千人桥中学高考化学专题物质结构文档格式.docx

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3.研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。

(1)Co基态原子核外电子排布式为_____________。

元素Mn与O中,第一电离能较大的是_________,基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。

(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。

(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_________________,原因是______________________________。

(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在________。

(5)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm,则r(O2-)为________nm。

MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a'

=0.448nm,则r(Mn2+)为________nm。

4.铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。

某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

(1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。

(2)丙酮(

)分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________,1mol丙酮分子中含有σ键的数目为______________。

(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。

(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为____________________。

(5)某FexNy的晶胞如题21图−1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置

Fe,形成Cu替代型产物Fe(x−n)CunNy。

FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图−2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。

5.铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。

请回答下列问题:

(l)基态铁原子的价电子轨道表达式为__________。

(2)铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+_______Fe2+(填“大于”或“小于”),原因是_______

_________。

(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,NH4+的结构式为______(标出配位键),空间构型为_________,其中氮原子的杂化方式为_______;

与ClO4-互为等电子体的分子或

离子有__________(任写两种)。

(4)金属铁晶体原子采用________堆积.铁晶体的空间利用率为______(用含π的式子表示)。

(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B方块组成。

则该权化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为_______(填最简整数比);

己知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则品胞参数a为_______nm(用含d和NA的代数式表示)。

6.物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。

(1)C、H、N、O四种元素中电负性最大的是____(填元素符号),写出Fe2+的最外层电子排布式____。

(2)根据等电子原理,写出CN-的电子式___,CNO-中心原子的杂化方式为________。

(3)MgO、CaO两种晶体的结构与NaCl晶体结构相似,则两种离子晶体的熔点由高到低顺序是___(用化学式表示),

的沸点比

____(填“高”或“低”);

原因是______________________.

(4)铁有δ、γ、α三种同素异形体,如下图所示。

γ-Fe晶体的一个晶胞中所含有的铁原子数为____,δ一Fe、α-Fe两种晶胞中铁原子的配位数之比为____。

已知δ-Fe晶体的密度为dg/cm3,NA表示阿伏伽德罗常数的数值,则Fe原子半径为____pm(列表达式)。

7.

(1)Na+与Ne互为等电子体,电离能I2(Na)___I1(Ne)(填“<

”、“=”或“>

”).

(2)第四周期中,与Al原子未成对电子数相同的金属元素有___种。

气态氯化铝的分子组成为(AlCl3)2,分子中所含的化学键类型有_______,Al原子的杂化方式为____。

(3)可燃冰是天然气水合物,具有笼形结构如图A(表面的小球是水分子,内部的大球是甲烷分子)。

水分子成笼的作用力是_________,图A中最小的环中连接的原子总数是_________。

可燃冰晶体具有多种笼状结构,其中一种由1个图A所示笼分别用2个面与另外两个相同的笼共面而成,则中间笼实际占有_______

_____个水分子。

(4)金属镁晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积如图B所示,晶胞可用图C表示。

设金属镁的原子半径为acm,晶胞的高为bcm,则该晶体的空间利用率为__________(写出计算式);

设晶胞中A点原子的坐标为(0,0,0),C点原子的坐标为(2a,0,0),D点原子的坐标为(0,0,b),则B点原子的坐标为__________________。

8.C、P、Cl、Fe等元素及其化合物有重要的应用,回答下列问题:

(1)C原子的价电子轨道表达式为__________________。

(2)CC14分子的空间构型是______________,其中心原子采取______________杂化,与CC14互为等电子体的一种离子是__________________(填写离子符号)。

(3)PC13属于________________分子(填“极性”或“非极性”)。

(4)FeO、NiO的晶体结构均与NaCl晶体结构相同,其中Fe2+与Ni2+的离子半径分别为7.8×

l0-2nm、6.9×

l0-2nm,则熔点FeO_________NiO(填“>

”、“<

”或“=”),原因是___________________。

(5)已知FeCl3的沸点:

319℃,熔点:

306℃,则FeCl3的晶体类型为______________。

(6)

