高三化學(xué)二輪熱點(diǎn)練習(xí) 以某元素或某族元素為背景考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

以某元素或某族元素為背景考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.氮族元素是一類重要元素,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活,特別是在醫(yī)藥、納米材料制備中?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)磷原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共有種。N、P同族,性質(zhì)相似。氮原子間可形成鍵能很大的氮氮三鍵而磷原子間不能形成類似結(jié)構(gòu)的原因是。

(2)肼(N2H4)和偏二甲肼[(CH3)2NNH2]均為無(wú)色液體,屬于同系物,是常用的火箭推進(jìn)劑,其熔沸點(diǎn)如表:物質(zhì)肼偏二甲肼熔點(diǎn)1.4℃-58℃沸點(diǎn)113.5℃63.9℃二者熔沸點(diǎn)差異較大的主要原因是

。

(3)在多原子分子中如有相互平行的p軌道,它們連貫重疊在一起構(gòu)成一個(gè)整體,p電子在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)形成π型化學(xué)鍵,這種不局限在兩個(gè)原子之間的π鍵稱為離域π鍵,簡(jiǎn)稱大π鍵?？捎梅?hào)Πmn表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù),如苯分子中的大π鍵可表示為Π66。計(jì)算表明,N4H62+結(jié)構(gòu)如圖所示,(4)氮化硼(BN)是由氮原子和硼原子所構(gòu)成的晶體。工業(yè)上制備氮化硼的一種方法為BCl3(g)+NH3(g)BN(s)+3HCl(g)。形成BCl3時(shí),基態(tài)B原子價(jià)電子層上的電子先激發(fā)再雜化,激發(fā)時(shí)B原子的價(jià)電子軌道表示式可能為(填標(biāo)號(hào))。

(5)新型半導(dǎo)體材料立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似,兩種晶體中熔點(diǎn)較高的是;

如圖所示,砷化鎵晶體中砷原子作立方最密堆積,鎵原子填入間隔的四面體空隙中。已知晶胞中原子1的坐標(biāo)為(0,0,0),原子2的坐標(biāo)為(14,14,34),則原子3的坐標(biāo)為。砷化鎵的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,計(jì)算晶體中砷原子和鎵原子的核間距2.硅材料和鋁材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)一種磷酸硅鋁分子篩常用于催化甲醇制烯烴的反應(yīng)。由硅原子核形成的三種微粒:a.([Ne]3s23p2)、b.([Ne]3s23p1)、c.([Ne]3s23p14s1),半徑由大到小的順序?yàn)?填標(biāo)號(hào));第三周期元素中,第一電離能介于Al和P之間的元素有種。

(2)N(SiH3)3是一種高介電常數(shù)材料。已知:N(SiH3)3中Si—N—Si鍵角120°,N(CH3)3中C—N—C鍵角111°。共價(jià)鍵的極性Si—NC—N(填“>”“=”或“<”)。下列劃線原子與N(SiH3)3中N原子雜化類型相同的是(填標(biāo)號(hào))。

A.Al(OCH3)3 B.NH3BH3C.N(CH3)3 D.NH4NO3(3)鋁硼中間合金在鋁生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。金屬鋁熔點(diǎn)為660.3℃,晶體硼熔點(diǎn)為2300℃,晶體硼熔點(diǎn)高于鋁的原因是

。

晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是正二十面體,每個(gè)單元中有12個(gè)硼原子,結(jié)構(gòu)如圖。若其中有兩個(gè)原子為10B,其余為11B,則該結(jié)構(gòu)單元有種。

(4)已知合金Na2AlAu3的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,Na原子以金剛石方式堆積,八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中填入Au3Al四面體;圖2為沿x軸投影晶胞中所有Na原子的分布圖。每個(gè)Na周圍距離其最近的Na有個(gè);以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),如A點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(14,14,14),設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,Na2AlAu3的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,晶體的密度為ρg·cm-3,則A、C兩原子間的距離為pm(列出計(jì)算表達(dá)式)。

