高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一篇 專題滿分突破 專題六 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)習(xí)題1.doc

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(限時(shí)：45分鐘)1(2016全國(guó)卷)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar_，有_個(gè)未成對(duì)電子。(2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是_。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/49.526146沸點(diǎn)/83.1186約400(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是_。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為_，微粒之間存在的作用力是_。(6)晶胞有兩個(gè)基本要素：原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。如圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為(，0，)；C為(，0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_。晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a565.76 pm，其密度為_gcm3(列出計(jì)算式即可)。解析：本題以鍺為載體考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，意在考查考生的綜合分析能力和空間想象能力。(1)在元素周期表中，鍺位于硅正下方，鍺的原子序數(shù)為141832，基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2，由于4p能級(jí)有3個(gè)能量相同的軌道，根據(jù)洪特規(guī)則，4p上2個(gè)電子分別占據(jù)兩個(gè)軌道且自旋方向相同，故未成對(duì)電子數(shù)為2。(2)本題從單鍵、雙鍵、叁鍵的特點(diǎn)切入，雙鍵、叁鍵中都含有鍵，難以形成雙鍵、叁鍵，實(shí)質(zhì)是難以形成鍵，因?yàn)殒N的原子半徑較大，形成單鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，pp軌道肩并肩重疊程度很小。(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出，三種鍺鹵化物都是分子晶體，其熔、沸點(diǎn)分別依次增高，而熔、沸點(diǎn)的高低與分子間作用力強(qiáng)弱有關(guān)，分子間相互作用力強(qiáng)弱與分子量大小有關(guān)。(4)鋅、鍺位于同周期，同一周期從左至右元素的電負(fù)性逐漸增大(除稀有氣體元素外)，而氧位于元素周期表右上角，電負(fù)性僅次于氟，由此得出氧、鍺、鋅的電負(fù)性依次減小。(5)類比金剛石，晶體鍺是原子晶體，每個(gè)鍺原子與其周圍的4個(gè)鍺原子形成4個(gè)單鍵，故鍺原子采用sp3雜化。微粒之間的作用力是共價(jià)鍵。(6)對(duì)照晶胞圖示，坐標(biāo)系以及A、B、C點(diǎn)坐標(biāo)，選A點(diǎn)為參照點(diǎn)，觀察D點(diǎn)在晶胞中位置(體對(duì)角線處)，由B、C點(diǎn)坐標(biāo)可以推知D點(diǎn)坐標(biāo)。類似金剛石晶胞，1個(gè)晶胞含有8個(gè)鍺原子，107gcm3。答案：(1)3d104s24p22(2)Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)(4)OGeZn(5)sp3共價(jià)鍵(6)(，)1072(2016全國(guó)卷)東晉華陽(yáng)國(guó)志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載，云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_，3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為_。(2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍(lán)色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構(gòu)型是_。在Ni(NH3)62中Ni2與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為_，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是_。氨的沸點(diǎn)_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為_。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由_鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu1 958 kJmol1、INi1 753 kJmol1，ICuINi的原因是_。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_。若合金的密度為d gcm3，晶胞參數(shù)a_nm。解析：本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，意在考查考生對(duì)原子、分子、晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解能力。(1)Ni元素原子核外有28個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2。3d能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子。(2)SO中S無(wú)孤電子對(duì)，立體構(gòu)型為正四面體。Ni(NH3)62為配離子，Ni2與NH3之間為配位鍵。配體NH3中提供孤電子對(duì)的為N。NH3分子間存在氫鍵，故沸點(diǎn)比PH3高。NH3中N有一個(gè)孤電子對(duì)，立體構(gòu)型為三角錐形，因此NH3為極性分子，N的雜化軌道數(shù)為314，雜化類型為sp3。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體，Cu，Ni失去一個(gè)電子后電子排布式分別為Ar3d10、Ar3d84s1，銅的3d軌道全充滿，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大。(4)Cu原子位于面心，個(gè)數(shù)為63，Ni原子位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為81，銅原子與鎳原子的數(shù)量比為31。以該晶胞為研究對(duì)象，則gd gcm3(a107cm)3，解得a107。