化学高考一轮复习物质结构与性质过关检测卷附答案解析.docx
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化学高考一轮复习物质结构与性质过关检测卷附答案解析
2020化学高考一轮复习【物质结构与性质】过关检测卷
(时间:
90分钟 满分:
100分)
可能用到的相对原子质量:
Ti—48 N—14 Cu—64 Ga—70 As—75 Au—107
共6小题,共100分
1.(15分)钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Cu的基态原子价电子排布式为 ;
②Ni的基态原子共有 种不同能级的电子。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4
2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑
①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示);
②COCl2分子中各原子均满足8电子稳定结构,COCl2分子中σ键和π键的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 ;
③NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。
则熔点NiO (填“>”“<”或“=”)FeO,原因是 。
(3)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料。
该合金的晶胞结构如图所示:
①该晶体的化学式为 ;
②已知该晶体的摩尔质量为Mg/mol,密度为ρg/cm3,设NA为阿伏加德罗常数的值。
则该晶胞的体积是 cm3(用含M、ρ、NA的代数式表示)。
2.(17分)金属钛(22Ti)号称航空材料。
回答下列问题:
(1)钛元素基态原子未成对电子数为 个,能量最高的电子占据的能级符号为 ,该能级所在能层具有的原子轨道数为 。
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有 。
a.σ键b.π键c.离子键d.配位键
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示:
化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为 ,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为 。
(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。
先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1000~1100K,进行氯化处理,生成TiCl4。
写出生成TiCl4的化学反应式程式:
。
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为 ,该晶体中Ti原子周围与它距离最近且相等的N原子的个数为 。
已知晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长为 cm(用含ρ、NA的式子表示)。
3.(17分)镍与ⅤA族元素形成的化合物是重要的半导体材料,应用最广泛的是砷化镓(GaAs),回答下列问题:
(1)基态Ga原子的核外电子排布式为 ,基态As原子核外有 个未成对电子。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:
kJ·mol-1)的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192,由此可推知镓的主要化合价为 和+3。
砷的电负性比镍 (填“大”或“小”)。
(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因:
。
镓的卤化物
GaCl3
GaBr3
GaI3
熔点/℃
77.75
122.3
211.5
沸点/℃
201.2
279
346
GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是 。
(4)二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为 ,草酸根中碳原子的杂化方式为 。
(5)砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm。
该晶体的类型为 ,晶体的密度为 g·cm-3。
(设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可)
4.(17分)已知:
元素周期表中前四周期的六种元素A、B、C、D、E、F核电荷数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F2+核外各层电子均充满。
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高,理由是 。
(3)E的最高价氧化物分子的立体构型是 ,是 (填“极性”“非极性”)分子。
(4)F原子的核外电子排布式是 。
(5)E、F形成某种化合物有如图所示两种晶体结构(深色球表示F原子),其化学式为 。
(a)中E原子的配位数为 。
若在(b)的结构中取出一个平行六面体作为晶胞,则平均一个晶胞中含有 个F原子。
结构(a)与(b)中晶胞的原子空间利用率相比,(a) (填“>”“<”或“=”)(b)。
5.(17分)英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。
制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。
石墨烯的球棍模型示意图如图所示:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是 。
A.键长:
石墨烯>金刚石
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①铜原子在基态时,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为 ;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有 。
