【高考復(fù)習(xí)方案】2021屆高考化學(xué)二輪專(zhuān)題限時(shí)訓(xùn)練：專(zhuān)題十六-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(含詳解)-

專(zhuān)題限時(shí)集訓(xùn)(十六)[專(zhuān)題十六物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](時(shí)間：40分鐘)1．回答下列問(wèn)題：(1)過(guò)渡金屬元素鐵能形成多種協(xié)作物，如[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合鐵(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。①基態(tài)氧原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______。②尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的雜化方式分別是________、________。③協(xié)作物Fe(CO)x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體供應(yīng)電子數(shù)之和為18，則x＝________。Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為－20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可推斷Fe(CO)x晶體屬于____________(2)O和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖Z16-1，距一個(gè)陰離子四周最近的全部陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為_(kāi)_______。已知該晶胞的密度為ρg/cm3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，求晶胞邊長(zhǎng)a＝______cm。(用含ρ、NA的計(jì)算式表示)圖Z16-1(3)下列說(shuō)法正確的是________。A．第一電離能大?。篠＞P＞SiB．電負(fù)性挨次：C＜N＜O＜FC．由于晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點(diǎn)低D．SO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似，分子結(jié)構(gòu)也都呈直線(xiàn)形，相同條件下SO2的溶解度更大E．分子晶體中，共價(jià)鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點(diǎn)越高(4)圖Z16-2(a)是Na、Cu、Si、H、C、N等元素單質(zhì)的熔點(diǎn)凹凸的挨次，其中c、d均是熱和電的良導(dǎo)體。(a)(b)圖Z16-2①圖中d單質(zhì)的晶體積累方式類(lèi)型是________________________________________________________________________。②單質(zhì)a、b、f對(duì)應(yīng)的元素以原子個(gè)數(shù)比1∶1∶1形成的分子中含________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵。③圖(b)是上述6種元素中的1種元素形成的含氧酸的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明該物質(zhì)易溶于水的緣由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．鹵素的單質(zhì)和化合物很多。(1)氟原子核外有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；基態(tài)溴原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______________；比較氟、氯、溴單質(zhì)熔點(diǎn)的凹凸并說(shuō)明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)請(qǐng)依據(jù)下表供應(yīng)的第一電離能數(shù)據(jù)推斷，最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽(yáng)離子的鹵素原子是________。氟氯溴碘第一電離能(kJ/mol)1681125111401008(3)已知高碘酸有兩種形式，化學(xué)式分別為H5IO6(IOOHHOHOOHOH)和HIO4，前者為五元酸，后者為一元酸。請(qǐng)比較二者酸性強(qiáng)弱：H5IO5________HIO4。(填“>”“<”或“＝”)(4)碘在水中的溶解度雖然小，但在碘化鉀溶液中溶解度卻明顯增大，這是由于溶液中發(fā)生反應(yīng)I－＋I(xiàn)2Ieq\o\al(－,3)，Ieq\o\al(－,3)的中心原子四周σ鍵電子對(duì)數(shù)與孤電子對(duì)數(shù)之比為_(kāi)______；IOeq\o\al(－,3)的中心原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)______，IOeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型為_(kāi)_______。