高中化学二轮复习 物质结构与性质综合题(选考)作业

物质结构与性质综合题(选考)

1.(2022江西八所重点中学联考)元素周期表中第四周期元素形成的化合物种类丰

富。回答下列问题：

(1)基态Cu原子的核外电子排布式为。

(2)K与Zn属于同一周期,K的第一电离能小于Zn的第一电离能，原

因:0

(3)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5]CbH2O,该化合物中n3+的配位数

为。

该化合物中不含(填字母)。

Ao键B.兀键

C.配位键D.离子键

E.极性键F.非极性键

(4)Cu2+在氨水溶液中可以形成

2+

[CU(H2O)2(NH3)4],1mol

[CU(H2O)2(NH3)4产中含有的o键数目为(设NA为阿伏加德罗

常数的值);配体分子NH3键角大于H2O的原因为。

(5)NiO晶胞为NaCl型结构(如图)。其中Ni2+可看成填充在。2-组成的正

面体空隙中，填充率为100%。将NiO在空气中加热，部分Ni2+被氧化为Ni3+,成为

Ni,O(x<l),晶体仍保持电中性，则会出现晶体缺陷，填充率下降。现有NivO晶胞的

质量为4.0x10-22g。则分别填充Ni2+、Ni3+和未填充Ni离子的空隙个数之比

为。

2.(2022四川射洪模拟测试)硼、氮、磷、钻、锲等元素的化合物在现代农业、科

技、国防建设中有着许多独特的用途。

(1)制备氮化硼(BN)的一种方法为BCh(g)+NH3(g)—BN(s)+3HCl(g)»立方氮化

硼(BN)硬度大、熔点为3000℃,其晶体类型为。试用

价层电子对互斥理论解释BCh的键角比NH3大的原

因:o

(2)磷原子在成键时，能将一个3s电子激发到3d能级而参与成键，写出该激发态磷

原子的核外电子排布式:o

⑶钻位于周期表的区，钻与NH3易形成正八面体形的［CO(NH3)6产配

离子,试推测［CoCb(NH3)4］+的空间构型有种。Co可以形成六方晶系的

CoO(OH),晶胞结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度

为g・cm-3(用代数式表示)。

3.(2022陕西西安六区联考三)2021年7月4日,“神舟十二号”航天员圆满完成出舱

任务。“神舟十二号''制作材料中包含了Cu、Ga、Ni、Xe等多种元素。回答下列

问题：

(1)基态铜的价层电子排布式为。

(2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2在室温下易升华。XeF2中心

原子的价层电子对数为o

(3)含有两个或两个以上配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位

成环而形成的配合物称为螯合物。Ni2+的一种螯合物结构如图所示,1mol该配合

物中通过螯合作用形成的配位键有mole

ci

H2C—H2N^^NH-CH2

INH^2

Cl

OLa

*Ni

(4)银基合金储氢的研究已取得很大进展。如图是一种银基合金储氢后的晶胞结

构示意图。该合金储氢后,H2与Ni的物质的量之比为。

(5)①氮化绿与金刚石具有相似的晶体结构，氮化钱中氮原子与铁原子之间以—

相结合，氮化线属于晶体。

②氮化钱为立方晶胞，氮化钱的密度为dg-cm-3。列出计算氮化像晶胞边长a的表

达式:a=cm。

4.(2022青海西宁二模)氮化铉(GaN)、碳化硅(SiC)是第三代半导体材料。

(1)基态Ga原子的核外电子排布式为oGa、N和0的第

—电离能由小到大的顺序为O

(2)GaCb的熔点为77.9℃,气体在270℃左右以二聚物存在,GaF3的熔点为1

000℃;GaCh的熔点低于GaF3的原因为。

(3)GaCL“NH3(x=3,4,5,6)是一系列化合物，向含1molGaCl.vxNHa的溶液中加入足

量AgNO3溶液,有难溶于稀硝酸的白色沉淀生成;过滤后，充分加热滤液，有4mol

氨气逸此且又有上述沉淀生成,两次沉淀的物质的量之比为1：2o

①NH3的VSEPR模型名称为o

