2020届高三化学考前冲刺突破：《物质结构与性质》跟踪检测【答案%2B解析】

2020届高三化学考前冲刺突破：物质结构与性质跟踪监检测1(2019山东烟台一中等四校联考)配合物Fe(CO)5的熔点为20 ，沸点为103 ，可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示。(1)基态Fe原子的价电子排布式是_；Fe(CO)5晶体类型属于_晶体。(2)CO分子中C、O原子都满足8电子稳定结构，CO分子的结构式是_，写出与CO互为等电子体的分子的电子式：_。(3)C、O、Fe的第一电离能由大到小的顺序为_。(4)关于Fe(CO)5，下列说法正确的是_。AFe(CO)5是非极性分子，CO是极性分子BFe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键C1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键DFe(CO)5=Fe5CO反应中没有新化学键生成(5)铁的三种晶体的晶胞均为立方晶胞，三种晶体的晶胞如图所示。上述三种晶体的晶胞中属于面心晶胞的是_(填“”“”或“”)Fe。Fe晶胞中铁原子的配位数为_。Fe晶胞的边长为a pm，则Fe晶体的密度为_g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。解析(1)铁为26号元素，基态价电子排布式为3d64s2；Fe(CO)5的熔、沸点较低，故属于分子晶体。(2)CO分子中C、O原子都满足8电子稳定结构，CO分子的结构式为CO，与CO互为等电子体的分子是N2。(3)C、O、Fe三种元素的原子中Fe的原子半径最大，Fe原子的基态价电子排布式为3d64s2，失去1个电子形成3d54s2，结构更稳定，第一电离能最小，C、O是同一周期元素，同一周期从左到右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能由大到小的顺序为OCFe。(4)根据Fe(CO)5的结构可知，Fe(CO)5为三角双锥结构，分子中正、负电荷分布均匀，是非极性分子，CO中正、负电荷分布不均匀，是极性分子，A项正确；Fe(CO)5中Fe原子与5个CO形成配位键，不是sp3杂化，B项错误；1个Fe(CO)5分子中Fe原子与5个CO形成5个配位键，在每个CO分子中存在1个配位键，则1 mol Fe(CO)5共含有10 mol 配位键，C项正确；Fe(CO)5=Fe5CO属于化学变化，包括化学键的断裂与形成，断开了分子中的配位键，形成了金属键，D项错误。(5)根据晶胞结构图，三种晶体的晶胞中属于面心晶胞的是Fe。Fe晶胞中晶胞顶点的铁原子与周围的6个铁原子距离相等且最小，配位数为6。Fe晶胞的边长为a pm,1个晶胞中含有的铁原子数目为864，则Fe晶体的密度1030g/cm3。答案(1)3d64s2分子(2)CONN(3)OCFe(4)AC(5)61030(或1030)2(2019江苏卷)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O。(1)Cu2基态核外电子排布式为_。(2)SO的空间构型为_(用文字描述)；Cu2与OH反应能生成 Cu(OH)42，Cu(OH)42中的配位原子为_(填元素符号)。(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为_；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_(填“难溶于水”或“易溶于水”)。(4)一个Cu2O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为_。解析(1)Cu位于第四周期第B族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2基态核外电子排布式为Ar3d9(或1s22s22p63s23p63d9)。(2)SO中S形成4个键，孤电子对数为0，因此SO的空间构型为正四面体形；Cu(OH)42中OH提供孤电子对，OH只有O有孤电子对，因此配位原子为O。(3)根据抗坏血酸的分子结构，该结构中有两种碳原子，即形成单键的碳原子和形成双键的碳原子，分别为sp3杂化和sp2杂化；抗环血酸分子中含有4个OH，能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水。(4)白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为812，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4。答案(1)Ar3d9(或1s22s22p63s23p63d9)(2)正四面体形O(3)sp3、sp2易溶于水(4)43(2019广东佛山月考)铁、钴、镍等金属及其化合物在科学研究和工业生产中应用十分广泛。回答下列问题：(1)铁、钴、镍的基态原子核外未成对电子数最多的是_。(2)酞菁钴分子的结构简式如图所示，中心离子为钴离子，酞菁钴分子中与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是_(填“1”“2”“3”或“4”)，三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为_(用相应的元素符号表示)；氮原子的杂化轨道类型为_。(3)Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为 20.5 ，沸点为103 ，易溶于非极性溶剂，若配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x_。