2023版高考化學微專題小練習專練57結構與性質綜合應用

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d．1s22s22p33p2（2）①一氯乙烯（C2H3Cl）分子中，C的一個雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl鍵，并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵（Π3②一氯乙烷（C2H5Cl）、一氯乙烯（C2H3Cl）、一氯乙炔（C2HCl）分子中，C—Cl鍵長的順序是，理由：（ⅰ）C的雜化軌道中s成分越多，形成的C—Cl鍵越強；（ⅱ）。（3）鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應，生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為。解釋X的熔點比Y高的原因________________________________________________________________________________________________________________________。（4）α-AgI晶體中I－離子作體心立方堆積（如圖所示），Ag＋主要分布在由I－構成的四面體、八面體等空隙中。在電場作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α-AgI晶體在電池中可作為。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm＝m3·mol－1（列出算式）。2．[2022·全國甲卷]2008年北京奧運會的“水立方”，在2022年冬奧會上華麗轉身為“冰立方”，實現(xiàn)了奧運場館的再利用，其美麗的透光氣囊材料由乙烯（CH2=CH2）與四氟乙烯（CF2=CF2）的共聚物（ETFE）制成?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)F原子的價電子排布圖（軌道表示式）為。（2）圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能Ⅰ變化趨勢（縱坐標的標度不同）。第一電離能的變化圖是（填標號），判斷的根據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；第三電離能的變化圖是（填標號）。（3）固態(tài)氟化氫中存在（HF）n形式，畫出（HF）3的鏈狀結構。（4）CF2=CF2和ETFE分子中C的雜化軌道類型分別為和；聚四氟乙烯的化學穩(wěn)定性高于聚乙烯，從化學鍵的角度解釋原因。（5）螢石（CaF2）是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結構如圖所示，X代表的離子是；若該立方晶胞參數(shù)為apm，正負離子的核間距最小為pm。3．北宋沈括《夢溪筆談》中記載：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。挹其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅?！被卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)Cu原子的簡化電子排布式為；量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道，基態(tài)Cu原子核外電子有個空間運動狀態(tài)。（2）膽礬的化學式為CuSO4·5H2O，其中SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))的空間結構為。（3）Cu2＋能與乙二胺四乙酸根離子形成配離子，組成該陰離子的四種元素的電負性由大到小的順序是，第一電離能最大的是；C、N原子的軌道雜化類型分別為、。（4）某種合金的晶胞結構如圖所示，晶體中K原子的配位數(shù)為；已知金屬原子半徑r（Na）和r（K），計算晶體的空間利用率：（假設原子是剛性球體，用代數(shù)式表示）。4．氧化鋅在液晶顯示器、薄膜晶體管、發(fā)光二極管等產品中均有應用，常用下列三種鋅鹽為原料經高溫分解制備?；卮鹣铝袉栴}：（1）Zn為30號元素，它在元素周期表中的位置是。（2）原料Ⅰ中陰離子空間結構為，其等電子體為（寫出1種即可）。（3）原料Ⅱ、Ⅲ陰離子對應的酸沸點較高的是（寫結構簡式），原因是。（4）關于以上幾種鋅鹽說法正確的是（填序號）。A．化合物Ⅱ中電負性最大的元素是OB．化合物Ⅱ中所有C原子的雜化形式均為sp3C．化合物Ⅲ中只存在離子鍵和極性共價鍵D．化合物Ⅰ陰離子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為2∶1（5）ZnO存在多種晶體結構，其中纖鋅礦型和閃鋅礦型是最常見的晶體結構，如圖為這兩種晶體的局部結構。①圖甲不是纖鋅礦型ZnO的晶胞單元，原因是。②圖乙閃鋅礦型屬于立方晶胞，原子1的坐標為（eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0），則原子2的坐標為。③圖乙的閃鋅礦型ZnO晶體中離O原子距離最近的Zn原子個數(shù)為，其晶胞參數(shù)為anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體密度為g·cm－3（列出計算式）。