届高考化学一二轮衔接专题整合十九 物质结构与性质选修3作业.docx
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届高考化学一二轮衔接专题整合十九物质结构与性质选修3作业
专题整合(十九) 物质结构与性质
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[一题串知·迁移练]
M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。
M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。
[串知设计]
(1)R基态原子的电子排布式是________,X和Y中电负性较大的是______(填元素符号)。
(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是
________________________________________________________________________,
X与M形成的XM3分子的空间构型是________。
(3)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是________(填离子符号)。
答案:
(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 Cl
(2)H2S分子间不存在氢键,H2O分子间存在氢键 平面三角形
(3)Na+
[保分题目·综合练]
1.A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型,C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。
回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为________________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是________(填分子式),原因是________________________________________________________________________;
A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为________,中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)化合物D2A的立体构型为________,中心原子的价层电子对数为________,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为____________________________。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566nm,F的化学式为________;晶胞中A原子的配位数为________;列式计算晶体F的密度(g·cm-3)________。
解析:
由A2-和B+具有相同的电子构型可知,A是氧元素,B是钠元素;由C元素原子核外电子总数是最外层电子数的3倍可知,C元素是磷元素;A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大,C、D为同周期元素,且D元素最外层有一个未成对电子,因此D是氯元素。
(1)元素的非金属性:
O>Cl>P,则电负性:
O>Cl>P,Na是金属,其电负性最小;P的电子数是15,根据构造原理可写出其核外电子排布式。
(2)氧元素有O2和O3两种同素异形体,相对分子质量O3>O2,范德华力O3>O2,则沸点O3>O2。
A和B的氢化物分别是H2O和NaH,所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。
(3)PCl3分子中P含有一对孤电子对,其价层电子对数为4,因此其立体构型为三角锥形,中心原子P的杂化轨道类型为sp3。
(4)Cl2O分子中心原子O原子含有2对孤电子对,其价层电子对数为4,因此其立体构型为V形;根据电子守恒和质量守恒可写出Cl2与湿润的Na2CO3反应的化学方程式。
(5)根据化合物F的晶胞结构,利用均摊法可计算出氧原子个数:
N(O)=8×+6×=4,钠原子全部在晶胞内,N(Na)=8,因此F的化学式为Na2O;以顶角氧原子为中心,与氧原子距离最近且等距离的钠原子有8个,即晶胞中A原子的配位数为8;晶胞参数即晶胞的棱长a=0.566nm,晶体F的密度==≈2.27g·cm-3。
答案:
(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力较大 分子晶体 离子晶体
(3)三角锥形 sp3
(4)V形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(5)Na2O 8 ≈2.27g·cm-3
2.黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物。
火法冶炼黄铜矿的过程中,其中一步反应是2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2。
回答下列问题:
(1)Cu+的价电子轨道表示式为_________________________________________;
Cu2O与Cu2S比较,晶格能较大的是________。
(2)新制的Cu(OH)2能够溶于过量浓碱溶液中,反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)SO2中心原子的价层电子对数目为________,SO2的分子构型为________。
(4)将纯液态SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图Ⅰ所示。
此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是________;该结构中S—O键键长有两类,一类键长约为140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为________(填图中字母)。
(5)CuFeS2的晶胞如图Ⅱ所示。
CuFeS2的晶胞中与Cu原子距离最近且相等的Fe原子有________个;其晶体密度ρ=________________________________________________
