《(新課改省份專版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)(五十一)應(yīng)用層面“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”綜合題型分析.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課改省份專版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)(五十一)應(yīng)用層面“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”綜合題型分析.doc(8頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
跟蹤檢測(cè)(五十一) 應(yīng)用層面——“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”綜合題型分析
1.(2018全國(guó)卷Ⅲ)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。
回答下列問題:
(1)Zn原子核外電子排布式為______________________________________________。
(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是______________________________。
(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872 ℃),其化學(xué)鍵類型是________;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是___________________________
________________________________________________________________________。
(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為________,C原子的雜化形式為________。
(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為________。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為________gcm-3(列出計(jì)算式)。
解析:(1)鋅的核外有30個(gè)電子,因此其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,也可寫作[Ar]3d104s2。
(2)鋅的價(jià)層電子排布式為3d104s2,為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失去電子,銅的價(jià)層電子排布式為3d104s1,較易失去一個(gè)電子,因此鋅的第一電離能大于銅的第一電離能。
(3)由ZnF2的熔點(diǎn)為872 ℃可知,ZnF2應(yīng)為離子晶體,因此化學(xué)鍵類型為離子鍵。ZnF2為離子化合物,極性較大,不溶于有機(jī)溶劑;ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小,能夠溶于有機(jī)溶劑。
(4)C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)n=(4+30+2)/2=3,因此C原子為sp2雜化,CO的空間構(gòu)型為平面三角形。
(5)金屬Zn晶體為六方最密堆積方式(A3型)。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm,則六棱柱上下面的面積均為6a2 cm2,則六棱柱的體積為6a2c cm3,鋅原子在六棱柱的頂點(diǎn)、上下面心和晶胞內(nèi),一個(gè)晶胞含鋅原子個(gè)數(shù)=12+2+3=6,因此一個(gè)晶胞中Zn的質(zhì)量= g,由此可知,Zn的密度= gcm-3。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(2)大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子
(3)離子鍵 ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小
(4)平面三角形 sp2
(5)六方最密堆積(A3型)
2.尿素(H2NCONH2)是一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的氮肥。在工業(yè)上,尿素還用于制造有機(jī)鐵肥,回答下列問題:
(1)基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為______________。
(2)C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)開___________。
(3)CO2分子晶體的晶胞如圖所示,每個(gè)晶胞中含有CO2的分子個(gè)數(shù)是________。
(4)在一定條件下,NH3與CO2能合成尿素(H2NCONH2),尿素中C原子軌道的雜化類型為______;1 mol 尿素分子中σ鍵的數(shù)目為________mol。
(5)(NH4)2SO4、NH4NO3等顆粒物及揚(yáng)塵等易引起霧霾。與NO互為等電子體的分子是____________(填化學(xué)式)。
解析:(2)同周期自左向右第一電離能呈增大趨勢(shì),但N的2p能級(jí)為半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于O。(3)CO2分子數(shù)=8+6=4。(4)尿素的結(jié)構(gòu)式為,C采用sp2雜化,分子中有7個(gè)σ鍵。(5)NO有4個(gè)原子和24個(gè)價(jià)電子,與其互為等電子體的分子是SO3或BF3等。
答案:(1)[Ar]3d6 (2)C
”“<”或“=”),原因是____________。
(5)NiAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①鎳離子的配位數(shù)為__________。
②若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體密度為ρ gcm-3,則該晶胞中最近的Ni2+之間的距離為________ cm。(寫出計(jì)算表達(dá)式)
