2019届高考化学二轮复习专题十六物质结构与性质专题强化练

1 专题十六专题十六 物质结构与性质物质结构与性质 专题强化练 1 2018 全国卷 锌在工业中有重要作用 也是人体必需的微量元素 回答下列问 题 1 zn 原子核外电子排布式为 2 黄铜是人类最早使用的合金之一 主要由 zn 和 cu 组成 第一电离能i1 zn i1 cu 填 大于 或 小于 原因是 3 znf2具有较高的熔点 872 其化学键类型是 znf2不溶于有机溶剂而 zncl2 znbr2 zni2能够溶于乙醇 乙醚等有机溶剂 原因是 4 中华本草 等中医典籍中 记载了炉甘石 znco3 入药 可用于治疗皮肤炎症或 表面创伤 znco3中 阴离子空间构型为 c 原子的杂化形式为 5 金属 zn 晶体中的原子堆积方式如图所示 这种堆积方式称为 六 棱柱底边边长为a cm 高为c cm 阿伏加德罗常数的值为na zn 的密度为 g cm 3 列出计算式 解析 1 zn 是第 30 号元素 所以核外电子排布式为 ar 3d104s2 2 zn 的第一电离能应该高于 cu 的第一电离能 原因是 zn 的核外电子排布已经达到 了每个能级都是全满的稳定结构 所以失电子比较困难 同时也可以考虑到 zn 最外层上是 一对电子 而 cu 的最外层是一个电子 zn 电离最外层一个电子还要拆开电子对 额外吸 收能量 3 根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物 所以一定存在离子键 作为离子化合 物 氟化锌在有机溶剂中应该不溶 而氯化锌 溴化锌和碘化锌都是共价化合物 分子的 极性较小 能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂 4 碳酸锌中的阴离子为 co 根据价层电子对互斥理论 其中心原子 c 的价电子对 2 3 为 3 3 对 所以空间构型为正三角形 中心 c 为 sp2杂化 4 3 2 2 2 5 由图示 堆积方式为六方最紧密堆积 为了计算的方便 选取该六棱柱结构进行计 算 六棱柱顶点的原子是 6 个六棱柱共用的 面心是两个六棱柱共用 所以该六棱柱中的 2 锌原子为 12 2 3 6 个 所以该结构的质量为 6 g 该六棱柱的底面为正六 1 6 1 2 65 na 边形 边长为a cm 底面的面积为 6 个边长为a cm 的正三角形面积之和 根据正三角形 面积的计算公式 该底面的面积为 6 a2 cm2 高为c cm 所以体积为 6 a2c cm3 3 4 3 4 所以密度为 g cm 3 6 65 na 6 3 4 a2c 65 3 4 a2cna 答案 1 ar 3d104s2 2 大于 zn 核外电子排布为全满稳定结构 较难失电子 3 离子键 znf2为离子化合物 zncl2 znbr2 zni2的化学键以共价键为主 极性较 小 4 平面三角形 sp2 5 六方最密堆积 a3型 65 6 na 6 3 4 a2c 2 硫和钒的相关化合物 在药物化学及催化化学等领域应用广泛 回答下列问题 1 基态钒原子的外围电子轨道表达式为 钒有 2 3 4 5 等多种化合价 其中最稳定的化合价是 vo 的几何构型为 3 4 2 2 巯基烟酸氧钒配合物 图 1 是副作用较小的有效调节血糖的新型药物 该药物中 s 原子的杂化方式是 所含第二周期元素第一电离能按由大 到小顺序的排列是 2 巯基烟酸 图 2 水溶性优于 2 疏基烟酸氧钒配合物的原因是 3 多原子分子中各原子若在同一平面 且有相互平行的 p 轨道 则 p 电子可在多个原 子间运动 形成 离域 键 下列物质中存在 离域 键 的是 a so2 b so c h2s d cs2 2 4 4 某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图 3 所示 该晶胞的化学式为 图 4 为该 晶胞的俯视图 该晶胞的密度为 g cm 3 列出计算式即可 3 解析 1 钒为 23 号元素 电子排布式为 ar 3d34s2 所以外围电子排布式为 