2019高考化学考点必练专题28物质结构与性质拔高专练.doc

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1、1考点二十八 物质结构与性质拔高专练1 （2018 届河南省开封市高三上学期第一次模拟考试）第四周期有 18 种元素，其相关化合物在化工、医药、材料等领域均有着广泛的应用。请回答下列问题：（1）基态钙原子核外电子云形状为_，电子占据的最高能层符号是_。（2）五氧化二钒（V 2O5）是硫酸工业中重要的催化剂，基态钒原子的价电子排布式为_。（3）琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，其中“亚铁”是关键成分，K 3Fe(CN)6溶液是检验 Fe2+的试剂，1molCN -中含 键的数目为_，临床建议服用维生素 C 促进“亚铁”的吸收，避免生成 Fe3+，从结构角度来看，Fe 2+易被氧

2、化成 Fe3+的原因是_。（4）镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的 顺序为_（用元素符号表示） ；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维渗杂剂，其熔点为-49.5，沸点为 83.1，则其晶体类型为_，中心原子的杂化类型为_；砷酸酸性弱于硒酸，从分子结构的角度解释原因_；砷化硼是一种新型材料，或成为最好的热导体，其结构与金刚石相似，已知砷化硼晶胞参数为 bpm，则该晶体的密度为_ g cm -3。(N A表示阿伏加德罗常数的值)。【答案】 球形和哑铃形 N 3d3 4s2 2NA Fe3+的 3d5半满状态更稳定 AsSeGeGa 分子晶体 sp3 硒酸中非羟基氧原子较多（或其他合理解释） (4

3、)同周期主族元素的第一电离能从左到右是依次增大的，但其中A 和A，以及A 和A 之间存在有全满和半满的情况，所以有反常现象，因此镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为AsSeGeGa；四氯化锗的熔沸点都很低，所以其晶体为分子晶体；中心原子即 Ge 的杂化类型为 sp3，可以和四个氯原子形成四个等价的共价键；砷酸的分子式为 H3AsO4，而硒酸的分子式为 H2SeO4，所以在分子结构上，砷酸分子中的非羟基氧原子数少于硒酸的，所以砷酸酸性弱于硒酸；根据金刚石的晶胞结构可知，每个砷化硼晶胞中含有 4 个 BAs 分子，所以每个晶胞的质量 m= 186/3AAgmolgN，其体积为V=(b10-1

4、0)3 cm3，所以该晶体的密度为3033034/41AAmcVbcb。22 （2018 届河南省中原名校高三上学期第五次联考）金属材料在国民经济建设等领域具有重要应用，镁、镍、铜是几种重要的金属元素，请回答下列问题:(1)镍元素的核电荷数为 28，则原子基态电子排布式为_.结构中有_种不同形状的电子云。(2)MgO 的熔点高于 CuO 的原因是_(3)Mg 元素的第一电离能反常地高于同周期后一种元素，原因是_(4)Ni 与 CO 能形成配合物 Ni(CO)4，该分子中 键与 键个数比为_(5)配合物Cu(CH 3CN) 4BF4中碳原子杂化轨道类型为_，BF 4-的空间构型为_。(6)铜与氧

5、元素可形成如图所示的晶胞结构，其中 Cu 均匀地分散在立方体内部，a、b 的坐标参数依次为(0,0,0)、(1/2，1/2，1/2)，则 d 的坐标 参数为_,已知该品体的密度为 g/cm 3,NA是阿伏加德罗常数值，则晶胞参数为_cm(列出计算式即可)。【答案】 1s22s32p63s23p63d84s2(或 Ar3d84s2 3 MgO 的晶格的比 CuO 大 Mg 原子的 3s2全充满，反而比 A1 原子 3p1稳定 1:1 sp、sp 3 正四面体(1 分) (3/4,3/4,1/4) 键与 键个数比为 1：1；(5)配合物Cu(CH 3CN) 4BF4中三键碳原子采用 sp 杂化，甲

6、基 C 原子采用 sp3杂化， BF4-的空间构型为正四面体；(6)b 与周期 4 个 d 形成正四面体结构，b 、d 与顶点的边线处于晶体对角线上，a (0,0,0)、b (1/2，1/2，1/2)，则 d 的坐标参数为(3/4,3/4,1/4)；该晶胞中 Cu 个数=4，O个数=8 18+1=2，Cu 和 O 个数比=4:2=2:1，所以其化学式为 Cu2O，该离子化合物的摩尔质量为144g/mol，晶体的密度为 g/cm 3, 阿伏加德罗常数为 NA，则晶胞参数 a= 3142AN= 38Acm。3 （2018 届宁夏石嘴山市第三中学高三上学期第四次（1 月）月考）Q、R、X、Y、Z 为

