實踐素養(yǎng)檢測(二)　物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)綜合題-課件下載-教習網(wǎng)

實踐素養(yǎng)檢測()　物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)綜合題1．(2021·河北唐山市高三三模)青銅器是我國古代瑰寶。目前，在工業(yè)上用磷化銅(Cu3P2)制造磷青銅，磷青銅是含少量鈧、錫、磷的銅合金，主要用作耐磨零件和彈性合金原件。(1)基態(tài)Sc原子的核外電子排布式為__________；其價電子中未成對電子數(shù)與成對電子數(shù)之比為________。(2)①PH4I中的P原子的雜化方式是____________。②P與N同主族，氣態(tài)氫化物的沸點：NH3________PH3(填“>”或“＜”)，說明理由：________________________________________________________________________。(3)磷青銅中的錫、磷兩種元素電負性的大小為Sn_______P(填“>”“＜”或“＝”)。(4)某立方磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。①則其化學式為____________。②該晶體中距離Sn原子最近的Cu原子有________個，在晶胞中由Cu原子構(gòu)成的八面體與由Cu和Sn原子構(gòu)成的八面體的個數(shù)之比為__________。③若晶體密度為ρ g·cm－3，最近的Cu原子核間距為________pm(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)。解析：(1)Sc是21號元素，基態(tài)Sc原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)；其價層電子排布式為3d14s2，故未成對電子數(shù)與成對電子數(shù)之比為1∶2。(2)①PH4I中的P原子孤電子對數(shù)＝＝0，價層電子對數(shù)＝4＋0＝4，為sp3雜化。②P與N同主族，但NH3分子間存在氫鍵，故氣態(tài)氫化物的沸點：NH3>PH3。(3)根據(jù)元素的電負性在周期表中的遞變規(guī)律判斷，同周期元素從左到右，元素的電負性逐漸增強，同主族元素從上到下，電負性逐漸減弱；磷青銅中的錫、磷兩種元素電負性的大小順序為Sn＜P。(4)①晶體中P原子位于內(nèi)部，含有1個P原子，立方體每個面上含有1個Cu原子，每個Cu分攤給一個晶胞的占，立方體頂角Sn分攤給每個晶胞的原子為，據(jù)此得到化學式是SnCu3P。 ②該晶體中距離Sn原子最近的Cu原子有4個，根據(jù)圖可知，在晶胞中由Cu原子構(gòu)成的八面體為1個，由Cu和Sn原子構(gòu)成的八面體可由2個面上的Cu原子與4個頂角上的Sn原子構(gòu)成，共6個，但與另一個晶胞共用，占，故個數(shù)為6×＝3，故兩者之比為1∶3。③若晶體密度為ρ g·cm－3，晶胞的體積為V＝＝ cm3，最近的Cu原子核間距為邊長的，故為× ＝ ×1010 pm。答案：(1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)　1∶2(2)①sp3　②>　因為NH3分子間存在氫鍵　(3)<(4)①SnCu3P　②12　1∶3　③ ×10102．(2022·山東泰安市高三模擬)H、N、P、Mg、Al、Cu 6種元素及其化合物可以形成用于生活和工業(yè)、國防中的重要材料。(1)上述6種元素的基態(tài)原子中，只含有1個未成對電子的有________種。(2)肼(N2H4)可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2取代所形成的一種物質(zhì)。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是________，肼的沸點比氧氣的沸點高的原因是_______________________________________________________________________________________________。(3)下表列出的是某元素的第一至第四電離能(單位：kJ·mol－1)的數(shù)據(jù)。I1I2I3I44203 1004 4005 900 上述6種元素中元素的電離能有類似變化的是________(填元素符號)。(4)氮和磷相結(jié)合能形成一類偶磷氮烯的化合物，其鏈狀高聚物的結(jié)構(gòu)為，則該高聚物中P的雜化方式為________。(5)Mg-Cu合金的拉維斯結(jié)構(gòu)如圖所示，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。