2021高考化学考前冲刺40天练习：专题16-物质结构与性质.docx

专题限时集训(十六)　[专题十六　物质结构与性质]
(时间：40分钟)
1．回答下列问题：
(1)过渡金属元素铁能形成多种协作物，如[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
①基态氧原子的价电子排布式为________。
②尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是________、________。
③协作物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体供应电子数之和为18，则x＝________。 Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为－20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可推断Fe(CO)x晶体属于____________(填晶体类型)。
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图Z16­1，距一个阴离子四周最近的全部阳离子为顶点构成的几何体为________。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3，阿伏伽德罗常数为NA，求晶胞边长a＝______cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)

图Z16­1
(3)下列说法正确的是________。
A．第一电离能大小：S＞P＞Si
B．电负性挨次：C＜N＜O＜F
C．由于晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．SO2与CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线形，相同条件下SO2的溶解度更大
E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
(4)图Z16­2(a)是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点凹凸的挨次，其中c、d均是热和电的良导体。

　　　　　　　(a)　　　　　　(b)
图Z16­2
①图中d单质的晶体积累方式类型是________________________________________________________________________。
②单质a、b、f 对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键，________个π键。
③图(b)是上述6种元素中的1种元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的缘由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．卤素的单质和化合物很多。
(1)氟原子核外有________种不同运动状态的电子；基态溴原子的价电子排布式为________________；比较氟、氯、溴单质熔点的凹凸并说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请依据下表供应的第一电离能数据推断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是________。

氟
氯
溴
碘
第一电离能(kJ/mol)
1681
1251
1140
1008
(3)已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H5IO6(IOOHHOHOOHOH)和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱：H5IO5________HIO4。(填“>”“<”或“＝”)
(4)碘在水中的溶解度虽然小，但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大，这是由于溶液中发生反应I－＋I2I，I的中心原子四周σ键电子对数与孤电子对数之比为_______；IO的中心原子的杂化轨道类型为_______，IO的空间构型为________。
(5)[LiC60]PF6与NaCl具有类似的晶胞结构，[LiC60]＋表示1个Li＋位于1个C60内部。[LiC60]PF6晶体中包含的化学键有________(填字母)；已知[LiC60]PF6晶体晶胞边长为a nm，计算[LiC60]PF6晶体的密度为________g·cm－3(用含a、NA的式子表示)。
A．金属键　　　　B．离子键　　C．极性键
D．非极性键　　　E．范德华力
3．铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。
回答下列问题：
(1)基态铜原子的电子排布式为__________________；已知高温下CuO→Cu2O＋O2，试从铜原子价层电子结构变化角度解释这一反应发生的缘由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2) 硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简洁的氢化物中，分子构型分别为____________，若“Si—H”中键合电子偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为__________。
(3)硒的一种含氧酸H2SeO3电离平衡常数分别为K1＝2.7×10－3，K2＝2.5×10－8，二者之间存在着较大差异的缘由(任意答出一种)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数)，其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成协作物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。 BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为________，B与N之间形成________键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图Z16­3所示；则金刚砂晶体类型为________，在SiC中，每个C原子四周最近的C原子数目为________，若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度为______________。

图Z16­3
4．在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石，可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。依据题意完成下列填空：
(1)冰晶石的晶体不导电，但熔融时能导电，则在冰晶石晶体中存在________(填序号)。
a．离子键　　　　b．极性键
c．配位键 d．范德华力
(2) CO2分子的空间构型为____________，中心原子的杂化方式为____________，和CO2 互为等电子体的氧化物是________。
(3)反应物中电负性最大的元素为________(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图：______________。
(4)冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图Z16­4甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是________(填具体的微粒符号)。

图Z16­4
(5)Al单质的晶体中原子的积累方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：
若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏伽德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为________个；Al晶体的密度为______________________(用字母表示)。
5．其次周期元素在元素家族中占据格外重要的地位。
(1)其次周期非金属元素第一电离能由大到小的挨次为____________，写出氮原子的价层电子排布图：________。
(2)其次周期非金属元素均可与氢元素形成多种分子或分子的聚合物，如CH4、NH3、H2O、H2O2、HF、(HF)n(n＝2～6)，其中分子结构为三角锥形的是________，前5种物质中沸点由高到低的挨次为______________________，(HF)n能形成的缘由是________________________________________________________________________。
(3)硼能形成一元含氧酸H3BO3，该酸能溶于水且能促进水的电离，此过程中得到一种硼原子最外层电子数目达到8电子稳定结构的新离子，试写出相应的电离方程式：
________________________________________________。
(4)锂、铍均是金属元素，二者可与氧元素形成同种类型的晶体，二者熔点如下表所示：