7、周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知:3 Q 为元素周期表中原子半径最小的元素; R 的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同; Y 的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的 3 倍; Z 有“生物金属”之称,Z 4+离子和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题(答题时,Q、R、X、Y、Z 用所对应的元素符号表示):(1)Q、R、Y 三种元素组成的一种化合物 M 是新装修居室中常含有的一种有害气体,化合物 M 的空间构型为_ ,其中心原子采取_杂化;Q、R 两种元素组成的原子个数比为 1:1 的化合物 N 是中学化学中常见的有机溶剂,化合物 N 在固态

8、 时的晶体类型为_。(2)R、X、Y 三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_。(3)由上述一种或多种元素组成的与 RY2互为等电子体的分子为_(写分子式)。(4)由 R、X、Y 三种元素组成的 RXY-离子在酸性条件下可与 NaClO 溶液反应,生成 X2、RY 2等物质,该反应的离子方程式为_。(5)某含 Z 配合物,化学式为ZCl(H 2O)5Cl2, 配位数为_，1 mol 该配合物中 键的数目为_。(6)Z 原子基态时的价电子排布式为_;已知 Z 的一种含氧酸钡盐的密度为 g.cm-3,其晶胞的结构如图所示,则晶 体中氧原子与钡原子的最近距离为_cm。(只要求列算式, 不必计算出数值。

9、阿伏伽德罗常数为 NA)【答案】 平面三角形 sp2 分子晶体 C N2O 2CNO-+2H+3ClO-=N2+2CO 2+3 Cl-+H2O 6 16NA 3d24s2 3NA(1)H、C、O 构成的一种有毒气体为 HCHO，分子式为 CH2O，H 提供一个电子，O 不提供电子，C 提供四个电子，所以价层电子对数为（4+12）/2=3，成键电子对数为 3，孤电子对数为 0，所以 HCHO 的立体构型为平面三角形；C 原子采取 sp2杂化；H 和 C 组成的原子个数比为 1:1 的常见有机溶剂为 C6H6，固态时为分子4晶体。(2) C、N、O 属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素

10、的第一电离能随着原子序数的增大而增大，因为第A 族为半充满结构，所以第A 族的大于第A 族的，所以第一电离能大小顺序是 CAl B原子半径：AlTlC碱性：Al(OH) 3Tl(OH)3 D氧化性：Tl 3 Al3(4)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl 3 与 Ag 在酸性介质中发生反应：Tl3 2Ag=Tl 2Ag 。下列推断正确的是_。ATl 最外层有 1 个电子 BTl 能形成3 价和1 价的化合物CTl 3 的氧化性比 Ag 弱 DTl 的还原性比 Ag 强5【答案】 六 IIIA A-162 A B（4）根据铊的外层电子构型 6s26p1可知失去一个电子形成 Tl ，最外层

11、还有 2 个电子，同时也能失去 3个电子形成 Tl3 ，即 Tl 能形成3 价和1 价的化合物，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知Tl3 的氧化性比 Ag 强，根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知 Tl 的还原性比 Ag 弱，故推断正确的是答案 B。 5 （2018 届云南省高三毕业生统测）化学选修 3：物质结构与性质 磷酸铁锂电池对环境无污染，为绿色环保型电池，是铅酸电池的替代品，该电池的总反应为：Li1-x FePO4+LixC6= LiFePO4+C6(1)基态 Fe2+的核外电子排布式为_，与 Fe 同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有_(填元素符号)，磷酸

12、铁锂电池总反应中涉及到的 C、O 元素，第一电离能较大的是_。(2)PO43-的空间构型是_。(3)与 PCl5互为等电子体的一种分子的化学式为_。(4)二乙烯三胺五乙酸铁-钠络合物结构如图所示，其中 C 原子的杂化方式为_。(5)亚铁氰化钾经氯气或电解氧化，可得铁氰化钾 K3Fe(CN)6，为红棕色晶体，也称赤血盐，1mol 该物质含有的 键的数目为_。(6)已知：LiF 晶体与 NaCl 晶体结构相同，F 半径为 0.133nm，Li +的半径为 0.076nm，阴阳离子相接触，则一个晶胞中离子的空间占有率为_ (列式并计算)，分析说明该 计算结果小于 74.05%的原因_。6【答案】 A

