2021高考化学一轮复习 选考大题专练（一）物质结构与性质综合题（含解析）新人教版

物质结构与性质综合题1周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为_。(2)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，判断理由是_。2磷和钙都是促成骨骼和牙齿的钙化不可缺少的营养元素。回答下列问题：(1)基态ca的核外电子排布式为_，基态p的价电子排布图为_。(2)元素的第一电离能：ca_(填“”或“”)p。(3)白磷是磷的一种单质。已知白磷分子为正四面体形结构，则p的杂化方式为_；白磷在cs2中的溶解度_(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。(4)下表是几种碳酸盐的热分解温度和阳离子半径：碳酸盐caco3srco3baco3热分解温度/90011721360阳离子半径/pm99112135根据上表数据分析碳酸钙分解温度最低的原因是_。(5)常温下pcl5是一种白色晶体，晶体结构为氯化铯型，由a、b两种离子构成。已知a、b两种离子分别与ccl4、sf6互为等电子体，则a、b两种离子的符号分别为_、_。(6)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。已知金属钙的晶胞为面心立方(如图)晶胞，晶胞边长为d pm；又知钙的密度为 g/cm3，则一个钙晶胞的质量为_(用d、表示，下同)g，阿伏加德罗常数的值为_(化成最简式)。3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：fe5co=fe(co)5；除去co的化学反应方程式为cu(nh3)2oocch3conh3=cu(nh3)3(co)oocch3。请回答下列问题：(1)c、n、o的第一电离能由大到小的顺序为_，基态铁原子的价电子排布式为_。(2)fe(co)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则fe(co)5的晶体类型是_，fe(co)5在空气中燃烧后剩余固体呈红棕色，其化学方程式为_。(3)配合物cu(nh3)2oocch3中碳原子的杂化类型是_，配体中提供孤对电子的原子是_。(4)用cu(nh3)2oocch3除去co的反应中，肯定有_形成。a离子键b配位键c非极性键 d键(5)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示，面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为_，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的密度之比为_(写出已化简的比例式即可)。4臭氧(o3)在fe(h2o)62催化下能将烟气中的so2、nox分别氧化为so和no，nox也可在其他条件下被还原为n2。(1)so中心原子轨道的杂化类型为_；no的空间构型为_(用文字描述)。(2)fe2基态核外电子排布式为_。(3)与o3分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式)。(4)n2分子中键与键的数目比n():n()_。(5)fe(h2o)62与no反应生成的fe(no)(h2o)52中，no以n原子与fe2形成配位键。请在fe(no)(h2o)52结构示意图的相应位置补填缺少的配体。5第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐。(1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢。基态cr原子中，电子占据最高能层的符号为_，该能层上具有的原子轨道数为_，电子数为_。(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30zn与31ga的第一电离能是否符合这一规律？_(填“是”或“否”)，原因是_(如果前一问填“是”，此问可以不答)。(3)镓与第a族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓(gaas)就是其中一种，其晶胞结构如图所示(白色球代表as原子)。在gaas晶体中，每个ga原子与_个as原子相连，与同一个ga原子相连的as原子构成的空间构型为_。(4)与as同主族的短周期元素是n、p。ash3中心原子的杂化类型为_；一定压强下将ash3、nh3和ph3的混合气体降温时首先液化的是_，理由是_。