届二轮复习 物质结构与性质 专题卷全国通用Word格式.docx
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,所以氨气分子空间构型是三角锥形;
与N2H4分子具有相同电子数的分子有多种,其中具有可燃性的物质是C2H6。
(5)N2H4的结构式为
则该反应中有4molN—H键断裂,即有1molN2H4参加反应,生成气体的物质的量为mol=3.5mol,转移电子数为4NA。
(6)肼能与硫酸反应生成N2H6SO4,该物质晶体类型与硫酸铵相同,已知硫酸铵水解显酸性,所以N2H6SO4的溶液也显酸性,即pH<
7;
其水解方程式为N2+2H2O
N2H4·
2H2O+2H+。
答案:
(1)2s22p3 NH4NO3或NH4NO2
(2)5 原子
(3)Si、Cl 氢化物稳定性或最高价氧化物对应水化物酸性
(4)三角锥形 C2H6
(5)3.5 4NA
(6)<
N2+2H2O
2H2O+2H+
2.(12分)铜、铁、钒都是日常生活中常见的金属,具有广泛用途。
请回答:
(1)在元素周期表中,铜元素位于 区,其基态原子的电子排布式为 。
(2)Cu2O的熔点比Cu2S的高,原因为
。
(3)Fe(CO)5是一种常见的配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。
①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式 ;
两者相比较沸点较高的为 (填分子式)。
②Fe(CO)5在一定条件下发生反应:
Fe(CO)5(s)
Fe(s)+5CO(g),已知:
反应过程中,断裂的化学键只有配位键,由此判断该反应所形成的化学键类型为 。
(4)已知AlCl3·
NH3和AlC中均有配位键。
在AlCl3·
NH3中,提供空轨道的原子是 ;
在AlC中Al原子的杂化轨道类型为 。
(5)金属铝的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。
则晶体铝中原子的堆积方式为 。
已知:
铝原子半径为dcm,摩尔质量为Mg·
mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ= 。
(1)铜是29号元素,位于第四周期第ⅠB族,外围电子排布要遵循洪特规则的特例,为3d104s1,故处于ds区。
(2)Cu2O和Cu2S同属于离子晶体,其阳离子相同,阴离子所带的电荷也相同,由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径,所以Cu2O的晶格能大,熔点高。
(3)①CO的等电子体为氮气,N2的结构式为
对于相对分子质量相等的分子晶体而言,极性分子沸点高,CO为极性分子,N2为非极性分子,CO的沸点高。
②此配体的中心原子为金属原子,由于断裂的是中心原子和配体之间的配位键,所以断裂后配体形成CO,中心原子间形成金属键成为金属晶体。
(4)AlCl3·
NH3中Al为中心原子,NH3和Cl-为配体,中心原子提供空轨道,AlC的价层电子对=4+(3+1-4×
1)=4,故Al采用sp3杂化。
(5)结合图乙和晶胞结构可知,金属铝中Al的堆积方式为ABCABCABC…,属于面心立方最密堆积。
铝原子半径为dcm,则晶胞的边上为2dcm,
晶胞的体积V=(2dcm)3=16d3cm3,
一个晶胞含有Al原子个数为:
8×
+6×
=4,一个晶胞的质量m=×
Mg,故密度ρ=g·
cm-3=g·
cm-3。
(1)ds 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)Cu2O与Cu2S相比较,其阳离子相同、阴离子所带的电荷也相同,但由于氧离子的半径小于硫离子的离子半径,Cu2O的晶格能更大(或亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键),所以Cu2O的熔点比Cu2S的高
(3)①
CO ②金属键
(4)Al sp3
(5)面心立方最密堆积 g·
cm-3
3.(12分)四种短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增。
其中A、B、C三种元素基态原子的2p能级上都有未成对电子,且未成对电子个数分别是2、3、2;
D与C可以形成D2C和D2C2两种化合物。
回答下列问题:
(1)已知A元素与氢元素形成的某种气态化合物在标准状况下的密度为1.161g·
L-1,则在该化合物的分子中A原子的杂化方式为 。
(2)A、B、C三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 (填元素符号)。
(3)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2,依次还有I3、I4、I5……,推测D元素的电离能第一次突增应出现在第 电离能。
(4)AC2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图1所示。
该晶体的类型属于 晶体。
在AC2中A原子轨道的杂化类型为 。
(5)A和C形成原子个数比为1∶3的常见离子。
推测这种微粒的空间构型为 。
(6)C和D形成的一种离子化合物D2C的晶胞结构如图2所示。
该晶体中阳离子的配位数为 。
距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。
已知该晶胞的密度为ρg·
cm-3,阿伏加德罗常数为NA。
则晶胞边长a= cm(用含ρ、NA的代数式表示)。
根据D与C可形成的两种化合物的原子个数关系,再结合它们之间的原子序数大小关系可知,C为氧,D为钠。
