届高考化学二轮复习 物质结构与性质作业文档格式.docx

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mol－1

CH4

0.436

16.40

CO2

0.512

29.91

图0

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。

已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（1）H、C、O　

（2）a、d　（3）①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　Ⅷ　②8　（4）①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4

[解析]

（1）元素的非金属性越强，其电负性越大，故三种元素中氧的电负性最大，氢的电负性最小，因此电负性从小到大的顺序为H、C、O。

（2）固态CO2常温下是气体，是由分子间的作用力形成的分子晶体，a项正确；

甲烷分子中含极性共价键，但空间结构是正四面体分子，属于非极性分子，b项错误；

CH4、CO2均属于分子晶体，物质熔点高低由分子间作用力的大小决定，与化学键强弱无关，c项错误；

CH4分子中碳原子形成了4个σ键，属于sp3杂化，CO2分子中碳原子与2个氧原子形成了2个σ键且无孤电子对，属于sp杂化，d项正确。

（3）Ni（CO）4中，Ni与CO是σ键，共有4个，CO中碳氧原子间有1个σ键，故1molNi（CO）4中共有8molσ键。

（4）可燃冰中水分子间存在氢键，甲烷分子间、水分子之间及甲烷与水分子间还存在分子间作用力。

由题中信息知，CO2分子直径小于笼状结构的空腔直径，故CO2可置于空腔中，又CO2分子与水分子结合释放出的能量更多一些，故形成的相应物质比可燃冰稳定一些。

2．A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；

C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；

D元素最外层有一个未成对电子。

回答下列问题：

（1）四种元素中电负性最大的是________（填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________________。

（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是______（填分子式），原因是__________________________________________；

A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

（3）C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为______________，中心原子的杂化轨道类型为________。

（4）化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为____________________________________________________________________。

（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566nm，F的化学式为________；

晶胞中A原子的配位数为________；

列式计算晶体F的密度（g·

cm－3）________________________________。

（1）O　1s22s22p63s23p3（或[Ne]3s23p3）

（2）O3　O3相对分子质量较大，范德华力大　分子晶体　离子晶体

（3）三角锥形　sp3

（4）V形　4

2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl（或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl）

（5）Na2O　8　＝2.27g·

cm－3

[解析]根据题中信息可确定A、B、C、D分别为O、Na、P和Cl。

（1）电负性最大的元素即非金属性最强的元素，即O的电负性最大。

根据P原子的结构示意图可写出核外电子排布式。

（2）由于相对分子质量O3＞O2，故O3沸点较高；

H2O和NaH的晶体分别为分子晶体和离子晶体。

（3）PCl3中含有3个成键电子对和1个孤对电子，价层电子对数为4对，即空间结构为三角锥形，中心原子P原子为sp3杂化。

（4）根据价层电子对互斥理论可知Cl2O分子中孤对电子对数为2，即Cl2O为V形分子，价层电子对数为4。

（5）该晶胞中两原子个数分别为×

8＋×

6＝4和8，即F的化学式为Na2O，位于晶胞顶点和面心的原子为O，而晶胞内部的原子为Na，O原子周围有8个等距离的Na原子，即O原子配位数为8。

根据（0.566×

10－7cm）3ρ＝×

62g·

mol－1可求出ρ。

3．碳及其化合物广泛存在于自然界中。

（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。

在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。

（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_________________________________________________

（3）CS2分子中，共价键的类型有________，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子：

________。

（4）CO能与金属Fe形成Fe（CO）5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于________晶体。

（5）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。

②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。

（1）电子云　2

（2）C有4个价电子且半径小，难以通过得失电子达到稳定电子结构

（3）σ键和π键　sp　CO2、SCN－（或COS等）

（4）分子　（5）①3　2　②12　4

[解析]

（1）电子云图常用来形象地表示电子在原子核外空间出现的几率大小；

C原子核外1s轨道、2s轨道各有一对自旋相反的成对电子，2p轨道有两个自旋方向相同的单电子。

（2）碳原子最外层有4个电子，不容易完全失去4个电子形成2电子的稳定结构，也不易完全得到4个电子，形成8电子稳定结构，所以更多的是与其他电子形成共价键。

（3）CS2结构式为S===C===S，其中化学键从成键元素角度理解为极性键；

从共用电子对数目角度理解为双键；

从电子云重叠方式理解为σ键和π键。

题目考查含有的化学键类型应为σ键和π键；

CS2中C原子价层电子对数目为＝2，C原子的杂化轨道类型为sp杂化；

据等电子体理论可知与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子可为CO2等。

（4）该化合物熔沸点都较低，应为分子晶体。

（5）①石墨烯为平面结构，每个碳原子周围有3条单键，每两条相邻单键在一个环内，则每个C原子连接3个六元环，每个环内有6×

＝2个碳原子；

②金刚石晶体为空间立体网状结构，每个碳原子周围有4条单键，每两条相邻单键参与形成三个六元环，即每个C原子连接12个六元环，每个环内最多有4个C原子共平面。

4．X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。

X和R属同族元素；

Z和U位于第ⅦA族；

X和Z可形成化合物XZ4；

Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；

T的一种单质在空气中能够自燃。

请回答下列问题：

（1）R基态原子的电子排布式是______________________。

（2）利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是________。

（3）X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是________（填化学式）；

Z和U的氢化物中沸点较高的是________（填化学式）；

Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是____________（填化学式）。

（4）CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是____________________________。