3d34s2 所以外围电子轨道表达式为 其最稳定的化合价是 5 即失去所有的价电子 形成最外层 8 电子的稳定结构 根据 价层电子对互斥原理 vo中的中心原子 v 的价电子为 5 配位原子 o 不提供电子 带有 3 4 三个单位负电荷 所以外层电子为 8 个 共 4 对 空间构型为正四面体 2 从图中得到 s 的配位数为 2 所以此时 s 的外层有 6 2 8 个电子 电子对为 4 所以 s 应该的杂化方式是 sp3杂化 其中含有的第二周期元素是 c n o 同周期元素 从左向右应该是第一电离能增大 因为 n 的 2p 能级上有 3 个电子 是 p 能级的半满稳定结 构 所以 n 的第一电离能反常增大 所以第一电离能为 n o c 2 巯基可以与水分子形 成氢键 所以其水溶性会更好 3 从题目表述来看 形成离域 键的要求是 原子共平面 有相互平行的 p 轨 道 根据价层电子对互斥理论 二氧化硫为平面三角形 硫酸根为正四面体 硫化氢为 v 型 二硫化碳为直线型 所以选项 b 一定错误 而硫化氢的 h 原子不存在 p 轨道 所以选 项 c 错误 由上正确的是选项 ad 4 晶胞中有 v 为 8 4 2 个 s 为 2 1 2 个 所以化学式为 vs 因为该 1 8 1 4 晶胞中有 2 个 vs 所以晶胞质量为g 根据图 4 得到晶胞的面积为a a nm2 2 83 na 3 2 所以晶胞的体积为 a a b nm3 1 nm 10 7cm 所以晶体密度为 3 2 g cm 3 2 83 na a 3 2 a b 10 21 2 83 3 2 a2bna 10 21 答案 1 5 正四面体 2 sp3 n o c 2 巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键 使其在水中溶解度 增大 3 ad 4 vs g cm 3 2 32 51 a2bna 3 2 10 21 4 3 据媒体报道 法国一家公司 tiamat 日前研发出比当前广泛使用的锂电池成本更低 寿命更长 充电速度更快的钠离子电池 预计从 2020 年开始实现工业生产 该电池的负极 材料为 na2co2teo6 制备原料为 na2co3 co3o4和 teo2 电解液为 naclo4的碳酸丙烯酯溶液 回答下列问题 1 te 属于元素周期表中 区元素 其基态原子的价电子排布式为 2 基态 na 原子中 核外电子占据的原子轨道总数为 最高能层电子云轮廓 图形状为 3 结合题中信息判断 c o cl 的电负性由大到小的顺序为 用元素符号表示 4 co的几何构型为 碳酸丙烯酯的结构简式如图所示 则其中碳原子的 2 3 杂化轨道类型为 1 mol 碳酸丙烯酯中键的数目为 5 co h2o 6 3 的几何构型为正八面体形 配体是 该配离子包含的作用力 为 填字母 a 离子键 b 极性键 c 配位键 d 氢键 e 金属键 6 na 和 o 形成的离子化合物的晶胞结构如图所示 晶胞中 o 的配位数为 该晶胞的密度为 g cm 3 阿伏加德罗常数的值为na 则 na 与 o 之间的最短距离为 cm 用含 na的代数式表示 解析 1 te 与 o 是同一主族元素 属于元素周期表中 p 区元素 te 为第 5 周期第 a 族元素 其基态原子的价电子排布式为 5s25p4 2 基态 na 原子的电子排布式为 1s22s22p63s1 核外电子占据的原子轨道总数为 6 最 高能层电子为 3s 电子云轮廓图为球形 3 元素的非金属性越强 氧气与氯化氢能够反应生成氯气和水 氧元素的非金属性最 强 电负性数值越大 c o cl 的电负性由大到小的顺序为 o cl c 4 co中 c 的价层电子对数 3 4 2 3 2 3 几何构型为平面三角形 2 3 1 2 根据碳酸丙烯酯的结构简式 则其中碳原子有 2 种 不饱和的碳氧双键中的 c 原子采用 5 sp2杂化 饱和的碳原子采用 sp3杂化 1 mol 碳酸丙烯酯中含有 6 mol c h 4 mol c o 2 mol c c 和 1 mol c o 共 13 mol 键的数目为 13 6 