（新課改省份專版）2020高考化學一輪復習 跟蹤檢測（五十一）應用層面“物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)”綜合題型分析.doc

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跟蹤檢測（五十一） 應用層面——“物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)”綜合題型分析 1．(2018全國卷Ⅲ)鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素。 回答下列問題： (1)Zn原子核外電子排布式為______________________________________________。 (2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是______________________________。 (3)ZnF2具有較高的熔點(872 ℃)，其化學鍵類型是________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是___________________________ ________________________________________________________________________。 (4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構型為________，C原子的雜化形式為________。 (5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為________。六棱柱底邊邊長為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為________gcm－3(列出計算式)。 解析：(1)鋅的核外有30個電子，因此其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，也可寫作[Ar]3d104s2。 (2)鋅的價層電子排布式為3d104s2，為全滿穩(wěn)定結(jié)構，較難失去電子，銅的價層電子排布式為3d104s1，較易失去一個電子，因此鋅的第一電離能大于銅的第一電離能。 (3)由ZnF2的熔點為872 ℃可知，ZnF2應為離子晶體，因此化學鍵類型為離子鍵。ZnF2為離子化合物，極性較大，不溶于有機溶劑；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主，極性較小，能夠溶于有機溶劑。 (4)C原子價層電子對數(shù)n＝(4＋30＋2)/2＝3，因此C原子為sp2雜化，CO的空間構型為平面三角形。 (5)金屬Zn晶體為六方最密堆積方式(A3型)。六棱柱底邊邊長為a cm，則六棱柱上下面的面積均為6a2 cm2，則六棱柱的體積為6a2c cm3，鋅原子在六棱柱的頂點、上下面心和晶胞內(nèi)，一個晶胞含鋅原子個數(shù)＝12＋2＋3＝6，因此一個晶胞中Zn的質(zhì)量＝ g，由此可知，Zn的密度＝ gcm－3。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 (2)大于　Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構，較難失電子 (3)離子鍵　ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主，極性較小 (4)平面三角形　sp2 (5)六方最密堆積(A3型)　 2．尿素(H2NCONH2)是一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的氮肥。在工業(yè)上，尿素還用于制造有機鐵肥，回答下列問題： (1)基態(tài)Fe2＋的核外電子排布式為______________。 (2)C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為____________。 (3)CO2分子晶體的晶胞如圖所示，每個晶胞中含有CO2的分子個數(shù)是________。 (4)在一定條件下，NH3與CO2能合成尿素(H2NCONH2)，尿素中C原子軌道的雜化類型為______；1 mol 尿素分子中σ鍵的數(shù)目為________mol。 (5)(NH4)2SO4、NH4NO3等顆粒物及揚塵等易引起霧霾。與NO互為等電子體的分子是____________(填化學式)。 解析：(2)同周期自左向右第一電離能呈增大趨勢，但N的2p能級為半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于O。(3)CO2分子數(shù)＝8＋6＝4。(4)尿素的結(jié)構式為，C采用sp2雜化，分子中有7個σ鍵。(5)NO有4個原子和24個價電子，與其互為等電子體的分子是SO3或BF3等。 答案：(1)[Ar]3d6　(2)C”“<”或“＝”)，原因是____________。 (5)NiAs的晶胞結(jié)構如圖所示。 ①鎳離子的配位數(shù)為__________。 ②若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體密度為ρ gcm－3，則該晶胞中最近的Ni2＋之間的距離為________ cm。