高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 大題題型集訓(xùn)4 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）新人教版試題

大題題型集訓(xùn)(四)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(建議用時(shí)：35分鐘)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第175頁)1．(2019·瀘州模擬)鈷、銅及其化合物在工業(yè)上有重要用途，回答下列問題：(1)請(qǐng)補(bǔ)充完基態(tài)Co的簡(jiǎn)化電子排布式：[Ar]______，Co2＋有________個(gè)未成對(duì)電子。(2)Na3[Co(NO2)6]常用作檢驗(yàn)K＋的試劑，配位體NOeq\o\al(－,2)的中心原子的雜化形式為______，空間構(gòu)型為______。大π鍵可用符號(hào)Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n為各原子的單電子數(shù)(形成σ鍵的電子除外)和得電子數(shù)的總和(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6))，則NOeq\o\al(－,2)中大π鍵應(yīng)表示為________。(3)配合物[Cu(En)2]SO4的名稱是硫酸二乙二胺合銅(Ⅱ)是銅的一種重要化合物。其中En是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的簡(jiǎn)寫。①該配合物[Cu(En)2]SO4中N、O、Cu的第一電離能由小到大的順序是__________________。②乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，且相對(duì)分子質(zhì)量相近，但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高得多，原因是__________________________________________________________________________________。(4)金屬Cu晶體中的原子堆積方式如圖所示，其配位數(shù)為________，銅原子的半徑為anm阿伏加德羅常數(shù)的值為NACu的密度為________g/cm3(列出計(jì)算式即可)。[解析](2)NOeq\o\al(－,2)中心原子氮原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為eq\f(5＋1,2)＝3，故雜化軌道數(shù)為3，所以氮原子的雜化方式為sp2雜化，空間構(gòu)型為V形；NOeq\o\al(－,2)中參與形成大π鍵的原子個(gè)數(shù)為3個(gè)，每個(gè)原子提供一個(gè)單電子，得電子數(shù)為1個(gè)，所以NOeq\o\al(－,2)的大π鍵可以表示為Πeq\o\al(4,3)。(4)由圖可知，距每個(gè)Cu最近的Cu有12個(gè)，即配位數(shù)為12;晶胞中實(shí)際含有的Cu為4個(gè)，其質(zhì)量為4×64g/NA；已知銅原子的半徑為anm，由圖可知，晶胞中面對(duì)角線長(zhǎng)為4anm，晶胞的棱長(zhǎng)為2eq\r(2)anm，則晶胞的體積為(2eq\r(2)a×10－7)3cm3，所以有(2eq\r(2)×10－7)3×ρ＝4×64g/NA，解得ρ＝eq\f(4×64,2\r(2)×a×10－73NA)g/cm3。[答案](1)3d74s23(2)sp2V形Πeq\o\al(4,3)(3)①Cu<O<N②乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵(4)12eq\f(4×64,2\r(2)×a×10－73NA)2．(2019·煙臺(tái)模擬)含氟化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用，回答下列問題：(1)基態(tài)氟原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有____________種，有________種不同能量的原子軌道，其價(jià)層軌道表示式為______________________。(2)N與F可形成化合物N2F2，下列有關(guān)N2Fa．分子中氮原子的雜化軌道類型為sp2b．其結(jié)構(gòu)式為F—N≡N—Fc．其分子有兩種不同的空間構(gòu)型d．1molN2F2含有的σ鍵的數(shù)目為4N(3)NaHF2可用于制無水氟化氫和供雕刻玻璃、木材防腐等用。常溫常壓下為白色固體，易溶于水，160℃分解。NaHF2中所含作用力的類型有________(填字母)。a．離子鍵 b．共價(jià)鍵c．配位鍵 d．氫鍵(4)二氟甲烷(CH2F2)難溶于水，而三氟甲烷(CHF3_____________________________________________________。(5)氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中Ca2＋的配位數(shù)為________。與F－等距且最近的Ca2＋形成的空間構(gòu)型為________。已知氟化鈣的晶胞邊長(zhǎng)為apm，其密度為ρg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為________(列出計(jì)算式即可)。[解析](2)a.該分子中的氮氮鍵為共價(jià)雙鍵，其中氮原子采取sp2雜化的方式，故a正確；其結(jié)構(gòu)式為F—N=N—F，故b錯(cuò)誤；此結(jié)構(gòu)F—N=N—F有順式反式之分，故c正確；1molN2F2含有的σ鍵的數(shù)目為3NA，故d錯(cuò)誤。(5)從氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)圖可以看出Ca2＋居于晶胞的頂點(diǎn)和面心，在每個(gè)Ca2＋周圍距離相等且最近的F－有8個(gè)，Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－居于晶胞的八個(gè)小正方體的體心，在每個(gè)F－周圍距離相等最近的Ca2＋有4個(gè)，形成的空間構(gòu)型為正四面體，在一個(gè)晶胞中含有Ca2＋的數(shù)目為4，含有F－的數(shù)目為8，列式計(jì)算ρg·cm－3×(a×10－10)3cm＝4×78/NAg，所以NA＝eq\f(4×78,ρa(bǔ)3×10－30)。