B卷3.(2023·北京豐臺(tái)區(qū)二模)隨著科學(xué)的發(fā)展,氟及其化合物的用途日益廣泛。Ⅰ.離子液體具有電導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),在電化學(xué)領(lǐng)域用途廣泛。某離子液體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖。1?乙基?3?甲基咪唑四氟硼酸鹽([Emim]BF4)(1)寫(xiě)出基態(tài)銅原子的價(jià)電子排布式。

(2)NaBF4是制備此離子液體的原料。①微粒中F—B—F鍵角:BF3BF4?(填“>”“<”或“=”)②BF3可以與NaF反應(yīng)生成NaBF4的原因是

。

(3)以Cu(BF4)2和[Emim]BF4的混合體系做電解質(zhì)溶液,可以實(shí)現(xiàn)在不銹鋼上鍍銅。鍍銅時(shí),陽(yáng)極材料為,電解質(zhì)溶液中Cu2+向極移動(dòng)(填“陰”或“陽(yáng)”)。

Ⅱ.NaF等氟化物可以做光導(dǎo)纖維材料,一定條件下,某NaF的晶體結(jié)構(gòu)如圖。(4)與F-距離最近且相等的Na+有個(gè)。

(5)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。NaF晶胞為正方體,邊長(zhǎng)為anm,則晶體的摩爾體積Vm=m3·mol-1。(1nm=10-9m)

4.研究金屬原子結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)具有重大意義。(1)Fe3+價(jià)電子軌道表示式為。

(2)原子發(fā)射光譜法是通過(guò)處于激發(fā)態(tài)的待測(cè)元素微?；氐交鶓B(tài)時(shí)發(fā)射的特征譜線對(duì)其進(jìn)行鑒別的方法。下列狀態(tài)的鐵粒子處于激發(fā)態(tài)的是(填標(biāo)號(hào))。

A.3d64s2 B.3d44s1 C.3d6 D.3d54s1(3)利用配合物的特征顏色可檢驗(yàn)補(bǔ)鐵藥片中的Fe3+和Fe2+,部分配合物的結(jié)構(gòu)如下:①取等量碾碎的藥片放入兩支試管中,試管1加鹽酸溶解,試管2加等體積蒸餾水溶解。分別滴加KSCN溶液,發(fā)現(xiàn)試管1溶液變紅,試管2溶液不變色。依據(jù)圖示信息,解釋SCN-檢驗(yàn)Fe3+須在酸性條件下進(jìn)行的原因。

②配體SCN-的空間結(jié)構(gòu)為。

③鄰二氮菲中N原子的價(jià)層孤電子對(duì)占據(jù)。

(填標(biāo)號(hào))。A.2s軌道 B.2p軌道C.sp雜化軌道 D.sp2雜化軌道(4)金屬合金MgCux的結(jié)構(gòu)可看作以Cu4四面體(相互共用頂點(diǎn))替換立方金剛石結(jié)構(gòu)中的碳原子,形成三維骨架,在晶胞空隙處,有序地放置Mg原子(四面體的4個(gè)頂點(diǎn)代表Cu原子,圓球代表Mg原子),結(jié)構(gòu)如圖所示。①x=。

②若Mg原子A的原子坐標(biāo)為(0.25,0.25,0.75),則C的原子坐標(biāo)為。

③晶胞參數(shù)為anm,則AB原子之間的距離為nm。

5.設(shè)計(jì)新型的CuAs基化合物并探索其中可能存在的超導(dǎo)物性,是超導(dǎo)領(lǐng)域的前沿科學(xué)問(wèn)題之一。一種新型CuAs基超導(dǎo)體系的四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)As的價(jià)電子軌道表示式為,Ge、As、Se元素第一電離能由大到小的順序是。

