高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練12 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修）（含解析）-人教版高三選修化學(xué)試題

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1、專題能力訓(xùn)練12　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修) (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 非選擇題(共6小題,共100分) 1.(2018全國(guó)Ⅲ)(18分)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(wèn)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)　　　　(填“大于”或“小于”)I1(Cu),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872 ℃),其化學(xué)鍵類型是　　　　　;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶

2、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(gòu)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(zhǎng)為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為　　　　　　　 g·cm-3(列出計(jì)算式)。? 答案:(1)[Ar]3d104s2　(2)大于　Zn的3d能級(jí)與4s能級(jí)為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子 (3)離子鍵　ZnF2為離子化合物,ZnCl2、Zn

3、Br2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小 (4)平面三角形　sp2 (5)六方最密堆積(A3型)　65×6NA×6×34×a2c 解析:(3)由ZnF2的熔點(diǎn)較高可知ZnF2是離子晶體,化學(xué)鍵類型是離子鍵;根據(jù)相似相溶原理,由ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的溶解性可知,這三種物質(zhì)為分子晶體,化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小。 (4)CO32-的價(jià)層電子對(duì)數(shù):4+22=3,故C原子是sp2雜化,CO32-空間構(gòu)型是平面三角形。 (5)由題圖可知,堆積方式為六方最密堆積(A3型);晶胞中Zn原子個(gè)數(shù)為12×16+2×12+3=6,根據(jù)ρ=mV,可得Zn的密度為65×6NA×6×34×

4、a2c g·cm-3。 2.(2017全國(guó)Ⅱ)(18分)我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列問(wèn)題: (1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為　　　　　　　　　　　　　。? (2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 圖(a)

5、 圖(b) (3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。 ①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為　　　　,不同之處為　　　　。(填標(biāo)號(hào))? A.中心原子的雜化軌道類型 B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù) C.立體結(jié)構(gòu) D.共價(jià)鍵類型 ②R中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為　　　個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)Πmn表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Π66),則N5-中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　。? ③圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(NH4+)N—H…Cl、　　　　　　　　　　　、　。? (4)R

6、的晶體密度為d g·cm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元,該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為　　　　　　　　　　　　　　。? 答案:(1) (2)從左到右原子半徑減小,元素非金屬性增強(qiáng),得電子能力增強(qiáng)　N的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài) (3)①ABD　C　②5　Π56 ③(H3O+)O—H…N(N5-)　(NH4+)N—H…N(N5-) (4)y=d×(a×10-7)3×NAM 解析:(1)氮原子位于第二周期第ⅤA族,價(jià)電子是最外層電子,其價(jià)電子排布圖為。 (2)根據(jù)圖(a)可知,同周期從左到右,元素的原子半徑逐漸減小,

7、元素非金屬性增強(qiáng),得到電子能力增強(qiáng),因此同周期從左到右元素的第一電子親和能(E1)增大;N原子的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài),原子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,故氮元素的E1呈現(xiàn)異常。 (3)①根據(jù)圖(b)可知,陽(yáng)離子分別為NH4+和H3O+,NH4+中的中心原子N形成4個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為5-1-4×12=0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化類型是sp3;H3O+中的中心原子O形成3個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為6-1-32=1,其VSEPR模型是正四面體形,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化類型是sp3,離子空間構(gòu)型是三角錐形,故二者相同之處為ABD,不同之處為C。②根據(jù)圖(b)可知,N5-中的σ鍵總數(shù)為5;根據(jù)信息可知N5-中的大π鍵應(yīng)表

8、示為Π56;③圖(b)所示結(jié)構(gòu)中還有的氫鍵是(H3O+)O—H…N(N5-)和(NH4+)N—H…N(N5-)。 (4)一個(gè)晶胞體積為(a×10-7)3 cm3,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為yMNA g,根據(jù)密度的定義式可得d=yMNA(a×10-7)3 g·cm-3,解之y=dNA(a×10-7)3M。 3.(18分)鹵族元素的單質(zhì)和化合物很多,我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解。 (1)鹵族元素位于周期表的　　區(qū);溴的價(jià)電子排布式為　　　　　　　。? (2)在一定濃度的溶液中,氫氟酸是以二分子締合(HF)2形式存在。使氫氟酸分子締合的作用力是　　　　　　　　　　。? (3)

9、請(qǐng)根據(jù)下表提供的第一電離能數(shù)據(jù)判斷:最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽(yáng)離子的鹵素原子是　　。 氟 氯 溴 碘 鈹 第一電離能(kJ·mol-1) 1 681 1 251 1 140 1 008 900 (4)已知高碘酸有兩種形式,化學(xué)式分別為H5IO6()和HIO4,前者為五元酸,后者為一元酸。請(qǐng)比較二者酸性強(qiáng)弱:H5IO6　　(填“>”“<”或“=”)HIO4。? (5)已知ClO2-為角形,中心氯原子周圍有四對(duì)價(jià)層電子。ClO2-中心氯原子的雜化軌道類型為　　　。 (6)下圖為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)。有關(guān)說(shuō)法中正確的是　　　　　　　。? 碘晶體晶胞 A

10、.碘分子的排列有2種不同的取向,2種取向不同的碘分子以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu) B.用均攤法可知平均每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘原子 C.碘晶體為無(wú)限延伸的空間結(jié)構(gòu),是原子晶體 D.碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力 (7)已知CaF2晶體(見下圖)的密度為ρ g·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,相鄰的兩個(gè)Ca2+的核間距為a cm,則CaF2的相對(duì)質(zhì)量可以表示為　　　　　　　。? 氟化鈣晶胞 答案:(1)p　4s24p5　(2)氫鍵　(3)碘　(4)<　(5)sp3雜化　(6)A　(7)22a3ρ NA 解析:(1)溴位于第四周期第ⅦA族,所以價(jià)電子數(shù)為7;(3)應(yīng)注

