2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)題型解讀五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)解題指導(dǎo)含解析

PAGE9-題型解讀五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)解題指導(dǎo)1．(2024·南陽市第一中學(xué)月考)已知銅的協(xié)作物A(結(jié)構(gòu)如下圖1)。請回答下列問題：(l)Cu的簡化電子排布式為______________________________。(2)A所含三種元素C、N、O的第一電離能由大到小的依次為_____________。其中氮原子的雜化軌道類型為_____________雜化。(3)配體氨基乙酸根(H2NCH2COO－)受熱分解可產(chǎn)生CO2和N2，N2中σ鍵和π鍵數(shù)目之比是________；N2O與CO2互為等電子體，且N2O分子中O只與一個(gè)N相連，則N2O的電子式為__________。(4)在Cu催化下，甲醇可被氧化為甲醛(HCHO)，甲醛分子中H—C=O的鍵角________120°(填“大于”“等于”或“小于”)，甲醛能與水形成氫鍵，請?jiān)趫D2中表示出來__________。(5)立方氮化硼(如圖3)與金剛石結(jié)構(gòu)相像，是超硬材料。立方氮化硼晶體內(nèi)B—N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為____________；結(jié)構(gòu)化學(xué)上用原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，圖4立方氮化硼晶胞中，B原子的坐標(biāo)參數(shù)分別有：B(0，0，0)；Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))；Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))等。則距離上述三個(gè)B原子最近且等距的N原子的坐標(biāo)參數(shù)為__________。解析：(1)基態(tài)Cu原子核外有29個(gè)電子，外圍電子排布式為3d104s1，簡化電子排布式為[Ar]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，N原子外圍電子排布為2s22p3，為半充溢結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，N的電離能最大，C、N、O的第一電離能由大到小的依次為N＞O＞C。氮原子有4個(gè)雜化軌道，所以為sp3雜化。(3)N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N,含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，所以σ鍵和π鍵數(shù)目比為1∶2，N2O與CO2互為等電子體，且N2O分子中O只與一個(gè)N相連，則N2O結(jié)構(gòu)與CO2相像，所以其結(jié)構(gòu)為N=N=O，電子式為。(4)甲醛分子中，碳原子為sp2雜化，分子成平面三角形，鍵角約120°，由于氧原子有孤電子對，對氫原子有排斥作用，所以H—C=O的鍵角會(huì)稍大于120°，羰基氧有很強(qiáng)的電負(fù)性，與H2O中H有較強(qiáng)的靜電吸引力，而形成氫鍵。。(5)由圖可知，1個(gè)B原子與4個(gè)N原子形成4個(gè)B—N共價(jià)鍵，B—N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為4∶1，依據(jù)各個(gè)原子的相對位置可知，距離上述3個(gè)B原子最近且等距的N原子在x、y、z軸三個(gè)方向的eq\f(1,4)處，所以其坐標(biāo)是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))。答案：(1)[Ar]3d104s1(2)N>O>Csp3(3)1∶2(4)大于(5)4∶1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))℃，沸點(diǎn)103℃。可用于制備純鐵。Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1(1)基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式是________；Fe(CO)5晶體類型屬于________晶體。(2)CO分子中C、O原子都滿意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，CO分子的結(jié)構(gòu)式是__________，與CO互為等電子體的分子是________。(3)C、O、Fe的第一電離能由大到小的依次為________。(4)關(guān)于Fe(CO)5，下列說法正確的是________(填字母)。A．Fe(CO)5是非極性分子，CO是極性分子B．Fe(CO)5中Fe原子以sp3雜化方式與CO成鍵C．1molFe(CO)5含有10mol配位鍵D．Fe(CO)5=Fe＋5CO反應(yīng)沒有新化學(xué)鍵生成(5)鐵的三種晶體的晶胞均為立方晶胞，三種晶體的晶胞如圖2所示。δ-Feγ-Feα-Fe圖2①上述三種晶體的晶胞中屬于面心晶胞的是________(填“α”“δ”或“γ”)②α晶胞中鐵原子的配位數(shù)為________。