【三维设计】高考化学二轮复习专题6物质结构与性质提能力训练(广东、江苏专版).pdf

1 二轮复习训练1(2011四川高考)下列推论正确的是()ASiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3BNH4为正四面体结构，可推测PH4也为正四面体结构CCO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体DC2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子解析：本题考查物质结构的相关知识，通过演绎推理考查考生思维的严密性。选项A，由于 NH3分子间存在氢键，其沸点高于PH3。选项 B，PH4与 NH4结构相似，为正四面体结构。选项 C，SiO2是原子晶体。选项D，C3H8中 3 个 C原子不在一条直线上，且C3H8为极性分子。答案：B 2(2011潍坊模拟)(1)图 1 为元素 X的前五级电离能的数值示意图。已知 X的原子序数NO(注意 N、O电离能反常)。Al、Cl 形成的化合物为 AlCl3，根据其化合物的物理性质，可以推断其含有共价键。B和 F 形成的化合物BF3为平面三角形结构，中心原子B的杂化方式为sp2。答案：(1)1s22s22p63s2(2)N2、O2FNO极性共价键(或共价键，或共价键与配位键)平面三角形sp23(2011临沂摸底)(1)如图是氖元素的一种核素的表示方法。请按该图的式样表示出中子数为28，质量数为52 的铬元素(Cr)的一种核素。(2)Mn、Fe 两元素的部分电离能数据见下表：元素Mn Fe 电离能/kJ mol1I1717 759 I21 509 1 561 I33 248 2 957 比较两元素的I2、I3可知，Mn2再失去一个电子比Fe2再失去一个电子难。原因是_ _。(3)下表列出了一些共价键的键长：共价键CF CCl CBr CI CC CSi 键长/pm 98 161 182 204 154 170 请结合相关晶体结构的知识回答下列问题：CF4、CCl4、CBr4、CI4中 C原子的杂化方式为_。CF4、CCl4、CBr4、CI4四种物质中热稳定性最强的是_，沸点最高的是_。(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为_。3(2)Mn2转化为 Mn3时，3d 能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2转化为 Fe3时，3d 能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)(3)sp3CF4CI4(4)2 14(2011江苏高考)原子序数小于 36 的 X、Y、Z、W 四种元素，其中 X 是形成化合物种类最多的元素，Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的 2 倍，Z 原子基态时2p 原子轨道上有 3 个未成对的电子，W 的原子序数为29。回答下列问题：(1)Y2X2分子中 Y 原子轨道的杂化类型为_，1 mol Y2X2含有 键的数目为_。(2)化合物 ZX3的沸点比化合物 YX4的高，其主要原因是_。(3)元素 Y 的一种氧化物与元素 Z 的一种氧化物互为等电子体，元素 Z 的这种氧化物的分子式是 _。(4)元素 W 的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是 _，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为_ _ _。解析：本题考查杂化类型、化学键的判断，根据晶胞写化学式及物质沸点高低比较等知识，意在考查考生综合运用物质结构原理的能力。X是形成化合物种类最多的元素，则为H元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2 倍，则 Y为 C元素；由 Z 原子基态时 2p 原子轨道上有3 个未成对电子，推出Z 为 N元素，W的原子序数为29，则为 Cu元素。(1)C2H2中 C原子轨道的杂化类型是sp 杂化；1 mol C2H2中含有 3 mol 键，2 mol 键。(2)NH3的沸点比CH4高的原因是NH3分子间存在氢键，而氢键的作用力比普通的分子间作用力强。(4)根据晶胞示意图，Cu为 4 个，Cl 为 8186124(个)，则化学式为CuCl，其与浓4 盐酸发生非氧化还原反应生成HnCuCl3，由于 Cu显 1 价，推出n2，则反应的化学方程式为：2HCl(浓)CuCl=H2CuCl3。答案：(1)sp杂化3 mol 或 36.021023个(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuCl CuCl2HCl(浓)=H2CuCl3(或 CuCl2HCl(浓)=H2CuCl3)1(2011海南高考)铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如 CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_；(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_ _；(3)SO24的立体构型是_，其中 S原子的杂化轨道类型是_；(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au 原子最外层电子排布式为_；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与 Au原子数量之比为_；该晶体中，原子之间的作用力是 _；(5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与 Au 原子构成的四面体空隙中。若将 Cu原子与Au 原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_。