2020年高考化学复习 高分达标提升(十二)

高考化学复习 高分达标提升(十二)A组基础练1(2019湖北重点中学联考)由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，回答下列问题。(1)基态Cl原子核外电子排布式为_，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为_。(2)SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是_，该分子构型为_。(3)Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4，该分子中键与键个数比为_。(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如下图)相同，其中Mg2和Ni2的离子半径分别为66 pm和69 pm。则熔点：MgO_NiO(填“”“PS。(2)SCl2中S原子价层电子对数2(612)4，采取sp3杂化方式，含两对孤对电子，所以该分子构型为V形。(3)Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4，CO中含有1个键，2个键，配位键也属于共价键，也为键，该分子中键个数为1448，键个数为248，故键与键个数比为11。(4)晶体结构相同时，离子半径越小离子键强度越大，Mg2半径比Ni2小，MgO的晶格能比NiO大，熔点：MgONiO。(5)题中已经给出了坐标系的三个方向示意图，晶胞是边长为1的正方体，C离子坐标是(1，)。(6)图中的单分子层可以如图画出一维重复单元：重复单元呈平行四边形，是相邻四个O原子球中心的连线，每个重复单元包含1个O原子和1个Ni原子，NiO相对分子质量为75。重复单元所占的平行四边形面积：S2a ma m2a2 m2，则1平方米上该晶体质量为：75 g。答案：(1)1s22s22p63s23p5ClPS(2)sp3V形(3)11(4)Mg2半径比Ni2小，MgO的晶格能比NiO大(5)(1，)(6)或2近期央视以王者归“铼”为专题报道了中国金属铼加工领域的最新成就，即用金属铼造出了航空发动机核心部件，打破了西方国家的技术封锁。已知铼在元素周期表中呈现的信息为，回答下列问题：(1)铼元素位于元素周期表的第_周期_族。(2)基态Re原子核外有_种不同运动状态的电子，其中核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。(3)已知Ba与Re位于同一周期，且核外最外层电子数相同，但金属Ba的熔点、沸点都比金属Re的低，原因是_。(4)铼的许多有机配合物是电致发光材料，已知配合物具有MLCT发射性质，该配合物中，与N原子直接相连的苯环上的C原子的杂化类型为_，写出与配体CO互为等电子体的两种微粒(一种离子、一种分子)：_。(5)已知金属Re的一种晶胞结构如图所示，则该晶胞堆积方式为_堆积，Re原子的配位数为_，若Re原子的半径为r nm，则晶体的密度是_gcm3(用含r的代数式表示)。解析：(1)根据Re的价电子排布式为5d56s2可知铼为过渡金属元素，位于元素周期表第六周期B族(注意过渡元素的价电子与主族元素的价电子的区别，若价电子为6s2，则位于第六周期A族)。(2)根据提供的信息可知Re的质子数为75，核外电子数为75，所以基态Re原子核外共有75种不同运动状态的电子；核外电子占据的最高能层为第6层，其符号为p；处于p能层上的2个电子位于6s轨道，其电子云轮廓图形状为球形。(3)根据金属键影响金属晶体的熔、沸点规律，可以得出答案。(4)根据配合物的结构可知，与N原子相连的苯环上的C原子的杂化类型为sp2；等电子体是指原子总数相同、价电子总教相同的微粒，与CO互为等电子体的分子有N2，离子有CN。(5)根据图示可知金属Re的晶胞为六方最密堆积；与Re最紧邻且距离相等的原子为同层的6个原子和上下层各3个原子，所以配位数是12；Re原子的半径为r nm，则晶胞底面六边形的边长为2r nm，六棱柱晶胞的棱高为2r nm，体积为24r3 nm3，每个晶胞中实际占有的原子数为12326，可得密度(gcm3)。答案：(1)六B(2)75p球形(3)Ba为A族元素，原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱，熔沸点较低(4)sp2N2、CN(其他答案合理也可)(5)六方最密123(2019安庆模拟)太阳能电池板材料的主要成分是硅单质，还有Cu、In、Ga、Se、Si的化合物。(1)基态硒原子的价层电子排布式为_。(2)碳、硅、锗位于同主族，其中第一电离能最大的是_(填元素符号)。(3)在高温下，Cu2O比CuO稳定，从离子的电子层结构角度分析，其主要原因是_。(4)硅和碳一样，硅的氯化物叫硅烷。H2Se分子的立体构型是_。已知硅烷中“SiH键”的共用电子对偏向氢，硒与氯气反应时H2作还原剂。由此推知，电负性：硒_硅(填“”“硅原子数越大，硅烷的相对分子质量越大，范德华力越大碳原子半径小于硅原子，烷烃中碳碳键键长较短，键能较大(5)sp3配位(6)原子晶体10104(2019兰州诊断)核安全与放射性污染防治已引起世界核大国的广泛重视。