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专题二十四物质结构与性质探考情悟真题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例难度关联考点原子结构与性质1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质2019课标,35,15分中晶胞的相关计算分子结构与性质1.了解共价键的形成、极性、类型(键和键),能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质2.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构3.了解化学键和分子间作用力的区别4.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举存在氢键的物质5.了解配位键的含义2019课标,35,15分中晶体熔沸点的比较晶体结构与性质1.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别2.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系3.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质4.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质2019课标,35,15分中杂化轨道理论分析解读本专题属于选修模块,高考对本专题的考查内容和考查形式均比较固定。高频考点有:电子排布式、电子排布图、分子结构、杂化轨道理论、电离能、微粒间作用力、晶格能、晶体结构的相关计算等。为了与有机化学难度持平,试题往往有一定的新颖度,不会过于简单。【真题探秘】破考点练考向【考点集训】考点一原子结构与性质1.(2020届山西霍州一中开学模拟,22)向硫酸铜水溶液中逐滴滴加氨水,先生成蓝色沉淀,继续滴加氨水得到深蓝色溶液,再向溶液中加入乙醇有深蓝色晶体Cu(NH3)4SO4H2O析出。(1)铜元素基态原子的电子排布式为;硫元素基态原子最高能层的符号为。(2)上述深蓝色晶体含有的元素中第一电离能最大的是。(3)上述晶体中配体NH3的中心原子的杂化方式为,分子的立体构型是;写出该晶体的阴离子SO42-的一种等电子体:。(4)冬季湖面结冰时鱼依然可以在湖底自由自在生存,这是因为湖底液态水比湖面的冰密度大,原因是。(5)Cu的一种氯化物晶胞结构如图,该氯化物化学式为,已知该晶体的密度是g/cm3,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的边长a=nm。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1M(2)N(3)sp3杂化三角锥形PO43-(合理即可)(4)冰中氢键多且有方向性,导致空隙增多,空间利用率减小,所以密度变小(5)CuCl3499.5NA1072.(2019广东惠州一调,34)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,其化学反应方程式为:2XCl+2CO+2H2OX2Cl22CO2H2O。(1)X基态原子的核外电子排布式为。(2)C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为。(3)X2Cl22CO2H2O是一种配合物,其结构如图1所示。与CO互为等电子体的分子是。该配合物中氯原子的杂化方式为。在X2Cl22CO2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图1中用“”标出相应的配位键。(4)测定阿伏加德罗常数的值有多种方法,X-射线衍射法是其中一种。通过对XCl晶体的X-射线衍射图像的分析,可得出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+的半径为apm,晶体的密度为gcm-3,试计算阿伏加德罗常数的值NA=(列计算表达式)。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)OCH(3)N2sp3(4)44(64+35.5)(4a10-102)33.(2018河南、河北重点高中一联,20)2017年5月5日中国大飞机C919成功首飞,象征着我国第一架真正意义上的民航干线大飞机飞上蓝天!飞机机体的主要材料为铝、镁等,还含有极少量的铜。飞机发动机的关键部位的材料是碳化钨等。回答下列问题:(1)铜元素的焰色反应呈绿色,其中绿色光对应的辐射波长为nm(填字母)。A.404B.543C.663D.765(2)基态Cu原子中,核外电子占据最高能层的符号是,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。钾元素和铜元素位于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钾的熔点、沸点都比金属铜低,原因是。(3)现代飞机为了减轻质量而不减轻外壳承压能力,通常采用复合材料玻璃纤维增强塑料,其成分之一为环氧树脂,常见的E51型环氧树脂中部分结构如图a所示。其中碳原子的杂化方式为。(4)图b为碳化钨晶体的一部分结构,碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙固溶体,也称为填隙化合物。在此结构中,1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有个,该晶体的化学式为。(5)图b部分晶体的体积为Vcm3,则碳化钨的密度为gcm-3(用NA来表示阿伏加德罗常数的数值,W的相对原子质量为184)。答案(1)B(2)N球形K的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱(3)sp2、sp3(4)6WC(5)1176VNA考点二分子结构与性质1.(2020届陕西合阳中学开学调研,21)已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中a、c原子的L层有2个未成对电子,d与e同主族,d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构,f3+的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息,回答下列问题(用所对应的元素符号表示):(1)画出f3+离子的价电子排布图,bH3分子中b原子的价层电子对构型为。(2)写出一种与ab-互为等电子体的分子的化学式:,ab-中a原子的杂化方式为。(3)f和m(质子数为25)两元素的部分电离能数据如下表所示:元素mf电离能(kJmol-1)I1717759I215091561I332482957比较两元素的I2、I3可知,气态m2+再失去一个电子比气态f2+再失去一个电子难,原因是。(4)已知e的碳酸正盐热分解温度比d的高,其原因是。(5)已知CaF2晶体常用于助熔剂,其晶胞结构如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,F原子和邻近的Ca原子之间的距离为apm,在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有个F-,则Ca2+的配位数是,晶体的密度为。答案(1)四面体形(2)CO或N2sp杂化(3)Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定(4)Mg2+半径比Ca2+小,MgO的晶格能比CaO大,MgCO3比CaCO3更易分解,因此CaCO3热分解温度较高(5)811738NAa31030g/cm32.(2019河南焦作定位考试,19)A、B、D、E、F、G均为元素周期表中的前四周期元素,其原子序数依次增大。A是非金属元素,且为原子半径最小的元素;B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍;E2-与Mg2+的电子层结构相同;F在E的下一周期,且为同周期元素中原子半径最小的元素;G+中没有单电子,且G原子的价电子排布式为3d104s1。请回答:(1)在B、D、E三种元素中,第一电离能由大到小的顺序为(填元素符号)。(2)F基态原子的电子排布式为。(3)D的氢化物的沸点比磷元素的氢化物的沸点(填“高”或“低”),原因是。(4)D形成的氢化物D2A4中D的杂化类型是;1molD2A4分子中含有的键数为;D2A4极易溶于水的原因有两个:一是D2A4分子和水分子都是极性分子,根据相似相溶规则,D2A4易溶于水;二是。(5)DE2-的空间构型是;在短周期元素组成的物质中,与DE2-互为等电子体的分子的化学式是(写一种)。