高考化学大串讲专题20物质结构与性质练习.docx

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高考化学大串讲专题20物质结构与性质练习

专题20物质结构与性质

1．I.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：

Cl＞S＞P＞SiB．共价键的极性：

HF＞HCI＞HBr＞HI

C．晶格能：

NaF＞NaCl＞NaBr＞NaID．热稳定性：

MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3

II.黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。

回答下列问题：

（1）CuFeS2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。

①X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。

②X的沸点比水低的主要原因是____________________。

（3）CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2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。

①Cu＋的配位数为__________，S2－的配位数为____________。

②已知：

a＝b＝0.524nm，c＝1.032nm，NA为阿伏加德罗常数的值，CuFeS2晶体的密度是________g•cm-3（列出计算式）。

【答案】BC离子键CDV形sp3极性水分子间存在氢键3σ键和π键44

2．镁、硅及其化合物用途非常广泛。

回答下列问题：

（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__________形。

（2）Mg2C3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），Mg2C3和H2C=C=CH2中均存在（填字母）__________。

A．配位键B．σ键C．π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__________kJ·mol-1；O=O键的键能为_________kJ·mol-1；MgO的晶格能为__________kJ·mol-1。

（4）Mg2Si晶胞结构如图2所示，已知其密度为1.94g·cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值。

①则晶胞参数a=__________nm（列出计算式）

②Mg2Si的另一种表示中，四个Mg处于上图所示立方体中的Si的位置，则Si处于____________。

【答案】

球spOBC14514983845

顶点和面心（注：

如图

）

【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，NH4+的结构式为______（标出配位键），其中氮原子的杂化方式为______;与ClO4-互为等电子体的分子或离子为_________（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π的式子表示）。

（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+、Fe3+、O2-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,Fe3+的3d能级为半充满状态，较稳定

sp3CCl4、PO43-

1:

2:

4

Fe3C

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____________，PO43-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。

①一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。

②氨基钴酞菁中非金属元素的电负性从大到小的顺序为_________

③“氨基钴酞菁”比“钴酞菁”显著溶于水，请简述其原因_______。

（3）K3[Co（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：

①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____________________。

②在NiO晶体中Ni2+的半径为apm，O3-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】1s22s22p63s23p63d5或【Ar】3d5sp3415N＞C＞H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6CaO的晶格能大于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[AlF6]3－、[AlCl4]－配离子，而B元素只能形成[BF4]－配离子，由此可知决定配合物中配位数多少的因素是________________；[AlCl4]-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。

①白磷（P4）易溶于CS2，难溶于水，原因是________________

②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

D．P元素三种常见的单质中，黑磷的熔沸点最高

（5）F2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ag/cm3，阿伏加得罗常数为NA，则表示K原子半径的计算式为______。

【答案】

4BD中心原子半径、配位原子的半径正四面体P4、CS2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，P4难溶于水BDF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]3d104s24p5，电子排布图为：

；,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）。

A．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E.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，I3AsF6中存在I3+离子。

I3+离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化形式为________________。

（4）KIO3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】AN球形K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱V形sp30.31512

7．N、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、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

熔点/℃

1700

1465

1238

①从结构的角度分析，三种晶体熔点不同的原因为____________________________________。

②GaN 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．σ键D．π键E.氢键

③GaP 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pg·cm-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）NaNH2是一种重要的工业原料。

①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___________________。

②NH2-中氮原子的杂化方式为_____________；该离子的空间构型为________________。

③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sp3V形H2O、H2S等（任写一种）

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_________________。

（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+、Co3+与N3-、CN-等可形成络合离子。

①K3[Fe（CN）6]可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为______________。

②[Co（N3）（NH3）5]SO4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形成的空间构型为________。

已知砷化镓晶胞边长为apm,其密度为pg·cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为__________________（列出计算式即可）。

【答案】[Ar]3d104s24p3N>P>AsNH3NO4 3-sp6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）N2H4 是火箭的燃料，与氧气的相对分子质量相同，它在常温常压下是液态，而氧气是气态，造成这种差异的主要原因是____________。

（5）磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。

磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高温下在氢气中反应合成。

①三溴化磷分子的空间构型是_________，三溴化硼键角是___________。

②磷化硼晶体晶胞如图所示:

 其中实心球为磷原子，在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为________，磷原子的配位数为___________，该结构中有一个配位键，提供空轨道的原子是___________。

己知晶胞边长a pm，阿伏加德罗常数为NA。

则磷化硼晶体的密度为___________g/cm3。

③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影（图中虚线圆圈表示P 原子的投影），用实线圆圈画出B 原子的投影位置（注意原子体积的相对大小）。

______

【答案】

N>O>Bsp2杂化SO2、O3N2H4分子间存在氢键，O2分子间只有范德华力，氢键比范德华力强三角锥形120°面心立方最密堆积4B

或

【解析】

（1）P为15号元素，基态磷原子价电子排布的轨道表示式为

，故答案为：

③根据磷化硼的晶胞结构图，沿着体对角线方向的投影为

（图中虚线圆圈表示P 原子的投影，实线圆圈为B 原子的投影，其中P原子半径比B大，故答案为：

。

10．金属铁及其化合物在材料、航空工业上有重要用途。

回答下列相关问题：

（1）基态钛原子中有__________个状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓图形状为__________，写出其价电子的轨道表达式__________。

