2023版新教材高考化学微专题小练习专练57结构与性质综合应用

专练57结构与性质综合应用1.[2022•全国乙卷]卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：(1)氟原子激发态的电子排布式有 ，其中能量较高的是 。(填标号)a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大n键(口4)。②一氯乙烷(CHCl)、一氯乙烯(CHCl)、一氯乙炔(CHCl)分子中，C—Cl键长的顺序25 23 2是，理由：(i)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强；5)。(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为。解释X的熔点比Y高的原因(4)a-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图所示)，Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，a-AgI晶体在电池中可作为。已知阿伏加德罗常数为NA,贝Ua-AgI晶体的摩尔体积Vm=m3・mol-i(列出算式)。2.[2022•湖南卷]铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：⑴乙烷硒琳(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]；②该新药分子中有种不同化学环境的C原子；③比较键角大小：气态SeO3分子SeO3-离子(填“>”“<”或“=")，原因是⑵富马酸亚铁(FeCHO)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:424①富马酸分子中。键与n键的数目比为；②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为 。(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化NH-,反应过程如图所示：①产物中N原子的杂化轨道类型为；②与NH-互为等电子体的一种分子为(填化学式)。(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:①该超导材料的最简化学式为 ②Fe原子的配位数为；③该晶胞参数a=b=0.4nm、c=1.4nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为g•cm-3(列出计算式)。3.[2021•全国乙卷]过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是(填标号)。A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54siB.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是 ,中心离子的配位数为 。⑶[必川口二包0)2^^中配体分子NgH2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。/ NH* H3aPH3中P的杂化类型是, NH3的沸点比PH3的,原因是 。 H2O 的键角小于 NH3 的,分析原因(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是原子。设Cr和Al原子半径分别为％和rAl,则金属原子空间占有率为%(列出计算表达式)。4.[2021•河北卷(节选)]KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：⑴在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是(填离子符号)。⑵原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+1表示，与之相反的2用一1表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数2和为⑶已知有关氮、磷的单键和三键的键能(J-mol-i)如下表:N-NNNP-PPP193946197489从能量角度看，氮以N?、而白磷以PJ结构式可表示为I.)形式存在的原因是(4)已知阳2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为，其中P采取杂化方式。⑸与PO3-电子总数相同的等电子体的分子式为4(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为⑺分别用。、・表示H2PO-和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图⑹分别显示的是H?PO-、K+在晶胞xz面、yz面上的位置:24①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为g•cm-3(写出表达式)。②晶胞在x轴方向的投影图为(填标号)。专练57结构与性质综合应用.答案：（1）add（2）①sp2。②CHCl>CHCl>CHClCl参与形成的大n键越多，形成的C-Cl键25 23 2越短CsClCsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs+和Cl-之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力（4）固体离子导体1田。“10-1。）".答案：（1）①3dMs24p4②8③〉前者中Se为sp2杂化、后者中Se为sp3杂化(2)①11:3②O>C>H>Fe(3)①sp3②H2O(4)①KFe2Se2②4^2X(39+56X2+79X2)③ J NAX0.42X1.4X1021解析：（1）①Se为34号元素，根据构造原理可写出基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。②该物质结构对称，具有如图所示8种不同化学环境的C原子:o③$003中Se的价层电子对数为3,孤电子对数为0,2-SeO3 6+2-3X2 2-.中Se的价层电子对数为3,孤电子对数为——2——=1,故SeO3和Se。中Se原子分别为sp2和sp3杂化，则SeO3分子中键角大于SeO2中键角。（2）①由富马酸分子的结构模型3()可确定其结构简式为CH—CH—C—OH,由单键均为。键，双键有1个。键和1个冗键，知该分子中。键和冗键的数目比为n：3。②富马酸亚铁中含C、H、0、Fe四种元素，由电负性递变规律可知，电负性由大到小的顺序为0〉C〉H〉Fe。（3）①产物中N原子形成4个共价键，则其采取sp3杂化。（4）①分析晶胞在xz、yz、xy平面的投影图可知，占据顶点和体心位置的为K原子，故K原子个数为8X：+1=2,每个竖直棱上有2个Se原8子，体内有2个Se原子，故Se原子个数为8X4+2=4,每个竖直面上有2个Fe原子，故Fe原子个数为8X1=4,该物质的晶胞结构如图所示:2其最简化学式为KFe2Se2。③以1号Fe原子为研究对象，2号和3号铁原子及其对称位置的2个Fe原子距离1号Fe原子最近,故Fe的配位数为4。③该晶胞的质量为2X(39+56X2+79X2)NA2X(39+56X2+79X2)NX0.42X1.4A.答案：(1)ACg,体积为0.4X0.4X1.4X10-21cm3,故该晶体的密度为X1021g•cm-3。(2)N、O、Cl6（3）sp3高NH3存在分子间氢键NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子。HO中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大28n（2r3+r3）（4）Al Al—X1003a2c解析：（1）Cr是24号元素，基态Cr原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1,3d和4s轨道均处于半充满状态，此时体系总能量低，A项正确；4s电子能量较高，但其并不总是在比3s电子离核更远的地方运动，B项错误；因为Cr原子半径小于K,故电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C项正确。（2）形成配位键的原子价层必须存在孤电子对，故三种配体NH3、H2O、Cl-中提供孤电子对形成配位键的原子是N、0、Cl,[Cr(NH3)3(H20)2Cl]2+中中心离子的配位数为3+2+1=6。(3)PH3中P原子的成键电子对数为3,孤电子对数为1,故价层电子对数是4,采用sp3杂化；NH3的沸点比PH3高，是因为NH3分子间存在氢键，PH3分子间只有范德华力；由于NH3中N原子含有1个孤电子对，而H20中。原子含有2个孤电子对，孤电子对越多对成键电子对的斥力越大，因此H20中的键角小于NH3中的键角。(4)由结构图可知，根据均摊法，该晶胞含有4个白球和2个黑球，则黑球代表Al原子，3白球代表Cr原子，金属原子的总体积是4n(4r33+2r)，晶胞体积是ac故原子空间AlCr利用率是8n(2：：+；])X100%。3a2c4.答案：(1)P3-、K+ (2)+3或一3乙 乙(3)3倍的N—N键的键能小于NN键的键能，而3倍的P-P键的键能大于PP键的键能②B(7)4X136①a2CNX10-30解析：(1)H、0、P、K四种元素各自所能形成的简单离子中Pa、K+的核外电子排布相同。(2)基态磷原子的价电子排布式为3s23p3,其中3s轨道中自旋磁量子数的代数和为0,3 3P轨道中3个电子自旋方向相同，所以代数和为+5或-5。(3)由题表中键能关系可知3乙 乙倍的N—N键的键能小于NN键的键能，而3倍的P—P键的键能大于PP键的键能，所以氮以N2中的NN形式存在更稳定，磷以P4中的P—P键形式存在更稳定。(4)由KH2P02为正盐，可()H—()—P—H知H3P02中只含一个羟基氧，所以H3P02的结构式为 H,其中P的价层电子对数为5+1X(5—1X3—2X2)=4,则P的杂化方式为sp3。(5)P03的原子数为5,价电2 4子数为32,总电子数为50,则与P03电子总数相同的等电子体的分子为SiF。(6)每相邻44两个磷酸分子脱去一个水分子，所以n个磷酸分子形成环状结构会脱去n个水分子，则形成的多磷酸的分子式中氢原子数目为3n—2n=n，磷原子的数目为上氧原子的数目为49—9=3n,即多磷酸分子式为HPO，故多磷酸的酸根可写成PO。