5．[2021·山東卷]非金屬氟化物在生產、生活和科研中應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有種。（2）O、F、Cl電負性由大到小的順序為；OF2分子的空間構型為；OF2的熔、沸點（填“高于”或“低于”）Cl2O，原因是。（3）Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價層電子對數(shù)為，下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是（填標號）。A．sp B．sp2C．sp3 D．sp3dXeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有個XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分數(shù)坐標，如A點原子的分數(shù)坐標為（eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2)）。已知Xe—F鍵長為rpm，則B點原子的分數(shù)坐標為；晶胞中A、B間距離d＝pm。專練57結構與性質綜合應用1．(1)add(2)①sp2σ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HClCl參與形成的大π鍵越多，形成的C—Cl鍵越短(3)CsClCsCl是離子晶體，熔化時需要克服Cs＋和Cl－之間的離子鍵，而ICl是分子晶體，熔化時只需要克服范德華力(4)固體離子導體eq\f(1,2)(5.04×10－10)3NA解析：(1)基態(tài)氟原子的核外電子排布式為1s22s22p5，有9個電子，排除b、c項；a項，相當于F原子的一個電子從2p能級躍遷到3s能級，屬于激發(fā)態(tài)氟原子，正確；d項，相當于F原子的兩個電子從2p能級躍遷到3p能級，屬于激發(fā)態(tài)氟原子，正確；在兩個激發(fā)態(tài)氟原子中，由于3p能級的能量高于3s能級，且d中發(fā)生躍遷的電子數(shù)目多于a，故d的能量較高。(2)①C2H3Cl分子中存在碳碳雙鍵，C原子為sp2雜化，雜化軌道只能形成σ鍵，故在C2H3Cl分子中，C的一個sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Clσ鍵。②C2H5Cl分子中只存在σ鍵，C原子為sp3雜化；C2H3Cl分子中存在一個Π34的大π鍵，C原子為sp2雜化；C2HCl分子中存在兩個Π34的大π鍵[1個是Cl(3pz)－C(2pz)，1個是Cl(3py)－C(2py)]，C原子為sp雜化。雜化軌道中s成分越多(sp3、sp2、sp雜化軌道中s成分依次增多)，形成的C—Cl鍵越強；Cl參與形成的大π鍵越多，形成的C—Cl鍵越短，故C—Cl鍵長順序為C2H5Cl>C2H3Cl>C2HCl。(3)由CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應知，CsICl2受熱分解生成CsCl和ICl，故無色晶體X為CsCl，紅棕色液體Y為ICl；由于CsCl是離子晶體，熔化時需要克服Cs＋和Cl－之間的離子鍵，而ICl是分子晶體，熔化時只需要克服范德華力，離子鍵比范德華力強得多，故CsCl的熔點高于ICl。(4)在α-AgI晶體中，Ag＋可以發(fā)生遷移，故α-AgI晶體在電池中可以作為固體離子導體。由于α-AgI晶體中I－作體心立方堆積，由“均攤法”知，1個晶胞中含有I－數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋1＝2，即1個晶胞中含有2個α-AgI，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm＝eq\f(1,2)(504×10－12m)3·NAmol－1＝eq\f(1,2)(5.04×10－10)3NAm3·mol－1。2．(1)(2)a同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，N原子的價電子排布式為2s22p3，2p軌道是半充滿穩(wěn)定結構，第一電離能比O原子大b(3)H—F…H—F…H—F(4)sp2sp3F的電負性比H大，C—F鍵的鍵能比C—H鍵的大(5)Ca2＋eq\f(\r(3),4)a解析：(1)基態(tài)F原子的價電子排布式為2s22p5，故其價電子排布圖(軌道表示式)為。(2)C、N、O、F均位于第二周期，原子半徑逐漸減小，原子核對最外層電子的吸引能力增強，第一電離能逐漸增大，但N原子的價電子排布式為2s22p3，2p軌道是半充滿穩(wěn)定結構，第一電離能比O原子大，故選a；C原子失去2個電子后達到2s2全滿穩(wěn)定結構，再失去1個電子較難，故第三電離能比N原子大，故選b。(3)固態(tài)氟化氫分子間存在氫鍵，故(HF)3的鏈狀結構為H—F…H—F…H—F。(4)CF2=CF2分子中C原子形成碳碳雙鍵，故C原子為sp2雜化；ETFE是乙烯與四氟乙烯的共聚物，可表示為CH2—CH2—CF2—CF2，故在ETFE分子中碳原子為sp3雜化；由于F的電負性比H大，C—F鍵的鍵能比C—H鍵的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯穩(wěn)定。