2019年高考化学总复习 考点核心突破 5.4 晶体结构与性质.doc

2019年高考化学总复习 考点核心突破 5.4 晶体结构与性质热点集训1(xx达州高中一诊)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC2的晶体为离子晶体，其阳离子与阴离子的个数比为11，D的二价阳离子比C的简单阴离子多一个电子层。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E原子序数为26。回答下列问题：(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)。(1)E在周期表中的位置_(指明周期和族)。(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_。(3)B的氢化物的分子空间构型是_；AC的中心原子采取_杂化。(4)写出任意一种由两种元素组成的与DC2中的阴离子互为等电子体的微粒的化学式_。(5)E的高价态离子和低价态离子均能与A、B两元素按原子个数比11形成的带一个单位负电荷的阴离子组成六配位的配离子。写出该配离子的化学式_(任写一种)。(6)X是周期表中电负性最大的元素，该元素与D元素组成的离子化合物的晶胞如下图所示。该离子化合物的化学式为_。解析由题意可推断A：C，B：N，C：O，D：Ca，E：Fe。(6)X为F。答案(1)第四周期第族(2)CON(3)三角锥形sp2(4)IF、BrF、ClF、BrCl、ICl、IBr、ClO等(5)Fe(CN)63或者Fe(CN)64(6)CaF22(xx石室中学一诊)A、B、C、D、E、F是周期表中的前20号元素，原子序数逐渐增大。A元素是宇宙中含量最丰富的元素，其原子的原子核内可能没有中子。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相等；C元素原子最外层p能级比s能级多1个电子；D原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数；E的常见化合价为3；F最高正价与最低负价的代数和为4；G的M层电子全充满。用化学式或化学符号回答下列问题：(1)G的基态原子的外围电子排布式为_，周期表中属于_区。(2)B与F形成的一种非极性分子的电子式为_；F的一种具有强还原性的氧化物分子的VSEPR模型为_。(3)BD2在高温高压下所形成的晶胞如下图所示。该晶体的类型属于_(选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体。(4)设C元素的气态氢化物为甲，最高价氧化物的水化物为乙，甲与乙反应的产物为丙。常温下，有以下3种溶液：pH11的甲的水溶液pH3的乙的水溶液pH3的丙溶液，3种溶液中水电离出的c(H)之比为_。(5)丁、戊分别是E、F两种元素最高价含氧酸的钠盐，丁、戊溶液能发生反应。当丁、戊溶液以物质的量之比为14混合后，溶液中各离子浓度大小顺序为_。(6)A和C形成的某种氯化物CA2Cl可作杀菌剂，其原理为CA2Cl遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸，写出CA2Cl与水反应的化学方程式：_。(7)往G的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成一种配合物X，下列说法正确的是_。AX中所含化学键有离子键、极性键和配位键BX中G2给出孤对电子，NH3提供空轨道C组成X的元素中第一电离能最大的是氧元素DSO与PO互为等电子体，空间构型均为正四面体解析由题意可推断：A：H，B：C，C：N，D：O，E：Al，F：S，G：Cu。(4)甲为NH3，乙为HNO3，丙为NH4NO3，水电离出来的H浓度之比为：1011101110311108。(5)丁为NaAlO2，戊为NaHSO4，当14混合时，发生反应：AlO4H=Al32H2O1 4 1 0c(Na)c(SO)c(Al3)c(H)c(OH)。答案(1)3d104s1ds(2) 平面三角形(3)原子(4)11108(5)c(Na)c(SO)c(Al3)c(H)c(OH)(6)NH2ClH2O=HClONH3(7)AD3(xx绵阳高中三诊)A、B、D、E、G、M代表六种常见元素，它们的核电荷数依次增大。其中，元素M的基态3d轨道上有2个电子，A的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，E的简单离子在同周期元素的简单离子中半径最小，D、G同主族；B与D形成的化合物有多种，其中一种是红棕色气体。(1)M的基态原子价层电子排布式为_，元素B、D、G的第一电离能由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。(2)用价层电子对互斥理论预测，GD的立体构型是_(用文字表述)。(3)M与D形成的一种橙红色晶体晶胞结构如下图所示，其化学式为_(用元素符号表示)。(4)已知化合物EB结构与单晶硅相似，该物质可由E的氯化物与NaB3在高温下反应制得，且生成单质B2，该反应化学方程式为_，若有8.4 g B2生成，则转移电子数为_。解析由题意可推断：A：C，B：N，D：O，E：Al，G：S，M：Ti。答案(1)3d24s2NOS(2)三角锥形(3)TiO2(4)AlCl33NaN3=3NaClAlN4N21.2041023或0.2NA能力提升限时45分钟满分100分一、选择题(每小题5分，共25分)1(xx海南)下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是ACaC2BN2H4CNa2S2 DNH4NO3解析N2H4是共价化合物，NH4NO3中不含非极性共价键。答案AC2(xx上海)下列变化需克服相同类型作用力的是A碘和干冰的升华B硅和C60的熔化C氯化氢和氯化钾的溶解D溴和汞的气化解析A项变化克服的都是分子间作用力，正确，硅和C60的融化分别克服的是共价键，分子间作用力，B项错误，氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键，离子键，C项错误，溴和汞的气化分别克服的是分子间作用力，金属键，D项错误。