物质的结构与性质(一轮)习题2021届高考化学

2021届高考化学：物质的结构与性质（一轮）习题附答案专题：物质的结构与性质1、已知：N2+O22NO△H＝+180kJ/mol，其中N≡N，O=O键的键能分别是946kJ/mol、498kJ/mol，则NO中化学键的键能为（）A．812kJ/molB．632kJ/molC．1264kJ/molD．1624kJ/mol【答案】B【解析】旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量值即为反应热，据此可以解答。根据N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、498kJ•mol-1以及反应N2+O22NO△H＝+180kJ/mol，可设NO分子中化学键的键能为X，则有：946kJ•mol-1+498kJ•mol-1－2X＝180kJ•mol-1，解得X＝632kJ•mol-1，所以答案选B。2、下列各组顺序的排列不正确的是（）A．熔点：SiO2＞CsCl＞CCl4＞CF4B．离子半径：F-＞O2-＞Al3+＞Na+C．酸性强弱：H2SiO3＜H2CO3＜H2SO3＜HNO3D．碱性强弱：KOH＞NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3【答案】B【解析】晶体熔沸点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，分子晶体熔沸点与相对分子质量成正比，也受氢键影响，SiO2是原子晶体、CsCl是离子晶体、CCl4和CF4是分子晶体，所以熔沸点SiO2＞CsCl＞CCl4＞CF4，故A正确；电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，这几种离子电子层结构相同，原子序数Al＞Na＞F＞O，所以离子半径O2-＞F-＞Na+＞Al3+，故B错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性N＞S＞C＞Si，所以酸性强弱：H2SiO3＜H2CO3＜H2SO3＜HNO3，故C正确；元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，金属性K＞Na＞Mg＞Al，所以碱性强弱：KOH＞NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3，故D正确；故选B。3、A～G是前四周期除稀有气体之外原子序数依次增大的七种元素。A与其他元素既不同周期又不同族；B、C的价电子层中未成对电子数都是2；E核外的s、p能级的电子总数相等；F与E同周期且第一电离能比E小；G的＋1价离子（G+）的各层电子全充满。回答下列问题：（1）写出元素名称：B，G。（2）写出F的价电子排布图：。（3）写出化合物BC的结构式：。（4）由A、C、F三元素形成的离子[F(CA)4]—是F在水溶液中的一种存在形式，其中F的杂化类型是。（5）在测定A、D形成的化合物的相对分子质量时，实验测定值一般高于理论值的主要原因是。（6）E的一种晶体结构如图甲，则其一个晶胞中含有个E；G与D形成的化合物的晶胞结构如图乙，若晶体密度为ag/cm3，则G与D最近的距离为pm。（阿伏加德罗常数用NA表示，列出计算表达式，不用化简；乙中○为G，●为D。）【答案】（1）碳铜（2）（3）C≡O（4）sp3杂化（5）HF分子间通过氢键形成缔合分子（合理答案均计分）（6）2×108pm【解析】4、钾、氟及锌的相关化合物用途非常广泛。回答下列问题：(1)基态锌原子的价电子排布式为________；K、F、Zn的电负性从大到小的顺序为_________________________________________________________。(2)Zn与Ca位于同一周期且最外层电子数相等，钙的熔点与沸点均比锌高，其原因是_________________________________________________________。(3)OF2分子的几何构型为________，中心原子的杂化类型为_____________________________________________________________。(4)KOH与O3反应可得到KO3(臭氧化钾)，KO3中除σ键外，还存在________；与Oeq\o\al(－,3)互为等电子体的分子为________(任写一种)。(5)K、F、Zn组成的一种晶体结构如图所示，其晶胞参数为a＝0.4058nm。①晶胞中Zn2＋的配位数为________个。②晶胞中紧邻的两个F－间的距离为________(列出算式即可)nm。③该晶体的密度为________(列出算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的数值)g·cm－3。答案(1)3d104s2F>Zn>K(2)锌的原子半径较大，金属键较弱(3)V形sp3(4)离子键和π键ClO2(或其他合理答案)(5)①6②eq\f(\r(2),2)×0.4058③eq\f(39＋65＋19×3,（0.4058×10－7）3×NA)5、乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。(1)中与互为等电子体，的电子式可表示为；1mol中含有的键数目为_________。(2)将乙炔通入溶液生成红棕色沉淀。基态核外电子排布式为_________。(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_________；分子中处于同一直线上的原子数目最多为_________。(4)晶体的晶胞结构与晶体的相似(如右图所示)，但晶体中含有的中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。晶体中1个周围距离最近的数目为_________。【答案】(1)2NA(2)1s22s22p63s23p63d10(3)sp，sp23(4)4【解析】(1)根据等电子体原理可知，O22+的电子式，在1mol三键含有2mol的π键和1mol的σ键；(2)Cu为29号元素，Cu+的基本电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；(3)通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化，同一直线上有3个原子；(4)从晶胞结构图中及题中晶体中含有的中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长看出，1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个，而不是6个。6、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)基态钒原子的外围电子轨道表达式为_________________。钒有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是______________，VOeq\o\al(3－,4)的几何构型为__________。(2)2­巯基烟酸氧钒配合物(图1)是副作用较小的有效调节血糖的新型药物。①该药物中S原子的杂化方式是____________，所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是__________________。②2­巯基烟酸(图2)水溶性优于2­疏基烟酸氧钒配合物的原因是_____________________________________________________。