(2)AsH3的沸點(diǎn)為-62℃,GeH4的沸點(diǎn)為-90℃,AsH3的沸點(diǎn)比GeH4高的主要原因是。

(3)CuCl可以吸收CO形成一種含水雙核平面配合物,下列對(duì)配合物中Cu原子雜化方式推斷合理的是(填標(biāo)號(hào))。

A.dsp3 B.sp2 C.sp3 D.dsp2(4)新型CuAs基超導(dǎo)體系晶體(摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1)的化學(xué)式為。晶胞參數(shù)為anm和cnm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則新型CuAs基超導(dǎo)體系晶體的密度為g·cm-3(用代數(shù)式表示)。以某元素或某族元素為背景考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.(1)9P原子半徑大,p軌道難以有效肩并肩重疊,不能形成穩(wěn)定的π鍵(2)肼(N2H4)分子間氫鍵數(shù)目多于偏二甲肼[(CH3)2NNH2](3)Π4(5)氮化硼(34,14,14)解析(1)P原子序數(shù)為15,核外電子排布式為1s22s22p63s23p3,電子占據(jù)的軌道數(shù)為1+1+3+1+3=9,1個(gè)軌道為一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故共有9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài);三鍵含有1個(gè)σ鍵,2個(gè)π鍵,π鍵是原子軌道肩并肩形式重疊而成,磷原子間不能形成磷磷三鍵的原因是P原子半徑大,p軌道難以有效肩并肩重疊,不能形成穩(wěn)定的π鍵。(2)肼(N2H4)和偏二甲肼[(CH3)2NNH2]均為分子晶體,均含有氫鍵,但肼(N2H4)分子間氫鍵數(shù)目多于偏二甲肼[(CH3)2NNH2],所以肼(N2H4)的熔沸點(diǎn)高于偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(3)參與形成大π鍵的原子為4個(gè)N原子,每個(gè)氮已形成3個(gè)σ鍵,且4個(gè)N原子失去2個(gè)電子,最后氮原子剩余價(jià)電子數(shù)為5×4-2-3×4=6,即參與形成大π鍵的電子數(shù)為6,原子數(shù)為4,可表示為46。(4)BCl3中心原子周圍的價(jià)電子對(duì)數(shù)為:3+12(3-3×1)=3,根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論可知,其空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,中心原子sp2雜化,形成BCl3時(shí),基態(tài)B原子價(jià)電子層上的電子先進(jìn)行激發(fā),再進(jìn)行雜化,能與Cl形成3個(gè)相同的共價(jià)鍵,故激發(fā)時(shí)B原子的價(jià)電子軌道表示式可能為C。(5)立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體類似,均屬于共價(jià)晶體,原子半徑N<As、B<Ga,故氮化硼中共價(jià)鍵更強(qiáng),熔點(diǎn)更高;根據(jù)圖中信息,砷化鎵晶體中砷原子為立方最密堆積,鎵原子填入間隔的四面體空隙中,以頂角的原子分析出配位數(shù)是4,根據(jù)晶胞中原子1的坐標(biāo)和原子2的坐標(biāo),可以理解為把晶胞分為八個(gè)小立方體,原子3在右下后方小立方體的體心,因此原子3的坐標(biāo)為(34,14,14);根據(jù)砷化鎵晶體結(jié)構(gòu)得到晶體中有4個(gè)砷和4個(gè)鎵,砷化鎵的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞體積為V=mρ=145g·mol2.(1)cab3(2)>AD(3)晶體硼為共價(jià)晶體,鋁為金屬晶體3(4)4(34,14,34)解析(1)電子層數(shù)越多半徑越大,質(zhì)子數(shù)相同、電子層數(shù)也相同時(shí),電子數(shù)越多半徑越大,由硅原子核形成的三種微粒:a.([Ne]3s23p2)、b.([Ne]3s23p1)、c.([Ne]3s23p14s1),半徑由大到小的順序?yàn)?[Ne]3s23p14s1)>([Ne]3s23p2)>([Ne]3s23p1);同周期元素從左到右第一電離能有增大趨勢(shì),第三周期元素中,Mg的3s能級(jí)全充滿、P的3p能級(jí)半充滿,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,第一電離大于同周期相鄰元素,第一電離能介于Al和P之間的元素有Mg、Si、S共3種元素。(2)C與N之間電負(fù)性差值小于N與Si之間的電負(fù)性差值,故共價(jià)鍵的極性Si—N>C—N。