(5)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为_；设晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数为na，该晶体的密度为_gcm3。(用含a和na的式子表示)6乙烯酮是最简单的烯酮，其结构简式为ch2=c=o，是一种重要的有机中间体，可由乙酸分子内脱水得到，也可通过下列反应制备：2hccho22ch2=c=o(1)基态钙原子的核外电子排布式为_；zn在元素周期表中的位置是_。(2)乙炔分子的空间构型为_，乙炔分子属于_(填“极性”或“非极性”)分子。(3)乙烯酮分子的碳原子的杂化轨道类型为_；乙烯酮在室温下可聚合成二聚乙烯酮(结构简式为)，二聚乙烯酮分子中含有的键和键的数目之比为_。(4)乙酸分子间也可形成二聚体(含八元环)，画出该二聚体的结构简式：_。(5)上述制备乙烯酮的反应中，催化剂ag的氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞中所含的氧原子数为_。7碳、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)基态钒原子的结构示意图为_。(2)vo的中心原子上的孤电子对数为_，一个vo中含有_个键。(3)2巯基烟酸氧钒配合物(图1中w)是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。该药物中n原子的杂化方式是_。x、y、z三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为_，原因是_。已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成大键。大键可用表示，其中m、n分别代表参与形成大键的原子个数和电子数，如苯分子中的大键表示为。下列微粒中存在大键的是_(填字母)。ao3 bso ch2s dnocs2分子中大键可以表示为_。(4)偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨、水。偏钒酸铵的阴离子呈如图2所示的无限链状结构，则偏钒酸铵的化学式为_。(5)某六方硫钒化合物晶体的晶胞结构如图4所示(表示v，表示s)，该晶胞的化学式为vs。图3为该晶胞的俯视图。请在图4中用标出v原子的位置。已知晶胞的密度为d gcm3，计算晶胞参数h_cm。(列出计算式即可)高考选考大题专练(一)1解析：(1)图1所示晶胞中e离子数4，c离子数182，则n(cu) :n(o)4:22:1，该离子化合物的化学式为cu2o，故铜离子的电荷为1。(2)5种元素形成的离子化合物中阴离子呈四面体结构，阴离子为so；故题图2可知阳离子是cu(nh3)4(h2o)22，化学键类型有共价键和配位键，该离子中，h2o分子离cu2较远，cu2与h2o分子间的配位键比cu2与nh3分子间的配位键弱，故该化合物加热时，首先失去的组分是h2o。答案：(1)1(2)so共价键和配位键h2oh2o与cu2的配位键比nh3与cu2的弱2解析：(1)基态ca核外有20个电子，据核外电子排布规律可知，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2或ar4s2，基态p的价电子排布图为。(2)p的价电子排布式为3s23p3,3p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于ca。(3)白磷分子为正四面体结构，每个p与周围3个p形成pp键，且含有1对未成键的孤对电子，则p采取sp3杂化。白磷为正四面体结构，是非极性分子；cs2为直线形结构，是非极性分子，h2o是极性分子，根据“相似相溶原理”可知，白磷在cs2中的溶解度大于在水中的溶解度。(4)由表中数据可知，ca2半径较小，故ca2更易与o2结合形成cao，故caco3的分解温度较低。(5)pcl5的晶体结构为氯化铯型，由a、b两种离子构成。根据“等电子原理”可知，互为等电子体的分子(或离子)具有相同的原子数和价电子总数，a、b离子分别与ccl4、sf6互为等电子体，则a为pcl，b为pcl。(6)金属钙是面心立方晶胞结构，每个晶胞中含有ca的数目为864个；晶胞的边长为d pmd1010cm，则晶胞的体积为(d1010cm)3d31030cm3，又知钙的密度为 gcm3，故每个晶胞的质量为d31030cm3 gcm3d31030g。每个晶胞含有4个钙原子，则有gd31030g，则有na。答案：(1)1s22s22p63s23p64s2 (2)(3)sp3大于(4)钙离子由于半径小和氧离子结合更为容易，所以碳酸钙分解温度低(5)pclpcl(6)d310303解析：(1)同周期由左向右元素的第一电离能呈递增趋势，但是第a和第a族元素略大，因此c、n、o的第一电离能由大到小的顺序为noc。