高考壓軸特訓 題型五 物質結構與性質(選考)

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1、 題型五　物質結構與性質(選考) 1.(2018韶關市高三4月模擬)硼和氮的單質及一些化合物在工農業(yè)生產等領域有著重要應用?；卮鹣铝袉栴}： (1)N原子核外有________種不同運動狀態(tài)的電子。基態(tài)N原子中，能量最高的電子所占據的原子軌道的形狀為________。 (2)經測定發(fā)現，N2O5固體由NO和NO兩種離子組成，該固體中N原子雜化類型為____________；與NO互為等電子體的微粒有____________(寫出一種)。 (3)銨鹽大多不穩(wěn)定。NH4F、NH4I中，較易分解的是________，原因是____________________ _____________

2、_______________________________________________________________________________________________________________。 (4)第二周期中，第一電離能介于B元素和N元素間的元素為____________(填元素符號)。 (5)晶體硼有多種變體，但其基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體(見圖Ⅰ)，每個頂點為一個硼原子，每個三角形均為等邊三角形。則每一個此基本結構單元由________個硼原子構成；若該結構單元中有2 個原子為10B(其余為11B)，那么該結構單元有________種不同

3、類型。 (6)硼和氮構成的一種氮化硼晶體的結構與石墨晶體結構相類似，B、N原子相互交替排列(見圖Ⅱ)，其晶胞結構如圖Ⅲ所示。設層內B—N核間距為a pm，面間距為b pm，則該氮化硼晶體的密度為____________gcm－3(用含a、b、NA 的代數式表示)。 答案　(1)7　啞鈴形 (2)sp、sp2　SCN－、CO2、CS2、N等中的任一種 (3)NH4F　F原子半徑比I原子小，H—F鍵比H—I鍵強(H—F鍵更易形成)，F－更易奪取NH中的H＋ (4)Be、C、O (5)12　 3 (6)(或、或) 解析　(1)原子核外沒有兩個運動狀態(tài)完全相同的電子，有幾個電子就有

4、幾種運動狀態(tài)，N原子核外有7個電子，所以有7種不同運動狀態(tài)的電子；基態(tài)N原子的電子排布式為1s22s22p3，能量由低到高，由里到外排布，則能量最高的電子所占據的原子軌道為2p軌道，呈啞鈴形。 (2)NO中N的價電子數為＝2，雜化軌道類型為sp；NO中N的價電子數為＝3，雜化類型為sp2；含有相同原子數和相同價電子數的微?；榈入娮芋w，與NO互為等電子體的微粒有SCN－、CO2、CS2、N等。 (3)銨鹽大多不穩(wěn)定。NH4F、NH4I中，較易分解的是NH4F，原因是F原子半徑比I原子小，H—F鍵比H—I鍵強(H—F鍵更易形成)，F－更易奪取NH中的H＋。 (4)同一周期元素中，元素的第一

5、電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子最外層電子處于該軌道的全充滿、半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以其第一電離能大于其相鄰元素，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素。 (5)頂點數：＝12(個)(共20個面，每個面均為正三角形，有三個頂點，而每個頂點都同時屬于5個面，所以有12個原子)。 (6)根據圖Ⅲ可知一個晶胞中含有N原子數為4＋2＝2，B原子數為8＋1＝2，將一個六邊形切成相等的六個，每個的底為a pm＝a10－10 cm，高為＝ pm，面積為6a＝ pm2＝10－20 cm2，晶胞的體積為10－20 cm2b 10－10 cm2＝3a2

6、b10－30 cm3，故密度為ρ＝ gcm－3＝ g cm－3＝ gcm－3。 2.(2018珠海市高三3月質檢)(1)固體可分為晶體、非晶體和準晶體三大類，可通過________________方法區(qū)分晶體、非晶體和準晶體，以色列科學家丹尼爾謝赫特曼因發(fā)現錳的化合物準晶體而獲得了2011年諾貝爾化學獎?；鶓B(tài)Mn原子的電子排布式為________________。 (2)PCl3的立體構型為____________，中心原子的雜化軌道類型為________。 (3)硼的鹵化物在工業(yè)中有重要作用，硼的四種鹵化物的沸點如下表所示。 BF3 BCl3 BBr3 BI3 沸點/K