解析:(1)鐵、鈷、鎳的基態(tài)原子核外電子排布式分別為[Ar]3d64s2、[Ar]3d74s2、[Ar]3d84s2,未成對(duì)電子數(shù)分別為4、3、2,未成對(duì)電子數(shù)最多的是鐵。(2)含有孤對(duì)電子的N原子與鈷離子通過配位鍵結(jié)合,形成配位鍵后形成4對(duì)共用電子對(duì),形成3對(duì)共用電子對(duì)的N原子形成的是普通的共價(jià)鍵,1號(hào)、3號(hào)N原子形成3對(duì)共用電子對(duì),為普通共價(jià)鍵,2號(hào)、4號(hào)N原子形成4對(duì)共用電子對(duì),與鈷離子通過配位鍵結(jié)合;酞菁鈷中三種非金屬元素為C、N、H,電負(fù)性大小順序是N>C>H;分子中N原子有2種,一種形成3個(gè)σ鍵和π鍵,沒有孤對(duì)電子,雜化軌道數(shù)目為3,雜化軌道類型為sp2,一種形成3個(gè)σ鍵,含有1個(gè)孤對(duì)電子,雜化軌道數(shù)目為4,雜化軌道類型為sp3。(3)根據(jù)題給信息知,該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低,為分子晶體,配合物Fe(CO)x的中心原子是鐵原子,其價(jià)電子數(shù)是8,每個(gè)配體提供的電子數(shù)是2,8+2x=18,x=5。(4)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同,說明二者都是離子晶體,離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān),離子所帶電荷數(shù)越多,離子半徑越小,晶格能越大,熔點(diǎn)越高,由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑,熔點(diǎn):NiO>FeO。(5)①根據(jù)圖示,砷離子周圍有4個(gè)鎳離子,構(gòu)成正四面體,配位數(shù)為4,晶體中Ni和As的數(shù)目比為1∶1,因此鎳離子周圍也有4個(gè)砷離子,配位數(shù)為4;②根據(jù)圖示,晶胞中含有的砷離子為4個(gè),鎳離子數(shù)目為8+6=4,晶胞的質(zhì)量== g,晶體密度為ρ gcm-3,則晶胞的邊長(zhǎng)= cm,晶胞中最近的Ni2+之間的距離為面對(duì)角線的一半,為 cm。
答案:(1)鐵 (2)2、4 N>C>H sp2、sp3 (3)分子晶體 5 (4)> 相同電荷的離子半徑越小,晶格能越大
(5)①4?、?
6.X、Y、Z、M為前四周期中除氫以外原子序數(shù)依次增大的四種元素,X基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)在所處周期中最多;Y元素原子核外共有3個(gè)能級(jí),且最高能級(jí)電子數(shù)是前兩個(gè)能級(jí)電子數(shù)之和;Z的單質(zhì)常溫下為淡黃色固體,ZY3分子呈平面正三角形;M原子外圍電子排布式為3dn4sn。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)X、Y、Z三種元素原子第一電離能由大到小的順序是__________________(用元素符號(hào)表示)。
(2)某X氫化物分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H—X===X—H,該分子中X原子的雜化方式為________;Y元素簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)高于Z的氫化物,主要原因是_____________________
________________________________________________________________________。
(3)根據(jù)等電子原理,寫出X2Y分子的電子式:________________________________。
(4)M晶體的原子堆積方式為六方堆積(如右圖所示),則晶體中M原子配位數(shù)是______________。某M配合物化學(xué)式是[M(H2O)5Cl]Cl2H2O,1 mol該配合物中含配位鍵的數(shù)目是________。
解析:Y原子的電子排布式為1s22s22p4,則Y為O;Z的單質(zhì)常溫下為淡黃色固體,則Z為S;由題意知,X原子序數(shù)比O小,且X基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)在所處周期中最多,則X原子的電子排布式為1s22s22p3,即X為N;M原子外圍電子排布式為3d24s2,則M為Ti。(1)N原子p軌道處于半充滿較穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能反常,高于同周期相鄰兩元素。(2)類比乙烯的結(jié)構(gòu)可知,X元素為sp2雜化;H2O的沸點(diǎn)高于H2S的原因是水分子間能夠形成氫鍵。(3)N2O與CO2為等電子體,所以N2O為直線型分子。(4)依據(jù)圖形,同一層與中心球緊靠的有6個(gè)小球,上下兩層各有3個(gè)小球,所以配位數(shù)為12。中心離子的配體有5個(gè)H2O和1個(gè)Cl-,所以1 mol該配合物中含6 mol配位鍵。
答案:(1)N>O>S (2)sp2 H2O分子間形成了氫鍵,而H2S分子間不能形成氫鍵 (3)
(4)12 66.021023
7.原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期。自然界中存在多種A的化合物,B 原子核外電子有6 種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),B與C可形成正四面體形分子。D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子,其他能層均已充滿電子。請(qǐng)回答下列問題:
(1)這四種元素中電負(fù)性最大的元素,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為__________,第一電離能最小的元素是________(填元素符號(hào))。
(2)C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物,沸點(diǎn)由高到低的順序是_________(填化學(xué)式),呈現(xiàn)如此遞變規(guī)律的原因是__________________________________。
