（新课标）2020高考化学二轮复习 第二部分 高考大题突破 题型五 物质结构与性质（选考）专题强化训练

1 题型五题型五 物质结构与性质 选考 物质结构与性质 选考 专题强化训练 1 经典题 a a 族元素及其化合物在生活 生产中有广泛应用 回答下列问题 1 基态钠原子的核外电子排布式为 a 族元素的基态 原子的价电子的电子云轮廓图的形状为 2 与 h2f 互为等电子体的分子是 填一种即可 h2分子中原子轨道的重 叠方式是 填字母 a s s b s p c p p 3 of2和 o2f 都是氧元素的氟化物 其中 of2分子中氧原子的杂化类型是 氯的某含氧酸的分子式为 hclox 其对应的含氧酸根离子的立体构型是三角锥形 则 x 4 碱金属单质的熔点随原子序数增大而降低 原因是 而卤素单质的熔 沸点随原子序数增大而升高 原因是 5 金属钠 钾的晶胞结构如图 1 所示 其中金属原子的堆积模式为 6 氯化钠的晶胞结构如图 2 所示 白球代表 cl 黑球代表 na 图 3 是氯化钠的晶 胞截面图 已知na代表阿伏加德罗常数的值 氯化钠晶体的密度为d g cm 3 氯化钠晶胞中 cl 的配位数为 na 半径为 pm 只列出计算式即可 解析 1 基态钠原子的电子排布式为 1s22s22p63s1或 ne 3s1 a 族元素的价电子排 布式为ns1 s 轨道的电子云轮廓图的形状为球形 2 与 h2f 互为等电子体的分子有 h2o h2s h2se h2te 基态氢原子只在 1s 轨道上有 电子 h2分子中的两个氢原子成键时 两个 s 轨道 头碰头 重叠 故选 a 3 of2中氧原子的价层电子对数为 4 氧原子的杂化类型是 sp3 氯的含氧酸根离子中 clo的立体构型为三角锥形 其对应的含氧酸为 hclo3 故x 3 3 4 分析熔 沸点的高低 要从粒子之间的作用力角度切入 碱金属单质是金属晶体 随着原子序数增大 原子半径依次增大 金属键依次减弱 单质的熔点依次降低 卤素单质 是分子晶体 组成和结构相似 随着原子序数增大 相对分子质量依次增大 分子间作用力 依次增强 单质的熔 沸点依次升高 2 5 钠 钾晶胞为体心立方堆积 体对角线上的三个原子相切 6 氯化钠晶胞中氯离子 钠离子的配位数都是 6 思路 先由晶胞结构和晶体的 密度求出晶胞的边长 再由晶胞截面图中对角线上三个氯离子相切求出氯离子半径 最后根 据棱上两个氯离子和一个钠离子相切求出钠离子半径 1 个晶胞中含 4 个 nacl 设晶胞的边 长为a 则晶体的密度d g cm 3 a cm 而氯离子半径r cl 4 58 5 naa3 3 234 dna a 钠离子的半径r na 1 r cl a 2 42 2 2 4 2 2 4 3 234 dna cm 1010 pm 2 2 4 3 234 dna 答案 1 1s22s22p63s1 或 ne 3s1 球形 2 h2o 或 h2s h2se h2te a 3 sp3 3 4 碱金属单质是金属晶体 随着原子序数增大 原子半径依次增大 金属键依次减弱 卤素单质是分子晶体 组成和结构相似 随着原子序数增大 相对分子质量依次增大 分子 间作用力依次增强 5 体心立方堆积 6 6 1010 2 2 4 3 234 dna 2 文艺复兴时期 群青颜料曾用在许多著名的油画上 当时群青颜料是由贵重的青金 石研磨并制成的 青金石指碱性铝硅酸盐矿物 其中含钠 铝 硅 硫 氯 氧等元素 1 硅元素基态原子的价电子排布图为 2 第四周期中 与铝未成对电子数相同的金属元素有 种 3 na 和 ne 互为等电子体 电离能i2 na i1 ne 填 