高中化學高考二輪復習 上篇21

第14講物質結構與性質能力提升訓練1．已知A、B、C、D、E、F、G為前四周期中的七種元素且原子序數(shù)依次增大，其中A的基態(tài)原子中沒有成對電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；C原子核外成對電子數(shù)比未成對電子數(shù)多1個，其氫化物常用作制冷劑；D原子未成對電子數(shù)與周期數(shù)相同；在E元素所在周期中該原子的第一電離能最小；F原子價電子排布式為nsn－1npn＋1；G原子有6個未成對電子。請回答下列問題：(1)G元素基態(tài)原子的價電子排布式為________。(2)B、C、D三種元素的最簡單氫化物的鍵角由小到大的順序為________(填元素符號)，常溫下硬度最大的B單質、E2F、A2D及A2F的沸點由大到小的順序為_____________________(填化學式)。(3)D元素與氟元素相比，電負性：D元素________氟元素(填“＞”、“＝”或“＜”)，下列表述中能證明這一事實的是________(填選項序號)。A．常溫下氟氣的顏色比D單質的顏色深B．氟氣與D的氫化物劇烈反應，產(chǎn)生D的單質C．氟與D形成的化合物中D元素呈正價態(tài)D．比較兩元素的單質與氫氣化合時得電子的數(shù)目(4)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子軌道的雜化類型為________；1molB2A4分子中含σ鍵________mol。解析A的基態(tài)原子中沒有成對電子，則A為氫元素；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，每種軌道中的電子總數(shù)相同，則B的核外電子排布式為1s22s22p2，則B為碳元素；C的氫化物可作制冷劑，則C為氮元素；D原子未成對電子數(shù)與周期數(shù)相同，知D為氧元素；根據(jù)同一周期元素的第一電離能從左往右逐漸增大，故E屬于第ⅠA族，結合F中n＝3知F為S元素，則E為Na元素；由G原子有6個未成對電子知該元素為鉻元素。(1)24號Cr元素的價電子排布式為3d54s1。(2)CH4、NH3、H2O的鍵角分別為°、°、°，則鍵角由小到大的順序為O＜N＜C；硬度最大的B單質為金剛石，屬原子晶體，E2F是Na2S，屬離子晶體，H2O屬分子晶體且因為含有氫鍵沸點較高，硫化氫屬分子晶體，熔沸點較低，根據(jù)一般熔沸點：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，故它們沸點由大到小的順序為C＞Na2S＞H2O＞H2S。(3)D元素為氧元素，其電負性比氟小，B項，氟氣與水發(fā)生反應置換出氧氣，說明氟的非金屬性強于氧，故其電負性大于氧，C項，根據(jù)OF2中氧顯正價、氟顯負價，可判斷電負性氟大于氧。(4)C2H4是乙烯，分子中C原子采用sp2雜化；根據(jù)其結構簡式CH2CH2知1molC2H4分子中含σ鍵5mol。答案(1)3d54s1(2)O＜N＜CC＞Na2S＞H2O＞H2S(3)＜BC(4)sp2雜化52．A、B、D、E、F五種元素的原子序數(shù)依次增大，除F為過渡元素外，其余四種均是短周期元素。已知：①F的單質為生活中最常見的金屬之一，原子最外層有2個電子；②E原子的價電子排布為msnmpn，B原子的核外L層電子數(shù)為奇數(shù)；③A、D原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4。請回答下列問題：(1)F的穩(wěn)定價態(tài)離子的電子排布式是________________，A、B、D、E四種元素的第一電離能由大到小的順序為________________(用元素符號表示)。(2)對于B的簡單氫化物，其中心原子的軌道雜化類型是________，分子的空間構型為________________，該氫化物易溶于D的簡單氫化物的主要原因是______________。(3)D原子分別與A、B原子形成的單鍵中，鍵的極性較強的是________(用具體的化學鍵表示)。(4)如圖所示的晶胞是由A、D兩元素組成的，下列有關該晶體的說法中正確的是________。a．該晶體的化學式為ADb．該晶體中A、D原子間形成的是雙鍵c．該晶體熔點可能比SiO2晶體高d．該晶體可溶于水解析由已知①知F為鐵元素；由已知③知A、D分別是第ⅣA、ⅥA族元素，結合幾種元素原子序數(shù)關系及已知②可判斷A是碳元素、D是氧元素、E是硅元素、B是氮元素。(4)由所給晶胞圖知該晶體屬于原子晶體，組成仍為CO2，碳、氧之間形成單鍵，因CO鍵鍵長比SiO鍵短，故該CO2原子晶體的熔點可能比SiO2高且不溶于水。答案(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5Si＜C＜O＜N(2)sp3三角錐型NH3與H2O分子間易形成氫鍵(3)CO(4)c3．納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域。單位質量的A和B的單質燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：電離能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540(1)某同學根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如下圖所示，該同學所畫的電子排布圖(軌道表示式)違背了________。(2)ACl2分子中A原子的雜化類型為________。(3)氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C60可用作儲氫材料。已知金剛石中的C—C鍵的鍵長大于C60中C—C鍵的鍵長，有同學據(jù)此認為C60的熔點高于金剛石，你認為是否正確________(填“是”或“否”)，并闡述理由_______________________________。