（2）化合物TiO2不仅是常用的白色颜料，也是一些反应的良好催化剂，如：

有机物X中C原子的杂化轨道类型为__________，1molY中所含σ键的数目是__________。

（3）已知TiCl4在常温下是无色液体，TiCl4的晶体类型是__________晶体，其空间构型是__________。

（4）自然界中有丰富的钛矿资源，如右图表示的是钡钛矿晶体的晶胞结构，经X射线分析，该晶胞为正方体，晶胞参数为apm。

写出钡钛矿晶体的化学式__________，其密度是__________g·cm-3。

【答案】22球形

sp3、sp216NA分子正四面体BaTiO3233/（a×10-10）3·NA

（4）由结构可知，Ba位于体心有1个，Ti位于顶点，数目为8×

=1个，O位于棱心，数目为12×

=3个，故其化学式为BaTiO3；在每个晶胞中含有一个BaTiO3，质量为

g；晶体密度ρ=

=

=

g/cm3，故答案为：

BaTiO3；

。

11．利用

合成的新型三元催化剂[La0.8Cu0.2Ni1-xMxO3（M分别为Mn、Fe和Co）]可以使汽车尾气中NO和CO发生反应而减少尾气污染，同时可大大降低重金属的用量。

回答下列问题：

（1）Mn2+的核外电子排布式为：

________________，其单电子数为_________________。

（2）C、N、O、Mn电负性由大到小的顺序是___________。

（3）

也是常见配体，其中采取sp2杂化的碳原子和sp3杂化的碳原子个数比为_____。

（4）蓝色物质KFe（III）x[Fe（II）（CN）6]可缓解重金属中毒，x=_______；该物质中不存在的作用力有_____。

A．范德华力B．离子键C．σ键D．π键E.氢键

（5）副族元素钴的氧化物可以在室温下完全氧化甲醛（HCHO）。

甲醛分子的立体构型为_____；甲醛常温下为气体而甲醇（CH3OH）为液体的原因是_____。

（6）副族元素Mn和元素Se形成的某化合物属于立方晶系，其晶胞结构如图所示，其中（○为Se，

为Mn），该化合物的化学式为_____，Se的配位数为_____，Mn和Se的摩尔质量分别为M1g/mol、M2g/mol，该晶体的密度为ρg/cm3,则Mn—Se键的键长为_________nm（计算表达式）。

【答案】1s22s22p63s23p63d5或者[Ar]3d55O＞N＞C＞Mn1:

11AE平面三角形甲醇可以形成分子间氢键MnSe4

12．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，回答下列问题：

（1）基态钛原子的价电子排布图为_________________，金属钛晶胞如图1所示，为________________堆积（填堆积方式）。

（2）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，可知TiCl4为_______晶体。

（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图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杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为________________。

（4）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图3所示，其化学式为__________。

（5）钙钛矿晶体的结构如图4所示。

钛离子位于立方晶胞的顶角，被________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________个氧离子包围，钙钛矿晶体的化学式为________________。

【答案】

六方最密分子化合物乙分子间形成氢键N＞O＞CTiO2＋（或[TiO]n2n＋）612CaTiO3

13．已知A、B、C、D四种元素的原子序数之和等于36.A的单质是最轻的气体；B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；D有“生物金属”之称，其单质和化合物有广泛的用途，D4+离子和氩原子的核外电子排布相同.工业上利用DO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物甲（甲可看做一种含氧酸盐）.化合物甲有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置.经X射线分析，化合物甲晶体的晶胞结构为立方体（如下图所示），其中Ba2+占据体心位置，O2-占据棱心位置，D4+占据顶点位置.

请回答下列问题：

（1）A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序是__________________（填元素符号）.

（2）BA4分子的空间构型是______________；B原子轨道的杂化类型为_____.

（3）C的气态氢化物的电子式为____；其沸点高于同主族其他元素氢化物的沸点，主要原因是____________________.

（4）D的基态原子核外电子排布式为____________________.

（5）①制备化合物甲的化学方程式为____________________.

②在甲晶体中，若将D4+置于立方体的体心，Ba2+置于立方体的顶点，则O2-处于立方体的__________.

③在甲晶体中，D4+的氧配位数为__________.

④已知甲晶体的摩尔质量为Mg/mol，其晶胞边长为4.03×10-10m，则甲晶体的密度为__________________g/cm3（要求列出算式，阿伏加德罗常数用NA表示）.

【答案】N＞C＞H；正四面体型sp3

因为其分子间存在氢键，所以其沸点高于同主族其他元素氢化物的沸点1s22s22p63s23p63d24s2BaCO3+TiO2=BaTiO3+CO2↑面心6

14．A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。

第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。

D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。

请回答下列问题：

（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________（用对应的元素符号表示）；基态D原子的电子排布式为______________________。

（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BC3-的立体构型为________（用文字描述）。

（3）1molAB-中含有的π键个数为________。

（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比________。

（5）镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。

已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则LaNin中n＝________（填数值）；氢在合金中的密度为________。

【答案】C

【解析】

（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原

15．

（1）普鲁士蓝的化学式为Fe4[Fe（CN）6]3，该物质中存在的化学键有离子键、_______和_______；含有的Fe3+的核外电子样布式为_______________。

（2）KCN可被H2O2氧化为KOCN

①KOCN可作为制药原料，其晶体类型是__________；碳原子采取sp杂化，1mol该物质中含有的π键数目为___________。

含有的三种非金属元素的电负性由大到小的顺序是________。

（2）H2O2常温下是液体，沸点较高（150℃），其主要原因是____________。

（3）成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3，分子结构如下左图，As原子的杂化方式为____，雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雌黄（As4S4）和SnCl4，SnCl4分子的空间构型为_______。