高考化学108所名校押题精选13 物质结构与性质选考原卷版.docx
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高考化学108所名校押题精选13物质结构与性质选考原卷版
精选13物质结构与性质(选考)
1.磷能形成众多单质与化合物。
回答下列问题:
(1)磷在成键时,能将一个3s电子激发进入3d能级而参加成键,写出该激发态原子的核外电子排布式__。
(2)黑磷是一种二维材料,其中一层的结构如图1所示。
①黑磷中P原子的杂化方式为_________。
每一层内P形成六元环彼此相接,平均每个空间六元环中含有的磷原子是____个。
②用4-甲氧基重氮苯四氟硼酸盐(如图2)处理黑磷纳米材料,可以保护和控制其性质。
该盐的构成元素中C、N、O、F的电负性由大到小顺序为__,1mol该盐阳离子含有的σ键的数目为______,该盐阴离子的几何构型是__。
(3)磷钇矿可提取稀土元素钇(Y),某磷钇矿的结构如下:
该磷钇矿的化学式为__,与PO43—互为等电子体的阴离子有__(写出两种离子的化学式)。
已知晶胞参数a=0.69nm,c=0.60nm,阿伏加德罗常数为NA,则该磷钇矿的密度为__g.cm—3(列出计算式)。
2.钯(Pd)、锌及其化合物在合成酮类物质中有极其重要的作用,如图为合成
的反应过程:
回答下列问题:
(1)I原子价电子排布式为___________,其能量最高的能层是___________(填能层符号)。
(2)H、C、O三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。
(3)
中碳原子的杂化方式为___________。
(4)ZnCl2溶液中加入足量氨水,发生的反应为ZnCl2+4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]Cl2+4H2O。
①上述反应涉及的物质中,固态时属于分子晶体的是___________。
②NH3的空间构型为___________。
③1mol[Zn(NH3)4]Cl2中含有___________molσ键。
(5)Zn和Cu可形成金属互化物(ZnCu),该金属互化物中所有金属原子均按面心立方最密堆积,若所有Cu均位于晶胞的面心,则Zn位于晶胞的___________。
(6)金属钯的堆积方式如图所示:
①该晶胞中原子的空间利用率为___________(用含π的式子表示)。
②若该晶胞参数a=658pm,则该晶胞密度为___________(列出计算表达式)g·cm-3。
3.氮、磷、砷、铁等元素及其化合物在现代农业、科技、国防建设中有着许多独特的用途。
(1)基态砷原子中核外电子占据最高能层的符号为_______,该能层的原子轨道数有_____个。
下列有关表示基态氮原子的电子排布图中,仅违背洪特规则的是________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(2)氮的一种氢化物N2H4是一种良好的火箭发射燃料,传统制备肼的方法是:
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O,又知肼的熔点、沸点分别为1.4℃、113.5℃,氨气的熔点、沸点分别为-77.7℃、-33.5℃。
①N2H4中氮原子的杂化轨道类型为_______杂化。
②H2O的VSEPR模型为______。
③肼与氨气熔点、沸点差异最主要的原因是_________________。
(3)氨分子是一种常见配体,配离子[Co(NH3)6]3+中存在的化学键有___________(填序号)。
A.离子键B.极性键C.配位键D.氢键E.金属键
(4)已知[Co(NH3)6]3+的几何构型为正八面体形,推测[CoCl3(NH3)3]结构有__________种。
(5)LiFeAs可组成一种新型材料,其立方晶胞结构如图所示。
若晶胞参数为anm,A、B处的两个As原子之间距离=______nm,请在z轴方向投影图中画出铁原子的位置,用“•”表示__________。
4.在照相底片的定影过程中,未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解,反应生成Na3[Ag(S2O3)2];在废定影液中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的银转化为Ag2S,并使定影液再生。
将Ag2S在高温下转化为Ag,就达到了回收银的目的。
(1)铜、银、金在元素周期表中位于同一族相邻周期,基态铜原子的价电子排布式为____________。
(2)Na、O、S简单离子半径由大到小的顺序为____________。
(3)S2O32-离子结构如图所示,其中心硫原子的杂化轨道类型为__________________。
(4)Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有_________________。
A.离子键B.共价键C.范德华力D.金属键E.配位键
(5)在空气中灼烧Ag2S生成Ag和SO2,SO2分子中硫原子的价层电子对数为________,其分子空间构型为_________。
SO2易溶于水,原因是_________________。
(6)SO2具有较强的还原性,碳与熔融金属钾作用,形成的晶体是已知最强的还原剂之一,碳的某种晶体为层状结构,钾原子填充在各层之间,形成间隙化合物,其常见结构的平面投影如图所示,则其化学式可表示为_________。
(7)现在人们已经有多种方法来测定阿伏加德罗常数,X射线衍射法就是其中的一种,通过对金晶体的X射线衍射图像的分析,可以得出金晶体的晶胞属于面心立方晶胞(与铜的晶胞相似)。
若金原子的半径为am,金的密度为ρg·cm-3,金的摩尔质量为Mg·mol-1,试通过这些数据列出计算阿伏加德罗常数的算式_____________________。
5.元素X的基态原子中的电子共有7个能级,且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子.在气体分析中,常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应如下:
2XCl+2CO+2H2O═X2Cl2·2CO·2H2O
(1)X基态原子的电子排布式为__________________.
