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全国通用版2022高考化学总复习优编增分练:高考压轴大题特训题型五物质结构与性质鸭
全国通用版2022高考化学总复习优编增分练:高考压轴大题特训题型五物质结构与性质鸭
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题型五 物质结构与性质(选考)1.(2022·韶关市高三4月模拟)硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有着重要应用。回答下列问题:(1)N原子核外有________种不同运动状态的电子。基态N原子中,能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为________。(2)经测定发现,N2O5固体由NO和NO两种离子组成,该固体中N原子杂化类型为____________;与NO互为等电子体的微粒有____________(写出一种)。(3)铵盐大多不稳定。NH4F、NH4I中,较易分解的是________,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)第二周期中,第一电离能介于B元素和N元素间的元素为____________(填元素符号)。(5)晶体硼有多种变体,但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(见图Ⅰ),每个顶点为一个硼原子,每个三角形均为等边三角形。则每一个此基本结构单元由________个硼原子构成;若该结构单元中有2个原子为10B(其余为11B),那么该结构单元有________种不同类型。7\n(6)硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似,B、N原子相互交替排列(见图Ⅱ),其晶胞结构如图Ⅲ所示。设层内B—N核间距为apm,面间距为bpm,则该氮化硼晶体的密度为____________g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。答案 (1)7 哑铃形(2)sp、sp2 SCN-、CO2、CS2、N等中的任一种(3)NH4F F原子半径比I原子小,H—F键比H—I键强(H—F键更易形成),F-更易夺取NH中的H+(4)Be、C、O(5)12 3(6)(或、或)解析 (1)原子核外没有两个运动状态完全相同的电子,有几个电子就有几种运动状态,N原子核外有7个电子,所以有7种不同运动状态的电子;基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,能量由低到高,由里到外排布,则能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道,呈哑铃形。(2)NO中N的价电子数为=2,杂化轨道类型为sp;NO中N的价电子数为=3,杂化类型为sp2;含有相同原子数和相同价电子数的微粒互为等电子体,与NO互为等电子体的微粒有SCN-、CO2、CS2、N等。(3)铵盐大多不稳定。NH4F、NH4I中,较易分解的是NH4F,原因是F原子半径比I原子小,H—F键比H—I键强(H—F键更易形成),F-更易夺取NH中的H+。(4)同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子最外层电子处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态,所以其第一电离能大于其相邻元素,故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素。(5)顶点数:=12(个)(共20个面,每个面均为正三角形,有三个顶点,而每个顶点都同时属于5个面,所以有12个原子)。(6)根据图Ⅲ可知一个晶胞中含有N原子数为4×+2×=2,B原子数为8×+1=2,将一个六边形切成相等的六个,每个的底为apm=a×10-10cm,高为=pm,面积为6××a×=pm2=×10-20cm2,晶胞的体积为×10-20cm2×b×10-10cm×2=3a2b×10-30cm3,故密度为ρ=g·cm-3=7\ng·cm-3=g·cm-3。2.(2022·珠海市高三3月质检)(1)固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类,可通过________________方法区分晶体、非晶体和准晶体,以色列科学家丹尼尔·谢赫特曼因发现锰的化合物准晶体而获得了2022年诺贝尔化学奖。基态Mn原子的电子排布式为________________。(2)PCl3的立体构型为____________,中心原子的杂化轨道类型为________。(3)硼的卤化物在工业中有重要作用,硼的四种卤化物的沸点如下表所示。BF3BCl3BBr3BI3沸点/K172285364483①四种卤化物沸点依次升高的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。②B、C、N、O四种元素第一电离能由小到大的顺序为____________。