高考化学一轮总复习 专题二十五 物质结构与性质模拟创新题1

物质结构与性质根据高考命题大数据软件分析，重点关注第1、3、6及创新导向题。模拟精选题1(2016湖南衡阳一模，37)铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。请回答下列问题：(1)铁原子核外电子排布式为_。(2)配合物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，据此可判断Fe(CO)x晶体属于_(填晶体类型)。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_。Fe(CO)x在一定条件下发生反应：Fe(CO)x(s)Fe(s)xCO(g)。已知反应过程中只断裂配位键，则该反应生成物含有的化学键类型有_。(3)K3Fe(CN)6溶液可用于检验_(填离子符号)。CN中碳原子杂化轨道类型为_，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(4)铜晶体铜碳原子的堆积方式如图所示。基态铜在元素周期表中位置_。每个铜原子周围距离最近的铜原子数目_。(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)。该晶体的化学式为_。已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于_(填“离子”或“共价”)化合物。已知该晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_pm(只写计算式)。解析(1)铁是过渡元素，位于周期表中第四周期第族；核外电子排布式为Ar3d64s2 或1s22s22p63s23p63d64s2；(2)Fe(CO)x常温下呈液态，熔沸点较低，易溶于非极性溶剂，符合分子晶体的特点，因此Fe(CO)x属于分子晶体，中心原子铁价电子数为8，配体一个CO分子提供2个电子形成配位键，因此x5，根据化学反应方程式，生成物是单质Fe和CO，铁是金属晶体含有金属键，CO是分子晶体，C、O之间是共价键；(3)含Fe2的溶液与铁氰化钾K3Fe(CN)6溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，反应离子方程式：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62，所以铁氰化钾是验证Fe2的，C、N之间是三键，CN中C有一个孤电子对，CN中心原子C价电子对数2，C是sp杂化，C、N、O属于同一周期，电离能同周期从左向右增大，但是第A族大于第A族，第A族大于A族，因此NOC；(4)铜是29号元素位于第四周期第B族；铜的晶胞属于面心立方最密堆积，堆积方式ABCABCABC，因此配位数为12，每个铜原子周围最近的铜原子数目是12；(5)M原子的外围电子排布式3s23p5，M是第三周期第A族元素，即Cl，铜在晶胞占有的位置8个顶角、6个面，铜原子的个数864，Cl原子在晶胞的位置在体心，全部属于该晶胞，Cl个数是4，化学式：CuCl；一般认为两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键，小于1.7形成共价键，铜与Cl电负性差值3.01.91.1”或“”)。(5)黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，晶体密度为8.5 g/cm3，求晶胞的边长(只写计算式，不求结果)：_。解析(1)Cu在周期表中第4周期，第B族，其原子的外围电子排布式为3d104s1。基态铜原子在灼烧时获得能量使外围电子发生跃迁而变为激发态。(2)一个碳碳双键或碳氧双键含有一个键，1个松脂酸铜的结构单元中含有三个双键，因此一个松脂酸铜含有六个键。加“*”碳原子形成四个单键，需要四个杂化轨道，因此该碳原子的杂化方式为sp3。(3)根据均摊法，晶胞中X原子个数为181/82，Cu原子个数为144，则晶胞的化学式为Cu2X。与晶胞中心X等距离且最近的X位于晶胞的八个顶角上。(4)根据价层电子对互斥理论，SO2分子中S原子上的孤电子对数(622)1/21，则SO2分子的几何构型为V形或角形。同主族元素由上至下第一电离能逐渐减小，即SO。(5)根据黄铜合金的化学式及晶胞结构知，Zn位于晶胞的顶角上，Cu位于面心上，一个晶胞平均含有1个Zn原子和3个Cu原子，一个晶胞的质量为364/NA165/NA 257/NA(g)，晶胞的体积为 cm3，则晶胞的边长为cm。答案(1)3d104s1 跃迁(2)6sp3(3)Cu2X8(4)V形(或角形)SSe(2)3(3)三A大小(4)小(5)NOC(6)C(碳)(7)考向二分子结构与性质角度1微粒间作用力与性质角度2中心原子杂化方式的判断及分子空间构型的判断3(1) H2Se的酸性比H2S_(填“强”或“弱”)。