2019年高考化学大串讲专题20物质结构与性质练习.doc
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1、- 1 -专题 20 物质结构与性质1I.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_A第一电离能:ClSPSi B共价键的极性:HFHCIHBrHIC晶格能:NaFNaClNaBrNaI D热稳定性:MgCO 3CaCO 3SrCO 3BaCO 3II.黄铜矿是主要的炼铜原料,CuFeS 2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题:(1)CuFeS 2中存在的化学键类型是_。下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的_。(2)在较低温度下 CuFeS2与浓硫酸作用时,有少量臭鸡蛋气味的气体 X 产生。X 分子的立体构型是_,中心原子杂化类型为_,属于_(填“极性”或“非极性” )分子。X 的沸点比水低
2、的主要原因是_。(3)CuFeS 2与氧气反应生成 SO2,SO 2中心原子的价层电子对数为_,共价键的类型有_。(4)四方晶系 CuFeS2晶胞结构如图所示。Cu 的配位数为_,S 2 的配位数为_。已知:ab0.524 nm,c1.032 nm,N A为阿伏加德罗常数的值,CuFeS 2晶体的密度是_gcm-3(列出计算式)。【答案】BC 离子键 CD V 形 sp3 极性 水分子间存在氢键 3 - 2 -键和 键 4 4 2镁、硅及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:- 3 -(1)基态 Si 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_,基态 Mg 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_
3、形。(2)Mg 2C3与水反应可生成 H2C=C=CH2,中间的碳原子杂化方式是_,反应所涉及的元素中电负性最大的是_(填元素符号),Mg 2C3和 H2C=C=CH2中均存在(填字母)_。A配位键 B 键 C 键 D氢键(3)MgO 晶格能可通过图 1 的 bom- Haber 循环计算得到。Mg 的第二电离能为_kJmol -1;O=O 键的键能为_kJmol -1;MgO 的晶格能为_kJmol -1。(4)Mg 2Si 晶胞结构如图 2 所示,已知其密度为 1.94gcm-3,N A为阿伏加德罗常数的值。则晶胞参数 a=_nm(列出计算式)Mg 2Si 的另一种表示中,四个 Mg 处于
4、上图所示立方体中的 Si 的位置,则 Si 处于_。【答案】 球 sp O BC 1451 498 3845 顶点和面心(注:如图 ) - 4 -【解析】 (1)基态 Si 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ;基态 Mg 原子电子3铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:(1)基态铁原子的价电子排布图为_(2)铁元素常见的离子有 Fe2+和 Fe3+,稳定性 Fe2+_Fe3+(填“大于”或“小于”),原因是_。(3)纳米氧化铁能催化火管推进剂 NH4ClO4的分解,NH 4+的结构式为_(标出配位键),其中氮原子的杂化方式为_;与 ClO 4-互为等电子体的分子或
5、离子为_(任写两种)。(4)金属铁晶体原子采用体心立方堆积。则铁晶体的空间利用率为_ (用含 的式子表示)。- 5 -(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由 A、B 方块组成。则该化合物中Fe2+、Fe 3+、O 2-的个数比为_(填最简整数比);已知该晶体的密度 dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为 NA,则晶胞参数为_nm(用含 d 和 NA的代数式表示)。(6)一种铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图所示,其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心。每个铁原子又为两个八面体共用。则该化合物的化学式为_。【答案】 小于 Fe2+的价电子排布式为 3d6,Fe3+的价电子排布式为 3d5,F
6、e3+的 3d 能级为半充满状态,较稳定 sp3 CCl4、PO 43- 1:2:4 Fe3C - 6 -4铁、钴、镍等金属单质及化合物有广泛的应用。(1)已知锂离子电池总反应方程式是 FePO4(s)+Li(s) LiFePO4(s)。请写出 Fe3+的电子排布式_,PO 43-离子中 p 原子杂化轨道类型_。(2)化合物“钴酞菁”能显著提升二次电池的充放电效率,下图是改性“氨基钴酞菁”分子的结构图。一个电子的运动状态取决于_种因素,基态 Co 原子中空间运动状态不同的电子数为_种。氨基钴酞菁中非金属元素的电负性从大到小的顺序为_“氨基钴酞菁”比“钴酞菁”显著溶于水,请简述其原因_。(3)K
7、 3Co(NO2)6中存在的化学键类型有_,配位数为_。(4)Sr 和 Ca 为同族金属元素,CaO 与 SrO 熔点更高、硬度更大,请简述原因_。(5)如上图所示为 NiO 晶体的晶胞示意图:该晶胞中与一个 Ni 最近等距离的 O 构成的空间几何形状为_。- 7 -在 NiO 晶体中 Ni2+的半径为 apm,O 3-的半径为 bpm,假设它们在晶体中是紧密接触的,则其密度为_g/cm3。 (用含字母 a、b 的计算式表达)【答案】1s 22s22p63s23p63d5或【Ar】3d 5 sp3 4 15 NCH 引入的氨基可与水分子之间形成氢键 离子键、共价键、配位键 6 CaO 的晶格能
8、大于 SrO 的晶格能,所以 CaO 比 SrO 熔点更高、硬度更大 正八面体 5 (1)基态溴原子的价层电子轨道排布式为_。第四周期中,与溴原子未成对电子数相同的金属元素有_种。(2)铍与铝的元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有_(填标号)。A都属于 p 区主族元素 B电负性都比镁大C第一电离能都比镁大 D氯化物的水溶液 pH 均小于 7(3)Al 元素可形成AlF 63 、AlCl 4 配离子,而 B 元素只能形成BF 4 配离子,由此可知决定配合物中配位数多少的因素是_;AlCl 4-的立体构型名称为_。(4)P 元素有白磷、红磷、黑磷三种常见的单质。- 8 -白磷(P 4)易溶于