或 hcl hbr hi 其中 h1 hf 特别大的原因为 影响 h2递变的因素为 3 5 铝单质为面心立方晶体 晶胞参数a q nm 铝的摩尔质量为m g mol 1 原子半 径为r pm 阿伏加德罗常数的值为na 则铝单质的密度为 g cm 3 列式 即可 下同 铝晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 解析 1 硅元素为 14 号元素 位于元素周期表第三周期 a 族 故硅原子的价电子排 布图为 2 al 的核外电子中未成对电子数为 1 第四周期中原子的核外电子排布中未成对电子 数为 1 的有 k ar 4s1 sc ar 3d14s2 cu ar 3d104s1 ga ar 3d104s24p1 br ar 3d104s24p5 其中金属元素有 4 种 3 na 和 ne 的电子层结构相同 均为 8 电子稳定结构 na 的核电荷数为 11 大于 ne 的核电荷数 因此原子核对最外层电子的吸引力 na 大于 ne 所以电离能i2 na 大于i1 ne 4 根据含氧酸的结构特点 hclo4的结构简式为 clo中 cl 的价层电 3 子对数为 3 4 故其杂化轨道类型为 sp3杂化 hclo2的结构式为 h o 7 1 2 3 2 cl o 共价键类型为极性共价键 或 键和 键 氯的含氧酸中非羟基氧原子数目越多 中心氯原子价态越高 正电性越高 导致 cl o h 中 o 的电子更向 cl 偏移 越易电离出 h 酸性越强 故酸性 hclo hclo2 hclo3 4 sp3 极性共价键 或 键和 键 氯的含氧酸中非羟基氧原子数 目越多 中心氯原子价态越高 正电性越高 导致 cl o h 中的 o 电子更向 cl 偏移 越易 电离出 h hf 的水溶液中存在氢键 原子半径 或键长或键能 5 100 4m na q3 10 21 4 4 3 r3 q3 109 3 最新预测 南京工业大学某研究团队最近在 nature communications 刊文介绍了 他们开发的一种新型催化剂 反钙钛矿基非贵金属催化剂 这种价廉的新型催化剂结合了 钙钛矿结构的灵活性和过渡金属氮 碳 化合物的高导电性 优异电催化性等优点 理论上来 说是一种很有发展潜力的析氧反应电催化剂 回答下列问题 1 基态氮原子核外未成对电子数为 基态碳原子核外电子云有 个伸 展方向 2 在周期表中 n o f 是位于同周期且相邻的三种元素 第一电离能最大的元素和 最小的元素组成一种只含极性键的化合物 m m 分子的立体构型是 中心原子的杂 化类型是 3 cn 能与多种金属离子形成配合物 例如 工业冶炼金的原理 2 au cn 2 zn 2au zn cn 4 2 与 cn 互为等电子体的分子有 填分子式 任填两种 1 mol zn cn 4 2 含 mol 键 4 钛酸钙的晶胞如图 1 所示 钛酸钙的化学式为 1 个钛离子与 个 氧离子等距离且最近 这些氧离子可构成正八面体 钛离子位于该正八面体的体心 已知钛 酸钙的晶胞参数为a nm 则该正八面体的边长为 pm 5 在周期表中 钡位于第六周期 a 族 钛酸钡 钛酸钙的熔点分别为 1 625 1 975 二者熔点差异的原因为 6 fe 和 n 可组成一种过渡金属氮化物 其晶胞如图 2 所示 六棱柱底边边长为x cm 高为y cm na为阿伏加德罗常数的值 则晶胞的密度为 g cm 3 列出计 算式即可 5 解析 1 基态氮原子的核外电子排布式为 1s22s22p3 有 3 个未成对电子 基态碳原子 的核外电子排布式为 1s22s22p2 s 