2019届高考化学二轮复习专题十三物质结构与性质练习.docx

专题十三物质结构与性质12018全国卷Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_。(填标号)(2)Li与H具有相同的电子构型，r(Li)小于r(H)，原因是_。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH4中，存在_(填标号)。A离子键 B键C键 D氢键(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的 BornHaber循环计算得到。可知，Li原子的第一电离能为_kJmol1，OO键键能为_kJmol1，Li2O晶格能为_kJmol1(5)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_ gcm3(列出计算式)。22018南京市第三次模拟黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是一种重要的化工原料，通过化学工艺可获得二(氨基丙酸)合铜Cu(NH2CH2CH2COO)2等产品。(1)Cu2基态核外电子排布式为_。(2)Cu(NH2CH2CH2COO)2的结构简式如图1所示。1 molCu(NH2CH2CH2COO)2中含有键数目为_；C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是_。(3)黄铜矿在空气中灼烧得到废气和固体混合物。废气中SO2经催化氧化生成SO3，SO2分子中S原子轨道的杂化类型为_。SO3分子的空间构型为_；固体混合物中含有一种化合物X，其晶胞如图2所示，化合物X的化学式为_。32018江西省师范大学附属中学月考W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最丰富的元素，元素X的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态，Y、X、Z不在同一周期，且Y原子核外p电子比s电子多5个。(1)Z基态原子的核外电子排布式为_。(2)Z的氧化物是石油化工中重要的催化剂之一，如催化异丙苯()裂化生成苯和丙烯。1 mol丙烯分子中含有键与键数目之比为_。苯分子中碳原子轨道的杂化类型为_。Z的一种氧化物ZO5中，Z的化合价为6，则其中过氧键的数目为_个。(3)W、X、Y三种元素的电负性由小到大顺序为_。(请用元素符号回答)(4)ZY3熔点为1 152，熔融状态下能够导电，据此可判断ZY3晶体属于_(填晶体类型)。(5)ZX2晶体的晶胞结构如图，每个Z原子周围最近的X原子数目为_。若该化合物的相对分子质量为M，晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度为_g/cm3。42018宿州市教学质量检测碳、氮、氧、氯、钠、铜等元素的化合物广泛存在于自然界，回答下列问题：(1)基态氯原子的价电子排布图是_；基态铜原子核外电子占有的空间运动状态有_种。(2)碳、氮、氧三种元素中第一电离能最大的是_ (填元素符号)，CO中碳原子的杂化轨道类型为_。(3)相同条件下，水的沸点高于液氨，原因是_。(4)铜与CN可形成络合离子Cu(CN)42，写出一种与CN互为等电子体的分子的化学式_；1 mol Cu(CN)42中含有_ mol键；若将Cu(CN)42中二个CN换为Cl，只有一种结构，则Cu(CN)42中4个氮原子所处空间位置关系为_。(5)氯化钠的晶胞如图所示。晶体中氯离子以面心立方最密堆积排列，钠离子嵌入在氯离子之间的空隙中。一个氯离子周围离氯离子最近的氯离子数目为_个。已知：半径r(Cl)a pm，r(Na)b pm。摩尔质量M(NaCl)c g mol1则氯化钠晶体的密度为_gcm3。52018吉林省实验中学模拟.80%左右的非金属元素在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关，基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_，N2F2分子中N原子的杂化方式是_，1 mol N2F2含有_个键。(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角NSiN_(填“”“”或“”)SiNSi，原因是_。.金属元素在现代工业中也占据极其重要的地位，钛被称为“未来的钢铁”，具有质轻、抗腐蚀、硬度大等特点，是理想化工设备材料。(3)基态钛原子核外共有_种运动状态不相同的电子。金属钛晶胞如图甲所示，为_堆积(填堆积方式)。(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是_。化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为_。(5)钙钛矿晶体的结构如图乙所示。假设把氧离子看作硬球接触模型，钙离子和钛离子填充氧离子的空隙，氧离子形成正八面体，钛离子位于正八面体中心，则一个钛离子被_个氧离子包围。62018襄阳市第五中学模拟硼的无机化学问题比周期表里任何一种元素都更复杂和变化多端。(1)基态B原子的价电子轨道表达式为_，第二周期第一电离能比B高的元素有_种。(2)B易形成配离子，如B(OH)4、BH4等。B(OH)4的结构式为_ (标出配位键)，其中心原子的 VSEPR模型名称为_，写出BH4的两种等电子体_。(3)图1表示偏硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为_(以n表示硼原子的个数)，图2表示的是一种五硼酸根离子，其中B原子的杂化方式为_。图1图2图3(4)硼酸晶体是片层结构，图3表示的是其中一层的结构。同一层微粒间存在的作用力有_；同一片层划分出的一个二维晶胞(平行四边形)含有_个H3BO3分子。(5)1892年，化学家已用Mg还原B2O3制得硼单质。Mg属六方最密堆积，其晶胞结构如图4所示，若在晶胞中建立如图5所示的坐标系，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长和高都视作单位1，则B、E、C的坐标分别为B(1,0,0)、E(0,1,0)、C(0,0,1)，请写出D点的坐标：D：_。