再由A、B、C元素基态原子2p能级上的未成对电子数可知它们的价电子排布式依次为2s22p2、2s22p3、2s22p4,故A、B、C依次为碳、氮、氧。
(1)碳元素与氢元素形成的某种气态化合物在标准状况下的密度为1.161g·
L-1,则该化合物的相对分子质量=1.161×
22.4=26,应是C2H2,分子中C原子没有孤对电子、形成2个σ键,采取sp杂化。
(2)同周期元素原子,随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级容纳3个电子,处于半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能C<
O<
N。
(3)D为Na元素,第三能层只有3s1,第3能层与第2能层能量相差较大,故失去第2能层上的电子时能量突增,即电离能第一次突增应出现在第二电离能。
(4)由CO2在高温高压下所形成的晶体晶胞图示可知,晶胞中每个C形成4个C—O键,每个O形成2个O—C键,形成空间的立体网状结构,该晶体的类型属于原子晶体,该晶体中C原子形成4个σ键,没有孤对电子,C原子采取sp3杂化。
(5)A和C形成原子个数比为1∶3的常见离子为C,离子中C原子孤电子对数==0,价层电子对数=3+0=3,故这种微粒的空间构型为平面三角形。
(6)由Na2O晶胞结构可知,晶胞中黑色球数目=8×
=4,白色球数目=8,故白色球为Na+、黑色球为O2-,该晶体中Na+周围有4个O2-,故Na+的配位数为4;
以晶胞中上面心O2-为研究对象,距一个O2-周围最近的Na+有8个(位于晶胞中上层4个Na+和上面晶胞中的下层4个Na+),8个Na+构成的几何体为正方体;
该晶胞质量=4×
g,该晶胞的密度为ρg·
cm-3,则晶胞边长a=cm。
(1)sp
(2)C<
N
(3)二
(4)原子 sp3
(5)平面三角形
(6)4 立方体
4.(12分)A~F均为元素周期表中前四周期元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
A
A的基态原子最外层电子排布式为2s22p3
B
B是地壳中含量最高的元素
C
C+与B的简单离子的电子层结构相同
D
D的一种核素的质量数为64,中子数为35
E、F
E、F既同周期又同族,且原子序数F比E多2
请回答下列问题:
(1)D的价电子的电子排布式是 ;
F原子的原子结构示意图为 。
(2)A、B的第一电离能的大小顺序为 。
(3)A中A原子的杂化轨道类型为 ;
与A2B互为等电子体的分子的分子式为 。
(任写一个即可)
(4)D晶体的晶胞如图所示,为面心立方最密堆积(在晶胞的顶点和面心均含有一个D原子)。
则D的晶体中D原子的配位数为 。
(5)已知17gA的简单氢化物催化氧化生成气态水时放出QkJ的热量,请写出A的简单氢化物催化氧化的热化学反应方程式:
。
(6)C2B2的电子式为 ;
它可与E的二氯化物溶液反应,若反应的C2B2与E的二氯化物的物质的量之比为1∶2,则该反应的化学方程式为 。
前四周期元素中,A的基态原子最外层电子排布式为2s22p3,则A为N;
B是地壳中含量最高的元素,则B为O;
C+与B的简单离子的电子层结构相同,则C为Na;
D的一种核素的质量数为64,中子数为35,则其质子数=64-35=29,故D为Cu;
E、F既同周期又同族,为Ⅷ族元素,且原子序数F比E多2,则E为Fe、F为Ni。
(1)D为Cu,原子核外电子数为29,由能量最低原理,其外围电子排布为:
3d104s1;
F为Ni,原子核外电子数为28,根据核外电子排布规律,其原子结构示意图为:
○+28。
(2)N、O同周期,N原子2p能级容纳3个电子,处于半充满稳定状态,能量较低,第一电离能比O元素高,故第一电离能N>
O。
(3)N中N原子价层电子对数=3+=3,故N元素采取sp2杂化,将2个N原子用1个C、O原子替换可得与N2O互为等电子体的分子为CO2。
(4)由Cu晶体的晶胞结构为面心立方最密堆积,以顶点Cu原子为研究对象,与之最近的Cu原子位于面心上,1个顶点Cu原子为12个面共用,故Cu原子的配位数为12。
(5)氨的催化氧化为:
4NH3+5O2
4NO+6H2O(g),已知17gNH3催化氧化生成气态水时放出QkJ的热量,则4mol氨气反应放出的热量为4QkJ,故NH3催化氧化的热化学反应方程式为:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-4QkJ·
mol-1。
(6)Na2O2可与FeCl2溶液反应,若反应的Na2O2与FeCl2的物质的量之比为1∶2,过氧化钠具有强氧化性,将亚铁离子氧化为铁离子,根据电子转移守恒可知,亚铁离子恰好被完全氧化,反应生成NaCl,由氯离子守恒可知生成FeCl3,结合元素守恒可知生成氢氧化铁,配平后该反应的化学方程式为3Na2O2+6FeCl2+6H2O
6NaCl+4Fe(OH)3+2FeCl3。
(1)3d104s1 ○+28
(2)N>
O
(3)sp2 CO2
(4)12
(5)4NH3(g)+5O2(g)
mol-1
(6)Na+[∶∶]2-Na+ 3Na2O2+6FeCl2+6H2O
6NaCl+4Fe(OH)3+2FeCl3
5.(12分)钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料,被誉为“未来世界的金属”。
试回答下列问题:
图1图2图3
(1)钛有Ti和Ti两种原子,它们互称为 。
Ti元素在元素周期表中的位置是第 周期第 族;
基态原子的电子排布式为 ;
按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于 区元素。
(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。
偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图1所示,它的化学式是 。
