2019高考化學三輪沖刺 大題提分 大題精做12 以給定元素為背景物質結構與性質綜合題.docx

大題精做十二 以給定元素為背景物質結構 1.I.下列元素或化合物的性質變化順序正確的是_______________ A．第一電離能：Cl＞S＞P＞Si B．共價鍵的極性：HF＞HCI＞HBr＞HI C．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI D．熱穩(wěn)定性：MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3 II.黃銅礦是主要的煉銅原料，CuFeS2是其中銅的主要存在形式?；卮鹣铝袉栴}： （1）CuFeS2中存在的化學鍵類型是________________。下列基態(tài)原子或離子的價層電子排布圖正確的_____________。 （2）在較低溫度下CuFeS2與濃硫酸作用時，有少量臭雞蛋氣味的氣體X產生。 ①X分子的立體構型是______，中心原子雜化類型為_______，屬于_______（填“極性”或“非極性”）分子。 ②X的沸點比水低的主要原因是____________________。 （3）CuFeS2與氧氣反應生成SO2，SO2中心原子的價層電子對數為_____，共價鍵的類型有_________。 （4）四方晶系CuFeS2晶胞結構如圖所示。 ①Cu＋的配位數為__________，S2?的配位數為____________。 ②已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA為阿伏加德羅常數的值，CuFeS2晶體的密度是________gcm?3(列出計算式)。 【解析】I.A．當原子軌道填充為半滿全滿時，較穩(wěn)定，P為半滿結構，因此第一電離能最大，故不符合題意；B．共價鍵的極性與原子得失電子能力有關，得失電子能力差別越大，極性越強，得電子能力，同主族元素從上到下依次減弱，故B符合題意；C．晶格能與離子半徑有關，離子半徑越大，晶格能越小，離子半徑，同主族元素從上到下依次增大，因此晶格能逐漸減小，故C符合題意；D．熱穩(wěn)定性，同主族元素，越往下，越穩(wěn)定，因此D不符合題意；故答案選BC。II.（1）CuFeS2中存在非金屬與金屬之間的化學鍵，為離子鍵；電子排布應先排滿低能軌道，再排滿高能軌道，因此，B不符合題意，而失去電子時，應先失去高能軌道電子，故CD符合題意。故答案為CD。（2）①臭雞蛋氣味的氣體為硫化氫，分子中價層電子有4對，孤對電子為6-212=2對，故構型是V形，中心原子雜化類型為sp3，有孤對電子，為非對稱結構，因此為極性分子。②由于在水分子中，氧元素吸引電子能力極強，故水分子中存在氫鍵，沸點升高。故答案為：V形；sp3；極性；水分子間存在氫鍵。（3）SO2中心原子的價層電子對數為6+02=3，以雙鍵結合，故共價鍵類型為σ鍵和π鍵。故答案為：3；σ鍵和π鍵。（4）①Cu＋的配位數為612+414=4，S2?占據8個體心，有兩個S，因此S2?的配位數為4。②根據ρ=mV，質量m=(464+456+832)/NA，體積V=0.5240.5241.03210-21cm?3，所以，CuFeS2晶體的密度是464+456+832（0.52421.032）10-21NAg/cm3。故答案為：464+456+832（0.52421.032）10-21NA。 【答案】I.BC II.（1）離子鍵CD （2）V形 sp3極性水分子間存在氫鍵 （3）3 σ鍵和π鍵 （4）4 4464+456+832（0.52421.032）10-21NA 1.（2018安徽六安一中模擬）鐵觸媒是重要的催化劑，CO易與鐵觸媒作用導致其失去催化活性：除去CO的化學反應方程式為：[Cu(NH3)]OOCCH3+CO+NH3=[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。請回答下列問題： (1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為______________________； (2)鐵的一種配合物Fe(CO)x的中心原子價電子數與配體用于成鍵提供的電子數之和為18，則x=__________；已知該配合物的熔點為－20.5℃，沸點為103℃，易溶于CC14，據此可以判斷Fe(CO)x晶體屬于___________(填晶體類型)。與CO互為等電子體的分子的分子式為___________。 (3)配合物[Cu(NH3)]OOCCH3中碳原子的雜化類型是___________。用[Cu(NH3)]OOCCH3除去CO的反應中，肯定有___________形成。 a.離子鍵 b.配位鍵 c.非極性鍵d.