72018南昌市高三第二次模拟由N、P、Ti等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题。(1)钛元素基态原子未成对电子数为_个，能量最高的电子占据的能级符号为_。(2)磷的一种同素异形体白磷(P4)的立体构型为_，推测其在CS2中的溶解度_(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。(3)两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6和107，试分析PH3的键角小于NH3的原因：_。(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1 0001 100 K，进行氯化处理，生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学反应方程式：_。(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为_，已知晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长为_cm(用含、NA的式子表示)。82018河北省衡水中学模拟第A族的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题：(1)基态Ga原子价电子排布图为_。(2)经测定发现，N2O5固体由NO和NO两种离子组成，该固体中N原子杂化类型为_；与NO互为等电子体的微粒有_(写出一种)。(3)铵盐大多不稳定，NH4F、NH4I中，较易分解的是_，原因是_。(4)第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素之间的元素有_种。(5)晶体另有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(见下图)，每个顶点为一个硼原子，每个三角形均为等边三角形。若此结构单元为1个分子，则其分子式为_。(6)冰晶石(Na3AlF6)由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，位于大立方体的顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是_ (填微粒符号)。(7)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：若已知Al的原子半径为d nm，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目有_个；Al晶体的密度为_g/cm3(用字母表示)。专题十三物质结构与性质1答案：(1)DC(2)Li核电荷数较大(3)正四面体sp3AB(4)5204982 908(5)解析：(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。(2)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li半径小于H。(3)LiAlH4中的阴离子是AlH，中心原子铝原子含有的价层电子对数是4，且不存在孤对电子，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化；阴阳离子间存在离子键，Al与H之间还有共价单键，不存在双键和氢键，故选AB。(4)根据示意图可知Li原子的第一电离能是1040 kJ/mol2520 kJ/mol；0.5 mol氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ，所以OO键能是249 kJ/mol2498 kJ/mol；根据晶格能的定义结合示意图可知Li2O的晶格能是2908 kJ/mol。(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计是8个，根据化学式可知氧原子个数是4个，则Li2O的密度是 g/cm3。2答案：(1)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)26NACON(3)sp2平面三角形Cu2S解析：(1)Cu是29号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，转化为Cu2的时候应该失去最外层的两个电子，所以是1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9。(2)根据图1的结构图，每一个单键都是键，双键有一个键和一个键，所以数出来一共有26个键，即1 molCu(NH2CH2CH2COO)2中含有键数目为26NA。同周期从左向右第一电离能逐渐增大，其中N是2p能级的半满稳定结构，所以反常增大，顺序为：CON。(3)根据价层电子对互斥理论，SO2的中心原子S的价电子对为：2(622)/23对，所以S是sp2杂化。根据价层电子对互斥理论，SO3的中心原子S的价电子对为：3(632)/23对，所以SO3是平面三角形。图2中S占据顶点和体心，所以S有812个，Cu都在晶胞内部，所以Cu有4个，所以化学式为Cu2S。3答案：(1)Ar3d54s1(2)8：1sp22(3)HClO(4)离子晶体(5)6解析：W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最丰富的元素，W是H。元素X的原子最外层电子数是其内层的3倍，X是O。元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态，Z是Cr。Y、X、Z不在同一周期，Y是第三周期元素，Y原子核外p电子比s电子多5个，Y是Cl。(1)Cr基态原子的核外电子排布式为Ar3d54s1。(2)单键都是键，双键中含有1个键、1个键，所以1 mol丙烯分子(CH2CHCH3)中含有键与键数目之比为81。苯分子是平面形结构，分子中碳原子轨道的杂化类型为sp2。设过氧键的数目为x，则2价氧原子的个数是52x，Cr的化合价为6，则根据正负价代数和为0可知2x(52x)26，解得x2。