2021高考化学(江西专用)二轮专题提升练：第15讲-物质结构与性质(含新题及解析).docx

第15讲物质结构与性质1(2022四川理综，8)X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：(1)Y基态原子的电子排布式是_；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_。(2)XY 离子的立体构型是_；R2的水合离子中，供应孤电子对的原子是_。(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如右图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是_。(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是_。解析由XY2是红棕色气体，且X与氢元素可形成XH3，可知X为N，Y为O；由Z基态原子的M层与K层电子数相等，可知Z为Mg；依据R2离子的3d轨道中有9个电子，即R的价电子排布式为3d104s1，故R为Cu，(1)O元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4；Mg在第三周期，该周期中第一电离能最大的主族元素是Cl。(2)NO离子的中心原子N的价层电子对数为3对，故氮原子发生的是sp2杂化，有一对弧电子对，故其立体构型为V形；Cu2的水合离子中，Cu2有空轨道，H2O分子O原子有2对孤原子对，故供应孤电子对的是H2O分子中的O原子。(3)如图，晶胞中阴离子数为：244，阳离子数为812，其阴离子与阳离子的个数比4221。(4)Cu与浓氨水和O2反应，生成深蓝色Cu(NH3)42的离子方程式为2Cu8NH3H2OO2=2Cu(NH3)424OH6H2O。答案(1)1s22s22p4Cl(2)V形O(3)21(4)2Cu8NH3H2OO2=2Cu(NH3)424OH6H2O2有A、B、C、D、E五种元素，其相关信息如下：元素相关信息AA原子的1s轨道上只有1个电子BB是电负性最大的元素CC基态原子的2p轨道中有3个未成对电子DD是主族元素且与E同周期，其最外能层上有2个运动状态不同的电子EE能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物请回答下列问题：(1)写出E元素原子基态时的电子排布式_。(2)C元素的第一电离能比氧元素的第一电离能_(填“大”或“小”)。(3)CA3分子中C原子的杂化类型是_。(4)A、C、E三种元素可形成E(CA3)42，其中存在的化学键类型有_(填序号)；配位键金属键极性共价键非极性共价键离子键氢键若E(CA3)42具有对称的空间构型，且当E(CA3)42中的两个CA3被两个Cl取代时，能得到两种不同结构的产物，则E(CA3)42的空间构型为_(填序号)。a平面正方形 b正四周体 c三角锥形 dV形(5)B与D可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。其中D离子的配位数为_，若该晶体的密度为a gcm3，则该晶胞的体积是_ cm3(写出表达式即可)。解析由题意知A为H、B为F、C为N、E为Cu，D为第4周期的主族元素，最外能层上有2个电子，所以为Ca。(1)见答案。(2)N的2p轨道半布满比较稳定，其第一电离能大于O的。(3)NH3中N的最外层有5个电子，其中3个与H形成3个键，还有一对孤电子对，所以价层电子对数为4，为sp3杂化。(4)Cu(NH3)42中存在铜离子与氨分子之间的配位键，还有氮、氢原子之间的极性共价键；由该分子中有4个配体，从而排解c、d，由E(CA3)42中的两个CA3被两个Cl取代时，能得到两种不同结构的产物，排解b，只有a正确。(5)选择右面面心的D离子(Ca2)，在此晶胞中有4个B离子(F)与之配位，同理与此晶胞右面紧连的晶胞中也有4个F，所以其配位数为8；此晶胞中含有Ca2的个数为864，F的个数为8，所以1 mol晶胞的质量为(40219)4 g(784)g，一个晶胞的质量为 g，除以密度即得体积。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)大(3)sp3杂化(4)a(5)83随着全球经济的高速进展，目前海洋已成为世界的重要资源。请回答下列问题：(1)“可燃冰”是隐藏于海底的一种潜在能源，它由含有甲烷、氮气、氧气和硫化氢等分子的水分子笼构成。水分子间通过_形成水分子笼。N、O、S元素第一电离能由大到小的挨次为_(填元素符号)。(2)“蛟龙”号潜水器通过机械手成功地从海底取得“多金属结核”样本，样本中含铁、铜、铬等多种金属。铬元素基态原子的电子排布式为_。金属铁的晶体在不同温度下有两种积累方式，其晶胞结构如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为_。Cu2O的熔点比Cu2S的_(填“高”或“低”)，请解释缘由：_。(3)海水中含有丰富的碘元素。F与I同主族，BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物，二者中的中心原子Be和O的杂化类型分别是_、_。与I同主族的另一元素Cl具有较强的活泼性，能够形成大量的含氯化合物，如金属氯化物、非金属氯化物等。其中，BCl3是一种非金属氯化物，该物质分子中BCl键的键角为_。解析(1)水分子之间通过氢键形成水分子笼，N的第一电离能比O元素的大，是由于N的2p轨道为半布满，比较稳定；同主族元素O的第一电离能大于S。(2)金属铁晶体的面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数为4，体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数为2，故二者中实际含有的Fe原子个数之比为21。离子晶体中，离子键的键长越短，离子键的键能越强，离子化合物的熔点越高，由于O2的半径小于S2的半径，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。(3)BeF2分子中的中心原子为Be，其价电子数为2，F供应2个电子，所以Be原子的价层电子对数为2，Be原子的杂化类型为sp杂化；H2O分子中的中心原子为O，其价电子数为6，H供应2个电子，所以O原子的价层电子对数为4，O原子的杂化类型为sp3杂化。硼原子的价电子数为3，氯原子供应3个电子，硼原子的价层电子对数为3，因价层电子对中没有电子孤对，故BCl3为平面正三角形结构，则分子中BCl键的键角为120。答案(1)氢键NOS(2)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s121高Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷也相同，但O2的半径比S2的小，所以Cu2O的晶格能较大，熔点较高(3)sp杂化sp3杂化1204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)锰元素位于第四周期第B族。基态Mn2的核外电子排布式为_。NO的空间构型为_(用文字描述)。(2)HCHO中含有的键和键数目之比为_。