高考人教化學二輪專題鞏固練習：物質的結構與性質附答案

2020高考人教化學二輪專題鞏固練習：物質的結構與性質附答案專題：物質的結構與性質（一）已知：（1）Al（OH）3的電離方程式為：AlO2-+H++H2O?Al（OH）3?Al3++3OH-（2）電解熔融AlCl3不能得到金屬鋁，AlCl3溶于水的電離方程式為：AlCl3=Al3++3Cl-（3）PbSO4難溶于水，易溶于醋酸鈉溶液，反應的化學方程式為：PbSO4+2CH3COONa=Na2SO4+(CH3COO)2Pb，則下列關于Al（OH）3、AlCl3和（CH3COO）2Pb的說法中正確的是（）A．均為強電解質B．均為弱電解質C．均為離子化合物D．均為共價化合物【答案】D【解析】A．Al（OH）3在水溶液中部分電離，屬于弱電解質；B．AlCl3在水溶液中完全電離，屬于強電解質；C．電解熔融AlCl3不能得到金屬鋁，則AlCl3在熔融狀態(tài)下不電離，所以氯化鋁為共價化合物；D．三者只含有共價鍵，不含有離子鍵，故均為共價化合物（二）鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)Zn原子核外電子排布式為_____________________________________。(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________________________________________________________________。(3)ZnF2具有較高的熔點(872℃)，其化學鍵類型是________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是__________________________________________________________。(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構型為________，C原子的雜化形式為________。(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為________：六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為____________________________________________g·cm－3(列出計算式)。答案(1)[Ar]3d104s2(2)大于Zn核外電子排布為全充滿穩(wěn)定結構，較難失電子(3)離子鍵ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主、極性較小(4)平面三角形sp2雜化(5)六方最密堆積(A3型)eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)×a2c)（三）硅是重要的半導體材料，構成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎。回答下列問題：(1)基態(tài)Si原子中，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________，電子數(shù)為________。(2)硅主要以硅酸鹽，________等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體，其中原子與原子之間以____________相結合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢獻____________個原子。(4)單質硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中反應制得SiH4，該反應的化學方程式為__________________。(5)碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關事實：①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多，原因是_______________。②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________________。(6)在硅酸鹽中，SiO44-四面體(如下圖(a))通過共用頂角氧離子可形成島狀，鏈狀，層狀，骨架網(wǎng)狀四大類結構型式。圖(b)為一種無限長單鏈結構的多硅酸根：其中Si原子的雜化形式為______________，Si與O的原子數(shù)之比為______________化學式為________________。【答案】(1)M94(2)二氧化硅(3)共價鍵3(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2(5)①C—C鍵和C—H鍵較強，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O鍵(6)sp31∶3[SiO3](或SiO)【解析】(1)Si的最外層為M層，能量最高，最外層有4個電子，排布為3s23p2，M層有1個s軌道，3個p軌道，5個d軌道，共9個軌道；(2)Si在自然界中以化合態(tài)存在，主要以硅酸鹽和SiO2的形式存在；(3)金剛石晶胞的面心上各有一個原子，面上的原子對晶胞的貢獻是；(4)反應方程式為Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2；(5)表給出了許多鍵能數(shù)據(jù)，解釋物質的存在，穩(wěn)定性都要從表格數(shù)據(jù)中挖掘有效信息——同類型的化學鍵鍵能的大小。①C—C鍵和C—H鍵較強，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成；②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O鍵；(6)在多硅酸根中每個硅原子都與4個O形成4個Si—O單鍵，因而Si原子都是sp3雜化；觀察圖(b)可知，每個四面體通過兩個氧原子與其它四面體連接形成鏈狀結構，因而每個四面體中硅原子數(shù)是1，氧原子數(shù)＝2＋2×＝3，即Si與O的原子個數(shù)比為1∶3，化學式為[SiO3]。（四）鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)Zn原子核外電子排布式為________________。(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_____________________________________________________。(3)ZnF2具有較高的熔點(872℃)，其化學鍵類型是________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是________________________________________(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構型為________，C原子的雜化形式為________。(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為______________。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為________g·cm－3(列出計算式)。