②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷,请解释原因:
。
③下列分子属于非极性分子的是 。
a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇
④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中碳原子采用的杂化方式是 ;酞菁铜分子中心原子的配位数为 。
⑤金与铜可形成的金属互化物合金(如图,该晶胞中,Au占据立方体的8个顶点):
它的化学式可表示为 ;在Au周围最近并距离相等的Cu有 个,若2个Cu原子核的最小距离为dpm,该晶体的密度可以表示为 g/cm3。
(阿伏加德罗常数的值用NA表示)
6.(17分)某绿色农药结构简式为图1,回答下列问题。
(1)基态硒原子的核外电子排布式为 ,该农药组成元素中,第一电离能较大的前三种元素是 (按由大到小顾序排列)。
(2)分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的立体构型为 ;CSe2首次是由H2Se和CCl4反应制取的,试比较上述三种分子的键角 (按由大到小顺序排列)。
(3)H2SeO3分子的中心原子杂化类型是 ,试比较H2SeO3、H2SeO4和H2SO4三种酸的酸性强弱(按由强到弱顺序排列) 。
(4)石墨是碳元素的一种同素异形体,石墨晶体可看作ABABA……堆积方式,晶胞结构和部分晶胞参数如图2所示;碱金属离子可填充在石墨层间形成石墨夹层化合物,同时堆积方式从ABABAB……变为AAAA……。
①原子坐标参数描述的是晶胞内原子间的相对位置。
石墨晶胞中碳原子A、B的坐标参数分别为:
A(0,0,0)、B(0,1,
)。
则C原子的坐标参数为 。
②晶胞参数用以描述晶胞的大小和形状。
已知石墨晶胞底边长为apm,层间距为dpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨的密度为 g/cm3(写出表达式即可)。
③图3为石墨夹层化合物W的投影图,试写出W的化学式:
,微粒之间存在的化学键有 。
解析
2020化学高考一轮复习【物质结构与性质】过关检测卷一
(时间:
90分钟 满分:
100分)
可能用到的相对原子质量:
Ti—48 N—14 Cu—64 Ga—70 As—75 Au—107
共6小题,共100分
1.(15分)钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Cu的基态原子价电子排布式为 ;
②Ni的基态原子共有 种不同能级的电子。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4
2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑
①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示);
②COCl2分子中各原子均满足8电子稳定结构,COCl2分子中σ键和π键的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 ;
③NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。
则熔点NiO (填“>”“<”或“=”)FeO,原因是 。
(3)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料。
该合金的晶胞结构如图所示:
①该晶体的化学式为 ;
②已知该晶体的摩尔质量为Mg/mol,密度为ρg/cm3,设NA为阿伏加德罗常数的值。
则该晶胞的体积是 cm3(用含M、ρ、NA的代数式表示)。
解析:
(1)①Cu是29号元素,位于元素周期表中第四周期第ⅠB族,故Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1。
②Ni是28号元素,原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s等7个能级。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4
2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑;
①反应式中非金属元素有三种:
O、C、Cl,CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价,CrO2Cl2中Cl为+1价,O为-2价,电负性越大,对成键电子吸引力越大,元素相互化合时该元素表现负价,故电负性:
O>Cl>C。
②COCl2分子中有1个C
O键和2个C—Cl键,所以COCl2分子中σ键的数目为3,π键的数目为1,个数比为3∶1,中心原子C电子对数=3+
=3,故中心原子杂化方式为sp2。
③NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明两者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。
因为Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,所以熔点是NiO>FeO。
(3)①该合金的晶胞中心有一个镍原子,其他8个镍原子都在晶胞面上,镧原子都在晶胞顶点,所以晶胞实际含有的镍原子为1+
×8=5,晶胞实际含有的镧原子为8×
=1,所以晶体的化学式LaNi5;
②一个晶胞的质量m=
根据m=ρV,即V=
。
答案:
(1)①3d104s1 ②7
(2)①O>Cl>C ②3∶1 sp2 ③> 两者均为离子晶体,且阴、阳离子电荷数均为2,但Fe2+的离子半径较大,离子晶体晶格能小
(3)①LaNi5 ②
2.(17分)金属钛(22Ti)号称航空材料。
回答下列问题:
(1)钛元素基态原子未成对电子数为 个,能量最高的电子占据的能级符号为 ,该能级所在能层具有的原子轨道数为 。
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有 。
a.σ键b.π键c.离子键d.配位键
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示:
化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为 ,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为 。
