高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 專題二十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模擬創(chuàng)新題1

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物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 根據(jù)高考命題大數(shù)據(jù)軟件分析，重點(diǎn)關(guān)注第1、3、6及創(chuàng)新導(dǎo)向題。 模擬精選題 1．(2016湖南衡陽(yáng)一模，37)鐵和銅都是日常生活中常見(jiàn)的金屬，有著廣泛的用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)鐵原子核外電子排布式為_(kāi)__________________________________。 (2)配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為－20.5 ℃，沸點(diǎn)為103 ℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于________(填晶體類型)。Fe(CO)x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x＝________。Fe(CO)x在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Fe(CO)x(s)Fe(s)＋xCO(g)。已知反應(yīng)過(guò)程中只斷裂配位鍵，則該反應(yīng)生成物含有的化學(xué)鍵類型有_________________。 (3)K3[Fe(CN)6]溶液可用于檢驗(yàn)________(填離子符號(hào))。CN－中碳原子雜化軌道類型為_(kāi)_______，C、N、O三元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______(用元素符號(hào)表示)。 (4)銅晶體銅碳原子的堆積方式如圖所示。 ①基態(tài)銅在元素周期表中位置____________________________________ _______________________________________________________________。 ②每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目__________________________。 (5)某M原子的外圍電子排布式為3s23p5，銅與M形成化合物的晶胞如圖所示(黑點(diǎn)代表銅原子)。 ①該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______________________________________。 ②已知銅和M的電負(fù)性分別為1.9和3.0，則銅與M形成的化合物屬于________(填“離子”或“共價(jià)”)化合物。 ③已知該晶體的密度為ρ gcm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為_(kāi)_______pm(只寫(xiě)計(jì)算式)。 解析　(1)鐵是過(guò)渡元素，位于周期表中第四周期第Ⅷ族；核外電子排布式為[Ar]3d64s2 或1s22s22p63s23p63d64s2；(2)Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔沸點(diǎn)較低，易溶于非極性溶劑，符合分子晶體的特點(diǎn)，因此Fe(CO)x屬于分子晶體，中心原子鐵價(jià)電子數(shù)為8，配體一個(gè)CO分子提供2個(gè)電子形成配位鍵，因此x＝＝5，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，生成物是單質(zhì)Fe和CO，鐵是金屬晶體含有金屬鍵，CO是分子晶體，C、O之間是共價(jià)鍵；(3)含F(xiàn)e2＋的溶液與鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成具有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀，反應(yīng)離子方程式：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，所以鐵氰化鉀是驗(yàn)證Fe2＋的，C、N之間是三鍵，CN－中C有一個(gè)孤電子對(duì)，CN－中心原子C價(jià)電子對(duì)數(shù)2，C是sp雜化，C、N、O屬于同一周期，電離能同周期從左向右增大，但是第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于ⅥA族，因此N>O>C；(4)①銅是29號(hào)元素位于第四周期第ⅠB族；②銅的晶胞屬于面心立方最密堆積，堆積方式ABCABCABC，因此配位數(shù)為12，每個(gè)銅原子周圍最近的銅原子數(shù)目是12；(5)M原子的外圍電子排布式3s23p5，M是第三周期第ⅦA族元素，即Cl，銅在晶胞占有的位置8個(gè)頂角、6個(gè)面，銅原子的個(gè)數(shù)8＋6＝4，Cl原子在晶胞的位置在體心，全部屬于該晶胞，Cl個(gè)數(shù)是4，①化學(xué)式：CuCl；②一般認(rèn)為兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1.7形成離子鍵，小于1.7形成共價(jià)鍵，銅與Cl電負(fù)性差值3.0－1.9＝1.1<1.7，該化合物屬于共價(jià)化合物；③設(shè)邊長(zhǎng)為a cm，ρ＝＝，a＝，該晶胞類似與金剛石的晶胞，Cu和Cl最近的距離是體對(duì)角線的，即距離為：1010 pm。 答案　(1)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2) (2)分子晶體　5　金屬鍵、共價(jià)鍵 (3)Fe2＋　sp雜化　N＞O＞C (4)①第四周期第ⅠB族?、?2 (5)①CuCl?、诠矁r(jià)?、?010(或1010或1010) 2．(2016安徽淮南一模，30)碳、氮、氟、硅、銅等元素的化合物廣泛存在于自然界，回答下列問(wèn)題： (1)氮?dú)夥肿又笑益I和π鍵的比值為_(kāi)___________；基態(tài)銅原子的電子排布式為_(kāi)___________。 (2)C、N、F三種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________；三種元素分別形成的最簡(jiǎn)單氫化物中屬于非極性分子的是____________(填化學(xué)式)。 (3)NF3是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體，NF3分子的空間構(gòu)型為_(kāi)___________； 在NF3中，N原子的雜化軌道類型為_(kāi)___________。 (4)金剛砂(SiC)的硬度為9.5，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。