2022年高考化学二轮复习-选考大题专攻练物质结构与性质 .pdf

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1、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,

2、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

3、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

4、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、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页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 N

5、CO-。(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 1s22s22p63s

6、23p63d104s1) (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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习必备欢迎下载(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

7、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)2-2 aacosAOB=a2, 解得 cosAOB=故(a)2+(a)2-2 aa =BC2, 解得 BC=晶胞质量为4g, 则晶体密度为4g(a 10-10cm)3 =g c

8、m-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

9、由大到小的顺序为_ (用元素符号表示), 原因是_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习必备欢迎下载(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_ _。(

10、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

11、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

12、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习必备欢迎下载(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

13、、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 s sp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

14、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

15、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,

16、 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 ; 故答精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页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OCO。(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

17、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

18、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)2b3a332 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

19、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_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习必备欢迎下载(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

20、-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

21、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

22、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N Si N_Si N Si( 填 “ ” “ NC 。

23、(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sp21.806 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109 28,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-S i 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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页