2022高考化学 必考题型早知道 专题二十四 物质结构与性质 新人教版

专题二十四　物质结构与性质1.[2022·江苏化学，21A]一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。①Mn2＋基态的电子排布式可表示为________。②NO的空间构型是________(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO2，HCHO被氧化为CO2和H2O。①根据等电子体原理，CO分子的结构式为________。②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为________。③1molCO2中含有的σ键数目为________。(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为________。2．[2022·福建理综，30](1)元素的第一电离能：Al________Si(填“>”或“<”)。(2)基态Mn2＋的核外电子排布式为________。(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是_________________________________。(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如下图所示：①在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。②硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。A．离子键　　　　B．共价键　　　　C．金属键D．范德华力　　　E．氢键7\n3．[2022·浙江自选，15](1)可正确表示原子轨道的是________。A．2s　　　　　　　　　B．2dC．3pxD．3f(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：________。(3)下列物质变化，只与范德华力有关的是________。A．干冰熔化B．乙酸汽化C．乙醇与丙酮混溶D．溶于水E．碘溶于四氯化碳F．石英熔融(4)下列物质中，只含有极性键的分子是________，既含离子键又含共价键的化合物是________；只存在σ键的分子是________，同时存在σ键和π键的分子是________。A.N2　　B．CO2　　C．CH2Cl2　　D．C2H4E．C2H6　　F．CaCl2　　　G．NH4Cl(5)用“>”、“<”或“＝”填空：第一电离能的大小：Mg________Al；熔点的高低：KCl________MgO。4．[2022·课标全国理综，37]ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是________(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为____________________；(3)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________；(4)H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为________，SO离子的立体构型为________；(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：________；②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：_________________________________________________________________________________；7\n(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为________g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为________pm(列式表示)。5．[2022·山东理综，32]金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是________。a．金属键具有方向性与饱和性b．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(2)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________________________________________________________________________。(3)过滤金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。(4)甲醛(H2C===O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O－C－H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O－C－H键角。6．[2022·大纲全国理综，27]原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d的A2B型氢化物均为V形分子，c的＋1价离子比e的－1价离子少8个电子。回答下列问题：(1)元素a为________；c为________；(2)由这些元素形成的双原子分子为________；(3)由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是________，非直线形的是______________；(写2种)(4)这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是________，离子晶体的是________，金属晶体的是________，分子晶体的是________；(每空填一种)(5)元素a和b形成的一种化合物与c和b形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具中，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。7\n专题二十四　物质结构与性质解析1．