2022届高考化学二轮复习专题突破练十三物质结构与性质鸭含解.docx

《2022届高考化学二轮复习专题突破练十三物质结构与性质鸭含解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022届高考化学二轮复习专题突破练十三物质结构与性质鸭含解.docx（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、专题突破练十三物质结构与性质(选考)非选择题:本题共7小题,每小题15分,共105分。1.(2021湖南衡阳二模)根据元素在体内含量的不同,可将体内元素分为常量元素和微量元素。其中H、C、O、N、S、P等为常量元素,Fe、Zn等为微量元素。回答下列问题:(1)基态Fe原子的核外电子排布式为Ar,有组相同能量的电子。(2)数据表明,S元素的第一电离能小于P元素的第一电离能,其原因可能有两种:一种是S原子失去的是已经配对的电子,配对电子相互排斥,电离能较低,另一种是。(3)氧与氮可形成正离子N,其立体构型为;碳与氢也可形成正离子C,该离子中,碳原子的杂化方式为。(4)原子的电子亲和能是指在0 K下

2、的气相中,原子获得电子变成负离子时所释放的能量。氧原子的第二电子亲和能(O-+e-O2-释放的能量)不能直接在气相中测定,但可通过如图的Born-Haber循环计算得到。由图可知,Mg原子的第一电离能为 kJmol-1;OO键键能为 kJmol-1;氧原子的第二电子亲和能为 kJmol-1。(5)氢化镁(MgH2)与金属锌在一定条件下研磨,可制得化合物Mg2ZnH4,X射线衍射分析表明,该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被锌原子占据,所有镁原子的配位数都相等。该晶胞中镁原子个数为。已知Mg2ZnH4晶体的晶胞参数为a pm,镁原子分布在该晶胞中锌原子形成的四面体中心。该晶胞中相邻镁原子与锌原子之

3、间距离为 pm;Mg2ZnH4晶体的密度为 gcm-3(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。2.(2021湖南永州三模)氮的化合物应用广泛:(1)Reineckesalt的结构如图所示:其中配位原子为(填元素符号);阳离子的立体结构为;NCS-中碳原子杂化方式为。(2)重铬酸铵(NH4)2Cr2O7为桔黄色单斜结晶,常用作有机合成催化剂,Cr2的结构如图。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是(填元素符号),1 mol该物质中含键的数目为NA(NA为阿伏加德罗常数的值)。(3)Zn(IMI)4(ClO4)2是Zn2+的一种配合物,IMI的结构为,IMI的某种衍生物与

4、甘氨酸形成的离子化合物常温下为液态而非固态,原因是。(4)已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域键”(或大键)。大键可用表示,其中m、n分别代表参与形成大键的原子个数和电子数,如苯分子中大键表示为。下列微粒中存在“离域键”的是。A.CH2CHCHCH2B.CCl4C.H2OD.SO2NaN3中阴离子与CO2互为等电子体,均为直线形结构,中的大键可表示为。(5)氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料,晶体结构如图所示,1个Al原子周围距离最近的Al原子数为个;若晶体结构的高为a nm,底边长为b nm,NA表示阿伏加德罗

5、常数的值,则其密度为 gcm-3(列出计算式)。3.(2021湖南岳阳二模)新合成的砷化镉(Cd3As2)三维材料具有超强导电性,这种材料的电气性能与石墨烯相当,可代替石墨烯使用。(1)Cd与Zn同族且相邻,若Cd基态原子将次外层1个d电子激发进入最外层的np能级,则该激发态原子的外围电子排布式为;Cd原子中第一电离能相对较大的是(填“基态”或“激发态”)原子。(2)与砷(As)同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性:NH3(填“”或“”或“I1(Cu)的原因是。(2)C的立体构型为。(3)EC的结构简式为,其碳原子的杂化方式为;每个分子中含个键。(4)CO2加氢得到CH3OH,CH3OH