(5)[LiC60]PF6與NaCl具有類(lèi)似的晶胞結(jié)構(gòu)，[LiC60]＋表示1個(gè)Li＋位于1個(gè)C60內(nèi)部。[LiC60]PF6晶體中包含的化學(xué)鍵有________(填字母)；已知[LiC60]PF6晶體晶胞邊長(zhǎng)為anm，計(jì)算[LiC60]PF6晶體的密度為_(kāi)_______g·cm－3(用含a、NA的式子表示)。A．金屬鍵B．離子鍵C．極性鍵D．非極性鍵E．范德華力3．銅、鎵、硒、硅等元素的化合物是生產(chǎn)第三代太陽(yáng)能電池的重要材料?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)銅原子的電子排布式為_(kāi)_________________；已知高溫下CuO→Cu2O＋O2，試從銅原子價(jià)層電子結(jié)構(gòu)變化角度解釋這一反應(yīng)發(fā)生的緣由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物，則它們形成的組成最簡(jiǎn)潔的氫化物中，分子構(gòu)型分別為_(kāi)___________，若“Si—H”中鍵合電子偏向氫元素，氫氣與硒反應(yīng)時(shí)單質(zhì)硒是氧化劑，則硒與硅的電負(fù)性相對(duì)大小為_(kāi)_________。(3)硒的一種含氧酸H2SeO3電離平衡常數(shù)分別為K1＝2.7×10－3，K2＝2.5×10－8，二者之間存在著較大差異的緣由(任意答出一種)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性(價(jià)電子數(shù)少于價(jià)層軌道數(shù))，其化合物可與具有孤對(duì)電子的分子或離子生成協(xié)作物，如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_______，B與N之間形成________鍵。(5)金剛砂(SiC)的硬度為9.5，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖Z16-3所示；則金剛砂晶體類(lèi)型為_(kāi)_______，在SiC中，每個(gè)C原子四周最近的C原子數(shù)目為_(kāi)_______，若晶胞的邊長(zhǎng)為apm，則金剛砂的密度為_(kāi)_____________。圖Z16-34．在電解冶煉鋁的過(guò)程中加入冰晶石，可起到降低Al2O3熔點(diǎn)的作用。冰晶石的生產(chǎn)原理為2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。依據(jù)題意完成下列填空：(1)冰晶石的晶體不導(dǎo)電，但熔融時(shí)能導(dǎo)電，則在冰晶石晶體中存在________(填序號(hào))。a．離子鍵b．極性鍵c．配位鍵d．范德華力(2)CO2分子的空間構(gòu)型為_(kāi)___________，中心原子的雜化方式為_(kāi)___________，和CO2互為等電子體的氧化物是________。(3)反應(yīng)物中電負(fù)性最大的元素為_(kāi)_______(填元素符號(hào))，寫(xiě)出其原子最外層的電子排布圖：______________。(4)冰晶石由兩種微粒構(gòu)成，冰晶石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖Z16-4甲所示，●位于大立方體的頂點(diǎn)和面心，○位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)和8個(gè)小立方體的體心，那么大立方體的體心處所代表的微粒是________(填具體的微粒符號(hào))。圖Z16-4(5)Al單質(zhì)的晶體中原子的積累方式如圖乙所示，其晶胞特征如圖丙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丁所示：若已知Al的原子半徑為d，NA代表阿伏伽德羅常數(shù)，Al的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則一個(gè)晶胞中Al原子的數(shù)目為_(kāi)_______個(gè)；Al晶體的密度為_(kāi)_____________________(用字母表示)。5．其次周期元素在元素家族中占據(jù)格外重要的地位。(1)其次周期非金屬元素第一電離能由大到小的挨次為_(kāi)___________，寫(xiě)出氮原子的價(jià)層電子排布圖：________。(2)其次周期非金屬元素均可與氫元素形成多種分子或分子的聚合物，如CH4、NH3、H2O、H2O2、HF、(HF)n(n＝2～6)，其中分子結(jié)構(gòu)為三角錐形的是________，前5種物質(zhì)中沸點(diǎn)由高到低的挨次為_(kāi)_____________________，(HF)n能形成的緣由是________________________________________________________________________。