高考化学二轮复习选考大题专攻练三物质结构与性质A中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习必备 欢迎下载 选考大题专攻练(三)物质结构与性质(A)(满分 75分,建议用时 30分钟)大题强化练,练就慧眼和规范,占领高考制胜点!可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 As-75 I-127 1.(15 分)原子序数依次增大的 A、B、C、D、E、F六种元素。其中 A的基态原子有 3 个不同的能级,各能级中的电子数相等;C 的基态原子 2p 能级上的未成对电子数与 A原子的相同;D 为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E 和 C位于同一主族,F 的原子序数为 29。(1)氟原子基态的外围核外电子排布式为_。(2)在 A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是_(用元素符号回答)。(3)元素 B 的简单气态氢化物的沸点_(“高于”“低于”)元素 A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是_。(4)由 A、B、C形成的离子 CAB-与 AC2互为等电子体,则 CAB-的结构式为_。(5)在元素 A与 E所形成的常见化合物中,A 原子轨道的杂化类型为_。(6)由 B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为_。(7)FC 在加热条件下容易转化为 F2C,从原子结构的角度解释原因_ _。【解析】原子序数依次增大的 A、B、C、D、E、F六种元素,A 的基态原子有 3 个不同的能级,各能级中的电子数相等,则 A是碳元素;C 的基态原子 2p 能级上的未成对电子数与 A原子的相同,C 原子序数大于 A,则 C为氧元素;B 原子序数大于 A而小于 C,则 B是氮元素;E 和 C位于同一主族,且 E的原子序数小于 29,则 C是硫元素;D 为它所在周期中原子半径最大的主族元素,原子序数小于 S,则 D是钠元素;F 的原子序数为 29,为铜元素。(1)F是铜元素,其原子核外有 29 个电子,根据构造原理知铜元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。(2)A、B、C分别是 C、N、O,同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第A族、学习必备 欢迎下载 第A族元素第一电离能大于其相邻元素,所以电离能从小到大顺序是 CON。(3)氨分子间含有氢键、甲烷中不含氢键,所以氨气熔、沸点高于甲烷。(4)等电子体原子个数相等、价电子数相等,由 C、N、O形成的离子 OCN-与 CO2互为等电子体,根据二氧化碳结构式知 OCN-的结构简式为NCO-。(5)在元素 C与 S 所形成的常见化合物为 CS2,其结构式为 SCS,所以中心碳原子采用 sp 杂化。(6)由 N、O、Na三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,该晶胞中氮原子个数=1+8=2、氧原子个数=2+16=4,钠原子个数=8=2,所以该晶胞中 Na、N、O个数之比=224=112,则化学式为 NaNO2。(7)在原子中电子层全满、半满和全空为稳定状态,Cu+外围电子 3d10轨道全满稳定,Cu2+外围电子 3d9轨道电子非全满和半满状态,不稳定,所以 CuO在加热条件下容易转化为 Cu2O。答案:(1)Ar3d104s1(或 1s22s22p63s23p63d104s1)(2)CO冰(NH3)n,而平均每个分子含氢键数:冰中2个,(HF)n和(NH3)n只有1个,气化要克服的氢键的总键能是冰(HF)n(NH3)n。胜点可能用到的相对原子质量分原子序数依次增大的六种元素其中的基态原子有个不同的能级各能级中的电子数相等的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同为它所在周期中原子半径最大的主族元素和位于同一主族的原子序气态氢化物的沸点高于低于元素的简单气态氢化物的沸点其主要原因是由形成的离子与互为等电子体则的结构式为在元素与所形成的常见化合物中原子轨道的杂化类型为由三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示则该化合物的化同的能级各能级中的电子数相等则是元素的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同原子序数大于则为氧元素原子序数大于而小于则是氮元素和位于同一主族且的原子序数小于则是硫元素为它所在周期中原子半径最大的主族元学习必备 欢迎下载(5)晶胞中硅原子数目为 4、碳原子数目为 8+6=4,每个硅原子周围有 4 个碳原子,原子配位数与原子数目成反比,则碳原子配位数也是 4,即碳原子周围与其距离最近的硅原子数目为 4;以顶点碳原子研究,与之距离最近的碳原子位于面心上,每个顶点原子为 8 个晶胞共用,每个面为 2 个晶胞共用,与碳原子等距离最近的碳原子有=12 个;作过 1 号硅原子的体对角线、2 号碳原子的体对角线,相交于 O点,与顶点碳原子形成如图所示:,其中 B为 2 号碳原子,C 为 1 号硅原子,1 号硅原子与周围的 4 个碳原子形成正四面体,1 号硅原子与顶点碳原子连线处于晶胞体对角线上,且距离为体对角线长度的,体对角线长度为apm,则 OA=OB=apm,故 OC=apm,则:(a)2+(a)2-2aacos AOB=a2,解得 cos AOB=故(a)2+(a)2-2aa=BC2,解得 BC=晶胞质量为 4g,则晶体密度为 4g(a 10-10cm)3=gcm-3。