2020版高考化学选考物质结构与性质7模块综合检测鲁科版.docx

选修物质结构与性质模块综合检测(时间：90分钟；满分：120分)1(15分)(2019长沙一模)Mn、Fe均为第4周期过渡元素，两元素的部分电离能数据如表所示：元素MnFe电离能/kJmol1I1717759I21 5091 561I33 2482 957回答下列问题：(1)Mn元素价电子层的电子排布式为_，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2再失去一个电子比气态Fe2再失去一个电子难，对此，你的解释是_。(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是_。六氰合亚铁离子Fe(CN)中的配体CN中C原子的杂化轨道类型是_，写出一种与CN互为等电子体的单质分子的电子式：_。(3)三氯化铁常温下为固体，熔点282 ，沸点315 ，在300 以上易升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙醇等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为_。(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际有的Fe原子个数之比为_。解析：(1)Mn核外有25个电子，价电子排布式为3d54s2。(2)CN中C无孤电子对，杂化类型为sp。与CN互为等电子体的单质分子为N2，电子式为NN。(3)三氯化铁晶体熔沸点低，说明晶体内作用力为分子间作用力，则为分子晶体。(4)面心立方晶胞中Fe的个数为864，体心立方晶胞中Fe的个数为 812，故面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际有的Fe原子个数之比为21。答案：(1)3d54s2由Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)(2)具有孤对电子spNN(3)分子晶体(4)212(15分)A、B、C、D为前四周期元素且原子序数依次增大。BA3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A、B、C原子的核外电子数之和等于25，DC晶体中D的3d能级上电子全充满。请回答下列问题：(1)D的基态原子的核外电子排布式为_。(2)在BA3、AC中，沸点较高的是_(填化学式)，原因是_。DA的晶体类型是_。(3)BA4C晶体中B原子价层电子对数为_，该晶体中不含有_(填选项字母)。a离子键b极性共价键c非极性共价键d配位键 e键 f键(4)BC3的空间构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(5)B、D形成晶体的晶胞结构如图所示(灰球表示D原子)。已知紧邻的白球与灰球之间的距离为a cm。该晶体的化学式为_。B元素原子的配位数为_。该晶体的密度为_gcm3。(NA代表阿伏加德罗常数的值)解析：BA3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明B为N，A为H；C原子的核外电子数为251717，故C为Cl；又因为DC晶体中D的3d能级电子全充满，说明D的原子序数为29，故D为Cu。(2)NH3分子间存在氢键，故NH3的沸点高于HCl。氢化铜晶体属于离子晶体。(3)NH4Cl晶体中氮原子的价层电子对数为4。NH4Cl晶体中存在离子键、极性共价键、配位键以及键，不含非极性共价键和键。(4)NCl3的中心原子是N，其中N的价层电子对数为4，成键电子对数为3，孤电子对数为1，故NCl3的空间构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(5)观察晶胞图示知，12个铜原子位于棱上，8个氮原子位于顶点，1个晶胞中含氮原子个数为81，含铜原子个数为123，故氮化铜的化学式为Cu3N。顶点上1个氮原子周围紧邻的铜原子有3个，设想由8个立方体构成大立方体，可知氮原子上下、前后、左右共有6个铜原子紧邻，即氮原子的配位数为6。 gcm3 gcm3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(2)NH3NH3分子间存在氢键离子晶体(3)4cf(4)三角锥形sp3杂化(5)Cu3N63(15分)碱金属及其化合物在科学研究、生产生活中有广泛应用。请回答下列问题：(1)基态钠原子核外电子占据能级数为_，核外电子共有_种不同的运动状态。(2)与K同周期的元素中，最外层电子数与K相同的为_(写元素符号)。(3)在同周期元素中，碱金属元素的_最小(填“电负性”“原子半径”或“第一电离能”)。(4)氢化钠晶胞类似氯化钠晶胞(晶胞结构如图1所示)。设氢化钠晶体中钠离子半径为a pm，氢离子半径为b pm，并且它们在晶体中紧密接触。则氢化钠晶胞中离子的空间利用率为_。图1氯化钠的晶胞(5)NaBrO、NaBrO2、NaBrO3、NaBrO4四种钠盐中，Br的杂化方式均为_，阴离子空间构型为三角锥形的是_(填化学式)。上述四种钠盐对应的酸的酸性依次增强，试解释HBrO4的酸性强于HBrO3的原因：_。(6)钠晶胞为体心立方堆积，结构如图2所示，配位数为_。若钠晶胞的边长为c cm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则钠晶体的密度为_gcm3。图2钠的晶胞解析：(1)基态钠原子核外电子排布式为1s22s22p63s1，占据1s、2s、2p、3s四个能级；每个电子的运动状态都不相同，所以有11种运动状态。