2018年高考化学二轮复习压轴题热点题型提分练题型6物质结构与性质（选考）

题型六物质结构与性质(选考)1.自然界存在的元素中，金属元素种类更多，非金属元素丰度更大。Ⅰ.80%左右的非金属元素在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关，基态N原子的价电子排布图是________________，N2F2分子中N原子的杂化方式是________，1molN2F2含有________个σ键。(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N________(填“>”、“<”或“＝”)Si—N—Si，原因是________________________________________________________________________。Ⅱ.金属元素在现代工业中也占据极其重要的地位。其中钛也被称为“未来的钢铁”，具有质轻、抗腐蚀、硬度大，是宇航、航海、化工设备等的理想材料，是一种重要的战略资源，越来越受到各国的重视。(1)基态钛原子核外共有________种运动状态不相同的电子。金属钛晶胞如下图1所示，为________(填堆积方式)堆积。(2)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是__________________________________________________。化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为________________________________________________________________________。(3)钙钛矿晶体的结构如图3所示。假设把氧离子看作硬球接触模型，钙离子和钛离子填充氧离子的空隙，氧离子形成正八面体，钛离子位于正八面体中心，钙离子位于立方晶胞的体心，一个钙离子被________个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为________________。若氧离子半径为apm，则钙钛矿晶体中两个钛离子间最短距离为________pm。图3答案Ⅰ.(1)sp21.806×1024(2)＞Si3N4晶体中Si原子周围有4个N原子，Si原子为sp3杂化，N—Si—N键角为109°28′，N原子周围连接3个Si原子，含有1对孤对电子，N原子为sp3杂化，但孤对电子对成键电子对的排斥作用更大，使得Si—N—Si键角小于109°28′Ⅱ.(1)22六方最密(2)化合物乙形成分子间氢键O＞N＞C(3)12CaTiO3eq\r(6)a解析Ⅱ.(3)钛离子位于立方晶胞的顶角，被6个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被12个氧离子包围；每个晶胞中钛离子和钙离子均为1个，晶胞的12个边长上各有一个氧原子，根据均摊原则，每个晶胞实际占有氧原子数目为12×eq\f(1,4)＝3，则晶胞的化学式为CaTiO3；若氧离子半径为apm，则正八面体的棱长为2apm，则2个正四面体的连接面为正方形，该正方形棱长为2apm，Ti位于正方形的中心，两个钛离子间最短距离正方形对角线长度，故两个钛离子间最短距离为2eq\r(2)apm，图中立方体中心钙离子与顶点上钛离子之间距离最短，为体对角线长度的eq\f(1,2)，则二者最短距离为eq\f(1,2)×eq\r(3)×2eq\r(2)apm＝eq\r(6)apm。2.铜是应用较为广泛的有色金属。(1)基态铜原子的核外电子排布式为______________________________________________。(2)金属化合物Cu2Zn合金能导电，熔点较高，强度、硬度较大。Cu2Zn合金的晶体类型是__________。(3)某含铜化合物的离子结构如图所示。①该离子中存在的作用力有______________；a.离子键b.共价键c.配位键d.氢键e.范德华力②该离子中第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是______________；③该离子中N原子的杂化类型有____________。(4)下图是某铜矿的立方晶胞图，该铜矿用于炼铜时，会产生能使品红溶液褪色的气体，则X的元素符号是________，此晶胞的化学式________，与X等距离且最近的X原子个数为________。若该晶胞参数为dnm，NA表示阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为________g·cm－3。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)金属晶体(3)①bc②N＞O＞C③sp2、sp3(4)SCu2S8eq\f(3.2×1023,d3·NA)解析(4)根据性质，X应为S，Cu：4，S：1＋8×eq\f(1,8)＝2，所以其化学式为Cu2S。(d×10－7)3·ρ·NA＝2M(Cu2S)ρ＝eq\f(2×160,d3×10－21·NA)＝eq\f(3.2×1023,d3·NA)。3.张亭栋研究小组受民间中医启发，发现As2O3(俗称砒霜)对白血病有明显的治疗作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素，该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题：(1)As原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________。(2)P和S是同一周期的两种元素，P的第一电离能比S大，原因是________________________________________________________________________。(3)NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的键角比NH3中H—N—H的键角________(填“大”或“小”)，原因是________________________________________________________________________。(4)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________________________________________________________________________；AsOeq\o\al(3－,4)的空间构型为________，As4O6的分子结构如图1所示，则在该化合物中As的杂化方式是________。