2025届高考化学一轮复习物质的结构与性质夯基题新人教版

Page8物质的结构与性质（一）有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A+比B-少一个电子层，B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充溢；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40％，且其核内质子数等子中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A+与D2一离子数之比为2：1。请回答下列问题：（1）A元素形成的晶体内晶体类型应属于(填写“六方”、“面心立方”或“体心立方”)积累，空间利用率为。（2）C3-的电子排布式为，在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是杂化，CB3分子的VSEPR模型为。（3）C的氢化物在水中的溶解度如何，为什么具有这样的溶解性。（4）D元素与同周期相邻元素的第一电离能由大到小的关系是：(用元素符号表示)；用一个化学方程式说明B、D两元素形成的单质的氧化性强弱：。（5）如图所示是R形成的晶体的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相像，设晶体密度是pg·cm-3试计算R晶体中A+和D2-最短的距离。(阿伏加德罗常数用NA表示，只写出计算式，不用计算)【答案】（1）体心立方68％（2）1s22s22p6sp3四面体形（3）l:700溶于水或极易溶于水，氨分子和水分子间可以形成氢键，且氨分子和水分子均为极性分子，相像相溶，氨分子和水分子还可以发生反应，氨气极易溶于水。（4）C1>P>S；H2S+Cl2=2HCl+S【解析】B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充溢，故B为氯，A+比B-少一个电子层，故A为钠，C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，（二）生物质能是一种干净，可再生能源。生物质气(主要成分为CO，CO2，H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。(1)上述反应的催化化剂含有Cu，Zn，Al等元素。写出其态Zn原子的核外电子排布式。(2)依据等电子原理，写出CO分子的结构式。(3)甲醇催化氧化可得到甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要缘由是；甲醛分子中碳原子轨首的杂化类型为。②甲醛分子的空间构型是；1mol甲醛分子中a键的数目为。③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示)，所包含的Cu原子数目为。【答案】(1)(2)(3)①甲醇分子之间形成氢键杂化②平面三角形3NA③4【解析】(1)Zn的原子序数为30，基态Zn原子的核外电子排布式为；(2)依据等电子原理，CO与N2为等电子体，N2分子中两个N原子之间形成叄建，CO的结构式为；(3)①甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高；甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；②分子的空间构型为平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢δ键，1mol碳氧δ键，故含有δ键的数目为3NA；③依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部，所包含的Cu原子数目为4。（三）硫和钒的相关化合物，在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为_________________。钒有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是______________，VOeq\o\al(3－,4)的几何构型为__________。(2)2­巯基烟酸氧钒协作物(图1)是副作用较小的有效调整血糖的新型药物。①该药物中S原子的杂化方式是____________，所含其次周期元素第一电离能按由大到小依次的排列是__________________。②2­巯基烟酸(图2)水溶性优于2­疏基烟酸氧钒协作物的缘由是_____________________________________________________。(3)多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，下列物质中存在“离域π键”的是________。A．SO2B．SOeq\o\al(2－,4)C．H2SD．CS2(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示，该晶胞的化学式为_______。图4为该晶胞的俯视图，该晶胞的密度为_____g·cm－3(列出计算式即可)。答案：(1)＋5正四面体(2)①sp3N>O>C②2­巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键，使其在水中溶解度增大(3)AD(4)VSρ＝eq\f(2（32＋51）,a2bNA×\f(\r(3),2)×10－21)g·cm－3（四）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)b、c、d中第一电离能最大的是________(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为________。(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是______________(填化学式，写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是____________；酸根呈三角锥结构的酸是________________(填化学式)。(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为________。(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，推断理由是_________________________________________________________________________。答案(1)N(2)sp3H2O2、N2H4(3)HNO2、HNO3H2SO3(4)＋1(5)SOeq\o\al(2－,4)共价键和配位键H2OH2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱解析依据题意知，周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其电子层数相同，则a为氢元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，则b为氮元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则c为氧元素；d与c同主族，则d为硫元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e为铜元素。