(3)氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金装饰的替代品。
以TiCl4为原料,经过一系列反应(如图3)可以制得。
①Ti3N4中Ti元素的化合价为 。
TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上,则TiCl4的空间构型为 。
②反应①为置换反应,该反应的化学方程式为 。
③纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如下:
甲
乙
化合物甲的分子中采取sp2杂化的碳原子个数为 ,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
④有一种氮化钛晶体的晶胞如图2所示,该氮化钛晶胞中含有 个N原子,晶胞中N、Ti之间的最近距离为apm,则该氮化钛的密度为 g·
cm-3(NA为阿伏加德罗常数的数值,只列算式)。
(1Ti和Ti为质子数相同中子数不同的钛元素的不同原子,互称同位素;
Ti元素核外有22个电子,根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2),该元素的原子核外有4个电子层,价电子数为4,所以钛元素位于第四周期第ⅣB族,钛元素最后排列的电子是d电子,所以钛元素属于d区。
(2)该化合物中,O原子个数=12×
=3,Ti原子个数=8×
=1,Ba原子个数为1,所以其化学式为BaTiO3。
(3)①该化合物中氮元素化合价为-3价,根据化合价代数和为0知,Ti元素化合价为+4价,TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上,说明TiCl4分子结构和甲烷相同,为正四面体结构。
②根据反应物、生成物和反应条件知,该反应方程式为:
2Mg+TiCl4
Ti+2MgCl2。
③采取sp2杂化的碳原子价层电子对数是3,该分子中碳原子价层电子对数为3的有:
苯环上的碳原子、连接羰基的碳原子,所以一共有7个;
采取sp3杂化的原子价层电子对数是4,价层电子对数是4的原子有:
连接甲基和羟基的碳原子、氧原子和氮原子,同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅤA族元素大于相邻元素,所以这三种元素第一电离能从大到小的顺序是N>
O>
C。
④该晶胞中N原子个数=8×
=4,Ti原子个数=1+12×
=4,该晶胞的ρ=g·
(1)同位素 四 ⅣB 1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2) d
(2)BaTiO3
(3)①+4 正四面体
②2Mg+TiCl4
Ti+2MgCl2
③7 N>
④4
6.(12分)第ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途,请回答下列问题。
(1)砷的基态原子的电子排布式为 。
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)NH3的沸点比PH3高,原因是 ;
P的立体构型为 。
(4)AsH3是无色稍有大蒜气味的气体,在AsH3中As原子的杂化轨道类型为 。
(5)H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系,解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因
(6)磷的一种单质白磷(P4)属于分子晶体,其晶胞结构如图。
已知最近两个白磷分子间的距离为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 g·
cm-3(只要求列算式,不必计算)。
(1)砷位于元素周期表的第四周期第ⅤA族,外围电子排布为4s24p3,把前面的核外电子补齐后得砷基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
(2)同主族自上而下第一电离能逐渐降低,因此N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N>
P>
As。
(3)PH3分子间存在范德华力,NH3分子间除存在范德华力之外,还存在比范德华力更强的氢键,故NH3的沸点比PH3的高;
P中心原子为P,其中σ键电子对数为4,中心原子孤电子对数为(5+3-4×
2)=0,故立体构型为正四面体。
(4)AsH3中心原子的价层电子对数=3+×
(5-3×
1)=4,所以As采用sp3杂化。
(5)两种含氧酸即可改写为(HO)mROn的形式,H3AsO4可表示为(HO)3AsO,H3AsO3可表示为(HO)3As,H3AsO4中n值大正电性强,导致As—O—H中O的电子更偏向As,更易电离出H+,所以H3AsO4比H3AsO3的酸性强。
(6)一个晶胞中含有白磷分子数为:
=4,则一个晶胞的质量m=×
124g,一个晶胞的体积V=,因此晶胞的密度ρ=g·
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3
As
(3)NH3分子间存在较强的氢键,而PH3分子间仅有较弱的范德华力 正四面体
(4)sp3杂化
(5)H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3As,H3AsO3中的As为+3价,而H3AsO4中的As为+5价,正电性更高,导致As—O—H中O的电子更向As偏移,更易电离出H+
(6)
7.(14分)现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,B、C、E、G的单质均有多种同素异形体。
Ⅰ.