能级上电子云只有 1 个伸展方向 2p 能级上只填充了 2 个电子 所以有 2 个伸展方向 故共有 3 个伸展方向 2 第一电离能 f n o of2只含极 性键 o2f2含极性键和非极性键 of2分子的立体构型为 v 形 o 的杂化类型为 sp3 3 cn 的结构式为 c n 1 个 cn 含 键的个数为 1 1 个 cn 与 zn2 形成 1 个配位键 也是 键 故 1 mol zn cn 4 2 含 8 mol 键 4 钛酸钙的化学式为 catio3 1 个钛离子 周围有 6 个氧离子与其等距离且最近 正八面体边长等于晶胞边长的 1 nm 1 000 2 2 pm 故该正八面体的边长为 1 000 pm 500a pm 5 两种晶体都是离子晶体 2 a 22 从离子半径入手 比较晶格能的大小 6 六棱柱的底面由 6 个正三角形构成 正三角形的 高为x cm 每个正三角形的面积为x2 cm2 1 个晶胞含 6 个 fe 2 个 n 3 2 3 4 g cm 3 56 6 14 2 3 4 x2 y 6 na 答案 1 3 3 2 v 形 sp3 3 n2 co 其他合理答案也可 8 4 catio3 6 500a 5 它们都是离子晶体 ca2 的半径小于 ba2 catio3的晶格能大于 batio3 6 2 56 6 14 2 3 4 x2 y 6 na 4 近年来随着石墨烯等二维层状纳米材料研究热潮的兴起 二维层状化合物 类石墨 烯二硫化钼引起了物理 化学 材料 电子等众多领域研究人员的广泛关注 类石墨烯二硫 化钼有类似石墨烯的片状结构 单层或多层二硫化钼组成的具有 夹心三明治 式的层状结 构的化合物 其中单层二硫化钼由三个原子层构成 中间一层为钼原子层 上下两层均为硫 原子层 钼原子层被两层硫原子层所夹形成类 三明治 结构 层间距约为 0 65 nm 目前合成方法主要如下 方法 1 一定量 na2moo4 s 粉 n2h4 h2o 和去离子水在一定条件下合成纳米级二硫化 钼 方法 2 以 moo3和 kscn 为原料 在一定条件下合成二硫化钼 请回答下列问题 1 在周期表中 钼位于第五周期且与铬同族 基态钼原子价电子排布图为 6 它的核外有 个运动状态不同的电子 2 三明治 式层状结构的二硫化钼晶体中 单层 mos2的结构内存在的作用力是 层与层之间存在的作用力是 3 方法 1 使用原料含有的相关元素中 n o s 原子的第一电离能由小到大排序为 从原子结构的角度分析 原因是 4 方法 2 中使用了 kscn 与 scn 互为等电子体的分子有 写一种即可 已 知 scn 中每个原子最外层都达到 8 电子稳定结构且为直线形 1 mol scn 中含 键的数 目为 scn 可参与配合物的形成 其中可做配位原子的是 5 金属钼的晶胞结构如图所示 其晶胞堆积模型是 已知钼晶体密度为 g cm 3 用na表示阿伏加德罗常数的值 则金属钼的晶胞中两个钼原子的最小核间距为 pm 解析 1 依题意 基态钼原子价电子排布式为 4d55s1 价电子排布图为 铬的原子序数为 24 钼的原子序数为 24 18 42 钼原子核外有 42 个电子 且每个电子的运动状态都不相同 2 由图示知 二硫化钼晶体类似石墨烯 单层内钼硫键是极性共价键 层与层之间存 在范德华力 3 第一电离能按 n o s 的顺序依次减小 因为氮原子最外层 2p 能级为半充满结构 比较稳定 硫原子核外电子层数较多 第一电离能较小 4 根据等电子体定义 scn 与 co2 cs2 n2o 等互为等电子体 依题意 scn 的结构 为 s c n 1 mol scn 含