(3)多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，下列物质中存在“离域π键”的是________。A．SO2B．SOeq\o\al(2－,4)C．H2SD．CS2(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示，该晶胞的化学式为_______。图4为该晶胞的俯视图，该晶胞的密度为_____g·cm－3(列出计算式即可)。答案：(1)＋5正四面体(2)①sp3N>O>C②2­巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键，使其在水中溶解度增大(3)AD(4)VSρ＝eq\f(2（32＋51）,a2bNA×\f(\r(3),2)×10－21)g·cm－37、早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________区别晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________。可用硫氰化钾检验Fe3＋，现象是___________________。(3)根据价层电子对互斥理论判断：SOeq\o\al(2－,4)的立体构型为________，H3O＋的立体构型为________。(4)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道为________，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________________。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有______个铜原子。(5)Al单质为面心立方晶体，其晶胞如图。晶胞中铝原子的配位数为________。答案(1)X－射线衍射法(2)41s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)形成血红色溶液(3)正四面体三角锥形(4)sp3、sp26NA16(5)12解析(1)从外观无法区分三者，但用X光照射会发现：晶体对X射线发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间，因此通过有无衍射现象即可确定。(2)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4个未成对电子，失去电子变为铁离子时，先失去4s上的2个电子，后失去3d上的1个电子，因此Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，硫氰化铁为血红色。(3)SOeq\o\al(2－,4)中心原子S原子成4个σ键、没有孤对电子，价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对个数＝4＋0＝4，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，SOeq\o\al(2－,4)的VSEPR构型是正四面体；H3O＋的中心原子O价层电子对个数＝3＋eq\f(1,2)(6－1－1×3)＝4，采取sp3杂化，有一对孤电子对，分子构型为三角锥形。(4)乙醛中甲基上的C形成4条σ键，无孤电子对，因此采取sp3杂化类型，醛基中的C形成3条σ键和1条π键，无孤电子对，采取sp2杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键，则1mol乙醛含有6molσ键，即6NA个σ键；该晶胞中O原子数为4×1＋6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝8，由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍，即为16个。(5)在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上，面心占eq\f(1,2)，通过一个顶点可形成8个晶胞，因此该晶胞中铝原子的配位数为8×3×eq\f(1,2)＝12。8、铁氰化钾，化学式为K3[Fe(CN)6]，主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。（1）基态K原子核外电子排布简写式为___________。K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是_________，各元素的第一电离能由大到小的顺序为________________________。（2）(CN)2分子中存在碳碳键，则分子中σ键与π键数目之比为_______。KCN与盐酸作用可生成HCN，HCN的中心原子的杂化轨道类型为_________。（3）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为为376K，其固体属于_____晶体。（4）右图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。①铁采纳的是a堆积方式.铁原子的配位数为_____，该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为____(用含π的最简代数式表示)。②常见的金属铝采纳的是b堆积方式，铝原子的半径为rpm，则其晶体密度为_____g·cm-3(用含有r、NA的最简代数式表示)。【答案】(1).[Ar]4s1(2).Fe(铁)(3).N>C>Fe>K(4).3:4(5).sp(6).分子(7).8(8).(9).【解析】（1）钾(K)为19号元素，原子核外共有19个电子，由于3p和4s轨道能级交错，第19个电子填入4s轨道而不填入3p轨道，基态K原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1简写为：[Ar]4s1；Fe原子的基态电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，C原子的基态电子排布式为：1s22s22p2，N原子的基态电子排布式为：1s22s22p3，则K、Fe、C、N基态原子核外未成对电子数依次为：1、4、2、3，所以K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是Fe(铁)。第一电离能是原子失去最外层的一个电子所需能量，第一电离能主要体现的是元素失电子的能力，C、N为非金属元素都较难失电子，C、N同周期，N原子序数大于C，且N最外层2p能级容纳3的电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能也高于同周期相邻元素；K、Fe是金属元素都较易失电子，且K比Fe活泼，故K的第一电离能小于Fe的第一电离能，综上分析，各元素的第一电离能由大到小的顺序为：N>C>Fe>K。（2）(CN)2分子中存在碳碳键，结构式为NC-CN，共价单键是σ键，共价三键中含有2个π键1个σ键，则分子中σ键与π键数目之比为3:4。HCN的结构式为H-CN，所以碳为中心原子，形成4个共价键，没有孤电子对，碳的价层电子对为2，sp杂化。（3）Fe(CO)5的熔点为253K，沸点为376K，熔沸点比较低，属于分子晶体。（4）①铁的a堆积方式为体心立方堆积，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，