金剛砂晶體類型為_(kāi)___________，每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為_(kāi)___________，若晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則金剛砂的密度為_(kāi)___________gcm－3(不需要化簡(jiǎn))。 解析　(1)氮?dú)夥肿咏Y(jié)構(gòu)式為N≡N，三鍵中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，分子中σ鍵和π鍵的比值為1∶2；Cu元素原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1。 (2)同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，故第一電離能為：F＞N＞C；三種氫化物中，氨氣為三角錐形，屬于極性分子，HF為雙原子分子，共用電子對(duì)偏向F，為極性分子，甲烷為正四面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)，分子中正負(fù)電荷重心重合，屬于非極性分子。 (3)NF3分子中N原子孤電子對(duì)數(shù)＝＝1、價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋1＝4，為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子雜化軌道數(shù)目為4，采取sp3雜化； (4)金剛砂硬度大，晶胞中Si、C原子之間形成共價(jià)鍵，為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于原子晶體，晶胞中存在四面體構(gòu)型，晶胞中Si、C原子位置可以互換，互換后以頂角C原子為研究對(duì)象，與之最近的C原子處于面心，每個(gè)頂角為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，故每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為＝12，晶胞中Si處于頂角與面心，晶胞中Si原子數(shù)目為8＋6＝4，C原子處于晶胞內(nèi)部，晶胞中C原子數(shù)目為4，故晶胞質(zhì)量為4 g，晶胞體積為(a cm)3，則晶胞密度為4 g(a cm)3＝ gcm－3。 答案　(1)1∶2　1s22s22p63s23p63d104s1 (2)F＞N＞C　CH4 (3)三角錐形　sp3 (4)原子晶體　12　 3．(2016安徽“江南十?！甭?lián)考，37)安徽省具有豐富的銅礦資源，請(qǐng)回答下列有關(guān)銅及其化合物的問(wèn)題。 (1)請(qǐng)寫(xiě)出基態(tài)Cu原子的外圍電子排布式________。焰火中的綠色是銅的焰色，基態(tài)銅原子在灼燒時(shí)外圍電子發(fā)生了____________________________而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。 (2)新型農(nóng)藥松脂酸銅具有低殘留的特點(diǎn)，下圖是松脂酸銅的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 請(qǐng)分析1個(gè)松脂酸銅中π鍵的個(gè)數(shù)________；加“★”碳原子的雜化方式為_(kāi)____________________________________________________________。 (3)下圖是某銅礦的晶胞圖，請(qǐng)推算出此晶胞的化學(xué)式(以X表示某元素符號(hào))_________________________________________________________； 與X等距離且最近的X原子個(gè)數(shù)為 __________。 (4)黃銅礦在冶煉的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品SO2，SO2分子的幾何構(gòu)型_____________________________________________________________， 比較第一電離能：S________O(填“>”或“<”)。 (5)黃銅合金可以表示為Cu3Zn，為面心立方晶胞，晶體密度為8.5 g/cm3，求晶胞的邊長(zhǎng)(只寫(xiě)計(jì)算式，不求結(jié)果)：_______________。 解析　(1)Cu在周期表中第4周期，第ⅠB族，其原子的外圍電子排布式為3d104s1。基態(tài)銅原子在灼燒時(shí)獲得能量使外圍電子發(fā)生躍遷而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。(2)一個(gè)碳碳雙鍵或碳氧雙鍵含有一個(gè)π鍵，1個(gè)松脂酸銅的結(jié)構(gòu)單元中含有三個(gè)雙鍵，因此一個(gè)松脂酸銅含有六個(gè)π鍵。加“*”碳原子形成四個(gè)單鍵，需要四個(gè)雜化軌道，因此該碳原子的雜化方式為sp3。(3)根據(jù)均攤法，晶胞中X原子個(gè)數(shù)為1＋81/8＝2，Cu原子個(gè)數(shù)為14＝4，則晶胞的化學(xué)式為Cu2X。與晶胞中心X等距離且最近的X位于晶胞的八個(gè)頂角上。(4)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，SO2分子中S原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(6－22)1/2＝1，則SO2分子的幾何構(gòu)型為V形或角形。同主族元素由上至下第一電離能逐漸減小，即SS>Se　(2)3　(3)①三　ⅣA　大?、谛? (4)小　(5)N>O>C　(6)C(碳) (7) 考向二　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 角度1　微粒間作用力與性質(zhì) 角度2　中心原子雜化方式的判斷及分子空間構(gòu)型的判斷 3．(1) H2Se的酸性比H2S________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 (2)H2SO3的K1和K2分別為2.710－3和2.510－8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.210－2，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋： ①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因：______________________________________________________________ ______________________________________________________________； ②H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因：_______________________________ _________________________________________________________。 