(4)科學家把C60和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質在低溫時是一種超導體。寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式______________，該物質的K原子和C60分子的個數(shù)比為________。(5)繼C60后，科學家又合成了Si60、N60等，C、Si、N元素的電負性由大到小的順序是________，NCl3分子的VSEPR模型為________。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構，則一個Si60分子中π鍵的數(shù)目為________。解析(1)E(3s)<E(3p)，3s軌道排滿后才能排3p軌道；(2)由表格電離能可推測出A是Be，B是Mg，BeCl2中心原子的價層電子對數(shù)為2，采取sp雜化；(3)C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，決定二者熔沸點的作用力不同；(4)K原子序數(shù)為19，價電子為4s1，從晶胞可看出C60的個數(shù)8×eq\f(1,8)＋1＝2，K原子的個數(shù)12×eq\f(1,2)＝6，K原子和C60分子的個數(shù)比為3∶1；(5)根據(jù)同周期、同主族元素原子的電負性遞變規(guī)律可知：C、Si、N原子電負性由大到小的順序是N>C>Si；NCl3中心原子價層電子對數(shù)為4，VSEPR模型為四面體；Si的價電子數(shù)為4，每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子相連且最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構，所以每個Si原子周圍只有1個π鍵，且2個Si共用1個π鍵，所以一個Si60分子中π鍵的數(shù)目為(60×1)×eq\f(1,2)＝30。答案(1)能量最低原理(2)sp雜化(3)否C60為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵(4)4s13∶1(5)N>C>Si四面體型304．前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D、E中，A的基態(tài)原子核外3個能級上有電子，且每個能級上的電子數(shù)相等，B原子核外電子有7種不同的運動狀態(tài)，C元素原子核外的M層中只有2對成對電子，D＋與C2－的電子數(shù)相等，E元素位于元素周期表的ds區(qū)，且基態(tài)原子價電層電子均已成對?；卮鹣铝袉栴}：(1)E2＋的價層電子排布圖為________________。(2)五種元素中第一電離能最小的是________(填元素符號)，CAB－離子中，A原子的雜化方式是________。(3)AB－、D＋和E2＋三種離子組成的化學物質D2E(AB)4，其中化學鍵的類型有________________，該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為________，配位體是________。(4)C和E兩種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示。該化合物的化學式為________，E的配位數(shù)為________，C采取________(填“簡單立方”、“體心立方”、“六方最密”或“面心立方最密”)堆積。解析(1)因E在ds區(qū)且基態(tài)原子均成對可知E為Zn，失去4s能級層上的兩個電子得Zn2＋。(2)由題意可知A為C，B為N，C為S，D為K，其中第一電離能最小的即金屬性最強的為K；在SCN－中C形成兩個σ鍵兩個π鍵，為sp雜化。(3)K2Zn(CN)4中含有離子鍵和共價鍵，而Zn2＋存在空軌道，與CN－形成配位鍵。(4)根據(jù)均攤原理知其化學式為ZnS，由圖中虛線連接可知Zn的配位數(shù)為4，S采取六方最密堆積。答案(1)eq\x(↑↓)eq\x(↑↓)eq\x(↑↓3d↑↓)eq\x(↑↓)(2)Ksp雜化(3)共價鍵、配位鍵、離子鍵[Zn(CN)4]2－CN－(4)ZnS4六方最密5．(2023·蘇州市高三學情調(diào)研)已知：硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)即可得到配合物A，其結構如圖所示。請回答下列問題：(1)Cu元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為________。(2)元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序為________。(3)配合物A中碳原子的軌道雜化類型為________。(4)1mol氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)含有σ鍵的數(shù)目為________________。(5)氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳。寫出二氧化碳的一種等電子體：________(寫化學式)。(6)已知：硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體，其結構如圖。則該化合物的化學式是________。解析(1)基態(tài)Cu原子核外有29個電子，外圍電子排布式為3d104s1。(2)同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，C、N、O的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C。(3)配合物A中碳原子為sp2雜化、sp3雜化。(4)氨基乙酸根的結構為，1mol氨基乙酸鈉()含8molσ鍵。(5)與CO2互為等電子體的有N2O、SCN－、Neq\o\al(－,3)等。