02 1023 5 co h2o 6 3 的几何构型为正八面体形 配体是 h2o 该配离子包含的作用力有 h o 极性键 配位键 故答案为 bc 6 晶胞中 na 离子数目为 8 o2 离子数目为 8 6 4 na 离子 o2 离子数 1 8 1 2 目之比为 2 1 故该晶体化学式为 na2o 由图可知 每个 na 离子周围有 4 个 o2 离子 na 离子配位数为 4 距一个阴离子周围最近的所有阳离子有 8 个 则 o 的配位数为 8 晶 胞质量为 g 该晶胞的密度为 g cm 3 而晶胞体积为 g 4 62 na 4 62 na g cm 3 cm3 晶胞棱长为 cm 则 na 与 o 之间的最短距离为立方体对 4 62 na 3 4 62 na 角线的 cm 1 4 3 4 3 4 62 na 答案 1 p 5s25p4 2 6 球形 3 o cl c 4 平面三角形 sp2 sp3 13na 或 13 6 02 1023 5 h2o bc 6 8 3 4 3 248 na 4 原子序数依次增大的四种元素 a b c d 分别处于第一至第四周期 自然界中存 在多种 a 的化合物 b 原子核外电子有 6 种不同的运动状态 b 与 c 可形成正四面体形分 子 d 的基态原子的最外能层只有一个电子 其他能层均已充满电子 请回答下列问题 1 这四种元素中电负性最大的元素 其基态原子的价电子排布图为 第一电 离能最小的元素是 填元素符号 2 c 所在主族的前四种元素分别与 a 形成的化合物 沸点由高到低的顺序是 填化学式 呈现如此递变规律的原因是 3 b 元素可形成多种单质 一种晶体结构如图一所示 其原子的杂化类型为 另一种的晶胞如图二所示 若此晶胞中的棱长为 356 6 pm 则此晶胞的密度为 g cm 3 保留两位有效数字 1 732 3 4 d 元素形成的单质 其晶体的堆积模型为 d 的醋酸盐晶体局部结构如 图三 该晶体中含有的化学键是 填选项序号 极性键 非极性键 配位键 金属键 6 解析 原子序数依次增大的四种元素 a b c d 分别处于第一至第四周期 自然界中 存在多种 a 的化合物 则 a 为氢元素 b 原子核外电子有 6 种不同的运动状态 即核外有 6 个电子 则 b 为碳元素 d 的基态原子的最外层只有一个电子 其他能层均已充满电子 d 原子外围电子排布为 3d104s1 则 d 为 cu 元素 结合原子序数可知 c 只能处于第三周期 b 与 c 可形成正四面体型分子 则 c 为氯元素 1 四种元素中电负性最大的是 cl 其基态原子的价电子排布为 3s23p5 其基态原子 的价电子排布图为 四种元素中只有 cu 为金属 其它为非金属 cu 的第一电离能最小 2 hf 分子之间形成氢键 使其熔沸点较高 hi hbr hcl 分子之间只有范德华力 相对分子质量越大 范德华力越大 沸点越高 即沸点由高到低的顺序是 hf hi hbr hcl 3 图一为平面结构 在其层状结构中碳碳键键角为 120 每个碳原子都结合着 3 个 碳原子 碳原子采取 sp3杂化 一个晶胞中含碳原子数为 8 6 4 8 晶胞质量为 1 8 1 2 g 所以晶胞密度 8 12 6 02 1023g 356 6 10 10cm 3 5 8 12 na g cm 3 4 根据图示可知晶体 cu 为面心立方最密堆积 结合图三醋酸铜晶体的局部结构 可确定其晶体中含有极性键 非极性键和配位键 故选项是 答案 1 cu 2 hf hi hbr hcl hf 分子之间形成氢键使其熔沸点较高 hi hbr hcl 分子之 间只有范德华力 相对分子质量越大 范德华力越大 沸点越高 3 sp2 3 5 4 面心立方最密堆积 5 2017 海南卷 下列叙述正确的有 填序号 a 某元素原子核外电子总数是最外层电子数的 5 倍 则其最高正价为 7 b 钠元素的第一 第二电离能分别小于镁元素的第一 第二电离能 c 高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性 d 邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点 a 族元素及其化合物在材料等方面有重要用途 回答下列问题 1 碳的一种单质的结构如图 a 所示 该单质的晶体类型为 原子间存 在的共价键类型有 碳原子的杂化轨道类型为 7 2 sicl4分子的中心原子的价层电子对数为 分子的立体构型为 属于 分子 填 极性 或 非极性 3 四卤化硅 six4的沸点和二卤化铅 pbx2的熔点如图 b 所示 six4的沸点依 f cl br i 次序升高的原因是 结合 six4的沸点和 pbx2的熔点的变化规律 可推断 依 f cl br i 次序 pbx2 中的化学键的离子性 共价性 填 增强 不变 或 减弱 4 碳的另一种单质 c60可以与钾形成低温超导化合物 晶体结构如图 c 所示 k 位于立方体的棱上和立方体的内部 此化合物的化学式为 其晶胞参数为 1 4 nm 晶体密度为 g cm 3 解析 某元素原子核外电子总数是最外层电子数的 5 倍 此元素是 br 位于 a 族 最高正价为 7 价 故 a 正确 金属钠比镁活泼 容易失去电子 因此钠的第一电离能小 于 mg 的第一电离能 na 最外层只有一个电子 再失去一个电子 出现能层的变化 需要 的能量增大 mg 最外层有 2 个电子 因此 na 的第二电离能大于 mg 的第二电离能 故 b 错 误 hclo4可以写成 ho clo3 hclo 写成 ho cl 高氯酸中的非羟基氧多于次氯酸 因此高氯酸的酸性强于次氯酸 但高氯酸的氧化性弱于次氯酸 故 c 错误 邻羟基苯甲醛 形成分子内氢键 降低物质熔点 对羟基苯甲醛形成分子间氢键 增大物质熔点 因此邻 羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点 故 d 正确 1 该单质为石墨 石墨属 于混合型晶体 层内碳原子之间形成 键和 键 石墨中碳原子有 3 个 键 无孤电子 对 因此杂化类型为 sp2 2 sicl4中心原子是 si 有 4 个 键 孤电子对数为 0 价层电子对数为 4 空间构型为正四面体 属于非极性分子 3 six4 4 4 1 2 属于分子晶体 不含分子间氢键 范德华力越大 熔沸点越高 范德华力随着相对分子质 量的增大而增大 即熔沸点增高 同主族从上到下非金属性减弱 得电子能力减弱 因 此 pbx2中化学键的离子型减弱 共价型增强 4 根据晶胞的结构 c60位于顶点和面心 8 个数为 8 6 4 k 位于棱上和内部 个数为 12 9 12 因此化学式为 k3c60 1 8 1 2 1 4 晶胞的质量为 g 晶胞的体积为 1 4 10 7 3cm3 根据密度的定义 则晶胞的 4 837 na 密度为 2 0 g cm 3 答案 ad 1 混合型晶体 键 键 sp2 2 4 正四面体 非极性 3 均为分子晶体 范德华力随分子相对质量增大而增大 即熔沸点升高 减弱 增强 4 k3c60 2 0 6 钛被称为继铁 铝之后的第三金属 制备金属钛的一种流程如下 请回答下列问题 1 基态钛原子的价层电子排布图为 其原子核外共有 种运动状态 不同的电子 ti 形成的 4 价化合物最稳定 原因是 金属钛晶胞如图 1 所示 为 填堆积方式 堆积 2 已知 ticl4在通常情况下是无色液体 熔点为 37 沸点为 136 可知 ticl4为 晶体 用 ticl4的 hcl 溶液 后经不同处理可得到两种不同的 ticl3 6h2o 晶体 ti h2o 6 cl3 紫色 ticl h2o 5 cl2 h2o 绿色 两者配位数 填 相同 或 不同 绿色晶体中的配体是 3 纳米 tio2是一种应用广泛的催化剂 其催化的一个实例如图 2 所示 化合物乙的 沸点明显高于化合物甲的 主要原因是 化合物乙中采取 sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为 9 图 2 4 硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子 结构如图 3 所示 该阳离子为 图 3 5