专题20 物质结构与性质练高考化学考点全突破 含Word文档下载推荐.docx
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(2)铍与相邻主族的铝元素性质相似。
下列有关铍和铝的叙述正确的有_____(填标号)。
A.铍属于s区主族元素B.电负性都比镁大
C.铝的第一电离能比镁小D.氯化物的水溶液pH均大于7
(3)铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成(最密堆积)。
铍的熔点(155lK)比铝的熔点(930K)高,原因是_______________________________________________________。
(4)氯化铍在气态时存在BeC12分子(a)和二聚分子(BeCl2)2(b),固态时则具有如下图所示的链状结构(c)。
①a属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。
②b中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上。
b的结构式为____________________(标出配位键)。
③c中Be原子的杂化方式为__________。
④氯化铍晶体(c)中存在的作用力有__________(填标号)。
A.配位键B.σ键C.极性键D.非极性键E.离子键
(5)BeO立方晶胞如下图所示。
①BeO晶体中,O2-的配位数为___________。
②若BeO晶体的密度为dg/cm3,则晶胞参数
a=___________________________nm(列出计算式即可)。
【答案】3d54s1ABCBe原子半径比Al原子半径小,金属键更强非极性
sp3ABC4
(4)①BeC12分子不Be的杂化类型是sp杂化,BeC12分子空间构型是直线形,3原子共线且分子结构对称,所以它属于非极性分子。
②(BeCl2)2中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上,所以(BeCl2)2是以两分子BeC12以配位键缔合成分子,则Be原子的杂化方式为sp2杂化,所以b的结构式为
③
中Be原子都形成4个σ键,其价层电子对数为4,所以Be原子杂化方式为sp3。
④与b相似,氯化铍晶体(c)中存在的作用力有.配位键、σ键、极性键,所以选ABC。
(5)①由图可知,Be2+的配位为4,再由BeO的化学式可知,O2-的配位数也是4。
②由图可知,该晶胞中有4个铍离子,所以1mol此晶胞有4molBeO,其质量为100g,其体积为NAa3,若BeO晶体的密度为dg/cm3,则
dg/cm3,晶胞参数
a=
cm=
cm=
nm。
点睛:
本题电负性比较、第一电离能比较、杂化类型判断和有关晶胞的计算都较难。
要求我们要掌握好电负性和第一电离能的变化规律,会根据价层电子对数、分子结构示意图中单键和双键的数目以及分子内原子在空间的排列方式来判断杂化类型,会用1mol晶胞计算晶体的密度或其它相关参数。
学科@网
3.【云南省师范大学附属中学2018届高三月考】卤素化学丰富多彩,化合物类型多,如卤化物、卤素互化物、多卤化物等;
还有拟卤素,形成的单质和化合物。
(1)溴元素在周期表中的位置为________________,碘原子的价层电子排布图为________________。
(2)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2。
这是由于_______________________。
(3)I3+属于多卤素阳离子,其空间构型为_____________。
中心原子的杂化轨道类型为______________。
(4)卤素互化物如IBr、ICl等与卤素单质结构和性质相似。
Cl2、IBr、ICl沸点由高到低的顺序为__________。
(5)拟卤素(CN)2、(SCN)2等的性质也与卤素单质性质相似,其中(CN)2组成中电负性较大的元素是___________;
写出与SCN-互为等电子体的微粒的化学式:
______________(写两种),在硫酸铜溶液中加入过量KCN溶液生成的配离子[Cu(CN)4]2-的配位数为____________。
(6)请推测①HC1O4、②HIO4、③H5IO6[可写成(HO)5IO]三种物质的酸性由强到弱的顺序
为______________(填序号)。
