高考化学二轮复习 第一部分 考前复习方略 专题十四 物质结构与性质限时训练-人教版高三化学试题

物质结构与性质(建议用时：45分钟)1．有A、B、C、D、E五种元素，其相关信息如下：元素相关信息AA原子的1s轨道上只有1个电子BB是电负性最大的元素CC基态原子的2p轨道中有3个未成对电子DD是主族元素且与E同周期，其最外能层上有2个运动状态不同的电子EE能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物请回答下列问题：(1)写出E元素原子基态时的电子排布式：____________________________。(2)C元素的第一电离能比氧元素的第一电离能____(填“大”或“小”)。(3)CA3分子中C原子的杂化类型是________________________________________________________________________。(4)A、C、E三种元素可形成[E(CA3)4]2＋，其中存在的化学键类型有________(填序号)；①配位键②金属键③极性共价键④非极性共价键⑤离子键⑥氢键若[E(CA3)4]2＋具有对称的空间构型，且当[E(CA3)4]2＋中的两个CA3被两个Cl－取代时，能得到两种不同结构的产物，则[E(CA3)4]2＋的空间构型为________(填序号)。a．平面正方形b．正四面体形c．三角锥形d．V形(5)B与D可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。其中D离子的配位数为________，若该晶体的密度为ag·cm－3，则该晶胞的体积是________________cm3(写出表达式即可)。解析：由题意知A为H、B为F、C为N、E为Cu，D为第四周期的主族元素，最外能层上有2个电子，所以为Ca。(2)N的2p轨道半充满比较稳定，其第一电离能大于O的。(3)NH3中N的最外层有5个电子，其中3个电子与H形成3个σ键，还有一对孤电子对，所以价层电子对数为4，为sp3杂化。(4)[Cu(NH3)4]2＋中存在铜离子与氨分子之间的配位键，还有氮、氢原子之间的极性共价键；由该分子中有4个配体，从而排除c、d，由[E(CA3)4]2＋中的两个CA3被两个Cl－取代时，能得到两种不同结构的产物，排除b，只有a正确。(5)选择右侧面心的D离子(Ca2＋)，在此晶胞中有4个B离子(F－)与之配位，同理与此晶胞右面紧连的晶胞中也有4个F－，所以其配位数为8；此晶胞中含有Ca2＋的个数为eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，F－的个数为8，所以1mol晶胞的质量为(40＋2×19)×4g＝(78×4)g，一个晶胞的质量为eq\f(4×78,6.02×1023)g，除以密度即得体积。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(2)大(3)sp3杂化(4)①③a(5)8eq\f(4×78,a×6.02×1023)2．(2016·长春六校联考)原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素，核电荷数均小于36。已知X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且所有原子共平面；Z的L层上有2个未成对电子；Q原子的s能级与p能级电子数相等；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子。(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子，基态T原子有________种不同能级的电子。(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。(3)由X、Y、Z形成的离子ZXY－与XZ2互为等电子体，则ZXY－中X原子的杂化轨道类型为________。(4)Z与R能形成化合物甲，1mol甲中含________mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为____________________________。(5)G、Q、R氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。氟化物G的氟化物Q的氟化物R的氟化物熔点/K9931539183(6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量，反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)X单质的晶胞如图所示，一个X晶胞中有________个X原子；若X晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个X原子之间的距离为________cm(用代数式表示)。解析：根据信息推断出X为C、Y为N、Z为O，G可能为F也可能为Na，Q为Mg、R为Si、T为Cu，而结合(5)中信息可知G为Na。(1)原子中每个电子的运动状态都不相同，N原子有7个电子，故有7种运动状态不同的电子；Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s7种不同的能级。(2)注意N元素第一电离能的反常性。(3)CO2中C采取sp杂化，故OCN－中C也采取sp杂化。(4)1molSiO2含4molSi—O键，SiO2与HF反应生成的SiF4与CCl4的空间构型一致，均为正四面体形，而生成的H2O为V形。(6)氨水过量后，生成的是配离子[Cu(NH3)4]2＋。(7)晶胞中原子数＝eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＋4＝8；两个C原子间最近距离是5个C构成的四面体体心到顶点的距离，即eq\f(\r(3),4)a(a为四面体棱长，即晶胞棱长)，根据上述思路可计算。答案：(1)77(2)C＜O＜N(3)sp杂化(4)4SiF4为正四面体形、H2O为V形(5)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点最低；Mg2＋的半径比Na＋的半径小、电荷数多，晶格能：MgF2＞NaF，故MgF2的熔点比NaF高(6)Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)、Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－(7)8eq\f(\r(2)×\r(3,\f(12,ρNA)),2sin\f(109°28′,2))(或eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(96,ρNA)))3．目前半导体生产展开了一场“铜芯片”革命——在硅芯片上用铜代替铝布线，古老的金属铜在现代科技应用上取得了突破，用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)生产粗铜，其反应原理如下：eq\x(CuFeS2)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(800℃))eq\x(Cu2S)eq\o(→,\s\up7(O2，△),\s\do5(①))eq\x(Cu2O)eq\o(→,\s\up7(Cu2S，△),\s\do5(②))eq\x(Cu)(1)基态铜原子的电子排布式为________________________________________________________________________，硫、氧元素相比，第一电离能较大的元素是________(填元素符号)。(2)反应①、②中均生成有相同的气体分子，该分子的中心原子杂化类型是________，其空间构型是________。(3)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验：CuSO4溶液eq\o(→,\s\up7(氨水))蓝色沉淀eq\o(→,\s\up7(氨水))沉淀溶解eq\o(→,\s\up7(氨水))深蓝色透明溶液。深蓝色透明溶液中的阳离子(不考虑H＋)内存在的全部化学键类型有________________。(4)铜的某种氧化物晶胞结构如图所示，若该晶胞的边长为acm，则该氧化物的密度为________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。