(4)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同，Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_FeO(填“”“CH；分子中N原子的杂化轨道类型为sp2、sp3。(3)配合物Fe(CO)x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，由题知 82x18，则x5。(4)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，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，晶格能越大，熔点越高。由于Ni2的离子半径小于Fe2的离子半径，则熔点NiOFeO。(5)根据图示，砷离子周围有4个镍离子，构成正四面体，配位数为4，晶体中Ni和As的数目比为11，因此镍离子周围也有4个砷离子，配位数为4。根据图示，晶胞中含有的砷离子数目为4，镍离子数目为864，晶胞的质量为 g，晶体密度为 gcm3，则晶胞的边长为 cm，晶胞中最近的Ni2之间的距离为面对角线的一半，为 cm。答案(1)铁(2)2、4NCHsp2、sp3(3)5(4)NiO、FeO均为离子晶体，各离子带有相同的电荷数，则离子半径越小，晶格能越大，熔点越高(5)44(2020河南南阳一中开学考试)GaN是制造5G芯片的材料，氮化镓铝和氯化铝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羟基喹啉铝(分子式C27H18AlN2O3)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_；所含元素中电负性最大的是_(填元素符合)，C、N、O的杂化方式依次为_、_和_。(3)已知下列化合物的熔点：化合物AlF3GaF3AlCl3熔点/1 0401 000194表中卤化物的熔点产生差异的原因是_。熔融AlCl3时可生成具有挥发性的二聚体Al2Cl6，二聚体Al2Cl6的结构式为_；其中Al的配位数为_。(4)GaAs的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a pm。紧邻的As原子之间的距离为x，紧邻的As、Ga原子之间的距离为y，则_。设阿伏加德罗常数的值为NA，则GaAs的密度是_gcm3(列出计算表达式)。解析(1)As为33号元素，基态原子核外电子排布式为Ar3d104s24p3；依据铝的第三电离能第二电离能第一电离能，基态大于激发态，故D所需的能量最低。(2)LiAlH4中阴离子为AlH，Al的价层电子对数n(341)/24，Al无孤对电子，故为正四面体形；8羟基喹啉中环上的C、N均为sp2杂化，羟基氧为sp3杂化。(3)依据物质组成及熔点可确定AlF3、GaF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体。离子晶体的熔点一般比分子晶体的高，离子晶体的熔点由晶格能相对大小决定。(4)紧邻的两个As原子之间的距离xa pm，上述晶胞拆成8个等大的小立方体，4个体心位置由Ga原子填充。小立方体的棱长为0.5a pm，则其体对角线长为0.5a pm，则紧邻的As、Ga原子之间的距离 ya pm，则。晶胞中含4个Ga、4个As，总质量为 g，体积为(a1010)3cm3，则密度为 gcm3。答案(1)3d104s24p3D(2)正四面体形Osp2sp2sp3(3)AlF3、GaF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，故AlCl3的熔点较低，Al3半径小于Ga3，晶格能：AlF3GaF3，故熔点AlF3GaF34(4)4(2019河南洛阳统考)铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物。火法冶炼黄铜矿的过程中，其中一步反应是：2Cu2OCu2S6CuSO2，回答下列问题。(1)Cu价电子的电子排布图为_，Cu2O与Cu2S比较，熔点较高的是_，原因为_。(2)SO2与SO3的键角相比，键角更小的是_。某种硫的氧化物冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构片段如图1所示。此固态物质中S原子的杂化轨道类型是_；该物质的化学式为_。(3)离子化合物CaC2的晶胞结构如图2所示。写出该物质的电子式_。从钙离子看，该晶体属于_堆积，一个晶胞含有的键平均有_个。(4)根据图3可知，与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有_个，其距离为_cm(列出计算式即可)。解析(1)铜原子价电子排布式为3d104s1，Cu的价电子排布式为3d10，价电子排布图为；Cu2O与Cu2S都是离子化合物，离子电荷数相同，O2的离子半径比S2离子半径小，所以Cu2O的晶格能大，熔点更高。(2)SO3中价电子对数为3，没有孤对电子，为平面三角形，而SO2中价电子对数为3，孤对电子数为1，为V形，SO2中孤对电子与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，故SO2的键角被压缩，键角更小；题图结构片段中S原子形成4个共价单键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，S原子采取sp3杂化；每个S原子周围有4个O原子，其中2个 O原子为该S原子单独占有，另外2个O原子为2个S原子共有，故每个S原子单独占有O原子的数目为223，故该氧化物的化学式为SO3。