在爆炸的核电站周围含有放射性物质碘131和铯137。碘131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺等疾病。(1)Cs(铯)的价电子的电子排布式为6s1，与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素X、Y、Z的电离能如下表：元素代号XYZ第一电离能(kJmol1)520496419上述三种元素X、Y、Z的元素符号分别为_，基态Z原子的核外电子排布式为_，X形成的单质晶体中含有的化学键类型是_。(2)F与同主族，BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别为_、_，BeF2分子的立体构型是_，H2O分子的立体构型是_。(3)与碘同主族的氯具有很强的活泼性，能形成大量的含氯化合物。BCl3分子中BCl键的键角为_。(4) 131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中含有_个131I2分子；KI的晶胞结构如图乙所示，每个K紧邻_个I。(5)KI晶体的密度为 gcm3，K和I的摩尔质量分别为MK gmol1和M g mol1，原子半径分别为rK pm和r pm，阿伏加德罗常数值为NA，则KI晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。解析：(1)由铯的最外层电子排布式为6s1，可知A、B、C为第A族，A族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，由电离能表可知，A、B的第一电离能的差值与B、C的第一电离能的差值相差不大，所以A、B、C不可能有H元素，而同主族元素电子层数越多，第一电离能越小，故A、B、C分别为Li、Na、K；基态Z原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p64s1；金属晶体的微粒间均以金属键结合。(2)BeF2中，Be的价层电子对数是2(22)2，所以Be是sp杂化，空间构型为直线型；H2O中O的价层电子对数是2(62)4，所以O是sp3杂化，空间构型为V型。(3)硼原子价电子数为3，Cl提供3个电子，硼原子的价层电子对数为3，因价层电子对中没有孤对电子，故BCl3为平面正三角形结构，分子中BCl键的键角为120。(4)由碘晶胞结构图可知，碘分子位于晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有4个I2分子；KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K紧邻6个I，同层的4个，上下各一个。(5)由已知及上述分析，晶胞中原子所占的体积V1(r4r4)1030，晶胞的体积V24 ，故KI晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为：100%，代入相应数据整理得，100%。答案：(1)Li、Na、K1s22s22p63s23p64s1金属键(2)spsp3直线形V形(3)120(4)46(5)100%5钒、镍及共化合物在催化剂、储氢等方面有广泛应用，其中以镍镧储氢合金材料为负极、三氟甲磺酸锌Zn(CF3SO3)2为电解质、ZnMn2O4为正极的某种电池成功获得了稳定的大功率电流。回答下列问题：(1)基态锰原子的价层电子排布式为_。(2)V2O5是SO2催化氧化的催化剂，基态钒原子有_个未成对电子。基态硫原子核外电子占据的原子轨道有_个伸展方向。(3)Zn2分别与CN、NH3形成配离子Zn(NH3)42、Zn(CN)42。NH3的中心原子杂化类型是_，与CN互为等电子体的离子有_。 CFFFSOOOH (4)三氟甲磺酸(CF3SO3H)是一种有机强酸，它的结构式如图1所示。通常由H2O2、IF5、CS2反应制得。F、S、O、C的电负性由大到小的顺序为_。CS2的空间构型是_。已知：CF3SO3HIOSOOF3CHI。1 mol三氟甲磺酸苯酯含键的数目约为_。H2O2和H2S的摩尔质量相等，但是，常温常压下H2S呈气态，而H2O2呈液态，其主要原因是_。(5)镧镍合金的晶胞结构如图2所示。镧镍合金具有良好的储氢能力，在标准状况下，0.1 mol镧镍合金能吸收6720 mL H2。该储氢镧镍合金中La、Ni、H的原子个数之比为_。(6)钒单质的晶胞结构如图3所示，钒的配位数为_；该晶胞中原子的空间利用率为_。(提示：原子空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比)解析：(1)锰的原子序数为25，价层电子排布式为3d54s2。(2)钒的原子序数为23，基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2，未成对电子数为3，硫原子核外电子占据s、p能级，原子轨道伸展方向数目等于原子轨道数目，为134。