[答案](1)93(2)ac(3)abd(4)三氟甲烷中由于3個(gè)氟原子的吸引使得碳原子的正電性增強(qiáng)，從而三氟甲烷中的氫原子可與H2O中的氧原子之間形成氫鍵(5)8正四面體eq\f(4×78,ρa(bǔ)3×10－30)3．(2019·宣城二模)硫及其化合物有許多用途。請(qǐng)回答下列問題：(1)基態(tài)硫離子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為____________，其電子填充的最高能級(jí)的軌道數(shù)為________。(2)常見含硫的物質(zhì)有單質(zhì)硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等，四種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的順序依次為______________，原因是________________________________________________________________________________。(3)方鉛礦(即硫化鉛)是一種比較常見的礦物，酸溶反應(yīng)為PbS＋4HCl(濃)=H2[PbCl4]＋H2S↑，則H2[PbCl4]中配位原子是________，第一電離能I1(Cl)________I1(S)(填“>”“<”或“＝”)，H2S中硫的雜化方式為________，下列分子空間的構(gòu)型與H2S相同的有________。A．H2O B．SO3C．O3 D．CH4(4)方鉛礦的立方晶胞如圖所示，硫離子采取面心立方堆積，鉛離子填在由硫離子形成的________空隙中。已知晶體密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為________nm。[解析](3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl，中心原子是Pb；同一周期，從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，I1(Cl)>I1(S)；H2S中硫的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，采用sp3雜化，為V形分子；A.H2O中O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，采用sp3雜化，為V形分子；B.SO3中硫的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(6－3×2,2)＝3，采用sp2雜化，為平面三角形分子；C.O3中O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(6－2×2,2)＝3，采用sp2雜化，為V形分子；D.CH4中C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(4－4×1,2)＝4，采用sp3雜化，為正四面體形分子；空間的構(gòu)型與H2S相同的有AC。(4)晶胞棱長(zhǎng)為a，故a3ρNA＝4×(32＋207)，所以a＝eq\r(3,\f(956,ρNA))cm，S2－與Pb2＋的距離為eq\f(1,4)eq\r(3)a，進(jìn)而求出答案。[答案](1)3(2)Na2S＞K2S＞S8＞SO2Na2S、K2S均為離子晶體，熔點(diǎn)較高，Na＋半徑比K＋半徑小，故Na2S熔點(diǎn)高；S8、SO2均為分子晶體，熔點(diǎn)較低，因S8的相對(duì)分子質(zhì)量比SO2大，故S8熔點(diǎn)比SO2高(3)Cl＞sp3AC(4)四面體eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(956,ρNA))×1074．(2019·開封模擬)決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答下列問題：(1)已知元素M是組成物質(zhì)Ca5(PO4)3F的一種元素。元素M的氣態(tài)原子逐個(gè)失去第1個(gè)至第5個(gè)電子所需能量(即電離能，用符號(hào)I1至I5I1I2I3I4I5電離能/(kJ·mol－1)589.81145.44912.464918153元素M化合態(tài)常見化合價(jià)是________價(jià)，其基態(tài)原子電子排布式為________________。(2)Ca3(PO4)3F(3)POeq\o\al(3－,4)的中心原子的雜化方式為________，該離子的空間構(gòu)型為________，鍵角為________，其等電子體有________(請(qǐng)寫出兩種)。(4)CaF2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則CaF2晶體中與Ca2＋最近且等距離的Ca2＋數(shù)目為________；已知Ca2＋和F－半徑分別為acm、bcm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，M為摩爾質(zhì)量，則晶體密度為________g·cm－3(不必化簡(jiǎn))。(5)已知MgO與CaO的晶體結(jié)構(gòu)相似，其摩氏硬度的大小關(guān)系為________，原因?yàn)開__________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)根據(jù)元素M的氣態(tài)原子的第I1至I5電離能大小可以看出：I1、I2相差不大，I2、I3電離能相差較多，說明M原子最外層有2個(gè)電子。在Ca5(PO4)3中元素有Ca、P、O三種元素，只有鈣元素最外層有2個(gè)電子，原子半徑大，容易失去最外層的2個(gè)電子，化合價(jià)為＋2價(jià)；根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可知Ca基態(tài)原子電子排布式為[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2。