2020高考化学重要填空逐空特训填空题8(26)

1、压轴题5物质结构与性质(选考)1 .据自然杂志于2018年3月15日发布，中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导。这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命。曹原被评为2018年度影响世界的十大科学人物的第一名。(1)下列说法中正确的是。,C，a.碳的电子式是 ，可知碳原子最外层有 4个单电子b. 12 g石墨烯含共价键数为 Nac.从石墨剥离得石墨烯需克服共价键d.石墨烯中含有多中心的大兀键(2)COCl 2分子的空间构型是 。其中，电负性最大的元素的基态原子中，有种不同能量的电子。独立的NH3分子中，H-N-H键键角106.7°。如图是Zn(NH 3)62+离子的部分结构以及其中H-N-

2、H键键角。网少,I I叫俨请解释Zn(NH 3)6r *离子中 H-N-H 键角变为 109.5°的原因是(4)碳化钙的电子式：Ca2 + -*(9'了 ,其晶胞如图所示，晶胞边长为 a nm、CaC? 相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为 Na,其晶体密度的计算表达式为 g cm 3; 晶胞中Ca2+位于C2所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为 nm。-c -解析(1)a.碳的电子式是.，但碳原子最外层只有 2P能级有2个单电子，故错误;b.共价键分摊：每个碳原子周围的3个b键分另被3个碳原子分摊(各占一半)，每个碳原子分摊的b键数为1.5,12 g即1 mol石墨烯含

3、键数为1.5Na,故错误；c.石墨烯层间可以滑动,d.石墨烯中含有多中心的大兀键,说明层与层之间的作用力弱，是分子间作用力，故错误;故正确。(2)COCl2分子中的C原子最外层的4个电子全部参与成键，C原子共形成1个双键和2个单键，故其采取 sp2杂化，该分子的空间构型为平面三角形；该分子中电负性最大的是O元素，基态氧原子中，有 1s上1种、2s上1种、2P上1种，即3种不同能量的电子。(3)氨分子中有孤对电子。氨分子与Zn2+形成配合物后，孤对电子与Zn2+成键，原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以H-N-H键角变大。(4)晶胞边长为a nm=

4、aX10-7cm,晶胞体积=(ax 10 7cm)3,该晶胞中Ca2+个数=1 + 12X1/4 = 4, C2 个数=8X 1/8+6X1/2=4,其晶体密度=mV= M X 4/NA(aX 10 7)3g cm 3; 晶胞中Ca2+位于C2-所形成的八面体的体心，该正八面体的平面对角线为V2a nm,则正八2面体的边长为a (或0.707a)nm。答案 (1)d (2)平面三角形3 (3)氨分子与Zn2+形成配合物后，孤对电子与Zn2+成键，原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以HNH键角变大(4) 当八7 3 平a (或0.707a)Na a

5、x 1022 .金属钱有“电子工业脊梁”的美誉，钱及其化合物应用广泛。(1)基态Ga原子中有 种能量不同的电子，其价电子排布式为 。(2)第四周期的主族元素中，基态原子未成对电子数与钱相同的元素有 (填元素符 号)。(3)三甲基钱(CH 3)3Ga是制备有机钱化合物的中间体。在 700c时，(CH3)3Ga和 AsH3反应得到 GaAs ,化学方程式为(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为 ；AsH3的空间构型是 。(4)GaF3的熔点为 1 000c , GaCl3的熔点为 779c ，其原因是神化钱是半导体材料，其晶胞结构如图所示。Ah.晶胞中与Ga原子等距离且最近的 As原子形成的空间构

6、型为 。原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，表示晶胞内部各原子的相对位置。图中a(0,0,0)、b 1, 2， 2 j则c原子的坐标参数为 。神化钱的摩尔质量为M g mol1, Ga的原子半径为p nm,则晶体的密度为 g cm 30解析 (1)Ga元素在周期表中的位置为第四周期第IDA族，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p;其中不同的原子轨道能量不同，电子排布在不同原子轨道上，电 子的能量也是不同的，因此共有 8种不同能量的电子，其彳电子排布式为：4s24p1。(2)基态Ga原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p未成对电子数是