③γ晶體晶胞的邊長為apm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則γ-Fe單質(zhì)的密度______g·cm－3(列出計(jì)算式即可)。解析：(1)鐵為26號元素，基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d64s2；Fe(CO)5的熔點(diǎn)－20℃，沸點(diǎn)103℃，熔、沸點(diǎn)較低，F(xiàn)e(CO)5晶體屬于分子晶體。(2)CO分子中C、O原子都滿意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，CO分子的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，與CO互為等電子體的分子有N2。(3)C、O、Fe三種元素的原子中鐵的原子半徑最大，F(xiàn)e原子的價(jià)電子排布式為3d64s2，失去1個(gè)電子生成3d54s2，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，第一電離能最小，C、O是同一周期元素，同一周期，從左到右，第一電離能漸漸增大，第一電離能由大到小的依次為O>C>Fe。(4)A項(xiàng)，依據(jù)Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)可知，F(xiàn)e(CO)5為三角雙錐結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)對稱，是非極性分子，CO是極性分子，正確；B項(xiàng)，F(xiàn)e(CO)5中Fe原子與5個(gè)CO成配位鍵，不是sp3雜化，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，1molFe(CO)5中每個(gè)Fe原子與5個(gè)CO形成5個(gè)配位鍵，在每個(gè)CO分子中存在1個(gè)配位鍵，共含有10mol配位鍵，正確；D項(xiàng)，F(xiàn)e(CO)5=Fe＋5CO屬于化學(xué)改變，包括化學(xué)鍵的斷裂與形成，斷開了分子中的配位鍵，形成了金屬鍵，錯(cuò)誤；故選AC。(5)①依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，三種晶體的晶胞中屬于面心晶胞的是γ；②α晶胞中晶胞頂點(diǎn)的鐵原子與四周的6個(gè)鐵原子距離相等且最小，配位數(shù)為6；③γ晶體晶胞的邊長為apm，1個(gè)晶胞中含有的鐵原子數(shù)目＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則γ-Fe單質(zhì)的密度＝eq\f(\f(4×56g,NA),（a×10－10cm）3)＝eq\f(224,a3·NA)×1030g·cm－3。答案：(1)3d64s2(2)分子C≡O(shè)N2(3)O>C>Fe(4)AC(5)γ6ρ＝eq\f(224,a3·NA)×10303．(2024·長春外國語學(xué)校網(wǎng)上考試)A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3個(gè)能級，且毎個(gè)能級所含的電子數(shù)相同；D的原子核外有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，且E元素的基態(tài)原子3d軌道上有4個(gè)未成對電子。請回答下列問題：(1)寫出C基態(tài)原子的價(jià)層電子排布圖______________，F(xiàn)基態(tài)原子的外圍電子排布式________。(2)下列說法不正確的是____________(填字母)。A．二氧化硅的相對分子質(zhì)量比二氧化碳大，所以沸點(diǎn)：SiO2>CO2B．第一電離能由小到大的依次：B<C<DC．N2與CO為等電子體，結(jié)構(gòu)相像D．穩(wěn)定性：H2O>H2S，水分子更穩(wěn)定的緣由是水分子間存在氫鍵(3)F元素位于周期表中________區(qū)，其離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子，人工模擬酶是當(dāng)前探討的熱點(diǎn)。向F的硫酸鹽溶液中通入過量的C與A形成的氣體X可生成[F(X)4]2＋，該離子的結(jié)構(gòu)式為________(用元素符號表示)。(4)某化合物與F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合價(jià)為＋1)結(jié)合形成下圖1所示的離子，該離子中碳原子的雜化方式為__________雜化。(5)B單質(zhì)的一種同素異形體的晶胞如下圖2所示，則1個(gè)晶胞中所含B原子的個(gè)數(shù)為________。(6)D與F形成離子個(gè)數(shù)比為1∶1的化合物，晶胞與NaCl類似，設(shè)D離子的半徑為apm,F離子的半徑bpm，則該晶胞的空間利用率為________。解析：依據(jù)題給信息進(jìn)行分析可知：A為H元素，B為C元素，C為N元素，D為O元素，E為Fe元素，F(xiàn)為Cu元素。(1)C為N，基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布2s22p3，其價(jià)電子排布圖為；F為Cu，Cu基態(tài)原子的外圍電子排布式3d104s1。(2)二氧化硅為原子晶體，而二氧化碳為分子晶體，所以沸點(diǎn)：SiO2>CO2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B為C元素，C為N元素，D為O元素，第一電離能第ⅤA族元素大于相鄰的主族元素，所以第一電離能由小到大的依次：N>O>C；B錯(cuò)誤；N2與CO原子數(shù)目相同，價(jià)電子數(shù)目相同，二者為等電子體，結(jié)構(gòu)相像，C正確；穩(wěn)定性：H2O>H2S，是因?yàn)榉墙饘傩設(shè)>S，與分子間存在氫鍵無關(guān)，D錯(cuò)誤，答案選ABD。