(3)火山喷出的岩浆中含有多种硫化物，冷却时ZnS比HgS先析出，缘由是_。(4)Cu3N形成的晶体结构如图所示。则与同一个N3相连的Cu有_个，Cu的半径为a pm，N3的半径为b pm，则Cu3N的密度为_ gcm3。(阿伏加德罗常数用NA表示，1 pm1010 cm)解析(1)Mn2核外有23个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。NO中N无孤电子对，空间构型为平面三角形。(2)HCHO的结构式为,1个双键中含有1个键和1个键，则HCHO中含有3个键和1个键。(3)ZnS、HgS均为离子晶体，ZnS的晶格能大于HgS，因此ZnS先析出。(4)与1个N3相连的Cu有6个。该晶胞的边长为(2a2b)pm,1个晶胞中含有3个Cu,1个N，则Cu3N的密度为 g(2a2b)1010 cm3 gcm3。答案(1)1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)平面三角形(2)31(3)二者均为离子晶体，ZnS的晶格能大于HgS，故ZnS先析出(4)65(2022河南郑州模拟)原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素，核电荷数均小于36。已知X的一种12型氢化物分子中既有键又有键，且全部原子共平面；Z的L层上有2个未成对电子；Q原子的s能级与p能级电子数相等；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T处于周期表的ds区，原子中只有一个未成对电子。(1)Y原子核外共有_种不同运动状态的电子，T原子有_种不同能级的电子。(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的挨次为_(用元素符号表示)。(3)由X、Y、Z形成的离子ZXY与XZ2互为等电子体，则ZXY中X原子的杂化轨道类型为_。(4)Z与R能形成化合物甲，1 mol甲中含_ mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为_。(5)G、Q、R氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的缘由为_。氟化物G的氟化物Q的氟化物R的氟化物熔点/K9931 539183(6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量，反应的离子方程式为_。(7)X单质的晶胞如右图所示，一个X晶胞中有_个X原子；若X晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个X原子之间的距离为_ cm(用代数式表示)。解析依据信息推断出X为C、Y为N、Z为O、G可能为F也可能为Na、Q为Mg、R为Si、T为Cu，而结合(5)中信息可知G为Na。(1)原子中每个电子的运动状态都不相同，N原子有7个电子，故有7种运动状态不同的电子；Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7个不同的能级。(2)留意N元素第一电离能的反常性。(3)CO2中C实行sp杂化，故OCN中C也实行sp杂化。(4)1 mol SiO2含4 mol SiO键，SiO2与HF反应生成的SiF4与CCl4的空间构型全都，均为正四周体形，而生成的H2O为V形。(6)氨水过量后，生成的是配离子Cu(NH3)42。(7)晶胞中原子数8648；两个C原子间最近距离是5个C构成的四周体体心到顶点的距离，即a(a为四周体棱长)，依据上述思路可计算。答案(1)77(2)CON(3)sp杂化(4)4正四周体形、V形(5)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点低；Mg2的半径比Na的半径小、电荷数高，晶格能：MgF2NaF，故MgF2的熔点比NaF高、(6)Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NHCu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH(7)8或6(2022贵阳市联考)A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。其次周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半布满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均布满。请回答下列问题：(1)A、B、C的第一电离能由小到大的挨次是_(用对应的元素符号表示)；基态D原子的电子排布式为_。(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子实行_杂化；BC的空间构型为_(用文字描述)。(3)1 mol AB中含有的键个数为_。(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比是_。(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢力量。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.01023 cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNin中n_(填数值)；氢在合金中的密度为_。解析依据题中已知信息，其次周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级可知，A为碳元素。B、C、D元素的推断较简洁，B为氮元素，C为氧元素，D为铜元素。晶胞的原子个数的计算主要留意D原子个数的计算，在晶胞上、下两个面上共有4个D原子，在前、后、左、右四个面上共有4个D原子，在晶胞的中心还有一个D原子。答案(1)COI(O)I(S)；Cu的价层电子排布式为3d104s1，其价层电子轨道表示式为(2)H与N、O、S形成的二元化合物分别为NH3、N2H4、H2O、H2O2、H2S。其中NH3分子呈三角锥形；中心原子的杂化方式为sp3杂化；依据分子结构式可知，分子中只含极性共价键的有：NH3、H2O、H2S，既含极性键又含非极性键的分子有N2H4和H2O2。(3)这些元素形成的含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO4、H2SO3，其中HNO2和HNO3分子中的中心原子的价层电子对数为3，H2SO4和H2SO3为4；SO呈四周体结构，SO呈三角锥结构。(4)晶胞中O原子的个数为812，Cu原子个数为4，两种原子个数比CuO21，其化学式为Cu2O。铜离子的电荷数为1。(5)H、N、O、S、Cu这五种元素形成离子个数比为11型离子化合物中，呈四周体结构的阴离子只有SO；由图2知该阳离子为Cu(NH3)4(H2O)22，其中存在的化学键类型有共价键和配位键，由于H2O与Cu2的配位键比NH3与Cu2的弱，故该化合物加热时先失去H2O。答案(1)N (2)sp3H2O2、N2H4(3)HNO2、HNO3H2SO3(4)1(5)SO共价键和配位键H2OH2O与Cu2的配位键比NH3与Cu2的弱