9、 CS2,难溶于水,原因是_黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体,是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都是分子晶体,黑磷晶体与石墨类似的层状结构,如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是_。A黑磷晶体中磷原子杂化方式为 sp2杂化B黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力C黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上DP 元素三种常见的单质中,黑磷的熔沸点最高(5)F 2中 F-F 键的键能(157kJ/mol)小于 Cl2中 Cl-Cl 键的键能(242.7kJ/mol),原因是_。(6)金属钾的晶胞结构如图。若该晶胞的密度为 a g/cm3,阿伏加得罗常数为 NA,则表示 K原子半径的计算式为
10、_。【答案】 4 BD 中心原子半径、配位原子的半径 正四面体 P4 、CS 2是非极性分子, H2O 是极性分子,根据相似相溶原理,P 4难溶于水 BD F 的原子半径小,孤电子对之间的斥力大 【解析】 (1)溴原子为 35 号元素,基态原子价层电子排布式Ar 3d 104s24p5,电子排布图为:- 9 -;,溴原子未成对电子数为 1,与溴原子未成对电子数相同的金属元素有:K、Sc、Cr、Cu,共 4 种;(2)铍与相邻主族的铝元素性质相似。A.Be 属于 s 区,Al 属于 P 区,故 A 错误;B.电负性都比镁大,故 B 正确;C.元素 Be 的第一电离能比 Mg 大,元素 Al 的第
11、一电离能比 Mg 小,故C 错误;D.氯化物的水溶液6钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)元素 K 的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为_nm(填标号) 。A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E.766.5(2)基态 K 原子中,核外电子占据的最高能层的符号是_,占据该能层电子的电子- 10 -云轮廓图形状为_。K 和 Cr 属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K 的熔点、沸点等都比金属 Cr 低,原因是_。(3)X 射线衍射测定等发现,I 3AsF6中存在 I3+离子。I 3+离子的几何构型为_,中心原子的杂化形
12、式为_。(4)KIO 3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446nm,晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K 与 O 间的最短距离为_nm,与 K 紧邻的 O 个数为_。【答案】A N 球形 K 的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱 V 形 sp3 0.315 12 7N、Ga 元素因其在生产、生活和科研领域的重要作用而备受关注。请回答下列问题:(1)基态 Ga 原子中含有_种能量不同的电子,其中能量最高的电子的电子云轮廓图的形状为_。(2)Ga 单质有晶体和玻璃体两种形态,区别二者最可靠的科学方法为_。(3)Ga 分别与 N
13、、P、AS 形成化合物的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示:物质 GaN GaP GaAs- 11 -熔点/ 1700 1465 1238从结构的角度分析,三种晶体熔点不同的原因为_。GaN 晶体中含有的化学键类型为_(填选项字母)。A离子键 B配位键 C 键 D 键 E.氢键GaP 的晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被 P 原子代替,顶点和面心的碳原子被 Ga原子代替。若 GaP 晶体的密度为 pgcm-3,阿伏加德罗常数的值为 NA,则晶胞中 Ga 和 P 原子的最近距离为_nm。(4)第二周期元素中,基态原子的第一电离能大于基态氮原子的有_种。(5)NaNH 2是一种重要的工业原
14、料。钠元素的焰色反应为黄色。很多金属元素能产生焰色反应的微观原因为_。NH 2-中氮原子的杂化方式为_;该离子的空间构型为_。写出与 NH2-互为等电子体的分子的化学式:_(任写一种)。【答案】8 哑铃形(或纺锤形) 做 X-射线衍射实验 三种晶体均为原子晶体,N、P、As 原子半径增大,键长增长,键能减小,熔点降低 BC 2 电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级激发态乃至基态时,以光的形式释放能量,形成焰色反应 sp 3 V 形 H 2O、H 2S 等(任写一种) - 12 -8钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。回答下列问题:(1) 写出 As 的基态原子的电子排布式_
15、。(2)N、P、As 为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为_,它们的氢化物沸点最高的是_。将 NaNO3和 Na2O 在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与 SO42-互为等电子体,则该阴离子的化学式是_。(3) Fe3+、Co 3+与 N3-、CN -等可形成络合离子。K 3Fe(CN)6可用于检验 Fe2+,配体 CN-中碳原子杂化轨道类型为_。Co(N 3)(NH3)5SO4中 Co 的配位数为_,其配离子中含有的化学键类型为_(填离子键、共价键、配位键),C、N、O 的第一电离能最大的为_,其原因是_。(4) 砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中 Ga 与周围等距且最近的 As
16、 形成的空间构型为_。已知砷化镓晶胞边长为 apm,其密度为 pgcm-3,则阿伏加德罗常数的数值为_(列出计算式即可)。- 13 -【答案】Ar 3d104s24p3 NPAs NH3 NO4 3- sp 6 共价键、配位键 N 氮原子 2p 轨道上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子 正四面体 9氮、磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。(1)基态磷原子价电子排布的轨道表示式为_。(2) 元素 B、N、O 的第一电离能由大到小的顺序为_。(3) 食品添加剂 NaNO2中 NO2-中心原子的杂化类型是_,与 NO2-互为等电子体的分子的化学式为_。(写 1 种)。(4)N 2H4 是火
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