g·cm-3(列出表达式即可)。
解析:
(3)SO2中的中心原子S上有1对孤对电子,故其价层电子对数目为1+2=3,SO2的分子构型为V形。
(4)根据题图Ⅰ,知固态SO3中S原子无孤对电子,1个S原子与4个O原子形成S—O键,故其杂化轨道类型为sp3。
S—O键a中O原子不被共用,而S—O键b中O原子被两个S原子共用,故a的键长较短。
(5)根据题图Ⅱ,知距离Fe原子最近且相等的Cu原子有8个,故距离Cu原子最近且相等的Fe原子有8个。
该晶胞中Cu原子的个数为8×+4×+1=4,Fe原子的个数为6×+4×=4,S原子的个数为8,其晶体密度ρ=g÷(524×10-10cm×524×10-10cm×1048×10-10cm)=×107g·cm-3。
答案:
(1)
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Cu2O
(2)Cu(OH)2+2OH-===[Cu(OH)4]2-
(3)3 V形 (4)sp3 a (5)8 ×107
3.金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
(1)Ti基态原子的价电子排布式为________________。
(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。
电负性:
C________B(填“>”或“<”,下同);第一电离能:
N________O,原因是________________________________。
(3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。
FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。
SO的空间构型为________形,其中硫原子的杂化方式为________,写出与SO互为等电子体的一种分子的化学式:
________________。
(4)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3,CaTiO3的晶体结构如图1,Ti位于立方体的体心。
该晶体中,Ca2+的配位数为________。
(5)Fe能形成多种氧化物,其中FeO晶胞结构如图2。
FeO晶胞边长为428pm,则FeO晶体的密度为________g·cm-3(阿伏加德罗常数的值用NA表示,1pm=10-12m,写出计算式即可)。
解析:
(1)Ti原子核外电子数为22,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,价电子排布式为3d24s2;
(2)同周期自左而右元素电负性增大,故电负性C>B,N原子中的2p轨道处于半充满状态,更稳定,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能N>O;(3)SO中S原子孤电子对数=×(6+2-2×4)=0,价层电子对数=4,为正四面体结构,杂化轨道数目为4,S原子杂化方式为sp3;原子数目相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体,SO的一种等电子体的一种分子为CCl4、SiCl4、SO2Cl2等;(4)CaTiO3的晶体结构中Ti位于立方体的体心,由晶胞结构图和化学式可知,顶点为Ca2+,面心为O2-,该晶体中每个顶点Ca2+与面心的O2-相邻,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用,晶体中,Ca2+和周围紧相邻O2-数目为×(3×8)=12,即Ca2+的配位数为12;(5)FeO晶胞中含有的Fe数目为8×+6×=4,O原子数目为12×+1=4,则FeO晶体的密度为g·cm-3。
答案:
(1)3d24s2
(2)> > N原子中的2p轨道处于半充满状态,更稳定
(3)正四面体 sp3 CCl4、SiCl4、SO2Cl2等(任写一种)
(4)12 (5)
4.A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。
A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3;工业上电解熔融C2A3制取单质C;B、E均除最外层只有2个电子外,其余各层全充满,E位于元素周期表的ds区。
回答下列问题:
(1)B、C中第一电离能较大的是________,基态D原子价电子的轨道表达式为________________,DA2分子的VSEPR模型是________________。
(2)实验测得C与氯元素形成化合物的实际组成为C2Cl6,其球棍模型如图1所示。
已知C2Cl6在加热时易升华,与过量的NaOH溶液反应可生成Na[C(OH)4]。
①C2Cl6属于________(填晶体类型)晶体,其中C原子的杂化轨道类型为________杂化。
②[C(OH)4]-中存在的化学键有________________。
③C2Cl6与过量的NaOH溶液反应的化学方程式为___________________________
________________________________________________________________________。
(3)B、C的氟化物晶格能分别是2957kJ·mol-1、5492kJ·mol-1,二者相差很大的原因是__________________________________________________________________________。
(4)D与E所形成化合物晶体的晶胞如图2所示。
①在该晶胞中,E的配位数为________。
②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。
图2晶胞中,原子坐标参数a为(0,0,0);b为;c为,则d原子的坐标参数为________。
③已知该晶胞的密度为ρg·cm-3,则其中两个D原子之间的距离为________pm(列出计算式即可)。
解析:
由“A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3”可推断出A、D分别是O、S;工业上一般通过电解熔融的Al2O3制备单质Al,所以C是Al;位于ds区的第四周期元素有Cu和Zn两种,最外层只有2个电子的是Zn,故E是Zn;B位于O、Al之间,且其最外层只有2个电子,则B是Mg。
(2)①由于Al2Cl6在加热时易升华,所以其是分子晶体;由于每个Al原子都形成4个σ键,故Al原子的杂化轨道类型为sp3杂化。
②[Al(OH)4]-中O原子与H原子以共价键结合,