③用BF3分子结构解释反应BF3(g)+NH4F(s)===NH4BF4(s)能够发生的原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题①石墨晶体中,层内C—C键的键长为142pm,而金刚石中C—C键的键长为154pm,其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键,而石墨层内的C—C间存在________键。②金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________(不要求计算结果)。答案 (1)X射线衍射 [Ar]3d54s2(2)三角锥形 sp3(3)①分子结构相似,相对分子质量增大,分子间作用力逐渐增强 ②B<C<O<N ③BF3分子中硼原子有空轨道,F-有孤对电子,能通过配位键形成BF(4)①σ σ、π ②8 7\n解析 (1)锰是25号元素,基态Mn原子的电子的排布式为[Ar]3d54s2。(2)PCl3中P原子与3个氯原子相连,含有1个孤电子对,立体构型为三角锥形,中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(3)①硼的四种卤化物均为分子晶体,且分子结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,沸点依次升高。②同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,但N原子的2p为半充满结构,较为稳定,第一电离能最大,B、C、N、O四种元素第一电离能由小到大的顺序为B<C<O<N。③BF3分子中硼原子有空轨道,F-有孤对电子,能通过配位键形成BF,因此反应BF3(g)+NH4F(s)===NH4BF4(s)能够发生。(4)①金刚石中碳原子以sp3杂化,形成四条杂化轨道,全部形成σ键,石墨中碳原子以sp2杂化,形成三条杂化轨道,还有一条未杂化的p轨道,三条杂化轨道形成σ键,而未杂化p轨道形成π键。②晶胞中顶点微粒数为:8×=1,面心微粒数为:6×=3,体内微粒数为4,共含有8个碳原子;晶胞内含有四个碳原子,则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同,即a=8r,r=a;碳原子的体积为:8××π×r3,晶胞体积为:a3,碳原子的空间利用率为:===。3.(2022·河南省六市高三联考)在照相底片的定影过程中,未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解,反应生成Na3[Ag(S2O3)2];在废定影液中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的银转化为Ag2S,并使定影液再生。将Ag2S在高温下转化为Ag,就达到了回收银的目的。(1)铜、银、金在元素周期表中位于同一族相邻周期,基态银原子的最外层电子排布式为________。(2)Na、O、S简单离子半径由大到小的顺序为__________________________________。(3)S2O离子结构如图所示,其中心硫原子的杂化轨道类型为________。(4)写出AgBr溶于Na2S2O3溶液的离子反应方程式:________________________________________________________________________。Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有离子键、共价键、________。7\n(5)在空气中灼烧Ag2S生成Ag和SO2,SO2分子中硫原子的价层电子对数为__________,其分子空间构型为________。SO2易溶于水,原因是____________________________________________________________________________________________________________。(6)现在人们已经有多种方法来测定阿伏加德罗常数,X射线衍射法就是其中的一种,通过对金晶体的X射线衍射图像的分析,可以得出金晶体的晶胞属于面心立方晶胞(与铜的晶胞相似)。若金原子的半径为am,金的密度为ρg·cm-3,金的摩尔质量为Mg·mol-1,试通过这些数据列出计算阿伏加德罗常数的算式_____________________________________。答案 (1)5s1(2)S2-、O2-、Na+(3)sp3(4)AgBr+2S2O===[Ag(S2O3)2]3-+Br- 配位键(5)3 V形 根据相似相溶原理,SO2和水均为极性分子,且SO2和水反应(6)NA=mol-1解析 (1)铜、银、金在元素周期表中位于同一族相邻周期,基态铜原子的最外层电子排布式为4s1,则基态银原子的最外层电子排布式为5s1。(2)电子层数越多,离子半径越大,核外电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则Na、O、S简单离子半径由大到小的顺序为S2-、O2-、Na+。(3)由S2O离子结构示意图可知,其中心硫原子形成4个σ键,则中心硫原子的杂化轨道类型为sp3。