(3)硼能形成一元含氧酸H3BO3，該酸能溶于水且能促進(jìn)水的電離，此過(guò)程中得到一種硼原子最外層電子數(shù)目達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的新離子，試寫(xiě)出相應(yīng)的電離方程式：________________________________________________。(4)鋰、鈹均是金屬元素，二者可與氧元素形成同種類(lèi)型的晶體，二者熔點(diǎn)如下表所示：Li2OBeO熔點(diǎn)/K18402803試指出后者熔點(diǎn)比前者高出很多的緣由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)石墨嵌入化合物有很多獨(dú)特的性質(zhì)，某鉀(·)的石墨嵌入化合物性質(zhì)平面投影如圖Z16-5所示，則化合物中碳原子的雜化類(lèi)型是______________，該層化合物的化學(xué)式為_(kāi)_________。圖Z16-56．有A、D、E、G、M、L六種前四周期的元素。A是宇宙中最豐富的元素。D原子核外有1個(gè)未成對(duì)電子，D＋比E原子少1個(gè)電子層，E原子得1個(gè)電子填入3p軌道后，3p軌道呈全布滿(mǎn)狀態(tài)。G原子的2p軌道有2個(gè)未成對(duì)電子，M的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)的代數(shù)和為4，與G原子序數(shù)相差8。L位于周期表第12縱行且是六種元素中原子序數(shù)最大的。R是由M、L形成的化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖Z16-6所示。圖Z16-6請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)E元素的電負(fù)性________(填“>”“<”或“＝”)M元素的電負(fù)性。(2)G的第一電離能比它同周期前一族相鄰元素的第一電離能________(填“大”或“小”)。(3)M2E2廣泛用于橡膠工業(yè)，在該化合物分子中，全部原子最外層均滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。則在M2E2分子中M原子的雜化類(lèi)型是________，M2E2是________(填“極性”或“非極性”)分子。(4)L的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______，該元素位于周期表中的________族。(5)R的化學(xué)式為_(kāi)___________(用元素符號(hào)表示)，屬于________晶體。已知R晶體的密度為ρg·cm－3，則該晶胞的邊長(zhǎng)a________cm。(阿伏伽德常數(shù)用NA表示)

專(zhuān)題限時(shí)集訓(xùn)(十六)1．(1)①2s22p4②sp2sp3③5分子晶體(2)立方體eq\r(3,\f(248,ρNA))(3)BC(4)①面心立方最密積累②22③硝酸分子是極性分子，易溶于為極性溶劑的水中；硝酸分子中氫氧鍵易與水分子間形成氫鍵[解析](1)尿素中碳原子形成了3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，氮原子形成了3個(gè)化學(xué)鍵且還有1個(gè)孤電子對(duì)，故二者分別為sp2、sp3雜化。Fe(CO)x中鐵有8個(gè)價(jià)電子(3d64s2)，一個(gè)CO供應(yīng)2個(gè)電子與Fe形成配位鍵，故x＝5。由Fe(CO)x的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)值知其為分子晶體。(2)對(duì)應(yīng)的化合物為Na2O，觀看晶胞圖知，白色小球代表Na＋，黑色小球代表O2－，O2－的配位數(shù)是8，8個(gè)Na＋構(gòu)成了一個(gè)立方體。該晶胞中含有4個(gè)“Na2O”組成單元，物質(zhì)的量為eq\f(4,NA)，晶胞的質(zhì)量為eq\f(248,NA)g，晶胞體積V＝eq\f(248g,NAρ)＝a3，由此可求出a＝eq\r(3,\f(248,ρNA))。(3)磷的第一電離能比硫的大，A項(xiàng)錯(cuò)誤，SO2中硫?yàn)閟p2雜化，SO2是V形結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(4)①由c、d是熱和電的良導(dǎo)體知二者是金屬，結(jié)合熔點(diǎn)知c是鈉，d是銅，a是氫，b是氮，e是硅，f是碳。銅為面心立方最密積累。②H、C、N形成的符合條件的化合物為HCN，結(jié)構(gòu)式為H－C≡N，故有2個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵。圖(b)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是硝酸，硝酸中存在“H－O”鍵，能與水形成氫鍵，故它易溶于水。2．(1)94s24p5溴＞氯＞氟(或氟＜氯＜溴)。氟、氯、溴單質(zhì)屬于分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔點(diǎn)越高(2)碘(或I)(3)＜(4)2∶3sp3雜化三角錐形(5)BCDeq\f(3488,（a×10－7）3NA)[解析](2)電離能越小，表明越易失去電子形成陽(yáng)離子，故碘最易形成陽(yáng)離子。