(3)非金属性越强，电负性越大，则W、X、Y三种元素的电负性由小到大顺序为HClO。(4)CrCl3熔点为1 152，熔融状态下能够导电，据此可判断CrCl3晶体属于离子晶体。(5)根据晶胞结构可判断每个Cr原子周围最近的O原子数目为6个。晶胞中Cr是181/82个，则该晶体的密度为 g/cm3。4答案：(1) 15(2)Nsp2(3)氧元素的电负性大于氮，氧原子的半径小于氮，水分子间氢键比氨分子间氢键强(4)N2或CO8正四面体(5)121030解析：(1) 基态氯原子的最外层有7个电子，价电子排布在3s、3p能级上，价电子排布图是；铜原子核外有29个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，排布在15个原子轨道上，所以有15种空间运动状态；(2)同周期元素从左到右第一电离能增大，A族原子p轨道半充满，第一电离能大于A族元素的原子，所以碳、氮、氧三种元素中第一电离能最大的是N；CO中碳原子的价电子对数是3，所以碳原子的杂化轨道类型为sp2 ；(3)氧元素的电负性大于氮，氧原子的半径小于氮，水分子间氢键比氨分子间氢键强，所以水的沸点高于液氨；(4)等电子体是原子数相同、价电子数相同的微粒，所以与CN互为等电子体的分子的化学式是N2或CO；单键是键，三键中有1个是键，所以1 mol Cu(CN)42中含有8 mol键；若将 Cu(CN)42中二个CN换为Cl，只有一种结构，则 Cu(CN)42中4个氮原子所处空间位置关系为正四面体；(5)根据晶胞图，1个氯离子周围离氯离子最近的氯离子数目是12个；晶体中氯离子以面心立方最密堆积排列，钠离子嵌入在氯离子之间的空隙中，r(Cl)a pm，所以晶胞边长是2apm，根据均摊原则，每个晶胞含有 Cl数是864，含有Na数是1214；所以密度是1030 gcm3。5答案：(1)洪特规则sp2杂化1.8061024(或3NA)(2)Si3N4晶体中Si原子周围有四个N原子，Si为sp3杂化，键角NSiN为10928，而N原子周围连接3个Si原子，含有一对孤电子对，N原子也是sp3杂化，但由于孤电子对对成键电子对的排斥力更大，使得SiNSi键角小于10928(3)22六方最密(4)化合物乙能形成分子间氢键ONC(5)6解析：(1)基态N原子的最外层电子排布式为2s22p3,2p轨道上的3个电子分别排布在3个2p轨道上，遵循洪特规则。N2F2分子的结构式为FN=NF，其中每个N原子形成2个键和1个键，且含有1对未成键的孤电子对，故N原子采取sp2杂化。1个N2F2分子含有2个NF键和1个N=N键，故1 mol N2F2含有键的个数为36.0210231.8061024。(3)基态钛原子核外有22个电子，各个电子的运动状态均不同。由金属钛的晶胞结构可知，其堆积方式为六方最密堆积。(4)化合物乙()分子中含有NH2，易形成分子间氢键，而化合物甲()不能形成分子间氢键，故化合物乙的沸点明显高于化合物甲。化合物乙中C、N、O原子均采取sp3杂化，同周期自左向右，电负性逐渐增大，故电负性：ONC。(5)由钙钛矿晶体的结构可知，Ti4位于立方晶胞的顶角，被周围6个O2包围，形成配位八面体。6答案：(1) 6(2) 正四面体形CH4、NH(3)(BO2)sp3、sp2(4)氢键、共价键、范德华力2(5)(2/3,1/3,1/2)解析：(1)B是5号元素，基态B原子的价电子为2s22p1，价电子的轨道表达式为，第二周期第一电离能比B高的元素有Be、C、N、O、F、Ne 6种。(2)B易形成配离子，如B(OH)4、BH4等。B(OH)4的中心原子形成4个键，其中有一个是配位键，由O原子提供了孤对电子，其结构式为，其中心原子B原子的价层电子对数为4，故其VSEPR模型为正四面体形，BH4的等电子体有CH4、NH等。(3)由图1可知，偏硼酸根中每个B形成3个共价键、每个O形成2个共价键，所以平均每个B原子结合2个O原子，由B和O的化合价分别为3和2可知，其化学式可表示为(BO2)；由图2可知，五硼酸根离子中有2种B原子，一种形成4个共价键，另一种形成3个共价键，故其中B原子的杂化方式为sp3、sp2。(4)硼酸晶体是片层结构的分子晶体，由图3可知，同一层微粒间存在的作用力有氢键、共价键，范德华力3种；由均摊法可知，每个晶胞周围可形成4个晶胞、每个晶胞中包含8个硼酸分子，故平均同一片层划分出的一个二维晶胞含有2个H3BO3分子。(5)若建立如图5所示的坐标系，x与y两轴的夹角为120，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长和高都视作单位1，则B、C的坐标分别为B(1,0,0)、C(0,0,1)，由图可知，D点与A、B以及底面右下角等3个点构成一个正四面体，D点位于其顶点，其高度为晶胞高度的一半。由D点向底面作垂线，垂足为中线的三等分点，则垂足的坐标为(，0)，所以D点的坐标为D(，)。7答案：(1)23d(2)正四面体形大于(3)电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大(4)TiO22C2Cl2TiCl42CO(5)TiN解析：(1)钛元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，因此其中未成对电子数为2个，能量最高的电子占据的能级符号为3d。(2)白磷(P4)分子中含有6个PP单键，其立体构型为正四面体形；白磷和CS2均为非极性分子，水是极性分子，根据相似相溶原理可推测白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度。(3)由于电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，因此PH3的键角小于NH3的。(4)反应物是氯气、TiO2和足量炭粉，生成物是TiCl4，根据原子守恒且碳过量可知还有CO生成，则生成TiCl4的化学反应方程式为TiO22C2Cl2TiCl42CO。(5)根据晶胞结构可知含有的N原子个数是81/861/24，Ti原子全部在晶胞中，共计是4个，则该晶体的化学式为TiN；设晶胞的边长是a cm，则，解得a。8答案：(1) (2)sp、sp2SCN、CO2、CS2、N等中的任一种(3)NH4FF原子半径比I原子小，HF键比