(2)钾原子最外层有1个电子，同周期的Cr、Cu原子最外层也有1个电子。(3)同周期元素中，碱金属元素的原子半径最大，第一电离能和电负性均最小。(4)氢化钠晶体中钠离子的半径为a pm，氢离子的半径为b pm，在一个氢化钠晶胞中含有4个Na与4个H，晶胞中离子总体积为V4(a3b3) pm3，晶胞体积V2(ab)3 pm3，故离子的空间利用率100%。(5)四种阴离子中，Br原子的杂化轨道数均为4，所以Br原子的杂化方式均为sp3杂化，再结合配位原子数可以判断出BrO呈直线形，BrO呈正四面体形，BrO、BrO两种离子中，由于孤电子对的影响，空间结构分别呈V形、三角锥形。(6)每个钠原子周围最近且等距离的钠原子有8个，所以配位数是8。运用均摊法可知每个晶胞中含有2个钠原子，设钠晶体密度为 gcm3，故2c3，解得(gcm3)。答案：(1)411(2)Cr、Cu(3)电负性、第一电离能(4)100%(5)sp3杂化NaBrO3HBrO3和HBrO4可分别表示为(HO)BrO2和(HO)BrO3，HBrO3中的Br为5价而HBrO4中的Br为7价，后者正电性更高，导致O、H之间的电子对向O偏移，更易电离出H(6)84(15分)(2019开封一模)T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表。元素相关信息TT元素可形成自然界硬度最大的单质WW与T同周期，核外有一个未成对电子XX原子的第一电离能至第四电离能分别是I1578 kJmol1，I21 817 kJmol1，I32 745 kJmol1，I411 575 kJmol1Y常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质ZZ的一种同位素的质量数为63，中子数为34(1)TY2是一种常用的溶剂，是_(填“极性分子”或“非极性分子”)，分子中存在_个键，W的最简单氢化物容易液化，理由是_。(2)在25 、101 kPa下，已知13.5 g的X固体单质在O2中完全燃烧后恢复至原状态，放热419 kJ，该反应的热化学方程式为_。(3)基态Y原子中，电子占据的最高电子层符号为_，该电子层具有的原子轨道数为_、电子数为_。Y元素、氧元素、W元素的电负性由大到小的顺序为_(用元素符号做答)。(4)已知Z的晶胞结构如图所示，又知Z的密度为9.00 gcm3，则晶胞边长为_(用含立方根的式子表示)；ZYO4常作电镀液，其中YO的空间构型是_，Y原子的杂化轨道类型是_。Z的单质与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸：ZHClO2=ZClHO2，HO2(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性。下列说法或表示正确的是_。AO2是氧化剂BHO2是氧化产物CHO2在碱中能稳定存在D1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移解析：由表格信息可知T为碳、W为氟、X为铝、Y为硫、Z为铜。答案：(1)非极性分子2分子间形成氢键(2)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H3 352 kJmol1(3)M96FOS(4)108 cm正四面体形sp3AD5(15分)(2016高考全国卷)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(1)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d能级上的未成对电子数为_。(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的空间构型是_。在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为_。(3)单质铜及镍都是由_键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为ICu1 958 kJ/mol、INi1 753 kJ/mol，ICu INi的原因是_。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为d g/cm3，晶胞参数a_nm。解析：(1)Ni元素原子核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2。3d能级上有2个未成对电子。(2)SO中S无孤电子对，空间构型为正四面体。Ni(NH3)62为配离子，Ni2与NH3之间形成化学键为配位键。配体NH3中提供孤电子对的为N。NH3分子间存在氢键，故沸点比PH3高。NH3中N有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，因此NH3为极性分子，N的杂化轨道数为314，杂化类型为sp3。(3)单质铜及镍都是由金属键形成的晶体，Cu、Ni失去一个电子后简化电子排布式分别为Ar3d10、Ar3d84s1，铜的3d轨道全充满，达到稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大。(4)Cu原子位于面心，个数为63，Ni原子位于顶点，个数为81，铜原子与镍原子的数量比为31。以该晶胞为研究对象，则 gd g/cm3(a107 cm)3，解得a 107。