2024届高考化学总复习课件第五章物质结构基础：实践素养检测（二）物质结构和性质

实践素养检测（二）物质结构和性质

1.MnO2可作氨选择性催化还原法脱除NOx的催化剂。（1）基态Mn的价层电子排布的轨道表示式是

⁠。

解析：锰元素的原子序数为25，价层电子排布式为3d54s2，价层电子排布的轨道表示式为

答案：

答案：①不是

②易（3）一种MnO2晶体的晶胞示意图如图，该长方体晶胞的长和宽均为anm，高为bnm。①图中“·”代表的是

⁠（填“Mn”或“O”）。

②NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为

⁠g·cm－3。

（4）MnO2作催化剂，氨催化还原脱除NO的一种催化机理示意图如图。从化学键的角度解释MnO2能结合NH3的原因：

⁠。

该催化过程的总反应的化学方程式是

⁠。

2.氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：（1）基态N原子的核外电子排布式为

⁠，第一电离能：I1（N）

⁠I1（O）（填“大于”或“小于”）。

解析：N为7号元素，基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3；同一周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：I1（N）大于I1（O）。答案：1s22s22p3

大于

（2）N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物，NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为

⁠（填化学式）。

解析：分子中N原子的电负性比较强，在氨气分子间存在氢键，导致沸点升高；NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为NH3＞AsH3＞PH3。答案：NH3＞AsH3＞PH3（3）[N5]＋[AsF6]－是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中N原子的杂化轨道类型为

⁠。

解析：能形成双键的N原子除σ键、π键，还存在孤电子对，采用sp2杂化；形成三键的2个氮原子为直线形结构，为sp杂化，故N原子的杂化轨道类型为sp、sp2。答案：sp、sp2

（4）科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料－LaWN3，其立方晶胞结构如图所示，晶胞中La、W、N分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为anm。①La与N间的最短距离为

⁠nm，与La紧邻的N个数为

⁠。

②在LaWN3晶胞结构的另一种表示中，W处于各顶角位置，则在新的晶胞中，La处于

⁠位置，N处于

⁠位置。

③设LaWN3的式量为Mr，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为

⁠g·cm－3（列出计算表达式）。

3.锌的化合物在生产生活中有广泛的应用。（1）L－赖氨酸锌螯合物X（结构为如图）易被人体吸收。①X中元素（除H外）的第一电离能由小到大的顺序为

⁠，加“*”氧原子的杂化方式为

⁠。

②X的晶体中存在的微粒间作用力有

⁠。

A.离子键

B.π键

C.金属键

D.配位键

E.非极性键③L－赖氨酸易溶于水主要原因是

⁠。

解析：①X中元素（除H外）还有C、N、O、Zn，非金属的第一电离能大于金属，故Zn的第一电离能最小，C、N、O位于同一周期，从左往右呈增大趋势，N为2p能级半满结构，第一电离能最大，故第一电离能由小到大的顺序为Zn、C、O、N；加“*”氧原子有两个单键和两个孤电子对，杂化方式为sp3杂化；②X晶体中酯基中存在π键，Zn与O之间是配位键，C—C之间为非极性键，故选B、D、E；③L－赖氨酸易溶于水主要原因是L－赖氨酸分子与水分子形成分子间氢键。答案：①Zn、C、O、N

sp3杂化

②BDE

③L－赖氨酸分子与水分子形成分子间氢键②锌铁氧体晶胞结构如图所示，该晶胞由4个A型和4个B型小立方体构成。锌铁氧体的化学式为

⁠。

（2）某锌铁氧体[化学式为ZnxFe（Ⅲ）yOz]制成的磁芯被广泛用于电子行业。①组成微粒的原子（或离子）中存在未成对电子，该微粒具有顺磁性。指出锌铁氧体晶体中具有顺磁性的离子，并说明理由

⁠。

解析：根据题中所给信息：组成微粒的原子（或离子）中存在未成对电子，该微粒具有顺磁性，锌铁氧体晶体中存在Fe3＋，Fe3＋的价层电子排布为3d5，存在5个未成对电子；该晶胞由4个A型和4个B型小立方体构成，组合起来可知Zn在晶胞的顶点、面心、4个A型晶胞体心，共8个；O在8个小立方体内部，共32个；Fe在4个B型小立方体内部，共16个，故锌铁氧体的化学式为ZnFe2O4。答案：（2）①Fe3＋，Fe3＋的外围电子排布为3d5，存在5个未成对电子