7、 172 285 364 483 ①四種鹵化物沸點依次升高的原因是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②B、C、N、O四種元素第一電離能由小到大的順序為____________。 ③用BF3分子結構解釋反應BF3(g)＋NH4F(s)===NH4BF4(s)能夠發(fā)生的原因：_____________________________________________________

8、___________________ ________________________________________________________________________。 (4)碳元素的單質有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結構圖： 回答下列問題 ①石墨晶體中，層內C—C鍵的鍵長為142 pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154 pm，其原因是金剛石中只存在C—C間的________共價鍵，而石墨層內的C—C間存在________鍵。 ②金剛石晶胞含有________個碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率___

9、_____(不要求計算結果)。 答案　(1)X射線衍射　[Ar]3d54s2 (2)三角錐形　sp3 (3)①分子結構相似，相對分子質量增大，分子間作用力逐漸增強?、贐

10、 ②同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但N原子的2p為半充滿結構，較為穩(wěn)定，第一電離能最大，B、C、N、O四種元素第一電離能由小到大的順序為B＜C＜O＜N。 ③BF3分子中硼原子有空軌道，F－有孤對電子，能通過配位鍵形成BF，因此反應BF3(g)＋NH4F(s)===NH4BF4(s)能夠發(fā)生。 (4)①金剛石中碳原子以sp3雜化，形成四條雜化軌道，全部形成σ鍵，石墨中碳原子以sp2雜化，形成三條雜化軌道，還有一條未雜化的p軌道，三條雜化軌道形成σ鍵，而未雜化p軌道形成π鍵。 ②晶胞中頂點微粒數為：8＝1，面心微粒數為：6＝3，體內微粒數為4，共含有8個碳原子；晶胞內含有四個

11、碳原子，則晶胞體對角線長度與四個碳原子直徑相同，即a＝8r，r＝a；碳原子的體積為：8πr3，晶胞體積為：a3，碳原子的空間利用率為：＝＝＝。 3.(2018河南省六市高三聯考)在照相底片的定影過程中，未曝光的溴化銀(AgBr)常用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶解，反應生成Na3[Ag(S2O3)2]；在廢定影液中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的銀轉化為Ag2S，并使定影液再生。將Ag2S在高溫下轉化為Ag，就達到了回收銀的目的。 (1)銅、銀、金在元素周期表中位于同一族相鄰周期，基態(tài)銀原子的最外層電子排布式為________。 (2)Na、O、S簡單離子半徑由大到小的順序

12、為__________________________________。 (3)S2O離子結構如圖所示，其中心硫原子的雜化軌道類型為________。 (4)寫出AgBr溶于Na2S2O3溶液的離子反應方程式： ________________________________________________________________________。 Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有離子鍵、共價鍵、________。 (5)在空氣中灼燒Ag2S生成Ag和SO2，SO2分子中硫原子的價層電子對數為__________，其分子空間構型為________。SO2易溶于

13、水，原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)現在人們已經有多種方法來測定阿伏加德羅常數，X射線衍射法就是其中的一種，通過對金晶體的X 射線衍射圖像的分析，可以得出金晶體的晶胞屬于面心立方晶胞(與銅的晶胞相似)。若金原子的半徑為a m，金的密度為ρ gcm－3，金的摩爾質量為M gmol －1，試通過這些數據列出計算阿伏加德羅常數的算式_________________________________

14、____。 答案　(1)5s1 (2)S2－、O2－、Na＋ (3)sp3 (4)AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3－＋Br－　配位鍵 (5)3　V形　根據相似相溶原理，SO2和水均為極性分子，且SO2和水反應 (6)NA＝ mol－1 解析　(1)銅、銀、金在元素周期表中位于同一族相鄰周期，基態(tài)銅原子的最外層電子排布式為4s1，則基態(tài)銀原子的最外層電子排布式為5s1。 (2)電子層數越多，離子半徑越大，核外電子排布相同的離子，原子序數越大，離子半徑越小，則Na、O、S簡單離子半徑由大到小的順序為S2－、O2－ 、Na＋。 (3)由S2O離子結構示意圖可知，其中