(6)已知F与G形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式是。答案(1)NOC(2)1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5(3)高氨分子间存在氢键(4)sp35NA或3.011024N2H4分子与水分子之间能形成氢键(5)V形SO2或O3(其他合理答案也可)(6)CuCl3.(2018河南郑州二模,35)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题:(1)基态Cu原子的价电子排布式为。(2)从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)I1(Cu)(填“”“(3)sp210NA56CH4NH3PS,请说明原因:。(4)氯有多种含氧酸,其电离平衡常数如下:化学式HClO4HClO3HClO2HClOKa11010110110-2410-8从结构的角度解释以上含氧酸Ka不同的原因:。(5)NaCl晶胞如图所示。氯离子采取的堆积方式为。A.简单立方堆积B.体心立方堆积C.面心立方最密堆积D.六方最密堆积若氯离子的半径用r表示,阿伏加德罗常数用NA表示,则晶体密度的表达式为(用含r、NA的代数式表示)。答案(1)3s23p42哑铃形或纺锤形(2)sp3三角锥形小于(3)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,而磷原子的3p能级处于半充满稳定状态,导致磷原子较难失去电子,其第一电离能比硫大(4)中心原子的价态不同或非羟基氧原子的个数不同(5)C458.5g/molNA(4r2)33.(2018福建漳州第二次调研测试,35)硫、钴及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:(1)基态Co原子价电子轨道排布图为,第四电离能I4(Co)SiCO2NOC(3)sp2平面三角形(4)Cu2+4NH3Cu(NH3)42+降低Cu(NH3)4SO4晶体的溶解度(5)464(22r10-10)3NA2.(2019黑龙江重点中学三联,18)我国钒钛磁铁矿储量较大。钒(23V)可添加在钢铁中,并以钛铝钒合金的形式用于航天领域;钒的化合物被广泛用作催化剂、燃料及电池等。请完成下列问题:(1)钒的基态原子的电子排布式为;钒元素的最高化合价为。(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示,则该氧化物的化学式为。(3)V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸、邻苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中,均使用五氧化二钒作催化剂。五氧化二钒的结构简式如图2所示,则该结构中含有个键、个键。在丙烯(CH3CHCH2)分子中碳原子的杂化方式为。下列关于丙烯分子结构的说法,正确的是(填序号)。A.分子中所有原子共面B.sp2杂化轨道形成键,未杂化的2p轨道形成键C.分子中含有两种类型的共价键D.sp3杂化轨道形成CH键,sp2杂化轨道形成碳碳双键邻苯二甲酸酐的结构简式如图3所示,其分子中共面的碳原子共有个。V2O5溶解在NaOH溶液中,可得钒酸钠(Na3VO4)。写出与VO43-空间构型相同的一种阳离子:(填离子符号)。图4(4)已知单质钒的晶胞结构如图4所示,假设晶胞的棱长为dnm,密度为gcm-3,则钒的相对原子质量为 _(设阿伏加德罗常数的值为NA)。答案(1)1s22s22p63s23p63d34s2或Ar3d34s2+5(2)VO2(3)64sp3、sp2BC8NH4+(合理即可)(4)5d3NA10-22【五年高考】A组统一命题课标卷题组考点一原子结构与性质1.(2019课标,35,15分)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。回答下列问题:(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为,其沸点比NH3的(填“高”或“低”),其判断理由是。(2)Fe成为阳离子时首先失去轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm2+价层电子排布式为。(3)比较离子半径:F-O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x代表,则该化合物的化学式表示为;通过测定密度和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:=gcm-3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为(12,12,12),则原子2和3的坐标分别为、。答案(1)三角锥形低NH3分子间存在氢键(2)4s4f6(3)小于(4)SmFeAsO1-xFx2281+16(1-x)+19xa2cNA10-30(12,12,0)(0,0,12)2.(2018课标,35,15分)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acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为gcm-3(列出计算式)。答案(1)Ar3d104s2(2)大于Zn核外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)656NA634a2c3.(2017课标,35,15分)化学选修3:物质结构与性质钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为nm(填标号)。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是。(3)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为,中心原子的杂化形式为。(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立方结构,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为nm,与K紧邻的O个数为。(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于位置,O处于位置。答案(1)A(2)N球形K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)体心棱心4.(2016课标,37,15分)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:(1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar,有个未成对电子。(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因。GeCl4GeBr4GeI4熔点/-49.526146沸点/83.1186约400(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是。(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为,微粒之间存在的作用力是。(6)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(12,0,12);C为(12,12,0)。则D原子的坐标参数为。晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为gcm-3(列出计算式即可)。答案(1)3d104s24p22(2)Ge原子半径大,原子间形成的单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成键(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强(4)OGeZn(5)sp3共价键(6)(14,14,14)8736.02565.7631075.(2015课标,37,15分)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态14C原子中,核外存在对自旋相反的电子。(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是。(3)CS2分子中,共价键的类型有、C原子的杂化轨道类型是,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于晶体。