(3)POeq\o\al(3－,4)的中心原子P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，故磷原子雜化為sp3雜化；由于孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0，該離子的空間構(gòu)型為正四面體形，鍵角為109°28′，其等電子體有SOeq\o\al(2－,4)、CCl4。(4)根據(jù)CaF2晶胞結(jié)構(gòu)可知：在每個(gè)晶胞中與Ca2＋距離最近且等距離的Ca2＋有3個(gè)，通過每個(gè)Ca2＋可形成8個(gè)晶胞，每個(gè)Ca2＋計(jì)算了2次，所以與Ca2＋距離最近且等距離的Ca2＋有(3×8)÷2＝12個(gè)；將CaF2晶胞分成8個(gè)小正方體，正方體中心為F－，頂點(diǎn)為Ca2＋，晶胞中共有4個(gè)鈣離子、8個(gè)氟離子。Ca2＋與F－的最近核間距(a＋b)為晶胞體對(duì)角線的eq\f(1,4)。故晶胞邊長(zhǎng)為eq\f(4a＋b,\r(3))。根據(jù)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4a＋b,\r(3))))3ρNA＝4M，可求晶體密度。[答案](1)＋2[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2(2)F>O>P(3)sp3正四面體形109°28′SOeq\o\al(2－,4)、CCl4等(4)12eq\f(\f(4M,NA),\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4a＋b,\r(3))))eq\s\up12(3))(5)MgO>CaOMg2＋半徑比Ca2＋小，晶格能較大5．(2019·衡水中學(xué)模擬)砷和鎳均為重要的無機(jī)材料，在化工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。(1)基態(tài)砷原子的價(jià)層電子的電子云輪廓圖形狀為________。與砷同周期的主族元素的基態(tài)原子中，第一電離能最大的為________(填元素符號(hào))。(2)Na3AsO3可用于碘的微量分析。①Na＋的焰色反應(yīng)呈黃色，金屬元素能產(chǎn)生焰色反應(yīng)的微觀原因?yàn)開__________________________________________________________________________________________________________。②Na3AsO3中所含陰離子的立體構(gòu)型為________，寫出一種與其互為等電子體的分子________(填化學(xué)式)。(3)M()OO可用于合成Ni2＋的配體，M中碳原子的雜化方式為________，其所含σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為________。(4)Ni與Ca處于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬Ni的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均比金屬Ca的高，其原因?yàn)開__________________________________________________________________________________。區(qū)分晶體Ni和非晶體Ni的最可靠的科學(xué)方法為________。(5)某砷鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度ρ為________g·cm－3，晶體中Ni周圍最近的等距離的As有________個(gè)。[解析](2)②AsOeq\o\al(3－,3)中砷原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為4，其立體構(gòu)型為三角錐形。根據(jù)等電子體的含義知，與AsOeq\o\al(3－,3)互為等電子體的分子有PCl3、PBr3、NF3、NCl3等。(3)每個(gè)分子中含有14個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，則σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7∶1。(4)金屬晶體熔沸點(diǎn)的高低與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，金屬鍵的強(qiáng)弱與價(jià)層電子數(shù)目和金屬原子的半徑有關(guān)。(5)由砷鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)晶胞中含有2個(gè)鎳原子和2個(gè)砷原子，晶胞的體積V＝eq\f(\r(3)a2c,2)×10－30cm3，故晶胞的密度ρ＝eq\f(2×59＋75,NA·\f(\r(3)a2c,2)×10－30)g·cm－3＝eq\f(5.36×1032,\r(3)a2cNA)g·cm－3。晶體中As周圍等距離最近的Ni有6個(gè)，因As與Ni的個(gè)數(shù)比為1∶1，故Ni周圍也有6個(gè)As。[答案](1)球形、啞鈴形(或紡錘形)Br(2)①電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級(jí)的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，會(huì)以光的形式釋放能量②三角錐形PCl3、PBr3、NF3、NCl3等(答一種即可)(3)sp3，sp27∶1(4)鎳原子半徑較小，價(jià)層電子數(shù)目較多，金屬鍵較強(qiáng)X-射線衍射法(5)eq\f(5.36×1032,\r(3)a2cNA)66．鈉、鋁、鈦的化合物是目前生活與生產(chǎn)上較為常用的物質(zhì)，回答下列問題：(1)下列鋁原子的價(jià)電子排布圖中屬于激發(fā)態(tài)的是________；屬于基態(tài)的是________。(2)氯化鋁的熔、沸點(diǎn)都明顯低于氧化鋁的原因是_________________________________