(3)B元素可形成多種單質(zhì),一種晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示,其原子的雜化類型為__________,另一種的晶胞如圖2所示,若此晶胞中的棱長(zhǎng)為356.6 pm,則此晶胞的密度為_________gcm-3(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)D元素形成的單質(zhì),其晶體的堆積模型為___________,D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖3,該晶體中含有的化學(xué)鍵是_________(填序號(hào))。
①極性鍵 ?、诜菢O性鍵 ③配位鍵 ④金屬鍵
解析:原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期,自然界中存在多種A的化合物,則A為H元素;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即核外有6個(gè)電子,則B為C元素;D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子,其他能層均已充滿電子,D原子外圍電子排布為3d104s1,則D為Cu元素;結(jié)合原子序數(shù)可知,C只能處于第三周期,B與C可形成正四面體形分子,則B為Cl元素。
(1)四種元素中電負(fù)性最大的是Cl,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為,四種元素中只有Cu為金屬,其他為非金屬,Cu的第一電離能最小。(2)HF分子之間形成氫鍵,使其熔沸點(diǎn)較高,HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高,即沸點(diǎn)由高到低的順序是HF>HI>HBr>HCl。(3)圖1為平面結(jié)構(gòu),在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120,每個(gè)碳原子都結(jié)合著3個(gè)碳原子,碳原子采取sp2雜化;圖2一個(gè)晶胞中含碳原子數(shù)為8+6+4=8,晶胞質(zhì)量為 g,所以晶胞密度=[(812)(6.021023)g](356.610-10cm)3≈3.5 gcm-3。(4)晶體Cu為面心立方最密堆積,結(jié)合圖3醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵,故是①②③。
答案:(1) Cu
(2)HF>HI>HBr>HCl HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點(diǎn)較高,HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大
(3)sp2 3.5 (4)面心立方最密堆積?、佗冖?
8.磷存在于人體所有細(xì)胞中,是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì),幾乎參與所有生理上的化學(xué)反應(yīng)。磷的化合物在藥物生產(chǎn)和農(nóng)藥制造等方面用途非常廣泛。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題:
(1)畫出基態(tài)P原子的核外電子排布圖________________。
(2)NH3比PH3易液化的原因是________________。
(3)P4S3可用于制造火柴,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
①P4S3中硫原子的雜化軌道類型為______。
②電負(fù)性:磷________硫(填“>”或“<”);第一電離能磷大于硫的原因是______________________________________。
(4)NH4BF4是合成氮化硼納米管的原料之一,1 mol NH4BF4中含有________ mol配位鍵。
(5)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置,圖中a點(diǎn)和c點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)依次為(0,0,0)、,則b
點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為________;已知該晶胞中距離最近的兩個(gè)磷原子的核間距離為L(zhǎng) pm,則該晶體密度為________ gcm-3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,列出計(jì)算式即可)。
解析:(1)P原子核電荷數(shù)為15,電子排布式為1s22s22p63s23p3,核外電子排布圖為
(3)①P4S3中硫原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,孤電子對(duì)數(shù)為(6-21)=2,則有4個(gè)價(jià)層電子對(duì),其雜化的軌道類型為sp3。
②同一周期,從左到右,電負(fù)性增大,因此電負(fù)性:磷<硫;同一周期,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),由于磷原子3p軌道處于半滿狀態(tài),不容易失去電子,第一電離能磷大于硫。
(4)一個(gè)NH4BF4中N原子和其中一個(gè)H原子之間存在配位鍵、B原子和其中一個(gè)F原子之間存在一個(gè)配位鍵,所以含有2個(gè)配位鍵,則1 mol NH4BF4含有2 mol配位鍵。
(5)由圖說明晶胞邊長(zhǎng)為1,a、b點(diǎn)距離為晶胞對(duì)角線的,則b點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知:硼原子個(gè)數(shù)為4,磷原子個(gè)數(shù)為8+6=4,即該晶胞中含有4個(gè)磷化硼,質(zhì)量為 g,設(shè)該晶胞的棱長(zhǎng)為x cm,該晶胞中距離最近的兩個(gè)磷原子的核間距離為面對(duì)角線上的一半,所以x=L10-10 cm,晶胞的體積為x3=(L)310-30 cm3;設(shè)晶胞的密度為ρ gcm-3,則ρ== gcm-3。
答案:(1)
(2)NH3分子間存在氫鍵
(3)①sp3?、? 磷原子3p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài),不容易失去電子
(4)2
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