(7)由卤族元素F和K、Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示,该晶体的密度为dg·
cm-3,则阿伏加德罗常数为_______________(只要求列出算式)。
【答案】第四周期第ⅦA族
HF分子间可形成氢键V形sp3IBr
ICl
Cl2NCO2、
CS24①②③
mol−1(其他合理答案也给分)
与SCN-互为等电子体的微粒的化学式:
CO2、CS2;
配离子[Cu(CN)4]2-的配位数为4;
(6)含非羟基氧原子个数越多,酸性越强,非羟基氧分别为3、3、1,但非金属性Cl>I,则酸性为①②③;
(7)晶胞中含有K为8/4+2=4,F为8/4+8/4+4/2+2=8,Ni为8/8+1=2,化学式为K4Ni2F8,式量为39×
4+59×
2+19×
8=426,根据根据ρ=m/V,得NA=m/dV=
mol−1。
4.【长春外国语学校2018届高三期中考试】M、Q、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素。
M原子核外电子有6种运动状态,R和X同主族。
Z、W是第四周期过渡元素,Z2+的外围电子数是W+的外围电子数的一半,W+没有未成对电子。
请回答下列问题:
(1)W+的外围电子排布图为__________。
(2)M、Q和R第一电离能由小到大的顺序是________(用元素符号表示)。
(3)Q的气态氢化物极易溶于R的常见氢化物,其原因有__________________。
该浓液显碱性,请用结构表示出两者的主要结合方式_________。
(4)在上述元素形成的微粒中,和MR2互为等电子体的有________(分子和离子各写一种),Q与Y形成的QY3分子的空间构型是__________。
(5)MR2晶体和W晶体的晶胞如图表示(●表示一个MR2分子或一个W原子)。
①在MR2晶体中,最近的分子间距为a㎝,则晶体密度为____g/㎝3(阿伏加德罗常数的值用NA表示,不必计算结果)。
②W晶体中A、B、C、D围成正四面体空隙,该晶胞中正四面体空隙的数目为_____。
某种Z的硫化物晶体中S2-以W晶体中W原子的方式堆积,Z2+填充在正四面体空隙中,则Z2+的填充率(填充Z2+的正四面体空隙数和正四面体空隙总数之比)为_______。
【答案】3d
C<
O<
NNH3与H2O分子间可形成氢键;
NH3为极性分子,根据相似相溶原理易溶于极性溶剂水中;
NH3与水反应,产物易溶于水
N2O,SCN-三角锥形
850%
【解析】M原子核外电子有6种运动状态,说明X核外有6个电子,即M为C,W+没有未成对电子,W属于第四周期的过渡元素,因此W为Cu,Z2+的外围电子数是Cu+的外围电子数的一半,即Z的外围电子
杂化类型为sp3,空间构型为三角锥形;
(5)考查晶胞的计算,①根据晶胞的结构,CO2最近的距离是面对角线的1/2,即晶胞的边长为
acm,晶胞的体积为(
a)3cm3,根据晶胞结构,一个晶胞中含有CO2的个数为8×
1/8+6×
1/2=4,则晶胞的质量为4×
44/NAg,根据密度的定义,密度为4×
44/[NA×
(
a)3]g/cm3=
g/cm3;
②根据晶胞的结构,一个顶点形成一个正四面体形,共有8个顶点,形成8个正四面体形;
S2-的化合价-2价,Mn的化合价为+2价,则化学式为MnS,S2-占据Cu的位置,晶胞中S2-的个数为4,则Mn2+的个数为4,即填充到4个正四面体形中,晶胞中共有8个正四面体形,即填充率为4/8×
100%=50%。
5【重庆市第一中学2018届高三期中考试】.硅、磷、硫、氯都是第三周期的非金属元素,它们在工农业生产中都有重要的用途。
(1)基态硅原子的电子排布图为_________________________________________________;
硫的基态原子能量最高的电子云在空间有________________个伸展方向,原子轨道呈________________形。
(2)硅、磷、硫的第一电离能由大到小的顺序为________________。
(3)单质磷与Cl2反应,可以生产PC13和PC15。
其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中,P原子的杂化轨道类型为________________,其分子的空间构型为________________。