6、的沸点比CO2的高,原因是。(5)高温时,太阳能反应器中的CeO2失去部分氧,温度稍低时,从CO2中重新夺取氧。一种铈(Ce)的氧化物的晶胞结构如图所示:Ce原子的配位数为。若高温下该晶胞中1个氧原子变为空位,则个面心上的铈由+4价变为+3价(不考虑顶点)。已知CeO2的密度为7.13 gcm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞边长a= pm。6.(2021广东四校联考)三元锂电池性能优异、能量密度高,正极材料包含了Ni、Co、Mn三种过渡金属的氧化物。(1)基态Ni原子有个未成对电子,Ni2+核外电子排布式为。(2)如表是Mn与Fe的部分电离能数据,解释I3(Mn)大于I3(Fe)的主要

7、原因:。元素FeMn第二电离能I2/(kJmol-1)1 5611 509第三电离能I3/(kJmol-1)2 9573 248(3)已知Co(CN)64-是强还原剂,与水反应能生成Co(CN)63-,写出该反应的离子方程式:;1 mol CN-含有键的数目为,该离子中C的杂化方式为。(4)已知H2O2难以将Co2+氧化为Co3+,若先将Co2+转化为Co(NH3)62+,则H2O2能快速将其氧化为Co(NH3)63+,该原因是。(5)Co与Ti类似,其晶体堆积方式为六方最密堆积,其晶胞结构如图所示,则该晶胞中含有的原子个数为,已知该晶胞的底面边长为a nm,高为b nm,则晶胞密度为 gcm

8、-3。7.(2021湖南长沙明德中学三模)近日,某科研团队成功合成了Ni-Fe双原子催化剂(Ni/Fe-C-N),并应用于高效催化CO2还原。回答下列问题:(1)基态铁原子的价电子排布图为。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与CO提供配位的电子总数之和为18,则n=;该化合物易溶于苯及四氯化碳等有机溶剂,原因是。(4)二茂铁的结构为,由Fe2+和(环戊二烯基负离子)构成。一个中键总数为;C原子的杂化轨道类型为。(5)某C、Fe合金的晶胞结构如图所示:该合金的化学式为;若该晶体的晶胞参数为a pm、b pm

9、、c pm,=90o,密度为 gcm-3,则NA为(写出计算式即可)。专题突破练十三物质结构与性质(选考)1.答案: (1)3d64s27(2)磷原子的3p轨道电子排布为半充满稳定结构,第一电离能较高(3)直线形sp2(4)737.7498.4-899.7(5)8a1030解析:(1)Fe是第26号元素,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,与Ar原子排布相同部分用Ar替代可得简化的核外电子排布式:Ar3d64s2,每个能级上的电子的能量相等,共有7组相同能量的电子。(2)S元素的第一电离能小于P元素的第一电离能,其原因可能有两种:一种是S原子失去的是已经配对的

10、电子,配对电子相互排斥,电离能较低,另一种是磷原子的3p轨道电子排布为半充满稳定结构,第一电离能较高。(3)氧与氮形成的正离子N中N原子的价层电子对数=2+=2,其立体构型为直线形;碳与氢形成的正离子C中C原子的价层电子对数=3+=3,碳原子的杂化方式为sp2杂化。(4)Mg原子的第一电离能是气态的镁原子失去一个电子时吸收的能量,由题图可知,Mg原子的第一电离能为737.7kJmol-1;OO键的键能是断开形成2个O原子吸收的能量,由题图可知,OO键键能为249.2kJmol-12=498.4kJmol-1;设O-+e-O2-释放的能量为xkJmol-1,根据盖斯定律,有-601.2kJmol

11、-1=146.4kJmol-1+737.7kJmol-1+1450.6kJmol-1+249.2kJmol-1-141.8kJmol-1+xkJmol-1-3943kJmol-1,解得:x=899.7,因此氧原子的第二电子亲和能为-899.7kJmol-1。(5)该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被锌原子占据,锌原子的个数为6+8=4,根据化学式Mg2ZnH4可知,该晶胞中镁原子个数为8。Mg2ZnH4晶体的晶胞参数为apm,镁原子分布在该晶胞中锌原子形成的四面体中心,则该晶胞中相邻镁原子与锌原子之间距离为体对角线长度的,为apm;Mg2ZnH4晶体的密度为1030gcm-3。2.答案: (1)