(2)H2SO3的K1和K2分别为2.7103和2.5108，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2102，请根据结构与性质的关系解释：H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：_；H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：_。答案(1)强(2)第一步电离生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为4价，而H2SeO4中的Se为6价，正电性更高，导致SeOH中O的电子更向Se偏移，更易电离出H4(1) 中阳离子的空间构型为_，阴离子的中心原子轨道采用_杂化。(2) BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。(3)S的最高价氧化物对应水化物的酸根离子空间构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N23H22NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是_(多选)。ANH3分子中N原子采用sp3杂化B相同压强时，NH3沸点比PH3高CCu(NH3)42离子中，N原子是配位原子DCN的电子式为解析(3)S的最高价氧化物对应水化物的酸根离子为SO，中心硫原子有4对成键电子，故其空间构型为正四面体形，中心原子的杂化轨道类型为sp3。(4) A项，NH3分子中N原子价层电子对数为134，N原子sp3杂化，正确；B项，NH3分子间能形成氢键，沸点比PH3高，正确；C项，NH3是配体，N原子是配位原子，正确；D项，CN与N2是等电子体，结构相似，正确。答案(1)三角锥形sp3(2)sp2杂化sp3杂化 (3)正四面体sp3(4)ABCD考向三晶体结构与性质角度1由晶胞的结构示意图判断晶体的分子式角度2由晶胞的结构示意图判断晶胞的结构角度3计算晶胞的密度、微粒间距5(1)如图为氧元素与钛、钙元素形成的某晶体结构中的最小重复单元，该晶体中每个钛原子周围与它最近且距离相等的钙离子有_个，该晶体的化学式为_。(2)MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积为_cm3(用a、NA表示)。解析(1)由晶胞图可知，每个钛原子周围与它最近且距离相等的钙离子位于体心，故与Ti原子最近且距离相等的钙离子有8个，根据均摊法可知，处于顶角的原子同时为8个晶胞所共有，每个原子有1/8属于该晶胞，处于棱上的原子，同时被4个晶胞所共有，每个原子有1/4属于该晶胞；处于体心位置的原子则完全属于该晶胞，所以N(Ca)N(Ti)N(O)1(8)(12)113，该晶体的化学式为CaTiO3。(2)MgH2晶胞中占有2个Mg、4个H原子，a，V cm3。答案(1)8CaTiO3(2)6以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点。回答下列问题：(1)基态镓原子的核外电子排布式为_。(2)氮所在主族中第一电离能最大的元素是_(填元素符号，下同)，镓所在主族中电负性最大的元素是_。(3)传统的氮化镓制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应，该反应的化学方程式为_。(4)氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以_相结合，氮化镓属于_晶体。(5)如图是氮化镓的晶胞模型：氮化镓中镓原子的杂化方式为_，氮原子的配位数为_。氮化镓为立方晶胞，氮化镓的密度为 gcm3。列式计算氮化镓晶胞边长的表达式：a_cm。解析(1)Ga核外有31个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1。(2)同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，电负性也逐渐减小，因此氮所在主族中第一电离能最大的为N。Ga所在主族中，电负性最大的为B。(3)根据原子守恒配平化学方程式。(4)氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，则氮化镓为原子晶体，Ga原子与N原子之间以共价键相结合。(5)1个Ga与4个N形成共价键，Ga无孤电子对，则杂化类型为sp3杂化。一个N周围有4个Ga，N的配位数为4，该晶胞中Ga的个数为812，N的个数为412。以该晶胞为研究对象，则a3，acm。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1(2)NB(3)GaCl3NH3GaN3HCl(4)共价键原子(5)sp3杂化4