(3)CaC2由Ca2、C构成，其电子式为Ca2CC2；钙离子处于晶胞的顶点与面心位置，从钙离子看，该晶体属于面心立方堆积；一个C中含2个键，晶胞中C的数目为1124，故晶胞中含有的键数目为248。(4)晶胞中C60分子处于晶胞的顶点与面心，以顶点C60分子研究，与之距离最近且相等的C60分子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，故与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有12个，结合面心立方堆积知识可知，C60分子间的最近距离等于晶胞棱长的 倍，即C60分子间的最近距离为1.42107 cm7.1108 cm。答案(1)Cu2OCu2O与Cu2S都是离子化合物，离子电荷数相同，O2离子半径比S2离子半径小，所以Cu2O的晶格能大，熔点更高(2)SO2sp3SO3(3)Ca2CC2面心立方8(4)127.11085(2019四川棠湖中学考试)钒和镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂，其储氢合金可作为一种新型锌离子电池的负极材料，该电池以Zn(CF3SO3)2为电解质，以有缺陷的阳离子型ZnMn2O4为电极，成功获得了稳定的大功率电流。(1)基态钒原子的价电子排布式为_，其排布时能量最高的电子所占据能级的原子轨道有_个伸展方向。(2)VO2与 可形成配合物。 中，三种非金属元素的电负性由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(3)镍形成的配离子Ni(NH3)62、Ni(CN)42中，NH3分子的空间构型为_。与CN互为等电子体的一种分子的化学式为_。(4)三氟甲磺酸(CF3SO3H)是一种有机强酸，结构式如图一所示，通常以CS2、IF5、H2O2等为主要原料来制取。H2O2分子中O原子的杂化方式为_。三氟甲磺酸能与碘苯反应生成三氟甲磺酸苯酯和碘化氢。1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有键的数目为_个。(5)硫化锌晶体的构型有多种，其中一种硫化锌的晶胞如图二所示，该晶胞中S2的配位数为_。(6)镧镍合金是重要的储氢材料，其储氢后的晶胞如图三所示。储氢前该镧镍合金的化学式为_。该镧镍合金储氢后氢的密度为_g/cm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。解析(1)钒为23号元素，基态钒原子的价电子排布式为3d34s2，其排布时能量最高的电子所占据能级为3d,3d原子轨道有5个伸展方向。(2)非金属性OCH，故电负性OCH。(3)NH3分子中N原子的价层电子对数为3(513)4，采取sp3杂化，空间构型为三角锥形；与CN互为等电子体的分子有N2、CO。(4)H2O2分子中每个O原子与2个原子相连，含有2对孤电子对，价层电子对数为224，采取sp3杂化。根据三氟甲磺酸的结构可知，三氟甲磺酸苯酯的结构为，1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有3个CF键、1个CS键、2个S=O键、1个SO键、1个CO键，苯环上含有5个CH键和6个碳碳键，故键数目为19。(5)根据硫化锌的晶胞结构图知，该晶胞中S2和Zn2配位数相等，晶胞中与Zn2距离最近且相等的S2有4个，故配位数为4。(6)根据晶胞结构图，储氢前，晶胞中含有镧原子数为81，镍原子数为815，合金的化学式为LaNi5。晶胞中H2数目为823，储氢后合金的化学式为LaNi5H6，储氢后1 mol晶胞的体积为(a1010 cm)3(a31030) cm3,1 mol晶胞中含有的氢气质量为6 g，则该镧镍合金储氢后氢的密度为g/cm3。答案(1)3d34s25(2)OCH(3)三角锥形N2(或CO)(4)sp319(5)4(6)LaNi56(2018全国卷)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：(1)Zn原子核外电子排布式为_。(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)ZnF2具有较高的熔点(872 )，其化学键类型是_；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。(4)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_gcm3(列出计算式)。解析(1)锌的核外有30个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，也可写作Ar3d104s2。(2)锌的价层电子排布式为3d104s2，为全满稳定结构，较难失去电子，铜的价层电子排布式为3d104s1，较易失去一个电子，因此I1(Zn)I1(Cu)。(3)由ZnF2的熔点为872 可知，ZnF2应为离子晶体，因此化学键类型为离子键。ZnF2为离子化合物，极性较大，不溶于有机溶剂；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小，能够溶于有机溶剂。(4)C原子价层电子对数n3，因此C原子为sp2杂化，CO的空间构型为平面三角形。(5)金属Zn晶体为六方最密堆积(A3型)。六棱柱底边边长为 a cm，高为c cm，则六棱柱上下面的面积均为6a2 cm2，六棱柱的体积为6a2c cm3，锌原子在六棱柱的顶点、上下面心和晶胞内，一个晶胞含锌原子个数为12236，因此一个晶胞中Zn的质量为g，由此可知，Zn的密度为gcm3。