(4)H3PO4为三元中强酸,与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2],此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。
基态Fe3+核外电子排布式为__________;
PO43-作为___________为Fe3+提供________________。
(5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,下图为其晶胞,硼原子与磷原子最近的距离为acm。
用Mg/mol表示磷化硼的摩尔质量,NA表示阿伏加德罗常数的值,则磷化硼晶体的密度为_________g/cm3。
【答案】
3哑铃P>
S>
Sisp3杂化三角锥形[Ar]3d5配体孤电子对
其中PC13各原子均满足8电子稳定结构,分子中价层电子对数n=
=4,P原子的杂化轨道类型为sp3杂化,其分子的空间构型为三角锥形。
基态Fe3+核外电子排布式为[Ar]3d5;
PO43-作为配体为Fe3+提供孤电子对。
(5)把该晶胞分成8个小立方体,其中一个小立方体的顶点和体心之间的距离为硼原子与磷原子最近的距离,硼原子与磷原子最近的距离为acm。
在该晶胞中,有4个B原子和4个P原子。
用Mg/md表示磷化硼的摩尔质量,NA表示阿伏加德罗常数的值。
设该晶胞的边长为2x,则x2+2x2=(2a)2,解之得x=
a,该晶胞的体积为(2x)3=
3。
1mol该晶胞中含4molBP,质量为4Mg,磷化硼晶体的密度为=
g/cm3=
g/cm3。
【点睛】有关晶胞的计算,首先要根据均摊法算出晶胞内的原子数,然后确定其化学式。
最后根据晶胞的结构特点,求出有关晶胞的各种数据。
有关密度的计算,通常以1mol晶胞为计算对象,求出其质量和体积,最后用质量除以体积得到密度。
计算过程中要注意长度单位的转换。
6.【河南省新乡市2018届高三模拟测试】利用水热和有机溶剂等软化学方法,可合成出含有有机杂化锌、锗以及砷等金属的硒化物,且该硒化物具有离子交换、催化、吸附、半导体等性能,显示出良好的应用前景。
(1)锌基态原子核外电子排布式为________________。
元素锗与砷中,第一电离能较大的是_________(填元素符号,下同),基态原子核外未成对电子数较少的是_______________。
(2)H2SeO3分子中Se原子的杂化形式为____________,H2SeO4的酸性比H2SeO3强,原因是_________。
(3)气态SeO3分子的立体构型为____________,与SeO3互为等电子体的一种离子为_______(填离子符号)。
(4)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中硒原子的配位数为____________,若该晶胞密度为ρg·
cm-3,硒化锌的摩尔质量为Mg·
mol-1。
用NA代表阿伏伽德罗常数的数值,则晶胞参数ɑ为____________nm。
【答案】1s22s22p63s23p63d104s2{[Ar]3d104s2}AsGesp3H2SeO4分子中非羟基的氧原子数大于H2SeO3平面三角形CO32-(或NO3-)4
对电子对数=
=0,即气态SeO3分子中Se形成3个δ键,没有孤电子对,所以该分子形成的空间构型是平面三角形;
SeO3是24e-,24e-等电子体有:
NO3-、CO32-等;
(4)根据硒化锌晶胞结构图可知,每个锌原子周围有4个硒原子,每个硒原子周围也有4个锌原子,所以硒原子的配位数为4,该晶胞中含有硒原子个数为8
+6×
=4,根据
=
,所以V=
,则晶胞的边长为:
cm=
107nm。
【点睛】本题考查原子核外电子排布、判断简单分子或离子的构型、晶胞的计算等知识点。
正确运用元素周期律,根据晶体的性质判断晶体的类型,根据中心原子的价层电子对数判断杂化方式及微粒的立体构型、等电子体是指价电子和电子数都相等的微粒等知识点是解答本题的关键。
7【广西柳州市2018届高三摸底联考】.a、b、c、d、e、f是前四周期原子序数依次增大的6种元素,a元素的基态原子核外s能级上的电子数是p能级上电子数的2倍;
c元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍;
d是地壳中含量最高的金属元素;
e的正三价基态离子的d能级为半充满结构;
f的基态原子最外层只有一个电子,且内层电子排布均为全充满结构。
(1)b元素基态原子的价电子排布图为________。