Li2O
BeO
熔点/K
1840
2803
试指出后者熔点比前者高出很多的缘由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5) 石墨嵌入化合物有很多独特的性质，某钾(·)的石墨嵌入化合物性质平面投影如图Z16­5所示，则化合物中碳原子的杂化类型是______________，该层化合物的化学式为__________。

图Z16­5
6．有A、D、E、G、M、L六种前四周期的元素。A是宇宙中最丰富的元素。D原子核外有1个未成对电子，D＋比E原子少1个电子层，E原子得1个电子填入3p轨道后，3p轨道呈全布满状态。G原子的2p轨道有2个未成对电子，M的最高化合价和最低化合价的代数和为4，与G原子序数相差8。L位于周期表第12纵行且是六种元素中原子序数最大的。R是由M、L形成的化合物，其晶胞结构如图Z16­6所示。

图Z16­6
请回答下列问题：
(1)E元素的电负性________(填“>”“<”或“＝”)M元素的电负性。
(2)G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________(填“大”或“小”)。
(3)M2E2广泛用于橡胶工业，在该化合物分子中，全部原子最外层均满足8电子稳定结构。则在M2E2分子中M原子的杂化类型是________，M2E2是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)L的价电子排布式为________，该元素位于周期表中的________族。
(5)R的化学式为____________(用元素符号表示)，属于________晶体。已知R晶体的密度为ρ g·cm－3，则该晶胞的边长a________cm。(阿伏伽德常数用NA表示)

