2022届高考化学一轮复习-课时练40-物质的聚集状态与物质性质鲁科版.docx

2022届高考化学一轮复习 课时练40 物质的聚集状态与物质性质鲁科版2022届高考化学一轮复习 课时练40 物质的聚集状态与物质性质鲁科版年级：姓名：- 13 -物质的聚集状态与物质性质基础巩固1.(2020重庆模拟)现有几组物质的熔点()数据:A组B组C组D组金刚石:3 500 Li:181 HF:-83 NaCl:801 硅晶体:1 410 Na:98 HCl:-115 KCl:776 硼晶体:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl:718 二氧化硅:1 713 Rb:39 HI:-51 CsCl:645 据此回答下列问题:(1)A组属于晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是。(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于。(4)D组晶体可能具有的性质是(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电2.(2020四川广安调研)现有A、X、Y、Z、W五种元素,它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外电子总数与其周期序数相同;X基态原子的L层中有3个未成对电子;Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋状态与2p轨道其他电子不同;Z基态原子的3p轨道上得到两个电子后不能再容纳外来电子;W基态原子的最外层电子数为1,其余内层均充满电子。请回答下列问题:(1)这五种元素中,电负性最大的元素基态原子的电子排布式是,W位于元素周期表的(填“s”“p”“d”或“ds”)区。(2)已知X2Y分子中Y原子只与一个X原子相连,请根据等电子原理写出X2Y的电子式:,其中心原子的杂化轨道类型是,1 mol X2Y含有的键数目为。图1(3)W可以形成配合物。A、X、Y、Z、W五种元素形成的一种11型离子化合物中,阴离子呈正四面体结构,该阴离子的化学式为;其阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图1所示),该阳离子的化学式为;该化合物加热时首先失去的成分是,判断理由是。图2(4)W、X形成的某种化合物的晶胞结构为如图2所示的立方晶胞(其中X显-3价),则其化学式为。设阿伏加德罗常数的值为NA,距离最近的两个W粒子的核间距为a cm,则该晶体的密度为 gcm-3。(用含有a和NA的代数式表示)3.(1)人工氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示。该晶体中与Ti原子距离最近且相等的Ti原子有个,与Ti原子距离最近且相等的N原子有个,这几个N原子形成的空间形状是。该晶体的熔点高于NaCl晶体的熔点,其原因是。(2)钴晶体的一种晶胞是一种体心立方堆积(如图所示),若该晶胞的边长为a nm,密度为 gcm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则钴的相对原子质量可表示为。4.钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产、生活中有重要的应用。回答下列问题:(1)写出As的基态原子的电子排布式:。(2)N、P、As为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为,它们的氢化物沸点最高的是。将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42-互为等电子体,则该阴离子的化学式是。(3)Fe3+、Co3+与N3-、CN-等可形成络合离子。K3Fe(CN)6可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为。Co(N3)(NH3)5SO4中Co的配位数为,其配离子中含有的化学键类型为(填“离子键”“共价键”或“配位键”),C、N、O的第一电离能最大的为,其原因是。(4)砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的立体构型为。已知砷化镓晶胞边长为a pm,其密度为 gcm-3,则阿伏加德罗常数的数值为(列出计算式即可)。5.(2019安徽合肥高三调研)磷化铟和砷化铟纳米晶具备独特的光学和电学特性,广泛应用于生物医学、通信、太阳能电池等领域。回答下列问题:(1)基态磷原子的电子排布式为;基态砷原子中未成对电子数为。(2)PH3分子立体构型为;AsO33-中砷原子的杂化轨道方式为。(3)AsH3与NH3在水中溶解度较大的是,其原因是。(4)酞菁铟是有机分子酞菁与金属铟形成的复杂分子,结构简式如图1所示,该分子中存在的化学键为(填选项字母)。图1a.键b.键c.离子键d.配位键(5)砷化铟的晶胞结构如图2所示,砷化铟晶体的化学式为;该晶胞的棱长为a cm,则砷化铟晶体的密度为(用含a、NA的代数式表示)。图2能力提升6.