高考化學二輪復習 選考大題專攻練（四）物質結構與性質（B）

選考大題專攻練(四)物質結構與性質(B)(滿分60分,建議用時25分鐘)大題強化練,練就慧眼和規(guī)范,占領高考制勝點!可能用到的相對原子質量:H-1C-12N-14 O-16Na-23Mg-24Al-27Si-28S-32Cl-35.5Fe-56Cu-64As-75I-1271.(15分)我國從國外進口某原料經測定主要含有A、B、C、D、E五種前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。元素A、B、C、D、E的原子結構等信息如下:元素元素性質或原子結構A周期表中原子半徑最小的元素B原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同C最外層p軌道半充滿D位于短周期,其原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同請回答下列問題:(用A、B、C、D、E所對應的元素符號作答)(1)B、C、D第一電離能由小到大為 。(2)E的二價離子的電子排布式為 。(3)A2B2D4常用作除銹劑,該分子中B的雜化方式為 ;1 mol A2B2D4分子中含有鍵數(shù)目為。(4)與化合物BD互為等電子體的陰離子化學式為 (任寫一種)。(5)B2A6、C2A4分子中均含有18個電子,它們的沸點相差較大,主要原因是 。(6)BD2在高溫高壓下所形成晶體的晶胞如圖所示。一個該晶胞中含個D原子?！窘馕觥坑深}意推斷出各元素:A為H,B為C,C為N,D為O,E為Cu。(1)N的2p軌道中的電子為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以其第一電離能比相鄰元素均要大。(2)Cu的價電子為3d104s1,失去電子時,先失4s上的電子,則Cu2+的價電子為3d9。(3)H2C2O4的結構簡式為,C為sp2雜化,單鍵全為鍵,CO中有一個為鍵,故1 mol H2C2O4中共有7 mol鍵。(5)N2H4存在分子間氫鍵,而C2H6沒有,所以N2H4的沸點高。(6)從晶胞圖知,D原子全部位于晶胞內,共有16個。答案:(1)C<O<N(2)Ar3d9(3)sp27NA或76.021023(4)CN-或(5)N2H4分子間存在氫鍵(6)162.(15分)硼元素、鈣元素、銅元素在化學中有很重要的地位,單質及其化合物在工農業(yè)生產和生活中有廣泛的應用。(1)已知CaC2與水反應生成乙炔。請回答下列問題:將乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液中生成Cu2C2紅棕色沉淀,Cu+基態(tài)核外電子排布式為 。其在酸性溶液中不穩(wěn)定,可發(fā)生歧化反應生成Cu2+和Cu,但CuO在高溫下會分解成Cu2O,試從結構角度解釋高溫下CuO為何會生成Cu2O: 。CaC2中與互為等電子體,1 mol中含有的鍵數(shù)目為。乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H2CCHCN)。丙烯腈分子中碳原子雜化軌道類型是,構成丙烯腈元素中第一電離能最大的是。(2)硼酸(H3BO3)是一種片層狀結構的白色晶體,層內的H3BO3分子間通過氫鍵相連(如圖)。則1 mol H3BO3的晶體中有mol氫鍵。硼酸溶于水生成弱電解質一水合硼酸B(OH)3H2O,它電離生成少量B(OH)4-和H+,則B(OH)4-含有的化學鍵類型為 。(3)Cu3N的晶胞結構如圖,N3-的配位數(shù)為,Cu+半徑為apm,N3-半徑為bpm,Cu3N的密度為gcm-3。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)【解析】(1)Cu+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。Cu+價電子排布式為3d10,為全充滿結構,更穩(wěn)定,所以高溫下CuO會生成Cu2O。中含有碳碳三鍵,1個中含有2個鍵,與互為等電子體,所以1 mol中含有的鍵數(shù)目為2NA。丙烯腈(H2CCHCN)中含有碳碳三鍵和碳碳雙鍵。所以丙烯腈分子中碳原子雜化軌道類型是sp、sp2。非金屬性越強,第一電離能越大,所以構成丙烯腈元素中第一電離能最大的是氮元素。(2)由圖可知1 mol H3BO3的晶體中有6=3 mol氫鍵。B(OH)4-含有的化學鍵類型為共價鍵和配位鍵。(3)由Cu3N的晶胞結構圖可知N3-的前后、左右、上下各有1個Cu+,所以N3-的配位數(shù)為6,Cu3N的密度為gcm-3。答案:(1)1s22s22p63s23p63d10Cu+價電子排布式為3d10,為全充滿結構,更穩(wěn)定2NAsp、sp2N(2)3共價鍵、配位鍵(3)63.(15分)能源問題日益成為制約經濟發(fā)展的瓶頸,越來越多的國家開始實行“陽光計劃”,開發(fā)太陽能資源,尋求經濟發(fā)展的新動力。(1)太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球為吸收劑的太陽能吸熱涂層,寫出基態(tài)鎳原子的核外電子排布式 。(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能。富勒烯(C60)的結構如圖1,分子中碳原子軌道的雜化類型為;1 mol C60分子中鍵的數(shù)目為?？茖W家把C60和K摻雜在一起制造出的化合物具有超導性能,其晶胞如圖2所示。該化合物中的K原子和C60分子的個數(shù)比為。(3)多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽,其主要包括砷化鎵、硫化鎘、碲化鎘及銅銦硒薄膜電池等。第一電離能:AsSe(填“>”“<”或“=”)。二氧化硒分子的空間構型為。(4)金屬酞菁配合物可應用于硅太陽能電池中,一種金屬鎂酞菁配合物的結構如圖3,請在圖中用箭頭表示出配位鍵的位置?！窘馕觥?1)鎳原子核外有28個電子,其基態(tài)鎳原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2。