专题限时集训(十六)
1．(1)①2s22p4 　②sp2　sp3　③5　分子晶体
(2)立方体　　(3)BC
(4)①面心立方最密积累　②2　2　③硝酸分子是极性分子，易溶于为极性溶剂的水中；硝酸分子中氢氧键易与水分子间形成氢键
[解析] (1)尿素中碳原子形成了3个σ键和1个π键，氮原子形成了3个化学键且还有1个孤电子对，故二者分别为sp2、sp3杂化。Fe(CO)x中铁有8个价电子(3d64s2)，一个CO供应2个电子与Fe形成配位键，故x＝5。由Fe(CO)x的熔点、沸点数值知其为分子晶体。
(2)对应的化合物为Na2O，观看晶胞图知，白色小球代表Na＋，黑色小球代表O2－，O2－的配位数是8，8个Na＋构成了一个立方体。该晶胞中含有4个“Na2O”组成单元，物质的量为，晶胞的质量为g，晶胞体积V＝＝a3，由此可求出a＝。(3)磷的第一电离能比硫的大，A项错误，SO2中硫为sp2杂化，SO2是V形结构，D项错误。
(4)①由c、d是热和电的良导体知二者是金属，结合熔点知c是钠，d是铜，a是氢，b是氮，e是硅，f是碳。铜为面心立方最密积累。②H、C、N形成的符合条件的化合物为HCN，结构式为H－C≡N，故有2个σ键，2个π键。图(b)对应的物质是硝酸，硝酸中存在“H－O”键，能与水形成氢键，故它易溶于水。
2．(1)9　 4s24p5　溴＞氯＞氟(或氟＜氯＜溴)。氟、氯、溴单质属于分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高
(2)碘(或I)　(3)＜　(4)2∶3　 sp3杂化　三角锥形
(5)BCD　
[解析] (2)电离能越小，表明越易失去电子形成阳离子，故碘最易形成阳离子。
(3)由组成为(H2O)mROn的酸中，n值越大，酸性越强知HIO4的酸性较前者强。
(4)I的结构式为[I－I－I]－，中心原子与另一个碘原子通过电子配对形成1个σ键，通过配位键与I－形成1个σ键，另有3个孤电子对，故σ键电子对与孤电子对之比为2∶3。在IO中，形成了3个σ键，另有0.5×(7－2×3＋1)＝1个孤电子对，故碘为sp3杂化，其空间构型为三角锥形。
(5)[LiC60]PF6中，[LiC60]＋与PF之间是离子键、C60内是非极性键，P－F是极性键，晶体属于离子晶体，故无金属键与范德华力。由题给信息并结合NaCl晶胞结构特点知，一个晶胞中含有4个“[LiC60]PF6”组成单元，一个晶胞的质量为4× g，由此可求出其密度。
3．(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全布满状态而前者不是
(2)V形、正四周体　Se>Si
(3)SeO与H＋的结合力气强于HSeO与H＋的结合力气或H2SeO3一级电离电离出的H＋对二级电离存在抑制作用
(4)sp3　配位　(5)原子晶体　12　 a g·mol－1。
[解析] (1)Cu＋、Cu2＋的价层电子排布分别为稳定状态的3d10、不稳定的3d9，故高温时CuO稳定性比Cu2O差。
(2)SiH4、H2Se中硅与硒均有四个价层电子对，故VSEPR模型均为正四周体，分子构型分别为四周体与V形；键合电子偏向氢元素，说明氢的电负性比硅元素的大，氢与硒反应时硒是氧化剂，说明硒的非金属性比氢元素的强，故硒的电负性比硅的电负性大。
(3)亚硒酸的一级电离常数与二级电离常数相差较大，与两种酸根离子结合H＋力气大小不同有关，也与电离平衡间的抑制作用有关。
(4)B原子含有三个共价键，所以实行sp3杂化；由供应空轨道的原子和供应孤电子对的原子间形成的化学键属于配位键。
(5) 接受X、Y、Z三轴切割的方法推断知，符合题设条件的碳原子有 12个。又每个晶胞中含有4个“SiC”，质量为40 g·mol－1×，晶胞的体积为10－30a3mL，由此可求出晶体的密度。
4．(1)abc　(2)直线形　sp　N2O　(3) F　　(4)Na＋
(5)4　g/mL
[解析] (1)冰晶石是以3个钠离子为外界，六氟合铝离子为内界的协作物，AlF中存在共价键与配位键，Na＋与AlF之间形成的是离子键。(2)N2O有22个电子，与CO2互为等电子体。(4)冰晶石是由Na＋和AlF组成的，个数之比为3∶1，故处于体心的微粒是Na＋。
(5)铝晶胞的原子处于晶胞顶点和面心，故一个晶胞含有的Al原子数目为6×＋8×＝4。设Al晶胞的边长为a，则有2a2＝(4d)2，a＝2d，Al晶胞的体积为V＝16d3，故Al晶体的密度为g/mL。
5．(1) F>N>O>C>B　
(2)NH3　H2O2>H2O>HF>NH3 >CH4　不同的HF分子之间通过氢键缔合在一起
(3) H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋　(4)两种氧化物均是离子晶体，Be2＋的电荷比Li＋的高且半径比Li＋的小，BeO的晶格能比Li2O的晶格能大(其他合理答案也对)　(5)sp2 　KC12
[解析] (1)氮原子的2p能级处于半布满的稳定状态，故其第一电离能比氧原子的大。
(2) CH4、NH3、H2O、H2O2、HF5种物质中，后4种物质均可形成氢键且H2O2、H2O分子间形成的氢键数目比NH3 、HF的多，而H2O2的相对分子质量又比H2O的大，故沸点凹凸挨次为H2O2>H2O>HF>NH3 >CH4；(HF)n是不同分子之间通过氢键缔合在一起的。
(3)由题中信息知，H3BO3溶于水时能消耗一部分水电离出的OH－，从而促进水的电离并得到酸性溶液，由此可写出电离方程式：H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋。
(4)BeO中阳离子电荷比Li2O的高，Be2＋半径比Li＋的小，故BeO的晶格能比Li2O的大，离子键强度比Li2O大。
(5)由投影图知，每个碳原子形成了3个C－C，故碳原子为sp2杂化；每个碳原子被3个碳环共用，故每个六元环含有2个碳原子。以左上方含有6个钾离子且围成正六边形的部分为争辩对象，如下图：

属于该圈的K＋为6×＝2，圈内有7个6元环，共有2×7＝14个碳原子，六边形边上，有6个6元环为两个6边形共用，有6个6元环(含有K＋的6元环)为3个六边形共用，故它们共含6×2×＋6×2×＝10个碳原子，故n(K)∶n(C)＝2∶(14＋10)＝1∶12，化学式为KC12。
6．(1)>　(2)小　(3)sp3　极性　(4)3d104s2　ⅡB
(5)ZnS　离子　a＝
[解析] 由L在周期表中的位置知其是锌元素；由E原子的核外电子变化特点知其是氯元素，由D＋与E电子层数关系知D是钠元素；由M化合价特点知其是硫元素，故可推出G是氧元素。
(1)由同周期元素电负性变化规律知氯元素的电负性大于硫元素的电负性。
(2)由于氮元素的2p能级处于半布满状态，故氧的第一电离能小于氮的第一电离能。
(3)S2Cl2中硫形成了2个σ键，还有2对孤电子，故硫为sp3杂化，由分子不具有对称结构，故它是极性分子。
(4)锌价层电子排布式为3d104s2，属于ⅡB族元素。
(5)R是ZnS，属于离子晶体。由其晶胞知一个晶胞中含有4个“ZnS”结构单元，一个晶胞的质量m(ZnS)＝，a3＝，整理后即可求出a值。