答案A3(xx上海)氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是AAlON和石英的化学键类型相同BAlON和石英晶体类型相同CAlON和Al2O3的化学键类型不同DAlON和Al2O3晶体类型相同解析AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。答案D4(xx山东)下列关于金属及金属键的说法正确的是A金属键具有方向性与饱和性B金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用C金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子D金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光解析A项，金属键是金属离子和自由电子之间的作用，自由电子属于整个晶体，不具有方向性和饱和性；C项，金属导电是因为在外加电场作用下，自由电子的定向移动；D项，金属具有光泽的原因是电子吸收并放出可见光。答案B5下表给出几种氯化物的熔点和沸点：NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔点/80171419070沸点/1 4131 41218057.57有关表中所列四种氯化物的性质，有以下叙述：氯化铝在加热时能升华，四氯化硅在晶态时属于分子晶体，氯化钠晶体中微粒之间以范德华力结合，氯化铝晶体是典型的离子晶体。其中与表中数据一致的是ABC D解析氯化铝的熔、沸点都很低，其晶体应该是分子晶体，并且沸点比熔点还低，加热时容易升华；四氯化硅是共价化合物，并且熔、沸点很低，应该属于分子晶体；氯化钠是离子晶体，以离子键结合。答案A二、非选择题(共75分)6(15分)MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能。(1)写出基态Mn原子的核外电子排布式_。(2)CoTiO3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子，周围距离最近的O原子数目分别为_个、_个。(3)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。O2在其催化作用下，可将CN氧化成CNO，进而得到N2。与CNO互为等电子体的分子、离子化学式分别为_、_(各写一种)。(4)三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是_，1 mol三聚氰胺分子中键的数目为_。解析(1)1s22s22p63s23p63d54s2。(2)采用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定个数，所以分别是6和12。(4)根据价层电子对数判断杂化类型，环上的N原子含有2个键，氨基含有3个键和一个孤电子对，所以sp2、sp3杂化；一个分子中含有15个键，所以1 mol三聚氰胺中含有15NA。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s2(2)612(3)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)N(4)sp2、sp315NA7(15分)(xx全国新课标)硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：(1)硅主要以硅酸盐、_等化合物的形式存在于地壳中。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献_个原子。(3)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为_。(4)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/ (kJmol1)356413336226318452硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_。(5)在硅酸盐中，SiO四面体如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_，Si与O的原子数之比为_，化学式为_。解析(1)硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅等化合物的形式存在于地壳中。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以硅硅共价键相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置的是6个原子，每个面心原子贡献二分之一，所以6个面心原子对该晶胞贡献3个原子。(3)根据题意：工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为Mg2Si4NH4Cl=SiH44NH32MgCl2。(4)分析表格中CC键、CH键、SiSi键、SiH键的键能，可以得出：CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成，所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多；分析表格中CH键、CO键、SiH键、SiO键的键能，可以得出：CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定，而SiH键的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键，所以SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物。(5)图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中每个Si原子和4个氧原子形成四面体结构，故Si原子杂化方式为sp3，Si与O原子数之比为13，化学式为SiO3(或SiO)。答案(1)二氧化硅(2)共价键3(3)Mg2Si4NH4Cl=SiH44NH32MgCl2(4)CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂。导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键，C一H键比CO键稳定。而SiH键的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键(5)sp313SiO3(或SiO)8(15分)铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)Cu位于元素周期表第B族。Cu2的核外电子排布式为_。(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为_。(3)胆矾CuSO45H2O可写成Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如下：下列说法正确的是_(填字母)。A在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化B在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键C胆矾是分子晶体，分子间存在氢键D胆矾中的水在不同温度下会分步失去(4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)42配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，其原因是_。(5)Cu2O的熔点比Cu2S的_(填“高”或“低”)，请解释原因_。解析(1)电子排布为结构化学中的重点。特别是24号、29号，存在半充满和全充满状态的元素。Cu2应先写出Cu原子的电子排布，然后从外向内失去2个电子。(2)对O2个数的计算，面上的按算，顶点上按算，棱上按算，体心按1个算，可得O2个数为：82414(个)。(3)H2O中氧原子采用sp3杂化，SO中的氧不是。CuSO4应是离子晶体，不是分子晶体。(4)电负性：FNH，所以NH3中的N原子提供孤对电子共用，Cu2提供空轨道，形成配位键，而NF3中N原子受F原子的影响，不易提供孤对电子。(5)离子晶体中，离子键越短，离子键越强，离子化合物熔点越高，由于O2的半径小于S2的半径，所以Cu与O2形成的离子键强于Cu与S2形成的离子键。答案(1)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9(2)4(3)BD(4)F的电负性比N大，NF成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2形成配离子(5)高Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同、阴离子所带电荷也相同，但O2的半径比S2小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高9(15分)(xx海南)图A所示的转化关系中(具体反应条件略)，a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i的溶液为常见的酸，a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。回答下列问题：(1)图B对应的物质名称是_，其晶胞中的原子数为_，晶体类型为_。(2)d中元素的原子核外电子排布式为_。(3)图A中由二种元素组成的物质中，沸点最高的是_，原因是_，该物质的分子构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)图A中的双原子分子中，极性最大的分子是_。(5)k的分子式为_，中心原子的杂化轨道类型为_，属于_分子(填“极性”或“非极性”)。解析(1)每个原子周围有4个键，判断为金刚石。(2)a为C，则b为H2、c为O2，因i是常见的酸，只由b、d形成可判断为盐酸，则d为Cl2。(3)除a、b、c、d外，f为CO，g为CO2，i为HCl，而k与水反应生成CO2与盐酸，该反应没在教材中出现过，且由f、d反应得到，应含C、O、Cl三种元素，只能判断为COCl2。所有两元素形成的物质中，只有水是液态，其它都是气体。(4)所有双原子分子中，只有H、Cl电负性差值最大，因而极性最大。(5)COCl2中羰基的平面结构显示其为sp2杂化。答案(1)金刚石8原子晶体(2)1s22s22p63s23p5(3)H2O分子间形成氢键形(或角形)sp3(4)HCl(5)COCl2sp2极性10(15分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示：请回答下列问题：(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_、_；(2)基态B_；B和N相比，电负性较大的是_，BN中B元素的化合价为_；(3)在BF3分子中，FBF的键角是_，B原子的杂化轨道类型为_，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为_；(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间化学键为_，层间作用力为_；(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有_个氮原子、_个硼原子，立方氮化硼的密度是_ gcm3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。解析(1)已知反应物和主要的生成物，根据原子守恒判断出次要生成物，写出化学方程式，配平即可。(2)B原子核外有5个电子，其基态电子排布式为1s22s22p1；BN中N的电负性较大，N为3价，那么B就为3价。(3)因为BF3的空间构型为平面三角形，所以FBF的键角为120。(4)六方氮化硼晶体结构与石墨相似，故B、N以共价键相结合构成分子晶体，其层间作用力是分子间作用力。答案(1)B2O33CaF23H2SO42BF33CaSO43H2OB2O32NH32BN3H2O(2)1s22s22p1N3(3)120sp2正四面体(4)共价键(极性共价键)分子间作用力(5)44