(2020江苏镇江调研)磁性材料氮化铁镍合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧化钠、盐酸等物质在一定条件下反应制得。(1)基态Fe3+的电子排布式是。(2)NO3-和NH3中氮原子的杂化轨道类型分别为。(3)NH3的沸点高于PH3,其主要原因是。(4)与N3-具有相同价电子数的三原子分子的立体构型是。(5)向Ni(NO3)2溶液中滴加氨水,刚开始时生成绿色Ni(OH)2沉淀,当氨水过量时,沉淀会溶解,生成含Ni(NH3)62+的蓝色溶液,则1 mol Ni(NH3)62+中含有的键的物质的量为 mol。(6)铁元素对应的单质在形成晶体时,采用如图所示的堆积方式。则这种堆积模型的配位数为,如果Fe的原子半径为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则此单质的密度表达式为gcm-3(不必化简)。7.(2020湖北孝感联考)磷及其化合物与人们的健康和生产生活密切相关。请回答下列问题:(1)基态磷原子的价电子轨道表示式为,其第一电离能比硫的(填“大”或“小”)。(2)羟基磷灰石Ca(PO4)3OH是牙齿中的重要矿物质,其中羟基(OH)中氧原子的杂化方式为,PO43-的立体构型为,该化合物中所含元素电负性最大的是。(3)P4O6的分子结构中只含有单键,且每个原子的最外层都满足8电子稳定结构,则该分子中含有的共价键数目是。(4)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,则H3PO3的结构式为,其为元酸,原因是。(5)磷酸分子间脱水可生成多磷酸,其某一钙盐的结构如下图所示:由图推知该多磷酸钙盐的通式为。(6)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞如下图所示,其密度为 gcm-3,设NA是阿伏加德罗常数的值,则磷原子的配位数为,晶胞参数为 pm。拓展深化8.(2020山东济南二中线上检测)钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:(1)基态钛原子的价层电子轨道表示式为。(2)已知电离能:I2(Ti)=1 310 kJmol-1,I2(K)=3 051 kJmol-1。I2(Ti)PAsNH3NO43-(3)sp6共价键、配位键N氮原子2p能级中的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子(4)正四面体4145a310-30解析:(1)As的原子序数为33,由构造原理可知其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。(2)As、P、N元素属于同一主族元素,其原子序数逐渐减小,则其电负性逐渐增大,即电负性:NPAs;它们的氢化物中,NH3分子间可形成氢键,沸点最高;原子个数相等、价电子数相等的微粒属于等电子体,等电子体结构相似,与SO42-互为等电子体的该阴离子是NO43-。(3)CN-中碳原子价层电子对数=1+12(4+1-13)=2,所以采取sp杂化;C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但氮原子2p能级上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子,所以其第一电离能大小顺序是NOC。(4)Ga与周围等距离且最近的As形成立体构型为正四面体结构;由题图可知一个GaAs晶胞含有4个Ga和4个As,若晶胞的边长为apm,则晶胞体积为(a10-10)3cm3,晶体的密度为gcm-3,则晶胞质量为(a10-10)3cm3gcm-3=a310-30g,则a310-30gNAmol-1=4145gmol-1,则NA=4145a310-30。5.答案(1)1s22s22p63s23p3或Ne3s23p33(2)三角锥形sp3(3)NH3NH3与水分子之间易形成氢键(4)abd(5)InAs760a3NA gcm-3解析:(1)P的原子序数为15,原子核外有15个电子,P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3;砷元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,未成对电子数为3。(2)中心原子磷原子形成了3个键,另外还有1对未成键孤电子对,其价层电子对的总数是4,故采用sp3杂化,分子的空间构型为三角锥形;AsO43-中心原子的价层电子对数为5+32=4,所以砷原子的杂化方式为sp3杂化。(3)因为NH3与水分子之间易形成氢键,故AsH3与NH3在水中溶解度较大的是NH3。(4)根据酞菁铟的结构简式可知,该分子中存在的化学键为键、键和配位键。(5)由砷化铟的晶胞结构,根据均摊法可得,每个晶胞含有818+612=4个In原子,4个As原子,砷化铟晶体的化学式为InAs;该晶胞的棱长为acm,则砷化铟晶体的密度为=4190NAa3gcm-3=760a3NAgcm-3。6.