(5)化合物NH5中的所有原子最外层都满足稳定结构，则NH5是________晶体。(6)白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图2(小圆圈表示白磷分子)。己知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol－1，则该晶胞中含有的P原子的个数为________，该晶体的密度为________g·cm－3(用含NA、a的式子表示)。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)P的3p层是半充满状态，比较稳定，所以第一电离能比S的大(3)大NHeq\o\al(＋,4)中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力(4)离子键、共价键正四面体sp3(5)离子(6)16eq\f(496,a3NA)解析(6)P：eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋6×\f(1,2)))×4＝16a3·ρ·NA＝4M(P4)ρ＝eq\f(4×31×4,a3·NA)＝eq\f(496,a3·NA)。4.太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的铜、硼、镓、硒等。就铜、硼两种元素请回答：(1)基态Cu2＋的核外电子排布式为________________________________________________________________________；已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从铜原子核外电子结构角度解释其原因：________________________________________________________________________。(2)铜与类卤素(CN)2、(SCN)2反应生成Cu(CN)2、Cu(SCN)2。其中类卤素(SCN)2结构式为N≡C—S—S—C≡N。其分子中σ键和π键的个数比为________；它对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点，其原因为________________________________________________________________________。(3)在第二周期中第一电离能介于B和N两元素之间的有________(写元素符号)。(4)氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方氮化硼是通常存在着稳定结构，具有层状结构，可作高温润滑剂；立方氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。①关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。A.立方氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大B.六方氮化硼层间作用力小，所以质地软C.两种晶体中B—N键均为共价键D.两种晶体均为分子晶体E.立方氮化硼晶体，硼原子的杂化轨道类型为sp3F.六方氮化硼晶体结构与石墨相似却不导电，原因是其层结构中没有自由电子②上方第三个图是立方氮化硼晶胞模型，a位置N原子与b位置B原子之间的距离为acm，则该晶体的密度为________g·cm－3(用含a的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数)。答案(1)1s22s22p63s23p63d9亚铜离子价电子排布式为3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态(2)5∶4异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能(3)Be、C、O(4)①BCEF②eq\f(75\r(3),16a3NA)解析(4)②设晶胞棱长为xcm，则eq\r(3)x＝4ax＝eq\f(4\r(3),3)ax3·ρ·NA＝4M(BN)ρ＝eq\f(75\r(3),16a3·NA)。5.(2016·青岛二中高三打靶测试)W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。W是宇宙中最丰富的元素；X、Z元素原子基态时，核外电子均排布在3个能级上，且它们的价电子层上均有两个未成对电子；向含有Q2＋的溶液中滴加氨水，形成蓝色沉淀，再滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色溶液。回答下列问题：(1)第一电离能Y________Z，电负性Y________Z(填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)写出与XZ分子互为等电子体的一种离子的化学式____________。(3)若向含有Q2＋的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，得到深蓝色溶液后再加乙醇，有深蓝色晶体析出，原因是______________________________；该深蓝色晶体中，中心离子的电子排布式为_____________，配体为__________。(4)已知W、Y形成的一组二元化合物化学式：YW3、Y2W4、Y3W5、Y4W6……其中，YW3分子中Y原子的杂化类型为________；这组化合物的通式为__________。W、Y形成的化合物的种类比W、X形成的化合物的种类________(填“多”或“少”)。(5)Q单质的晶体属于面心立方最密堆积。已知Q单质的密度是dg·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值，Q的相对原子质量为M，则Q晶体中最邻近的原子核间距为________cm(用含M、d、NA的代数式表示)。Q原子在晶胞中的空间利用率为________(用含π的代数式表示)。答案(1)大于小于(2)CN－(Ceq\o\al(2－,2)等合理答案均可)(3)乙醇极性比水小，[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中溶解度小，故有晶体析出[Ar]3d9NH3(4)sp3杂化NnHn＋2少(5)eq\f(\r(2),2)eq\r(3,\f(4M,dNA))eq\f(\r(2)π,6)解析根据元素信息可以判断，W为H，X为C，Z为O，所以Y为N，Q为Cu。(5)设晶胞棱长为acm，则a3·d·NA＝4M(Cu)a＝eq\r(3,\f(M