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面體配位鍵N高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3(3)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(4)311073(2016全國(guó)卷)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料等。回答下列問(wèn)題：(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式_。(2)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga_As，第一電離能Ga_As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為_，其中As的雜化軌道類型為_。(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9，其原因是_。(5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238，密度為 gcm3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為_，Ga與As以_鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGagmol1和MAsgmol1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_。解析：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)，意在考查考生對(duì)相關(guān)原理的應(yīng)用能力。(1)根據(jù)構(gòu)造原理可寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，第一電離能呈增大趨勢(shì)。Ga的原子半徑大于As，Ga的第一電離能小于As。(3)AsCl3的中心原子(As原子)的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為(513)/24，所以是sp3雜化。AsCl3的立體構(gòu)型為三角錐形。(4)根據(jù)晶體類型比較熔點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，離子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體的熔點(diǎn)。(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，As原子與Ga原子形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，結(jié)合GaAs的熔點(diǎn)知GaAs是原子晶體。首先用均攤法計(jì)算出1個(gè)晶胞中含有As原子的個(gè)數(shù)：81/861/24，再通過(guò)觀察可知1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子。4個(gè)As原子和4個(gè)Ga原子的總體積V14(1030r1030r)cm3；1個(gè)晶胞的質(zhì)量為4個(gè)As原子和4個(gè)Ga原子的質(zhì)量之和，即()g，所以1個(gè)晶胞的體積V2(MAsMGa)cm3。最后V1/V2即得結(jié)果。答案：(1)Ar3d104s24p3(2)大于小于(3)三角錐形sp3(4)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體(5)原子晶體共價(jià)100%4(2015課標(biāo)全國(guó)卷)碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在_對(duì)自旋相反的電子。(2)碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是_。(3)CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有_，C原子的雜化軌道類型是_，寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子_。(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253 K，沸點(diǎn)為376 K，其固體屬于_晶體。(5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有_個(gè)C原子。在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有_個(gè)C原子在同一平面。解析：本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)，意在考查考生的抽象思維能力、空間想象能力以及知識(shí)遷移能力。(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用“電子云”形象化描述。根據(jù)碳的基態(tài)原子核外電子排布圖可知，自旋相反的電子有2對(duì)。(2)碳原子有4個(gè)價(jià)電子，且碳原子半徑小，很難通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)，所以碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主。(3)CS2中C為中心原子，采用sp雜化，與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子有CO2、SCN等。(4)Fe(CO)5的熔、沸點(diǎn)較低，符合分子晶體的特點(diǎn)，故其固體為分子晶體。(5)由石墨烯晶體結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)為62。觀察金剛石晶體的空間構(gòu)型，以1個(gè)C原子為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，1個(gè)C原子和4個(gè)C原子相連，則它必然在4個(gè)六元環(huán)上，這4個(gè)C原子中每個(gè)C原子又和另外3個(gè)C原子相連，必然又在另外3個(gè)六元環(huán)上，3412，所以每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)；六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子在同一平面。答案：(1)電子云2(2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小，難以通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)(3)鍵和鍵spCO2、SCN(或COS等) (4)分子(5)321245(2015課標(biāo)全國(guó)卷)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2和B具有相同的電子構(gòu)型；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)四種元素中電負(fù)性最大的是_(填元素符號(hào))，其中C原子的核外電子排布式為_。(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是_(填分子式)，原因是_；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為_和_。