答案:(1)3(2)3d84s2(3)sp2和 sp 25NA(4)单个氢键的键能是(HF)n冰(NH3)n,而平均每个分子含氢键数:冰中2个,(HF)n和(NH3)n只有1个,气化要克服的氢键的总键能是冰(HF)n(NH3)n(5)4 12 a 3.(15 分)已知 A、B、C、D、E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元素原子的核外 p 电子数比 s 电子数少 1。C是电负性最大的元素。D原子次外层电子数是最外层电子数 2 倍,E 是第族中原子序数最小的元素。(1)写出基态碳原子的电子排布式_ _。(2)A、B 两种元素的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示),原因是_ 。胜点可能用到的相对原子质量分原子序数依次增大的六种元素其中的基态原子有个不同的能级各能级中的电子数相等的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同为它所在周期中原子半径最大的主族元素和位于同一主族的原子序气态氢化物的沸点高于低于元素的简单气态氢化物的沸点其主要原因是由形成的离子与互为等电子体则的结构式为在元素与所形成的常见化合物中原子轨道的杂化类型为由三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示则该化合物的化同的能级各能级中的电子数相等则是元素的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同原子序数大于则为氧元素原子序数大于而小于则是氮元素和位于同一主族且的原子序数小于则是硫元素为它所在周期中原子半径最大的主族元学习必备 欢迎下载(3)已知 DC4常温下为气体,则该物质的晶体类型是_,组成微粒的中心原子的轨道杂化类型为_,空间构型是_。(4)Cu2+容 易 与AH3形 成 配 离 子 Cu(AH3)42+,但AC3不 易 与Cu2+形 成 配 离 子,其 原 因 是 _ _。(5)A、B两元素分别与 D形成的共价键中,极性较强的是_。A、B两元素间能形成多种二元化合物,其中与 A3-互为等电子体的物质的化学式为 _ _。(6)已知 E单质的晶胞如图所示,则晶体中 E原子的配位数为_,一个 E的晶胞质量为_。【解析】A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外 p 电子数比 s 电子数少 1,则 A元素的核外电子排布为 1s22s22p3,不可能为 1s22s22p53s2,因此 A为氮元素。C是电负性最大的元素,所以 C是 F,则 B是 O。D原子次外层电子数是最外层电子数 2 倍,则 D为硅元素。E是第族中原子序数最小的元素,E 为铁元素。(1)C 为 F,原子序数为 9,基态原子的电子排布式为 1s22s22p5。(2)氮原子的 2p 能级处于较稳定的半充满状态,所以第一电离能大于氧元素。(3)根据 SiF4常温下为气体,该物质在固态时构成分子晶体,组成微粒的中心原子 Si 与 4 个 F 相连,没有孤电子对,采用 sp3杂化,空间构型是正四面体形。(4)氨易于与 Cu2+形成配离子,而 NF3难与 Cu2+形成配离子,由于电负性 FNH,在 NF3分子中,共用电子对偏向F,使得 N上的孤电子对难与 Cu2+形成配位键。(5)O 的非金属性较强,吸引电子的能力大于 N,极性较强的是 Si O键,A、B两元素间能形成多种二元化合物,其中与互为等电子体的物质的化学式为 N2O。(6)根据铁单质的晶胞示意图,晶胞为体心立方,体心的铁原子到8个顶点的距离相等且最短,铁原子的配位数为 8,一个铁的晶胞中含有铁原子的数目为 1+8=2,1 mol晶胞的质量为 112 g,一个晶胞的质量为g。答案:(1)1s22s22p5(2)NO 氮原子的 2p 能级处于较稳定的半充满状态 胜点可能用到的相对原子质量分原子序数依次增大的六种元素其中的基态原子有个不同的能级各能级中的电子数相等的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同为它所在周期中原子半径最大的主族元素和位于同一主族的原子序气态氢化物的沸点高于低于元素的简单气态氢化物的沸点其主要原因是由形成的离子与互为等电子体则的结构式为在元素与所形成的常见化合物中原子轨道的杂化类型为由三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示则该化合物的化同的能级各能级中的电子数相等则是元素的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同原子序数大于则为氧元素原子序数大于而小于则是氮元素和位于同一主族且的原子序数小于则是硫元素为它所在周期中原子半径最大的主族元学习必备 欢迎下载(3)分子晶体 sp3 正四面体形(4)由于电负性 FNH,在 NF3分子中,共用电子对偏向 F,使得 N上的孤电子对难与Cu2+形成配位键(5)Si O键 N2O(6)8 g【加固训练】已知 A、B、C、D、E、F 为周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素。