(3)F為Cu元素，位于周期表中ds區(qū)，向硫酸銅溶液中通入過量的C與A形成的氣體氨氣可生成[Cu(NH3)4]2＋，該離子的結(jié)構(gòu)式為。(4)雜環(huán)上的碳原子含有3個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，采納sp2雜化，亞甲基上碳原子含有4個(gè)共價(jià)單鍵，采納sp3雜化。(5)B原子有4個(gè)位于晶胞內(nèi)部，其余B原子位于頂點(diǎn)、面心，則一個(gè)晶胞中所含有B原子數(shù)為4＋8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝8。(6)D為O，F(xiàn)為Cu；D與F形成離子個(gè)數(shù)比為1∶1的化合物CuO，晶胞與氯化鈉相像，晶胞中銅離子數(shù)目＝陽離子數(shù)目＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，O2－離×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)×πa3＋\f(4,3)×πb3))，晶胞棱長為2(a＋b)pm，所以晶胞的體積為8(a＋b)3，該晶胞的空間利用率為4×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)×πa3＋\f(4,3)×πb3))÷8(a＋b)3×100%＝eq\f(2π（a3＋b3）,3（a＋b）3)×100%。答案：(1)3d104s1(2)ABD(3)ds(4)sp2、sp3(5)8(6)eq\f(2π（a3＋b3）,3（a＋b）3)×100%4．(2024·延邊州一中月考)鎂、鐵、銅等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)銅元素位于元素周期表中的________區(qū)，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為________。(2)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可形成[Cu(NH3)4]SO4溶液該溶液可用于溶解纖維素。①[Cu(NH3)4]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是________。②在[Cu(NH3)4]SO4中，配離子所含有的化學(xué)鍵為__________，供應(yīng)孤電子對的成鍵原子是________。③除硫元素外，[Cu(NH3)4]SO4中所含元素的電負(fù)性由小到大的依次為__________。④NF3與NH3的空間構(gòu)型相同，中心原子的軌道雜化類型均為__________。但NF3不易與Cu2＋形成化學(xué)鍵，其緣由是_________________________________________________________________。(3)鐵鎂合金是目前已發(fā)覺的儲(chǔ)氫密度最高的儲(chǔ)氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。則鐵鎂合金的化學(xué)式為__________，若該晶胞的參數(shù)為dnm，則該合金的密度為__________g·cm－3(不必化簡，用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。解析：(1)Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，位于元素周期表中的ds區(qū)。Cu基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，價(jià)電子排布式為3d104s1，價(jià)電子排布圖為。＝eq\f(6＋2－2×4,2)＝0，價(jià)層電子對數(shù)＝4＋0＝4，離子空間構(gòu)型為正四面體；②Cu2＋供應(yīng)空軌道，NH3中N原子含有孤電子對，二者之間形成配位鍵，NH3中N與H形成共價(jià)鍵；③非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，同周期主族元素從左至右電負(fù)性增加，故電負(fù)性H＜N＜O，Cu為金屬元素，吸引電子的實(shí)力特別弱，故電負(fù)性最弱。故電負(fù)性大小依次為Cu<H<N<O；④NH3中N原子雜化軌道數(shù)為(5＋3)÷2＝4，實(shí)行sp3雜化方式；F的電負(fù)性比N大，N—F成鍵電子對向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤對電子的吸引實(shí)力增加，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2＋形成配離子。(3)晶體是由多數(shù)晶胞無隙并置而成。依據(jù)均攤原則晶胞中鐵原子數(shù)8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，鎂原子數(shù)8，鐵鎂合金的化學(xué)式是Mg2Fe，設(shè)有1mol晶胞，體積為d3×10－21cm3×NA，質(zhì)量為104×4g，依據(jù)ρ＝eq\f(m,v)可知合金的密度是eq\f(4×104,d3NA×10－21)。