②能准确表示GaCh-xNH3结构的化学式为0

(4)与钱同主族的硼(B)具有缺电子性，硼砂(四硼酸钠Na2B4O740H2。)中B#女是由

两个H3BO3和两个「B(OH)4「缩合而成的双六元环，应写成[B4O5(OH)4]2-的形式，结

构如图所示,则该离子中存在的作用力有(填字母),B原子的杂

化方式为。

OH2-

/

HO—B

\

I

OH

A.离子键B.极性键

C.氢键D.范德华力

E.配位键

(5)氮化线的晶胞如图所示,Ga原子与N原子半径分别为apm和8pm,阿伏加德

罗常数的值为NA,晶胞密度为cg-cm-3,则该晶胞的空间利用率为

(已知空间利用率为晶胞内原子体积占晶胞体积的百分比)。

•Ga°N

5.(2022内蒙古呼伦贝尔满洲里三模)三氯异氟尿酸是一种极强的氧化剂和氯化剂,

具有高效、广谱、较为安全的消毒作用。三氯异氟尿酸之所以有杀菌、消毒功能,

是因为三氯异氟尿酸溶于水能迅速生成次氯酸，化学方程式如图：

C1

ONOHO•WNOH

NNHNNHNN

ciZXci

oOOH

制尿酸

2三氯异银尿酸+6H2O-异富尿酸++6HC1O

回答下列问题：

(DC1的基态原子核外电子排布式为o在三氯异氟尿酸分子

中,C和N原子的杂化类型分别为、，基态C和N原子的核外未

成对电子数较多的是

(2)苯分子中有6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大兀键,可记为

口仅右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)，则観尿酸分子中存在的

大兀键可表示为。

(3)设NA为阿伏加德罗常数的值。1mol异氧尿酸分子中。键的数目

为，兀键的数目为。HC1O分子属于

(填“极性”或“非极性”)分子,其立体构型为。

(4)异氟尿酸分子和鼠尿酸分子的熔点都高于三氯异鼠尿酸分子的熔点,其原因

是o

(5)CO2的综合利用有利于“碳中和”,CO2分子在晶体中的堆积方式如图所示，该晶

体为面心立方最密堆积结构，晶胞边长为apm,则该晶体的密度p=

g-cm-3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

6.(2022宁夏石嘴山适应性测试)磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。

黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学

家最近研发了黑磷一石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。

图2

回答下列问题：

(l)Li、C、P三种元素中，电负性最小的是(用元素符号作答)。

(2)基态磷原子的电子排布式为；第三周期中第一电离能

比P大的元素有种。

(3)图2中,黑磷区P原子的杂化方式为;石墨区C原子的杂化方式

为。

(4)P和B的澳化物在水中的溶解度:PBn(填，'或“<”)BBn,原因

是O

⑸根据图1和图2的信息，下列说法正确的有(填字母)。

A.黑磷区P—P的键能不完全相同

B.黑磷与石墨都属于混合型晶体

C.由石墨与黑磷制备该复合材料的过程是物理变化

D.单层复合材料中,P原子与C原子之间的作用力属于范德华力

(6)贵金属磷化物Rh2P可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图所示。已知晶

胞参数为anm,晶体中与P距离最近的Rh的数目为，晶体的密度为

g.cm。(列出计算式)。

答案和解析

1.答案⑴1s22s22P63s23P63d4sl

(2)Zn原子半径小,且价电子排布为全充满结构，第一电离能更大

(3)6BF

(4)22NANH3中心N原子只有一对孤电子对,H2O中心0原子有两对孤电子对，孤电

子对越多，键角越小

(5)八1：2：1

解析⑴已知Cu是29号元素，则基态Cu原子的核外电子排布式为

Is22s22P63s23P63di°4s)