(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。
先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1000~1100K,进行氯化处理,生成TiCl4。
写出生成TiCl4的化学反应式程式:
。
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为 ,该晶体中Ti原子周围与它距离最近且相等的N原子的个数为 。
已知晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长为 cm(用含ρ、NA的式子表示)。
解析:
(1)Ti元素价电子排布式为3d24s2,基态原子价电子排布图为
可见钛元素基态原子未成对电子数为2个,能量最高的电子占据的能级符号为3d,该能级所在能层为M能层,M能层有3s、3p、3d,分别含有原子轨道数目为1、3、5,具有的原子轨道数为9。
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键只有σ键和配位键。
(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小到大顺序是C (4)TiO2和足量炭粉混合加热至1000~1100K,生成TiCl4的化学反应方程式为TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO。 (5)观察晶胞N位于立方体的顶点和面心位置,N数=8× +6× =4;Ti位于晶胞内,有4个,化学式可写为TiN;由晶胞图可知与Ti相连的N有四个,组成正四面体;晶胞质量为4× g,晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞边长为 = cm。 答案: (1)2 3d 9 (2)ad (3)7 C TiCl4+2CO(5)TiN 4 3.(17分)镍与ⅤA族元素形成的化合物是重要的半导体材料,应用最广泛的是砷化镓(GaAs),回答下列问题: (1)基态Ga原子的核外电子排布式为 ,基态As原子核外有 个未成对电子。 (2)镓失去电子的逐级电离能(单位: kJ·mol-1)的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192,由此可推知镓的主要化合价为 和+3。 砷的电负性比镍 (填“大”或“小”)。 (3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因: 。 镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3 熔点/℃ 77.75 122.3 211.5 沸点/℃ 201.2 279 346 GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是 。 (4)二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为 ,草酸根中碳原子的杂化方式为 。 (5)砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm。 该晶体的类型为 ,晶体的密度为 g·cm-3。 (设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可) 解析: (1)Ga位于第四周期ⅢA族,31号元素,因此核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1(或1s22s22p63s23p63d104s24p1);As位于ⅤA族,核外有3个未成对电子。 (2)根据电离能的数值,第一电离能与第二电离能相差较大,因此Ga可表现+1价,As为非金属,Ni为金属,因此As的电负性比镍大。 (3)根据表格数值,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,它们均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强;GaF3熔点比其余三个高很多,说明GaF3属于离子晶体。 (4)根据结构图,Ga的配位数为4,C原子有3个σ键,无孤电子对,因此C的杂化类型为sp2。 (5)砷化镓晶体熔点高,属于原子晶体;Ga位于顶点和面心,个数为8× +6× =4,As位于晶胞内部,原子个数为4,化学式为GaAs,晶胞的质量为 g,晶胞的体积为(565×10-10)3cm3,则晶胞的密度为 g·cm-3。 答案: (1)[Ar]3d104s24p1(或1s22s22p63s23p63d104s24p1) 3 (2)+1 大 (3)GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,它们均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强 GaF3为离子晶体(4)4 sp2(5)原子晶体 4.(17分)已知: 元素周期表中前四周期的六种元素A、B、C、D、E、F核电荷数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F2+核外各层电子均充满。 请根据以上信息,回答下列问题: (1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高,理由是 。 (3)E的最高价氧化物分子的立体构型是 ,是 (填“极性”“非极性”)分子。 (4)F原子的核外电子排布式是 。 (5)E、F形成某种化合物有如图所示两种晶体结构(深色球表示F原子),其化学式为 。 (a)中E原子的配位数为 。 若在(b)的结构中取出一个平行六面体作为晶胞,则平均一个晶胞中含有 个F原子。 结构(a)与(b)中晶胞的原子空间利用率相比,(a) (填“>”“<”或“=”)(b)。 解析: C元素是地壳中含量最高的金属元素,即C为Al,D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高,推出D为Si,F2+核外各层电子均充满,推出F为Zn,化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子,即E为S,B为Na,A原子核外有三个未成对电子,即A为N。 (1)金属性越强,第一电离能越小,非金属性越强,第一电离能越大,Na的金属性强于Al,N的非金属性强于Si,因此第一电离能由小到大的顺序是Na (2)B的氯化物是NaCl,属于离子晶体,D的氯化物是SiCl4,属于分子晶体,一般情况下,离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。 (3)E的最高价氧化物是SO3,有3个σ键,孤电子对数为 =0,价层电子对数为3,立体构型为平面正三角形,属于非极性分子。 (4)F为Zn,位于第四周期ⅡB族,即核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)。 (5)根据(a)S位于顶点和面心,个数为8× +6× =4,Zn位于体内,有4个,化学式为ZnS,根据(a)离S最近的Zn有4个,则S的配位数为4,在(b)的结构中取出一个平行六面体,结构是 (灰色球表示Zn原子),含有锌原子的个数为4× +1=2,(a)图中S2-之间形成面心立方最密堆积,(b)图中S2-形成六方最密堆积,这两种堆积方式的原子空间利用率相等。 答案: (1)Na (2)NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体 (3)平面正三角形 非极性 (4)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2) (5)ZnS 4 2 = 5.(17分)英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。 制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。 石墨烯的球棍模型示意图如图所示: (1)下列有关石墨烯说法正确的是 。 A.键长: 石墨烯>金刚石 B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面 C.12g石墨烯含σ键数为NA D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力 (2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。 ①铜原子在基态时,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为 ;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有 。 ②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷,请解释原因: 。 ③下列分子属于非极性分子的是 。 a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇 ④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中碳原子采用的杂化方式是 ;酞菁铜分子中心原子的配位数为 。 ⑤金与铜可形成的金属互化物合金(如图,该晶胞中,Au占据立方体的8个顶点): 它的化学式可表示为 ;在Au周围最近并距离相等的Cu有 个,若2个Cu原子核的最小距离为dpm,该晶体的密度可以表示为 g/cm3。 (阿伏加德罗常数的值用NA表示) 解析: (1)金刚石中碳原子之间只存在σ键,石墨烯中碳原子之间存在σ键和π键,因此键长: 石墨烯<金刚石,故A错误;石墨烯是平面形分子,分子中所有原子可以处于同一平面,故B正确;一个碳原子中含有 个单键,即 个σ键,所以12g石墨烯含σ键数为 NA,故C错误;石墨层内是共价键,石墨层与层之间的作用力是范德华力,所以从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力,故D正确。 (2)①铜原子在基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为3d;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有4s1和3d54s1,即K和Cr; ②乙醇分子间存在氢键,使得其熔沸点升高,而丁烷不存在氢键; ③甲烷为正四面体,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故a正确;二氯甲烷为四面体分子,结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故b错误;苯为平面正六边形,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故c正确;乙醇结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故d错误; ④酞菁分子中碳原子含有3个σ键和1个π键,所以采取sp2杂化;该分子中能提供孤对电子的氮原子才是配位原子,所以酞菁铜分子中心原子的配位数为2; ⑤该晶胞中含Cu原子个数=6× =3,含有Au=8× =1,所以其化学式为Cu3Au或AuCu3,根据图示,铜原子周围最近并距离相等的Au原子有4个,根据化学式,在Au周围最近并距离相等的Cu有12个;若2个Cu原子核的最小距离为dpm,则晶胞的棱长为 dpm= d×10-10cm,该晶体的密度= = g/cm3。 答案: (1)BD (2)①3d K、Cr ②乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键 ③ac ④sp2 2 ⑤Cu3Au或AuCu3 12 6.(17分)某绿色农药结构简式为图1,回答下列问题。 (1)基态硒原子的核外电子排布式为 ,该农药组成元素中,第一电离能较大的前三种元素是 (按由大到小顾序排列)。 (2)分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的立体构型为 ;CSe2首次是由H2Se和CCl4反应制取的,试比较上述三种分子的键角 (按由大到小顺序排列)。 (3)H2SeO3分子的中心原子杂化类型是 ,试比较H2SeO3、H2SeO4和H2SO4三种酸的酸性强弱(按由强到弱顺序排列) 。 (4)石墨是碳元素的一种同素异形体,石墨晶体可看作ABABA……堆积方式,晶胞结构和部分晶胞参数如图2所示;碱金属离子可填充在石墨层间形成石墨夹层化合物,同时堆积方式从ABABAB……变为AAAA……。 ①原子坐标参数描述的是晶胞内原子间的相对位
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