铁为26号元素，根据构造原理确定，基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。(2)根据题意知fe(co)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，熔点较低，则fe(co)5的晶体类型是分子晶体，fe(co)5在空气中燃烧生成氧化铁和二氧化碳，化学方程式为4fe(co)513o22fe2o320co2。(3)配合物cu(nh3)2oocch3中，羧基中碳原子的杂化类型是sp2，甲基中碳原子的杂化类型是sp3，配体中提供孤对电子的原子是氮原子。(4)用cu(nh3)2oocch3除去co的反应中，肯定有配位键、键形成，选bd。(5)根据晶胞结构利用均摊法分析，面心立方晶胞中含有的铁原子个数为864，体心立方晶胞中含有的铁原子数目为812，实际含有的铁原子个数之比为2:1。设铁原子半径为r，面心立方堆积晶胞的棱长为a1，则a14r，体心立方堆积晶胞的棱长为a2，则a24r，设铁原子质量为m(fe)，则两种铁晶体的密度之比为4:3。答案：(1)noc3d64s2(2)分子晶体4fe(co)513o22fe2o320co2(3)sp2、sp3n(4)bd(5)2:14:34解析：(1)so中s原子的价层电子对数为4，所以采取sp3杂化。no中氮原子上无孤对电子，成键电子对数为3，即n采取sp2杂化，no的空间构型为平面正三角形。(2)fe的原子序数是26，fe2核外有24个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。(3)等电子体是指价电子总数和原子数均相同的分子、离子或原子团，o3与no均为3原子18价电子的粒子，故二者互为等电子体。(4)n2分子中含有1个键和2个键。(5)注意fe(no)(h2o)52中n原子与fe2形成配位键即可。答案：(1)sp3平面(正)三角形(2)ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)no(4)1:2(5) 5解析：(5)fe：864，n：1，所以氮化铁的化学式是fe4n。a3nam(fe4n)，gcm3。答案：(1)n161(2)否30zn的4s能级处于全满状态，较稳定(3)4正四面体(4)sp3nh3因为氨分子间存在氢键，分子间作用力更大，沸点更高，降温时先液化(5)fe4n238/(a3na)6解析：(1)钙为20号元素，位于第4周期a族，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2。zn为30号元素，位于元素周期表第4周期b族。(2)乙炔分子中含碳碳三键，为直线形结构，该结构决定了其为非极性分子。(3)乙烯酮的结构简式为ch2=c=o，其中含碳碳双键和碳氧双键，故乙烯酮中碳原子的杂化类型为sp2和sp1杂化。中含2个碳氧键、4个碳碳键、4个碳氢键，还有2个键，故二聚乙烯酮分子中含有的键和键的数目之比为10:2，即5:1。(4)两个乙酸分子间能形成氢键，从而构成二聚体，其结构简式为。(5)由晶胞结构可知，该ag的氧化物晶胞结构中，氧原子位于四种位置：顶点，共8个，属于该晶胞的是81；棱上，共4个，属于该晶胞的是41；面上，共2个，属于该晶胞的是21；晶胞内，共1个，故该ag的氧化物晶胞中所含的氧原子数为4。答案：(1)1s22s22p63s23p64s2第4周期b族(2)直线形非极性(3)sp1杂化和sp2杂化5:1(4) (5)47解析：(1)钒为23号元素，钒的原子结构示意图为：。(2)vo的中心原子为v，v上的孤电子对数为0,1个v原子与4个o原子结合形成化学键，所以一个vo中含有4个键。(3)该药物中n原子形成2个键，1个键，n原子的价层电子对数孤电子对数键个数123，所以n原子采取sp2杂化。x中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；y中含有酯基和苯环，z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解，因此x、y、z三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为xzy。从已知信息来看，形成大键的条件是：原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论，o3的空间构型为v形，so的空间构型为正四面体，h2s的空间构型为v形，no的空间构型为平面三角形。因此so一定不存在大键，h2s中h原子没有p轨道，也不存在大键，o3和no可以形成大键。所以选ad。cs2是直线形分子，又有p轨道，因此可以形成三原子四电子的大键：。(4)由题图2可知每个v与3个