高二化学下册各类题型检测17.doc

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压轴题六　物质结构与性质
策略模型
高考结构题的考点相对稳定，在复习中要让学生抓住重点，明确考点，辨别易错点。原子核外电子排布式(价电子排布式)、杂化方式、化学键类型、晶体结构、配合物、电负性、电离能大小的比较、等电子体知识是高考的热点。
在书写电子排布式时，要注意“原子、离子、价电子、最外层”等表述；不常见分子或离子的空间构型一定要用价层电子对理论来判断，不要想当然；对等电子体的判断一般是从周期表的相邻位置来考虑；对杂化问题有时也要依据价层电子对理论来判断。另外，需要注意的是在比较第一电离能时要考虑洪特规则，而在比较电负性时，则不需要考虑。
对于晶胞结构，要做到识图、辨图、析图，最后深刻记忆，如金刚石、二氧化硅、氯化钠、氯化铯、氟化钙、干冰等；对于金属晶体的四种堆积模型，要理清半径和晶胞棱长的关系，学会空间利用率的计算方法。
1． 下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分——血红素的结构。

回答下列问题：
(1)血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素，C、H、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序是________，根据以上电负性请判断H2N—CHO中C和N的化合价分别为_______和________。写出基态Fe原子的核外价电子排布式____________________。
(2)血红素中两种N原子的杂化方式分别为________________、__________________；在上图乙的方框内用“―→”标出Fe2＋的配位键。
(3)铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为________，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为________；在δ晶胞中空间利用率为________，其晶体的堆积方式的名称为____________，与其具有相同堆积方式的金属还有________(填元素符号)。

答案　(1)H＜C＜N＜O　＋2　－3　3d64s2
(2)sp2　sp3　
(3)4　4∶3　68%　体心立方(堆积)　Na、K(或其他合理答案)
解析　(1)非金属性越强，电负性越强，其顺序为O＞N＞C＞H。在H2N—CHO中H为＋1价，N为－3价，O为－2价，所以C为＋2价。
(2)在血红素中，含有双键的N原子采取sp2杂化，全部为单键的N原子为sp3杂化，sp2杂化的N原子提供孤电子对。
(3)γ晶体为面心立方堆积，含有的铁原子数为4，δ晶胞中铁原子配位数为8，α晶胞中铁原子配位数为6，其比值为4∶3。在δ晶胞中，空间利用率为×100%＝68%。其堆积方式为体心立方堆积，Na、K也采取这种堆积方式。
2． 2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED晶片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的晶胞结构如图。试回答：
(1)镓的基态原子的电子排布式是______________。
(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为______，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________________。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B．第一电离能：As＞Ga
C．电负性：As＞Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
E．GaP与GaAs互为等电子体
(4)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是________________。
(5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为____________________。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(2)4　正四面体
(3)BCDE
(4)NH3＞AsH3＞PH3
(5)sp2
解析　(1)根据构造原理书写。
(2)白球位于顶点和面心，其个数为8×＋6×＝4，由图可知，其构型为正四面体形。
(4)氨气中含有氢键，所以沸点最高。AsH3的相对分子质量大于PH3，其沸点大于PH3。
(5)镓原子的最外层电子数是3个，形成3个单键，没有孤电子对，所以是sp2杂化。
3． 黄血盐(亚铁氰化钾，K4[Fe(CN)6])易溶于水，广泛用作食盐添加剂(抗结剂)，食盐中黄血盐的最大使用量为10 mg·kg－1。黄血盐经长时间火炒，超过400 ℃时会分解生成剧毒的氰化钾。
回答下列问题：
(1)写出基态Fe2＋的核外电子排布式__________________。K4[Fe(CN)6]中Fe2＋与CN－两种离子之间的作用力是__________________。
(2)CN－中碳原子的杂化方式为____________；1 mol CN－中含有π键的数目为__________。
(3)金属钾、铜的晶体的晶胞结构如下图(请先判断对应的图)，钾、铜两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为______________。