(5)X離子位于頂點和面心，根據(jù)均攤法知，X離子數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Y離子位于體內，故Y離子數(shù)目為8，結合CaF2的化學式知，X代表的離子是Ca2＋；根據(jù)晶胞結構圖知，Ca2＋與F－的最小核間距為正方體體對角線長度的eq\f(1,4)，即正負離子的核間距最小為eq\f(\r(3),4)apm。3．(1)[Ar]3d104s115(2)正四面體形(3)O>N>C>HNsp2、sp3sp3(4)6eq\f(π[3r3（Na）＋r3（K）],6[r（Na）＋r（K）]3)×100%解析：(1)基態(tài)Cu原子核外有29個電子，簡化電子排布式為[Ar]3d104s1；基態(tài)Cu原子核外電子占據(jù)幾個軌道，其核外電子就有幾個空間運動狀態(tài)，則基態(tài)Cu原子核外電子空間運動狀態(tài)種類數(shù)為1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15。(2)SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))中硫原子價層電子對數(shù)為4＋eq\f(1,2)×(6＋2－4×2)＝4，空間結構為正四面體形。(3)元素的非金屬性越強，電負性越大，則電負性由大到小的順序是O>N>C>H；同周期主族元素第一電離能呈增大趨勢，但N原子2p能級處于半滿狀態(tài)，更穩(wěn)定，則四種元素中第一電離能最大的是N；該離子中亞甲基上的C原子價層電子對數(shù)為4、—COO－中的C原子價層電子對數(shù)為3，N原子價層電子對數(shù)為4，則C原子采用sp3、sp2雜化，N原子采用sp3雜化。(4)根據(jù)晶胞結構判斷，距離K原子最近的Na原子個數(shù)為6，則K原子的配位數(shù)是6；該晶胞棱長＝2[r(Na)＋r(K)]，晶胞體積＝[2r(Na)＋2r(K)]3，該晶胞中Na原子個數(shù)＝12×eq\f(1,4)＝3，K原子個數(shù)＝eq\f(1,8)×8＝1，原子總體積＝3×eq\f(4,3)π[r(Na)]3＋eq\f(4,3)π[r(K)]3，晶體的空間利用率＝eq\f(原子總體積,晶胞體積)×100%＝eq\f(π[3r3（Na）＋r3（K）],6[r（Na）＋r（K）]3)×100%。4．(1)第四周期第ⅡB族(2)平面三角形NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))(或SO3，合理即可)(3)HOOC—COOHHOOC—COOH的相對分子質量高于CH3COOH，且HOOC—COOH存在兩個羧基，可以形成更多的分子間氫鍵(4)A(5)①晶胞單元是晶體的最小重復結構單元，該結構中包含了三個更小的重復結構單元②(eq\f(1,4)，eq\f(3,4)，eq\f(3,4))③4eq\f(4×（65＋16）×1021,NA×a3)解析：(1)Zn為30號元素，位于第四周期第ⅡB族。(2)原料Ⅰ中陰離子為COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))，碳原子所含孤電子對數(shù)為eq\f(1,2)×(4＋2－3×2)＝0，所形成σ鍵數(shù)為3，價層電子對數(shù)為3，空間結構為平面三角形；原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的微粒互為等電子體，COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))的等電子體有NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))、SO3等。(3)原料Ⅱ、Ⅲ陰離子對應的酸分別為CH3COOH、HOOC—COOH，HOOC—COOH的相對分子質量高于CH3COOH，同時HOOC—COOH存在兩個羧基，可以分別與其他分子形成更多的分子間氫鍵，所以沸點較高。(4)化合物Ⅱ中O的非金屬性最強，電負性最大，A項正確；化合物Ⅱ中甲基上的碳原子為sp3雜化，而羧基中的碳原子為sp2雜化，B項錯誤；化合物Ⅲ中，兩個C原子之間還存在非極性共價鍵，C項錯誤；單鍵均為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，則化合物Ⅰ的陰離子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為3∶1，D項錯誤。(5)①晶胞單元是晶體的最小重復結構單元，圖示結構中包含了三個更小的重復結構單元，所以不是纖鋅礦型ZnO的晶胞單元；②根據(jù)原子1的坐標及建系方式判斷，原子2的坐標為(eq\f(1,4)，eq\f(3,4)，eq\f(3,4))；③以頂面面心的O原子為例，該晶胞中有2個Zn原子距離其最近且相等，該晶胞的上方晶胞中還有兩個，所以離O原子距離最近的Zn原子數(shù)為4；根據(jù)晶胞結構可知，該晶胞中有4個Zn原子，4個O原子，晶胞的質量為eq\f(（65＋16）×4,NA)g，晶胞參數(shù)為anm，則該晶體密度＝eq\f(4×（65＋16）×1021,NA×a3)g·cm－3。5．(1)9(2)F>O>ClV形低于OF2相對分子質量小，分子間作用力小(3)5D(4)2(0，0，eq\f(r,/