答案　(1)強(qiáng) (2)①第一步電離生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子　②H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se為＋4價(jià)，而H2SeO4中的Se為＋6價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致Se—O—H中O的電子更向Se偏移，更易電離出H＋ 4．(1) 中陽(yáng)離子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______，陰離子的中心原子軌道采用________雜化。 (2) BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為_(kāi)_______和________。 (3)S的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸根離子空間構(gòu)型為_(kāi)______________，中心原子的雜化軌道類型為_(kāi)_______________________。 (4)液氨是富氫物質(zhì)，是氫能的理想載體，利用N2＋3H22NH3實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說(shuō)法正確的是________(多選)。 A．NH3分子中N原子采用sp3雜化 B．相同壓強(qiáng)時(shí)，NH3沸點(diǎn)比PH3高 C．[Cu(NH3)4]2＋離子中，N原子是配位原子 D．CN－的電子式為 解析　(3)S的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸根離子為SO，中心硫原子有4對(duì)成鍵電子，故其空間構(gòu)型為正四面體形，中心原子的雜化軌道類型為sp3。(4) A項(xiàng)，NH3分子中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為1＋3＝4，N原子sp3雜化，正確；B項(xiàng)，NH3分子間能形成氫鍵，沸點(diǎn)比PH3高，正確；C項(xiàng)，NH3是配體，N原子是配位原子，正確；D項(xiàng)，CN－與N2是等電子體，結(jié)構(gòu)相似，正確。 答案　(1)三角錐形　sp3　(2)sp2雜化　sp3雜化　 (3)正四面體　sp3　(4)ABCD 考向三　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 角度1　由晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖判斷晶體的分子式 角度2　由晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖判斷晶胞的結(jié)構(gòu) 角度3　計(jì)算晶胞的密度、微粒間距 5．(1)如圖為氧元素與鈦、鈣元素形成的某晶體結(jié)構(gòu)中的最小重復(fù)單元，該晶體中每個(gè)鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈣離子有________個(gè)，該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______________。 (2)MgH2是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，已知該晶體的密度為a gcm－3，則晶胞的體積為_(kāi)_______cm3(用a、NA表示)。 解析　(1)由晶胞圖可知，每個(gè)鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈣離子位于體心，故與Ti原子最近且距離相等的鈣離子有8個(gè)，根據(jù)均攤法可知，處于頂角的原子同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)原子有1/8屬于該晶胞，處于棱上的原子，同時(shí)被4個(gè)晶胞所共有，每個(gè)原子有1/4屬于該晶胞；處于體心位置的原子則完全屬于該晶胞，所以N(Ca)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶(8)∶(12)＝1∶1∶3，該晶體的化學(xué)式為CaTiO3。 (2)MgH2晶胞中占有2個(gè)Mg、4個(gè)H原子，ρ＝＝＝＝＝a，V＝ cm3。 答案　(1)8　CaTiO3　(2) 6．以氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導(dǎo)體材料目前已成為全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)基態(tài)鎵原子的核外電子排布式為_(kāi)______________________________。 (2)氮所在主族中第一電離能最大的元素是__________________________ (填元素符號(hào)，下同)，鎵所在主族中電負(fù)性最大的元素是________。 (3)傳統(tǒng)的氮化鎵制備方法是采用GaCl3與NH3在一定條件下反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________。 (4)氮化鎵與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，氮化鎵中氮原子與鎵原子之間以________相結(jié)合，氮化鎵屬于________晶體。 (5)如圖是氮化鎵的晶胞模型： ①氮化鎵中鎵原子的雜化方式為_(kāi)_______，氮原子的配位數(shù)為_(kāi)_______。 ②氮化鎵為立方晶胞，氮化鎵的密度為ρ gcm－3。列式計(jì)算氮化鎵晶胞邊長(zhǎng)的表達(dá)式：a＝________cm。 解析　(1)Ga核外有31個(gè)電子，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。(2)同主族元素從上到下，第一電離能逐漸減小，電負(fù)性也逐漸減小，因此氮所在主族中第一電離能最大的為N。Ga所在主族中，電負(fù)性最大的為B。(3)根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式。(4)氮化鎵與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，則氮化鎵為原子晶體，Ga原子與N原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合。(5)①1個(gè)Ga與4個(gè)N形成共價(jià)鍵，Ga無(wú)孤電子對(duì)，則雜化類型為sp3雜化。一個(gè)N周圍有4個(gè)Ga，N的配位數(shù)為4，②該晶胞中Ga的個(gè)數(shù)為8＋1＝2，N的個(gè)數(shù)為4＋1＝2。以該晶胞為研究對(duì)象，則ρa(bǔ)3＝，a＝cm。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 (2)N　B　(3)GaCl3＋NH3GaN＋3HCl (4)共價(jià)鍵　原子　(5)①sp3雜化　4?、?