解析：(3)硫酸根中心原子的价层电子对为：孤对电子数62420，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；(4)Au 电子排布或类比Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N(Cu)6123，N(Au)8181；(5)CaF2结构如图所示，所以氢原子在晶胞内有8 个，可得储氢后的化学式为H8AuCu3。答案：(1)Cu 2H2SO4(浓)=CuSO4 SO2 2H2O(2)白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO45H2O晶体，显示水合铜离子特征蓝色(3)正四面体sp3(4)6s131金属键(5)H8AuCu32(2011南京模拟)已知 A、J、D、E、G是元素周期表中136 号元素，其原子序数依次增大。A 与另外四种元素既不在同一5 周期，也不在同一主族。J 和 D同主族，E和 G同周期；元素G是周期表中的第7 列元素，E的最外层电子数与最内层电子数相同，E跟 J 可形成离子化合物，其晶胞结构(其中 J 原子在晶胞内部)如图。请回答下列问题：(1)D 元素 1 价离子的电子排式为_；G元素原子的价电子排布式为_。(2)元素 J 与氮元素可以形成化合物NJ3，其中 N J 键的化学键类型为_，根据价层电子对互斥理论可以判断NJ3的空间构型为_，NJ3分子中N 原子的杂化方式为_杂化。(3)A、J 形成的化合物AJ 的相对分子质量比A、D形成的化合物AD的相对分子质量小，但 AJ 的沸点比AD高，其原因是 _ _。(4)从晶胞图可以得出：E与 J 形成的离子化合物的化学式为_。(5)含有 E元素的化合物焰色反应为_色，焰色反应的原理是_ _。解析：根据提示的信息可推知A为 H，E、G分别为 Ca、Mn；分析 E、J 形成的晶胞可知E、J 形成的化合物化学式为EJ2，而 E为 Ca，故 J、D位于第A族，即 J、D分别为 F、Cl。答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s2(2)共价键(或极性共价键)三角锥形sp3(3)前者分子间存在氢键(4)CaF2(5)砖红激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，以光的形式释放出能量3(2011福建高考)氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：(1)基态氮原子的价电子排布式是_。(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_。(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是_；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1038.7 kJ mol1若该反应中有4 mol N H键断裂，则形成的 键有 _mol。6 肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在 _(填标号)a离子键b共价键c配位键 d范德华力(4)图 1 表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4 个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图 2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4 个氢键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_(填标号)。aCF4b CH4cNH4dH2O 解析：本题考查了原子核外电子排布、杂化轨道理论、分子结构等知识，同时考查了考生的观察能力和分析推理能力。(3)肼分子中有4 个 NH键，故有4 mol N H 键断裂时，有 1 mol 肼发生反应，生成1.5 mol N2，则形成21.5 mol 3 mol 键。SO24中存在配位键、共价键，N2H26与 SO24之间存在离子键，离子晶体中不存在范德华力。(4)与 4 个氮原子形成4 个氢键，要求被嵌入微粒能提供4 个氢原子，并至少存在“NH”、“HO”、“HF”三类键中的一种，对照条件知，NH4符合此要求。答案：(1)2s22p3(2)NOC(3)三角锥形sp33d(4)c 4(2011潍坊模拟)2011 年 3 月 11 日日本发生了9.0 级强地震。福岛第一核电站1号机组 12 日下午发生氢气爆炸。随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘131 和铯 137，碘 131 一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病。日本政府计划向核电站附近居民发放防止碘131辐射的药物碘片。(1)Cs(铯)的最外层电子排布式为6s1，与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素 A、B、C的电离能如下表：元素代号A B C 第一电离能(kJ mol1)520 496 419 那么三种元素A、B、C的元素符号分别为_，形成其单质晶体的化学键类型是_。(1)F 与 I 同主族，BeF2与 H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子，二者分子中的中7 心原子 Be和 O的杂化方式分别是_、_。(3)与碘同主族的氯具有较高的活泼性，能够形成大量的含氯化合物，如金属氯化物，非金属氯化物等。BCl3是一种非金属氯化物，该物质分子中BCl 键的键角为 _。(4)碘 131 是碘单质，其晶胞结构如下图甲所示，该晶胞中含有_个 I2分子；KI 的晶胞结构如下图乙所示，每个K紧邻 _个 I。解析：(1)由铯的最外层电子排布式为6s1，可知 A、B、C为第A族，而A族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由提供的A、B 的第一电离能的差值与B、C 的第一电离能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故A、B、C分别为 Li、Na、K。