高考化学一轮总复习专题二十五物质结构与性质模拟创新题Word格式.docx
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(3)K3[Fe(CN)6]溶液可用于检验________(填离子符号)。
CN-中碳原子杂化轨道类型为________,C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(4)铜晶体铜碳原子的堆积方式如图所示。
①基态铜在元素周期表中位置____________________________________
_______________________________________________________________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目__________________________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)。
①该晶体的化学式为________________________________________。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
③已知该晶体的密度为ρg·
cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为________pm(只写计算式)。
解析
(1)铁是过渡元素,位于周期表中第四周期第Ⅷ族;
核外电子排布式为[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2;
(2)Fe(CO)x常温下呈液态,熔沸点较低,易溶于非极性溶剂,符合分子晶体的特点,因此Fe(CO)x属于分子晶体,中心原子铁价电子数为8,配体一个CO分子提供2个电子形成配位键,因此x==5,根据化学反应方程式,生成物是单质Fe和CO,铁是金属晶体含有金属键,CO是分子晶体,C、O之间是共价键;
(3)含Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,反应离子方程式:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓,所以铁氰化钾是验证Fe2+的,C、N之间是三键,CN-中C有一个孤电子对,CN-中心原子C价电子对数2,C是sp杂化,C、N、O属于同一周期,电离能同周期从左向右增大,但是第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于ⅥA族,因此N>
O>
C;
(4)①铜是29号元素位于第四周期第ⅠB族;
②铜的晶胞属于面心立方最密堆积,堆积方式ABCABCABC,因此配位数为12,每个铜原子周围最近的铜原子数目是12;
(5)M原子的外围电子排布式3s23p5,M是第三周期第ⅦA族元素,即Cl,铜在晶胞占有的位置8个顶角、6个面,铜原子的个数8×
+6×
=4,Cl原子在晶胞的位置在体心,全部属于该晶胞,Cl个数是4,①化学式:
CuCl;
②一般认为两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键,小于1.7形成共价键,铜与Cl电负性差值3.0-1.9=1.1<
1.7,该化合物属于共价化合物;
③设边长为acm,ρ==,a=,该晶胞类似与金刚石的晶胞,Cu和Cl最近的距离是体对角线的,即距离为:
×
1010pm。
答案
(1)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)
(2)分子晶体 5 金属键、共价键
(3)Fe2+ sp杂化 N>O>C
(4)①第四周期第ⅠB族 ②12
(5)①CuCl ②共价 ③×
1010(或×
1010或×
1010)
2.(2016·
安徽淮南一模,30)碳、氮、氟、硅、铜等元素的化合物广泛存在于自然界,回答下列问题:
(1)氮气分子中σ键和π键的比值为____________;
基态铜原子的电子排布式为____________。
(2)C、N、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为____________;
三种元素分别形成的最简单氢化物中属于非极性分子的是____________(填化学式)。
(3)NF3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,NF3分子的空间构型为____________;
在NF3中,N原子的杂化轨道类型为____________。
(4)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示。
金刚砂晶体类型为____________,每个C原子周围最近的C原子数目为____________,若晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为NA,则金刚砂的密度为____________g·
cm-3(不需要化简)。
解析
(1)氮气分子结构式为N≡N,三键中含有1个σ键、2个π键,分子中σ键和π键的比值为1∶2;
Cu元素原子核外电子数为29,根据能量最低原理,核外电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,故第一电离能为:
F>N>C;
三种氢化物中,氨气为三角锥形,属于极性分子,HF为双原子分子,共用电子对偏向F,为极性分子,甲烷为正四面体对称结构,分子中正负电荷重心重合,属于非极性分子。
(3)NF3分子中N原子孤电子对数==1、价层电子对数=3+1=4,为三角锥形结构,N原子杂化轨道数目为4,采取sp3杂化;
(4)金刚砂硬度大,晶胞中Si、C原子之间形成共价键,为空间网状结构,属于原子晶体,晶胞中存在四面体构型,晶胞中Si、C原子位置可以互换,互换后以顶角C原子为研究对象,与之最近的C原子处于面心,每个顶角为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,故每个C原子周围最近的C原子数目为=12,晶胞中Si处于顶角与面心,晶胞中Si原子数目为8×