13、r3d6 K、Cr O 正四面体 AsF5或 AsCl5 sp3；sp 2 12NA 有 LiF 晶体中，正负离子直接相邻， a=2(r+r-)=0.418(nm)体积分数=4(4/3)(0.133) 3+(0.076)3/0.4183=64.0% 阴离子之间不直接接触，不再是紧密堆积。阴高了的空间占有率降至 54%，阳离了的空间占有率仅为 10%，所以总的空间占有率小于 74.05%羰基碳原子为 sp2杂化；(5)在 CN 中碳原子与氮原子是以共价三键结合的，含有的 2 个 键。所以 1 mol铁氰化钾 K3Fe(CN)6中含有的 键的数 2 NA；(6) 有 LiF 晶体中，正负离子直接相

14、邻，a=2(r +r-)6=12=0.418(nm)，体积分数=4(4/3)(0.133) 3+(0.076)3/0.4183=64.0% ；阴离子之间不直接接触，不再是紧密堆积。阴高了的空间占有率降至 54%，阳离了的空间占有率仅为 10%，所以总的空间占有率小于74.05%。6 （2018 届山西省孝义市高三下学期一模考试）化学-选修 3：物质结构与性质镁与铝、锰形成的合金广泛应用于航天、运输、化工等领域。回答下列问题：(1)基态 Mn2+核外电子排布式为_。(2)下列各项比较中，MgAl 的是_(填选项序号)。A.电负性 B.金属键的强弱 C.金属性 D.基态原子第一电离能(3)叶绿素是

15、以镁离子为中心的卟啉配合物，其结构如图。Mg 2+与 N 原子形成的化学键为配位键的是_(填“a”或“b ”)。叶绿素分子中 C 原子的杂化轨道类型有_。7(4)MgO 具有 NaCl 型结构(如图)，MgO 晶体的熔点比 NaCl 高的原因是_；其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，阴离子的配位数为_，r(O 2-)=0.148mm，MgO 的密度为_ g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。【答案】 1s22S22p63s23p63d5( 或Ar3d 5) CD b sp2、sp 3 都是离子晶体，Mg 半径小于 Na+，O 2-半径小于 Cl-，MgO 中离子电荷数大于 Na

16、Cl 中离子电荷数，所以 MgO 晶格能大，熔点高 6 (3) 从结构图可知：在 b 中氮原子已经形成 3 条共价键，剩下的孤电子对与镁离子形成配位键，所以Mg2+与 N 原子形成的化学键为配位键的是 b；正确答案：b。根据杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的 键个数；叶绿素分子含有 结构，杂化轨道数=0+3=3，C 原子的杂化轨道为 sp2；叶绿素分子含有 结构，杂化轨道数=0+4=4，C 原子的杂化轨道为 sp3 ；正确答案：sp 2；sp 3。（4） MgO 和 NaCl 都是离子晶体，Mg 半径小于 Na+，O 2-半径小于 Cl-，MgO 中离子电荷数大于 NaCl 中离子电

17、荷数，所以 MgO 晶格能大，熔点高；根据 MgO 晶胞的结构可知，1 个 O2-周围有 6 个 Mg2+，所以配位数为6；根据晶胞的结构可知，含有 Mg2+个数为 121/4+1=4, O2-个数为 81/8+121/4=4,所以该晶胞含有4MgO，晶胞体积为 440/N A cm3,由于 r (O2-)=0.148mm=0.14810-7cm，根据晶胞的结构可知，该晶胞的棱长为 a=2 =2 0.14810-7cm，所以 a3=440/N A，= ；正确答案：都是离子晶体，Mg 半径小于 Na+，O 2-半径小于 Cl-，MgO 中离子电荷数大于 NaCl 中离子电荷数，所以 MgO 晶8

18、格能大，熔点高 ；6 ； 。7 （2018 届河南省安阳市高三第一次模拟）铁是目前应用最多的金属，铁的单质及其化合物用途非常广泛。（1）K 4Fe(CN)6可用作食盐的抗结剂。基态钾原子的电子排布式为_。（2）Na 2Fe(CN)5(NO) 可用作治疗高血压急症。Na、N、O 的第一电离能有小到大的顺序为_。CN -中碳原子的杂化类型是_。（3）过氧化氢在 FeCl3催化作用下分解生成水和氧气。1molH 2O2中 键的数目为_。H 2O 的沸点比 H2S 高的原因是_。（4）铁触媒是重要的催化剂。CO 易与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe+5CO=Fe(CO) 5；除去 CO 的化学方程式