(2)C、H、O三种原子的电负性由大到小的顺序为__________.
(3)X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物,其结构如图1所示:
①与CO为互为等电子体的分子是_________.
②该配合物中氯原子的杂化方式为__________.
③在X2Cl2•2CO•2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图中用“→”标出相应的配位键_____________.
(4)阿伏加德罗常数的测定有多种方法,X射线衍射法就是其中的一种。
通过对XCl晶体的X射线衍射图象的分析,可以得出XCl的晶胞如图2所示,则距离每个X+最近的Cl﹣的个数为____________,若X原子的半径为apm,晶体的密度为ρg/cm3,试通过计算阿伏加德罗常数NA=___________________(列计算式表达)
6.碱金属及碳族元素在科研领域、生活和生产方面有广泛的应用。
回答下列问题:
(1)在元素周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是__________(填元素符号),该元素基态原子最外层电子的自旋状态___________(填“相同”或“相反”)。
(2)碳和硅的有关化学键键能如下所示:
化学键
C−H
C−O
Si−H
Si−O
键能/kJ▪mol−1
413
336
318
452
SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是__________________。
(3)天然硅酸盐都是由[SiO4]四面体以顶角氧原子相连而成,可成链状也可成环,所以硅酸盐种类繁多。
下图a代表SiO44−,b、c是硅氧四面体形成的环状结构。
硅氧四面体中Si的轨道杂化类型为____________;图b环状结构硅酸根的化学式为______________若在环状结构中硅的原子数为n,写出环状结构中硅酸根的通式_____________。
(4)钾与溴作用能形成溴化钾晶体,该晶体类型为___________,其晶格能可通过下图的Borm−Haber循环计算得到。
从上图可知,K原子的第一电离能为_____kJ/mol,Br−Br键键能为______kJ/mol,KBr的晶格能为______kJ/mol,晶格能越大,该晶体的熔点越______。
7.氢原子是最轻的原子,人们曾预言它可能是所有元素之母。
学习物质结构与性质,回答下列问题:
(1)太阳中的主要化学元素是氢和_______。
(2)氢负离子H−基态电子排布式为_______。
(3)下列变化:
H−(g)=H(g)+e−吸收的能量为73kJ/mol,H(g)=H+(g)+e−吸收的能量为1311kJ/mol,则氢负离子H−的第一电离能为________。
(4)几种碱金属氢化物的部分性质如下表所示:
氢化物
LiH
NaH
KH
密度/g/cm3
0.78
1.43
分解温度/℃
850
425
400
从化学结构的角度回答说明,分解温度LiH>NaH>KH___。
(5)水溶液中有H3O+、H5O2+、H9O4+等微粒的形式。
H3O+中,中心原子的杂化类型是___,请画出H5O2+的结构式:
______。
当用高能射线照射液态水时,水分子便以一种新的方式电离,如图所示写出高能射线照射水的总反应的离子方程式_______。
(6)氢化铝钠(NaAlH4)等复合氢化物是重要的有机还原剂。
NaAlH4晶胞结构如图所示,NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的A1H4−有___个,设阿伏伽德罗常数为NA,则晶体的密度为___g·cm−3。
(7)在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1,1,1)晶面。
如图则该立方晶胞体中(1,1,1)晶面共有___个。
8.
(1)聚四氟乙烯商品名称为“特氟龙”,可做不粘锅涂层。
它是一种准晶体,该晶体是一种无平移周期序、但有严格准周期位置序的独特晶体。
可通过______方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是______(填字母代号)。
A.
B.
C.
D.
(3)某种铀氮化物的晶体结构是NaCl型。
NaCl的Bom−Haber循环如图所示。
已知:
元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。
下列有关说法正确的是_____(填标号)。
a.Cl−Cl键的键能为119.6kJ/molb.Na的第一电离能为603.4kJ/mol
c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mold.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol
(4)配合物[Cu(En)2]SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ),是铜的一种重要化合物。
其中En是乙二胺(H2N−CH2−CH2−NH2)的简写。
①该配合物中含有化学键有______(填字母编号)。
A.离子键B.极性共价键C.非极性共价键D.配位键E.金属键
②配体乙二胺分子中氮原子、碳原子轨道的杂化类型分别为______、______。
③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,且相对分子质量相近,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_______________。
④乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是_________,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是______(填“Mg2+”或“Cu2+”)。
⑤与氨气互为等电子体的阳离子为_________,与S位于同一周期,且第一电离能小于S的非金属元素符号为_________。
(5)①金属钛的原子堆积方式如图1所示,则金属钛晶胞俯视图为__________。
A.
