2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 選考模塊專(zhuān)練（選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）（含解析）

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1、2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 選考模塊專(zhuān)練（選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）（含解析） 1.X、Y、Z、R為前四周期原子序數(shù)依次增大的元素。X原子有3個(gè)能級(jí),且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等;Z原子的不成對(duì)電子數(shù)在同周期中最多,且Z的氣態(tài)氫化物在同主族元素的氫化物中沸點(diǎn)最低;X、Y、R三元素在周期表中同族。 (1)R元素基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為　。? (2)如圖表示X、Y、R的四級(jí)電離能變化趨勢(shì),其中表示R的曲線 是　　　　(填標(biāo)號(hào))。? (3)化合物(XH2XO)分子中X原子雜化軌道類(lèi)型分別是　　　　,1 mol(X2H5O)3ZO分子中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目比為　　　　。? (4)Z與氯氣

2、反應(yīng)可生成一種各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物,其分子的立體構(gòu)型為　 。 (5)某R的氧化物立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該物質(zhì)的化學(xué)式為　　　　(用元素符號(hào)表示),已知該晶體密度為ρ g/cm3,距離最近的原子間距離為d pm,則R的相對(duì)原子質(zhì)量為　。(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)? 2.碳和硅是自然界中大量存在的元素,硅及其化合物是工業(yè)上最重要的材料。粗硅的制備有兩種方法: 方法一:SiO2+2CSi+2CO↑ 方法二:SiO2+2MgSi+2MgO (1)基態(tài)硅原子中存在　　 　　對(duì)自旋相反的電子,基

3、態(tài)Mg的最外層電子所占據(jù)的能級(jí)的電子云輪廓圖是　　　　。? (2)上述反應(yīng)中所有元素第一電離能最小的元素是　　　　(填元素符號(hào))。? (3)試比較C(金剛石)、晶體Si、CO三種物質(zhì)的熔沸點(diǎn)從高到低的順序　　　　　　　　　　　　　,試解釋原因:　? ? 　。? (4)CO在配合物中可作為配體,在Cr(CO)6配合物中配原子是　　　　(填元素符號(hào)),1 mol該配合物中含有π鍵的數(shù)目　　　　。? (5)SiO2晶胞(如圖)可理解成將金剛石晶胞(如圖)中的C原子置換成Si原子,然后在Si—Si之間插入O原子而形成。 ①推測(cè)SiO2晶胞中

4、Si采用　　 　　雜化,O—Si—O的鍵角為　　　　。? ②SiO2晶胞中,含有Si原子　　　　個(gè)和O原子　　　　個(gè)。? ③假設(shè)金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a nm,試計(jì)算該晶胞的密度　　　　　　　　g/cm3(寫(xiě)出表達(dá)式即可)。? 3.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的原子序數(shù)依次增大。其中A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1。C是電負(fù)性最大的元素。D原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的2倍,E是第Ⅷ族中原子序數(shù)最小的元素。 (1)寫(xiě)出基態(tài)C原子的電子排布式　 。 (2)A、B兩種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/p>

5、　　　　(用元素符號(hào)表示),原因是　? 　。 (3)已知DC4常溫下為氣體,則該物質(zhì)的晶體類(lèi)型是　　　　,組成微粒的中心原子的軌道雜化類(lèi)型為　　 　　,空間構(gòu)型是　　　　　　。 (4)Cu2+容易與AH3形成配離子[Cu(AH3)4]2+,但AC3不易與Cu2+形成配離子,其原因是? ? 　。? (5)A、B兩元素分別與D形成的共價(jià)鍵中,極性較強(qiáng)的是　　　　。A、B兩元素間能形成多