σ鍵 (4)單質鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示，面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的鐵原子個數之比為___________。鐵晶體的體心立方堆積空間利用率為_________(用含π的式子表示)。 【解析】(1)核電荷數為26的基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2；(2)配合物Fe(CO)x的中心原子是鐵原子，其價電子數是8，每個配體提供的電子數是2，8+2x=18，x=5，分子晶體的熔沸點較低，根據題給信息知，該物質的熔沸點較低，所以為分子晶體；CO含有2個原子，價電子總數為4+6=10，與CO互為等電子體的分子有N2；(3)該配合物中C原子有2種情況，其價層電子對個數分別是4和3，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論，可以確定C原子雜化方式分別為sp3、sp2；用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反應中，肯定有Cu原子和CO之間的配位鍵形成，配位鍵屬于δ鍵，故答案為：bd；(4)利用均攤法計算晶胞中Fe原子個數，面心立方晶胞中Fe原子個數=818+612=4、體心立方晶胞中Fe原子個數=1+818=2，所以二者Fe原子個數之比=4∶2=2∶1；空間利用率=晶胞中Fe原子總體積晶胞體積100%，設Fe原子的半徑為r cm，則晶胞的體對角線為4r cm，根據勾股定理可以求出晶胞的邊長。則晶胞中Fe原子總體積為243π(rcm)3，晶胞體積為(433rcm)3，則空間利用率243πr3(433r)3100%=38π100%。 【答案】（1）[Ar]3d64s2 （2）5 分子晶體 N2 （3）sp2、sp3bd （4）2∶138π100% 2.（2018廣東茂名市模擬）鈉的化合物用途廣泛，回答下列問題： （1）多硫化鈉(Na2Sx)用作聚合的終止劑。鈉原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為___________，基態(tài)S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為___________，其中Na2S4中存在的化學鍵有：___________。 A.離子鍵 B.極性共價鍵 C.π鍵 D.非極性共價鍵 （2）r(S2?)>r(Na+)的原因是___________。 （3）Na2SO3常用作工業(yè)的脫氧劑和漂白劑，其陰離子的中心原子的雜化形式是___________，空間構型是______________________。 （4）下表列出了鈉的鹵化物的熔點： 化學式 NaF NaCl NaBr NaI 熔點/℃ 995 801 775 651 ①NaF的熔點比NaI的熔點高的原因是_________________________________； ②NaCl晶格能是786kJ/mol，則NaF的晶格能可能是___________。 A．704kJ/mol B．747kJ/mol C．928 kJ/mol （5）NaH具有NaCl型的立方晶體結構，已知NaH晶體的晶胞參數a=488pm，Na+半徑為102pm，則H?的半徑為___________pm；NaH的理論密度是___________gcm?3(保留三位有效數字)。[H—1、Na—23] （6）首例被發(fā)現的帶結晶水的超導材料晶體化學式為Na0.35CoOx1.3H2O，具有……－CoO2－H2O－Na－H2O－CoO2－H2O－Na－H2O－……層狀結構，已知CoOx層的構型部分如圖，其中粗線畫出的是其二維晶跑，則x=___________。 【解析】（1）鈉的價電子為3s1，鈉原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為；基態(tài)S原子電子占據最高能級3p的電子云輪廓圖為啞鈴(或紡錘)，其中Na2S4中存在的化學鍵有：鈉離子與S間的離子鍵、S-S之間的非極性共價鍵，故選AD。（2）S2?比Na+多一個電子層，所以r(S2?)>r(Na+)的原因是電子層數多；（3）Na2SO3常用作工業(yè)的脫氧劑和漂白劑，其陰離子SO的中心原子S與另外3個O原子形成3個σ鍵，有1個孤電子對，故其雜化形式是SP3，空間構型是三角錐形。（4）①NaF的熔點比NaI的熔點高的原因是NaF和NaI同屬于離子晶體，r(F?)<r(I?)，離子半徑越小，晶格能越大，熔點越高；②NaCl晶格能是786 kJ/mol，r(F?)小，晶格能大，則NaF的晶格能可能是C：928 kJ/mol。（5）NaH具有NaCl型晶體結構，NaH晶體的晶胞參數a=488pm（棱長），Na＋半徑為102pm，H?