(4)黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应，生成硫酸盐和一种与CN－是等电子体的气态化合物，反应化学方程式为__________
答案　(1)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6　配位键
(2)sp杂化　2NA　(3)2∶3
(4)K4Fe(CN)6＋6H2SO4＋6H2O2K2SO4＋FeSO4＋3(NH4)2SO4＋6CO↑
解析　(1)K4[Fe(CN)6]中Fe2＋与CN－之间的作用力为配位键。
(2)CN－的电子式为[C⋮⋮N]－，所以碳原子采取sp杂化，1 mol CN－中应含有2NA个π键。
(3)金属K的配位数为8，金属Cu的配位数为12，其配位数之比为2∶3。
(4)与CN－为等电子体的应为CO。
4． 元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。
Ⅰ.第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。
镓(31Ga)的基态电子排布式是____________________；
31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，原因是______________________。
Ⅱ.第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
(1)CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体，CO分子中C原子上有一孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式可表示为____________。NH3分子中N原子的杂化方式为________杂化，NH3分子的空间立体构型是_
(2)向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加入氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，向该溶液中加乙醇，析出深蓝色晶体。蓝色沉淀先溶解，后析出的原因是______________________________________(用相关的离子方程式和简单的文字说明加以解释)。
(3)如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是__________(填字母序号)。

(4)图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为________ mol－1(用含a、ρ的代数式表示)。
答案　Ⅰ.1s22s22p63s23p63d104s24p1
30Zn的4s能级处于全充满状态，4p能级处于全空状态，较稳定
Ⅱ.(1)CO　sp3　三角锥形
(2)蓝色沉淀与氨水可发生如下反应：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O＋
2OH－，生成的[Cu(NH3)4]SO4在极性较小的乙醇中溶解度较小而析出
(3)b　(4)
解析　Ⅰ.Ga的价电子排布式为4s24p1，Zn的价电子排布式为3d104s2,4s能级为全充满结构，4p能级为全空结构，较稳定，所以第一电离能大于镓。
Ⅱ.(1)N2的结构式为N≡N，CO与N2互为等电子体，结构相似，所以CO的结构式为CO。
(2)[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度较小，所以会析出晶体。
(3)a中，○周围有3个，周围有6个○，化学式为AX2；b中，○周围有2个，周围有6个○，化学式为AX3。
(4)a3·ρ·NA＝4×64
NA＝ mol－1。
5． A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F、G为第四周期元素。已知：A是原子半径最小的元素，B、C、D是紧邻的三个族的元素，C的三价阴离子和E的二价阳离子具有相同的电子层结构，F元素的基态原子具有六个成单电子，G是ⅠB族的元素。回答下列问题：
(1)写出E、F、G的元素符号________________________，B、C、D元素的第一电离能由大到小的顺序是____________(用元素符号表示)，A元素分别与B、D元素形成的两种微粒都具有NH3相似的结构，属于等电子体，它们的化学式是________。
(2)F元素的原子基态价层电子排布图是__________________________。
(3)E单质晶体中原子的堆积模型如下图，晶胞是图中的________(填“a”、“b”或“c”)；配位数是________；若紧邻的四个E原子的中心连线构成的几何体的体积是
a cm3，E单质的密度为ρ g·cm－3；则E的相对原子质量的计算式是__________________。

答案　(1)Mg、Cr、Cu　N＞O＞C　H3O＋、CH

(3)c　12　6NA·a·ρ
解析　根据题干信息可判断：A为H、B为C、C为N、D为O、E为Mg、F为Cr、G为Cu。
(1)C、N、O中N的第一电离能最大，NH3属于4原子、8电子微粒，所以C与H形成的与NH3是等电子体的是CH，O与H形成的与NH3是等电子体的是H3O＋。
(3)Mg属于六方最密堆积，c为该晶体的晶胞，其配位数为12，该体积为一个三棱柱体积的，所以36a·ρ·NA＝6Mr，Mr＝6a·ρ·NA。
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