B.
C.
D.
②某砷镍合金的晶胞如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度ρ=__g·cm-3。
9.2019年1月3日上午,嫦娥四号探测器翩然落月,首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。
所搭载的“玉兔二号”月球车,通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。
回答下列问题:
(1)基态As原子的价电子排布图为____________,基态Ga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、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为____和+3,砷的电负性比镓____(填“大”或“小”)。
(3)1918年美国人通过反应:
HC≡CH+AsCl3
CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。
在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________;AsCl3分子的空间构型为___________。
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得,(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_______
(5)GaAs为原子晶体,密度为ρg•cm−3,其晶胞结构如图所示,Ga与As以_______键键合。
Ga和As的原子半径分别为apm和bpm,设阿伏伽德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______________(列出计算式,可不化简)。
10.GaN是制造5G芯片的材料,氮化镓铝和氮化铝LED可发出紫外光。
回答下列问题:
(1)基态As原子核外电子排布式为[Ar]____________;下列状态的铝元素中,电离最外层的一个电子所需能量最小的是______________(填标号)。
A.
B.
C.
D.
(2)8—羟基喹啉合铝(分子式C27H18AlN3O3)用于发光材料及电子传输材料,可由LiAlH4与
8—羟基喹啉)合成。
LiAlH4中阴离子的空间构型为______________;8—羟基喹啉合铝中所含元素电负性最大的是______________(填元素符号,下同),第一电离能最大的是__________(填元素符号),N原子的杂化方式为_____________。
(3)已知下列化合物的熔点:
化合物
AlF3
GaF3
AlCl3
熔点/℃
1040
1000
194
①表格中卤化物的熔点产生差异的原因是_______________________________________________。
②熔融AlCl3时可生成具有挥发性的二聚体Al2Cl6分子,分子中每个原子最外层均达到8电子,二聚体Al2Cl6的结构式为______________________________;其中Al的配位数为_________。
11.TiCl3是烯烃定向聚合的催化剂、TiCl4可用于制备金属Ti。
nCH3CH=CH2
TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO
TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2
(1)Ti3+的基态核外电子排布式为__________。
(2)丙烯分子中,碳原子轨道杂化类型为______和____。
(3)Mg、Al、Cl第一电离能由大到小的顺序是___________。
(4)写出一种由第2周期元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式________。
(5)TiCl3浓溶液中加入无水乙醚,并通入HCl至饱和,在乙醚层得到绿色的异构体,结构式分别是[Ti(H2O)6]Cl3、[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O。
1mol[Ti(H2O)6]Cl3中含有σ键的数目为______。
(6)钛酸锶具有超导性、热敏性及光敏性等优点,该晶体的晶胞中Sr位于晶胞的顶点,O位于晶胞的面心,Ti原子填充在O原子构成的正八面体空隙的中心位置,据此推测,钛酸锶的化学式为_________。
12.我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝”、“中国紫”,直到近年来人们才研究出来其成分为BaCuSi4O10,BaCuSi2O6。
(1)“中国蓝”、“中国紫”中均具有Cun+离子,n=___,基态时该阳离子的价电子排布式为______。
(2)“中国蓝”的发色中心是以Cun+为中心离子的配位化合物,其中提供孤对电子的是___元素。
(3)合成“中国蓝”、“中国紫”的原料有BaCO3,孔雀石Cu2(OH)2CO3和砂子(SiO2)。
SiO2晶体中Si原子的杂化轨道是由______轨道(填轨道的名称和数目)和________轨道杂化而成的。
(4)现代文物分析发现,“中国蓝”中含有微量硫元素。
假若硫元素来源一种阴离子是正四面体的天然钡矿中,则最可能的钡矿化学式是______。
(5)在5500年前,古代埃及人就己经知道如何合成蓝色颜料—“埃及蓝”CaCuSi4O10,其合成原料中用CaCO3代替了BaCO3,其它和“中国蓝”一致。
CO32一中键角∠OCO为___。
根据所学,从原料分解的角度判断“埃及蓝”的合成温度比“中国蓝”更___(填“高”或“低”)。
(6)自然界中的SiO2,硬度较大,主要原因是___。
下图为SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视投影图),其中O原子略去,Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度,则SiA与SiB的距离是_____。
13.锌及锌的化合物应用广泛。
例如,测定铜合金中的铅、锌时要利用锌配离子的下列反应:
[Zn(CN)4]2-+4HCHO+4H2O=Zn2++4HOCH2CN+4OH-
回答下列问题:
(1)基态Zn2+ 的电子排布式为_____________,基态C原子核外电子占据_____个不同原子轨道。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________,HOCH2CN分子中含有的σ键与π键数目之比为_________。
