2020屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)作業(yè) 練習(xí)

大題題型集訓(xùn)(四)　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(建議用時：35分鐘)(對應(yīng)學(xué)生用書第175頁)1．(2019·瀘州模擬)鈷、 銅及其化合物在工業(yè)上有重要用途， 回答下列問題：(1) 請補充完基態(tài)Co的簡化電子排布式：[Ar]______， Co2＋有________個未成對電子。(2)Na3[Co(NO2)6]常用作檢驗K＋的試劑， 配位體NO的中心原子的雜化形式為______， 空間構(gòu)型為______。大π鍵可用符號Π表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n為各原子的單電子數(shù)(形成σ鍵的電子除外)和得電子數(shù)的總和 (如苯分子中的大π鍵可表示為Π)，則NO中大π鍵應(yīng)表示為________。(3)配合物[Cu(En)2]SO4的名稱是硫酸二乙二胺合銅(Ⅱ) 是銅的一種重要化合物。其中 En 是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的簡寫。①該配合物[Cu(En)2]SO4中N、 O、 Cu的第一電離能由小到大的順序是__________________。②乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺， 且相對分子質(zhì)量相近， 但乙二胺比三甲胺的沸點高得多， 原因是__________________________________________________________________________________。(4) 金屬Cu晶體中的原子堆積方式如圖所示， 其配位數(shù)為________，銅原子的半徑為a nm 阿伏加德羅常數(shù)的值為NA Cu的密度為________ g/cm3(列出計算式即可)。[解析]　(2)NO中心原子氮原子價層電子對數(shù)為＝3，故雜化軌道數(shù)為3，所以氮原子的雜化方式為sp2雜化，空間構(gòu)型為V形；NO中參與形成大π鍵的原子個數(shù)為3個，每個原子提供一個單電子，得電子數(shù)為1個，所以NO的大π鍵可以表示為Π。(4) 由圖可知， 距每個Cu最近的Cu有12個，即配位數(shù)為12; 晶胞中實際含有的Cu為4個，其質(zhì)量為4×64 g/NA；已知銅原子的半徑為a nm，由圖可知，晶胞中面對角線長為4a nm，晶胞的棱長為2a nm，則晶胞的體積為(2a×10－7)3 cm3，所以有(2×10－7)3×ρ＝4×64 g/NA，解得ρ＝ g/cm3。[答案]　(1)3d74s2　3　(2)sp2　V形　Π　(3)①Cu<O<N　②乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵　(4)12　2．(2019·煙臺模擬)含氟化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用，回答下列問題：(1)基態(tài)氟原子核外電子的運動狀態(tài)有____________種，有________種不同能量的原子軌道，其價層軌道表示式為______________________。(2)N與F可形成化合物N2F2，下列有關(guān)N2F2的說法正確的是________(填字母)。a．分子中氮原子的雜化軌道類型為sp2b．其結(jié)構(gòu)式為F—N≡N—Fc．其分子有兩種不同的空間構(gòu)型d．1 mol N2F2含有的σ鍵的數(shù)目為4NA(3)NaHF2可用于制無水氟化氫和供雕刻玻璃、木材防腐等用。常溫常壓下為白色固體，易溶于水，160 ℃分解。NaHF2中所含作用力的類型有________(填字母)。a．離子鍵 　 b．共價鍵c．配位鍵 d．氫鍵(4)二氟甲烷(CH2F2)難溶于水，而三氟甲烷(CHF3)可溶于水，其可能的原因是___________________________________________________________________________________________________________。(5)氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中Ca2＋的配位數(shù)為________。與F－等距且最近的Ca2＋形成的空間構(gòu)型為________。已知氟化鈣的晶胞邊長為a pm，其密度為ρ g·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為________(列出計算式即可)。 [解析]　(2)a.該分子中的氮氮鍵為共價雙鍵，其中氮原子采取sp2雜化的方式，故a正確；其結(jié)構(gòu)式為F—N===N—F，故b錯誤； 此結(jié)構(gòu)F—N===N—F有順式反式之分，故c正確；1 mol N2F2含有的σ鍵的數(shù)目為3NA，故d錯誤。(5)從氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)圖可以看出Ca2＋居于晶胞的頂點和面心，在每個Ca2＋周圍距離相等且最近的F－有8個，Ca2＋的配位數(shù)為8，F－居于晶胞的八個小正方體的體心，在每個F－周圍距離相等最近的Ca2＋有4個，形成的空間構(gòu)型為正四面體，在一個晶胞中含有Ca2＋的數(shù)目為4，含有F－的數(shù)目為8，列式計算ρ g·cm－3×(a×10－10)3 cm＝4×78/NA g，所以NA＝。