2019高考化学考点必练专题28物质结构与性质拔高专练.docx

考点二十八 物质结构与性质拔高专练1（2018届河南省开封市高三上学期第一次模拟考试）第四周期有18种元素，其相关化合物在化工、医药、材料等领域均有着广泛的应用。请回答下列问题：（1）基态钙原子核外电子云形状为_，电子占据的最高能层符号是_。（2）五氧化二钒（V2O5）是硫酸工业中重要的催化剂，基态钒原子的价电子排布式为_。（3）琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，其中“亚铁”是关键成分，K3Fe(CN)6溶液是检验Fe2+的试剂，1molCN-中含键的数目为_，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_。（4）镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为_（用元素符号表示）；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维渗杂剂，其熔点为-49.5，沸点为83.1，则其晶体类型为_，中心原子的杂化类型为_；砷酸酸性弱于硒酸，从分子结构的角度解释原因_；砷化硼是一种新型材料，或成为最好的热导体，其结构与金刚石相似，已知砷化硼晶胞参数为bpm，则该晶体的密度为_ g cm-3。(NA表示阿伏加德罗常数的值)。【答案】 球形和哑铃形 N 3d3 4s2 2NA Fe3+的3d5半满状态更稳定 AsSeGeGa 分子晶体 sp3 硒酸中非羟基氧原子较多（或其他合理解释） (4)同周期主族元素的第一电离能从左到右是依次增大的，但其中A和A，以及A和A之间存在有全满和半满的情况，所以有反常现象，因此镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为AsSeGeGa；四氯化锗的熔沸点都很低，所以其晶体为分子晶体；中心原子即Ge的杂化类型为sp3，可以和四个氯原子形成四个等价的共价键；砷酸的分子式为H3AsO4，而硒酸的分子式为H2SeO4，所以在分子结构上，砷酸分子中的非羟基氧原子数少于硒酸的，所以砷酸酸性弱于硒酸；根据金刚石的晶胞结构可知，每个砷化硼晶胞中含有4个BAs分子，所以每个晶胞的质量m= ，其体积为V=(b10-10)3 cm3，所以该晶体的密度为。2（2018届河南省中原名校高三上学期第五次联考）金属材料在国民经济建设等领域具有重要应用，镁、镍、铜是几种重要的金属元素，请回答下列问题:(1)镍元素的核电荷数为28，则原子基态电子排布式为_.结构中有_种不同形状的电子云。(2)MgO的熔点高于CuO的原因是_(3)Mg元素的第一电离能反常地高于同周期后一种元素，原因是_(4)Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4，该分子中键与键个数比为_(5)配合物Cu(CH3CN)4BF4中碳原子杂化轨道类型为_，BF4-的空间构型为_。(6)铜与氧元素可形成如图所示的晶胞结构，其中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(1/2，1/2，1/2)，则d的坐标参数为_,已知该品体的密度为g/cm3,NA是阿伏加德罗常数值，则晶胞参数为_cm(列出计算式即可)。【答案】 1s22s32p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2 3 MgO的晶格的比CuO大 Mg原子的3s2全充满，反而比A1原子3p1稳定 1:1 sp、sp3 正四面体(1分) (3/4,3/4,1/4) 键与键个数比为1：1；(5)配合物Cu(CH3CN)4BF4中三键碳原子采用sp杂化，甲基C原子采用sp3杂化， BF4-的空间构型为正四面体；(6)b与周期4个d形成正四面体结构，b 、d与顶点的边线处于晶体对角线上，a (0,0,0)、b (1/2，1/2，1/2)，则d的坐标参数为(3/4,3/4,1/4)；该晶胞中Cu个数=4，O个数=8+1=2，Cu和O个数比=4:2=2:1，所以其化学式为Cu2O，该离子化合物的摩尔质量为144g/mol，晶体的密度为g/cm3, 阿伏加德罗常数为NA，则晶胞参数a=cm。3（2018届宁夏石嘴山市第三中学高三上学期第四次（1月）月考）Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知: Q为元素周期表中原子半径最小的元素; R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同; Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍; Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题(答题时,Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示):(1)Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,化合物M的空间构型为_,其中心原子采取_杂化;Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂,化合物N在固态时的晶体类型为_。