(4)AgBr与Na2S2O3溶液反应生成Na3[Ag(S2O3)2]和NaBr,该反应的离子反应方程式为AgBr+2S2O===[Ag(S2O3)2]3-+Br-,Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有离子键、共价键和配位键。(5)SO2分子中硫原子的价层电子对数为2+=3,因SO2分子中含有1个孤电子对,所以其分子空间构型为V形,因SO2和水均为极性分子,且SO2可以和水发生反应,所以SO2易溶于水。(6)金晶体的晶胞属于面心立方晶胞,则1个晶胞中含有金原子的个数为8×+6×=4,金原子的半径为a×102cm,则金晶胞的边长为2×a×102cm,所以金的密度为ρ=,解得NA=mol-1。4.铁、钛、镍等过渡元素在工业生产和科学研究中具有重要作用,请回答下列问题。(1)有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名称叫三硝酸六尿素合铁,是一种配合物,它的中心离子Fe3+的价电子排布式为________;该配合物中N原子的杂化方式有____________________;它所含非金属元素的电负性由小到大的顺序是________________。7\n(2)钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”,也叫“未来金属”。①钛位于周期表的________区,基态Ti原子的电子占据了________个原子轨道。②工业上可用TiCl4(常温下呈液态)与Mg高温下反应制备钛单质,同时生成MgCl2,详细解释TiCl4熔点比MgCl2低很多的原因:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)镍与CO生成的配合物Ni(CO)4中,易提供孤电子对的成键原子是________(填元素名称);1molNi(CO)4中含有的σ键数目为________;写出与CO互为等电子体的一种阴离子的化学式________。(4)镍钛记忆合金用于飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如图所示,其中Ti原子采用面心立方最密堆积方式,该合金中与Ti原子距离最近且相等的Ni原子个数为________;若合金的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞中两个钛原子间的最近距离是________pm(用含ρ和NA的计算式表示,不必化简)。答案 (1)3d5 sp3杂化和sp2杂化 H<C<N<O(2)①d 12 ②TiCl4属于分子晶体,熔融时破坏分子间作用力;而MgCl2属于离子晶体,熔融时破坏离子键,分子间作用力比离子键弱得多,所以TiCl4熔点低得多(3)碳 8NA CN-(或C)(4)6 ××1010解析 (1)Fe元素为26号元素,原子核外有26个电子,所以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子失去最外层4s能级上的2个电子,然后失去3d能级上的1个电子形成Fe3+,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,所以基态Fe3+的价电子排布式为3d5;由尿素分子的结构式H2NCONH2可知,尿素分子中N原子成3个单键,含有1对孤对电子,杂化轨道数为4,N原子采取sp3杂化;NO中含有3对价层电子对,其离子构型为平面三角形,N原子采取sp2杂化;元素非金属性越强电负性越大,故电负性:H<C<N<O。(2)①钛位于周期表的d区,Ti原子核外电子数为22,基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,电子占据的原子轨道数为1+1+3+1+3+2+1=12个;②TiCl4属于分子晶体,熔融时破坏分子间作用力;而MgCl2属于离子晶体,熔融时破坏离子键,分子间作用力比离子键弱得多,所以TiCl4熔点低得多,工业上可用TiCl47\n(常温下呈液态)与Mg高温下反应制备钛单质,同时生成MgCl2。(3)配合物Ni(CO)4的中心原子Ni与CO之间的化学键称为配位键,提供孤电子对的成键原子是碳原子;Ni(CO)4中的配离子中Ni原子和C原子之间有4个σ键,CO分子中C和O之间存在1个σ键,1个π键,1个配位键,因此4个CO有4个σ键,故1molNi(CO)4中含有8molσ键即8NA;CO分子中含有2个原子、价电子数是10,与CO互为等电子体的阴离子微粒有CN-或C。(4)Ti原子采用面心立方最密堆积方式,若以Ti在顶点,则合金中与Ti原子距离最近且相等的Ni原子在棱上,个数为6;利用均摊法计算,每个晶胞中含有Ti:8×+6×=4个,Ni:12×+1=4个,若合金的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞体积为V===cm3,边长为cm,两个钛原子间的最近距离是边长的,为×cm=×1010pm。7
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 23:49:55
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文章作者:U-336598
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