(3)CN、CO、N2、C互为等电子体。(4)CS2中硫元素显负价，说明S的电负性大于C的。苯环不含双键，也不含键，所以，1个三氟甲磺酸苯酯分子中含2个键，故1 mol三氟甲磺酸苯酯含键数目约为1.2041024。(4)由图2知，可将晶胞结构看成立方体，8个镧原子位于顶点，8个镍原子位于面上，1个镍原子位于体内，所以，它的化学式为LaNi5,0.1 mol镧镍合金吸收n(H2)0.3 mol，储氢后该合金的化学式为LaNi5H6。(6)设V晶胞参数为a，V原子半径为r，体对角线上3个V原子相切，(4r)23a2，ra。由图知，1个V晶胞中含2个V原子，原子的空间利用率为。答案：(1)3d54s2(2)34(3)sp3C(4)FOSC直线形1.2041024H2O2分子间存在氢键(5)156(6)8(或68%)6(2019南昌模拟)张亭栋研究小组受民间中医启发，发现As2O3(俗称砒霜)对白血病有明显的治疗作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是A族的元素，该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题：(1)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为_；As原子的核外电子排布式为_。(2)NH3的沸点比PH3_(填“高”或低”)，原因是_。(3)Na3AsO4中含有的化学键类型包括_，AsO的空间构型为_；As4O6的分子结构如图1所示，侧在该化合物中As的杂化方式是_。(4)白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图2。已知晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中含有的P原子个数为_，该晶体的密度为_g cm3。(用含NA、a的式子表示) 解析：(1)N、P、As属于同主族元素，根据同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，可知第一电离能：NPAs。As位于第四周期A族，故其核外电子排布式为Ar3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3。(2)NH3、PH3均为分子晶体，由于NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力，因此NH3的沸点比PH3高。(3)Na3AsO4中Na与AsO之间为离子键，AsO中As与O之间为共价键。AsO中As无孤电子对，其空间构型为正四面体形，题图1所示的As4O6中As有一对孤电子对，成键(键)电子对数为3，杂化轨道数为4，故As的杂化方式为sp3。(4)该晶胞为面心立方堆积，1个晶胞中含有的白磷分子个数为864，含有的磷原子个数为16。该晶胞含有4个白磷分子，晶胞的体积为a3 cm3，故该晶体的密度为 ga3 cm3 gcm3。答案：(1)NPAsAr3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)高NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力(3)离子键、共价键正四面体形sp3(4)16B组提升练1金属钒(V)广泛应用于航空、化工、能源等行业。(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。(2)基态钒原子核外有_个运动状态不同的电子，价电子排布式为_。(3)VCl2溶液与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)可形成配离子V(En)22(En是乙二胺的简写)，该配离子中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。(4)钒能形成多种配合物，钒的两种配合物X、Y的化学式均为V(NH3)3ClSO4，取X、Y的溶液进行实验(已知配体难电离出来)，所用试剂及所得现象如表所示：X的溶液X的溶液Y的溶液Y的溶液试剂BaCl2溶液AgNO3溶液BaCl2溶液AgNO3溶液现象白色沉淀无明显变化无明显变化白色沉淀则X的配离子为_，Y的配体是_。(5)VO晶体的晶胞结构如图所示，VO晶体中V2的配位数为_，若该晶胞边长为b nm，则该晶体的密度为_ gcm3(用含b，NA的代数式表示，NA为阿伏加德罗常数的值)。解析：(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述。(2)V位于元素周期表中第四周期、第VB族，则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或Ar3d34s2，其原子核外有23个这动状态不同的电子，价电子排布式为3d34s2。(3)该配离子中所含非金属元素有N、H、C，电负性大小为NCH。