(2)R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_。(3)由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为_(写分子式)。(4)由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应,生成X2、RY2等物质,该反应的离子方程式为_。(5)某含Z配合物,化学式为ZCl(H2O)5Cl2, 配位数为_，1 mol该配合物中键的数目为_。(6)Z原子基态时的价电子排布式为_;已知Z的一种含氧酸钡盐的密度为 g.cm-3,其晶胞的结构如图所示,则晶体中氧原子与钡原子的最近距离为_cm。(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA)【答案】 平面三角形 sp2 分子晶体 C N2O 2CNO-+2H+3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O 6 16NA 3d24s2 (1)H、C、O构成的一种有毒气体为HCHO，分子式为CH2O，H提供一个电子，O不提供电子，C提供四个电子，所以价层电子对数为（4+12）/2=3，成键电子对数为3，孤电子对数为0，所以HCHO的立体构型为平面三角形；C原子采取sp2杂化；H和C组成的原子个数比为1:1的常见有机溶剂为C6H6，固态时为分子晶体。(2) C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，因为第A族为半充满结构，所以第A族的大于第A族的，所以第一电离能大小顺序是COAl B原子半径：AlTlC碱性：Al(OH)3Tl(OH)3 D氧化性：Tl3Al3(4)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl3与Ag在酸性介质中发生反应：Tl32Ag=Tl2Ag。下列推断正确的是_。ATl最外层有1个电子 BTl能形成3价和1价的化合物CTl3的氧化性比Ag弱 DTl的还原性比Ag强【答案】 六 IIIA A-162 A B（4）根据铊的外层电子构型6s26p1可知失去一个电子形成Tl，最外层还有2个电子，同时也能失去3个电子形成Tl3，即Tl能形成3价和1价的化合物，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知Tl3的氧化性比Ag强，根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知Tl的还原性比Ag弱，故推断正确的是答案B。 5（2018届云南省高三毕业生统测）化学选修3：物质结构与性质 磷酸铁锂电池对环境无污染，为绿色环保型电池，是铅酸电池的替代品，该电池的总反应为：Li1-x FePO4+LixC6= LiFePO4+C6(1)基态Fe2+的核外电子排布式为_，与Fe同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有_(填元素符号)，磷酸铁锂电池总反应中涉及到的C、O元素，第一电离能较大的是_。(2)PO43-的空间构型是_。(3)与PCl5互为等电子体的一种分子的化学式为_。(4)二乙烯三胺五乙酸铁-钠络合物结构如图所示，其中C原子的杂化方式为_。(5)亚铁氰化钾经氯气或电解氧化，可得铁氰化钾K3Fe(CN)6，为红棕色晶体，也称赤血盐，1mol该物质含有的键的数目为_。(6)已知：LiF晶体与 NaCl晶体结构相同，F半径为0.133nm，Li+的半径为0.076nm，阴阳离子相接触，则一个晶胞中离子的空间占有率为_ (列式并计算)，分析说明该计算结果小于74.05%的原因_。【答案】 Ar3d6 K、Cr O 正四面体 AsF5或AsCl5 sp3；sp2 12NA 有LiF晶体中，正负离子直接相邻，a=2(r+r-)=0.418(nm)体积分数=4(4/3)(0.133)3+(0.076)3/0.4183=64.0% 阴离子之间不直接接触，不再是紧密堆积。阴高了的空间占有率降至54%，阳离了的空间占有率仅为10%，所以总的空间占有率小于74.05%羰基碳原子为sp2杂化；(5)在CN中碳原子与氮原子是以共价三键结合的，含有的2个键。所以1 mol铁氰化钾K3Fe(CN)6中含有的键的数2NA；(6) 有LiF晶体中，正负离子直接相邻，a=2(r+r-)=0.418(nm)，体积分数=4(4/3)(0.133)3+(0.076)3/0.4183=64.0% ；阴离子之间不直接接触，不再是紧密堆积。阴高了的空间占有率降至54%，阳离了的空间占有率仅为10%，所以总的空间占有率小于74.05%。6（2018届山西省孝义市高三下学期一模考试）化学-选修3：物质结构与性质镁与铝、锰形成的合金广泛应用于航天、运输、化工等领域。