7、1,第四周 期的主族元素中，基态原子未成对电子数也是1的，其电子排布式应为 1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p63d104s24p5,其中核电荷数19为钾元素，元素符号为 K;核电荷数35为澳元 素，元素符号为 Bro(3)在700c时，(CH3)3Ga和AsH3反应得到GaAs和CH4,发生反应的化学方程式为 高温(CH3%Ga+ AsH3=GaAs + 3CH4。(CH3)3Ga中Ga形成3个8键，没有孤电子对， 为sp2杂化；As±中心原子As电子对51X33数=3十2一=4,为sp3 的4,由坐标参数可知晶胞棱长为1,故该黑色球c到各坐标平面的

8、距离均为 4,故该黑色球杂化，有一对孤电子对，故分子空间构型为三角锥形。(4)GaF3属于离子晶体，GaCl3属于分子晶体，两者熔点相差较大。(5)由晶胞结构示意图可知，神化钱的晶胞与金刚石的晶胞相似，两种原子的配位数均为4,即Ga原子周围与之距离最近且距离相等的As原子有4个，形成正四面体结构，Ga处于正四面体的中心；晶胞中距离a球最远的黑球c与a球的连线处于晶胞体对角线上，3根据几何原理二者距离等于体对角线长度的3,该黑色球c距离各坐标平面距离均为晶胞棱长的坐标参数为由 4,4)晶胞中含Ga原子数为8X 1+6X1=4, As原子数目为4,则晶胞中含有 GaAs的数目 82为4,晶胞的质量

9、为4Mg；根据晶胞的结构可知，晶胞的面对角线长度应为两个神原子直径 NA的长度之和，即神原子半径为晶胞面对角线的;，则晶胞边长a= 2X10 7 cm,晶胞的体积”,332p321为 a = -7= x 1024M 4M3 NAgNa3cm ,故晶胞的留度 尸二3-=不启g cma 32Px10 2122M 21817X10 gcm。答案 (1)84s24p1 (2)K、Br (3)(CH 3)3Ga +AsH3=GaAs+3CH 4 sp2角锥形(4)GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体(5)正四面体 g, 3, 3)乂2M3守 4 4 /8 Na px 10，该氧化物的化学式为。若该氧

10、化物晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数值为Na,则晶体密度尸 g cm3 .铜存在于自然界的多种矿石中。(1)CuSO4、Cu(NO 3)2中阳离子的最外层电子的轨道表示式为 , S、 O、N三种元素的电负性由小到大的顺序为 。(2)CuSO4中SOT的中心原子的杂化轨道类型为 ; Cu(NO3)2晶体中NO3的空 间立体构型是。(3)CuSO4晶体熔点 560C , Cu(NO 3)2晶体熔点115C。前者比后者熔点高的原因是(4)CuSO4 5H2O溶解于水后溶液呈天蓝色，滴加氨水首先生成沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液。沉淀加氨水后得到深蓝色溶液的离子方程式为 , 判断NH

11、3和dO与Cu*的配位能力：NH3 H2O(填“>”" = ”或“ <)”。某种Cu与O形成的氧化物，其晶胞结构如图所示。该晶胞原子坐标参数a(0,0,0), b(1,0,0), cg, 2, 2 jo则d原子的坐标参数为3(列出数学表达式，1 pm=10 12m)。解析 (1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子为Cu2+,其价电子排布式为Ar3d 9,阳离子的最3s 3P3d外层电子的轨道表示式为三一“八七.同周期主族元素的第一电离能，随着原子序数的增大，有增大的趋势，但第VA族大于第VIA族元素，同主族元素，随着原子序数的增加，第一电离能逐渐减小，则S、O、N三种元

12、素的第一电离能由小到大的顺序为：S<N<Oo(2)CuSO4中阴离子是SO2 , SO4一中S形成4个8键，无孤电子对，为sp3杂化；NO3中N原子形成3个8键，没有孤电子对，则应为平面三角形。(3)CuSO4的熔点为560C, Cu(NO3)2的熔点为115C ,二者都是离子晶体，晶格能越大，熔点越高，晶格能和离子半径和离子电荷有关，离子电荷越高，半径越小，则晶格能越大，这里SO4-所带电荷比NO3大，故CuSO4的晶格能较大，熔点较高。(4)CuSO4 5H2O溶解于水后溶液呈天蓝色，滴加氨水首先生成沉淀为氢氧化铜，继续滴加氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液CU(NH 3)4(O