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)2(2)正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(4)311076(15分)(2016高考全国卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)写出基态As原子的核外电子排布式：_。(2)根据元素周期律，原子半径Ga_As，第一电离能Ga_As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的空间构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。(4)GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是_。(5)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。解析：(1)根据构造原理可写出基态As原子的核外电子排布式。(2)同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，第一电离能呈现逐渐增大的趋势(第A、A族除外)。Ga的原子半径大于As，Ga的第一电离能小于As。(3)AsCl3的中心原子(As原子)的价电子对数为(513)/24，所以是sp3杂化。AsCl3分子的空间构型为三角锥形。(4)根据晶体类型比较熔点。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(5)根据晶胞结构示意图可以看出，As原子与Ga原子形成了空间网状结构的晶体，结合GaAs的熔点知GaAs是原子晶体。首先用均摊法计算出1个晶胞中含有As原子的个数：81/861/24，再通过观察可知1个晶胞中含有4个Ga原子。4个As原子和4个Ga原子的总体积V14 cm3；1个晶胞的质量为4个As原子和4个Ga原子的质量之和，即g，所以1个晶胞的体积V2(MAsMGa) cm3。最后由V1/V2即得结果。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d104s24p3)(2)大于小于 (3)三角锥形sp3 (4)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体(5)原子晶体共价100%7(15分)(2016高考四川卷)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：(1)R基态原子的电子排布式是_，X和Y中电负性较大的是_(填元素符号)。(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_。(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是_。(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。(5)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为3价，该反应的化学方程式是_。解析：由M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，可知M为氧元素；R是同周期元素中最活泼的短周期金属元素，且原子序数大于氧元素，故R为钠元素；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，故X为硫元素，Y为氯元素；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，故其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故Z为铬元素。(1)R为钠元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1；氯比硫活泼，故电负性较大的是Cl。(2)S的氢化物为H2S，与H2S组成相似的O的氢化物为H2O，由于水分子间能够形成氢键，使H2O的沸点高于H2S。(3)三氧化硫中硫是sp2杂化，形成3个能量等同的sp2轨道，键角为120，故SO3分子的空间构型为平面三角形。(4)分析Na2O的晶胞结构图，利用均摊法可知，黑球与白球的个数之比为21，故黑球代表的离子为Na。(5)在稀硫酸中，K2Cr2O7具有很强的氧化性，能把H2O2氧化，化学方程式为K2Cr2O73H2O24H2SO4=K2SO4Cr2(SO4)33O27H2O。答案：(1)1s22s22p63s1(或Ne3s1)Cl(2)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键(3)平面三角形(4)Na(5)K2Cr2O73H2O24H2SO4=K2SO4Cr2(SO4)33O27H2O8(15分)(2016高考海南卷)M是第4周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为_，晶体中原子间通过_作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为_。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为_，其同周期元素中，第一电离能最大的是_(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是_(写化