(1)依据上述分析，b、c、d分别为N、O、S，同周期由左向右第一电离能呈递增趋势，但当元素的原子轨道呈全满、全空、半充溢状态时，较稳定；同主族由上到下第一电离能渐渐减小，氮原子2p轨道为半充溢状态，较稳定，则N、O、S中第一电离能最大的是N；e为铜元素，价层电子轨道示意图为。(2)a为氢元素，和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为氨分子，中心原子的杂化方式为sp3；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4、C2H6等。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3。(4)依据O和Cu形成的离子化合物的晶胞结构推断，该化合物的化学式为Cu2O，e离子的电荷为＋1。(5)依据题给信息知，这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，为硫酸根离子；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，结合图2知，则该化合物的化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4。该化合物中阴离子为SOeq\o\al(2－,4)，阳离子中存在的化学键类型有共价键和配位键；该化合物加热时首先失去的组分是H2O，推断理由是H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱。（五）核平安与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站四周含有放射性物质碘-131和钙-137。碘-131—旦被人体吸入，可能会引发甲状腺肿大等疾病。(1)与钠同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素X、Y、Z的第一电离能如下表：元素代号XYZ第一电离能/(kJ.mol-1)520496419基态Z原子倒数其次层电子的排布式为__________________。X、Y、Z三种元素形成的单质熔点由高到低的依次为_________________________(用元素符号表示)，其缘由为___________________________________________________________________________________.(2)F与I同主族,BeF2分子中心原子的杂化类型为_________,BeF2分子是________分子(选填“极性”或“非极性”)。(3)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6和HIO4,二者酸性强弱依次为:H5IO6________HIO4(选填">"或"<"“=”)。从电子云的重叠方式的角度分析,H5IO6分子中的化学键有__________________________(写出两种).(4)131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中平均含有________个131I原子，晶体中碘分子的排列有_________种不同的方向。KI的晶胞结构如图乙所示，每个K＋四周紧邻的K＋个数为_______个。KI晶体的密度为ρg-3,K和I的原子半径分别为rkcm和rIcm,阿伏加德罗常数的值为NA,则KI晶胞中的箜间利用率为___________________.［空间利用率=(球体积/晶胞体积)x100%,用相关字母的代数式表示即可］【参考答案】(1).3s23p6(2).Li＞Na＞K(3).锂、钠、钾为金属晶体，它们的价电子数相等，金属离子所带的电荷数相同，离子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低(4).sp(5).非极性(6).＜(7).δ、π(8).8(9).2(10).12(11).×100%【分析】（1）与钠同主族即ⅠA族，前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由供应的X、Y的第一电离能的差值与Y、Z的第一电离能的差值相差不大可知，X、Y、Z不行能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能渐渐减小，故X、Y、Z分别为Li、Na、K；K原子核电荷数为19，,写出核外电子排布式解答；锂、钠、钾为金属晶体，比较熔沸点要比较离子半径和所带电荷；（2）杂化类型由成键电子对和孤电子对确定，BeF2分子成键电子对为2，孤电子对为0，据此分析作答；（3）比较含氧酸的酸性大小可通过比较含非羟基氧原子个数，H5IO6（）含非羟基氧原子1个，HIO4含非羟基氧原子3个；单键由1个δ键构成，双键由1个δ键和1个π键构成；（4）依据均摊法分析，I2在晶胞的8个顶点和6个面上；晶胞中8个顶点和左右面一种取向，上下面和前后面一种取向；（5）KI晶胞与NaCl晶胞结构相像，每个K+紧邻K+在面的对角线上；空间利用率=(球体积/晶胞体积)×100%，所以须要分别求出晶胞中原子所占的体积和晶胞的体积，球体积=4/3πr3，晶胞体积=m/ρ，据此分析作答。【详解】（1）依据电离能的数据X、Y、Z不行能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能渐渐减小，故X、Y、Z分别为Li、Na、K；K原子核电荷数为19，,核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，倒数其次层电子的排布式为3s23p6；Li、Na、K的最外层电子数都是1，但离子半径渐渐增大，金属键减弱，熔点降低。答案：3s23p6；Li＞Na＞K；锂、钠、钾为金属晶体，它们的价电子数相等，金属离子所带的电荷数相同，离子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低；（2）BeF2分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F供应2个电子，所以Be原子的价层电子对数为（2+2）/2=2，Be原子的杂化类型为sp杂化，分子构型为直线形，是非极性分子。答案：sp；非极性；（3）H5IO6（）中含有5个羟基氢，为五元酸，含非羟基氧原子1个，HIO4为一元酸，含有1个羟基氢，含非羟基氧原子3个，所以酸性：H5IO6＜HIO4；H5IO6（）中存在双键，所以分子中的化学键有δ键、π键。答案：＜；δ、π；（4）由碘晶胞可知，I2在晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有4个I2分子，即8