杂化类型为。1molB2A2分子中含σ键的数目是(4)光谱证实单质E与强碱溶液反应有[E(OH)4]-生成,则[E(OH)4]-中存在(填字母)。a.共价键b.配位键c.σ键d.π键4.(2014·启东模拟)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:(1)Ni原子的价电子排布式为。(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠相同,Ni2+和Fe2+半径分别为69pm和78pm,则熔点:NiO(填“>”或“<”)FeO。(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构如右图,该合金的化学式是。(4)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如右图。①该结构中,碳碳之间的共价键类型是σ键,碳氮之间σ键与π键的个数比是,氮镍之间形成的化学键是。②该结构中,氧氢之间除共价键外还存在。③该结构中,碳原子轨道的杂化类型有。5.(2014·盐城模拟)具有光、电、磁等特殊功能的新型材料是目前化学研究的热点之一,二硫醇烯与锌的配合物(C)的一种合成途径如下:(1)锌原子基态时核外电子排布式为。(2)下列说法正确的是(填字母)。a.金属钠的熔点比金属锂高b.金属钠晶体属于面心立方堆积c.CS2的沸点比CO2高d.硫化钠晶胞(如右图所示)中含4个S2-(3)化合物B中C的空间构型是(用文字描述)。(4)配合物C中Zn2+的配位数是(填数字),N原子轨道的杂化类型是。(5)1mol化合物A中含有σ键的数目为。6.(2014·泰州一模)科学研究表明,月球上可能存在少量水;月岩中含有钛铁矿,其主要成分的晶胞如右图所示。(1)钛铁矿中主要成分的化学式为。(2)基态铁原子的价电子排布式为。(3)冰的密度比干冰(固态CO2)的密度小,其主要原因是。(4)水溶液中,H+主要以H3O+形式存在。H3O+中O原子的杂化轨道类型为,空间构型为(用文字描述),写出一种与H3O+互为等电子体的离子的化学式:。(5)Ti4+经多步反应得配合物[Ti(H2O)6]Cl3,1mol该配合物中含σ键的数目为。7.(2014·常州模拟)过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注,因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。(1)铜离子与氨基酸形成的配合物具有杀菌、消炎和抗肿瘤活性。与铜属于同一周期,且未成对价电子数最多的元素的基态原子核外电子排布式为。(2)CO可以和很多过渡金属形成配合物,如羰基铁[Fe(CO)5]、羰基镍[Ni(CO)4]。CO分子中C原子上有一对孤对电子,C、O原子都符合8电子稳定结构,CO的结构式为,与CO互为等电子体的离子为(填离子符号),C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为。(3)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如右图所示。①此配离子中含有的作用力有(填字母)。A.离子键B.金属键C.极性键D.非极性键E.配位键F.氢键G.σ键H.π键②此配合物中碳原子轨道的杂化类型有。(4)Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有钛的两种颜色的配合物,一种为紫色,另一种为绿色,相关实验证明,两种物质的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种配合物的成键情况,设计了如下实验:分别取等质量的两种物质的样品配成待测溶液;分别往待测溶液中滴入过量的AgNO3溶液并充分反应,均产生白色沉淀;测定沉淀质量并比较,发现由原绿色物质得到沉淀的质量是由原紫色物质得到沉淀的质量的。则原绿色配合物的内界的化学式为。8.(2014·南京、盐城一模)2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家,以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。可以用量子化学计算小区间内(如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中)的化学反应。(1)固氮酶有铁蛋白和钼铁蛋白两种,它们不仅能够催化N2还原成NH3以外,还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯,下列说法正确的是(填字母)。a.C2H2、C2H4都是非极性分子b.碳负离子C呈三角锥形c.NO+的电子式为d.NH3的沸点比N2的高,主要是因为前者是极性分子(2)钒可合成电池电极,也可人工合成二价钒(V)固氮酶(结构如图1)。①基态V2+的核外电子排布式为。②钒固氮酶中的钒的配位原子有(填元素符号)。③熔融空气电池钒硼晶体的晶胞结构如图2所示,该晶胞中含有钒原子的数目为。(3)烟酰胺(结构式如图3)可用于合成光合辅酶NADPH,烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有,1mol该分子中含σ键数目为。专题九原子、分子晶体结构与性质1.(1)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)(2)①C<O<N②AC③sp3杂化(3)MgO晶体中所含离子半径小,离子所带电荷数多,晶格能大(4)CuCl解析(1)Fe是26号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或写为[Ar]3d64s2。(2)①同周期元素自左到右第一电离能有增大趋势,但由于ⅡA元素s轨道为全满,ⅤA族元素p轨道为半满状态,使得该两族元素的第一电离能大于相邻主族的第一电离能,故N>O>C;②在[Cu(NH3)2]+中,Cu+与NH3之间为配位键,NH3分子中N、H原子间为极性共价键;③氨分子中含有一对孤对电子,故分子中N原子采用sp3杂化。