(4)向配合物X的溶液中加入BaCl2溶液形成白色沉淀，加入AgNO3溶液无明显现象，则X的外界离子为SO，向配合物Y的溶液中加入BaCl2溶液无明显现象，加入AgNO3溶液形成白色沉淀，则Y的外界离子为Cl，所以配合物X为V(NH3)3ClSO4，配合物Y为V(NH3)3(SO4)Cl，X的配离子为V(NH3)3Cl2，Y的配体为NH3、SO。(5)V2与V2周围等距且最近的O2形成一个正八面体，V2占据正八面体的中心，O2占据正八面体的顶点，则V2的配位数为6；根据晶胞结构，一个VO晶胞中，含有V的数目为864，含有O的数目为1124，则一个晶胞的质量m g，一个晶胞的体积V0b3 nm3(b107)3 cm3，则晶体的密度 gcm3。答案：(1)电子云(2)233d34s2(3)NCH(4)V(NH3)3Cl2NH3、SO(5)62钴的化合物有丰富多彩的颜色，考古发现我国古代陶器釉料大多含有钴的化合物，请回答下列关于钴及其化合物的问题：(1)基态Co原子核外的最高能层符号是_，基态Co3核外未成对的电子数为_。(2)已知CoCl2的熔点为86 ，易溶于水，则CoCl2是_晶体。又知CoO的熔点是1935 ，CoS的熔点是1135 ，试分析，CoO的熔点较高的原因_。(3)Co3、CO2易形成配离子，如Co(CN)63、Co(SCN)42。已知CoCl36H2O有多种结构，若取1 mol CoCl36H2O溶解于水后滴加足量硝酸银溶液能够形成2 mol白色沉淀，则CoCl36H2O中的配离子为_(写出化学式)；配位体SCN对应的酸为HSCN，HSCN通常有HSCN和HN=C=S两种结构，比较二者沸点的高低并分析其原因：_。(4)一种Co3的配离子为Co(NO2)(NH3)52，该配离子中NO提供配位键的原子是_，NO中N原子的杂化类型是_。(5)常温下金属钴晶体的晶胞为六方最密堆积(如图所示)，若钴原子的半径为r nm，则金属钴晶体中原子的配位数是_；晶体的密度是_gcm3(用含r的代数式表示，NA为阿伏加德罗常数的值)。解析：(1)基态Co原子的核外电子排布式为Ar3d74s2，故最高能层符号为N，Co3的价电子排布式为3d6，故Co3核外有4个未成对电子。(2)CoCl2的熔点较低，应为分子晶体；CoO的熔点是1935 ，CoS的熔点是1135 ，因两者均为离子晶体，但S2半径大于O2半径，CoO的晶格能大于CoS，因此CoO的熔点较高。(3)根据信息，COCl36H2O中有2个Cl在外界，所以其配离子为Co(H2O)6Cl2；HSCN和HN=C=S相比，后者分子之间可以形成氢键，因而沸点较高。(4)NO中N原子为sp2杂化。(5)六方最密堆积中原子的配位数是12，原子的半径为r nm，则六边形的边长为2r nm，六棱柱的高为2r nm，六棱柱的体积为24r3 nm3,1个晶胞中含有6个钴原子，则晶体的密度为 g24r3 nm3 gcm3。答案：(1)N4(2)分子两者均为离子晶体，但S2半径大于O2半径，CoO的晶格能大于CoS，因此CoO的熔点较高(3)Co(H2O)6Cl2HSCN的沸点低于HN=C=S，后者分子之间容易形成氢键，而前者只有范德华力(4)Nsp2(5)123(2019广州六校联考)镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题：(1)基态Ni原子中，电子填充的能量最高的能级符号为_，价层电子的轨道表达式为_。(2)Ni的两种配合物的结构简式如图所示：A的熔、沸点高于B的原因为_。A晶体含有化学键的类型为_(填选项字母)。A键B键C配位键 D金属键A晶体中N原子的杂化方式是_。(3)人工合成的砷化镍常存在各种缺陷，某缺陷砷化镍的组成为Ni1.2As，其中Ni元素只有2和3两种价态，两种价态的镍离子数目之比为_。(4)NiAs的晶胞结构如图所示：镍离子的配位数为_。若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为 gcm3，则：该晶胞中距离最近的砷原子之间的距离为_pm。解析：(1)Ni的原子序数是28，根据构造原理可知基态Ni原子中，电子填充的能量最高的能级符号为3d,3d和4s能级上的电子均为价电子，其价层电子的轨道表达式为 。(2)根据A、B的结构简式可知A能形成分子间氢键，而B不能形成氢键，故A的熔、沸点高于B。A晶体中含有共价单键和共价双键，其中共价单键为键，共价双键包含1个键和1个键；还含有配位键；综合上述分析可知A晶体中同时含有键、键和配位键。A晶体中N原子采取sp2杂化。(3)在该缺陷砷化镍Ni1.2As中As为3价，设1 mol Ni1.2As中Ni2、Ni3的物质的量分别为x mol和y mol，则2x3y30且xy1.2，解得xy0.6，即该砷化镍Ni1.2As中Ni2和Ni3数目之比为0.60.611。(4)由NiAs的晶胞结构可知，镍离子的配位数为4。该晶胞中含有4个As原子，根据均摊法可知，该晶胞中Ni原子个数为864，即该晶胞中含有4个Ni原子和4个As原子，设晶胞的边长为a cm，则(134) g(a3) g，解得a；晶胞中面对角线的长度为1010 pm，则该晶胞中距离最近的两个As原子间的距离为面对角线长度的，即1010 pm或1010pm。