15、心硫原子形成4個σ鍵，則中心硫原子的雜化軌道類型為sp3。 (4)AgBr與Na2S2O3溶液反應生成Na3[Ag(S2O3)2]和NaBr，該反應的離子反應方程式為AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3－＋Br－，Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有離子鍵、共價鍵和配位鍵。 (5)SO2分子中硫原子的價層電子對數為2＋＝3，因SO2分子中含有1個孤電子對，所以其分子空間構型為V形，因SO2和水均為極性分子，且SO2可以和水發(fā)生反應，所以SO2易溶于水。 (6)金晶體的晶胞屬于面心立方晶胞，則1個晶胞中含有金原子的個數為8＋6＝4，金原子的半徑為a102 cm，則金晶胞

16、的邊長為2a102 cm，所以金的密度為ρ＝，解得NA＝ mol－1。 4.鐵、鈦、鎳等過渡元素在工業(yè)生產和科學研究中具有重要作用，請回答下列問題。 (1)有機鐵肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名稱叫三硝酸六尿素合鐵，是一種配合物，它的中心離子Fe3＋的價電子排布式為________；該配合物中N 原子的雜化方式有____________________；它所含非金屬元素的電負性由小到大的順序是________________。 (2)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的“第三金屬”，也叫“未來金屬”。 ①鈦位于周期表的________區(qū)，基態(tài)Ti原子的電子占據了________個原子

17、軌道。 ②工業(yè)上可用TiCl4(常溫下呈液態(tài))與Mg高溫下反應制備鈦單質，同時生成MgCl2，詳細解釋TiCl4熔點比MgCl2低很多的原因：_______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)鎳與CO生成的配合物Ni(CO)4中，易提供孤電子對的成鍵原子是___

18、_____(填元素名稱)；1 mol Ni(CO)4中含有的σ鍵數目為________；寫出與CO互為等電子體的一種陰離子的化學式________。 (4)鎳鈦記憶合金用于飛機和宇宙飛船。已知一種鎳鈦合金的晶胞結構如圖所示，其中Ti原子采用面心立方最密堆積方式，該合金中與Ti原子距離最近且相等的Ni原子個數為________；若合金的密度為ρ gcm－3，NA代表阿伏加德羅常數的值，則晶胞中兩個鈦原子間的最近距離是________pm(用含ρ和NA的計算式表示，不必化簡)。 答案　(1)3d5　sp3雜化和sp2雜化　H

19、破壞分子間作用力；而MgCl2屬于離子晶體，熔融時破壞離子鍵，分子間作用力比離子鍵弱得多，所以TiCl4熔點低得多 (3)碳　8NA　CN－(或C) (4)6　1010 解析　(1)Fe元素為26號元素，原子核外有26個電子，所以核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2，鐵原子失去最外層4s能級上的2個電子，然后失去3d能級上的1個電子形成Fe3＋，Fe3＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，所以基態(tài)Fe3＋的價電子排布式為3d5；由尿素分子的結構式H2NCONH2可知，尿素分子中N原子成3個單鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為4，N原子采取sp3雜化

20、；NO中含有3對價層電子對，其離子構型為平面三角形，N原子采取sp2雜化；元素非金屬性越強電負性越大，故電負性：H

21、學鍵稱為配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是碳原子；Ni(CO)4中的配離子中Ni原子和C原子之間有4個σ鍵，CO分子中C和O之間存在1個σ鍵，1個π鍵，1個配位鍵，因此4個CO有4個σ鍵，故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ鍵即8NA；CO分子中含有2個原子、價電子數是10，與CO互為等電子體的陰離子微粒有CN－或C。 (4)Ti原子采用面心立方最密堆積方式，若以Ti在頂點，則合金中與Ti原子距離最近且相等的Ni原子在棱上，個數為6；利用均攤法計算，每個晶胞中含有Ti：8＋6＝4個，Ni：12＋1＝4個，若合金的密度為ρ gcm－3，NA代表阿伏加德羅常數的值，則晶胞體積為V＝＝＝ cm3，邊長為 cm，兩個鈦原子間的最近距離是邊長的，為 cm＝1010 pm。