(3)由組成為(H2O)mROn的酸中，n值越大，酸性越強(qiáng)知HIO4的酸性較前者強(qiáng)。(4)Ieq\o\al(－,3)的結(jié)構(gòu)式為[I－I－I]－，中心原子與另一個(gè)碘原子通過(guò)電子配對(duì)形成1個(gè)σ鍵，通過(guò)配位鍵與I－形成1個(gè)σ鍵，另有3個(gè)孤電子對(duì)，故σ鍵電子對(duì)與孤電子對(duì)之比為2∶3。在IOeq\o\al(－,3)中，形成了3個(gè)σ鍵，另有0.5×(7－2×3＋1)＝1個(gè)孤電子對(duì)，故碘為sp3雜化，其空間構(gòu)型為三角錐形。(5)[LiC60]PF6中，[LiC60]＋與PFeq\o\al(－,6)之間是離子鍵、C60內(nèi)是非極性鍵，P－F是極性鍵，晶體屬于離子晶體，故無(wú)金屬鍵與范德華力。由題給信息并結(jié)合NaCl晶胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)“[LiC60]PF6”組成單元，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為4×eq\f(872,NA)g，由此可求出其密度。3．(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1CuO中銅的價(jià)層電子排布為3d9，Cu2O中銅的價(jià)層電子排布為3d10，后者處于穩(wěn)定的全布滿(mǎn)狀態(tài)而前者不是(2)V形、正四周體Se>Si(3)SeOeq\o\al(2－,3)與H＋的結(jié)合力量強(qiáng)于HSeOeq\o\al(－,3)與H＋的結(jié)合力量或H2SeO3一級(jí)電離電離出的H＋對(duì)二級(jí)電離存在抑制作用(4)sp3配位(5)原子晶體12eq\f(1.6×1032,NA)ag·mol－1。[解析](1)Cu＋、Cu2＋的價(jià)層電子排布分別為穩(wěn)定狀態(tài)的3d10、不穩(wěn)定的3d9，故高溫時(shí)CuO穩(wěn)定性比Cu2O差。(2)SiH4、H2Se中硅與硒均有四個(gè)價(jià)層電子對(duì)，故VSEPR模型均為正四周體，分子構(gòu)型分別為四周體與V形；鍵合電子偏向氫元素，說(shuō)明氫的電負(fù)性比硅元素的大，氫與硒反應(yīng)時(shí)硒是氧化劑，說(shuō)明硒的非金屬性比氫元素的強(qiáng)，故硒的電負(fù)性比硅的電負(fù)性大。(3)亞硒酸的一級(jí)電離常數(shù)與二級(jí)電離常數(shù)相差較大，與兩種酸根離子結(jié)合H＋力量大小不同有關(guān)，也與電離平衡間的抑制作用有關(guān)。(4)B原子含有三個(gè)共價(jià)鍵，所以實(shí)行sp3雜化；由供應(yīng)空軌道的原子和供應(yīng)孤電子對(duì)的原子間形成的化學(xué)鍵屬于配位鍵。(5)接受X、Y、Z三軸切割的方法推斷知，符合題設(shè)條件的碳原子有12個(gè)。又每個(gè)晶胞中含有4個(gè)“SiC”，質(zhì)量為40g·mol－1×eq\f(4,NA)，晶胞的體積為10－30a3mL，由此可求出晶體的密度。4．(1)abc(2)直線(xiàn)形spN2O(3)F(4)Na＋(5)4eq\f(M,4\r(2)d3NA)g/mL[解析](1)冰晶石是以3個(gè)鈉離子為外界，六氟合鋁離子為內(nèi)界的協(xié)作物，AlFeq\o\al(3－,6)中存在共價(jià)鍵與配位鍵，Na＋與AlFeq\o\al(3－,6)之間形成的是離子鍵。(2)N2O有22個(gè)電子，與CO2互為等電子體。(4)冰晶石是由Na＋和AlFeq\o\al(3－,6)組成的，個(gè)數(shù)之比為3∶1，故處于體心的微粒是Na＋。(5)鋁晶胞的原子處于晶胞頂點(diǎn)和面心，故一個(gè)晶胞含有的Al原子數(shù)目為6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4。設(shè)Al晶胞的邊長(zhǎng)為a，則有2a2＝(4d)2，a＝2eq\r(2)d，Al晶胞的體積為V＝16eq\r(2)d3，故Al晶體的密度為eq\f(M,4\r(2)d3NA)g/mL。5．(1)F>N>O>C>B(2)NH3H2O2>H2O>HF>NH3>CH4不同的HF分子之間通過(guò)氫鍵締合在一起(3)H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋(4)兩種氧化物均是離子晶體，Be2＋的電荷比Li＋的高且半徑比Li＋的小，BeO的晶格能比Li2O的晶格能大(其他合理答案也對(duì))(5)sp2KC12[解析](1)氮原子的2p能級(jí)處于半布滿(mǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)，故其第一電離能比氧原子的大。(2)CH4、NH3、H2O、H2O2、HF5種物質(zhì)中，后4種物質(zhì)均可形成氫鍵且H2O2、H2O分子間形成的氫鍵數(shù)目比NH3、HF的多，而H2O2的相對(duì)分子質(zhì)量又比H2O的大，故沸點(diǎn)凹凸挨次為H2O2>H2O>HF>NH3>CH4；(HF)n是不同分子之間通過(guò)氫鍵締合在一起的。(3)由題中信息知，H3BO3