11、意鈹不屬于鹵素原子;(4)后者的非羥基氧為3個(gè),前者只有1個(gè),所以后者酸性強(qiáng);(5)中心原子氯原子形成兩個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)=7-2×2+12=2,sp3雜化;(6)在立方體的頂面上,有5個(gè)I2,4個(gè)方向相同,結(jié)合其他面考慮可知A項(xiàng)正確;每個(gè)晶胞中有4個(gè)碘分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;此晶體是分子晶體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;碘原子間只存在非極性共價(jià)鍵,范德華力存在于分子與分子之間,D項(xiàng)錯(cuò)誤;(7)一個(gè)晶胞中含有Ca2+為頂點(diǎn)(1)+面心(3)=4;含有F-為8個(gè);相鄰的Ca2+是頂點(diǎn)與面心的距離最短,所以該晶胞的棱長(zhǎng)為2a cm,一個(gè)晶胞的體積為22a3 cm3,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為4×MNA g,依據(jù)ρ=晶胞質(zhì)量晶胞體積列

12、式計(jì)算。 4.(16分)氮元素可形成氫化物、鹵化物、氮化物、疊氮化物和配合物等多種化合物。 (1)肼(N2H4)可用作火箭燃料,其原理是N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g),若反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂,則形成的π鍵有　　 mol。? (2)F2和過(guò)量NH3在銅催化作用下反應(yīng)生成NF3,NF3分子的立體構(gòu)型為　　　　　　　　。? (3)鐵和氨氣在640 ℃可發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)物之一的晶胞結(jié)構(gòu)見圖a。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)疊氮化鈉(NaN3)分解反應(yīng)為2NaN3(s)2Na(l)+3N2(g

13、),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是　　　(填序號(hào))。? A.常溫下,N2很穩(wěn)定,是因?yàn)镹的電負(fù)性大 B.鈉晶胞結(jié)構(gòu)見圖b,每個(gè)晶胞含有2個(gè)鈉原子 C.第一電離能(I1):N>O>P>S D.NaN3與KN3結(jié)構(gòu)類似,晶格能:NaN3

14、mol N2H4,生成32 mol N2,形成3 mol π鍵;(2)N最外層有5個(gè)電子與3個(gè)F形成3個(gè)σ鍵,還余2個(gè)電子形成1個(gè)孤電子對(duì),為sp3雜化,三角錐形;(3)1個(gè)晶胞含有4個(gè)鐵原子、1個(gè)氮原子,所以化學(xué)式為Fe4N,依據(jù)元素守恒還生成氫氣;(4)N2很穩(wěn)定是因?yàn)樾纬蒒≡N,A項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)相似,K+的離子半徑比較大,所以晶格能小,D項(xiàng)錯(cuò)誤;(5)—CH3中碳原子以4個(gè)單鍵與4個(gè)原子相連為sp3雜化,其余碳原子均形成3個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,無(wú)孤對(duì)電子,為sp2雜化。 5.(18分)開發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是氫能利用的重要研究方向。 (1)金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料。 ①LiH中,

15、離子半徑:Li+　　H-(填“>”“=”或“<”)。? ②某儲(chǔ)氫材料是第三周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示: I1(kJ·mol-1) I2(kJ·mol-1) I3(kJ·mol-1) I4(kJ·mol-1) I5(kJ·mol-1) 738 1 451 7 733 10 540 13 630 M是　　(填元素符號(hào))。? (2)某種新型儲(chǔ)氧材料的理論結(jié)構(gòu)模型如圖所示,圖中虛線框內(nèi)碳原子的雜化軌道類型有　　種。? (3)分子X可以通過(guò)氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”而成為潛在的儲(chǔ)氫材料。X一定不是　　(填標(biāo)號(hào))。? A.H2O B.CH4 C.H

16、Cl D.CO(NH2)2 答案:(1)①

17、　　　。? (2)CuSO4中SO42-的中心原子的雜化軌道類型為　　　 　　;Cu(NO3)2晶體中NO3-的空間立體構(gòu)型是　　　　　　　。? (3)CuSO4晶體熔點(diǎn)560 ℃,Cu(NO3)2晶體熔點(diǎn)115 ℃。前者比后者熔點(diǎn)高的原因是　　　　　　　。 (4)CuSO4·5H2O溶解于水后溶液呈天藍(lán)色,滴加氨水首先生成沉淀,繼續(xù)滴加氨水沉淀溶解,得到深藍(lán)色透明溶液。沉淀加氨水后得到深藍(lán)色溶液的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　;判斷NH3和H2O與Cu2+的配位能力:NH3　　　　(填“>”“=”或“<”)H2O。? (5)某種Cu與O形成的氧化物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①該晶胞原子坐標(biāo)參數(shù)a(0,0,0),b(1,0,0),c(12,12,12)。則d原子的坐標(biāo)參數(shù)為　　　　　　　　,該氧化物的化學(xué)式為　　　　　　。? ②若該氧化物晶胞參數(shù)為a pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體密度ρ=　　　　　　　 g·cm-3(列出數(shù)學(xué)表達(dá)式,1 pm=10-12 m)。? 答案:(1)　S、N、O (2)sp3　平面三角形 (3)SO42-比NO3-所帶電荷多,故CuSO4的晶格能較大 (4)Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-　> (5)①(14,14,14)　Cu2O?、?88×1030a3·NA