(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:在石墨烯晶体中,每个C原子连接个六元环,每个六元环占有个C原子。在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接个六元环,六元环中最多有个C原子在同一平面。答案(15分)(1)电子云2(每空1分,共2分)(2)C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构(2分)(3)键和键spCO2、SCN-(或COS等)(2分,1分,2分,共5分)(4)分子(2分)(5)32(每空1分,共2分)124(每空1分,共2分)考点二分子结构与性质6.(2019课标,35,15分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题:(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸气状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为,其中Fe的配位数为。(3)苯胺()的晶体类型是。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9)、沸点(184.4)分别高于甲苯的熔点(-95.0)、沸点(110.6),原因是。(4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是;P的杂化轨道与O的2p轨道形成键。(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(用n代表P原子数)。答案(1)Mg相反(2)4(3)分子晶体苯胺分子之间存在氢键(4)Osp3(5)(PnO3n+1)(n+2)-7.(2018课标,35,15分)硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/-85.5115.2600(分解)-75.516.810.3沸点/-60.3444.6-10.045.0337.0回答下列问题:(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是。(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为。(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为形,其中共价键的类型有种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为。(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为gcm-3;晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为nm。答案(1)哑铃(纺锤)(2)H2S(3)S8相对分子质量大,分子间范德华力强(4)平面三角2sp3(5)4MNAa3102122a8.(2017课标,35,15分)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈现异常的原因是。(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为,不同之处为。(填标号)A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型R中阴离子N5-中的键总数为个。分子中的大键可用符号nm表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为66),则N5-中的大键应表示为。图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(NH4+)NHCl、。(4)R的晶体密度为dgcm-3,其立方晶胞参数为anm,晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为。答案(1)(2)同周期元素随核电荷数依次增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有额外稳定性,故不易结合一个电子(3)ABDC556(H3O+)OHN(N5-)(NH4+)NHN(N5-)(4)602a3dM(或a3dNAM10-21)9.(2016课标,37,15分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:(1)写出基态As原子的核外电子排布式。(2)根据元素周期律,原子半径GaAs,第一电离能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为,其中As的杂化轨道类型为。(4)GaF3的熔点高于1000,GaCl3的熔点为77.9,其原因是。(5)GaAs的熔点为1238,密度为gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmol-1和MAsgmol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。答案(1)Ar3d104s24p3(1分)(2)大于(2分)小于(2分)(3)三角锥形(1分)sp3(1分)(4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体(2分)(5)原子晶体(2分)共价(2分)410-30NA(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)100%(2分)10.(2015课标,37,15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:(1)四种元素中电负性最大的是(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为。(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是(填分子式),原因是;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为和。(3)C和D反应可生成组成比为13的化合物E,E的立体构型为,中心原子的杂化轨道类型为。(4)化合物D2A的立体构型为,中心原子的价层电子对数为,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为。(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566nm,F的化学式为;晶胞中A原子的配位数为;列式计算晶体F的密度(gcm-3)。答案(15分)(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(每空1分,共2分)(2)O3O3相对分子质量较大,范德华力大分子晶体离子晶体(每空1分,共4分)(3)三角锥形sp3(每空1分,共2分)(4)V形42Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)(5)Na2O8462gmol-1(0.56610-7cm)36.021023mol-1=2.27gcm-3(1分,1分,2分,共4分)考点三晶体结构与性质11.(2019课标,35,15分)在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。回答下列问题:(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是、。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+”)。(3)一些氧化物的熔点如下表所示:氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/1570280023.8-75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因。(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x=pm,Mg原子之间最短距离y=pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是gcm-3(列出计算表达式)。答案(1)A(2)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2+(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgOLi2O。