已知Fe单质有如图所示的两种常见堆积方式:

其中属于体心立方密堆积的是___________(填“a”或“b”);

若单质Fe按a方式紧密堆积,原子半径为rpm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则单质Fe的密度为________g·

cm-3(列出算式即可)。

9.Cu、Ni、V为制造合金及合成催化剂的重要元素。

请回答:

(1)Cu元素位于元素周期表的_________区,其基态原子有_________种能量不同的电子。

(2)SO4是一种重要的配合物。

与SO42-互为等电子体的分子的化学式为__________(任写一种);

NH3分子的VSEPR模型为_______________。

(3)Ni(CO)4的熔点为-25℃,沸点为43℃。

其晶体类型为___________。

晶体中σ键和π键的数目之比为_________。

(4)Ni可作为

与H2加成的催化剂。

在相同压强下,

低,原因为_________________。

(5)

有增强胰岛素和降糖作用,其中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为______(用元素符号表示);

氧原子的杂化轨道类型为______________。

(6)已知:

钇钡铜氧晶体的晶胞是一个长方体(如图所示),其晶胞参数分別为anm、bnm,阿伏加德罗常数的值为NA。

则该晶体的密度为________g/cm3(列出计算式即可)。

10.工业上常用CO与H2在由Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇,甲醇在Cu的催化作用下可氧化生成甲醛。

(1)下图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,

请判断该排布图________(填“正确”或“错误”),理由是_________________(若判断正确,该空不用回答)。

(2)写出两种与CO互为等电子体的离子_________。

在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为_________。

(3)由黄铜矿冶炼的铜单质也可以参杂锌原子成为黄铜,写出黄铜合金中两种金属原子的外围电子排布式_______;

_______。

(4)甲醛与足量新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,写出该反应的化学方程式____________。

已知Cu2O晶胞的结构如图所示:

①在该晶胞中,Cu+的配位数是_____________________。

②若该晶胞的边长为apm,则Cu2O的密度为_______g·

cm-3(只要求列算式,设阿伏伽德罗常数为NA)

11.下列叙述正确的有

A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多

B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小

C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小

12.M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。

元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。

(1)单质M的晶体类型为______,晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为______。

(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为________,其同周期元素中,第一电离能最大的是______(写元素符号)。

元素Y的含氧酸中,酸性最强的是________(写化学式),该酸根离子的立体构型为________。

(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为_______,已知晶胞参数a=0.542nm,此晶体的密度为_______g·

cm–3。

(写出计算式,不要求计算结果。

阿伏加德罗常数为NA)

②该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是________。

此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______。

13.物质结构与性质]

Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:

4HCHO+Zn(CN)4]2-+4H++4H2O===Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN

(1)Zn2+基态核外电子排布式为____________________。

(2)1molHCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。

(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。

(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。

(5)Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。

不考虑空间构型,Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_____________。

14.NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:

(1)NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl

(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2

已知HCN(Ki=6.3×

10-10)有剧毒;

HCN、HOCN中N元素的化合价相同。

完成下列填空:

(5)上述反应涉及到的元素中,氯原子核外电子能量最高的电子亚层是___________;

H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。

(6)HCN是直线型分子,HCN是___________分子(选填“极性”或“非极性”)。

HClO的电子式为___________。

15.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电子的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。

(1)R基态原子的电子排布式是①,X和Y中电负性较大的是②(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___________。

(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是__________。

(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如右图所示,则图中黑球代表的离子是_________(填离子符号)。

(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的化学方程式是____________。

16.锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。

(1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar]____________,有__________个未成对电子。

(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。

从原子结构角度分析,原因是________________。

(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因_____________________。

GeCl4

GeBr4

GeI4

熔点/℃

−49.5

26

146

沸点/℃

83.1

186

约400

(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。

Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。

(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为_______________________,微粒之间存在的作用力是_____________。

(6)晶胞有两个基本要素:

①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);

B为(

,0,

);

