（江苏专版）2020版高考化学一轮复习 专题检测（九）物质结构与性质（含解析）.doc

专题检测（九） 物质结构与性质1人类文明的发展历程，也是化学物质的认识和发现的历程。(1)铜原子在基态时，价电子(外围电子)排布式为_。已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从核外电子结构变化角度解释：_。(2)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2中含有键的数目为_NA。类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(HNCS)的沸点，其原因是_。(3)硝酸钾中NO的空间构型为_，写出与NO互为等电子体的一种非极性分子的化学式：_。(4)下列说法正确的有_(填序号)。a乙醇分子间可形成氢键，导致其沸点比氯乙烷高b钨的配合物离子W(CO)5OH能催化固定CO2，该配离子中钨显1价解析：(1)Cu为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1。轨道中电子处于全满、全空、半满时原子最稳定，Cu的最外层电子排布式为3d10，而Cu2的最外层电子排布式为3d9，价电子排布达到全满时较稳定，所以固态Cu2O稳定性强于CuO。(2)1个CN键中有1个键和2个键，1 mol(SCN)2分子中含有键的数目为5NA，含有键的数目为4NA；异硫氰酸(HNCS)分子中N原子上连接有H原子，分子间能形成氢键，而硫氰酸不能形成氢键，故异硫氰酸的沸点高。(3)NO中N原子价层电子对数为3(5132)3，且不含孤电子对，所以是平面三角形结构；原子总数相同、价电子总数也相同的粒子互为等电子体，与NO互为等电子体的非极性分子有BF3、SO3、BBr3等。(4)乙醇分子间可形成氢键，氯乙烷中不含氢键，所以乙醇的沸点比氯乙烷高，故a正确；根据化合物中各元素化合价的代数和为0知，钨的配合物离子W(CO)5OH中钨显0价，故b错误。答案：(1)3d104s1Cu价电子排布式为3d10，Cu核外电子处于稳定的全充满状态(2)4异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能形成氢键(3)平面三角形SO3(或BF3、BBr3等)(4)a2氢氧化镍在乙醇的悬浊液中可发生如下反应生成单质镍的配合物：Ni(OH)25CH3NC=(CH3NC)4NiCH3NCOH2O(1)Ni2基态核外电子排布式为_。 (2)CH3NC(其结构简式为CH3NC)分子中碳原子轨道的杂化类型是_。1 mol CH3NC中键的数目为_。(3)用光气(COCl2)与甲胺(CH3NH2)可以制取CH3NCO。与COCl2互为等电子体的一种阴离子为_。 甲胺极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为_。(4)Ni单质的晶胞结构如图所示，每个晶胞中含Ni原子数目为_。解析：(2)CH3中C原子采用sp3杂化，NC中C原子采用sp杂化；在CH3NC中，3个CH键全部是键，CN键是键，NC键中含有1个键，故分子中共含有5个键，即键的数目为5NA。(3)COCl2分子中含有4个原子和24个价电子，故与其互为等电子体的阴离子可以是CO(或NO)。甲胺分子中含有电负性强的N原子，能与H2O分子形成分子间氢键。(4)由晶胞结构可知，Ni原子位于立方体的顶点和面心，故含有的Ni原子数864。答案：(1)Ar3d8(2)sp、sp35NA(3)CO(或NO)甲胺能与水形成分子间氢键(4)43(2019淮安模拟)纳米级TiO2是一种光催化材料，可处理甲醛、氮氧化物等污染物，工业上也可用其催化乙醇脱氢制备乙醛：CH3CH2OHCH3CHOH2。(1)Ti原子基态核外电子排布式为_。(2)CH3CHO分子中碳原子轨道的杂化类型是_，1 mol CH3CHO分子中含有 键的数目为_。(3)与NO互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)。(4)乙醇可以与水以任意比互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_。(5)一种TiO2的晶胞结构如图所示，其中与每个氧原子直接相连的钛原子数目为_。解析：(1)Ti是22号元素，所以Ti原子基态核外电子排布式为Ar3d24s2。(2)CH3CHO分子中甲基上是饱和碳，是sp3 杂化，而醛基上是不饱和碳，是sp2杂化，1 mol CH3CHO分子中含有键的数目为6 mol。(3)与NO分子互为等电子体的一种微粒具有相同的价电子数11和原子数2，微粒为O。(4)乙醇可以与水以任意比互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为CH3CH2OH与H2O分子之间可以形成氢键。(5)TiO2的晶胞结构中黑球的个数是812，空心球的个数为424，化学式为TiO2，所以空心球是氧原子，所以与每个氧原子直接相连的钛原子数目为3个。答案：(1)Ar3d24s2(2)sp2、sp36 mol(或66.021023)(3)O(4)CH3CH2OH与H2O分子之间可以形成氢键(5)34我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大。