N(SiH3)3中Si—N—Si鍵角120°,說(shuō)明N原子采用sp2雜化。A.Al(OCH3)3中Al原子形成3個(gè)σ鍵,無(wú)孤電子對(duì),Al原子采用sp2雜化,故選A;B.NH3BH3中B原子形成4個(gè)σ鍵,無(wú)孤電子對(duì),B原子采用sp3雜化,故不選B;C.N(CH3)3中N原子形成3個(gè)σ鍵,C—N—C鍵角111°,說(shuō)明有1個(gè)孤電子對(duì),N原子采用sp3雜化,故不選C;D.NH4NO3中N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為3,N原子采用sp2雜化,故選D。(3)晶體硼是共價(jià)晶體,鋁是金屬晶體,所以晶體硼熔點(diǎn)高于鋁。晶體硼的結(jié)構(gòu),若其中有兩個(gè)原子為10B,其余為11B,可以理解為2個(gè)11B被10B代替,則該結(jié)構(gòu)單元可能1、2號(hào)B原子為10B,1、3號(hào)B原子為10B,1、4號(hào)B原子為10B,共3種結(jié)構(gòu)。(4)根據(jù)圖示,每個(gè)Na周圍距離其最近的Na有4個(gè);如A點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(14,14,14),則B點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(34,14,34);根據(jù)均攤原則,每個(gè)晶胞含有Na的個(gè)數(shù)為8×18+6×12+4=8,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,Na2AlAu3的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,晶體的密度為ρg·34Mρ3.(1)3d104s1(2)①>②BF3可與F-結(jié)合形成配位鍵(3)Cu陰(4)6(5)NAa解析(1)銅是29號(hào)元素,基態(tài)銅原子的價(jià)電子排布式為3d104s1;(2)①BF3中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)=3+3?3×12=3,雜化軌道數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3,B采取sp2雜化,而B(niǎo)F4?價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+3+1?4×12=4,雜化軌道數(shù)=4,B采取sp3雜化,所以F-B-F鍵角:BF3>BF4?;②BF3可與F-結(jié)合形成配位鍵,故BF3可以與NaF反應(yīng)生成NaBF4;(3)鍍銅時(shí),陽(yáng)極材料為Cu,電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子Cu2+向陰極移動(dòng);(4)白球Na+,黑球F-,與F-等距且最近的Na+有6個(gè),以體心處黑球F-為研究對(duì)象,與F-等距且最近的Na+位于6個(gè)面心處;(5)1個(gè)晶胞中有8×18+6×12=4個(gè)Na+,12×14+1=4個(gè)F-,晶胞物質(zhì)的量=4NAmol,晶胞體積=(a×104.(1)(2)BD(3)①用SCN-檢驗(yàn)Fe3+時(shí),SCN-會(huì)與OH-競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合Fe3+。pH升高,OH-更易與Fe3+結(jié)合,酸性增強(qiáng),OH-濃度減小,SCN-可以競(jìng)爭(zhēng)到Fe3+②直線形③D(4)①2②(0.75,0.25,0.25)③22a解析(1)Fe3+價(jià)電子為3d5,軌道表示式為;(2)基態(tài)鐵原子價(jià)電子為3d64s2,基態(tài)Fe2+價(jià)電子為3d6,基態(tài)Fe3+價(jià)電子為3d5,因此處于激發(fā)態(tài)的為3d44s1、3d54s1,為3d軌道電子躍遷到4s軌道,故選BD;(3)①由圖可知OH-與SCN-都能與鐵形成配位鍵,堿性狀態(tài)下含有大量的OH-,阻礙SCN-與鐵的配合;②SCN-中中心原子為C,雜化方式為sp雜化,無(wú)孤電子對(duì),故離子的空間結(jié)構(gòu)為直線形;③鄰二氮菲中氮原子成一個(gè)雙鍵,雜化方式為sp2雜化,因此孤電子對(duì)占據(jù)sp2雜化軌道。(4)①由圖可知Cu4位于頂角、面心和四個(gè)四面體空隙,根據(jù)均攤法可得個(gè)數(shù)為8×18+6×12+4=8,每個(gè)銅原子由兩個(gè)四面體共用,因此銅原子個(gè)數(shù)為8×4×12=16,Mg原子位于四個(gè)四面體空隙和八面體空隙中,八面體空隙有12×14+1=4個(gè),因此Mg原子共有8個(gè),由此可知化學(xué)