其中 A是元素周期表中原子半径最小的元素,B 原子最外层电子数是内层电子数的 2 倍。D、E为同主族元素,且 E的原子序数是 D的 2 倍。F元素在地壳中含量位于金属元素的第二位。回答下列问题:(1)F 元素价层电子排布式为_。(2)关于 B2A2的下列说法中正确的是_ A.B2A2中的所有原子都满足 8 电子结构 B.每个 B2A2分子中键和键数目比为 11 C.B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子 D.B2A2分子中的 AB键属于 ssp键(3)B 和 D形成的一种三原子分子与 C和 D形成的一种化合物互为等电子体,则满足上述条件的 B和 D形成的化合物的结构式为_。(4)C 元素原子的第一电离能比 B、D两元素原子的第一电离能都高的主要原因是 _ _。(5)D 的氢化物比 E的氢化物沸点高,其主要原因是_;E 的氢化物的价层电子对互斥模型为_,E 原子的杂化方式为_ 。(6)F单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式,即面心立方堆积和体心立方堆积,其晶胞的棱边长分别为acm、bcm,则 F单质的这两种晶体密度之比为_,F 原子的配位数之比为_。【解析】已知 A、B、C、D、E、F 为周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素。其中 A是元素周期表中原子半径最小的元素,A 为氢元素。B原子最外层电子数是内层电子数的 2 倍,B 有 2 个电子层,最外层电子数为 4,故 B为碳元素。D、E为同主族元素,且 E的原子序数为 D的 2 倍,D 为氧元素,E 为硫元素。C为氮元素,F 元素在地壳中含量位于金属元素的第二位,F 为 Fe 元素。(1)Fe 元素是 26 号元素,价层电子排布式为 3d64s2。(2)B2A2为 C2H2,分子中 H原子不满足 8 电子结构,故 A错误;含有 2 个碳氢键、1 个碳碳三键,单键为键,三键中含有 1 个键、2 个键,键与键之比为 3:2,故 B错误;碳氢键为极性键,碳碳三键是非极性键,为对称结构,属于非极性分子,故 C正确;分子中 C原子采取 sp 杂化,故 C-H键为 s-sp 键,故 D正确;故答胜点可能用到的相对原子质量分原子序数依次增大的六种元素其中的基态原子有个不同的能级各能级中的电子数相等的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同为它所在周期中原子半径最大的主族元素和位于同一主族的原子序气态氢化物的沸点高于低于元素的简单气态氢化物的沸点其主要原因是由形成的离子与互为等电子体则的结构式为在元素与所形成的常见化合物中原子轨道的杂化类型为由三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示则该化合物的化同的能级各能级中的电子数相等则是元素的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同原子序数大于则为氧元素原子序数大于而小于则是氮元素和位于同一主族且的原子序数小于则是硫元素为它所在周期中原子半径最大的主族元学习必备 欢迎下载 案为 CD。(3)B 和 D形成的一种三原子分子与 C 和 D形成的一种化合物互为等电子体,则为 CO2与 N2O,CO2是直线型,其结构式为 O CO。(4)N 元素原子 2p 能级有 3 个电子,为半满稳定状态,能量较低,较稳定,失去第一个电子需要的能量比 C、O多。(5)D 的氢化物为H2O,分子之间有氢键,E 的氢化物为H2S,分子之间没有氢键,H2O分子间存在氢键较H2S分子间的范德华力强,所以沸点高。在 H2S 分子中 S 原子成 2 个 S-H键,含有 2 对孤电子对,价层电子对为 4,价层电子对互斥理论模型为四面体型,S 原子的杂化方式为 sp3杂化。(6)面心立方晶胞边长为 acm,体积 V=a3cm3,含有 Fe 原子数目为 8+6=4,故 a3(面心)=4,体心立方晶胞边长为 bcm,体积 V=b3cm3,含有 Fe 原子数目为 8+1=2,故 b3(体心)=2,故(面心)(体心)=2b3a3;面心立方晶胞中每个 Fe 原子周围有 12 个 Fe 原子,体心立方晶胞中每个 Fe 原子周围有 8 个 Fe 原子,故 Fe 原子配位数之比为 128=32。答案:(1)3d64s2(2)C D(3)OCO(4)氮原子最外层电子排布为 2s22p3,2p3为半满,能量低较稳定,失去第一个电子需要的能量高于碳和氧(5)H2O分子间存在氢键较 H2S 分子间的范德华力强 四面体 sp3(6)2b3a3 32 4.