19、为Cu(NH 3)2OOCCH3+CO+NH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3。与 CO 互为等电子体的分子为_ _。配合物Cu(NH 3)2OOCCH3中不存在的的作用力是_（填字母） 。a.离子键 b.金属键 c .配位键 d.极性共价键Fe(CO) 5在空气中燃烧的化学方程式为 4Fe(CO)5+13O2 2Fe2O3+20CO2，Fe 2O3的晶体类型是_。铁的晶胞如图所示，若该晶体的密度是 agcm-3，则两个最近的 Fe 原子间的距离为_cm（设 NA为阿伏伽德罗常数的值） 。【答案】 1s22s32p63s23p64s1 或Ar 4s 1 NaCH sp2、sp 3 分子晶

20、体 VNA/11.2 TiO2 环乙烷分子为空间构型，而非平面构型，正确答案： ；（3）分子晶体的熔沸点较低；正确答案：分子晶体；因为 CO 与 N2互为等电子体，故每个 CO 分子含有1 个 键，Ni 与 CO 形成 4 个配位键，属于 键，故 1mol Ni(CO)4含有 8mol 键，所以标准状况下，VL CO 分子形成 Ni(CO)4中含 o 键数目为（V NA/22.4） 8= VNA/11.2；正确答案：VN A/11.2；钛元素的原子序数为 22，基态原子的电子排布 1s22s22p63S23p63d24s2，且因为钻穿效应导致 4s 电子离原子核更近，能量更低，故 3d 轨道电

21、子能量最高，所以基态钛原子中电子能量最高的电子排布图为；正确答案： ；因为单位晶胞中含有 2 个 Ti2+，4 个 O2-，故组成比为 1:2，所以该晶体化学式为 TiO2；TiO2的分子量为 80，一个晶胞中含有 2 个 TiO2，根据密度计算公式：=m/V,带入数据计算：m/V=(280)/NA (a 10-7)3= ，正确答案： 。9 （2018 届山东省枣庄市高三第一次模拟考试）某市售照明材料 LED 晶片是一种发光二极管。材质组成为：GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、GaInN( 氮化镓铟)等。请回答下列问题：（1）砷基态原子的核外电子排布式为_。（2）上述非金属元素

22、氢化物的沸点从高到低的顺序为_。（3）下列说法正确的是_11a电负性：AsSeGa（4）如图所示为 GaAs 的晶胞结构，晶体熔点为 1237。晶胞中砷与镓原子间的化学键类型有_。一个镓原子周围所有距离最近且相等的砷原子形成的空间构型是_。一个晶胞的组成为_。已知晶胞棱长 a=5.6410-10m,相对原子质量 Ga70,As75,则该晶胞密度为 =_。【答案】 1s22s22p63s23p63d104s24p3 NH3AsH3PH3 bc 共价键(或极性键)、配位键 正四面体 Ga4As4 5.37gcm-3（4） 镓有 3 个价电子，但形成 4 个共价键，说明有一个配位键；正确答案：共价键

23、(或极性键)、配位键；砷化鎵晶胞中砷原子 8 个在立方体的顶角，6 个在面上，该晶胞所包含的的砷原子数为81/8+61/2=4,而鎵原子周围是 4 个均匀分布的砷原子为正四面体型；正确答案：正四面体型；8 个顶点含有砷原子为 81/8=1,6 个面上有砷原子 61/2=3，共有砷原子 4 个；鎵原子在中心，有 4个，所以一个晶胞的组成为. Ga 4As4；正确答案：Ga 4As4；砷化鎵晶胞中砷原子 8 个在立方体的顶角，6 个在面上，该晶胞所包含的的砷原子数为81/8+61/2=4,上述晶胞结构中含有 4 个 GaAs，其质量为 4（70+75）=580g，晶胞的体积 为：a36.02102

24、3m3=(5.6410-10)36.021023=1080.0210-7 m3=108.02cm3，根据密度计算公式：=m/V=580/108.02= 5.37gcm -3；正确答案 5.37gcm-3。1210 （2018 年重庆普通高等学校招生全国统一考试 4 月调研测试） 五水硫酸铜( CuSO 45H2O) 和六水硫酸亚铁铵(NH 4)2Fe(SO4)26H2O 都是重要的化工原料，用途十分广泛。请回答与这两种物质中元素有关的一些问题。（1）基态铁原子的核外电子排布式为_；基态铜原子的电子占据的最高能层符号为_ 。（2）氧元素的第一电离能小于氮元素，其原因是_ 。（3） SO 42-、

