届高考化学二轮提分物质的结构与性质练习及答案.docx
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届高考化学二轮提分物质的结构与性质练习及答案
2020届高考化学二轮提分:
物质的结构与性质练习及答案
专题:
物质的结构与性质
1、水星大气中含有一种被称为硫化羰(化学式为COS)的物质.已知硫化羰与CO2的结构相似,但能在O2中完全燃烧,下列有关硫化羰的说法正确的是( )
A、硫化羰的电子式为
B、硫化羰分子中三个原子位于同一直线上
C、硫化羰的沸点比二氧化碳的低
D、硫化羰在O2中完全燃烧后的产物是CO和SO2
【答案】B
【解析】A.碳原子与氧氧原子、硫原子形成2对共用电子对,COS分子电子式为
;B.二氧化碳是直线形分子,硫化羰与CO2的结构相似,所以硫化羰分子中三个原子位于同一直线上;C.硫化羰的相对分子质量比二氧化碳大,所以硫化羰的沸点比二氧化碳的高;D.含碳元素的物质燃烧生成二氧化碳,含硫元素物质燃烧生成二氧化硫,所以硫化羰完全燃烧的产生为二氧化硫和二氧化碳;
2、A~G是前四周期除稀有气体之外原子序数依次增大的七种元素。
A与其他元素既不同周期又不同族;B、C的价电子层中未成对电子数都是2;E核外的s、p能级的电子总数相等;F与E同周期且第一电离能比E小;G的+1价离子(G+)的各层电子全充满。
回答下列问题:
(1)写出元素名称:
B,G。
(2)写出F的价电子排布图:
。
(3)写出化合物BC的结构式:
。
(4)由A、C、F三元素形成的离子[F(CA)4]—是F在水溶液中的一种存在形式,其中F的杂化类型是。
(5)在测定A、D形成的化合物的相对分子质量时,实验测定值一般高于理论值的主要原因是。
(6)E的一种晶体结构如图甲,则其一个晶胞中含有个E;G与D形成的化合物的晶胞结构如图乙,若晶体密度为ag/cm3,则G与D最近的距离为pm。
(阿伏加德罗常数用NA表示,列出计算表达式,不用化简;乙中○为G,●为D。
)
【答案】
(1)碳铜
(2)
(3)C≡O
(4)sp3杂化(5)HF分子间通过氢键形成缔合分子(合理答案均计分)
(6)2
×108pm
【解析】
3、钾、氟及锌的相关化合物用途非常广泛。
回答下列问题:
(1)基态锌原子的价电子排布式为________;K、F、Zn的电负性从大到小的顺序为_________________________________________________________。
(2)Zn与Ca位于同一周期且最外层电子数相等,钙的熔点与沸点均比锌高,其原因是_________________________________________________________。
(3)OF2分子的几何构型为________,中心原子的杂化类型为_____________________________________________________________。
(4)KOH与O3反应可得到KO3(臭氧化钾),KO3中除σ键外,还存在________;与O
互为等电子体的分子为________(任写一种)。
(5)K、F、Zn组成的一种晶体结构如图所示,其晶胞参数为a=0.4058nm。
①晶胞中Zn2+的配位数为________个。
②晶胞中紧邻的两个F-间的距离为________(列出算式即可)nm。
③该晶体的密度为________(列出算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的数值)g·cm-3。
答案
(1)3d104s2 F>Zn>K
(2)锌的原子半径较大,金属键较弱
(3)V形 sp3
(4)离子键和π键 ClO2(或其他合理答案)
(5)①6 ②
×0.4058 ③
4、信息一:
铬同镍、钴、铁等金属可以构成高温合金、电热合金、精密合金等,用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。
信息二:
氯化铬酰(CrO2Cl2)是铬的一种化合物,常温下该化合物是暗红色液体,熔点为-96.5℃,沸点为117℃,能和丙酮(CH3COCH3)、四氯化碳、CS2等有机溶剂互溶。
(1)铬(24号元素)原子的基态电子排布式为___________。
(2)CH3COCH3分子中含有________个π键,含有____________个σ键。
(3)固态氯化铬酰属于______________晶体,丙酮中碳原子的杂化方式为______________,二硫化碳属于______________(填“极性”或“非极性”)分子,分子中含有____________(填“极性”或“非极性”)键。
(4)K[Cr(C2O4)2(H2O)2]也是铬的一种化合物,该化合物属于离子化合物,其中除含离子键、共价键外,还含有____________键。
(5)金属铬的晶胞如图所示,一个晶胞中含有_______个铬原子。
【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
(2)1 9
(3)分子 甲基碳原子sp3、羰基碳原子sp2 非极性极性
(4)配位(5)2
【解析】
(1)铬为24号元素,属于第4周期第ⅥB族,所以可以很快地写出其基态电子排布式。
(2)CH3COCH3分子结构式为
,羰基中含有1个π键,分子中含有2个C—Cσ键、6个C—Hσ键、1个C—Oσ键。
(3)通过氯化铬酰常温下的熔沸点、溶解性可知其属于分子晶体。
丙酮中含有两种碳原子,甲基碳原子杂化方式与甲烷碳原子相同,为sp3杂化;羰基碳原子为sp2杂化。
四氯化碳是非极性分子,二硫化碳也是非极性分子,其分子中只含极性键。
(4)K[Cr(C2O4)2(H2O)2]是配位化合物,其中肯定含有配位键。
(5)晶胞中显示的是9个原子,但8个位于晶胞顶点,每个顶点上的原子属于8个晶胞,故属于该晶胞的只有;晶胞内的原子完全属于该晶胞,因此一个晶胞中含有2个铬原子。
5、钛被称为继铁、铝之后的第三金属,制备金属钛的一种流程如下:
请回答下列问题:
(1)基态钛原子的价层电子排布图为__________,其原子核外共有________种运动状态不同的电子,Ti形成的+4价化合物最稳定,原因是__________________________________________________。
金属钛晶胞如图1所示,为________(填堆积方式)堆积。
(2)已知TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为-37℃,沸点为136℃,可知TiCl4为________晶体。
用TiCl4的HCl溶液,后经不同处理可得到两种不同的TiCl3·6H2O晶体:
[Ti(H2O)6]Cl3(紫色)、[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(绿色)。
两者配位数________(填“相同”或“不同”),绿色晶体中的配体是________。
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图2所示。
化合物乙的沸点明显高于化合物甲的,主要原因是______。
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________________。
图2
(4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图3所示。
该阳离子为______________。
图3
(5)钙钛矿晶体的结构如图4所示。
钛离子位于立方晶胞的顶点,被________个氧离子包围成配位八面体;钙离子位于立方晶胞的体心,被________个氧离子包围。
钙钛矿晶体的化学式为_____。
答案:
(1)
22 最外层达到8电子稳定结构 六方最密
(2)分子 相同 H2O、Cl-
(3)化合物乙分子间形成氢键 N>O>C
(4)TiO2+(或[TiO]
)
(5)6 12 CaTiO3
6、(2020广西贺州中学选练)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。
M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。
据此请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是________,X和Y中电负性较大的是________(填元素符号)。
(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是_____________________________________________________。
(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是________________。
(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如下图所示,则图中黑球代表的离子是______________(填离子符号)。
(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的化学方程式是
_________________________________________________________。
答案
(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 Cl
(2)H2O分子间存在氢键,而H2S分子间没有氢键
(3)平面三角形 (4)Na+
(5)3H2O2+K2Cr2O7+4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O
解析 M元素的2p电子数是2s的2倍,故价电子排布应为2s22p4,M为氧元素。
R的原子序数比氧大,又是短周期金属元素,故只能是第三周期,第三周期最活泼的金属元素是钠。
X与M的化合物,引起酸雨,只有可能是二氧化硫或氮氧化物,但是X的原子序数比氧大,故X只能是硫元素。
Y的原子序数比X大,又是短周期元素,只能是氯元素。
Z的最高价含氧酸的钾盐是橙色,这是重铬酸盐的典型颜色,题目中关于4s、3d轨道半充满的描述,也能推出Z是铬元素(3d54s1)。
(1)R为Na,属于第三周期ⅠA族,电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1,同周期从左向右电负性增强,即电负性Cl>S。
(2)X的氢化物为H2S,M的氢化物是H2O,H2O分子之间存在氢键,H2S分子间不存在分子间氢键,存在分子间氢键的物质,熔沸点高。
(3)此分子为SO3,有3个σ键,孤电子对数为(6-2×3)/2=0,空间构型为平面三角形。
(4)白球占有顶点和面心,因此白球的个数为8×1/8+6×1/2=4,黑球位于体心,有8个,因此个数比为1∶2,此物质的分子式为Na2O,因此黑球是Na+,白球是O2-。
(5)Z的最高价含氧酸的钾盐是K2Cr2O7,O的氢化物为H2O、H2O2,重铬酸钾只能氧化H2O2,因此反应方程式为:
3H2O2+K2Cr2O7+4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O。
7、碳族元素(Carbongroup)包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、鈇(Fl)六种。
(1)已知Sn为50号元素,其价电子排布式为______;价电子中成对电子数为______个。
(2)已知CO与N2的结构相似,则CO的电子式为______,C、O、N第一电离能由大到小的顺序为________________,三者最简单氢化物的熔沸点高低顺序为____________________(用“化学式”表示)。
(3)甲硅烷(SiH4)可用来制取超纯半导体硅,工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得甲硅烷,该反应的化学方程式为_________________________________________。
(4)碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,是由于HCO3-能够形成双聚或多聚链状离子的结果,HCO3-中C原子的杂化方式为_______,HCO3-能够双聚或多聚的原因是____________________________________________________。
(5)SiC作为C和Si唯一稳定的化合物,每个Si(或C)原子与周边包围的C(Si)原子通过________杂化相互结合。
已经发现SiC具有250多种型体。
某立方系晶体其晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶胞中原子的坐标参数为:
C部分原子:
(0,0,0);(
,
,0);(
,0,
);(0,
,
)
Si全部原子:
(
,
,
);(
,
,
);(
,
,
);(
,
)
该立方晶胞中Si原子构成的空间构型为_______,晶体的密度可表示为________g/cm3。
【参考答案】
(1).5s25p2
(2).2(3).