(2)每個碳原子形成3個鍵且不含孤電子對,所以采用sp2雜化,每個碳原子含有的鍵的個數(shù)為,所以1 mol C60分子中鍵的數(shù)目=1 mol60NAmol-1=90NA,晶胞中鉀原子數(shù)目=26=6、C60分子數(shù)目=1+8=2,故晶胞中鉀原子、C60分子數(shù)目之比=62=31。(3)As和Se屬于同一周期,且As屬于第A族,砷屬于第A族,砷原子4p能級容納3個電子,為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于Se;二氧化硒分子中硒原子孤電子對數(shù)為1、價層電子對數(shù)為3,所以其空間結構為V形。(4)配位鍵由提供孤電子對的原子指向提供空軌道的原子,氮原子一般形成3個共價鍵,還有孤電子對,因此形成4個共價鍵的位置為配位鍵。答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2(2)sp290NA31(3)>V形(4)4.(15分)(1)元素的第一電離能:N O(填“>”或“<”)(2)基態(tài)Fe2+的電子排布式為 。(3)在N、Mg、Al、Si四種元素中,有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下:電離能I1I2I3I4In/kJmol-15781 8172 74511 575則該元素的元素符號是。(4)N的空間構型 (用文字描述),S中硫原子的雜化方式為 。(5)硅烷(SinH2n+2)的沸點與其相對分子質量的變化關系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關系的原因是 。(6)金屬銅原子的堆積方式為面心立方最密堆積,銅的原子半徑為rnm,則銅晶胞的體積表達式為 cm3。【解析】(1)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,由于第A族元素和第A族元素最外層電子處于穩(wěn)定結構,所以它們的第一電離能大于同周期其他相鄰元素,所以N的第一電離能大于O。(2)鐵為26號元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知基態(tài)Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6。(3)根據(jù)同一電子層上電子的電離能相近,比較表中電離能的數(shù)據(jù)可知,I1、I2、I3的數(shù)據(jù)與I4的數(shù)據(jù)差別較大,所以該原子應該有3個電子在同一層,所以該元素為Al。(4)根據(jù)N的中心原子的價層電子對數(shù)為=3,所以氮原子雜化方式為sp2雜化,離子中沒有孤電子對,所以其空間構型為平面三角形,S中硫原子的價層電子對數(shù)為=4,所以硫原子的雜化方式為sp3雜化。(5)硅烷是分子晶體,結構相似,相對分子質量越大,分子間的范德華力越大,沸點越高。(6)金屬銅原子的堆積方式為面心立方最密堆積,即銅原子位于晶胞立方體的頂點和面心上,所以晶胞的面對角線等于銅原子半徑的4倍,所以晶胞的邊長應為面對角線的,銅的原子半徑為rnm,所以銅晶胞的體積為(4rnm)3=1.610-20r3cm3。答案:(1)>(2)1s22s22p63s23p63d6(3)Al(4)平面三角形sp3雜化(5)硅烷是分子晶體,相對分子質量越大,沸點越高(6)1.610-20r35.(15分)(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物質,易引發(fā)二次光化學煙霧,光化學煙霧中含有NOx、HCOOH、(PAN)等二次污染物。1 mol PAN中含有的鍵數(shù)目為個。PAN中四種元素的第一電離能由大到小的順序為 。NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物Fe(NO)(H2O)5SO4,該配合物中中心離子的配位數(shù)為,中心離子的核外電子排布式為 。相同壓強下,HCOOH的沸點比CH3OCH3(填“高”或“低”),其原因是_。(2)PM2.5微細粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。(NH4)2SO4晶體中各種微粒間的作用力不涉及 (填序號)。a.離子鍵b.共價鍵c.配位鍵d.范德華力e.氫鍵NH4NO3中陽離子的空間構型為,陰離子的中心原子軌道采用雜化。(3)測定大氣中PM2.5的濃度的方法之一是-射線吸收法,-射線放射源可用85Kr。已知Kr晶體的晶胞結構如圖所示,設晶體中與每個氪原子緊密相鄰的氪原子有個,晶胞中氪原子為n個,則=(填數(shù)字)?！窘馕觥?1)一個單鍵就是一個鍵,一個雙鍵中含有一個鍵,一個鍵,中共有11個共價鍵,所以1 mol PAN中含有的鍵數(shù)目為10 mol;根據(jù)元素周期律,以及第A族比同周期的A族第一電離能高,可知N、O、C、H的第一電離能依次減小;配位體位于方括號中,由1個NO和5個H2O分子構成;中心離子為Fe2+,鐵是26號元素,所以Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6;HCOOH分子間能形成氫鍵,CH3OCH3不能形成分子間氫鍵,所以相同壓強下,HCOOH的沸點比CH3OCH3高。(2)(NH4)2SO4晶體中銨根離子和硫酸根離子之間是離子鍵,而銨根離子和硫酸根離子內部都是共價鍵,其中銨根離子內部含一個配位鍵;N的中心原子氮原子價層電子對數(shù)=4,孤電子對=0,所以N的空間構型為正四面體,N的中心原子氮原子價層電子對數(shù)=3,所以氮原子按sp2方式雜化。(3)與每個氪原子相緊鄰的氪原子有34=12,晶胞中含氪原子數(shù)為8+6=4,則=3。答案:(1)10NA(或106.021023)N>O>C>H61s22s22p63s23p63d6(或Ar3d6)高HCOOH分子間能形成氫鍵(2)d、e正四面體形sp2(3)3