25、H 2O、NH 4+三种微粒中，空间构型为正四面体的是_；NH 4+中氮原子的杂化轨道类型是_。（4）写出与 SO42-互为等电子体的分子的化学式_ (写一种)。（5）Cu 与 Au 的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在该晶胞中 Cu 原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到 Cu 原子与 Au 原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图) 相似，该晶体储氢后的化学式为_，若该晶体的密度为 g.cm -3，则晶胞中 Cu 原子与 Au 原子中心的最短距离 d=_cm (NA表示阿伏加德罗常数的值)。【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2 N 氮原子的

26、 2p 轨道处于较稳定的半充满状态，不容易失去一个电子，故第一电离能比氧元素大 SO42-、NH 4+ sp3杂化 SiCl4或 CCl4(其他合理答案也可) H4Cu3Au 【解析】 （1）铁的核电荷数为 26，其基态铁原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2；铜核电荷数为(3) 离子中含有 4 个 键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取 杂化；分子中 O 原子的价层电子对数 ，为 杂化,含有 2 个孤电子对，分子为 V13形； 中 N 原子的价层电子对数 ，为 杂化，不含有孤电子对，为正四面体形；正确答案： SO 42-、NH 4+ ； sp 3杂

27、化。(4) 原子数、电子总数均相等的物质，称为等电子体；与 SO42-互为等电子体的分子的化学式为 SiCl4或CCl4；正确答案：SiCl 4或 CCl4。(5) 与 的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中 原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由 原子与 原子构成的四面体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，金刚石晶胞结构为 ，形成的晶体中， 原子有 4 个， 原子数目为 ， 的原子数目为 ，该晶体储氢后的化学式为 ；该晶体的分子质量为 393，若该晶体的密度为gcm 3，则晶胞的体积为： = cm3 晶胞的棱长为 r= ，从结构中看出，晶胞中 Cu 原3393子与

28、 Au 原子中心的最短距离 d 为面对角线的一般，即 r= cm；正确答案：H 4Cu3Au；。11 （2018 年辽宁省大连市高三第一次模拟）化学选修 3：物质结构与性质碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。根据要求回答下列问题：(1)碳原子的价电子排布式_，核外有_种不同运动状态的电子。(2)碳可以形成多种有机化合物，下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构，两种分子中所有原子都在一个平面上。嘌呤中所有元素的电负性由大到小的顺序_。嘌呤中轨道之间的夹角1 比2 大，解释原因_。14吡啶结构中 N 原子的杂化方式_。分子中的大 键可用符号 nm表示，m 代表形成大 键的原子数，n 代表参与形成大

29、键的电子数。则吡啶结构中的大 键表示为_。(3)碳元素能形成 CO、CO 2、H 2CO3等多种无机化合物。二氧化碳的晶体叫做干冰，每个二氧化碳分子周围通常有_个紧邻的分子。在 CO 转化成 CO2的反应过程中，下列说法正确的是_。A.分子中孤电子对数不变 B.分子的极性发生变化C.原子间成键方式发生改变 D.分子晶体的熔沸点升高H 2CO3与 H3PO4均有 1 个非羟基氧，H 3PO4为中强酸，H 2CO3为弱酸的原因_。(4)2017 年，中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体：T-碳。T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由 4 个碳原子组成的正四面体结构单元取代形成碳

30、的一种新型三维立方晶体结构，如下图。已知 T 碳晶胞参数为 a pm，阿伏伽德罗常数为 NA，则 T 碳的密度的表达式为_g/cm 3。(写出表达式即可)【答案】 2S22P2 6 NH(或 NCH) 孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力斥力大键角大 sp2 12 BCD 由溶液于水的氧化碳分子只有约及百分之一与水结合成碳酸与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比自然就小了近百倍了 的大 键表示为 ；(3)干冰是分子晶体，CO 2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的 CO2分子为例，与它距离最近的 CO2分子分布在与该顶点相连的 12 个面的面心上；在 CO 转化成 CO2的反应过程15中， A.分子中孤电子对数由 2 对变为 4 对，发生变化，选项 A 错误； B.分子的极性发生变化，由极性分子变为非极性分子，选项 B 正确；C.原子间成键方式发生改变，变为碳氧双键，选项 C 正确；D.分子晶体的熔沸点升高，选项 D 正确。答案选 BCD；H 2CO3与 H3PO4均有 1 个非羟基氧，H 3PO4为中强酸，H 2CO3为弱酸的原因为由溶液于水的氧化碳分子只有约及百分之一与水结合成碳酸与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比自然就小了近百倍了；(4) 根据原子均摊法可计算 T 碳晶胞中含有碳原子个数为186482， 310248ANmVa。