(4).N>O>C(5).H2O>NH3>CH4(6).Mg2Si+4NH4Cl=SiH4↑+4NH3↑+2MgCl2(7).sp2(8).HCO3-间能够通过氢键相互聚合(9).sp3(10).正四面体(11).
×1030
【分析】
(1)已知Sn为50号元素,它是第五周期第IVA,根据其核外电子排布书写其价层电子排布式,结合泡利原理和洪特规则判断其价电子中成对电子数。
(2)根据等电子体结构相似,N2分子中2个N原子形成3对共用电子对;一般情况下同一周期的元素的原子序数越大,元素的第一电离能就越大。
但IIA、VA处于核外电子轨道的全满、半满的稳定状态,第一电离能大于相邻主族的元素;结合氢键、分子间作用力判断氢化物的熔沸点高低;
(3)Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得甲硅烷、氨气和MgCl2,据此可得该反应的化学方程式;
(4)根据HCO3-中碳原子形成σ键数和孤电子对数判断C原子的杂化方式;HCO3-能够双聚或多聚与微粒间的氢键的存在有关;
(5)SiC中每个C与相邻的4个Si形成共价键,每个Si原子与相邻的4个C形成共价键,结合C、Si原子最外层电子数判断原子的杂化方式;根据晶胞中Si原子的位置可知其空间构型为正四面体形;结合晶胞中C、Si原子的坐标参数可确定一个晶胞中含有的C、Si原子个数,然后根据ρ=
计算晶体的密度,注意单位的变换。
【详解】
(1)Sn为50号元素,它是第五周期第IVA的元素,根据其核外电子排布可知其价层电子排布式为5s25p2,根据泡利原理和洪特规则,可知其价电子中成对电子数是2个5s电子;
(2)N2与CO互为等电子体,由于N2分子中2个N原子形成3对共用电子对,因此CO分子中C、O原子也是通过3对共用电子对结合,电子式为
;C、O、N是同一周期元素,一般情况下同一周期的元素的原子序数越大,元素的第一电离能就越大。
但N元素为VA元素,由于其2p轨道的电子排布处于半满的稳定状态,所以其第一电离能大于O,故三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:
N>O>C;这三种元素的氢化物NH3、H2O、CH4,由于NH3、H2O分子之间除存在范德华力外,还存在分子间氢键,氢键大于范德华力,且氢键的数目H2O>NH3,作用力越大,克服这些作用力使物质熔化、气化消耗的能量就越高,所以物质的沸点由高到低的顺序为H2O>NH3>CH4;
(3)Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得甲硅烷、氨气和MgCl2,据此可得该反应的化学方程式为:
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4↑+4NH3↑+2MgCl2;
(4)在HCO3-中C原子形成2个C—O键和1个C=O键,即C原子形成3个σ键,且C上没有孤电子对,C原子的杂化方式是采用sp2杂化;HCO3-中含O—H键,HCO3-能够双聚或多聚是由于HCO3-间能够通过氢键相互聚合;
(5)SiC中每个C与相邻的4个Si形成共价键,每个Si原子与相邻的4个C形成共价键,结合C、Si原子最外层电子数都是4个,可知C、Si原子的杂化方式为sp3;结合晶胞中Si原子的位置可知其空间构型为正四面体形;根据给出的晶胞中部分C、全部Si原子的坐标参数可知Si原子在晶胞内部,一个晶胞中含有4个C、4个Si原子,则根据ρ=
=
÷(a×10-10cm)3=
×1030g/cm3。
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- 高考 化学 二轮 物质 结构 性质 练习 答案