6、種二元化合物,其中與互為等電子體的物質(zhì)的化學(xué)式為　　　　。? (6)已知E單質(zhì)的晶胞如圖所示,則晶體中E原子的配位數(shù)為　　　　,一個(gè)E的晶胞質(zhì)量為　　　　。? 4.第四周期的元素,如鈦(22Ti)、鐵(26Fe)、砷、硒、鋅等及其相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題: (1)基態(tài)Ti原子中,最高能層電子的電子云輪廓形狀為　　　　,與Ti同周期的所有過(guò)渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有　　　　種。? (2)琥珀酸亞鐵片是用于缺鐵性貧血的預(yù)防和治療的常見(jiàn)藥物,臨床建議服用維生素C促進(jìn)“亞鐵”的吸收,避免生成Fe3+,從結(jié)構(gòu)角度來(lái)看,Fe2+易被氧

7、化成Fe3+的原因是? 　 。 (3)SCN-可用于Fe3+的檢驗(yàn),其對(duì)應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸(H—S—C≡N)和異硫氰酸(H—NCS)。 ①寫(xiě)出與SCN-互為等電子體的一種微?！　　　?分子或離子);? ②硫氰酸分子中π鍵和σ鍵的個(gè)數(shù)之比為　　　　;? ③異硫氰酸的沸點(diǎn)比硫氰酸沸點(diǎn)高的原因是? 　。 (4)成語(yǔ)“信口雌黃”中的雌黃分子式為As2S3,分子結(jié)構(gòu)如圖,As

8、原子的雜化方式為　　　　,雌黃和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為雄黃(As4S4)和SnCl4并放出H2S氣體,寫(xiě)出該反應(yīng)方程式:　 。 SnCl4分子的空間構(gòu)型為　　　　　　 　。 (5)離子化合物CaC2的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。該物質(zhì)的電子式:　　　　 　　　　　　　。一個(gè)晶胞含有的π鍵平均有　　　　個(gè)。? (6)硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中x和y點(diǎn)所堆積的原子均 為　　　　(填元素符號(hào));若該晶胞密度為ρ g·cm-3,硒化鋅的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1。用NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,則晶胞參數(shù)

9、a為　　　　nm。? 5.根據(jù)下列五種短周期元素的電離能數(shù)據(jù)(單位:kJ·mol-1),回答下面各題。 元素 代號(hào) I1 I2 I3 I4 I5 Q 800.6 2 427.1 3 659.7 25 025.8 32 826.7 R 495.8 4 562 6 910.3 9 543 13 354 S 577.5 1 816.7 2 744.8 11 577 14 842 T 1 402.3 2 856 4 578.1 7 475.0 9 444.9 U 2 080.7 3 952.3 6 122 9 371 12

10、 177 (1)在這五種元素中,最可能處于同一族的兩種元素是　　　　(填元素符號(hào)),S元素最可能是　　　　區(qū)元素。? (2)基態(tài)Q元素原子的價(jià)電子排布式是　　　　。Q和T同周期?；衔颭T中T元素的化合價(jià)為　　　　;第一電離能介于Q、T之間的同周期元素有　　　　種。? (3)化合物RT3中化學(xué)鍵類(lèi)型為　　　　　　　　,RT3的陰離子的幾何構(gòu)型為　　　　。? (4)下列元素中,化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像U元素的是　　　　。? A.硼　　　B.鈹　　　C.鋰　　　D.氦　　　E.碳 (5)R的某種氧化物X晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566 nm,X的化學(xué)式為　　　　;列式并計(jì)算晶體X

11、的密度(g·cm-3)　。? 1.解析:X原子有3個(gè)能級(jí),且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等,所以只能是1s22s22p2,所以X為C。X、Y、R三元素在周期表中同族,所以Y為Si,R為Ge。根據(jù)Z有氣態(tài)氫化物可知,Z為非金屬,根據(jù)不成對(duì)電子數(shù)最多,得到Z為P(其3p上有3個(gè)單 電子)。 (1)R為Ge,處于周期表的第四周期ⅣA族,所以?xún)r(jià)層電子排布式為4s24p2。 (2)C、Si、Ge從上向下半徑增大,第一電離能逐漸減小,所以R(Ge)的電離能曲線為c。 (3)CH2CO中第一個(gè)C形成一個(gè)雙鍵,所以是sp2雜化;第二個(gè)C形成兩個(gè)雙鍵,所以是sp

