高考化学 大题精练冲刺第02期专题05 物质结构含解.docx
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高考化学大题精练冲刺第02期专题05物质结构含解
专题05物质结构
1.
(1)写出基态镓原子的电子排布式。
(2)已知:
无水氯化铝在178℃升华,它的蒸气是缔合的双分于(Al2Cl6),结构如图
缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是。
(3)B原子的电子有个不同的能级;晶体硼熔点为2300℃,则其为晶体。
(4)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料,它是通过在高温氢气氛围下(>750℃)三溴化硼和三溴化磷反应制得。
BP晶胞如图所示。
①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。
三溴化硼三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆积方式为。
③计算当晶胞晶格参数为apm(即图中立方体的每条边长为apm)时,磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离。
【答案】
(2)sp3(3)3原子
(4)①
②面心立方堆积③
或
或a
/4
(3-1*3)/2=3,没有孤对电子对,所以分子空间构型为平面三角形,结构式为
,溴化磷中磷原子价层电子对数位3+(5-1*3)/2=4,磷原子有个孤对电子,所以分子空间构型为三角锥形,结构式为
②由晶胞结构可知,B原子处于晶胞顶点与面心,在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积。
③P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构,二者连线处于体对角线上,为体对角线的1/4,立方体的每条边长为apm,则晶胞体
对角线长为
apm,则P原子与B原子最近距离为a
/4pm
2.[化学——选修3
:
物质结构与性质]原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。
其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为29。
(1)F基态原子的核外电子排布式为______________________。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是___________(用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点___________(填“高于”或“低于”)元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是______________________。
(4)由A、B、C形成的离子CAB−与AC2互为等电子体,则CAB−的结构式为___________。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为___________。
(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为___________。
(7)FC在加热条件下容易转化为F2C,从原子结构的角度解释原因______________________。
【答案】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1C<O<N高于NH3分子之间存在氢键,而CH4分子间的作用是范德华力,氢键比范德华力更强[N=C
=O]−spNaNO2Cu+外围电子3d10轨道全充满稳定,Cu2+外围电子3d9轨道电子非全充满状态不稳定
3.W、X、Y、Z、M五种元素位于周期表中前四周期。
W元素的一种核素原子核内没有中子;X、Y元素最外层电子排布式均可表示为nsnnpm,其中X元素第一电离能在本周期中最大,Y元素第一电离能和电负性在本周期中均居第三位;Z元素在周期表中周期序数等于族序数且为奇数;M位于元素周期表ds区,最外层只有1个电子。
(1)W、Y形成的化合物_________(填序号)。
①可能只含有离子键②可能只含有共价键③可能既含有离子键又含有共价键
(2)Y基态原子的价电子轨道表示式为________,与Y3-互为等电子体的分子是_______。
(3)将X充入灯管中通电后发出红光,试用电子跃迁理论解释:
__________________。
(4)Z单质溶于强碱溶液生成的阴离子中心原子杂化方式为______,该离子空间构型为_________。
(5)M是第四周期最重要的过渡元素之一,其单质及化合物具有广泛用途。
已知M与W形成的化合物晶体结构如图所示,该化合物的密度为ρg·m-3伏伽德罗常数的值为NA,则WM最近距离距离为________cm(含NA和ρ的式子表示)。
【答案】②③
CO2或NO2或CS2通电时,Ne原子吸收能量,核外电子由基态跃迁到激发态。
激发态不稳定,电子再由激发态向基态跃迁,能量就以光的形式释放,所释放的光的频率在可见光红色光区域内,所以发出红色光。
sp3杂化正四面体
4.X、Y、Z、W、R五种前四周期元素,原子序数依次增大,其中X原基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,Z原子基态时s电子数与p电子数相等,Z2-和W+有相同的核外电子排布;R的
原子序数为29。
回答下列问题:
(1)Y、Z、W三种元素的第一电离能由小到大的顺序为______(用元素符号表示)。
(2)若M分子是Y2Z的等电子体,M的结构式为______,M分子的中心原子的轨道杂化类型为________,1molM中含有_____molσ键。
(3)Y的简单
氢化物极易溶于Z的简单氢化物中,其主要原因是_____________。
(4)基态R+离子的核外电子排布式是__________,R的高价离子与Y的最常见氢化物形成的配离子的化学式为________________。
(5)Z与W形成的化合物W2Z的晶胞如图。
其中Z离子的配位数为________,与一个Z离子距离最近的所有W离子为顶点构成的几何体为________结构。
若W2Z的晶胞边长为apm,则该化合物的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可,阿伏伽德罗常数用NA表示)。