①若1號原子的坐標為(0,0,0)，3號原子的坐標為(1,1,1)，則2號原子的坐標為________。②該晶胞的化學式為________。解析：(1)上述6種元素的基態(tài)原子中，只含有1個未成對電子的有H、Al、Cu，共計是3種。(2)NH3分子中氮原子的價層電子對數(shù)是3＋＝4，含有1個孤電子對，則NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形，由于肼分子間形成了氫鍵，所以肼的沸點比氧氣的沸點高。(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知第二電離能遠大于第一電離能，屬于第ⅠA族或第ⅠB族，由于氫原子只有1個電子，因此滿足條件的是Cu。(4)高聚物分子中P原子形成4個σ鍵、沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，P原子采用的雜化方式為sp3。(5)①若1號原子的坐標為(0,0,0)，3號原子的坐標為(1,1,1)，2號原子位于面心處，其坐標為。②晶胞中Mg原子個數(shù)為8×＋6×＋4＝8，Cu原子個數(shù)為16，該晶胞的化學式為MgCu2。答案：(1)3　(2)三角錐形　肼分子間形成了氫鍵　(3)Cu　(4)sp3　(5)①　②MgCu23．(2021·廣東梅州市高三二模)2019年諾貝爾化學獎給了三位為鋰離子電池發(fā)展做出重要貢獻的科學家。鋰離子電池的正極材料主要有層狀結(jié)構(gòu)的LiMO2，尖晶石結(jié)構(gòu)的LiM2O4以及橄欖石型的LiMPO4(M＝Fe、Mn、Ni、Co等元素)。(1)N、O、P的電負性由大到小的順序為________。第三電離能I3(Mn)________I3(Fe)(填“>”或“＜”)。(2)基態(tài)Co原子核外電子排布式為________；Co3＋的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2＋中，Co3＋的配位數(shù)是________，配位體N中心原子雜化類型是__________。(3)MnO的熔點(1 650 ℃)比MnS的熔點(1 610 ℃)高，它們含有的化學鍵類型是__________。前者熔點較高的原因是_____________________________________________。(4)磷元素和鋁元素形成的化合物AlP因殺蟲效率高、廉價易得而被廣泛使用。已知AlP的熔點為2 000 ℃，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①磷化鋁的晶體類型為__________。②A、B點的原子坐標如圖所示，則C點的原子坐標為__________。③磷化鋁的晶胞參數(shù)a＝546.35 pm，其密度為__________ g·cm－3(列出計算式即可，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。解析：(1)非金屬性越強，電負性越大，則N、O、P的電負性由大到小的順序為O>N>P。錳失去2個電子后，價層電子排布式是3d5，處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，所以第三電離能I3(Mn)>I3(Fe)。(2)Co的原子序數(shù)是27，則基態(tài)Co原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2；Co3＋的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2＋中含有的配體是N和NH3，Co3＋的配位數(shù)是1＋5＝6，配位體N中心原子的價層電子對數(shù)是2＋＝2，沒有孤電子對，雜化類型是sp。(3)MnO的熔點(1 650 ℃)比MnS的熔點(1 610 ℃)高，二者均是離子晶體，它們含有的化學鍵類型是離子鍵。氧離子的半徑小于硫離子的半徑，MnO的晶格能大，所以前者熔點較高。(4)①AlP的熔點為2 000 ℃，熔點高，因此磷化鋁的晶體類型為共價晶體。②根據(jù)A、B點的原子坐標可判斷C點的原子坐標為。③晶胞中P原子的個數(shù)是6×＋8×＝4，Al原子的個數(shù)是4，磷化鋁的晶胞參數(shù)a＝546.35 pm，則其密度為 g·cm－3。答案：(1)O>N>P　>　(2)[Ar]3d74s2　6　sp　(3)離子鍵　MnO的晶格能大　(4)①共價晶體　②　③4．(2021·天津南開中學高三二模)據(jù)世界權(quán)威刊物《自然》最近報道，選擇碲化鋯 (ZrTe5) 為材料驗證了三維量子霍爾效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)了金屬—絕緣體的轉(zhuǎn)換。