的半徑為（488-1022）pm/2=142pm，該晶胞中鈉離子個數=81/8+61/2=4，氫離子個數=121/4+1=4，NaH的理論密度是ρ=4M/NAV=244/(NA488310?30)=1.37gcm?3；（6）Co為1個，O為4/2=2個，化學式為CoO2，x=2。 【答案】（1）啞鈴(或紡錘) AD （2）電子層數多 （3）sp3三角錐形 （4）NaF和NaI同屬于離子晶體，r(F?)<r(I?)，離子半徑越小，熔點越高 C （5）142 1.37 （6）2 3.（2018南昌市二模）由N、P、Ti等元素組成的新型材料有著廣泛的用途，請回答下列問題。 (1)鈦元素基態(tài)原子未成對電子數為____個，能量最高的電子占據的能級符號為____________。 (2)磷的一種同素異形體—白磷(P4)的立體構型為____，推測其在CS2中的溶解度____（填“大于”或“小于”）在水中的溶解度。 (3)兩種三角錐形氣態(tài)氫化物膦(PH3)和氨(NH3)的鍵角分別為93.6和107，試分析PH3的鍵角小于NH3的原因：________。 (4)工業(yè)上制金屬鈦采用金屬還原四氯化鈦。先將TiO2（或天然的金紅石）和足量炭粉混合加熱至1000～1100K，進行氯化處理，生成TiCl4。寫出生成TiCl4的化學反應方程式：______。 (5)有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示，該晶體的化學式為____，已知晶體的密度為pgcm?3，阿伏加德羅常數為NA，則晶胞邊長為____cm（用含p、NA的式子表示）。 【解析】（1）鈦元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，因此其中未成對電子數為2個，能量最高的電子占據的能級符號為3d。（2）白磷(P4)分子中含有6個P－P單鍵，其立體構型為正四面體形；白磷和CS2均為非極性分子，水是極性分子，根據相似相容原理可推測白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度。（3）由于電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大，因此PH3的鍵角小于NH3的。（4）反應物是氯氣、TiO2和足量炭粉，生成物是TiCl4，根據原子守恒且碳過量可知還有CO生成，則生成TiCl4的化學反應方程式為TiO2+2C+2C12TiCl4+2CO。（5）根據晶胞結構可知含有的N原子個數是81/8+61/2＝4，Ti原子全部在晶胞中，共計是4個，則該晶體的化學式為TiN；設晶胞的邊長是a cm，則，解得a＝。 【答案】（1）2 3d （2）正四面體形大于 （3）電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大 （4）TiO2+2C+2C12TiCl4+2CO TiN 4.（2018臨沂市三模）鈦及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用。 (1)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為_____________，與鈦同周期的元素中，基態(tài)原子的未成對電子數與鈦相同的有____________種。 (2)鈦比鋼輕、比鋁硬，是一種新興的結構材料，鈦的硬度比鋁大的原因是_________。 (3)在濃的TiCl3的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數為6、組成為TiCl36H2O的綠色晶體，該晶體中兩種配體的物質的量之比為1∶5，則該配合離子的化學式為___________。 (4)半夾心結構催化劑M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其結構如下圖所示。 ①組成M的元素中，電負性最大的是_________(填名稱)。 ②M中碳原子的雜化方式為____________。 ③M中不含________(填代號)。 a．π鍵 b．σ鍵 c．離子鍵 d．配位鍵 (5)金紅石(TiO2)是含鈦的主要礦物之一。其晶胞結構(晶胞中相同位置的原子相同)如圖所示。 ①A、B、C、D 4種微粒，其中氧原子是________(填代號)。 ②若A、B、C的原子坐標分別為A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，則D的原子坐標為D(0.19a，____，___)；鈦氧鍵的鍵長d=______(用代數式表示)。 