(2)K与Zn都是第四周期的元素，二者属于同一周期，但K的第一电离能小于Zn的第

一电离能，这是因为Zn的原子序教大，原子半径小，且价电子排布为全充满结构，第一电离

能更大。

(3)Ti能形成化合物［TiCKHzORCbHzO,该化合物中Ti?+的周围共有6个配位键,6个

配体，则其配位数为6,该化合物中存在［TiCl(H2O)5产与C「之间的离子键,［TiCKHzO、产内

部叮3+与Cl\H20之间的配位键,H2O中H—0之间的极性共价键，配位键和H20中的极

性键均为o键,故不含n键和非极性键。

(4)设NA为阿伏加德罗常数的值。1个H2O内含2个6键,1个NH3含3个◎键，同时

每个H2O、NH3与中心Cu原子之间形成1个配位键,也属于◎键，故Imol该配离子中含

有a键个数=(2x2+3x4+6)mol=22mol,即22必4%中心N原子只含1对孤电子对，而H2O

中心O原子含2对孤电子对，孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电

子对间的斥力，故H2O键角小于NH3O

(5)由题图可知,氧离子在棱上和体心，所以Ni?+填充在由一构成的正八面体空隙中；

依据晶胞结构,Ni?+数目为8x：+6x：=4,O2-数目为12x；+l=4,当出现晶体塌陷后，晶胞质量

824

为4.0x10-22g,M(NiQ)=4.0x1O&gx^mor&241g-mo「।,故此时晶体的化学式为Ni3O4,有一

个Ni?+所在的空隙塌陷，依据化合价可知,N(Ni2+):/V(Ni3+)=l:2,外加塌陷的空隙，填充

Ni2\Ni3+和未填充Ni离子的空隙个数之比为1：2：1»