(2)BeF2分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F 提供 2个电子，所以Be 原子的价层电子对数为2222，Be原子的杂化类型为sp 杂化；H2O分子的中心原子为O，其价电子数为 6，H提供 2 个电子，所以O原子的价层电子对数为6224，O原子杂化类型为sp3。(3)硼原子价电子数为3，Cl 提供 3 个电子，硼原子的价层电子对数为332 3，因价层电子对中没有孤对电子，故BCl3为平面正三角形结构，分子中BCl 键的键角为120。(4)由碘晶胞可知，I2在晶胞的8 个顶点和6 个面上，故一个晶胞中含有4 个 I2分子；KI 晶胞与 NaCl 晶胞结构相似，每个K紧邻 6 个 I。答案：(1)Li、Na、K 金属键(2)sp sp3(3)120(4)4 6 5(2011新课标全国卷)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：8(1)由 B2O3制备 BF3、BN的化学方程式依次是：_、_；(2)基态 B原子的电子排布式为_；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，BF4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_g cm3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。解析：本题主要考查新型陶瓷材料的制取、电子排布、杂化以及晶胞的有关计算，意在考查考生的推理分析能力。(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 FB F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)B2O33CaF23H2SO4=2BF3 3CaSO43H2O B2O32NH3=高温2BN 3H2O(2)1s22s22p1N 3(3)120 sp2正四面体(4)共价键(极性共价键)分子间作用力(5)4 4 254361.510103NA6(2011杭州模拟)C60以其完美的球形结构受到科学家的高度重视，从此掀起了球形分子的研究热潮，Si60、N60以及 Si60C60等球形分子被不断制备出来。请回答下列有关问题：(1)电离能不但能说明原子的失电子能力(金属性)，也能通过电离能判断元素的化合价，下表列举了C、Mg、X、Y四种元素的电离能(单位：kJ/mol)，请根据表中数据，回答有关问题：元素第一电第二电第三电第四电第五电第六电9 离能离能离能离能离能离能C 1 086.5 2 352.6 4 620.5 6 222.7 37 831 47 277 Mg 737.7 1 450.7 7 732.6 10 540 13 630 17 995 X 418.8 3 052 4 420 5 877 7 975 9 590 Y 538.1 1 067 1 850 4 819 6 400 7 600 若 X为第四周期的元素，其核外电子排布式为_；根据 Y的电离能数据，可以判断Y最可能的化合价为_。(2)利用 C60独特的分子结构，可以将 C60用作比金属及其合金更为有效的新型吸氢材料。已知常温下较稳定的C60的氢化物有C60H24、C60H36和 C60H48。在 80215时，C60可以 100%回收，并可以用来重新制备C60的氢化物。C60分子中碳的杂化类型为_；理论上，1 mol C60可以吸收 _ mol H2。(3)已知：N N 键的键能为159 kJ/mol，N=N键的键能为456 kJ/mol，NN键的键能为 946 kJ/mol；N60与 C60具有相似的分子结构。N60与 C60相比，分子结构相似，但原子的杂化类型不同，N60具有微弱的碱性。则HN60I的晶体类型为 _；有科学家预言，N60是一种高能材料，请说明其理论依据_ _。(4)碳的常见同素异形体为金刚石和石墨(分子式可表示为Cn)，氮化硼也有两种常见的结构，分别对应类似于金刚石和石墨结构 分子式可表示为(BN)n，下列有关解释正确的是_。ACC键键长与B N键键长相等BC、B、N的电负性相近C(BN)n“分子”中，B、N原子与 C原子相似，均能形成四个共价键D(BN)n与 Cn可视为等电子体(5)美宾夕法尼亚州立大学中国物理学家郗小星，在世界上首次成功制成大电流硼化镁超导薄膜材料。硼化镁在37 K温度下有超导性，作为超硬超导材料，硼化镁已成为超导材料领域中的一颗新星。如图是硼化镁的晶胞示意图。则硼化镁的化学式为_。解析：(1)比较 Mg与 X的第一电离能可以判断，X为活泼金属，X的第一、二电离能差异较大，故X 易失去 1 个电子，综合判断X 为 K 元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1。Y的第一、二、三电离能的差异较小，第三、四电离能差异较大，因此Y最可能的化合价为 3 价。(2)在 C60分子中，1 个 C原子与周围的3 个 C原子形成共价键，故 C原子采取sp2杂化，10 形成的 3 个键中，有2 个单键和1 个双键，据此可以判断，C60中共有60230 个双键，1 mol C60与 H2加成最多可以消耗30 mol H2。(3)N60中，N 原子可形成3 个共价键，与NH3类似，且N60具有微弱的碱性，这也与NH3类似，类比NH3与 HI 反应的产物，可以推出HN60I 属于离子化合物，则其晶体为离子晶体。根据 NN 键、NN键的键能，可以计算N60N2所放出的能量，由此可以推出N60具有很大的内能。(4)BN 中 N原子有孤对电子，B有空轨道，它们之间可以形成3 个普通共价键和一个配位键，BN的平均电子数与C 原子相同，因此可以视为等电子体，而等电子体具有相似的结构和性质，故选CD。(5)根据硼化镁晶体结构可以计算：Mg的原子数为12162123，B为 6(硼原子均居于晶胞内)；故硼化镁的化学式为MgB2。答案：(1)1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1 3(2)sp230(3)离子晶体N60可形成 90 个 NN键，分解生成30 个 NN键，每摩尔N60分解放出 30 mol946 kJ/mol 90 mol159 kJ/mol 14 070 kJ的能量，由此可以判断N60为高能材料(或 N60分解放出大量的热)(4)CD(5)MgB2