12、N正四面体形sp杂化(2)NOCr16(3)阴阳离子半径大,电荷小,形成的离子晶体晶格能小,熔点低(或阴阳离子半径大,电荷小,形成的离子键键能小,熔点低)(4)AD(5)12解析:(1)根据Reineckesalt的结构图可知,配位原子为N原子,氮原子提供孤电子对;阳离子为铵根离子,根据价层电子互斥理论,价层电子对数为4,氮原子采取sp3杂化,可知其立体结构为正四面体形;NCS-中碳原子的价层电子对数为2,属于sp杂化。(2)N原子的最外层电子结构为半充满稳定结构,其第一电离能大于O元素,N、O为非金属元素,第一电离能均大于金属,所以N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是NOCr;1个

13、Cr2含有8个键,1个铵根离子中含有4个键,故1mol该物质中含有键数目为(42+8)NA=16NA。(3)常温下,IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态,原因是形成该离子化合物的阴阳离子半径大,电荷小,形成的离子晶体晶格能小,熔点低(或阴阳离子半径大,电荷小,形成的离子键键能小,熔点低)。(4)CH2CHCHCH2、SO2分子中各原子共面,且原子之间均有相互平行的p轨道,可以形成大键,水分子中氢原子没有p轨道,不能形成大键,CCl4是正四面体构型,各原子不共面,不能形成大键,因此微粒中存在“离域键”的是AD。与CO2互为等电子体,均为直线形结构,根据二氧化碳的结构可以判断出

14、中键为2个,该离子中两边的氮原子各提供1个电子,中间的氮原子提供2个电子形成大键,所以形成的大键可表示为。(5)由晶体结构示意图可知,与铝原子连接的氮原子构成的是正四面体结构,与N原子连接的Al原子构成的也是正四面体结构,则晶体中若铝原子处于立方体顶点,晶胞截图为,与顶点的铝原子距离最近的为面心上的3个铝原子,且通过该铝原子可以形成8个晶胞,每个铝原子被计算了2次,因此与1个铝原子周围距离最近的铝原子数为(38)=12;在晶体结构中取出最小单元如图:,底面为菱形,处于对位的两个角分别为60和120,含有铝原子的个数:4+4+1=2,含有氮原子的个数:2+2+1=2,因此1个该结构单元中含有2个

15、AlN,1个晶胞的体积V=bbsin60anm3,所以晶体的密度=gcm-3=gcm-3。3.答案: (1)4d95s25p1基态(2)原子半径:NP,NH3更易结合水电离出的H+(3)AsSeGe(4)sp319NAc(5)(,1,)解析:(1)Cd元素与Zn元素同族且相邻,所以Cd原子的外围电子排布应为4d105s2,基态原子将4d能级的一个电子激发进入5p能级得到激发态原子,所以该激发态原子的外围电子排布式为4d95s25p1;基态原子的能量最低最稳定,所以基态原子的第一电离能相对较大。(2)原子半径:NP,NH3更易结合水电离出的H+,所以NH3的水溶液的碱性更强。(3)同周期主族元素

16、自左至右第一电离能呈增大趋势,但As原子的4p能级为半充满状态,更稳定,所以第一电离能:AsSeGe。(4)根据对氨基苯胂酸的结构简式可知As原子与周围原子形成4个键(AsO键中有一个键和一个键),且不含孤电子对,所以杂化轨道类型为sp3杂化;苯环上6个碳原子之间有6个CC键,还有4个CH键,AsO键中有一个键和一个键,其他AsO键、NH键、HO键、CN键均为键,所以一个对氨基苯胂酸分子中有19个键,则1mol对氨基苯胂酸中含键数目为19NA;其含有的化学键类型有键、苯环中的大键和AsO键中的键,氢键不是化学键,该物质为共价化合物,不含离子键,所以选c。(5)号位在底面的投影应位于底面对角线的

17、处,根据号位的坐标为(),可知该坐标系中晶胞的棱长为1,号位碳原子在底面的投影位于底面棱心上,所以x、y坐标分别为、1,号位碳原子位于右侧面的面心,所以z坐标为,则该原子的坐标为(,1,)。根据均摊法,该晶胞中As原子的个数为8+6=4,Cd原子的个数为6,所以晶体的化学式为Cd3As2,砷化镉的摩尔质量为Mgmol-1,则晶胞的质量m=g,晶胞参数为apm,则晶胞的体积V=a3pm3=(a10-10)3cm3,所以晶胞的密度=gcm-3。4.答案: (1)3d104s1跃迁(2)6sp3(3)Cu2X8(4)V形(5)107解析:(1)Cu原子的核外电子数为29,根据核外电子排布原理,外围电