答案：(1)3d (2)A能形成分子间氢键ABCsp2(3)11(4)4 1010 或10104(2019惠州模拟)C、N和Si能形成多种高硬度材料，如Si3N4、C3N4、SiC。(1)Si3C4和C3N4中硬度较高的是_，理由是_。(2)C和N能形成一种石墨结构材料，其合成过程如图所示。该类石墨结构材料化合物的化学式为_，其合成过程中有三聚氰胺形成，三聚氰胺中N原子的杂化方式有_。(3)C和N还能形成一种五元环状有机物咪唑(im)，其结构为。化合物Co(im)6SiF6的结构示意图如图：Co原子的价层电子轨道表达式(价层电子排布图)为_。N与Co之间的化学键类型是_，判断的理由是_。阴离子SiF中心原子Si的价层电子对数为_。阳离子Co(im)62和SiF之间除了阴阳离子间的静电作用力，还存在氢键作用，画出该氢键的表示式_。(例如，水中氢键的表示式为OHO)(4)SiC为立方晶系晶体，晶胞参数为a，已知Si原子半径为rSi，C原子半径为rC，该晶胞中原子的分数坐标为C：(0,0,0)；(，0)；(，0，)；(0，)Si：(，)；(，)；(，)；(，)。则SiC立方晶胞中含有_个Si原子、_个C原子；该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_(列出计算式即可)。解析：(1)Si3N4和C3N4均为原子晶体，C的原子半径比Si的原子半径小，故CN键比SiN键的键长短，键能大，即CN键比SiN键牢固，故C3N4的硬度较高。(2)该类石墨结构材料化合物重复的结构单元为，其中含6个C,7个N为该单元所有，3个N被3个相同单元共有，故C原子个数为6，N原子个数为738，故化学式为C6N8。NH2中N的杂化类型为sp3；=N中N的杂化类型为sp2。(3)Co的核外电子排布式为Ar3d74s2，故价层电子排布图为 。N与Co之间形成配位键，因为N有孤对电子，Co2有空轨道。SiF的中心原子Si无孤对电子，故价层电子对数为6。根据提供的水中氢键的表示式，知该阴阳离子间的氢键为NHF。(4)根据晶胞中原子的分数坐标可知，SiC的晶胞如图所示，C位于顶点和面心，C原子的个数为864，Si位于晶胞内，Si原子的个数为4。该晶胞中原子的体积为4r4r(rr)，晶胞的体积为a3，故晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为(rr)a3100%100%。答案：(1)C3N4两者同属原子晶体，C的原子半径小于Si，与SiN键相比，CN键的键长短、键能大(2)C6N8sp2、sp3(3) 配位键N有孤对电子，Co2有空轨道6NHF(4)44100%5(2019西安质检)钛(22Ti)铝合金在航空领域应用广泛，回答下列问题：(1)基态Ti原子的核外电子排布式为Ar_，其中s轨道上总共有_个电子。(2)六氟合钛酸钾(K2TiF6)中存在TiF62配离子，则钛元素的化合价是_，配位体是_。(3)TiCl3可用作烯烃定向聚合的催化剂，例如，丙烯用三乙基铝和三氯化钛作催化剂时，可以发生聚合反应：nCH3CH=CH2CH(CH3)CH2，该反应涉及的物质中碳原子的杂化轨道类型有_；该反应涉及的元素中电负性最大的是_。三乙基铝是一种易燃物质，在氧气中三乙基铝完全燃烧所得产物中分子的立体构型是直线形的是_。(4)钛与卤素形成的化合物的熔沸点如表所示：熔点/沸点/TiCl425136.5TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定规律的原因是_。(5)金属钛有两种同素异形体，常温下是六方堆积，高温下是体心立方堆积。如图所示是钛晶体的一种晶胞，晶胞参数a0.295 nm，c0.469 nm，则该钛晶体的密度为_ gcm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。解析：本题考查物质结构与性质。(1)基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2，其中s轨道上总共有8个电子。(2)TiF62配离子中F显1价，Ti显4价，配位体是F，配位数是6。(3)该反应涉及的物质中碳原子的杂化轨道类型是sp3、sp2。非金属性越强，电负性越大，故该反应涉及的元素中电负性最大的是Cl。CO2为直线形分子。(4)TiCl4、TiBr4、TiI4的熔沸点较低，都是分子晶体，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高。(5)该晶胞中含有的钛原子的数目为23126；则该晶胞的质量为6 g，又该晶胞的体积为a107a1076c107，所以该钛晶体的密度为 gcm3。答案：(1) 3d24s28(2)4F(3)sp2、sp3ClCO2(4)TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶体，而且组成和结构相似，其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强，因而三者的熔点和沸点依次升