答案(1)Ar3d104s2(2)大于Zn的价层电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3)离子键ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小(4)平面三角形sp2(5)六方最密堆积(A3型)7(2020湖北重点中学新起点联考)微量元素硼和镁对植物叶的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用，其化合物也应用广泛。(1)基态B原子的电子排布图为_，其第一电离能比Be_(填“大”或“小”)。(2)三价B易形成配离子，如B(OH)4、BH4等。B(OH)4的结构简式为_(标出配位键)，其中心原子的杂化方式为_，写出BH4的一种阳离子等电子体_。(3)如图1表示多硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为_(以n表示硼原子的个数)。图1。图2_。(6)镁单质晶体中原子堆积模型如图3，它的堆积模型名称为_；紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体几何体的体积是2a cm3，镁单质的密度为 gcm3，已知阿伏伽德罗常数为NA，则镁的摩尔质量的计算式是_。图3解析(1)基态B的电子排布图为；Be原子2s轨道为全充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能BeB。(2)硼化合物是典型的缺电子结构化合物，H3BO3也属于缺电子化合物，与OH上的一对孤电子对形成配位键，表示为；B价层电子对数目为4，没有孤电子对，则中心原子的杂化方式为sp3；等电子体是指原子数目相同，价电子总数相同的微粒，则与BH4互为等电子体的微粒有：CH4、NH等。(3)根据均摊思想，无限长链式偏硼酸根离子中，一个B相当于占有O的数目为122，其最小重复单位为BO，所以其化学式可表示为(BO2)。(4)硼酸晶体是片层结构，层内分子中O与B、H之间形成共价键，分子间H、O之间形成氢键，层与层之间为范德华力。(5)三氯化硼是共价型分子，其晶体为分子晶体，而氯化镁是离子化合物，其晶体是离子晶体，因范德华力比离子键弱，则三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低。(6)镁单质晶体中原子的堆积方式是按ABABABAB的方式堆积，是六方最密堆积；根据晶胞的结构可知紧邻的四个镁原子的中心连线构成的几何体占整个晶胞的，而晶胞中含有的镁原子数为182，根据，则有Mr12NAa。答案(1)小(2)sp3NH(3)(BO2)(4)共价键、氢键(5)三氯化硼为分子晶体，而氯化镁为离子晶体，范德华力比离子键弱(6)六方最密堆积12NAa8(2019重庆第一中学月考)铜、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太阳能电池的重要材料。回答下列问题：(1)基态(Si)原子中，电子占据的最高能层的原子轨道数有_个。(2)已知：蓝色晶体(CuSO45H2O)天蓝色溶液深蓝色溶液深蓝色晶体蓝色晶体中阴离子的空间构型是_。天蓝色溶液中的阳离子是_，其配体中心原子的杂化轨道类型是_。24.6 g深蓝色晶体(其摩尔质量为246 gmol1)中配离子含有的键数是_。实验测得无水乙醇易溶于水，其原因是_。(3)砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1 230 ，是优良的第三代半导体材料。砷化镓属于_晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是_(填化学式)，其理由是_。上述两种晶体中的四种元素电负性最小的是_(填元素符号)。砷化镓晶胞结构如图所示。其晶胞边长为a pm，密度为_ gcm3(砷化镓的摩尔质量为M gmol1，阿伏加德罗常数为NA)。解析(1)基态(Si)原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为1359。(2)蓝色晶体(CuSO45H2O)的阴离子为SO，根据价层电子对互斥理论，SO的中心原子S的价层电子对数为4，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体形。蓝色晶体溶于水得到的天蓝色溶液中的阳离子是Cu(H2O)42，其配体H2O的中心原子O的价层电子对数为4，采取sp3杂化。每个配离子Cu(NH3)42含有的键数是34416,24.6 g深蓝色晶体Cu(NH3)4SO4H2O为0.1 mol，其中配离子Cu(NH3)42含有的键数是0.1 mol16NA mol11.6NA。乙醇分子与水分子间能形成氢键，且乙醇分子和水分子都是极性分子，故无水乙醇易溶于水。(3)砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1 230 ，故砷化镓属于原子晶体；氮化硼与砷化镓都属于原子晶体，B、N间的键长比Ga、As间的键长短，键能大，故氮化硼晶体熔点较高；非金属性越强，电负性越强，则B、N、Ga、As四种元素中电负性最小的是Ga。一个晶胞中含有As的个数为864，Ga在内部，共4个，即一个晶胞中含有4个砷化镓，其晶胞边长为a pma1010 cm，Va31030 cm3，密度为gcm3gcm3。答案(1)9(2)正四面体形Cu(H2O)42sp31.6NA乙醇分子和水分子都是极性分子且乙醇分子与水分子间能形成氢键(3)原子BN二者均为原子晶体，B、N间的键长比Ga、As间的键长短，键能大Ga15