13、H) 2。沉淀加氨水后得到深蓝色溶液的离子方程式为 Cu(OH) 2 + 4NH 3=Cu(NH 3)42+ + 2OH。根据以上实验过程，说明氨气比水更易与Cu2+结合而形成配离子，所以配位能力NH3>H2O。(5)根据晶胞结构，已知 a、b、c的原子坐标分别为(0,0,0), (1,0,0), g, 2, 2 /,注意到其中存在的正四面体构型，根据立体几何知识，不难发现d原子在ac之间的一半处，则d的原子坐标为4, 4 根据晶胞内粒子数目的关系， 白色的原子有81+1 = 2个，黑色的 原子有4个，因此该氧化物的化学式为 CU2。该氧化物的化学式为 CU2O,且一个晶胞含有两个氧化亚

14、铜，若该氧化物晶胞参数为a144 >230pm,阿伏加德罗常数值为Na,则晶体密度 p= ,= 3x1 ； 30 = -a3NAg cm 3°3s 3P3d较案S N O匕木 (I)S、 N、 O4 2) sp3平面三角形(3) SO、比NO3所带电荷多，故CuSO4的晶格能较大(4)Cu(OH) 2+ 4NH 3=Cu(NH 3)42 + 2OH >.1 1 1、288 X 1030 3 4, V Cu2O a3NA4,离子液体具有很高的应用价值，其中 EMIM +离子由H、C、N三种元素组成，结构 如图所示。回答下列问题：(1)碳原子价层电子的轨道表达式为 。(2)根

15、据价层电子对互斥理论，NH3、NO3、NO2中，中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是 。 NH 3比 PH3的沸点局，原因是(3)氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是O(4)EMIM +中，碳原子的杂化轨道类型为 。(5)立方氮化硼属于原子晶体，其晶胞结构如图所示。其中硼原子的配位数为 已知立方氮化硼密度为 d g/cm3, B原子半径为x pm, N原子半径为y pm,阿伏加德罗常数 的值为Na,则该晶胞中原子的空间利用率为 (列出化简后的计算式)。解析 (1)碳原子价电子数为 4,价电子排布式为2s22p2,所以价层电子的轨道表达式为5-3(2)NH3中N原子价层电子对个数

16、= 3 + 2=4, NO3中N原子价层电子对个数= 3 +5+ 1-2X35+12>22= 3, NO 2中N原子价层电子对个数= 2+2=3,所以中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是 NH3； NH3比PH3的沸点高是因为氨分子间存在氢键。5 3) V A族比同周期相邻元素都大， 是因为最高能级p轨道上电子数为特殊的半充满状态, 能量低、较稳定，所以氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定。(4)根据图示可知，环外三个碳原子都是形成是形成3个(T键，1个大兀键，为sp2杂化。4个b键，为sp3杂化，环内三个碳原子都(5)立方氮化

17、硼硬度仅次于金刚石，晶体类型类似于金刚石，是原子晶体；晶胞中每个N11原子连接4个B原子，晶胞中 N原子数为4, B原子数=8+64=4,因此氮化硼化学式82BN,所以晶胞中每个 B原子也连接4个N原子，即硼原子的配位数为 4;晶胞的质量m = 25#25 M一 mNag,晶胞的体积 V=： =一二，B、N原子总体积d d斗小 XX10 10 3 4nx yXO10 3V1 = 4 x+=与“X(x3 + y3) >10 30cm3,晶胞中原子的空间利用率=3V1唠 x3+y3 x10 30V x100%=255MOO%Nad4n x3+y3 dNA=*-.30M00%。75 >1