2.答案⑴原子晶体NH3的中心原子N上有一对孤电子对而BC13没有，孤电子对与

成键电子对的斥力大于成键电子对与成键电子对的斥力

(2)1s22s22P63sl3P33dl

c2X92

(3)d2..............-—

230

axcxlO'x^-xNA

解析(1)立方氣化硼(BN)硬度大、熔点、为300()℃,应为原子晶体;B原子的价电子数为

3,所以在BCb分子中,B原子没有孤电子对,N原子的价电子数为5,所以在NH3中,N原子

有一对孤电子对，孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对与成键电子对的斥力，所

以BCb的键繭比NH3大；

(2)基态P原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P3,将一个3s电子激发到3d能级后,

核外电子排布为Is22s22P63sl3P33/；

(3)Co元素位于第四周期VIII族，属于d区;[CO(NH3)6产为正八面体结构,[COC12(NH3)4]+

即两个cr取代两个NH3分子的位置,有相邻和相对两种不同情况，所以[COCI2(NH3)4『的

空间构型有2种;晶胞中O原子的个数为4,化学式为CoO(OH),所以一个晶胞中有2个

CoO(OH)单元，则晶胞的质量为筈g,晶胞底面为边长为apm的菱形，所以底面积为

3O33

冬72Pm2,高为cpm,则体积为争2cpm3=冬72cx10-cm,^以密度为-----戶——g-cm-o

a2Xcx10x2-XA

3.答案⑴3d104sl(2)5(3)4(4)3:5

(5)①共价键原子②册

解析(1)铜元素的原子序数为29,核外电子数为29,根据能量最低原理和洪特规则写

出基态铜原子核外电子排布式:1s22s22P63s23P63dm4s।,价电子排布式为3d।。

(2)XeF2中心原子的价层电子对数=二9=5。

(3)Ni提供空轨道,N原子提供孤电子对，故Imol该配合物中通过螯合作用形成的配

位键有4moL

(4)晶胞中H2分子位于面上和棱上，所以H?分子数目=2xg+8x"=3,Ni原子在面上和体

内，所以Ni原子数目=l+8x；=5,二者物质的量之比为3:5o

(5)由于氮化镇与金刚石具有相似的晶体结构，所以氮化镇为原子晶体,原子之间以共

价键结合在一起;GaN晶胞中,Ga位于顶点和体内，所以含有Ga原子数目=1+8x<=2,N原

O

子位于棱上和体内，所以含有N原子数目=l+4x：=2,所以晶胞密度p=，=:方jjg.Cm',晶

胞边长斫隔°m=馬01。

4.答案⑴Is22s22P63s23P634°4s24PlGa<O<N

(2)氟化傢是离子晶体，氯化傢是分子晶体，离子晶体的熔点远远高于分子晶体

(3)①四面体结构②[Ga(NH3)4CL]Cl

(4)BEsp3和sp2

3330

-Tt(a+b)xl0~cNA

⑸3―70+14―X100%

解析⑴镣是31号元素，故其电子排布式为Is22s22P63s23P63di°4s?4pi;Ga是金属元素,

其第一电离能最小，氮元素的电子排布式为Is22s22P3,2p能级半充满,较稳定，所以第一电

离能0<N,故Ga、N和0的第一电离能由小到大的顺序为Ga<O<N。

(2)氟化嫁是离子晶体，氯化像是分子晶体，离子晶体的熔点远远高于分子晶体。

⑶中心原子N的价层电子对数为誓q=4,故NH3的VSEPR模型名称为四面体结构;

加入足量AgNCh溶液，有沉淀生成，说明有氯离子;过滤后，充分加热滤液，使配位键断裂，

产生NFh和C「,有4moi氨气逸出,CT与Ag+生成沉淀,两次沉淀的物质的量之比为1：2,

则有配位键的cr与没有配位键的cr的个数比为2：1,Ga3+配位数为6,则该溶液中溶质的

化学式为[Ga(NH3)4Cb]Cl。

(4)由[B4O5(OH)4]2-的结构可知，上下两个B原子周围有四个化学键，但是B原子最外

层只有三个电子，可以与三个氧原子形成◎键，多余的一个化学键是硼原子提供空轨道，氧

原子提供孤电子对形成的配位键,故上下两个硼原子为sp3杂化;左右两个硼原子周围有

三个化学键，均为极性共价单键，故左右两个硼原子为sp2杂化。

(5)由题图可知,晶胞的8个顶点有8个镇原子，还有1个緑原子全部属于该晶胞，故该

晶胞拥有的绿原子个数为8x4+I=2,晶胞的4个棱中有4个氮原子，还有1个氮原子全部

O

属于该晶胞，故该晶胞拥有的氮原子个数为4x1+1=2,则该晶胞的空间利用率为

4

lo3lo3333()

f|n(axlO-)-4jr(hxlO)]x2^n(a+fe)xlO-c/VA

-——-Lxl00%=-__而一X⑼％。

CNA

5.答案⑴[Ne]3s23P$sp2sp3N

(2)nf(3)12NA3NA极性V形

(4)异氟尿酸分子和氟尿酸分子的分子间存在氢键，而三氯异氟尿酸分子间不能形成

氢键

⑸謊'I。30

解析(1)C1的原子序数是17,其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23P5。在三氯异氯尿

酸分子中,C是不饱和碳原子，属于sp之杂化,N全部形成单键,N原子的杂化类型为spl基态

C和N原子的核外未成对电子数分别是2、3,因此核外未成对电子数较多的是N«

(2)氯尿酸分子的环状结构和苯环结构是类似的，则氯尿酸分子中存在的大兀键可表

示为n》。

(3)设NA为阿伏加德罗常数的值。单键都是o键,双键中也含有1个o键，根据异氤

尿酸分子的结构简式可知,1mol异氯尿酸分子中。键的数目为12刈,双键中也含有1个n

键,兀键的数目为3NA。HCIO分子的结构式为H—O—C1,结构不对称,属于极性分子，中心

原子氧含有2对孤电子对,其立体构型为V形。

(4)由于异氮尿酸分子和氤尿酸分子的分子间存在氢键,而三氯异氤尿酸分子间不能

形成氢键，所以异氯尿酸分子和氫尿酸分子的熔点都高于三氯异氤尿酸分子。

(5)根据晶胞结构可知,含有二氧化碳分子的个数是8xJ+6x；=4,晶胞边长为apm,所以

8L

该晶体的密度片菽稱而g5-吐喘xl()30g.cm-3。

6.答案(l)Li

(2)1s22s22P63s23P3或[Ne]3s23P32

(3)sp3sp2

(4)>