答案(1)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(2)sp2、sp3(3)NH3分子间存在氢键(4)V形(5)24(6)8562NA(4a3)3解析:(1)Fe为26号元素,则基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)NO3-的立体构型为平面三角形,氮原子采取sp2杂化;NH3为三角锥形的分子,基中氮原子采取sp3杂化。(4)N3-价电子数为10,与N3-具有相同价电子数的三原子分子为H2O,水分子的立体构型为V形。(5)在Ni(NH3)62+中,每个氮原子与3个氢原子形成键,同时还与镍原子形成配位键,配位键也属于键,因此1molNi(NH3)62+中含有的键为4mol6=24mol。(6)堆积模型为体心立方堆积,即在立方体的中心有一个铁原子,与这个铁原子距离最近的原子位于立方体的8个顶点,所以铁的配位数为8,每个立方体中含有的铁原子数为818+1=2,如果铁原子半径为acm,则立方体的边长为4a3cm,则立方体的体积为(4a3cm)3,阿伏加德罗常数的值为NA,所以铁单质的密度表达式为562NA(4a3)3gcm-3。7.答案(1)大(2)sp3正四面体形O(或氧元素)(3)12(4)或二一个H3PO3分子中只有两个羟基,含氧酸羟基上的氢易电离(5)(CaP2O6)n(6)43168NA1010解析:(1)P是15号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布式为3s23p3,所以基态磷原子价电子排布图为;由于其最外层的3p能级电子处于半充满的稳定状态,所以失去一个电子比元素S的原子难,需要的能量高,故其第一电离能比硫的大。(2)OH中氧原子的价层电子对数为6+22=4,所以氧原子采取sp3方式杂化;PO43-中磷原子价层电子对数=4+5+3-242=4,没有孤电子对,故PO43-为正四面体结构;根据元素的非金属性越强,元素的电负性越大,则Ca、P、O、H四种元素中O的非金属性最强,O的电负性最大。(3)磷原子最外层有5个电子,氧原子最外层有6个电子,要使分子中每个原子都达到8电子稳定结构,其结构式应为,可见分子中含有的共价键为12个。(4)亚磷酸与NaOH溶液发生酸碱中和反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,羟基氢原子能电离产生H+,说明H3PO3分子中含有2个OH,它属于二元酸,由于磷原子最外层有5个电子,则H3PO3的结构式为或。(5)由图推知该多磷酸钙盐最小的重复单元是CaP2O6,所以该多磷酸钙盐的通式为(CaP2O6)n。(6)根据晶体结构可知每个硼原子被四个距离相等且最近的磷原子包围,每个磷原子被四个距离相等且最近的硼原子包围,所以磷原子的配位数是4;在一个晶胞中含有的磷原子数目为818+612=4,在一个晶胞中含有的硼原子数目为4,即1个晶胞中含有4个BP,一个晶胞的质量是m=442gmol-1NAmol-1=168NAg,由于晶胞密度为gcm-3,所以晶胞的体积为168NAggcm-3=168NAcm3,所以晶胞参数为3168NAcm=3168NA1010pm。8.答案(1)(2)K+失去的是全充满的3p6电子,所需能量较高,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去,故I2(Ti)I2(K)(3)6sp3、sp2bd(4)三者均为分子晶体,组成与结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔、沸点升高(5)TiO2+正四面体(6)331NA1010解析:(1)基态钛原子有4个价电子,根据构造原理,4s能级能量较低,电子先填满4s能级,再填入3d能级;根据泡利原理和洪特规则,2个电子先填入4s能级的1个轨道,自旋相反,3d能级有5个轨道,剩余2个电子应先占据不同的轨道,且自旋平行,故答案为。(2)基态Ti+的电子排布为Ar3d24s1,再失去1个电子,4s轨道将变为全空状态,趋势较大,所需能量I2(Ti)较低;基态K+的电子排布为Ne3s23p6,再失去1个电子,将破坏3p6的全充满状态,所需能量I2(K)较高。(3)由配合物的结构可知,Ti的配位数为6,甲基碳的杂化轨道类型为sp3,双键碳的杂化轨道类型为sp2。该配合物中存在配位键和共价键,故选bd。(4)TiCl4、TiBr4、TiI4的熔、沸点逐渐升高,原因是它们均为分子晶体,组成和结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高。(5)可用均摊法确定硫酸氧钛晶体中阳离子的化学式,每个钛原子连接2个氧原子,每个氧原子只有一半属于它,所以钛原子与氧原子的个数比=1(122)=11,则阳离子的化学式为TiO2+;硫酸氧钛的阴离子为SO42-,中心原子S的价层电子对数为4+12(8-42)=4,VSEPR模型为正四面体,没有孤电子对,所以SO42-的空间构型为正四面体。(6)根据TiN的晶胞结构可知,一个TiN晶胞中,钛原子数和氮原子数均为4,m(晶胞)=m(Ti)+m(N)=4NAmol-148gmol-1+4NAmol-114gmol-1=248NAg,V(晶胞)=m(晶胞)(晶胞)=248NAggcm-3=248NAcm3,晶胞的棱长=3248NAcm3=3248NAcm=3248NA1010pm,晶胞中钛原子与氮原子的最近距离=晶胞的棱长12=3248NA1010pm12=331NA1010pm。