回答下列问题：(1)基态Mn2+核外电子排布式为_。(2)下列各项比较中，MgAl的是_(填选项序号)。A.电负性 B.金属键的强弱 C.金属性 D.基态原子第一电离能(3)叶绿素是以镁离子为中心的卟啉配合物，其结构如图。Mg2+与N原子形成的化学键为配位键的是_(填“a”或“b”)。叶绿素分子中C原子的杂化轨道类型有_。(4)MgO具有NaCl型结构(如图)，MgO晶体的熔点比NaCl高的原因是_；其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，阴离子的配位数为_，r(O2-)=0.148mm，MgO的密度为_g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。【答案】 1s22S22p63s23p63d5(或Ar3d5) CD b sp2、sp3 都是离子晶体，Mg半径小于Na+，O2-半径小于Cl-，MgO中离子电荷数大于NaCl中离子电荷数，所以MgO晶格能大，熔点高 6 (3) 从结构图可知：在b中氮原子已经形成3条共价键，剩下的孤电子对与镁离子形成配位键，所以Mg2+与N原子形成的化学键为配位键的是b；正确答案：b。根据杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的键个数；叶绿素分子含有结构，杂化轨道数=0+3=3，C原子的杂化轨道为sp2；叶绿素分子含有结构，杂化轨道数=0+4=4，C原子的杂化轨道为sp3 ；正确答案：sp2；sp3。（4） MgO和NaCl都是离子晶体，Mg半径小于Na+，O2-半径小于Cl-，MgO中离子电荷数大于NaCl中离子电荷数，所以MgO晶格能大，熔点高；根据MgO晶胞的结构可知，1个O2-周围有6个Mg2+，所以配位数为6；根据晶胞的结构可知，含有Mg2+个数为121/4+1=4, O2-个数为81/8+121/4=4,所以该晶胞含有4MgO，晶胞体积为440/NA cm3,由于 r (O2-)=0.148mm=0.14810-7cm，根据晶胞的结构可知，该晶胞的棱长为a=2=20.14810-7cm，所以a3=440/NA，=；正确答案：都是离子晶体，Mg半径小于Na+，O2-半径小于Cl-，MgO中离子电荷数大于NaCl中离子电荷数，所以MgO晶格能大，熔点高 ；6 ； 。7（2018届河南省安阳市高三第一次模拟）铁是目前应用最多的金属，铁的单质及其化合物用途非常广泛。（1）K4Fe(CN)6可用作食盐的抗结剂。基态钾原子的电子排布式为_。（2）Na2Fe(CN)5(NO) 可用作治疗高血压急症。Na、N、O的第一电离能有小到大的顺序为_。CN-中碳原子的杂化类型是_。（3）过氧化氢在FeCl3催化作用下分解生成水和氧气。1molH2O2中键的数目为_。H2O的沸点比H2S高的原因是_。（4）铁触媒是重要的催化剂。CO易与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe+5CO=Fe(CO)5；除去CO的化学方程式为Cu(NH3)2OOCCH3+CO+NH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3。与CO互为等电子体的分子为_。配合物Cu(NH3)2OOCCH3中不存在的的作用力是_（填字母）。a.离子键 b.金属键 c.配位键 d.极性共价键Fe(CO)5在空气中燃烧的化学方程式为4Fe(CO)5+13O2 2Fe2O3+20CO2，Fe2O3的晶体类型是_。铁的晶胞如图所示，若该晶体的密度是agcm-3，则两个最近的Fe原子间的距离为_cm（设NA为阿伏伽德罗常数的值）。【答案】 1s22s32p63s23p64s1或Ar4s1 NaOCH sp2、sp3 分子晶体 VNA/11.2 TiO2 环乙烷分子为空间构型，而非平面构型，正确答案：；（3）分子晶体的熔沸点较低；正确答案：分子晶体；因为CO与N2互为等电子体，故每个CO分子含有1个键，Ni与CO形成4个配位键，属于键，故1mol Ni(CO)4含有8mol 键，所以标准状况下，VL CO分子形成Ni(CO)4中含o键数目为（VNA/22.4）8= VNA/11.2；正确答案：VNA/11.2； 钛元素的原子序数为22，基态原子的电子排布1s22s22p63S23p63d24s2，且因为钻穿效应导致4s电子离原子核更近，能量更低，故3d轨道电子能量最高，所以基态钛原子中电子能量最高的电子排布图为；正确答案：；因为单位晶胞中含有2个Ti2+，4个O2-，故组成比为1:2，所以该晶体化学式为TiO2；TiO2的分子量为80，一个晶胞中含有2个TiO2，根据密度计算公式：=m/V,带入数据计算：=(280)/NAa10-7)3=，正确答案：。9（2018届山东省枣庄市高三第一次模拟考试）某市售照明材料LED晶片是一种发光二极管。材质组成为：GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、GaInN(氮化镓铟)等。请回答下列问题：（1）砷基态原子的核外电子排布式为_。（2）上述非金属元素氢化物的沸点从高到低的顺序为_。