Te屬于ⅥA族元素。回答下列問題：(1)鋯(Zr)的簡化電子排布式為[Kr]4d25s2，鋯原子中d軌道上的電子數(shù)是__________，Zr2＋的價層電子軌道表示式是__________。(2)Zr、 Te、Cl的電負性由大到小的順序是__________，H2O、H2Se、H2Te的沸點由高到低的順序是__________酸性強弱比較： H2SO4________ H2TeO4 (填“>”或“＜”)。(3)H2Te和CO2均為三原子分子，但它們的鍵角差別較大，試用雜化軌道理論解釋，理由是______________________________________。(4)[Zr(C2H5O)2]2＋是 Zr4＋形成的一種配離子，其中的配位原子是________(填原子符號)，1個[Zr(C2H5O)2]2＋離子中含共價鍵的數(shù)目是__________。(5)立方氧化鋯是一種人工合成的氧化物，其硬度極高，可用于陶瓷和耐火材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。Zr原子的配位數(shù)是________。若晶胞中距離最近的兩個氧原子間的距離為a nm，則立方氧化鋯的密度為________g·cm－3 (寫出計算表達式)。解析：(1)鋯(Zr)的原子序數(shù)為40，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2，鋯原子中3d軌道上的電子數(shù)是10,4d軌道上的電子數(shù)是2，d軌道上的電子數(shù)一共12個，Zr2＋是Zr原子失去最外層兩個電子，其價層電子排布式為4d2，它的價層電子軌道表示式是(2)根據(jù)元素非金屬性越強，電負性越大的規(guī)律，Zr為金屬元素，Te和Cl為非金屬元素，且非金屬性：Cl>Te，則Zr、 Te、Cl的電負性由大到小的順序是Cl>Te>Zr；H2O受氫鍵影響，所以沸點最高，H2Se、H2Te的沸點主要受范德華力影響，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高，即H2O、H2Se、H2Te的沸點由高到低的順序是H2O>H2Te>H2Se；S和Te元素屬于同主族元素，從上而下，元素的非金屬性減弱，原子序數(shù)：Te>S，則非金屬性：S>Te，非金屬性越強，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強，酸性：H2SO4>H2TeO4。(3)H2Te中Te原子價層電子對數(shù)＝2＋＝2＋2＝4，采用sp3雜化，由于有兩個孤電子對，分子為V形結(jié)構(gòu)，CO2中C原子價層電子對數(shù)＝2＋＝2＋0＝2，采用sp雜化，分子為直線形，H2Te和CO2均為三原子分子，但它們的鍵角差別較大，理由是H2Te中Te原子為sp3雜化，由于兩個孤電子對的排斥作用使其鍵角小于109°28′，CO2中C原子為sp雜化，鍵角為180°。(4) [Zr(C2H5O)2]2＋是Zr4＋形成的一種配離子，配體中O原子含有孤電子對，所以配原子為O原子；1個[Zr(C2H5O)2]2＋離子中同種非金屬元素之間形成非極性鍵、不同種非金屬元素之間形成極性鍵，共價單鍵為σ鍵，該離子中含共價鍵的數(shù)目是16。(5)由圖示結(jié)構(gòu)可知，該晶胞中Zr原子位于8個頂角和面上，個數(shù)＝8×＋6×＝4，O原子位于晶胞內(nèi)部，個數(shù)為8，Zr、O原子個數(shù)之比＝4∶8＝1∶2，鋯原子的配位數(shù)是8，若晶胞中距離最近的兩個氧原子間的距離為a nm，這兩個氧原子之間的距離為晶胞棱長的一半，則晶胞棱長為2a nm，晶胞體積V＝(2a×10－7cm)3，則立方氧化鋯的密度ρ＝＝ g·cm－3。答案：(1)12　　(2)Cl>Te>Zr　H2O>H2Te>H2Se　>　(3)H2Te 中Te原子為sp3雜化，由于兩個孤電子對的排斥作用使其鍵角小于109°28′， CO2中C原子為sp雜化，鍵角為180°　(4)O　16　(5)8　5．(2021·山東濟寧市高三二模)硼及其化合物在材料制造、有機合成等方面用途非常廣泛。回答下列問題：(1)氨硼烷(H3NBH3)是目前最具潛力的儲氫材料之一。①氨硼烷能溶于水，其原因是______________________________________________。②氨硼烷分子中與N相連的H呈正電性，與B原子相連的H呈負電性，它們之間存在靜電相互吸引作用，稱為雙氫鍵，用“N—H…H—B”表示。以下物質(zhì)之間可能形成雙氫鍵的是________(填字母)。A．苯和三氯甲烷 B．LiH和HCNC．C2H4和C2H2 D．B2H6和NH3③氨硼烷電池放電時的總反應(yīng)為H3NBH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。