高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練12 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修）（含解析）-人教版高三選修化學(xué)試題

專題能力訓(xùn)練12物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)非選擇題(共6小題,共100分)1.(2018全國)(18分)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}:(1)Zn原子核外電子排布式為。 (2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)(填“大于”或“小于”)I1(Cu),原因是。 (3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872 ),其化學(xué)鍵類型是;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是。 (4)中華本草等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為,C原子的雜化形式為。 (5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為。六棱柱底邊邊長為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為 g·cm-3(列出計(jì)算式)。 答案:(1)Ar3d104s2(2)大于Zn的3d能級(jí)與4s能級(jí)為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子(3)離子鍵ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小(4)平面三角形sp2(5)六方最密堆積(A3型)65×6NA×6×34×a2c解析:(3)由ZnF2的熔點(diǎn)較高可知ZnF2是離子晶體,化學(xué)鍵類型是離子鍵;根據(jù)相似相溶原理,由ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的溶解性可知,這三種物質(zhì)為分子晶體,化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小。(4)CO32-的價(jià)層電子對(duì)數(shù):4+22=3,故C原子是sp2雜化,CO32-空間構(gòu)型是平面三角形。(5)由題圖可知,堆積方式為六方最密堆積(A3型);晶胞中Zn原子個(gè)數(shù)為12×16+2×12+3=6,根據(jù)=mV,可得Zn的密度為65×6NA×6×34×a2c g·cm-3。2.(2017全國)(18分)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}:(1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為。 (2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是。 圖(a)圖(b)(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。從結(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽離子的相同之處為,不同之處為。(填標(biāo)號(hào)) A.中心原子的雜化軌道類型B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)D.共價(jià)鍵類型R中陰離子N5-中的鍵總數(shù)為個(gè)。分子中的大鍵可用符號(hào)mn表示,其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù),n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為66),則N5-中的大鍵應(yīng)表示為。 圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(NH4+)NHCl、。 (4)R的晶體密度為d g·cm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元,該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為。 答案:(1)(2)從左到右原子半徑減小,元素非金屬性增強(qiáng),得電子能力增強(qiáng)N的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)(3)ABDC556(H3O+)OHN(N5-)(NH4+)NHN(N5-)(4)y=d×(a×10-7)3×NAM解析:(1)氮原子位于第二周期第A族,價(jià)電子是最外層電子,其價(jià)電子排布圖為。(2)根據(jù)圖(a)可知,同周期從左到右,元素的原子半徑逐漸減小,元素非金屬性增強(qiáng),得到電子能力增強(qiáng),因此同周期從左到右元素的第一電子親和能(E1)增大;N原子的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài),原子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,故氮元素的E1呈現(xiàn)異常。