元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如下：元素元素性质或原子结构A周期表中原子半径最小的元素B原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同C最外层P轨道半充满D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同请回答下列问题：(用A、B、C、D、E所对应的元素符号作答)(1)B、C、D第一电离能由大到小为_。(2)E的二价离子的电子排布式为_。(3)A2B2D4常用作除锈剂，该分子中B的杂化方式为_；1 mol A2B2D4分子中含有键数目为_。(4)B2A6、C2A4分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是_。(5)BD2在高温高压下所形成晶体的晶胞如图所示，一个该晶胞中含_个D原子。解析：A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大。周期表中A元素原子半径最小，故A为H元素；B元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，核外电子排布为1s22s22p2，故B为C元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，而短周期中原子单电子处于p能级最多有3个，故其成对电子总数只能为6，单电子数为2，核外电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；C元素原子最外层P轨道半充满，原子序数小于O，故其核外电子排布为1s22s22p3，则C为N元素；E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同，价电子排布为3d104s1，则E为Cu。(1)同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能大小顺序为NOC。(2)E为Cu元素，Cu2的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9。(3)H2C2O4常用作除锈剂，结构简式为HOOCCOOH，分子中C原子形成3个键，没有孤电子对，该分子中碳原子的杂化方式为sp2，单键为键，双键含有1个键、1个键，故HOOCCOOH 分子中含有7个键，1 mol H2C2O4分子中含有 键 数目为76.021023。(4)C2H6、N2H4分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是N2H4分子之间存在氢键。(5)CO2在高温高压下所形成晶体的晶胞中小白球为O原子，均为晶胞内部，一个该晶胞中含O原子数目为16。答案：(1)NOC(2)1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9)(3)sp2 76.021023(4)N2H4分子之间存在氢键 (5)165(2019泰州模拟)1985年，Rousssin研究发现了第一个金属原子簇类配位化合物，其结构如图1，金属原子簇类化合物与金属原子表面性质相似，具有良好的催化活性等功能。请回答下列问题：(1)Fe3的基态核外价电子排布式为_。(2)上述化合物中含有三种非金属元素，三种元素原子第一电离能由大到小的顺序为_；硫可以形成SOCl2化合物，则该化合物的空间构型为_。(3)除了氮的氧化物之外，氮还可以形成NO。请写出氮原子杂化方式_。(4)上述原子簇类配合物，中心原子铁的配位原子是_。(5)配合物Fe(CO)5的熔点：20 ，沸点：103 ，可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图2所示。下列关于Fe(CO)5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解析：(1)Fe位于周期表中第四周期第族，Fe3的基态核外价电子排布式为3d5。(2)化合物中三种非金属元素为N、O、S，同周期主族元素随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但第A族和第A族元素反常，则三种元素原子第一电离能由大到小顺序为NOS，对于SOCl2，其等电子体为SO，二者结构相似，根据VSEPR理论，价电子对数为VPBPLP34，则其空间构型为三角锥形。(3)对于NO，根据VSEPR理论，价电子对数为VPBPLP22，根据杂化轨道理论，则中心N原子为sp杂化。(4)直接与中心原子成键的为配位原子，所以中心原子铁的配位原子是N、S。(5)看正负电荷中心是否重叠，Fe(CO)5对称是非极性分子，CO不对称是极性分子，故A正确；铁的杂化轨道数为5，铁不是正四面构型，Fe(CO)5中Fe原子不是以sp3杂化方式与CO成键，故B错误；碳与氧、铁与碳之间形成配位键，1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键，故C正确；化学反应的实质是旧化学键的断裂、新化学键的生成，故D错误。答案：(1)3d5(2)NOS三角锥形(3)sp(4)S、N(5)AC6钛的化合物如TiO2、Ti(NO3)4、TiCl4、 Ti(BH4)2等均有着广泛用途。(1)写出Ti的基态原子的核外电子排布式：_。