(6)該晶胞中Cu的個數(shù)為4，O的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，Cu、O的個數(shù)比為2∶1，故化學式為Cu2O。答案(1)3d104s1(2)N＞O＞C(3)sp2、sp3(4)8××1023(5)N2O(或SCN－、Neq\o\al(－,3)等)(6)Cu2O6．(2023·蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))Fe2＋、Fe3＋與Oeq\o\al(2－,2)、CN－、F－、有機分子等形成的化合物具有廣泛的應用。(1)C、N、O原子的第一電離能由大到小的順序是_______________________________。(2)Fe2＋基態(tài)核外電子排布式為________。(3)乙?；F是常用汽油抗震劑，其結構如圖甲所示。此物質中碳原子的雜化方式是________。(4)配合物K3Fe(CN)6可用于電子傳感器的制作。與配體互為等電子體的一種分子的化學式為________。已知(CN)2是直線形分子，并具有對稱性，則(CN)2中π鍵和σ鍵的個數(shù)比為________。(5)F－不僅可與Fe3＋形成[FeF6]3－，還可以與Mg2＋、K＋形成一種立方晶系的離子晶體，此晶體應用于激光領域，其結構如圖乙所示。該晶體的化學式為________。解析(1)N原子p軌道處于半充滿較穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能反常，高于同周期相鄰兩元素。(2)注意審題，要求書寫的是Fe2＋的核外電子排布式，不要寫成Fe的核外電子排布式。(3)乙?；F中CH3—中C為sp3雜化，C=O基團中碳原子為sp2雜化。(4)配體為CN－，故與CN－等電子體的分子為CO或N2。(CN)2的結構式為N≡C—C≡N，故π鍵為4，σ鍵為3。(5)根據(jù)均攤法計算，該晶胞擁有K＋：1個，Mg2＋：eq\f(1,8)×8＝1(個)，F(xiàn)－：eq\f(1,4)×12＝3(個)，故化學式為KMgF3。答案(1)N>O>C(2)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6(3)sp3、sp2(4)CO或N24∶3(5)KMgF37．過渡元素Ti、Mn、Fe、Cu等可與C、H、O形成多種化合物。請回答下列問題：(1)根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區(qū)域，其中Mn屬于________區(qū)。(2)Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料?；鶓B(tài)Ti2＋中電子占據(jù)的最高能層符號為________，該能層具有的原子軌道數(shù)為________。BHeq\o\al(－,4)的空間構型是________。(3)在Cu的催化作用下，乙醇可被空氣中氧氣氧化為乙醛，乙醛分子中碳原子的雜化方式是________，乙醛分子中HCO的鍵角________乙醇分子中H—C—O的鍵角(填“大于”、“等于”或“小于”)。(4)電鍍廠排放的廢水中常含有劇毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO將CN－氧化成CNO－，再在酸性條件下CNO－繼續(xù)被NaClO氧化成N2和CO2。①H、C、N、O四種元素的電負性由小到大的順序為________________。②與CN－互為等電子體微粒的化學式為________(寫出一種即可)(5)單質鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)之比為________，δ、γ、α三種晶胞的邊長之比為________。解析(1)Mn的外圍電子排布式為3d54s2，位于元素周期表的d區(qū)。(2)Ti的原子序數(shù)為22，Ti2＋核外有20個電子，Ti2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2或[Ar]3d2，電子占據(jù)的最高能層為M層，M層有s、p、d三種能級，軌道數(shù)為1＋3＋5＝9。BHeq\o\al(－,4)的空間構型為正四面體型。(3)CH3CHO中左邊碳原子的雜化類型為sp3，右邊碳原子的雜化類型為sp2。乙醛分子中H—C—O的鍵角大于乙醇分子中H—C—O的鍵角。(4)①電負性：H＜C＜N＜O。②CO、N2與CN－互為等電子體。(5)δ為體心立方，γ為面心立方，α為簡單立方，三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)分別為8、12、6，配位數(shù)之比為4∶6∶3。設Fe的原子半徑為r，δ、γ、α晶胞的邊長分別為a1、a2、a3，則δ中eq\r(3)a1＝4r，γ中eq\r(2)a2＝4r，α中a3＝2r，則邊長之比為：eq\f(4,\r(3))r∶(2eq\r(2)r)∶(2r)＝eq\f(2,\r(3))∶eq\r(2)∶1。答案(1)d(2)M9正四面體型(3)sp2、sp3大于(4)①H＜C＜N＜O②CO(或N2等)(5)4∶6∶3eq\f(2,\r(3))∶eq\r(2)∶18．氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結構如下圖所示。eq\a\vs4\al()(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為_________________________________________________。(2)關于這兩種晶體的說法，正確的是________(填序號)。a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟c．兩種晶體中的B－N鍵均為共價鍵d．兩種晶體均為分子晶體(3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為________________，其結構與石墨相似卻不導電，原因是___________________________