2018高考化学二轮复习测试专题突破练十七含答案.docx

专题突破练(十七)　物质结构与性质(选考选修3的学生使用) 1．(2017•江苏单科，21A)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 (1)Fe3＋基态核外电子排布式为__________。 (2)丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是________，1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。 (3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________。 (4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为________。 (5)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________。 解析：　(1)Fe3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。 (2)丙酮分子中有两种碳原子，其中―CH3中碳原子为sp3杂化， 中碳原子为sp2杂化；单键均是σ键，一个双键中有一个σ键和一个π键，故1 mol丙酮分子中含有9 mol σ键。 (3)依据同周期元素电负性变化规律可知，电负性：C可知更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型，利用均摊法可得晶胞中各原子个数Cu：8×18＝1，Fe：6×12＝3，N：1，故化学式为Fe3CuN。 答案：　(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和sp3　9 mol (3)H一定条件下，CN－可氧化为OCN－。OCN－中三种元素的电负性由大到小的顺序为________；碳原子采取sp杂化，1 mol该物质中含有的π键数目为________。 (4)与CN－互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。 (5)常温条件下，铁的晶体采用如下图所示的堆积方式，则这种堆积模型的配位数为________，如果铁的原子半径为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则此种铁单质的密度表达式为________g/cm3。 解析：　(1)Fe原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以Fe2＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。 (2)KFe[Fe(CN)6]属于离子化合物，是一种复盐，也是一种配合物，阳离子是K＋、Fe3＋，阴离子是配离子[Fe(CN)6]4－(其中Fe为＋2价)，其中K＋、Fe3＋和[Fe(CN)6]4－以离子键相结合，[Fe(CN)6]4－中Fe2＋和CN－以配位键相结合，CN－内C和N以共价键相结合。 (3)OCN－中的C原子采取sp杂化，则其空间结构为直线形，结合OCN－与CO2是等电子体，可知OCN－的结构式是[O===C===N]－，则1 mol OCN－中含有的π键数目是2NA。 (5)图示的堆积方式是非密置层的体心立方堆积，所以配位数是8；铁的一个晶胞中有两个Fe原子，因此晶胞质量m＝56×2NA g，若铁的原子半径为a cm，则晶胞边长为4a3 cm，晶胞体积V＝(4a3)3 cm3，所以铁单质的密度ρ＝mV＝56×2NA(4a3)3 g/cm3。 答案：　(1)[Ar]3d6　(2)共价键　配位键 (3)O>N>C　2NA　(4)CO或N2 (5)8　56×2NA(4a3)3 3．(2017•湖北黄冈联考)铜是人类最早发现的金属，也是人类广泛使用的一种金属。铜及其化合物在工业、工程技术和工艺上有着广泛的应用。 (1)早期发现的天然准晶颗粒由Cu、Fe、Al三种金属组成。Fe元素位于元素周期表的________区。基态Al原子的L层电子排布图为____ (2)Cu2O为半导体材料，可由乙醛(CH3CHO)和新制氢氧化铜反应得到，同时可得到乙酸。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________，1 mol乙酸分子中含有的σ键的数目为________。 (3)制作单晶硅太阳能电池片时，一般掺杂微量的铜、碳、硼、氮等。一价铜离子的电子排布式为________。碳、硼、氮元素的电负性由大到小的顺序是__________。(用元素符号表示) (4)在配离子[Cu(NH3)4]2＋中NH3的VSEPR模型为__________。 (5)铜银合金晶体具有面心立方最密堆积结构。在晶胞中，Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，若该晶胞边长为r pm，则合金的密度为________g•cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。 解析：　(2)乙醛的结构式为 ，甲基上的碳原子形式4个单键，采用的是sp3杂化，醛基上的碳原子形成了一个碳氧双键，采用的是sp2杂化；乙酸分子的结构式是 ，其中含有6个单键和1个双键，所以1 mol乙酸分子中σ键的数目是7NA。(4)NH3中N原子的σ键电子对数是3，孤电子对数是12(5－3)＝1，所以价层电子对数是4，VSEPR模型为四面体形。(5)铜银合金的一个晶胞中Cu原子个数为6×12＝3，Ag原子个数为8×18＝1，所以一个晶胞的质量是3×64＋108NA g，一个晶胞的体积是(r×10－10)3 cm3所以合金的密度ρ＝300NA(r×10－10)3 g•cm－3＝3.0×1032r3NA g•cm－3。 答案：　(1)d　 (2)sp3、sp2　7NA (3)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)　N>C>B (4)四面体形　(5)3.0×1032r3NA 4．(2017•山西名校联考)2014年7月和12月山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学LaiSheng Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作，首次合成“中国红灯笼分子”――硼球烯B40。B40是继C60之后第二个从实验和理论上完全确认的无机非金属笼状团簇。 (1)基态硼原子的外围电子排布式为________，碳60中碳原子杂化方式为________。 (2)构成碳60晶体的作用力是________。 (3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有________种。 (4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物，属于一种半导体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP晶胞中B采用面心立方堆积，P原子填入四面体空隙中。 ①写出三溴化硼和三溴化磷的空间构型： 三溴化硼________；三溴化磷________。 ②磷化硼晶体内微粒间的作用力有________。 ③计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离(晶胞参数为478 pm)___ 解析：　(1)碳60又叫足球烯，其分子中每个C原子与其他3个C原子相连，分别形成两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以碳原子的杂化方式为sp2。 (2)碳60晶体属于分子晶体，所以微粒间作用力是范德华力。 (3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne共6种。 (4)①BBr3中B原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，所以三溴化硼的空间构型是平面正三角形；PBr3中P原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以三溴化磷的空间构型是三角锥形。②磷化硼的空间结构与金刚石类似，应属于原子晶体，B原子与P原子间通过共价键相结合，但B原子最外层只有3个电子，P原子最外层有5个电子，而磷化硼晶体中每个B原子与4个P原子相连，每个P原子也与4个B原子相连，这说明B原子和P原子间还存在一个配位键，其中P原子提供孤电子对，B原子提供空轨道。③BP晶胞中P原子位于立方体的体对角线的14处，则硼原子和磷原子之间的最近距离＝47834 pm＝23932 pm≈207 pm。 答案：　(1)2s22p1　sp2 (2)范德华力　(3)6 (4)①平面正三角形　三角锥形　②共价键、配位键　③207 pm或23932 pm 5．(2017•保定调研)A、B、C、D、E是元素周期表中五种常见元素，其原子序数依次增大。详细信息见下表：
① A的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代 ② B的氧化物是导致光化学烟雾的主要物质之一 ③ C的某一种单质是空气的主要成分之一 ④ D的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态 ⑤ E能形成红色的E2O和黑色的EO两种氧化物 请回答下列问题： (1)D的价电子排布式可表示为________。 (2)BC－3的空间构型为________________(用文字描述)。 (3)根据等电子原理，AC分子的结构式为________。 (4)1 mol AC2中σ键、π键数目之比为________。 (5)A、B、C的第一电离能由大到小排序为________。 (6)E为________堆积金属，已知E原子的半径为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则E晶体的密度是________g•cm－3。(列出算式即可) (7)E晶胞结构如图所示，E晶体中每个E原子周围距离最近的E原子数目为________；E2S为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个S原子，其余S原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个E 原子。 (8)将E单质的粉末加入NH3的浓溶液中，通入O2，充分反应后溶液呈深蓝色，写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________。 解析：　根据题意可推出A为C，B为N，C为O，D为Cr，E为Cu。(1)Cr的价电子排布式为3d54s1。(2)根据价层电子对互斥理论，中心N原子的孤电子对数为0，价层电子对数为3，所以NO－3的空间构型为平面三角形。(3) CO与N2互为等电子体，则CO的结构式为CO。(4)1个CO2中含有2个σ键、2个π键。(6)Cu原子的半径为a cm，则晶胞边长为4a2 cm，晶胞体积V＝(4a2 cm)3，每个晶胞中含有4个铜原子，故晶体密度ρ＝mV＝MNA×4V＝64NA×4(4a2)3 g•cm－3。(7)根据题意，Cu2S晶胞中含有的S原子数为8×18＋6×12＋4＝8，故该晶胞中含有的Cu原子数为16。 答案：　(1)3d54s1　(2)平面三角形 (3)CO　(4)1∶1 (5)N>O>C (6)面心立方　256NA(4a2)3 (7)12　16 (8)2Cu＋8NH3•H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O 6．石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。 (1)图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为______。 (2)图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角__________(填“>”“<”或“＝”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。 (3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________(填元素符号)。 (4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。 解析：　(1)石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以3个共价键与其他碳原子形成共价键的。 (2)图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109.5°。 (3)只有电负性较大的非金属元素与氢元素才可形成氢键。 (4)一个晶胞中M原子的个数为12×14＋9＝12；一个晶胞中C60的个数为8×18＋6×12＝4，M与C60的个数比为3∶1，故该材料的化学式为M3C60。 答案：　(1)3　(2)sp3　<　(3)O、H　(4)12　M3C60 7．(2017•江西红色七校联考)X、Y、Z、W、Q五种元素的原子序数依次增大，X、Y、Z、W属于短周期元素。已知X位于周期表的s区 ，其原子中电子层数和未成对电子数相同；Y原子核外有三个能级，且每个能级上容纳的电子数相同；W原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；Q元素的原子核外有26个运动状态完全不相同的电子。回答下列问题： (1)仅由X与W组成的含18个电子的分子的结构式为 ______。 (2)Y、Z、W中第一电离能最大的是________(填元素符号)，Q的基态原子核外电子排布式为 ________。 (3)YW2－3离子的空间构型是________，其中心原子的杂化轨道类型是________。 (4)已知由Q、Z、W三种元素按照1∶3∶9的原子个数比可形成某离子化合物，常温下测得该离子化合物的水溶液pH＝2，则该溶液中由水电离产生的c(H＋)为 ________。 (5)Y的一种单质相对分子质量为720，分子构型为一个32面体(其中有12个五元环，20个六元环)(如图1)。则1个这种单质分子中所含π键的数目为 ________。 (6)Q元素的单质在形成晶体时，其晶胞如图2所示。则Q原子的配位数为________，若Q的原子半径为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该单质的密度为________g/cm3(不必化简)。 答案：　(1)H―O―O―H (2)N　1s22s22p63s23p64s2 (3)平面三角形　sp2杂化 (4)0.01 mol/L　(5)30 (6)8　2×56NA×(4a3)3 8．(2017•福建福州质检)锌是人体必需的微量元素，明朝《天工开物》中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题： (1)基态Zn原子的价电子排布式为________，在周期表中位置为________。 (2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。 ①组成[Zn(NH3)4]SO4的元素中，除H外其他元素的第一电离能由大到小排序为____________。 ②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液，未出现浑浊，其原因是________________________________________________________________________。 ③已知[Zn(NH3)4]2＋空间构型与SO2－4相同，则在 [Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋的杂化类型为__________杂化。 ④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶体中存在的有________。 A．离子键　　　　　　 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．配位键 E．范德华力 F．金属键 (3)ZnS晶胞结构如图(已知a为硫离子，b为锌离子)所示，ZnS晶体熔点约为1 700 ℃。 ①已知晶体密度为ρ g•cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值。则1个ZnS晶胞的体积为________cm3。 ②ZnO与ZnS结构相似，熔点为1 975 ℃，熔点较高的原因是________________。 答案：　(1)3d104s2　第四周期ⅡB族 (2)①N>O>S>Zn　②[Zn(NH3)4]2＋难以电离，溶液中Zn2＋浓度很小，无法产生沉淀 ③sp3　④ABD (3)①388ρNA　②O2－的半径比S2－的小，ZnO晶体的晶格能较大 9．(2017•山东济宁模拟)铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题： (1)画出基态Cu原子的价电子排布图__________； (2)已知高温下Cu2O比CuO稳定，从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因：________________。 (3)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是________，配体中提供孤对电子的原子是 ________。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。 (4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为__________。 (5)M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。 ①该晶体的化学式为__________。 ②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于________化合物(填“离子”或“共价”)。 ③已知该晶体的密度为ρ g•cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为________pm(写出计算式)。 　 (4)铜原子的堆积方式是密置层堆积，三层一重复，即ABC型，所以属于面心立方最密堆积。 (5)①M是Cl元素。Cu与Cl形成的化合物晶胞中Cu的个数是4，Cl的个数是8×18＋6×12＝4，因此该晶体的化学式是CuCl。②Cu和Cl的电负性差值是3.0－1.9＝1.1<1.7，因此CuCl属于共价化合物。③设Cu原子和M原子之间的最短距离为x pm，晶胞的边长为a cm，则4x•10－10＝3a，a＝4x•10－103，每个晶胞中含有4个“CuCl”，根据ρ＝mV＝99.5NA×4(4x•10－103)3，x＝3434×99.5ρNA×1010。 答案：　(1) (2)亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态 (3)sp2、sp3　N　N>O>C (4)面心立方最密堆积 (5)①CuCl　②共价　③34 34×99.5ρNA×1010

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