[答案]　(1)9　3　 　(2)ac　(3)abd　(4)三氟甲烷中由于3個氟原子的吸引使得碳原子的正電性增強，從而三氟甲烷中的氫原子可與H2O中的氧原子之間形成氫鍵　(5)8　正四面體　3．(2019·宣城二模)硫及其化合物有許多用途。請回答下列問題：(1)基態(tài)硫離子價層電子的軌道表達(dá)式為____________，其電子填充的最高能級的軌道數(shù)為________。(2)常見含硫的物質(zhì)有單質(zhì)硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等，四種物質(zhì)的熔點由高到低的順序依次為______________，原因是________________________________________________________________________________。(3)方鉛礦(即硫化鉛)是一種比較常見的礦物，酸溶反應(yīng)為PbS＋4HCl(濃)===H2[PbCl4]＋H2S↑，則H2[PbCl4]中配位原子是________，第一電離能I1(Cl)________I1(S)(填“>”“<”或“＝”)，H2S中硫的雜化方式為________，下列分子空間的構(gòu)型與H2S相同的有________。A．H2O　　　　 B．SO3    C．O3 D．CH4(4)方鉛礦的立方晶胞如圖所示，硫離子采取面心立方堆積，鉛離子填在由硫離子形成的________空隙中。已知晶體密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為________ nm。[解析]　(3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl，中心原子是Pb；同一周期，從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，I1(Cl)>I1(S)；H2S中硫的價層電子對數(shù)＝2＋＝4，采用sp3雜化，為V形分子；A.H2O中O的價層電子對數(shù)＝2＋＝4，采用sp3雜化，為V形分子；B.SO3中硫的價層電子對數(shù)＝3＋＝3，采用sp2雜化，為平面三角形分子；C.O3中O的價層電子對數(shù)＝2＋＝3，采用sp2雜化，為V形分子；D.CH4中C的價層電子對數(shù)＝4＋＝4，采用sp3雜化，為正四面體形分子；空間的構(gòu)型與H2S相同的有AC。(4)晶胞棱長為a，故a3ρNA＝4×(32＋207)，所以a＝ cm，S2－與Pb2＋的距離為a，進(jìn)而求出答案。[答案]　(1) 　3　(2)Na2S＞K2S＞S8＞SO2　Na2S、K2S均為離子晶體，熔點較高，Na＋半徑比K＋半徑小，故Na2S熔點高；S8、SO2均為分子晶體，熔點較低，因S8的相對分子質(zhì)量比SO2大，故S8熔點比SO2高　(3)Cl　＞　sp3　AC　(4)四面體　××1074．(2019·開封模擬)決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請回答下列問題：(1)已知元素M是組成物質(zhì)Ca5(PO4)3F的一種元素。元素M的氣態(tài)原子逐個失去第1個至第5個電子所需能量(即電離能，用符號I1至I5表示)如表所示： I1I2I3I4I5電離能/(kJ·mol－1)589.81 145.44 912.46 4918 153元素M化合態(tài)常見化合價是________價，其基態(tài)原子電子排布式為________________。(2)Ca3(PO4)3F中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序為________________。(3)PO的中心原子的雜化方式為________，該離子的空間構(gòu)型為________，鍵角為________，其等電子體有________(請寫出兩種)。(4)CaF2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則CaF2晶體中與Ca2＋最近且等距離的Ca2＋數(shù)目為________；已知Ca2＋和F－半徑分別為a cm、b cm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，M為摩爾質(zhì)量，則晶體密度為________ g·cm－3(不必化簡)。(5)已知MgO與CaO的晶體結(jié)構(gòu)相似，其摩氏硬度的大小關(guān)系為________，原因為___________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)根據(jù)元素M的氣態(tài)原子的第I1至I5電離能大小可以看出：I1、I2相差不大，I2、I3電離能相差較多，說明M原子最外層有2個電子。在Ca5(PO4)3中元素有Ca、P、O三種元素，只有鈣元素最外層有2個電子，原子半徑大，容易失去最外層的2個電子，化合價為＋2價；根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可知Ca基態(tài)原子電子排布式為[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2。(3)PO的中心原子P的價層電子對數(shù)是4，故磷原子雜化為sp3雜化；由于孤對電子對數(shù)為0，該離子的空間構(gòu)型為正四面體形，鍵角為109°28′，其等電子體有SO、CCl4。(4)根據(jù)CaF2晶胞結(jié)構(gòu)可知：在每個晶胞中與Ca2＋距離最近且等距離的Ca2＋有3個，通過每個Ca2＋可形成8個晶胞，每個Ca2＋計算了2次，所以與Ca2＋距離最近且等距離的Ca2＋有(3×8)÷2＝12個；將CaF2晶胞分成8個小正方體，正方體中心為F－，頂點為Ca2＋，晶胞中共有4個鈣離子、8個氟離子。