18、子排布式为3d104s1;基态铜原子在灼烧时外围电子获得能量,发生跃迁而变为激发态,焰色反应为绿色。(2)1个松脂酸铜中含有6个双键,则含有6个键;加“*”碳原子形成4个键,没有孤对电子,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化。(3)该晶胞中Cu原子的数目为4,X原子的数目为1+8=2,故化学式为Cu2X,体心X原子与晶胞顶点的X原子距离为晶胞棱长的倍,而位于面心对角线X原子之间距离为晶胞棱长的倍,故体心X原子与晶胞顶点的X原子距离最近,X原子的配位数为8。(4)S原子孤对电子数为=1、价层电子对数为2+1=3,故其立体构型为V形;同主族自上而下第一电离能减小,则第一电离能:SI1(Cu)。(2)C

19、中碳原子的价层电子对数=3+=3,立体构型为平面三角形。(3)中含有两种碳原子,杂化方式分别为sp2和sp3;中1个碳氧双键含1个键,共含10个键。(4)CH3OH分子间可以形成氢键,使沸点升高。(5)根据晶胞的结构可知,Ce原子的周围有8个O原子,故Ce原子的配位数为8。每个晶胞中含4个Ce原子,8个O原子。光照时,晶胞中1个氧原子变为空位,失去电子数为2,则有2个Ce原子变为+3价,故4个面心上的Ce原子被还原。晶胞质量为 g,密度为7.13gcm-3,则晶胞边长a=1010pm。6.答案: (1)2Ar3d8(2)Mn失去两个电子后价电子排布为3d5,处于半满的稳定状态,而铁失去三个电子

20、能形成3d5的半满稳定状态(3)2Co(CN)64-+2H2O2Co(CN)63-+H2+2OH-NAsp杂化(4)Co2+与氨配位后更容易被氧化(5)61021解析:(1)基态Ni原子核外电子排布式是Ar3d84s2,有2个未成对电子,Ni原子失去最外层2个电子得到Ni2+,Ni2+核外电子排布式为Ar3d8;(2)Mn失去两个电子后价电子为3d5,处于半满的稳定状态,而铁失去三个电子能形成3d5的半满稳定状态,所以I3(Mn)大于I3(Fe);(3)Co(CN)64-是强还原剂,与水反应能生成Co(CN)63-,根据得失电子守恒,反应同时生成氢气,该反应的离子方程式是2Co(CN)64-+

21、2H2O2Co(CN)63-+H2+2OH-;CN-的结构式是CN-,1molCN-含有键的数目为NA,该离子中C的杂化方式为sp杂化;(4)Co2+与氨配位后更容易被氧化,所以H2O2能快速将其氧化为Co(NH3)63+;(5)根据均摊法,该晶胞中含有的原子个数为12+2+3=6,该晶胞的底面边长为anm,高为bnm,晶胞的体积为a2b10-21cm3,则晶胞密度为1021gcm-3。7.答案: (1)(2)NOC(3)4Ni(CO)4属于非极性分子,易溶于非极性溶剂中(4)10sp2(5)Fe3C mol-1解析:(1)基态铁原子的价电子排布式为3d64s2,则价电子轨道排布图为。(2)C

22、、N、O是同周期主族元素,随核电荷数的增大,第一电离能呈增大趋势,但N原子的2p3轨道是半充满结构,相对稳定,则三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC。(3)Ni的价电子数为10,每个配体提供一个电子对,则10+2n=18,n=4;Ni(CO)4属于非极性分子,苯和四氯化碳均为非极性溶剂,根据“相似相溶”原理,该化合物易溶于苯及四氯化碳等有机溶剂。(4)单键均为键,则一个环戊二烯基负离子中键总数为10;结构中碳原子的价层电子对数均为3,则C原子的杂化轨道类型为sp2杂化。(5)该合金的晶胞中Fe原子数为4+10=6,C原子数为8+1=2,则合金的化学式为Fe3C;该晶胞的质量为 g,晶胞的体积为abc10-30cm3,根据=gcm-3可知,NA=mol-1。12