答案：(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)②平面三角形(2)①C≡O②sp3③2×6.02×1023个(或2mol)(3)解析：(1)①Mn为ⅦB族元素，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2，所以Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；②NO有3个σ键，孤对电子对数＝＝0，所以为sp2杂化，平面三角形。(2)①CO与N2是等电子体，N2的结构式为N≡N，所以CO结构式为C≡O；②H2O中的O原子最外层有6个电子，与两个H原子形成2个σ键，最外层还余4个电子，形成两对孤对电子，所以价层电子对数为4，sp3杂化；③1个CO2中含有2个σ键。2．答案：(1)<(2)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(3)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)(4)①sp2、sp34,5(或5,4)2②ADE解析：(1)同一周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势(除半充满和全充满结构外)，故第一电离能Al<Si。(2)Mn是25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，故Mn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(3)硅烷形成的晶体是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。(4)①由球棍模型可以看出，黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，无孤对电子采取sp2杂化，4号B原子形成4个键，采取sp3杂化；4号B原子的三个sp3杂化轨道与除5号外的三个O原子形成σ键后还有一个空轨道，而5号O原子能提供孤电子填充在这一空轨道上，从而形成配位键；由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]m－，其中B为＋3价，O为－2价，H为＋1价，根据化合价可知m＝2。②在晶体中Na＋与Xm－之间为离子键，H2O分子间存在范德华力及氢键。3．答案：(1)AC(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2(3)AE(4)BCGCEABD(5)><7\n解析：(1)L层无2d能级，M层无3f能级。(2)基态Ga原子电子排布式为[Ar]3d104s24p1。(3)A、E只与范德华力有关，B、C、D还与氢键有关，F破坏了共价键。(4)A－G的结构式或电子式分别为A：N≡N　B．O＝C＝O　C．(5)第一电离能Mg>Al；熔点KCl<MgO；因为二者均为离子晶体，但MgO晶格能大。4．答案：(1)sp3(2)O>S>Se(3)34　3s23p63d10(4)强平面三角形三角锥形(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se－O－H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H＋(6)＝4.1或或135解析：(1)硫原子最外层有6个电子，由S8结构可知一个硫原子与另外两个硫原子形成2个σ键，硫原子还余4个电子形成2对孤对电子，所以为sp3杂化；(2)同一主族元素从上往下第一电离能逐渐减小；(3)Se属于第四周期第ⅥA族元素，原子序数比S大18，M层电子已经排满，排布式为3s23p63d10；(4)H与Se形成的共价键键能小于H与S形成的共价键键能，所以H2Se比H2S容易电离，H2Se的酸性更强；Se原子孤对电子对数＝＝0，σ键个数＝3，所以Se原子为sp2杂化，无孤对电子，SeO3为平面三角形；S原子孤对电子对数＝＝1，σ键个数＝3，所以S原子为sp37\n杂化，含有一对孤对电子，SO为三角锥形；(6)在此晶胞中有Zn2＋为4个、S2－为×8＋×6＝4个，所以1mol晶胞的质量为(65＋32)×4＝388g,一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为V＝(540×10－10cm)3，根据ρ＝即可计算；b点(Zn2＋)在由A、H、C、D四点构成的正四面体的中心，所以∠ABH＝109°28′。如图所示，连接AH、EH，求得AH＝270，作BG垂直于AH，EH＝AH＝135，∠GBH＝∠ABH＝，通过三角函数即可求出。5．答案：(1)b(2)C(碳)(3)41∶2(4)sp3小于解析：(1)金属键没有方向性和饱和性，a项错误；金属导电是因为在外加电场作用下，自由电子产生定向移动，c项错误；由于自由电子的存在使金属很容易吸收光子而发生跃迁，发出特定波长的光波，因而金属往往有特定的金属光泽，d项错误。(2)Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，所以在3d轨道上有两个未成对电子，则第二周期元素中，含有两个未成对电子的元素的价电子排布式有2s22p2和2s22p4，分别是碳元素和氧元素，其中电负性最小的是碳。(3)根据中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18可知，Ni的价电子数是10，所以配体提供的电子数是8，又因为一个CO配体提供两个电子，故n＝4；因为氮气的结构式是N≡N，而CO与N2的结构相似，所以CO中σ键与π键的个数之比是1∶2。(4)甲醇分子内的碳原子是sp3杂化，由于甲醛中的碳氧之间是双键，而甲醇中碳氧间是单键，根据价层电子对互斥理论可知，甲醛中的O－C－H键的夹角大。6．答案：(1)碳钠(2)COO2Cl2(3)CO2、CS2SO2、O3、SCl2、Cl2O等任写两种(4)金刚石NaClNaCO(O2、Cl2)(5)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2解析：a的最外层电子数为其周期数的二倍，短周期元素中有碳()、硫()，若为硫则后面四种元素不能满足短周期元素要求，所以a是碳；短周期元素形成A2B型氧化物为V形分子的为氧和硫，b为氧，d为硫；c的＋1价离子比e的－1价离子少8个电子，c为钠，e为氯。(2)由这些元素形成的双原子分子有CO、O2、Cl2。(3)这些元素形成的三原子分子中，直线形的有CO2、CS2，非直线形的有：SO2、O3、SCl2、Cl2O等。7\n(4)这些元素的单质属于原子晶体的是金刚石，O2、Cl2等为分子晶体，钠为金属晶体，AB型化合物有NaCl、CO，NaCl为离子晶体，CO为分子晶体。(5)a(碳)和b(氧)形成的CO2可与C(钠)和b(氧)形成的Na2O2发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。7