(2)a、b、c三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。
(用元素符号回答)
(3)b与c组成的一种分子甲中有16个价电子,甲分子与______(填写一种物质的分子式)是等电子体,甲分子中σ键和π键的数目比是______。
(4)c的氢化物中,电子总数为18的分子是乙,乙中c原子的杂化方式为_______。
它是______分子(填“极性”或“非极性”)
(5)已知c、f能形成两种化合物,其晶胞如图所示,甲的化学式为_________。
高温时,甲易转化为乙的原因为_________。
(6)e元素对应的单质在形成晶体时,采用如图所示的堆积方式_________。
则这种堆积模型的配位数为,如果e的原子半径为rpm;
阿伏伽德罗常数的值为NA,计算此单质的密度表达式为_______g/cm3。
N>
O>
CCO21:
1sp3杂化极性CuOCu2O中Cu的3d能级为全充满状态,较稳定8
【解析】a、b、c、d、e、f是前四周期原子序数依次增大的6种元素,a元素的基态原子核外s能级上的电子数是p能级上电子数的2倍,则电子排布式为:
1s22s22p2,a元素为碳元素;
c元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则c元素是氧元素,b元素介于a、c元素之间,为氮元素;
d是地壳中含量最高的金属元素,则d元素为铝元素;
e的正三价基态离子的d能级为半充满结构,则e元素为铁元素;
f的基态原子最外层只有一个电子,且内层电子排布均为全充满结构,则f为铜元素。
(1)b元素是氮元素,电子排布式为:
1s22s22p3,其基态原子的价电子排布图为
;
(2)同周期第一电离能自左而右具有增大趋势,所以第一电离能O>C。
由于氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以a、b、c三种元素的第一电离能数值由大到小的顺序为N>
C;
(3)b与c组成的一种分子甲中有16个价电子是N2O,甲分子与CO2为等电子体,甲分子中
键和
键的数目比是1:
1;
(4)c的氢化物中,电子总数为18的分子是乙H2O2,乙中c原子的杂化方式为sp3杂化,是极性分子;
8【甘肃省白银一中2018届高三期中考试】.Ⅰ.下列说法正确的是__________。
A.元素的电负性越大,其单质越稳定
B.分子晶体中可能不存在共价键
C.晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D.金属晶体和离子晶体均具有延展性
Ⅱ.钢铁中含有C、N、Mn等元素,实验中常用过硫酸盐氧化法测定钢铁中锰的含量,反应原理为
2Mn2++5S2O82-+8H2O
2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)Mn原子的价层电子的轨道表达式(电子排布图)为____________________。
(2)已知H2S2O8的结构简式如图所示。
①H2S2O8中S的轨道杂化方式为______________,H、O、S三种元素中,电负性最大的元素是___________(填元素符号)。
②S基态原子中电子的运动状态有_________种。
③上述反应中S2O82-断裂的共价键类型为___________(填“σ键”或“π键”),每生成1molMnO4-,断裂的共价键数目为___________NA。
(3)C和N能形成多种结构的晶体。
一种新型的超硬材料类似于金刚石的结构,但硬度比金刚石大,其晶胞如图所示(图示原子都包含在晶胞内),其化学式为______________。
已知晶胞参数a=0.64nm,b=0.55nm,c=0.24nm,则该晶体的密度为_______________(列出式子即可,但式子中不包含字母)g/cm3。
【答案】BC
sp3O16σ键2.5C3N4
反应中S2O82-断裂的共价键是O-O单键,单键都是σ键,根据离子方程式每生成2molMnO4-,消耗5molS2O82-;
(3)图示原子都包含在晶胞内,根据图示,每个晶胞含有6个C原子、8个N原子;
每个晶胞的质量是
每个晶胞的体积是
,根据
计算密度;
Ⅰ.A.单质稳定性与分子结构有关,如F的电负性大于N,N2比F2稳定,故A错误;
B.稀有气体构成的分子晶体中不存在共价键,故B正确;
C.晶格能越大,离子键键能越大,晶体越稳定,故C正确;
D.离子晶体不均具有延展性,故D错误。
Ⅱ.
