届二轮复习 物质结构与性质 专题卷全国通用 4.docx

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届二轮复习物质结构与性质专题卷全国通用4

物质结构与性质

1．常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、GaAs太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。

（1）铜原子在基态时的价电子排布式为______________。

金属铜的结构形式为面心立方最密堆积，晶胞中每个铜原子周围最近的铜原子有________个。

（2）砷、硒是第四周期的相邻元素，已知砷的第一电离能大于硒。

请从原子结构的角度加以解释________________________________________________________________________。

（3）GaCl3和AsF3的立体构型分别是____________，____________。

（4）硼酸（H3BO3）本身不能电离出H＋，在水中易结合一个OH－生成[B（OH）4]－，而体现弱酸性。

①[B（OH）4]－中B原子的杂化类型为______________；

②[B（OH）4]－的结构式为________________。

（5）金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体（金刚砂）。

①金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是________________（用化学式表示）；

②立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm（1pm＝10－12m）。

立方氮化硼的密度是________g·cm－3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）。

答案　

（1）3d104s1　12

（2）砷的4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大

（3）平面三角形　三角锥形

（4）①sp3　②

（5）①C>SiC>Si　②

解析　

（1）铜的核电荷数为29，根据构型原理，其核外电子排布为[Ar]3d104s1，故价电子排布为3d104s1。

（2）砷的4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大，所以砷的第一电离能大于硒。

（3）GaCl3和AsF3的中心原子价层电子对数分别是3、3＋（5－1×3）/2＝4，所以立体构型分别是平面三角形和三角锥形。

（4）①[B（OH）4]－中B原子的价层电子对数是4，杂化类型为sp3；②硼酸（H3BO3）本身不能电离出H＋，在水中易结合一个OH－生成[B（OH）4]－，而体现弱酸性，这说明[B（OH）4]－中含有配位键，则结构式为。

（5）①金刚石、晶体硅、碳化硅都是原子晶体，半径越小，熔点越高，即熔点由高到低的顺序为C＞SiC＞Si；②根据分摊原则，立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，晶胞中共有8个原子，N和B各占4个，因此如果晶胞边长为361.5pm，则立方氮化硼的密度是g·cm－3。

2．Ⅰ.下列叙述正确的有________。

A．某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，则其最高正价为＋7

B．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能

C．高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性与氧化性

D．邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点

Ⅱ.第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。

回答下列问题：

（1）碳的一种单质的结构如图（a）所示。

该单质的晶体类型为________，原子间存在的共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为________。

（2）SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为________，分子的立体构型为________，属于________（填“极性”或“非极性”）分子。

（3）四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图（b）所示。

①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是________________________________

________________________________________________________________________。

②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：

依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性________、共价性________。

（填“增强”“不变”“减弱”）

（4）碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图（c）所示，K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为________；其晶胞参数为1.4nm，晶体密度为________g·cm－3。

答案　Ⅰ.AD

Ⅱ.

（1）混合型晶体　σ键、π键　sp2　

（2）4　正四面体　非极性　（3）①均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大　②减弱　增强　（4）K3C60　2.0

解析　Ⅰ.A项，某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，此元素是Br，位于ⅦA族，最高正价为＋7价，正确；B项，金属钠比镁活泼，容易失去电子，因此钠的第一电离能小于Mg的第一电离能，Na最外层只有一个电子，再失去一个电子，出现能层的变化，需要的能量增大，Mg最外层有2个电子，因此Na的第二电离能大于Mg的第二电离能，错误；C项，HClO4可以写成（HO）ClO3，HClO写成（HO）Cl，高氯酸中的非羟基氧多于次氯酸，因此高氯酸的酸性强于次氯酸，但高氯酸的氧化性弱于次氯酸，错误；D项，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，降低物质熔点，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，增大物质熔点，因此邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点，正确。

Ⅱ.