12、雜化。單鍵一定是σ鍵,雙鍵一定是一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵,分子為(CH3CH2O)3PO,其中的CH3CH2O—基團(tuán)都是單鍵,只有PO一個(gè)雙鍵,所以分子中的σ鍵數(shù)為3×(5+1+1+1)+1=25(每個(gè)CH3CH2O—中有5個(gè) C—H,1個(gè)C—C,1個(gè)C—O,1個(gè)O—P;還要計(jì)算分子中PO里的1個(gè)σ鍵);π鍵只有1個(gè),所以σ鍵與π鍵的數(shù)目比為25∶1。 (4)P的最外層有5個(gè)電子,達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)應(yīng)該形成3個(gè)共價(jià)鍵,所以該化合物為PCl3。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,中心原子P的價(jià)電子對(duì)為3+=4(對(duì)),其中一對(duì)為孤電子對(duì),所以是三角錐形結(jié)構(gòu)。 (5)氧原子占據(jù)晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心,所以一共有

13、8×+6×=4(個(gè)),Ge都在晶胞內(nèi)部,也有4個(gè),所以化學(xué)式為GeO。距離最近的原子間距離為d pm,明顯指的是最近的O和Ge原子的距離,根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu),這個(gè)距離是晶胞的體對(duì)角線的,所以體對(duì)角線長(zhǎng)度為 4d pm,進(jìn)而得到晶胞邊長(zhǎng)為pm,所以晶胞的體積為邊長(zhǎng)的立方,為pm3=×10-30cm3。所以晶胞的質(zhì)量為×10-30 g。因?yàn)橐粋€(gè)晶胞中有4個(gè)GeO,所以 1個(gè) GeO的質(zhì)量為×10-30 g;1 mol GeO的質(zhì)量為×10-30 g,即GeO的相對(duì)分子質(zhì)量為×10-30,所以Ge的相對(duì)原子質(zhì)量為×10-30-16。 答案:(1)4s24p2　(2)c　(3)sp、sp2　25∶1　(

14、4)三角錐形　 (5)GeO　×10-30-16 2.解析:(1)基態(tài)硅原子核外電子排布為1s22s22p63s23p2,每一個(gè)s能級(jí)有1個(gè)軌道,s軌道全滿,有3對(duì)自旋相反的電子,2p能級(jí)有3個(gè)軌道,全充滿電子,2p軌道有3對(duì)自旋相反的電子,所以基態(tài)硅原子中存在6對(duì)自旋相反的電子;Mg的基態(tài)核外電子排布為1s22s22p63s2,3s軌道是最外層,s能級(jí)的電子云圖是球形的,所以基態(tài)Mg的最外層電子所占據(jù)的能級(jí)的電子云輪廓圖是球形。 (2)第一電離能是原子失去最外層的一個(gè)電子所需能量,第一電離能數(shù)值越小,原子越容易失去一個(gè)電子,上述反應(yīng)中涉及的元素有C、O、Mg、Si,其中C、O、Si是非

15、金屬元素,較難失去電子,Mg元素的金屬性最強(qiáng),最易失去電子,所有元素第一電離能最小的元素是Mg。 (3)C(金剛石)、晶體Si都是原子晶體,熔點(diǎn)高,它們結(jié)構(gòu)相似,但碳原子的半徑比硅原子半徑小,共價(jià)鍵的鍵能大,所以C(金剛石)的熔點(diǎn)比晶體Si高,而CO是分子晶體,熔沸點(diǎn)低,所以三種物質(zhì)的熔沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)镃>Si>CO。 (4)CO在Cr(CO)6中可作為配體,配原子是C,CO與N2是等電子體,其結(jié)構(gòu)式是C≡O(shè),1 mol CO中含π鍵的數(shù)目是2NA,所以1 mol該配合物中含有π鍵的數(shù)目12NA。 (5)①在二氧化硅晶體中每個(gè)硅原子與周?chē)?個(gè)氧原子的成鍵情況與金剛石晶體中的碳原子與