（3）下列说法正确的是_a电负性：AsSeGa（4）如图所示为GaAs的晶胞结构，晶体熔点为1237。晶胞中砷与镓原子间的化学键类型有_。一个镓原子周围所有距离最近且相等的砷原子形成的空间构型是_。一个晶胞的组成为_。已知晶胞棱长a=5.6410-10m,相对原子质量Ga70,As75,则该晶胞密度为=_。【答案】 1s22s22p63s23p63d104s24p3 NH3AsH3PH3 bc 共价键(或极性键)、配位键 正四面体 Ga4As4 5.37gcm-3（4） 镓有3个价电子，但形成4个共价键，说明有一个配位键；正确答案：共价键(或极性键)、配位键；砷化鎵晶胞中砷原子8个在立方体的顶角，6个在面上，该晶胞所包含的的砷原子数为81/8+61/2=4,而鎵原子周围是4个均匀分布的砷原子为正四面体型；正确答案：正四面体型；8个顶点含有砷原子为81/8=1,6个面上有砷原子61/2=3，共有砷原子4个；鎵原子在中心，有4个，所以一个晶胞的组成为. Ga4As4；正确答案：Ga4As4；砷化鎵晶胞中砷原子8个在立方体的顶角，6个在面上，该晶胞所包含的的砷原子数为81/8+61/2=4,上述晶胞结构中含有4个GaAs，其质量为4（70+75）=580g，晶胞的体积为：a36.021023m3=(5.6410-10)36.021023=1080.0210-7 m3=108.02cm3，根据密度计算公式：=m/V=580/108.02= 5.37gcm-3；正确答案5.37gcm-3。10（2018年重庆普通高等学校招生全国统一考试4月调研测试）五水硫酸铜(CuSO45H2O)和六水硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)26H2O都是重要的化工原料，用途十分广泛。请回答与这两种物质中元素有关的一些问题。（1）基态铁原子的核外电子排布式为_；基态铜原子的电子占据的最高能层符号为_ 。（2）氧元素的第一电离能小于氮元素，其原因是_ 。（3）SO42-、H2O、NH4+三种微粒中，空间构型为正四面体的是_；NH4+中氮原子的杂化轨道类型是_。（4）写出与SO42-互为等电子体的分子的化学式_ (写一种)。（5）Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在该晶胞中Cu原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为_，若该晶体的密度为g.cm-3，则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d=_cm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2 N 氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态，不容易失去一个电子，故第一电离能比氧元素大 SO42-、NH4+ sp3杂化 SiCl4或CCl4(其他合理答案也可) H4Cu3Au 【解析】（1）铁的核电荷数为26，其基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；铜核电荷数为(3) 离子中含有4个键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取杂化；分子中O原子的价层电子对数，为杂化,含有2个孤电子对，分子为V形；中N原子的价层电子对数，为杂化，不含有孤电子对，为正四面体形；正确答案： SO42-、NH4+ ； sp3杂化。(4) 原子数、电子总数均相等的物质，称为等电子体；与SO42-互为等电子体的分子的化学式为SiCl4或CCl4；正确答案：SiCl4或CCl4。(5)与的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由原子与原子构成的四面体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，金刚石晶胞结构为，形成的晶体中，原子有4个，原子数目为，的原子数目为，该晶体储氢后的化学式为；该晶体的分子质量为393，若该晶体的密度为gcm3，则晶胞的体积为：=cm3 晶胞的棱长为r=3393NA蟻cm，从结构中看出，晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d为面对角线的一般，即r=cm；正确答案：H4Cu3Au； 。11（2018年辽宁省大连市高三第一次模拟）化学选修3：物质结构与性质碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。根据要求回答下列问题：(1)碳原子的价电子排布式_，核外有_种不同运动状态的电子。(2)碳可以形成多种有机化合物，下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构，两种分子中所有原子都在一个平面上。嘌呤中所有元素的电负性由大到小的顺序_。嘌呤中轨道之间的夹角1比2大，解释原因_。吡啶结构中N原子的杂化方式_。