(寫出計算表達式) 解析：(1)鐵、鈷、鎳的基態(tài)原子核外電子排布式分別為[Ar]3d64s2、[Ar]3d74s2、[Ar]3d84s2，未成對電子數(shù)分別為4、3、2，未成對電子數(shù)最多的是鐵。(2)含有孤對電子的N原子與鈷離子通過配位鍵結(jié)合，形成配位鍵后形成4對共用電子對，形成3對共用電子對的N原子形成的是普通的共價鍵，1號、3號N原子形成3對共用電子對，為普通共價鍵，2號、4號N原子形成4對共用電子對，與鈷離子通過配位鍵結(jié)合；酞菁鈷中三種非金屬元素為C、N、H，電負性大小順序是N>C>H；分子中N原子有2種，一種形成3個σ鍵和π鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為3，雜化軌道類型為sp2，一種形成3個σ鍵，含有1個孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4，雜化軌道類型為sp3。(3)根據(jù)題給信息知，該物質(zhì)的熔沸點較低，為分子晶體，配合物Fe(CO)x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2,8＋2x＝18，x＝5。(4)NiO、FeO的晶體結(jié)構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶格能越大，熔點越高，由于Ni2＋的離子半徑小于Fe2＋的離子半徑，熔點：NiO＞FeO。(5)①根據(jù)圖示，砷離子周圍有4個鎳離子，構成正四面體，配位數(shù)為4，晶體中Ni和As的數(shù)目比為1∶1，因此鎳離子周圍也有4個砷離子，配位數(shù)為4；②根據(jù)圖示，晶胞中含有的砷離子為4個，鎳離子數(shù)目為8＋6＝4，晶胞的質(zhì)量＝＝ g，晶體密度為ρ gcm－3，則晶胞的邊長＝ cm，晶胞中最近的Ni2＋之間的距離為面對角線的一半，為 cm。 答案：(1)鐵　(2)2、4　N>C>H　　sp2、sp3　(3)分子晶體　5　(4)>　相同電荷的離子半徑越小，晶格能越大 (5)①4?、? 6．X、Y、Z、M為前四周期中除氫以外原子序數(shù)依次增大的四種元素，X基態(tài)原子未成對電子數(shù)在所處周期中最多；Y元素原子核外共有3個能級，且最高能級電子數(shù)是前兩個能級電子數(shù)之和；Z的單質(zhì)常溫下為淡黃色固體，ZY3分子呈平面正三角形；M原子外圍電子排布式為3dn4sn。 請回答下列問題： (1)X、Y、Z三種元素原子第一電離能由大到小的順序是__________________(用元素符號表示)。 (2)某X氫化物分子結(jié)構簡式為H—X===X—H，該分子中X原子的雜化方式為________；Y元素簡單氫化物的沸點高于Z的氫化物，主要原因是_____________________ ________________________________________________________________________。 (3)根據(jù)等電子原理，寫出X2Y分子的電子式：________________________________。 (4)M晶體的原子堆積方式為六方堆積(如右圖所示)，則晶體中M原子配位數(shù)是______________。某M配合物化學式是[M(H2O)5Cl]Cl2H2O,1 mol該配合物中含配位鍵的數(shù)目是________。 解析：Y原子的電子排布式為1s22s22p4，則Y為O；Z的單質(zhì)常溫下為淡黃色固體，則Z為S；由題意知，X原子序數(shù)比O小，且X基態(tài)原子未成對電子數(shù)在所處周期中最多，則X原子的電子排布式為1s22s22p3，即X為N；M原子外圍電子排布式為3d24s2，則M為Ti。(1)N原子p軌道處于半充滿較穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能反常，高于同周期相鄰兩元素。(2)類比乙烯的結(jié)構可知，X元素為sp2雜化；H2O的沸點高于H2S的原因是水分子間能夠形成氫鍵。(3)N2O與CO2為等電子體，所以N2O為直線型分子。(4)依據(jù)圖形，同一層與中心球緊靠的有6個小球，上下兩層各有3個小球，所以配位數(shù)為12。中心離子的配體有5個H2O和1個Cl－，所以1 mol該配合物中含6 mol配位鍵。 答案：(1)N>O>S　(2)sp2　H2O分子間形成了氫鍵，而H2S分子間不能形成氫鍵　(3) (4)12　66.021023 7．原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期。自然界中存在多種A的化合物，B 原子核外電子有6 種不同的運動狀態(tài)，B與C可形成正四面體形分子。D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。請回答下列問題： (1)這四種元素中電負性最大的元素，其基態(tài)原子的價電子排布圖為__________，第一電離能最小的元素是________(填元素符號)。 (2)C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點由高到低的順序是_________(填化學式)，呈現(xiàn)如此遞變規(guī)律的原因是__________________________________。 (3)B元素可形成多種單質(zhì)，一種晶體結(jié)構如圖1所示，其原子的雜化類型為__________，另一種的晶胞如圖2所示，若此晶胞中的棱長為356.6 pm，則此晶胞的密度為_________gcm－3(保留兩位有效數(shù)字)。 (4)D元素形成的單質(zhì)，其晶體的堆積模型為___________，D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構如圖3，該晶體中含有的化學鍵是_________(填序號)。 ①極性鍵　　②非極性鍵　　 ③配位鍵　　 ④金屬鍵 解析：原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為H元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài)，即核外有6個電子，則B為C元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為Cu元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體形分子，則B為Cl元素。 (1)四種元素中電負性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價電子排布圖為，四種元素中只有Cu為金屬，其他為非金屬，Cu的第一電離能最小。(2)HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點越高，即沸點由高到低的順序是HF>HI>HBr>HCl。(3)圖1為平面結(jié)構，在其層狀結(jié)構中碳碳鍵鍵角為120，每個碳原子都結(jié)合著3個碳原子，碳原子采取sp2雜化；圖2一個晶胞中含碳原子數(shù)為8＋6＋4＝8，晶胞質(zhì)量為 g，所以晶胞密度＝[(812)(6.021023)g](356.610－10cm)3≈3.5 gcm－3。(4)晶體Cu為面心立方最密堆積，結(jié)合圖3醋酸銅晶體的局部結(jié)構可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵，故是①②③。 答案：(1) 　 Cu (2)HF＞HI＞HBr＞HCl　HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大 (3)sp2　3.5　(4)面心立方最密堆積?、佗冖? 8．磷存在于人體所有細胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，幾乎參與所有生理上的化學反應。磷的化合物在藥物生產(chǎn)和農(nóng)藥制造等方面用途非常廣泛。請回答下列有關問題： (1)畫出基態(tài)P原子的核外電子排布圖________________。 (2)NH3比PH3易液化的原因是________________。 (3)P4S3可用于制造火柴，其結(jié)構如圖1所示。 ①P4S3中硫原子的雜化軌道類型為______。 ②電負性：磷________硫(填“>”或“<”)；第一電離能磷大于硫的原因是______________________________________。 (4)NH4BF4是合成氮化硼納米管的原料之一，1 mol NH4BF4中含有________ mol配位鍵。 (5)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，其晶胞結(jié)構如圖2所示。原子坐標參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，圖中a點和c點的原子坐標參數(shù)依次為(0,0,0)、，則b 點的原子坐標參數(shù)為________；已知該晶胞中距離最近的兩個磷原子的核間距離為L pm，則該晶體密度為________ gcm－3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，列出計算式即可)。 解析：(1)P原子核電荷數(shù)為15，電子排布式為1s22s22p63s23p3，核外電子排布圖為 (3)①P4S3中硫原子形成2個共價鍵，孤電子對數(shù)為(6－21)＝2，則有4個價層電子對，其雜化的軌道類型為sp3。 ②同一周期，從左到右，電負性增大，因此電負性：磷<硫；同一周期，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，由于磷原子3p軌道處于半滿狀態(tài)，不容易失去電子，第一電離能磷大于硫。 (4)一個NH4BF4中N原子和其中一個H原子之間存在配位鍵、B原子和其中一個F原子之間存在一個配位鍵，所以含有2個配位鍵，則1 mol NH4BF4含有2 mol配位鍵。 (5)由圖說明晶胞邊長為1，a、b點距離為晶胞對角線的，則b點的原子坐標參數(shù)為；根據(jù)晶胞結(jié)構可知：硼原子個數(shù)為4，磷原子個數(shù)為8＋6＝4，即該晶胞中含有4個磷化硼，質(zhì)量為 g，設該晶胞的棱長為x cm，該晶胞中距離最近的兩個磷原子的核間距離為面對角線上的一半，所以x＝L10－10 cm，晶胞的體積為x3＝(L)310－30 cm3；設晶胞的密度為ρ gcm－3，則ρ＝＝ gcm－3。 答案：(1) (2)NH3分子間存在氫鍵 (3)①sp3　②<　磷原子3p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，不容易失去電子 (4)2 (5)