16、周?chē)?個(gè)碳原子成鍵的情況是相同的,所以SiO2晶胞中Si采用sp3雜化,金剛石是正四面體結(jié)構(gòu),其鍵角是109°28',所以SiO2晶胞中O—Si—O的鍵角也是109°28'; ②SiO2晶體為面心立方結(jié)構(gòu),每個(gè)SiO2晶胞含有Si原子的個(gè)數(shù)為8×+6×+4=8,按Si、O原子個(gè)數(shù)比,O原子數(shù)是16; ③一個(gè)晶胞含有8個(gè)C原子,所以一個(gè)晶胞的質(zhì)量為g,晶胞邊長(zhǎng)為a nm,所以金剛石晶體的密度ρ==g/cm3。 答案:(1)6　球形　(2)Mg (3)C>Si>CO　金剛石和晶體硅都是原子晶體且晶體結(jié)構(gòu)相似,C的原子半徑小于硅的原子半徑,所以金剛石中碳碳鍵鍵長(zhǎng)短,鍵能大,所以金剛石的熔沸點(diǎn)

17、比晶體硅大,CO是分子晶體,熔沸點(diǎn)最小 (4)C　12NA (5)①sp3　109°28'　②8　16?、? 3.解析:由題意可知,A為氮、B為氧、C為氟、D為硅、E為鐵。 (1)氟的核電荷數(shù)為9,基態(tài)氟原子的電子排布式為1s22s22p5。 (2)元素A為氮元素,元素B為氧元素,由于N原子的2p能級(jí)處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài),第一電離能較大,所以氮元素、氧元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O。 (3)已知四氟化硅常溫下為氣體,所以四氟化硅是分子晶體,中心原子硅含有價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+×(4-4)=4,沒(méi)有孤電子對(duì),屬于sp3雜化,空間構(gòu)型是正四面體 結(jié)構(gòu)。 (4)由于電負(fù)性F>N>

18、H,在NF3分子中,共用電子對(duì)偏向F原子,使得N原子上孤電子對(duì)難與銅離子形成配位鍵,所以NF3不易與Cu2+形成配離子。 (5)因?yàn)镺元素的非金屬性大于N,則極性O(shè)—Si鍵大于N—Si鍵;等電子體中原子個(gè)數(shù)相等及電子總數(shù)相等,中含有3個(gè)原子、電子總數(shù)是22,與該離子互為等電子體的氮氧化物為N2O。 (6)該晶胞是體心立方晶胞,所以鐵原子的配位數(shù)為8,該晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)為1+8×=2,每個(gè)Fe原子的質(zhì)量= g,則該晶胞質(zhì)量就是兩個(gè)Fe原子質(zhì)量=× 2 g=g。 答案:(1)1s22s22p5 (2)N>O　N原子的2p能級(jí)處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài) (3)分子晶體　sp3　正四面體形

19、 (4)電負(fù)性F>N>H,在NF3分子中,共用電子對(duì)偏向F原子,使得N原子上的孤電子對(duì)難與Cu2+形成配位鍵 (5)Si—O鍵　N2O (6)8　 g 4.解析:(1)基態(tài)Ti原子的價(jià)層電子排布式為3d24s2,最高能層為第四能層,s電子云輪廓形狀為球形;與Ti同周期的所有過(guò)渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有Cr:3d54s1,Cu:3d104s1,共兩種。 (2)從結(jié)構(gòu)角度來(lái)看,Fe2+的價(jià)電子排布式是3d6,再失一個(gè)電子就是3d5半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故易被氧化成Fe3+。 (3)①與SCN-互為等電子體的一種微粒是N2O(或CO2、CS2、OCN-)。 ②硫氰酸(H—