(3)NaCl晶体和MgO晶体都是离子晶体,但离子半径:r(Na+)>r(Mg2+),r(Cl-)>r(O2-),故MgO晶体中所含的离子半径小,离子所带电荷多,晶格能大,熔点高。(4)在该晶胞中,大白球代表的原子在顶点和面心位置,平均含有×8+×6=4个,小黑球代表的原子全部在晶胞内,也有4个,即两种原子个数比为1∶1,若是氯化物则化学式为CuCl。2.(1)[Ar]3d84s2(或1s22s22p63s23p63d84s2)(2)sp290mol3∶1(3)①>②折线形(4)解析(1)镍的原子序数为28,其基态核外电子排布式为[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2。(2)根据富勒烯(C60)的结构可以知道碳原子形成了两个碳碳单键和一个碳碳双键,没有孤对电子,所以碳原子的杂化类型为sp2。1molC60分子中σ键的数目为60mol×3÷2=90mol。晶体中C60数目是8×+1=2,K的数目是6×2×=6,K原子和C60分子的个数比为3∶1。(3)As与Se同周期,由于As原子结构中p轨道为半充满结构,比较稳定,所以第一电离能As大于Se。二氧化硒与二氧化硫互为等电子体,二氧化硫为折线形分子,所以二氧化硒的空间构型也为折线形。(4)金属镁酞菁配合物存在两种形式的氮原子,一种氮原子形成氮碳双键,含有孤对电子与镁形成配位键;另一种氮原子形成氮碳单键,与镁形成共价键,具体见答案。3.(1)C<O<N(2)<(3)原子sp33mol(或1.806×1024)(4)abc解析A、E原子的最外层电子数均等于其周期序数,E原子的电子层数是A的3倍,A是氢,E是铝;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,电子排布是1s22s22p2,B是碳;D原子L层上有2对成对电子,电子排布是1s22s22p4,D是氧;B、C、D元素的原子序数依次增大,C为氮。(1)由于N原子结构中p轨道为半充满结构,比较稳定,所以第一电离能大小为C<O<N。(2)氧与氟同周期,氟的原子半径小,最外层电子数多,电负性大。(3)根据条件是高温、高压下所形成的晶体,所以此时晶体是原子晶体;此晶体中碳原子与四个氧原子形成共价键,所以碳原子轨道的杂化类型为sp3;C2H2的结构式是H—C≡C—H,1molC2H2中含有3molσ键。(4)[Al(OH)4]-中氧氢之间为共价单键,铝离子与氧氢根离子之间是配位键,答案是abc。4.(1)3d84s2(2)>(3)LaNi5(4)①1∶1配位键②氢键③sp2、sp3解析(1)镍的原子序数为28,其价电子排布式为3d84s2。(2)离子晶体的熔点高低取决于离子半径和离子所带电荷数目,现在NiO、FeO电荷数目相同,由于离子半径Ni2+小于Fe2+,所以熔点NiO大于FeO。(3)晶胞中黑球(La)的数目是8×=1,小白球(Ni)的数目是8×+1=5,合金的化学式是LaNi5。(4)①碳氮之间形成的都是双键,所以σ键与π键的个数比是1∶1;氮镍之间形成的化学键是配位键。②该结构中,氧氢之间除共价键外还存在氢键。③该结构中,碳原子形成了碳氮双键,甲基中碳原子形成了单键,所以碳原子轨道的杂化类型有sp2、sp3。5.(1)[Ar]3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2)(2)cd(3)平面三角形(4)4sp3(5)8mol解析(1)锌的原子序数为30,其基态核外电子排布式为[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2。(2)金属钠与金属锂同主族,钠原子半径大于锂原子半径,金属键弱,熔点低,a错误;金属钠晶体属于体心立方堆积,b错误;CS2与CO2都属于分子晶体,相对分子质量CS2大于CO2,前者沸点高,c正确;硫化钠晶胞中S2-(大黑球)的个数是8×+6×=4,d正确。(3)C与C互为等电子体,而C中的碳原子无孤对电子,杂化轨道类型为sp2,空间构型是平面三角形。(4)配合物C中Zn与4个硫形成配位键;氮元素没有孤对电子,形成4个共价键,N原子轨道的杂化类型为sp3。(5)化合物A中有6个碳硫共价单键,有1个碳碳双键和1个碳硫双键,所以1mol化合物A中含有σ键的数目为8mol。6.(1)FeTiO3(2)3d64s2(3)冰中存在分子间氢键,空隙较大(或干冰晶体的配位数比冰大,空间利用率高)(4)sp3三角锥形C(5)18mol解析(1)钛铁矿晶胞中大白球(Fe)的个数是1,小白球(Ti)的个数是8×=1,灰球(O)的个数为12×=3,化学式为FeTiO3。(2)铁的原子序数为26,其价电子排布式为3d64s2。(3)冰的密度比干冰(固态CO2)的密度小,其主要原因是冰中存在分子间氢键,空隙较大或干冰晶体的配位数比冰大,空间利用率高。(4)H3O+中有三个共价键,含有一个配位键,所以杂化轨道类型为sp3,空间构型为三角锥形,H3O+中原子个数是4,价电子总数是8,与之互为等电子体的离子是C。(5)该配合物中,H2O分子与Ti3+形成的配位键全部是σ键,而H2O分子中的两个O—H键也是σ键,故1mol该配合物中含σ键的数目为18mol。7.(1)[Ar]3d54s1(或1s22s22p63s23p63d54s1)(2)C≡OCN-N>O>C(3)CDEGHsp2、sp3(4)[TiCl(H2O)5]2+解析(1)与铜属于同一周期,且未成对价电子数最多的元素是铬,而铬的原子序数为24,基态核外电子排布式为[Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1。(2)CO与N2互为等电子体,N2的结构式为N≡N,所以CO的结构式为C≡O;与CO互为等电子体的离子是CN-;由于N原子结构中p轨道为半充满结构,比较稳定,所以第一电离能大小顺序为N>O>C。(3)①根据配离子结构可以知道配离子中含有的作用力有极性键、非极性键、配