(1)Mn是25号元素,价电子的电子排布式是
,根据洪特规则和泡利不相容原理,Mn价层电子的轨道表达式是
9【广西梧州柳州2018届高三摸底调研考试】.CH4、NH3、H2O、H2S、NH4NO3和ZnS是中学化学常见的六种化合物。
(1)基态S原子有__________种不同能量的电子,与Zn同属ds区且同周期的元素基态原子核外电子排布式为____________________。
(2)H2O和H2S中,沸点较高的是__________,原因是___________________________________。
(3)CH4、NH3和H2O3种氢化物中,键角由大到小的顺序为_______________,其中NH3的VESEPR模型名称为____________。
(4)NO3-离子的几何构型为__________,NO3-离子的电子体有_____________(任写一种)。
(5)ZnS晶体结构有多种,其中一种晶体的晶胞结构如图所示,晶体中与S2-等距离且最近的S2-有_____个。
已知该晶体的晶胞参数为anm,其密度为ρg·
cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为
____________________________(用含字母a、ρ的表达式表示,列出计算式即可)。
【答案】5[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)H2OH2O分子间能形成氢键CH4>NH3>H2O四面体形(或四面体)平面三角形CO32-或SiO32-或SO3或BF3等12
10【安阳市第三十六中学2018届高三月考】.第四周期中的18种元素具有重要的用途,在现代工业中备受青睐.
(1)铬是一种硬而脆,抗腐蚀性强的金属,常用于电镀和制造特种钢.基态Cr原子中,电子占据最高能层的符号为___,该能层上具有的原子轨道数为___.
(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的,30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律?
___(填“是”或“否”),原因是______________(如果前一问填“是”,此问可以不答)
(3)镓与第VA族元素可形成多种新型人工半导体材料,砷化镓(GaAs)就是其中一种,其晶体结构如下图所示(白色球代表As原子).在GaAs晶体中,每个Ga原子与____个As原子相连,与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为_____;
(4)与As同主族的短周期元素是N、P.AsH3中心原子杂化的类型为____;
一定压强下将AsH3、NH3和PH3的混合气体降温时首先液化的是_______,理由是__________;
(5)铁的多种化合物均为磁性材料,氮化铁是其中一种,某氮化铁的晶胞结构如图所示,则氮化铁的化学式为________;
设晶胞边长为acm,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为__g.cm﹣3(用含a和NA的式子表示)
【答案】N16否30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定4正四面体sp3NH3NH3分子之间有氢键,沸点较高Fe4N
(1)铬的核外电子排布是1s22s22p63s23p63d54s1,原子最外层电子能量最高,铬元素最外层是N层,该能层上共有spdf四个能级,具有的原子轨道数为1+3+5+7=16;
(2)30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定;
31Ga的4p能级有1个电子,不稳定,所以30Zn与31Ga的第一电离能不符合随原子序数的增大,第一电离能逐渐增大的规律;
(3)根据GaAs的晶胞结构图可知,As位于晶胞的面心和顶点,Ga位于由4个As原子构成的四面体的中心,每个Ga原子与4个As原子相连,与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为正四面体;
(4)NH3中N原子的杂化方式是
,N、P与As同主族,所以AsH3的结构应与NH3相似,AsH3中As的杂化方式是
NH3分子之间有氢键,沸点最高,一定压强下将AsH3、NH3和PH3的混合气体降温时首先液化的是NH3;
(5)根据均摊法,N原子位于晶胞中心,含有1个N原子,Fe原子位于顶点和面心,Fe数是
,所以氮化铁化学式是Fe4N;
晶胞边长为