Ca2＋與F－的最近核間距(a＋b)為晶胞體對角線的。故晶胞邊長為。根據(jù)3ρNA＝4M，可求晶體密度。[答案]　 (1)＋2　[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2　(2)F>O>P　(3) sp3　正四面體形 　109°28′　SO、CCl4等　(4)12　　(5)MgO>CaO　Mg2＋半徑比Ca2＋小，晶格能較大5．(2019·衡水中學(xué)模擬)砷和鎳均為重要的無機材料，在化工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。(1)基態(tài)砷原子的價層電子的電子云輪廓圖形狀為________。與砷同周期的主族元素的基態(tài)原子中，第一電離能最大的為________(填元素符號)。(2)Na3AsO3可用于碘的微量分析。①Na＋的焰色反應(yīng)呈黃色，金屬元素能產(chǎn)生焰色反應(yīng)的微觀原因為___________________________________________________________________________________________________________。②Na3AsO3中所含陰離子的立體構(gòu)型為________，寫出一種與其互為等電子體的分子________(填化學(xué)式)。(3)M()OO可用于合成Ni2＋的配體，M中碳原子的雜化方式為________，其所含σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為________。(4)Ni與Ca處于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬Ni的熔點和沸點均比金屬Ca的高，其原因為___________________________________________________________________________________。區(qū)分晶體Ni和非晶體Ni的最可靠的科學(xué)方法為________。(5)某砷鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度ρ為________ g·cm－3，晶體中Ni周圍最近的等距離的As有________個。[解析]　(2)②AsO中砷原子的價層電子對數(shù)目為4，其立體構(gòu)型為三角錐形。根據(jù)等電子體的含義知，與AsO互為等電子體的分子有PCl3、PBr3、NF3、NCl3等。(3)每個分子中含有14個σ鍵和2個π鍵，則σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7∶1。(4)金屬晶體熔沸點的高低與金屬鍵的強弱有關(guān)，金屬鍵的強弱與價層電子數(shù)目和金屬原子的半徑有關(guān)。(5)由砷鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知， 每個晶胞中含有2個鎳原子和2個砷原子，晶胞的體積V＝×10－30 cm3，故晶胞的密度ρ＝ g·cm－3＝ g·cm－3。晶體中As周圍等距離最近的Ni有6個，因As與Ni的個數(shù)比為1∶1，故Ni周圍也有6個As。[答案]　(1)球形、啞鈴形(或紡錘形)　Br　(2)①電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，會以光的形式釋放能量②三角錐形　PCl3、PBr3、NF3、NCl3等(答一種即可)(3)sp3，sp2　7∶1(4)鎳原子半徑較小，價層電子數(shù)目較多，金屬鍵較強　X-射線衍射法(5) 　66．鈉、鋁、鈦的化合物是目前生活與生產(chǎn)上較為常用的物質(zhì)，回答下列問題：(1)下列鋁原子的價電子排布圖中屬于激發(fā)態(tài)的是________；屬于基態(tài)的是________。(2)氯化鋁的熔、沸點都明顯低于氧化鋁的原因是___________________________________________________________________。已知氯化鋁常以二聚體形式存在，其分子模型為，則1個二聚體分子中含有配位鍵的個數(shù)為________。(3)硫酸氧鈦晶體中的陽離子為鏈狀聚合形式的離子，該陽離子的結(jié)構(gòu)片段如下圖所示，該陽離子的化學(xué)式為________；陰離子的中心原子的軌道雜化類型為________。(4)鈣鈦礦(CaTiO3)晶體的結(jié)構(gòu)如右圖所示，Ti位于立方晶胞的頂點，被________個O包圍成配位八面體，若晶胞的邊長為a nm，則Ca與O間的最短距離為________nm。在鈣鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，Ca處于各頂角位置，則Ti處于________位置，O處于________位置。[解析]　(2)氯化鋁屬于分子晶體，熔化時需要克服分子間作用力，而氧化鋁屬于離子晶體，熔化時需要克服離子鍵。氯化鋁的二聚體結(jié)構(gòu)為，其1個二聚體分子中含有配位鍵的數(shù)目為2。(3)根據(jù)分割法，可以得出該陽離子的化學(xué)式為TiO2＋，陰離子SO的中心原子S采用sp3雜化。(4)由題圖可得出CaTiO3晶胞的結(jié)構(gòu)圖為，由此可見Ti被6個O包圍。Ca位于4個氧原子構(gòu)成的正方形的中心如圖所示，晶胞邊長為a nm，則Ca與O間的最短距離為a nm。在鈣鈦礦的另一種晶胞結(jié)構(gòu)中Ca處于各頂角位置，則Ti處于體心位置，O處于面心位置。[答案]　(1)BD　AC(2)氯化鋁為分子晶體，氧化鋁為離子晶體　2(3)TiO2＋　sp3(4)6　a　體心　面心