高考化学经典专练13物质的结构与性质（学生版）

物质的结构与性质经典专物质的结构与性质经典专练十三一、（一、（2017年高考新课标全国卷Ⅱ）[化学——选修3：物质结构与性质]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：（1）氮原子价层电子对的轨道表达式（电子排布图）为_____________。（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是____________________________________；氮元素的E1呈现异常的原因是___________________________。（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数C．立体结构 D．共价键类型②R中阴离子N5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则N5中的大π键应表示为____________。③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为(NH4+)NH┄Cl、____________、____________。（4）R的晶体密度为dg·cm3，其立方晶胞参数为anm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。二、(二、(2017年南平市第三次模拟)钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：回答下列问题：(1)基态钛原子的价电子排布图为__________________，其原子核外共有________种运动状态不相同的电子，金属钛晶胞如图1所示，为________________堆积(填堆积方式)。(2)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37℃，沸点为136℃，可知TiCl4为________晶体。(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是____________________________________。化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为______________________。(4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图3所示。该阳离子Ti与O的原子数之比为______，其化学式为_______________________________________。(5)钙钛矿晶体的结构如图4所示。钛离子位于立方晶胞的顶角，被________个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被________个氧离子包围，钙钛矿晶体的化学式为________________________________________________________________________。三、(三、(2018年佛山市第二次联考)氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题：（1）P的基态原子核外电子具有的原子轨道数为______，Fe3＋比Fe2＋稳定的原因是_________。（2）N、O、P三种元素第一电离能最大的是________，电负性最大的是________。（3）含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3＋的常用试剂，SCN－中C原子的杂化类型为_________，1mol的SCN－中含π键的数目为________NA。（4）某直链多磷酸钠的阴离子呈如图1所示的无限单链状结构，其中磷氧四面体通过共用顶点的氧原子相连，则该多磷酸钠的化学式为___________________________。图1图2（5）FeO、NiO的晶体结构与NaCl晶体结构相同，其中Fe2＋与Ni2＋的离子半径分别为7.810－2nm、6.910－2nm，则熔点FeO_______(填“＜”“＞”或“＝”)NiO，原因是__________________________________。（6）磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料，其晶胞如图2所示。P原子与B原子的最近距离为acm，则磷化硼晶胞的边长为________cm(用含a的代数式表示)。

答案与解析答案与解析答案与解析答案与解析一、（一、（2017年高考新课标全国卷Ⅱ）【答案】（1）（2）同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N的2p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子（3）①ABD；C②5或5NA（1mol的中的含量）③（H3O+）O—H…N（NH4+）N—H…N（4）【解析】（1）N原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，即电子排布图是；（2）根据图(a)，同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；氮元素的2p能级达到半满状态，原子相对稳定，不易失去电子；（3）①根据图b，阳离子是NH4+和H3O+，NH4+中心原子N含有4个σ键，孤电子数为（5141）/2=0，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，空间构型为正四面体型，H3O+中心原子是O，含有3个σ键，孤电子对数为（613）/2=1，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，空间构型为三角锥形，因此相同之处为ABD，不同之处为C；②根据图bN5中σ键总数为5或5NA（1mol的中的含量）个；根据信息，N5的大Π键应是表示为：；③根据图b还有的氢键是（H3O+）O—H…N（NH4+）N—H…N；（4）根据密度的定义有，d=，y=二、(二、(2017年南平市第三次模拟)【答案】（1）22六方最密（2）分子（3）化合物乙分子间形成氢键N＞O＞C（4）1∶1TiO2＋(或[TiO]eq\o\al(2n＋,n))（5）612CaTiO3【解析】(1)Ti原子价电子为3d、4s上的电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子；原子核外有几个电子其电子就有几种运动状态；该晶体为六方最密堆积。(2)分子晶体熔、沸点较低。(3)氢键的存在导致物质熔、沸点升高；同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素。(4)每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比；Ti元素为＋4价、O元素为－2价，据此书写其化学式。(5)钛离子位于立方晶胞的顶角，被6个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被12个氧离子包围；每个晶胞中钛离子和钙离子均为1个，晶胞的12个边长上各有一个氧原子，根据均摊原则计算各原子个数，从而确定化学式。三、(三、(2018年佛山市第二次联考)【答案】（1）9Fe3＋的价电子排布式为3d5，处于半充满状态，结构稳定（2）NO（3）sp2（4）NaPO3（5）＜FeO和NiO相比，阴离子相同，阳离子所带电荷相同，但亚铁离子半径大于镍离子，所以FeO晶格能小，熔点低（6）eq\f(4a,\r(3))【解析】(1)P的基态原子核外电子具有的原子轨道为1个1s、1个2s、3个2p、1个3s、3个3p；轨道中电子处于半满、全满、全空时该微粒最稳定。(2)同一周期元素，元素的电负性随着原子序数增大而增大，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素第一电离能、电负性随着原子序数增大而减小。(3)含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3＋的常用试剂，SCN－中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断C原子的杂化类型，1个SCN－中π键个数