C为(

,0)。

则D原子的坐标参数为______。

②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为__________g·

cm-3(列出计算式即可)。

17.东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。

(1)镍元素基态原子的电子排布式为_________,3d能级上的未成对的电子数为______。

(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。

①Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_____。

②在Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______,提供孤电子对的成键原子是_____。

③氨的沸点(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是______;

氨是_____分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为_______。

(3)单质铜及镍都是由______键形成的晶体:

元素铜与镍的第二电离能分别为:

ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>

INi的原因是______。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。

②若合金的密度为dg/cm3,晶胞参数a=________nm

18.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。

(1)写出基态As原子的核外电子排布式________________________。

(2)根据元素周期律,原子半径Ga_____________As,第一电离能Ga____________As。

(填“大于”或“小于”)

(3)AsCl3分子的立体构型为____________________,其中As的杂化轨道类型为_________。

(4)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是_____________________。

(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·

cm-3,其晶胞结构如图所示。

该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。

Ga和As的摩尔质量分别为MGag·

mol-1和MAsg·

mol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏伽德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

1.【参考答案】

(1)A

(2)N球形K的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱

(3)V形sp3(4)0.31512(5)体心棱心

2.【答案】

(1)

(2)同周期元素随核电荷数依次增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有额外稳定性,故不易结合一个电子

(3)①ABDC②5

③(H3O+)O-H…N(

)(

)N-H…N(

(4)

3.【答案】

(1)1s22s22p63s23p63d74s2或3d74s2OMn

(2)spsp3

(3)H2O>

CH3OH>

CO2>

H2H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;

CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大(4)离子键和π键(或

键)(5)0.1480.076

4.【答案】

(1)3d5或1s22s22p63s23p63d5

(2)sp2和sp39mol(3)H<

C<

O

(4)乙醇分子间存在氢键(5)Fe3CuN

5.【答案】

小于Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半满状态较稳定。

正四面体形sp3杂化CCl4、PO43-(其他合理答案均可)体心立方

1:

2:

4

6.【答案】O3s23p63d6

spMgO〉CaO高由于

可形成分子间氢键,而

可形成分子内氢键,故

高44:

3

7.【答案】>

4共价键、配位键sp3氢键1015

8.【答案】

正四面体sp3SO42-或PO43-极性<

FeO、NiO的晶体结构相同,所带电荷相同,但Fe2+的离子半径大于Ni2+的离子半径,则FeO的晶

格能小于NiO的晶格能,因此熔点FeO<

NiO。

分子晶体b

9.【答案】ds7CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等合理答案即可四面体形分子晶体1:

1

形成分子内氢键,而

形成分子间氢键H<C<N<Osp3

10.【答案】错误违背泡利原理CN-、C22-sp3铜3d104s1锌3d104s2HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH

Na2CO3+2Cu2O+6H2O2(16×

2+64×

4)×

1030/(a3NA)

11.BC

12.【答案】

(1)金属晶体金属键12(每空1分,共3分)

(2)1s22s22p63s23p5ArHClO4正四面体(每空1分,共4分)

(3)①CuCl

(每空2分,共4分)

②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)Cu(NH3)4]2+(2分,1分,共3分)

13.【答案】

(1)1s22s22p62s23p63d10(或Ar]3d10)

(2)3;

(3)sp3和sp;

(4)NH2-;

(5)

14.【答案】

(5)2p;

H<

O<

N<

Na

(6)极性;

15.【答案】

(1)①1s22s22p63s1或Ne]3s1②Cl

(2)H2S分子间不存在氢键,H2O分子间存在氢键

(3)平面三角形

(4)Na+

(5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O

16.【答案】

(1)3d104s24p2;

2;

(2)锗的原子半径大,原子之间形成的ρ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键;

(3)GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高;

原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强;

(4)O>Ge>Zn;

sp3;

共价键;

(6)①(

17.【答案】

(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar]3d84s22

(2)①正四面体

②配位键N

③高于NH3分子间可形成氢键极性sp3

(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子

(4)①3:

1

18.【答案】

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3;

(2)大于,小于;

(3)三角锥形,sp3;

(4)GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,离子晶体GaF3的熔沸点高;

(5)原子晶体;

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