(3)HCHO分子中碳原子轨道的杂化类型是________,福尔马林是HCHO的水溶液,HCHO极易与水互溶的主要原因是_________________________。
(4)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-之间的化学键称为_________,提供孤电子对的成键原子是________。
(5)ZnO的一种最稳定的晶体结构如图所示,晶胞中Zn2+的配位数为______。
六棱柱底边长为a cm,高为b cm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则ZnO的密度为_______g/cm3(列出计算表达式)。
14.一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,结构简式如图
(1)基态Zn2+的价电子排布式为_______________;一水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序是___________________。
(2)甘氨酸(H2N-CH2-COOH)中N的杂化轨道类型为______________;甘氨酸易溶于水,试从结构角度解释___________________________________________。
(3)一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为______________________。
(4)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一种配合物,IMI的结构为
,则1molIMI中含有________个σ键。
(5)常温下IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物
为液态而非固态,原因是_______________________________________。
(6)Zn与S形成某种化合物的晶胞如图Ⅰ所示。
①Zn2+填入S2-组成的________________空隙中;
②由①能否判断出S2-、Zn2+相切?
_________(填“能”或“否”);已知晶体密度为dg/cm3,S2-半径为apm,若要使S2-、Zn2+相切,则Zn2+半径为____________________pm(写计算表达式)。
15.明朝《天工开物》中有世界上最早的关于炼锌技术的记载,锌也是人体必需的微量元素。
回答下列问题:
(1)基态Zn原子核外的最高能层符号是________,基态Zn2+最外层电子排布式为________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①组成[Zn(NH3)4]SO4的元素中,除Zn外其余元素的电负性由大到小排序为________。
②向[Zn(NH3)4]SO4溶液中逐滴滴加NaOH溶液,未出现浑浊,其原因是________。
③已知[Zn(NH3)4]2+的空间构型与
相同,则在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+的杂化类型为________,NH3易液化的原因是________________________________。
④在[Zn(NH3)4]SO4晶体中存在的作用力有________。
A.离子键B.极性共价键C.氢键
D.配位键E.范德华力F.金属键
(3)ZnO与ZnS结构相似,ZnO的熔点为1975℃,ZnS的熔点约为1700℃。
ZnO熔点比ZnS高的原因是________________________________。
(4)常温下金属锌晶体的晶胞为六方最密堆积(如图所示),若锌原子的半径为rnm,六棱柱的高为
,则金属锌晶体的空间利用率是________(用含π的代数式表示)。
16.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)基态氟原子核外电子的电子云形状有_____种;氟原子的价电子排布式为___。
(2)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______;写出与N2互为等电子体的一种离子的化学式_______。
(3)已知金刚石中的C-C键键长为154.45pm,C60中C-C键键长为145~140pm,而金刚石的熔点远远高于C60,其理由是________。
(4)氢基倍半硅氧烷的分子结构如图所示,该分子的分子式为______,Si原子采用_______杂化。
(5)Cu的某种晶体晶胞为面心立方结构,晶胞边长为acm,原子的半径为rcm。
该晶体中铜原子的堆积方式为_______(填“A1”“A2”或“A3”),该晶体的密度为______g/cm3(用含a和NA的代数式表示),该晶体中铜原子的空间利用率为______(用含a和r的代数式表达)。
17.Cu的单质和合金在生活、生产中有着广泛的应用。
回答下列问题:
(1)Cu的基态原子价电子排布式为____________。
(2)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是___________________________,反应的化学方程式为___________________________。
(3)配离子Cu(CN)32-中,中心离子的杂化类型是___________,该配离子的空间构型为___________;CN-中配位原子是___________(填名称)。
(4)CaCux合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。
(a)是由Cu和Ca共同组成的层,层中Cu—Cu之间由实线相连;(b)是完全由Cu原子组成的层,Cu—Cu之间也由实线相连。
图中虚线构建的六边形,表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置;(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成CaCux合金的晶体结构图。
在这种结构中,同一层的Ca—Cu距离为294pm,相邻两层的Ca—Cu距离为327pm。
①该晶胞中Ca有___________个Cu原子配位(不一定要等距最近)。
②同一层中,Ca原子之间的最短距离是___________pm,设NA为阿伏加德罗常数的值,CaCu晶体的密度是___________g/cm3(用含m、n的式子表示)。
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