【解析】(1)鈦原子核外有22個電子，基態(tài)鈦原子的價電子排布式為3d24s2；基態(tài)鈦原子的未成對電子數為2；第四周期中未成對電子數為2的元素還有3種，分別是Ge、Se、Ni；(2)Ti原子的價電子數是4、鋁原子的價電子數是3，Ti原子的價電子數比Al多，金屬鍵更強，所以鈦的硬度比鋁大；(3)配位數為6，兩種配體的物質的量之比為1∶5，所以配體中有1個氯原子、5個水分子，所以該配合離子的化學式為[TiCl(H2O)5]2+；(4) ①組成M的元素有Ti、C、H、O、Cl，其中O的非金屬性最強，非金屬性越強電負性越大，所以電負性最大的是氧；②M中有雙鍵碳和單鍵碳原子兩種，所以M中碳原子的雜化方式為sp2、sp3；③單鍵為σ鍵、雙鍵中1個是σ鍵、1個是π鍵，根據M的結構圖，還有配位鍵，沒有離子鍵，故選c；(5)①根據均攤原則，晶胞中共有原子818+412+3=6，晶胞中相同位置的原子相同，根據鈦氧原子比是1∶2，可知氧原子是BD；②根據晶胞結構，若A、B、C的原子坐標分別為A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，則D原子坐標是(0.19a，0.81a，0.5c)；根據圖示，d2=20.31a2，則d=0.312a。 【答案】（1）3d24s2 3 （2）Ti原子的價電子數比Al多，金屬鍵更強 （3）[TiCl(H2O)5]2+ （4）氧 sp2 sp3 c （5）BD 0.81a 0.5c 5.（2018河北衡水質量檢測）硼及其化合物用途非常廣泛，回答下列問題。 (1)下列B原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為________、________(填標號) (2)H3BO3是一元弱酸，可用作醫(yī)用消毒劑其水溶液呈酸性的原理為： 則1mol硼酸分子中含有的共用電子對數為________個。 (3)BF3可用于制造火箭的高能燃料，其分子的空間構型是________________，硼原子雜化方式是________________；BF3能與乙醚發(fā)生反應：(C2H5)2O+BF3→BF3O(C2H5)2，該反應能發(fā)生，其原因是________________________________。 (4)硼的一種化合物結構簡式為O=B—CH=C=CH2，該分子中含________個σ鍵。 (5)下圖中圖(a)為類似石墨的六方BN，圖(b)為立方BN。 ①六方BN具有良好的潤滑性，是因為________________________；六方BN不能像石墨一樣具有導電性，其原因是________________________。 ②已知立方BN的晶胞參數為0.3615nm，阿伏加德羅常數的值為NA，則立方BN的密度為________________gcm－3(列出計算式)。 【解析】(1)能級能量由低到高的順序為：1s、2s、2p；每個軌道最多只能容納兩個電子，且自旋相反，簡并軌道（能級相同的軌道）中電子優(yōu)先單獨占據1個軌道，且自旋方向相同，能量最低，由此分析，A能量最低，D能量最高，故答案為：A、D；(2)硼酸中有B原子與3個羥基通過三對共用電子對結合，另外每個羥基中有1對共用電子對，所以1mol硼酸中共用電子對數為6NA個，故答案為：6NA；(3)BF3中B原子價層電子對個數=3+1/2（3-31）=3，B原子價層電子對個數為3且不含孤電子對，所以為平面三角形結構；B的雜化類型為sp2；BF3能與乙醚發(fā)生反應：(C2H5)2O+BF3→BF3O(C2H5)2，該反應能發(fā)生，其原因是：BF3中B原子有空軌道，O(C2H5)2中氧原子上有孤對電子，能形成配位鍵，故答案為：平面三角形，sp2，BF3中B原子有空軌道，O(C2H5)2中氧原子上有孤對電子，能形成配位鍵；(4)單鍵是σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵，從上述結構簡式中可以看出還有3個C-H鍵，所以一共有7個σ鍵，答案為：7；(5)由圖示結構可以看出①六方BN具有良好的潤滑性，是因為：六方BN晶體中層與層之間的作用力是較弱的范德華力，故層與層之間相對易滑動；六方BN不能像石墨一樣具有導電性，其原因是六方BN的結構中沒有像石墨中有自由移動的電子；②已知立方BN的晶胞參數為0.3615nm，則晶胞體積為：（0.361510-7）3cm3，晶胞中B原子數目為：81/8+61/2=4原子，N原子數目為：4，則立方BN的密度為：411+414NA（0.361510-7）3，故答案為：411+414NA（0.361510-7）3。 【答案】（1）A D （2）3.6121024(或6NA) （3）平面三角形 sp2 BF3中B原子有空軌道，O(C2H5)2中氧原子上有孤對電子，能形成配位鍵（4）7 （5）六方BN晶體中層與層之間的作用力是較弱的范德華力，故層與層之間相對易滑動六方BN的結構中沒有像石墨中有自由移動的電子411+414NA（0.361510-7）3或1000.36153?NA1021