解析：(2)反应①、②中均生成SO2，SO2分子中硫原子为sp2杂化，利用VSEPR模型可判断其空间构型为V形。(3)深蓝色透明溶液中的阳离子是[Cu(NH3)4]2＋，存在共价键与配位键两类化学键。(4)分析晶胞示意图可知该晶胞中实际拥有2个氧、4个铜，可得该铜的氧化物化学式为Cu2O，一个晶胞含有2个“Cu2O”，质量为eq\f(2,NA)×144g，该晶胞的体积为a3cm3，结合密度、质量、体积三者之间的关系可求出密度ρ＝eq\f(288,NAa3)g·cm－3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)O(2)sp2杂化V形(3)共价键、配位键(4)eq\f(288,NAa3)4．A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。请回答下列问题：(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________(用对应的元素符号表示)；基态D原子的电子排布式为______________________。(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BCeq\o\al(－,3)的空间构型为________________________________________________________________________(用文字描述)。(3)1molAB－中含有的π键个数为________。(4)镧镍合金LaNin的晶胞结构如图所示，它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNin中n解析：根据题中已知信息，第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级可知，A为碳元素。B、C、D元素的判断较容易，B为氮元素，C为氧元素，D为铜元素。答案：(1)C<O<N1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(2)sp2平面三角形(3)2NA(或2×6.02×1023)(4)50.083g·cm－35．A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负性最小的元素。已知：A原子的核外电子数与电子层数相等；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个；C原子的第一至第四电离能为I1＝738kJ/mol，I2＝1451kJ/mol，I3＝7733kJ/mol，I4＝10540kJ/mol；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满；E元素的族序数与周期序数的差为4。(1)写出E元素在周期表中的位置：______________；D元素的原子的核外电子排布式：________________________________________________________________________。(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布为。该同学所画的电子排布图违背了________________________________________________________________________。(3)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：______________。(4)DE3中心原子杂化方式为__________________，其空间构型为______________。(5)某金属晶体中原子堆积方式如图甲，晶胞特征如图乙，原子相对位置关系如图丙，则晶胞中该原子配位数为________；空间利用率为________；该晶体的密度为__________________。(已知该金属相对原子质量为m，原子半径为acm)解析：(1)由题意分析知F为K；A为H；B为N；由电离能知C易失去2个电子，为Mg；D为P；E为Cl。(2)原子的核外电子分能级排布，按构造原理先排能量低的能级，再排能量高的能级，遵循能量最低原理时，该原子才最稳定。该同学未排满3s能级，就排3p能级，违背了能量最低原理。(3)NH5为离子化合物，则为铵盐，存在NHeq\o\al(＋,4)和H－。(4)PCl3中心原子P上的价层电子对数＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，杂化类型为sp3杂化；存在一个孤电子对，故分子空间构型为三角锥形。(5)由图可知：该金属堆积方式为面心立方最密堆积，原子配位数为12，空间利用率为74%；由图乙可知每个晶胞中含有的原子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。设晶胞的棱长为x，由图丙知x2＋x2＝(4a)2，x＝2eq\r(2)a，若该晶体的密度为ρ，则ρ×(2eq\r(2)a)3＝eq\f(4,NA)×m，ρ＝eq\f(\r(2)m,8a3·NA)g/cm3。答案：(1)第三周期ⅦA族1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(2)能量最低原理(3)(4)sp3三角锥形(5)1274%eq\f(\r(2)m,8a3·NA)g/cm36．Ⅰ.镍(Ni)是一种重要的金属，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。(1)基态Ni原子的价电子(外围电子)排布式为__________________。(2)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应，如①CH2=CH2、②、④HCHO，其中碳原子采取sp2杂化的分子有______(填物质序号)，HCHO分子的空间构型为______形。(3)Ni2＋和Fe2＋的半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO______(填“＜”或“＞”)FeO。(4)镍常见化合价为＋2、＋3价，在水溶液中通常只以＋2价离子的形式存在。＋3价的镍离子具有很强的氧化性，在水中会与水或酸根离子迅速发生氧化还原反应。NiO(OH)溶于浓盐酸的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.已知晶体CaF2结构如图Ⅰ所示，图Ⅱ为H3BO3(硼酸)晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)，金属铜形成晶体的结构如图Ⅲ所示。(5)图Ⅲ中铜原子形成的晶体中铜原子的配位数为____________。(6)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是________，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为________________________________________________________________________。(7)图Ⅰ中CaF2晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是______cm3(只要求列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示)。解析：Ⅰ.(2)只形成单键的碳原子为sp3杂化，形成双键的碳原子为sp2杂化，形成三键的碳原子为sp杂化。所以①③④中的碳原子采取sp2杂化，HCHO为平面三角形。(3)两离子所带电荷相同，半径越小，离子键越强，晶格能越大，所以熔点NiO＞FeO。(4)＋3价的镍离子在酸性条件下把Cl－氧化成Cl2，其方程式为2NiO(OH)＋6HCl(浓)=2NiCl2＋Cl2↑＋4H2O。Ⅱ.(6)H3BO3晶体为分子晶体，其受热熔化时克服的是分子间作用力。(7)一个CaF2晶胞中含有Ca2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个，含有F－：8个，所以V·a·NA＝4M(CaF2)，V＝eq\f(4×78,aNA)cm3＝eq\f(312,aNA)cm3。答案：(1)3d84s2(2)①③④平面三角(3)＞(4)2NiO