=4,C原子处于晶胞内部,晶胞中C原子数目为4,故晶胞质量为4×
g,晶胞体积为(acm)3,则晶胞密度为4×
g÷
(acm)3=g·
cm-3。
答案
(1)1∶2 1s22s22p63s23p63d104s1
(2)F>N>C CH4
(3)三角锥形 sp3
(4)原子晶体 12
3.(2016·
安徽“江南十校”联考,37)安徽省具有丰富的铜矿资源,请回答下列有关铜及其化合物的问题。
(1)请写出基态Cu原子的外围电子排布式________。
焰火中的绿色是铜的焰色,基态铜原子在灼烧时外围电子发生了____________________________而变为激发态。
(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点,下图是松脂酸铜的结构简式
请分析1个松脂酸铜中π键的个数________;
加“★”碳原子的杂化方式为_____________________________________________________________。
(3)下图是某铜矿的晶胞图,请推算出此晶胞的化学式(以X表示某元素符号)_________________________________________________________;
与X等距离且最近的X原子个数为__________。
(4)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2,SO2分子的几何构型_____________________________________________________________,
比较第一电离能:
S________O(填“>
”或“<
”)。
(5)黄铜合金可以表示为Cu3Zn,为面心立方晶胞,晶体密度为8.5g/cm3,求晶胞的边长(只写计算式,不求结果):
_______________。
解析
(1)Cu在周期表中第4周期,第ⅠB族,其原子的外围电子排布式为3d104s1。
基态铜原子在灼烧时获得能量使外围电子发生跃迁而变为激发态。
(2)一个碳碳双键或碳氧双键含有一个π键,1个松脂酸铜的结构单元中含有三个双键,因此一个松脂酸铜含有六个π键。
加“*”碳原子形成四个单键,需要四个杂化轨道,因此该碳原子的杂化方式为sp3。
(3)根据均摊法,晶胞中X原子个数为1+8×
1/8=2,Cu原子个数为1×
4=4,则晶胞的化学式为Cu2X。
与晶胞中心X等距离且最近的X位于晶胞的八个顶角上。
(4)根据价层电子对互斥理论,SO2分子中S原子上的孤电子对数=(6-2×
2)×
1/2=1,则SO2分子的几何构型为V形或角形。
同主族元素由上至下第一电离能逐渐减小,即S<
O。
(5)根据黄铜合金的化学式及晶胞结构知,Zn位于晶胞的顶角上,Cu位于面心上,一个晶胞平均含有1个Zn原子和3个Cu原子,一个晶胞的质量为3×
64/NA+1×
65/NA=257/NA(g),晶胞的体积为=cm3,则晶胞的边长为cm。
答案
(1)3d104s1 跃迁
(2)6 sp3
(3)Cu2X 8
(4)V形(或角形) <
(5)cm(或者cm)
4.(2016·
湖南怀化一模)自然界存在丰富的碳、氮、硅、磷、铁等元素,它们可形成单质及许多化合物。
按要求回答下列问题:
(1)铁能与CO形成配合物Fe(CO)5,其熔点为-20.5℃,沸点为102℃,易溶于CCl4,据此判断Fe(CO)5晶体属于________(填晶体类型)。
(2)铁在元素周期表中位置是________________,亚铁离子具有强还原性,从电子排布的角度解释,其原因是____________________________。
(3)南海海底蕴藏着大量的天然气水化合物,俗称“可燃冰”。
可燃冰是一种晶体,晶体中平均每46个H2O分子通过氢键构成8个笼,每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。
若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子,另外2个笼被游离的H2O分子填充。
可燃冰的平均组成可表示为________________。
(4)亚磷酸(H3PO3与过量NaOH充分反应生成亚磷酸氢二钠(Na2HPO3),则亚磷酸氢二钠属于________盐(填“正”或“酸式”)。
(5)金刚石晶胞结构模型如图,立方BN结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当。
在立方BN晶体中,B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为________;
每个N原子周围最近且等距离的N原子数为________;
如果阿伏加德罗常数近似取6×
1023/mol,立方BN的密度为ag·
cm-3,摩尔质量为bg·
mol-1,计算晶体中最近的两个N原子间距离是________nm(用含a、b代数式表示)。
解析
(1)根据Fe(CO)5熔点为-20.5℃,沸点为102℃,易溶于CCl4,可知Fe(CO)5为分子晶体;
(2)铁位于元素周期表中的第四周期第Ⅷ族,Fe2+的3d轨道有6个电子,失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态,故具有强还原性;
(3)根据可燃冰晶体中每46个H2O分子通过氢键构成8个笼,每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。
若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子,另外2个笼被游离的H2O分子填充,则说明每个甲烷分子与8个水分子结合,则可燃冰的平均组成可表示为CH4·
8H2O;
(4)H3PO3与过量NaOH反应充分反应生成亚磷酸氢二钠(Na2HPO3),说明亚磷
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