答案：(1)ds(2)①正四面體②共價(jià)鍵、配位鍵N③Cu<H<N<O④sp3F的電負(fù)性比N大，N—F成鍵電子對向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤電子對的吸引實(shí)力增加，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2＋形成配離子(3)Mg2Feeq\f(4×104,d3NA×10－21)5．(2024·六安市皖西中學(xué)月考)膽礬是配制波爾多液的主要原料，常用在樹木，花卉的愛護(hù)上。(1)基態(tài)銅原子的電子排布式為__________________________。(2)乙烯氨氧化可以得到丙烯腈(CH2=CH—CN)，丙烯腈中各元素的電負(fù)性由大到小依次為______________，1mol丙烯腈分子中含有π鍵數(shù)目為________。(3)CN－與N2互為等電子體，寫出CN－的電子式______________。(4)通過X射線衍射發(fā)覺，膽礬中存在SOeq\o\al(2－,4)離子，SOeq\o\al(2－,4)離子的VSEPR構(gòu)型名稱為____________，COeq\o\al(2－,3)中心原子的雜化形式為__________。(5)硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體，其結(jié)構(gòu)如圖所示為體心立方晶胞，則該化合物的化學(xué)式是________；若該晶體中距離最近的銅原子與氧原子干脆距離為acm，則晶體密度表達(dá)式為________g·cm－3。解析：(1)銅的原子序數(shù)是29，基態(tài)銅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。(2)雙鍵中含有1個(gè)π鍵，三鍵中含有2個(gè)π鍵，則1mol丙烯腈分子中含有π鍵數(shù)目為3NA。(3)CN－與N2互為等電子體，互為等電子體的微粒結(jié)構(gòu)相像，則CN－的電子式為[∶C??N∶]－。(4)SOeq\o\al(2－,4)離子中中心原子S原子含有的價(jià)層電子對數(shù)是4，則SOeq\o\al(2－,4)離子的VSEPR構(gòu)型名稱為正四面體；COeq\o\al(2－,3)中中心原子C原子的價(jià)層電子對數(shù)是3＋eq\f(4＋2－3×2,2)＝3，不存在孤電子對，則碳原子的雜化形式為sp2。(5)晶胞中銅原子全部在晶胞內(nèi)，共計(jì)4個(gè)，氧原子個(gè)數(shù)是1＋8×eq\f(1,8)＝2，所以該化合物的化學(xué)式是Cu2O；若該晶體cm，邊長是eq\f(4a,\r(3))cm，所以晶體密度表達(dá)式為ρ＝eq\f(2×144,NA×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4a,\r(3))))\s\up12(3))g·cm－3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)N>C>H3NA(3)[∶C??N∶]－(4)正四面體sp2(5)Cu2Oeq\f(288,NA\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,\r(3))a))\s\up12(3))6．(2024·哈爾濱市第三中學(xué)校模擬)已知CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致其失去催化活性：Fe＋5CO=Fe(CO)5；[Cu(NH3)2]Ac溶液用于除去CO的化學(xué)反應(yīng)方程式：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3=[Cu(NH3)3]Ac·CO(式中Ac－代表醋酸根)。請回答下列問題：(1)C、N、O的第一電離能最大的是______，緣由是_________________________________________________________________。基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布圖為____________________。(2)Fe(CO)5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，則Fe(CO)5的晶體類型是____________。羰基鐵的結(jié)構(gòu)如圖1，依據(jù)該圖可知CO作為配位體是以__________原子為配位原子與Fe原子結(jié)合。圖1(3)離子水化能是氣態(tài)離子溶于大量水中成為無限稀釋溶液時(shí)釋放的能量。離子在溶液中的穩(wěn)定性可以從離子的大小、電荷、水化能等因素來說明。Cu2＋和Cu＋的水化能分別是－2121kJ·mol－1和－582kJ·mol－1，在水溶液里Cu2＋比Cu＋穩(wěn)定的緣由是__________。[Cu(NH3)2]＋在水溶液中相對穩(wěn)定，在協(xié)作物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的雜化類型是____________雜化。(4)用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反應(yīng)中，確定有形成__________(填字母)。a．離子鍵 b．配位鍵c．非極性鍵 d．σ鍵(5)鈣銅合金的晶體結(jié)構(gòu)可看成圖2中(a)(b)兩種原子層交替積累排列而成圖(c)，則該合金六方晶胞(即平行六面體晶胞)中含為Cu________個(gè)。已知同層的Ca—Cu的距離為294pm，依據(jù)圖示求同層相鄰Ca—Ca的距離__________pm(已知eq\r(3)＝1.73，計(jì)算結(jié)