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為13的化合物E，E的立體構(gòu)型為_，中心原子的雜化軌道類型為_。(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為_，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_，單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A，其化學(xué)方程式為_。(5)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_；晶胞中A原子的配位數(shù)為_；列式計(jì)算晶體F的密度(gcm3)_。解析：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，意在考查考生對(duì)原子、分子以及晶體知識(shí)的掌握程度。C的核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍則C可能是Li或P，但是A、B、C、D原子序數(shù)依次增大，所以C應(yīng)為P，D的最外層只有一個(gè)未成對(duì)電子，所以D為Cl。A2和B的電子層結(jié)構(gòu)相同，則A為O，B為Na。(1)電負(fù)性最大，也即非金屬性最強(qiáng)的為O。P為15號(hào)元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p3。(2)氧的兩種同素異形體分別為O2和O3，均為分子晶體，分子晶體中相對(duì)分子質(zhì)量越高，沸點(diǎn)越高。H2O為分子晶體，NaH為離子晶體。(3)PCl3中P有一對(duì)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為134，所以P為sp3雜化，PCl3的空間構(gòu)型為三角錐形。(4)Cl2O中O有兩對(duì)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為224，所以O(shè)為sp3雜化，Cl2O的空間構(gòu)型為V形。Cl2O中Cl為1價(jià)，Cl2發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cl2O和NaCl。(5)由晶胞圖知，小黑球有8個(gè)，大黑球有81/861/24，所以化學(xué)式為Na2O。小黑球?yàn)镹a，大黑球?yàn)镺。A為O，由晶胞結(jié)構(gòu)知，面心上的1個(gè)O連有4個(gè)鈉，在相鄰的另一個(gè)晶胞中，O也連有4個(gè)鈉，故O的配位數(shù)為8。1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Na2O，根據(jù)密度公式有：2.27(gcm3)。答案：(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(2)O3O3相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大分子晶體離子晶體(3)三角錐形sp3(4)V形42Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaHCO32NaCl(或2Cl2Na2CO3=Cl2OCO22NaCl)(5)Na2O82.27 gcm36填寫下列空白。(1)(2014新課標(biāo)卷，節(jié)選)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子?；卮鹣铝袉?wèn)題：b、c、d中第一電離能最大的是_(填元素符號(hào))，e的價(jià)層電子軌道示意圖為_。(2)現(xiàn)有部分前36號(hào)元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表。元素編號(hào)元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)R基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子S單質(zhì)能與水劇烈反應(yīng)，所得溶液呈弱酸性T基態(tài)原子3d軌道上有1個(gè)電子X(jué)R元素的第一電離能大于其同周期相鄰元素的第一電離能，原因是_。S元素的常見(jiàn)化合價(jià)為_，原因是_。T元素的原子N能層上電子數(shù)為_。X的核外電子排布圖違背了_。用X單質(zhì)、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時(shí)，焰火發(fā)出五顏六色的光，請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋發(fā)光的原因：_。解析：(1)根據(jù)題意知，周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，則a為氫元素；b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，則b為氮元素；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則c為氧元素；d與c同主族，則d為硫元素；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，則e為銅元素。同周期由左向右第一電離能呈遞增趨勢(shì)，但當(dāng)元素原子的軌道呈全滿、全空、半充滿狀態(tài)時(shí)，較穩(wěn)定；同主族由上到下第一電離能逐漸減小，氮原子2p軌道為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，則N、O、S中第一電離能最大的是N；e為銅元素，價(jià)層電子軌道示意圖為。(2)R元素基態(tài)原子的電子排布式可表示為 ，可知R為氮，氮原子2p軌道半充滿，能量低，穩(wěn)定，所以其第一電離能較大。由題目所給信息可知S為氟元素，氟的電負(fù)性最強(qiáng)，只能得電子，無(wú)正價(jià)，其常見(jiàn)化合價(jià)為1價(jià)。由構(gòu)造原理可知T的基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律為1s22s22p63s23p64s23d1，根據(jù)能量最低原理，先排4s軌道再排3d軌道，則N能層只有2個(gè)電子。X元素的核外電子排布先應(yīng)排能量低的3s軌道。發(fā)射光譜是電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷至較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)釋放能量產(chǎn)生的。答案：(1)N (2)N原子2p軌道半充滿，能量低，穩(wěn)定1F的電負(fù)性最強(qiáng)，只能得1個(gè)電子2能量最低原理電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以光(子)的形式釋放能量7已知X、Y、Z、W、K五種元素均位于元素周期表的前四周期，且原子序數(shù)依次增大。元素X是周期表中原子半徑最小的元素；Y的基態(tài)原子中電子占據(jù)了三種能量不同的原子軌道，且這三種軌道中的電子數(shù)相同；W位于第二周期，其原子核外成