18、02s 2P答案 (1).I(2) NH3 氨分子间存在氢键 (3)基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定 (4) sp3 sp2 (5)4 (5)4ntx +y 30NAX 100%l75 X 105 .氮和神均为重要的无机材料，在化工领域具有广泛的应用。(1)基态As原子的价层电子的电子云轮廓图形状为 。同一周期 As、Ge、Se三 种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。(2)Na3AsO3中所含阴离子的立体构型为 ,写出一个与As。1具有相同空间构 型和键合形式的分子(填化学式)。(3)在一定条件下 NH3与CO2能合成尿素CO(NH2)2,尿素中C原子和N原子轨道的杂 化类型分别

19、为 , ; 1 mol尿素分子中，b键的数目为 。(4)N2H4是火箭的燃料，与氧气的相对分子质量相同，它在常温常压下是液态，而氧气是气 态， 造 成 这 种 差 异 的 主 要 原 因 是 O(5)某神馍合金的晶胞结构如图所示，阿伏加德罗常数的值为Na,则该晶体的密度 p=g cm 3,该晶体中与每个 Ni原子距离最近的 As原子有 个。解析 (1)基态As原子电子排布式为Ar3d 104s24p3,价层电子为4s24p3, s轨道为球形,p轨道为哑铃形(或纺锤形)；同周期时，自左往右元素的第一电离能总体趋势越来越大，因而Se大于Ge的第一电离能，同时 As的4P轨道电子为半充满，因而较为稳

20、定，其第一电离能大于邻近的 Ge和Se,故同一周期 As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge。3(2)Na3AsO3中所含阴离子为 AsO3 ,中心原子As的价层电子对数为 3 + 1/2(5 + 3- 3X2)=4,因而为sp3杂化，又As存在一对孤电子对，因而空间构型为三角锥形，与AsO3-具有相同空间构型和键合形式的分子很多，例如PCl3、PB3、NF3、NCl3等。()_ll_(3)尿素CO(NH 2)2的结构简式为HaN-C一NH2 , c原子形成3个键和1个兀键, 不存在孤对电子，因而 C原子为sp2杂化，N原子形成3个(T键，且存在一个孤电

21、子对，为 sp3杂化，1分子尿素分子中有 7个b键，故1 mol尿素分子中，b键的数目为7Na。(4)N2H4与氧气都是分子晶体，一般其熔沸点和相对分子质量有关。虽然N2H4与氧气的相对分子质量相同，但还需考虑N2H4分子间除存在范德华力还存在氢键，。2分子间只有范德华力，氢键比范德华力强。(5)晶胞内有2个As原子，Ni原子个数为2X1+4X -1+ 2X1 + 4X-1= 2,因而晶胞内原 61236、一口 2X 59+2X 75 268J3 2303m子总质量m = -N；=268g，晶胞体积V = 掾a2cx 1030cm3,晶胞密度等于干325.36X103a2cNAg cm 3,晶

22、胞是由两个完全相同的平行六面体上下推叠而成,例如下底最左边的1个As原子，因而该Ni原子为六个这样的平行六面体所占有，每个这样的平行六面体含有晶体中与每个Ni原子距离最近的 As原子有6个。答案 (1)球形、哑铃形(或纺锤形)As>Se>Ge(2)三角锥形PC13、PB3、NF3、NCI3 等(3)sp2sp37Na(4)N2H4分子间除存在范32德华力还存在氢键，。2分子间只有范德华力，氢键比范德华力强(5)5.36 2 106,3a cNa6 . (2019江苏四市联考)已知X、Y、Z、R都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。X是空气中含量最高的元素，Z基态原子核

23、外 K、L、M三层电子数之比为 1 ： 4： 2, R基态原子的3d原子轨道上的电子数是 4 s原子轨道上的4倍，Y基态原子的最 外层电子数等于 Z、R基态原子的最外层电子数之和。 (答题时，X、Y、Z、R用所对应的元 素符号表示)(1)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为 ,写出一种与ZY4互为等电子体的 分子的化学式：(2)R3+基态核外电子排布式为 。(3)化合物Z3X4熔点高达1 900c以上，硬度很大。该物质的晶体类型是 。(4)Y、Z形成的某晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为 。(5)R”与过量的氨水形成的配离子的化学式为R(NH 3)62+ ,1 molR(NH加产中含有的数目为解析 X、Y、Z、R都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增