（1）该单质为石墨，石墨属于混合型晶体，层内碳原子之间形成σ键，层间是分子间作用力；石墨中碳原子有3个σ键，无孤电子对，因此杂化类型为sp2。

（2）SiCl4中心原子是Si，有4个σ键，孤电子对数为＝0，价层电子对数为4，立体构型为正四面体，属于非极性分子。

（3）①SiX4属于分子晶体，不含分子间氢键，范德华力越大，熔、沸点越高，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，即熔、沸点升高；②同主族从上到下非金属性减弱，得电子能力减弱，因此PbX2中化学键的离子性减弱，共价性增强。

（4）根据晶胞的结构，C60位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，K位于棱上和内部，个数为12×＋9＝12，因此化学式为K3C60，晶胞的质量为g，晶胞的体积为（1.4×10－7）3cm3，根据密度的定义，则晶胞的密度为2.0g·cm－3。

3．CuSO4和Cu（NO3）2是自然界中重要的铜盐。

回答下列问题：

（1）CuSO4和Cu（NO3）2中阳离子基态核外电子排布式为________________，S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。

（2）往Cu（NO3）2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu（NH3）4]（NO3）2。

其中NO中心原子的杂化轨道类型为________，[Cu（NH3）4]（NO3）2中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有________________。

（3）在硫酸铜溶液中加入过量KCN能生成配离子[Cu（CN）4]2－，CN－中提供孤电子对的原子是________，1molCN－中含有的π键的数目为________。

与CN－互为等电子体的离子有________（写出一种即可）。

（4）CuSO4的熔点为560℃，Cu（NO3）2的熔点为115℃，CuSO4熔点更高的原因是________________________________________________________________________。

（5）利用CuSO4和NaOH制备的Cu（OH）2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其晶胞结构如图所示。

①该晶胞原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（1,0,0）；C为（，，）。

则D原子的坐标参数为________，它代表________原子（填元素符号）。

②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积，则晶体中铜原子的配位数是________，该晶胞中Cu原子的空间利用率是________________。

答案　

（1）[Ar]3d9（或1s22s22p63s23p63d9）　N>O>S

（2）sp2　配位键、离子键

（3）N　2NA（或2×6.02×1023）　C

（4）CuSO4和Cu（NO3）2均为离子晶体，SO所带电荷数比NO多，故CuSO4晶格能较大，熔点较高

（5）①（，，）　Cu　②12　74%

解析　

（1）CuSO4和Cu（NO3）2中阳离子均是铜离子，其基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；非金属性越强，第一电离能越大，但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S。

（2）NO中N原子的价层电子对数是3，且不存在孤电子对，是平面三角形结构，因此中心原子的杂化轨道类型为sp2杂化；[Cu（NH3）4]（NO3）2中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有离子键和配位键。

（3）配离子[Cu（CN）4]2－中，铜离子提供空轨道，N原子提供孤电子对，形成配位键；CN－中含有三键，则1molCN－中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。

原子总数和价电子总数分别都相等的微粒互为等电子体，与CN－互为等电子体的离子有C等。

（4）由于CuSO4和Cu（NO3）2均为离子晶体，SO所带电荷数比NO多，故CuSO4晶格能较大，所以硫酸铜熔点较高。

（5）①根据晶胞结构并参照A、B、C原子的坐标参数可知D原子的坐标参数为（，，）。

D代表的原子均位于内部，共计4个，而A表示的原子个数＝1＋8×1/8＝2，因此D代表Cu原子；②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积，则晶体中铜原子的配位数是12。

晶胞中铜原子个数是8×1/8＋6×1/2＝4。

设铜原子的半径是r，则面对角线是4r，立方体的边长是2r，则立方体的体积是（2r）3，因此该晶胞中Cu原子的空间利用率是×100%≈74%。

4．铁氧体是一种磁性材料，具有广泛的应用。

（1）基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]________。

（2）工业制备铁氧体常使用水解法，制备时常加入尿素[CO（NH2）2]、醋酸钠等碱性物质。

尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是________________；醋酸钠中碳原子的杂化类型是________________。

（3）工业制备铁氧体也可使用沉淀法，制备时常加入氨（NH3）、联氨（N2H4）等弱碱。

比较下表中氨（NH3）、联氨（N2H4）的熔、沸点，解释其高低的主要原因：

________________________

________________________________________________________________________。

N2H4

NH3

熔点/℃

2

－77.8

沸点/℃

113.5

－33.5

（4）下图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体，则晶体中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积________（填“是”或“否”），该立方体是不是Fe3O4的晶胞__________（填“是”或“否”），立方体中三价铁离子处于氧离子围成的__________空隙（填空间结构）。

（5）解释该Fe3O4晶体能导电的原因：

_________________________________，

根据上图计算Fe3O4晶体的密度________g·cm－3。

（图中a＝0.42nm，计算结果保留两位有效数字）

答案　

（1）3d64s2　

（2）O>N>C>H　sp3、sp2杂化

（3）联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键

（4）是　是　正八面体

（5）电子可在两种不同价态的铁离子间快