分子间力(分子量)P4O6SO2(4)24a34a824+1664NAa310-3012.(2018课标,35,15分)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。 (2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是、中心原子的杂化形式为。LiAlH4中,存在(填标号)。A.离子键B.键C.键D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。图(a)可知,Li原子的第一电离能为kJmol-1,OO键键能为kJmol-1,Li2O晶格能为kJmol-1。(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为gcm-3(列出计算式)。图(b)答案(1)DC(2)Li+核电荷数较大(3)正四面体sp3AB(4)5204982908(5)87+416NA(0.466510-7)313.(2017课标,35,15分)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:(1)Co基态原子核外电子排布式为。元素Mn与O中,第一电离能较大的是,基态原子核外未成对电子数较多的是。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为,原因是。(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了键外,还存在。(5)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm,则r(O2-)为nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a=0.448nm,则r(Mn2+)为nm。答案(1)Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2OCH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大(4)离子键和键(46键)(5)0.1480.07614.(2016课标,37,15分)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:(1)镍元素基态原子的电子排布式为,3d能级上的未成对电子数为。(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是。在Ni(NH3)62+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为,提供孤电子对的成键原子是。氨的沸点(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是;氨是分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为。(3)单质铜及镍都是由键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1958kJmol-1、INi=1753kJmol-1,ICuINi的原因是。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为。若合金的密度为dgcm-3,晶胞参数a=nm。答案(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子(4)312516.021023d13107B组自主命题省(区、市)卷题组考点一原子结构与性质1.(2016江苏单科,21A,12分)Zn(CN)42-在水溶液中与HCHO发生如下反应:4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2OZn(H2O)42+4HOCH2CNHOCH2CN的结构简式(1)Zn2+基态核外电子排布式为。(2)1molHCHO分子中含有键的数目为mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是。(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为。(5)Zn(CN)42-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,Zn(CN)42-的结构可用示意图表示为。答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)NH2-(5)或考点二分子结构与性质2.(2017海南单科,19-,6分)下列叙述正确的有(双选)()A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则其最高化合价为+7B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能C.高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性与氧化性D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点答案AD3.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NOx也可在其他条件下被还原为N2。(1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为;NO3-的空间构型为(用文字描述)。(2)Fe2+基态核外电子排布式为。(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为(填化学式)。(4)N2分子中键与键的数目比n()n()=。(5)Fe(H2O)62+与NO反应生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。Fe(NO)(H2O)52+结构示意图答案(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)NO2-(4)12(5)考点三晶体结构与性质4.(2016海南单科,19-,14分)M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题:(1)单质M的晶体类型为,晶体中原子间通过作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为,其同周期元素中,第一电离能最大的是(写元素符号)。元素Y的含氧酸中,酸性最强的是(写化学式),该酸根离子的立体构型为。(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为,已知晶胞参数a=0.542nm,此晶体的密度为gcm3。(写出计算式,不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为。答案(1)金属晶体金属键12(2)1s22s22p63s23p5ArHClO4正四面体(3)CuCl499.5NA(0.542)310-21或4M(CuCl)NAa310-21Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)Cu(NH3)42+5.(2016四川理综,8,13分)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。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(13分)(1)1s22s22p63s1或Ne3s1Cl(2)H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键(3)平面三角形(4)Na+(5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O6.(2015山东理综,33,12分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。(1)下列有关CaF2的表述正确的是。a.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用b.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2c.阴阳离子比为21的物质,均与CaF2晶体构型相同d.CaF2中的化学键为离子键,因此C
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