寫出負極電極反應(yīng)：________________________________。(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀、骨架狀等多種結(jié)構(gòu)形式，圖(a)為一種無限長單鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，其化學式為________；圖(b)為硼砂晶體中的陰離子，其中硼原子采取的雜化類型________。(3)硼氫化鈉是一種常用的還原劑。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①該晶體中Na＋的配位數(shù)為________。標注為“1”的Na＋分數(shù)坐標為________。②H3BO3分子中的O—B—O的鍵角________(填“大于”“等于”或“小于”)BH中的H—B—H的鍵角。③已知硼氫化鈉晶體的密度為ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，則a＝__________(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)。④若硼氫化鈉晶胞上下底面上的Na＋被Li＋取代，得到的晶體的化學式為________________________________________________________________________。解析：(1)①氨硼烷能溶于水，是由于氨硼烷分子與水分子之間可以形成氫鍵，增加了分子之間的相互吸引作用。②在苯和三氯甲烷分子中H原子都是呈正電性，因此不存在雙氫鍵，A不符合題意；在LiH中H顯負電性，而在HCN中H顯正電性，因此二者之間存在雙氫鍵，B符合題意；在C2H4和C2H2中H原子都是呈正電性，因此不存在雙氫鍵，C不符合題意；在B2H6中H顯負電性，在NH3中H原子都是呈正電性，因此二者之間存在雙氫鍵，D符合題意。③氨硼烷電池放電時的總反應(yīng)為H3NBH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。該反應(yīng)中H3NBH3失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負極的電極反應(yīng)式為H3NBH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋。(2)圖(a)是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，從圖可看出，每個BO單元，都有一個B，有一個O完全屬于這個單元，剩余的2個O分別為2個BO單元共用，所以B∶O＝1∶1＋2×＝1∶2，所以化學式為[BO2]或BO；從圖(b)硼砂晶體中陰離子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)可看出：[B4O5(OH)4]2－一半B原子采用sp3雜化形成兩個四配位BO4四面體；另一半B原子采用的是sp2雜化形成兩個三配位BO3平面三角形結(jié)構(gòu)，故其中B原子雜化類型為sp2雜化、sp3雜化。(3)①以上底面面上的Na＋研究，與其配位的BH處于晶胞的頂角、晶胞上半部的面上，還有處于上面晶胞下半部左右側(cè)面面上，即該晶體中Na ＋的配位數(shù)為8；根據(jù)坐標原點及標注為“1”的Na＋的位置，可知該Na＋的分數(shù)坐標為。②H3BO3分子為平面分子，B原子采用sp2雜化，而BH中B原子采用sp3雜化，sp2雜化形成的鍵角120°，sp3雜化形成的鍵角是109°18′，所以sp2雜化形成的鍵角大于sp3雜化形成的鍵角，則H3BO3分子中的O—B—O的鍵角大于BH中的H—B—H的鍵角。③在一個晶胞中含有Na＋的數(shù)目為6×＋4×＝4，含有BH的數(shù)目為1＋8×＋4×＝4，則根據(jù)晶胞密度公式可知ρ＝＝ g·cm－3，所以該晶胞中a＝ ×107。④根據(jù)Na＋在晶胞中的位置可知：若硼氫化鈉晶胞上下底面上的Na＋被Li＋取代，則其中含有的Na＋數(shù)目為4×＋4×＝3，含有的Li＋數(shù)目為2×＝1；含有的BH的數(shù)目為1＋8×＋4×＝4，因此該晶體化學式為Na3Li(BH4)4。答案：(1)①氨硼烷和水之間可以形成氫鍵　②BD　③H3NBH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋　(2)[BO2]或BO　sp2、sp3　(3)① 8　　②大于　③ ×107　④Na3Li(BH4)4

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