(1)C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为 (用相应的元素符号表示)。
(2)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为 (用化学式表示)。
(3)有某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为 。
Ⅱ.BG是一种耐磨材料,其与金刚石结构相似,如图为其结构中的最小重复单元,它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。
(1)指出B的三溴化物中B的杂化方式为 ;
G的三溴化物分子的结构为 形。
(2)写出合成BG的化学反应方程式为 。
(3)写出一个最小重复单元的化学式 。
根据题意知,A、B、C、D、E、G分别为H、C、N、O、F、Cl或H、B、C、N、O、P等,再由B、C、E、G的单质均有多种同素异形体,可知后一种正确。
Ⅰ.
(1)同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族最外层为ns能级容纳2个电子,为全满确定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素;
第ⅤA族np能级容纳3个电子,为半充满稳定状态,能量较低,第一电离能也高于同周期相邻元素,C为6号碳元素,D为7号氮元素,E为8号氧元素,所以C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为N>
(2)C2A4、D2A4、G2A4三种化合物分别为C2H4、N2H4、P2H4,N2H4分子间有氢键沸点高,P2H4分子量大于C2H4,所以三者沸点由高到低的顺序为:
N2H4>
P2H4>
C2H4。
(3)分子式为C4D4E8的物质为C4N4O8,该物质中同种原子的化学环境完全相同,说明具有对称性,是一种威力极强的炸药,说明含有硝基,所以含4个硝基,四个碳原子构成正四面体的四个顶点,所以其结构简式为C4(NO2)4。
Ⅱ.
(1)B的三溴化物为BBr3,该分子中,B原子含有3个σ键不含孤电子对,所以采取sp2杂化,G的三溴化物为PBr3,PBr3中心原子P原子价层电子对为3+1=4,分子构型为四面体,由于含有1对孤电子对,故为三角锥形。
(2)BG是由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成,所以反应物为BBr3、PBr3、H2,产物为BP、HBr,化学方程式为BBr3+PBr3+3H2
BP+6HBr。
(3)每个顶点上的B原子被8个晶胞共用,每个面心上的G原子被两个晶胞共用,所以该晶胞中G原子个数8×
=4,而B原子个数也为4,故一个立方磷化硼晶胞中含有4个G原子和4个B原子,故晶胞的化学式为B4P4或P4B4。
Ⅰ.
(1)N>
(2)N2H4>
C2H4
(3)
Ⅱ.
(1)sp2 三角锥
(2)BBr3+PBr3+3H2
BP+6HBr
(3)B4P4或P4B4
8.(14分)X、Y、Z、W、T是元素周期表中前四周期的五种元素。
有关这五种元素的信息如下表:
元素代号
X
它的一种核素的原子核内没有中子
Y
能组成很多种性质不同的单质,也是形成化合物种类最多的一种元素
Z
基态原子的最外层电子排布式为nsnnpn+1
W
与钠元素能组成两种化合物,这些化合物与水反应均生成碱;
大气平流层中W3被誉为地球生物“保护伞”
T
主要化合价有+1和+2价,其二价离子在水溶液中呈蓝色
请推出具体元素,用化学用语回答下列问题:
(1)写出W元素在周期表中的位置 ,
写出T元素的基态电子排布式 。
(2)在这五种元素中电负性最大的是 ,Y、Z、W三种元素的第一电离能顺序为 。
(3)由X、Z两种元素可以形成一种ZX5的既含离子键又含共价键的化合物,其电子式为 。
(4)TW在高温条件下是一种优良的氧化剂,它能将很多有机化合物完全氧化(相当于完全燃烧),写出高温条件下,TW与Y最简单的氢化物反应的化学方程式:
(5)已知在25℃、101kPa下:
XYZ(aq)+X2W(l)
YZ-(aq)+X3W+(aq) ΔH=+45.6kJ·
X3W+(aq)+WX—(aq)
2X2W(l) ΔH=-57.3kJ·
则在25℃、101kPa的稀溶液中,XYZ与WX-反应的热化学方程式(以离子方程式表示):
结合题示信息分析,X元素一种核素的原子核内没有中子的元素是H元素;
Y元素能组成很多种性质不同的单质,是形成化合物种类最多的
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