(2)TiCl4熔点是25 ，沸点136.4 ，可溶于苯或CCl4，该晶体属于_晶体；BH中B原子的杂化类型为_。(3)在 TiO2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化学式为_(只写一种即可)。(4)Ti3可以形成两种不同的配合物：Ti(H2O)6Cl3(紫色)，TiCl(H2O)5Cl2H2O(绿色)，两者配位数_(填“相同”或“不同”)，紫色晶体中配体是_。(5)TiO2难溶于水和稀酸，但能溶于浓硫酸，析出含有钛酰离子的晶体，钛酰离子常成为链状聚合形式的阳离子，其结构形式如图1，化学式为_。解析：(1)钛是22号元素，根据构造原理知其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2。(2)因TiCl4在常温下是无色液体，熔点25 ，沸点136.4 ，熔沸点低，由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子，晶体类型属于分子晶体；BH中B原子价层电子对4，且没有孤电子对，则BH中B原子的杂化类型为sp3。(3)CNO中含有3个原子，16个价电子，所以其等电子体中分子为CO2或N2O、CS2、BeCl2等，离子为SCN或N等。(4)Ti(H2O)6Cl3(紫色)，配体为H2O，配位数为6，TiCl(H2O)5Cl2H2O(绿色)，配体为Cl、H2O，配位数为6，两者配位数相同。(5)每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比为11；Ti元素为4价、O元素为2价，据此书写其化学式为TiO。答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d24s2)(2)分子sp3(3)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)(4)相同H2O(5)TiO7(CN)2、(OCN)2等被称为拟卤素，(CN)2在一定条件下氢化可以得到乙二胺(H2NCH2CH2NH2)。回答下列问题：(1)Fe4Fe(CN)63是较早发现的CN配合物，其中铁元素呈现两种不同的价态。写出外界离子基态核外电子排布式：_。(2)与OCN互为等电子体的分子为_(填分子式)。(3)1 mol (CN)2中含有键的数目为_。(4)乙二胺中C原子的轨道杂化方式为_。(5)乙二胺易溶于水，除因为是极性分子外，还可能的原因为_。(6)含CN的配合物常用于冶炼黄金。金的晶胞结构如图所示，晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有_个。解析：(1)Fe4Fe(CN)63的外界为Fe3，其基态核外电子排布式为Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5)。(2)与OCN互为等电子体的分子为三原子分子，且价电子数为18，则有CO2、N2O、CS2等。(3)一个 (CN)2中含有两个碳氮三键，其中1个是键，两个是键，则1 mol (CN)2中含有键的数目为4 mol。(4)乙二胺中碳原子为CH2，碳原子以单键连接4个原子为四面体结构，为sp3杂化。(5)乙二胺分子中含有氨基，可以与水分子间形成氢键。(6)由晶胞结构可知每个顶点的Au原子与面心上的Au原子距离最近，三个面共一个顶点，同时有八个晶胞共一个顶点，两个晶胞共一个面，则有晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有38212。答案：(1)Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5)(2)CO2、N2O、CS2等(3)4 mol(或2.4081024)(4)sp3(5)乙二胺与水分子间可以形成氢键(6)128乙酸锰可用于制造钠离子电池的负极材料。可用如下反应制得乙酸锰：4Mn(NO3)26H2O26(CH3CO)2O=4(CH3COO)3Mn8HNO23O240CH3COOH。(1)Mn3基态核外电子排布式为_。(2)NO中氮原子轨道的杂化类型是_。(3)与HNO2互为等电子体的一种阴离子的化学式为_。(4)配合物Mn(CH3OH)62中提供孤对电子的原子是_。(5)镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料，其晶胞为立方结构(如图所示)，图中原子位于顶点或面心。该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为_。解析：(1)锰为25号元素，Mn3基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d4或Ar3d4。(2)NO中N原子的价层电子对数33，氮原子采用sp2杂化。(3)与HNO2互为等电子体的一种阴离子为HCOO。(4)配合物Mn(CH3OH)62中的中心原子为Mn，配体为CH3OH，提供孤对电子的原子是羟基中的O原子。(5)根据镁铝合金的晶胞结构可知，图中原子位于顶点或面心，其中镁原子顶点和其中2个面心，铝原子位于其中2个面心，每个铝原子周围距离最近的镁原子有8个，包括同一侧面的4个顶点和4个面心，距离均为晶胞面对角线长度的一半。答案：(1)1s22s22p63s23p63d4(或Ar3d4)(2)sp2(3)HCOO(4)O(5)8