(15 分)有 A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均不大于 30)。A的基态原子 2p 能级有 3 个单电子;C 的核外没有成单电子,B、C两元素形成的化合物晶胞结构如下图所示;D 的 3p 能级有 1 个单电子,且与 B所在主族相邻;E 元素在地壳中含量居第四位;则:(1)写出基态 E原子的价电子排布式_。(2)A 的最简单氢化物分子的空间构型为_,其中 A原子的杂化类型是_。(3)B 能形成两种常见的单质,其分子式分别为_ ,其沸点是同族元素氢化物中最高的原因是_ 。胜点可能用到的相对原子质量分原子序数依次增大的六种元素其中的基态原子有个不同的能级各能级中的电子数相等的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同为它所在周期中原子半径最大的主族元素和位于同一主族的原子序气态氢化物的沸点高于低于元素的简单气态氢化物的沸点其主要原因是由形成的离子与互为等电子体则的结构式为在元素与所形成的常见化合物中原子轨道的杂化类型为由三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示则该化合物的化同的能级各能级中的电子数相等则是元素的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同原子序数大于则为氧元素原子序数大于而小于则是氮元素和位于同一主族且的原子序数小于则是硫元素为它所在周期中原子半径最大的主族元学习必备 欢迎下载(4)A 和 D形成的化合物中,D 显正化合价,试写出该化合物与水反应的方程式:_ _。(5)B、C两元素形成的化合物晶胞结构中,B 原子是_堆积(填堆积模型);已知 B和 C 形成的化合物晶体的密度为gcm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长 a=_cm。(用含、NA的计算式表示)【解析】有 A、B、C、D、E 五种原子序数依次增大的元素(原子序数均不大于 30)。A的基态原子 2p 能级有 3 个单电子,则 A是 N;E 元素在地壳中含量居第四位,因此 E是 Fe;C 的核外没有成单电子,B、C两元素形成化合物,则 C最外层电子排布应为 3s2,为镁元素。根据晶胞结构可知二者的化学式为 BC或 CB,B应该是 O。D的 3p 能级有 1 个单电子,则 D是 Al 或 Cl,且与 B所在主族相邻,因此 D是 Cl。(1)铁的原子序数是 26,则基态铁原子的价电子排布式为 3d64s2。(2)A 的最简单氢化物分子是氨气,其空间构型为三角锥形,其中氮原子含有一对孤对电子,则氮原子的杂化类型是 sp3。(3)B 能形成两种常见的单质,其分子式分别为 O2、O3;其沸点是同族元素氢化物中最高的原因是水分子间存在氢键。(4)A和 D 形成的化合物中,D 显正化合价,则该化合物的化学式为 NCl3,该化合物与水反应的方程式为NCl3+3H2ONH3+3HClO或 NCl3+3H2ONH4ClO+2HClO。(5)B、C 两元素形成的化合物晶胞结构中,B 原子是面心立方最密堆积;根据晶胞结构可知分子中含有 4 个Mg和 4 个 O,则根据NA=4可知晶胞边长 a=cm。答案:(1)3d64s2(2)三角锥形 sp3(3)O2、O3 水分子间存在氢键(4)NCl3+3H2ONH3+3HClO(或 NCl3+3H2ONH4ClO+2HClO)(5)面心立方最密 5.(15 分).80%左右的非金属元素在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态 N 原子中电子在 2p 轨道上的排布遵循的原则是_ _,N2F2分子中氮原子的杂化方式是_,1 mol N2F2含有_个键。(2)高温陶瓷材料 Si3N4晶体中键角 NSi N_Si NSi(填“”“NC。(5)根据晶胞结构可知钛离子位于立方晶胞的角顶,被 6 个氧离子包围成配位八面体。答案:.(1)洪特规则 sp2 1.806 1024(2);Si3N4晶体中 Si 周围有四个氮原子,Si 为 sp3杂化,键角 N-Si-N为 10928,而氮原子周围只接3个硅原子,氮原子上有一对孤对电子,氮原子也是sp3杂化,但由于孤对电子对与成键电子对的排斥力更大,使得 Si-N-Si 键小于 10928.(3)22 六方最密(4)化合物乙能形成分子间氢键 ONC(5)6 胜点可能用到的相对原子质量分原子序数依次增大的六种元素其中的基态原子有个不同的能级各能级中的电子数相等的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同为它所在周期中原子半径最大的主族元素和位于同一主族的原子序气态氢化物的沸点高于低于元素的简单气态氢化物的沸点其主要原因是由形成的离子与互为等电子体则的结构式为在元素与所形成的常见化合物中原子轨道的杂化类型为由三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示则该化合物的化同的能级各能级中的电子数相等则是元素的基态原子能级上的未成对电子数与原子的相同原子序数大于则为氧元素原子序数大于而小于则是氮元素和位于同一主族且的原子序数小于则是硫元素为它所在周期中原子半径最大的主族元