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，