②ZnFe2O44.第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。（1）镓的基态原子电子排布式是

⁠。

解析：镓是31号元素，镓的基态原子电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1。答案：1s22s22p63s23p63d104s24p1（2）已知钛和铝的相对原子半径分别是1.45和1.43，钛的硬度比铝大的原因是

⁠。

解析：Al的价层电子排布为3s23p1，Ti的价层电子排布为3d24s2，Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强，所以钛的硬度比铝大。答案：Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强（3）多酚氧化酶与植物的抗病性有关。配合物[Mn（EDTB）]（NO3）2·DMF是多酚氧化酶的模型配合物。①EDTA中N的杂化轨道类型为

⁠。

②邻苯二胺分子中σ键的数目为

⁠。

③EDTB分子中所含元素的电负性由小到大的顺序为

⁠。

④配离子[Mn（EDTB）]2＋中的配位原子是

⁠。

解析：①EDTA中N形成3个单键，有1个孤电子对，杂化轨道数是4，杂化轨道类型为sp3。②单键为σ键，双键中有1个σ键，邻苯二胺分子中σ键的数目为16。③EDTB分子中所含H、C、N三种元素，非金属性越强电负性越大，电负性由小到大的顺序为H＜C＜N。④配离子[Mn（EDTB）]2＋中N原子含有孤电子对，配位原子是N。答案：①sp3

②16

③H＜C＜N

④N（4）向盛有硫酸铜水溶液的试管中加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加入氨水，沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，向该溶液中加入乙醇，析出深蓝色晶体。蓝色沉淀先溶解、后析出的原因是（用离子方程式和简单的文字说明加以解释）：

⁠。

（5）氮化铝在电子工业上有广泛应用，其晶胞如图1所示。N原子所在空隙的类型是

⁠（填“正四面体”“正八面体”或“立方体”）空隙，该空隙的填充率为

⁠。

解析：N原子所在空隙是4个Al原子围成的正四面体空隙，该空隙的填充率为50%。答案：正四面体

50%（6）铁和氮组成一种过渡金属氮化物，其结构如图2所示。直六棱柱的底边边长为xcm，高为ycm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度算式为

⁠g·cm－3。

5.氮、磷、铁、铜、钇在现代工农业、科技及国防建设等领域中都有着广泛的应用。回答下列问题：（1）基态磷原子核外电子共有

⁠种空间运动状态。磷原子在成键时，能将一个3s电子激发进入3d能级而参与成键，写出该激发态磷原子的核外电子排布式

⁠。

解析：基态磷原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，原子核外每一个原子轨道都是一种电子的空间运动状态，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，所以一共有9个轨道，即9种空间运动状态。磷原子在成键时，由于将一个3s电子激发进入3d能级，则激发态磷原子的核外电子排布式为1s22s22p63s13p33d1。答案：9

1s22s22p63s13p33d1

（2）已知偏二甲肼[（CH3）2NNH2]、肼（N2H4）均可做运载火箭的主体燃料，其熔、沸点见下表。物质熔点沸点偏二甲肼－58℃63.9℃肼1.4℃113.5℃偏二甲肼中氮原子的杂化方式为

⁠，二者熔、沸点存在差异的主要原因是

⁠。

解析：偏二甲肼[（CH3）2NNH2]中的氮原子均有3个σ键和1个孤电子对，所以氮原子的杂化方式为sp3。N2H4分子和偏二甲肼均存在分子间氢键，但N2H4分子间氢键数目多于偏二甲肼[（CH3）2NNH2]，所以N2H4的熔、沸点高于[（CH3）2NNH2]。答案：sp3

N2H4分子间氢键数目多于偏二甲肼[（CH3）2NNH2]

（4）Cu2＋可形成[Cu（X）2]2＋，其中X代表CH3—NH—CH2—CH2—NH2。1mol[Cu（X）2]2＋中，VSEPR模型为正四面体的非金属原子共有