(3)根據(jù)圖(b)可知,陽離子分別為NH4+和H3O+,NH4+中的中心原子N形成4個(gè)鍵,孤電子對(duì)數(shù)為5-1-4×12=0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化類型是sp3;H3O+中的中心原子O形成3個(gè)鍵,孤電子對(duì)數(shù)為6-1-32=1,其VSEPR模型是正四面體形,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化類型是sp3,離子空間構(gòu)型是三角錐形,故二者相同之處為ABD,不同之處為C。根據(jù)圖(b)可知,N5-中的鍵總數(shù)為5;根據(jù)信息可知N5-中的大鍵應(yīng)表示為56;圖(b)所示結(jié)構(gòu)中還有的氫鍵是(H3O+)OHN(N5-)和(NH4+)NHN(N5-)。(4)一個(gè)晶胞體積為(a×10-7)3 cm3,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為yMNA g,根據(jù)密度的定義式可得d=yMNA(a×10-7)3 g·cm-3,解之y=dNA(a×10-7)3M。3.(18分)鹵族元素的單質(zhì)和化合物很多,我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解。(1)鹵族元素位于周期表的區(qū);溴的價(jià)電子排布式為。 (2)在一定濃度的溶液中,氫氟酸是以二分子締合(HF)2形式存在。使氫氟酸分子締合的作用力是。 (3)請(qǐng)根據(jù)下表提供的第一電離能數(shù)據(jù)判斷:最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽離子的鹵素原子是。氟氯溴碘鈹?shù)谝浑婋x能(kJ·mol-1) 1 6811 2511 1401 008900(4)已知高碘酸有兩種形式,化學(xué)式分別為H5IO6()和HIO4,前者為五元酸,后者為一元酸。請(qǐng)比較二者酸性強(qiáng)弱:H5IO6(填“>”“<”或“=”)HIO4。 (5)已知ClO2-為角形,中心氯原子周圍有四對(duì)價(jià)層電子。ClO2-中心氯原子的雜化軌道類型為。(6)下圖為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)。有關(guān)說法中正確的是。 碘晶體晶胞A.碘分子的排列有2種不同的取向,2種取向不同的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)B.用均攤法可知平均每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘原子C.碘晶體為無限延伸的空間結(jié)構(gòu),是原子晶體D.碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力(7)已知CaF2晶體(見下圖)的密度為 g·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,相鄰的兩個(gè)Ca2+的核間距為a cm,則CaF2的相對(duì)質(zhì)量可以表示為。 氟化鈣晶胞答案:(1)p4s24p5(2)氫鍵(3)碘(4)<(5)sp3雜化(6)A(7)22a3 NA解析:(1)溴位于第四周期第A族,所以價(jià)電子數(shù)為7;(3)應(yīng)注意鈹不屬于鹵素原子;(4)后者的非羥基氧為3個(gè),前者只有1個(gè),所以后者酸性強(qiáng);(5)中心原子氯原子形成兩個(gè)鍵,孤電子對(duì)數(shù)=7-2×2+12=2,sp3雜化;(6)在立方體的頂面上,有5個(gè)I2,4個(gè)方向相同,結(jié)合其他面考慮可知A項(xiàng)正確;每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;此晶體是分子晶體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;碘原子間只存在非極性共價(jià)鍵,范德華力存在于分子與分子之間,D項(xiàng)錯(cuò)誤;(7)一個(gè)晶胞中含有Ca2+為頂點(diǎn)(1)+面心(3)=4;含有F-為8個(gè);相鄰的Ca2+是頂點(diǎn)與面心的距離最短,所以該晶胞的棱長為2a cm,一個(gè)晶胞的體積為22a3 cm3,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為4×MNA g,依據(jù)=晶胞質(zhì)量晶胞體積列式計(jì)算。4.(16分)氮元素可形成氫化物、鹵化物、氮化物、疊氮化物和配合物等多種化合物。(1)肼(N2H4)可用作火箭燃料,其原理是N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g),若反應(yīng)中有4 mol NH鍵斷裂,則形成的鍵有 mol。 (2)F2和過量NH3在銅催化作用下反應(yīng)生成NF3,NF3分子的立體構(gòu)型為。 (3)鐵和氨氣在640 可發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)物之一的晶胞結(jié)構(gòu)見圖a。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 (4)疊氮化鈉(NaN3)分解反應(yīng)為2NaN3(s)2Na(l)+3N2(g),下列有關(guān)說法正確的是(填序號(hào))。 A.常溫下,N2很穩(wěn)定,是因?yàn)镹的電負(fù)性大B.鈉晶胞結(jié)構(gòu)見圖b,每個(gè)晶胞含有2個(gè)鈉原子C.第一電離能(I1):N>O>P>SD.NaN3與KN3結(jié)構(gòu)類似,晶格能:NaN3<KN3(5)配合物Y的結(jié)構(gòu)見圖c,Y中含有(填序號(hào))。 A.極性共價(jià)鍵B.非極性共價(jià)鍵C.配位鍵D.氫鍵Y中碳原子的雜化方式有。 答案:(1)3(2)三角錐形(3)8Fe+2NH32Fe4N+3H2(4)BC(5)ABCDsp2、sp3解析:(1)當(dāng)有4 mol NH鍵斷裂時(shí),消耗1 mol N2H4,生成32 mol N2,形成3 mol 鍵;(2)N最外層有5個(gè)電子與3個(gè)F形成3個(gè)鍵,還余2個(gè)電子形成1個(gè)孤電子對(duì),為sp3雜化,三角錐形;(3)1個(gè)晶胞含有4個(gè)鐵原子、1個(gè)氮原子,所以化學(xué)式為Fe4N,依據(jù)元素守恒還生成氫氣;(4)N2很穩(wěn)定是因?yàn)樾纬蒒N,A項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)相似,K+的離子半徑比較大,所以晶格能小,D項(xiàng)錯(cuò)誤;(5)CH3中碳原子以4個(gè)單鍵與4個(gè)原子相連為sp3雜化,其余碳原子均形成3個(gè)鍵、1個(gè)鍵,無孤對(duì)電子,為sp2雜化。5.(18分)開發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是氫能利用的重要研究方向。(1)金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料。LiH中,離子半徑:Li+H-(填“>”“=”或“<”)。 某儲(chǔ)氫材料是第三周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示:I1(kJ·mol-1)I2(kJ·mol-1)I3(kJ·mol-1)I4(kJ·mol-1)I5(kJ·mol-1)7381 4517 73310 54013 630M是(填元素符號(hào))。 (2)某種新型儲(chǔ)氧材料的理論結(jié)構(gòu)模型如圖所示,圖中虛線框內(nèi)碳原子的雜化軌道類型有種。 (3)分子X可以通過氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”而成為潛在的儲(chǔ)氫材料。X一定不是(填標(biāo)號(hào))。 A.H2OB.CH4C.HClD.CO(NH2)2答案:(1)<Mg(2)3(3)BC解析:(1)Li+、H-的核外電子排布相同,原子序數(shù)越大,離子半徑越小;由M的第二與第三電離能的差值可知M為A族元素,為第三周期元素Mg;(2)依據(jù)碳原子連接其他碳原子的個(gè)數(shù)進(jìn)行分析,碳原子與4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)碳原子相連,分別為sp3、sp2、sp雜化;(3)CH4、HCl不能形成氫鍵。6.(2019山東威海高三模擬)(12分)銅存在于自然界的多種礦石中。(1)CuSO4、Cu(NO3)2中陽離子的最外層電子的軌道表示式為,S、O、N三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椤?#160;(2)CuSO4中SO42-的中心原子的雜化軌道類型為 ;Cu(NO3)2晶體中NO3-的空間立體構(gòu)型是。 (3)CuSO4晶體熔點(diǎn)560 ,Cu(NO3)2晶體熔點(diǎn)115 。前者比后者熔點(diǎn)高的原因是。(4)CuSO4·5H2O溶解于水后溶液呈天藍(lán)色,滴加氨水首先生成沉淀,繼續(xù)滴加氨水沉淀溶解,得到深藍(lán)色透明溶液。沉淀加氨水后得到深藍(lán)色溶液的離子方程式為;判斷NH3和H2O與Cu2+的配位能力:NH3(填“>”“=”或“<”)H2O。 (5)某種Cu與O形成的氧化物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞原子坐標(biāo)參數(shù)a(0,0,0),b(1,0,0),c(12,12,12)。則d原子的坐標(biāo)參數(shù)為,該氧化物的化學(xué)式為。 若該氧化物晶胞參數(shù)為a pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體密度= g·cm-3(列出數(shù)學(xué)表達(dá)式,1 pm=10-12 m)。 答案:(1)S、N、O(2)sp3平面三角形(3)SO42-比NO3-所帶電荷多,故CuSO4的晶格能較大(4)Cu(OH)2+4NH3Cu(NH3)42+2OH->(5)(14,14,14)Cu2O288×1030a3·NA