【答案】Na 5.CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。 请回答下列问题: (1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子的核外价电子排布式为____________,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。 (2)NO3-的立体构型是____________,与NO3-互为等电子体的一种非极性分子为__________(填化学式)。 (3)CuSO4的熔点为560°C,Cu(NO3)2的熔点为115℃,CuSO4熔点更高的原因是___________。 (4)往CuSO4溶液中加人过量NaOH能生成配合物[Cu(OH)4]2-。 不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为_________________(用箭头表示出配位键的位置) (5)化学实验室常利用新制氢氧化铜检验醛基的存在,乙醛分子中碳原子的杂化方式为____________。 (6)利用新制的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色的Cu2O,其晶胞结构如下图所示。 ①该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0);C为( , , )。 则D原子的坐标参数为_____,它代表___________________原子。 ②若Cu2O晶体的密度为dg·cm-3,Cu和O的原子半径分别为rCupm和rOpm,阿伏加德罗常数值为NA,列式表示Cu2O晶胞中原子的空间利用率为 _________________。 【答案】3d9N>O>S平面三角形BF3(或BCl3、BBr3等)CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,SO42-所带电荷比NO3-大,故CuSO4晶格能较大,熔点较高。 SP3、SP2( ; ; )Cu 00%(答案合理即可) 6.将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源.还能防治空气污染。 工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元索形成的催化剂作用下合成甲醇。 (1)图l是某同学画出CO分子中权原子的核外电子排布图。 请判断该排布图____(填“正确”或“错误”),理由是________(若判断正确,该空不用回答)。 (2)写出两种与CO互为等电子体的离子________。 (3)往硫酸铜溶液中通入过量的NH3,可生成配离子[Cu(NH3)4]2+,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是_________,在配离子[Cu(NH3)4]2+中所含配位键是通过配体分子的_____给出孤电子对,____接受电子对形成。 (4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是______;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为_____。 (5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图2所示。 ①在该晶胞中,Cu+的配位数是_____。 ②若该晶胞的边长为apm,则Cu2O的密度为_____g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。 【答案】错误违背泡利原理CN﹣、C22﹣由于电负性F>N>H,在NF3分子中,共用电子对偏向F原子,使得N原子上的孤电子对难与Cu2+配位NCu2+甲醇分子间存在氢键, 因此其沸点远大于乙烷sp32 7.硼及其化合物应用广泛。 回答下列问题: (1)基态B原子的价电子轨道表达式为________,其第一电离能比Be________(填“大”或“小”)。 (2)氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是________,写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________(填化学式)。 (3)常 温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图a。 ①B原子的杂化方式为________。 从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大: ________。 ②路易斯酸碱理论认为,任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸,任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。 从结构角度分析硼酸是路易斯酸: ________。 (4)立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料,其晶胞结构与金刚石相似,如图b所示。 ①与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为________。 硼原子和氮原子所连接的最小环为________元环。 ②晶胞有两个基本要素: 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。 如图b所示,其中原子坐标参数X为(0,0,0),Y原子的坐标参数为(1/2,0,1/2),则Z原子的坐标参数为________。 晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。 已知立方氮化硼的密度为dg∙cm-3,阿伏加德罗常数值为NA,则晶胞参数a=________nm。 (列出计算式即可) 【答案】 小NC2H6sp2硼酸分子间通过氢键缔合,加热时部分氢键被破坏。 硼酸分子中B原子有一个2p空轨道。 正四面体六( , , ) 8.Fe、A1、Cu是生活中常用的金属。 (1)基态Cu原子 核外电子排布式为_____________,基态Fe2+核外有_________个未成对电子。 (2)①re、Al、Cu三种元素第一电离能由高到低的顺序为___________________。 ②Mn和Fe的部分电离能数据如下表: 元素 Mn Fe 电离能/kJ•mol-1 I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 根据上表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是_____________。 (3)铁可形成多种配合物,如[Fe(CN)6]4-、Fe(CO)5等,lmolFe(CN)43-中含有σ键的数目为________;Fe(CO)5熔点为-20.5℃,沸点为103℃: 易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)3晶体属于________(填晶体类型)。 (4)下列变化过程中,破坏的力的作用类型相同的是_____________;(填字母代号)。 A.铝气化B.A1C13溶于水C.加热使铜熔化D.熔融Na C1 (5)Fe能与N形成一种磁性材料,其晶胞结构如图所示: ①该磁性材料的化学式为__________________; ②Fe原子的坐标参数为( , ,0)、( ,0, )、________、(0,0,0),N原子的坐标参数为_______。 ③已知该晶体的晶胞参数αpm,列出其密度表达式为_________g•cm-3(用含α的式子表示,只列式子,不作计算。 )。 【答案】[Ar]3d104s14Cu、Fe、AlMn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转交为不稳定的3d4状态(或Fe2+较化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转交为较稳定的3d5半充满状态)12NA分子晶体ACFe4N(0, , )【答题空10】( , , )238/〔NA×(a×10-10)3〕 9.原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期。 自然界存在多种A的化合物,B原子核外电子由6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形分子,D的M能层没有空轨道且只有2个未成对电子。 请回答下列问题: (1)A与B元素形成的B2A2种含有的σ键、π键数目之比为________。 (2)B元素的一种单质晶体结构如图1所示,理论上12g该晶体中有________个六元环;图2位在元素周期表中与B相邻的元素位置关系,B、G形成的晶胞结构如图3所示(其中“●”为B元素原子,“〇”为G元素原子),图中“●”点构成的堆积方式与图4中_____(填序号)所表示的堆积方式相同;图3的结构中,设晶胞边长为acm,B原子直径为bcm,G原子直径为ccm,则该晶胞的空间利用率为_______(用含a、b、c的式子表示)。 (3)请说出E的氟化物(EF3)和F的氢化物(FH3)能发生反应的原因,并写出反应的化学方程式_____(用化学式表示)。 (4)元素C的含氧酸中,酸性最强的是_________(写化学式),该酸根离子的立体构型为________。 (5)基态D原子的核外电子排布式为[Ar]_______;D形成的配合物D(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=______;由D一铝合金为原料可制得一种历史悠久、应用广泛的催化剂,其催化的i实例为: 化合物b中进行sp3杂 化的原子有__________(填元素符号)。 【答案】3: 20.5NAⅣ BF3为中B提供空轨道,NH3中N提供孤电子对,两者以配位键结合方程式NH3+BF3=F3BNH3HClO4正四面体3d84s24C、N、O 体积为a3,碳和硅原子的总体积为4× π[ + ]= π(b3+c3),该晶胞的空间利用率为 ;(3)因为BF3为中B提供空轨道,NH3中N提供孤电子对,两者以配位键结合,故BF3和NH3能发生化学反应,此反应的方程式NH3+BF3=F3BNH3;(4)氯的含氧酸中,酸性最强的是HClO4,高氯酸根离子中心氯原子形成的σ键为4,孤对电子数为 =0,则Cl为sp3杂化,立体构型为正四面体;(5)基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2;中心原子是Ni原子,其价电子数是10,每个 10.C、O、N、C1是重要的非金属元素,它们的单质和化合物有重要应用。 回答下列问题: (1)C、O、N、C1四种元素中基态原子未成对电子数最多的是_______,C、O、C1原子得到电子时放出热量,而N原子得到电子却吸收热量的原因是_________。 (2)NO3-的空间构型为__________;H2O分子中H—O键键角小于NH3分子中N—H键键角的原因是__________________。 (3)CO可形成多种配位化合物,CO的结构是为_______,与CO互为等电子体且带1个单位负电荷的阴离子化学式为____________________。 (4)C元素的单质石墨烯的结构可以看作是单层的石墨,其中碳原子的杂化方式为______________;C60的晶体结构类似于干冰,则每个C60晶胞的质量为_______g(用含NA的式子表示)。 (5)NaC1晶体的结构如右图所示。 已知: NaC1晶体的密度为ag·cm-3,则NaC1晶体中最近两个Na+的距离的数学表达式为_______cm(用含a、NA的式子表示)。 【答案】NN的核外电子排布为1s22s22p3,2p轨道半充满,比较稳定;如果得到电子,破坏稳定状态,需要吸收能量。 平面三角形H2O中O有两对孤对电子,NH3中N只有一对孤对电子,H2O中孤对电子对成键电子的排斥力更大,因而键角变得更小。 C≡OCN-sp2 顶点1个),所以一个C60晶胞= = ;(5)食盐的晶体结构为: 该晶胞中氯离子数目为: 1+ ×12=4,钠离子数目为: ×8+ ×6=4,设该晶胞的边长为x,则距离最近的钠离子距离为 根据该晶胞的体积和质量计算得: ax3= ×4整理得: x3= ,x= ,即距离最近的钠离子距离为 。 点睛: 本题考查等电子体、微粒的空间构型、杂化轨道、键能键角、晶胞计算等知识点,关键是计算晶胞体积和质量,理解掌握均摊法进行晶胞有关计算。
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- 高考化学 大题精练冲刺第02期专题05 物质结构含解 高考 化学 精练 冲刺 02 专题 05 物质 结构