答案：(1)[Ar]3d104s2(2)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構，較難失電子(3)離子鍵ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主、極性較小(4)平面三角形sp2(5)六方最密堆積(A3型)eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)×a2c)（五）氧族元素是指位于元素周期表第16列的元素，包括氧、硫、硒(Se)、碲(Te)、釙(Po)五種元素。請回答下列問題：(1)與氧同周期的相鄰元素中，第一電離能由大到小的順序為________。(2)臭鼬排放的臭氣主要成分為3-MBT(3-甲基-2-丁烯硫醇，結構如下圖)。1mol3-MBT中含有σ鍵數(shù)目為______(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。沸點：3-MBT_____(CH3)2C=CHCH2OH(填“高于”或“低于”)，主要原因是_____________________________________。(3)S有＋4和＋6兩種價態(tài)的氧化物。①下列關于氣態(tài)SO3和SO2的說法中正確的是______(填選項字母)。A．中心原子的價層電子對數(shù)目相等B．都是極性分子C．中心原子的孤對電子數(shù)目相等D．都含有極性鍵②SO3分子的空間構型為________，與其互為等電子體的陰離子為________(舉一例)。將純液態(tài)SO3冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結構的固體，其結構如圖，此固態(tài)SO3中S原子的雜化軌道類型是________。(4)元素X與硒同周期，X元素原子核外未成對電子數(shù)最多，X為________(填元素符號)，X的基態(tài)原子的電子排布式為________。(5)單質釙是由________鍵形成的晶體；若已知釙的摩爾質量為Mg·mol－1，原子半徑為rpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則釙晶體的密度的表達式為________g/cm3。答案(1)F>N>O(2)15NA低于(CH3)2C=CHCH2OH分子間能形成氫鍵(3)①AD②平面三角形NOeq\o\al(－,3)或COeq\o\al(2－,3)sp3(4)Cr1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(5)金屬鍵1030M/(8NAr3)解析(1)與氧同周期的相鄰元素有N和F，非金屬性越強，第一電離能越大，其中N元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強，則第一電離能由大到小的順序為F＞N＞O。(2)單鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵，則1mol3-MBT中含有σ鍵數(shù)目為15NA；由于(CH3)2C=CHCH2OH分子間能形成氫鍵，增強分子間作用力，使沸點升高，故3-MBT沸點低于(CH3)2C=CHCH2OH。(3)①A項中心原子的價層電子對數(shù)目相等，均是3對，A正確；B項SO2是極性分子，三氧化硫是平面三角形，結構對稱，為非極性分子，B錯誤；C項中心原子的孤對電子數(shù)目不相等，SO2含有一對，SO3不存在，C錯誤；D項都含有極性鍵，D正確，答案選A、D。②SO3分子的空間構型為平面三角形，價電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的是等電子體，則與其互為等電子體的陰離子為NOeq\o\al(－,3)或COeq\o\al(2－,3)。固態(tài)SO3中S原子形成4個共價鍵，則其雜化軌道類型是sp3。(4)元素X與硒同周期，X元素原子核外未成對電子數(shù)最多，X為24號元素Cr，Cr的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。(5)單質釙是由金屬鍵形成的晶體，屬于簡單立方堆積，一個晶胞中含有1個原子。如果原子半徑為rpm，則晶胞的邊長是2rpm，則釙晶體的密度的表達式為eq\f(M,NA×2r×10－103)g/cm3＝eq\f(1030M,8r3NA)g/cm3。（六）離子液體具有很高的應用價值，其中EMIM+離子由H、C、N三種元素組成，結構如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)碳原子價層電子的軌道表達式為_________________________。(2)根據(jù)價層電子對互斥理論，NH3、、中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他兩種粒子的是____________。NH3比PH3的沸點高，原因是_______________________。(3)氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是___________________________。(4)EMIM+中，碳原子的雜化軌道類型為______________。分子中的大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù)，n代表參與形成的大π鍵電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為)，則EMIM+離子中的大π鍵應表示為_________________。(5)立方氮化硼屬于原子晶體，其晶胞結構如圖所示。其中硼原子的配位數(shù)為__________。已知立方氮化硼密度為dg／cm3，B原子半徑為xpm，N原子半徑為ypm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶胞中原子的空間利用率為__________(列出化簡后的計算式)?！緟⒖即鸢浮?1).(2).NH3(3).氨分子間存在氫鍵(4).基態(tài)氮原子電子占據(jù)的最高能級為半充滿，較穩(wěn)定(5).sp3sp2(6).(7).4(8).【分析】（1）碳原子價電子數(shù)為4，價電子排布式為2s22p2，據(jù)此寫出軌道表達式；（2）價層電子對數(shù)計算方法：中心原子孤電子對數(shù)+中心原子與周圍原子形成σ鍵電子對數(shù)，計算步驟①陰離子：中心原子的最外層電子數(shù)+所帶電荷數(shù)-周圍原子所需電子總數(shù)，再除以2就是中心原子的孤電子對數(shù)②數(shù)數(shù)周圍有幾個原子和中心原子結合，中心原子與周圍原子形成σ鍵電子對數(shù)就是幾；NH3比PH3的沸點高是因為氨分子間存在氫鍵。（3）VA族比同周期相鄰元素都大，是因為最高能級p軌道上電子數(shù)為特殊的半充滿狀態(tài)，能量低、較穩(wěn)定；（4）根據(jù)圖示可知，環(huán)外三個烷基碳原子為sp3雜化，環(huán)內三個碳原子為sp2雜化；形成大π鍵的電子數(shù)=（4-3）×3+（5-3）×2-1=6，則大π鍵可表示；（5）立方氮化硼硬度僅次于金剛石，晶體類型類似于金剛石，是原子晶體；晶胞中每個N原子連接4個B原子，氮化硼化學式BN，所以晶胞中每個B原子也連接4個N原子，即硼原子的配位數(shù)為4；根據(jù)質量與密度計算出晶胞體積，根據(jù)原子半徑計算B、N的真實體積，再比上晶胞體積計算空間利用率。【詳解】（1）碳原子價電子數(shù)為4，價電子排布式為2s2