（1）1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2　

（2）三角锥形　

（3）HNO3　HF　Si、Mg、Cl2　（4）P4＋10CuSO4＋16H2O===10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4

[解析]Z和U位于第ⅦA族，故Z为F元素，U为Cl元素；

X和Z可形成化合物XZ4，则X为C元素；

X和R属同族元素，则R为Si元素；

Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等，则Q为Mg元素；

T的一种单质在空气中能够自燃，则T为P元素。

（1）R为Si元素，原子序数为14，故其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。

（2）PCl3的价层电子对数为（5＋3）÷

2＝4，除形成三条P－Clσ键，还有一对孤电子对，受孤电子对的排斥，PCl3为三角锥形。

（3）与碳同一周期，非金属性强弱顺序为F>

O>

N，因F、O无正化合价，故最高价氧化物的水化物酸性最强的是HNO3。

HF、HCl中因HF能够形成分子间氢键，沸点高于HCl。

Si形成的晶体是原子晶体，Mg是金属晶体，Cl2形成的晶体是分子晶体，故熔点由高到低的顺序为Si、Mg、Cl2。

（4）P的最高价含氧酸为H3PO4，则CuSO4溶液与P4反应的化学方程式为P4＋10CuSO4＋16H2O===10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4。

5．A1、A2、N2[2015·

四川卷]设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

A．2.0gHO与D2O的混合物中所含中子数为NA

B．常温常压下，4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NA

C．标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA

D．50mL12mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA

5．A　[解析]HO和D2O的相对分子质量都为20，而中子数都为10，故2.0g混合物中含有的中子数为NA，A项正确；

乙醛的结构式为CHHHCOH，分子中存在6条σ键，因此4.4g（即0.1mol）乙醛中含有σ键的数目为0.6NA，B项错误；

CO2与Na2O2发生反应的方程式为2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，每有2molCO2参加反应转移2mol电子，故5.6LCO2（即0.25mol）CO2参加反应转移0.25NA电子，C项错误；

随着反应的进行，盐酸的浓度越来越小，二氧化锰和稀盐酸不再发生反应，故转移的电子数小于0.3NA，D项错误。

6．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

（1）下列有关CaF2的表述正确的是________。

a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用

b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2

c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同

d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电

（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________________________________________________（用离子方程式表示）。

已知：

AlF在溶液中可稳定存在。

（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。

已知反应Cl2（g）＋3F2（g）===2ClF3（g）　ΔH＝－313kJ·

mol－1，F—F键的键能为159kJ·

mol－1，Cl—Cl键的键能为242kJ·

mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ·

mol－1。

ClF3的熔、沸点比BrF3的________（填“高”或“低”）。

（1）b、d　

（2）3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF　（3）V形　sp3　（4）172　低

[解析]

（1）CaF2是离子化合物，阴阳离子间既存在静电吸引作用，又存在静电排斥作用，a项错误；

熔点与晶格能有关，晶格能与离子半径成反比，b项正确；

离子个数比相同的晶体，晶体结构不一定相同，c项错误；

离子晶体在熔融状态下可以电离，d项正确。

（2）CaF2中存在沉淀溶解平衡：

CaF2（s）Ca2＋（aq）＋2F－（aq），溶液中的F－与Al3＋形成配位离子AlF，使沉淀溶解平衡向右移动，导致氟化钙溶解，总反应方程式为3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF。

（3）O原子的杂化轨道数目为（6＋2）÷

2＝4，故氧原子杂化类型为sp3，因氧原子有两对孤对电子，根据价层电子对互斥理论可知OF2分子构型为V形。

（4）根据反应：

Cl2（g）＋3F2（g）===2ClF3（g）　ΔH＝－313kJ/mol，反应中Q吸＝3×

159kJ/mol＋242kJ/mol＝719kJ/mol，Q放＝719kJ/mol＋313kJ/mol＝1032kJ/mol，故Cl－F键的平均键能＝1032kJ/mol÷

6＝172kJ/mol。

通常情况下，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，故ClF3的沸点比BrF3低。

7．X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。

8．A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；

9．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。