20、S—C≡N)中π鍵和σ鍵的個(gè)數(shù)之比為2∶3。 ③異硫氰酸分子間可以形成氫鍵,故其沸點(diǎn)比硫氰酸沸點(diǎn)高。 (4)雌黃分子式為As2S3,As有四對(duì)價(jià)層電子對(duì),As原子的雜化方式為sp3雜化。雌黃和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為雄黃(As4S4)和SnCl4并放出H2S氣體,故其反應(yīng)方程式為2As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S↑;SnCl4分子的空間構(gòu)型為正四面體形。 (5)CaC2為離子化合物,電子式為Ca2+C??]2-;一個(gè)晶胞含有4個(gè)Ca2+、4個(gè),一個(gè)中有兩個(gè)π鍵,一個(gè)晶胞含有的π鍵平均有8個(gè)。 (6)硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)中x和y點(diǎn)所堆積的原子均為Zn;

21、若該晶胞密度為ρ g·cm-3,硒化鋅的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,用NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞參數(shù)a為×107 nm。 答案:(1)球形　2 (2)Fe3+的3d5半滿狀態(tài)更穩(wěn)定 (3)①N2O(或CO2、CS2、OCN-)?、?∶3?、郛惲蚯杷岱肿娱g可以形成氫鍵 (4)sp3　2As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S↑　正四面體形 (5)Ca2+C??]2-　8 (6)Zn　×107 5.解析:Q元素的I4?I3,Q元素的原子最外層有3個(gè)電子,Q處于 ⅢA族;R元素的I2?I1,R元素的原子最外層有1個(gè)電子,R處于ⅠA族;S元素的I4?

22、I3,S元素的原子最外層有3個(gè)電子,S處于ⅢA族;T、U元素的I1~I5沒(méi)有突變,T、U的最外層電子數(shù)至少5個(gè)。 (1)根據(jù)上述分析,這五種元素中,最可能處于同一族的兩種元素是Q和S,Q和S都處于ⅢA族,Q的I1大于S的I1,Q為B元素,S為Al元素。最可能處于同一族的兩種元素是B和Al。S元素為Al元素,基態(tài)Al原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,最后一個(gè)電子填入3p能級(jí),Al是p區(qū)元素。 (2)Q為B元素,B原子核外有5個(gè)電子,基態(tài)B原子核外電子排布式為1s22s22p1,基態(tài)B原子的價(jià)電子排布式為2s22p1。Q的化合價(jià)為+3價(jià),根據(jù)化合物中元素的正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為

23、0,QT中T元素的化合價(jià)為-3價(jià)。Q屬于第二周期,Q和T同周期,T也屬于第二周期,T為N元素,第一電離能介于B和N之間的有Be、C、O,共3種元素。 (3)R為ⅠA族元素,R原子核外電子數(shù)大于5,R為Na元素;T為N元素,RT3為NaN3,其中含有離子鍵和共價(jià)鍵。NaN3中陰離子為,與CO2互為等電子體,CO2為直線形,則也為直線形。 (4)U的最外層電子數(shù)至少5個(gè),U不可能是ⅠA族~ⅣA族元素,U的第一電離能較大,U可能是0族元素,化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像U元素的是氦。 (5)用“均攤法”,小黑球(Na+):8個(gè),大白球(O2-):8×+6×=4,X的化學(xué)式為Na2O。晶胞的體積為(0.566 nm)3=(0.566×10-7)3 cm3,1 mol晶胞的體積為(0.566×10-7)3cm3×NA,1 mol晶胞的質(zhì)量為4×62 g,晶體X的密度為=2.27 g·cm-3。 答案:(1)B和Al　p　(2)2s22p1　-3　3　(3)離子鍵、共價(jià)鍵　直線形　(4)D　(5)Na2O　=2.27 g·cm-3