高考化学深化复习+命题热点提分专题17 物质结构与性质.docx
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高考化学深化复习+命题热点提分专题17物质结构与性质
专题17物质结构与性质
1.已知A、B、C、D四种短周期元素,它们的核电荷数依次增大。
A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子,C、D同主族。
E、F都是第4周期元素,E原子核外有4个未成对电子,F原子除最外能层只有1个电子外,其余各能层均为全充满。
根据以上信息填空：
（1）基态D原子中,电子占据的最高能层符号是________,
该能层具有的原子轨道数为________。
（2）E2+的价层电子排布图是________,
F原子的核外电子排布式是________。
（3）A元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为________,
B元素的气态氢化物的分子模型为________。
（4）化合物AC2、B2C和阴离子DAB-互为等电子体,它们结构相似,DAB-的电子式为________。
（5）某种化合物由D、E、F三种元素组成,其晶胞如图所示,则其化学式为________,该晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直,根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度：
d=________g·cm-3。
答案：
（1）M 9
（2）
1s22s22p63s23p63d104s1
（3）sp2 三角锥形 （4）
（5）CuFeS2 [
×4]÷[（524×10-10cm）2×（1030×10-10）cm]=4.32
2.氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。
回答下列问题：
（1）基态氮原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是______________。
前4周期元素中,基态原子核外电子排布成单电子数最多的元素的价层电子排布式为____________。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_____________________
______________________________________________________________。
（3）N2F2分子中氮原子的杂化方式是____________,
1molN2F2含有____________molσ键。
（4）NF3的键角____________NH3的键角（填“<”“>”或“=”）,原因是____________。
（5）NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一。
1molNH4BF4含有________mol配位键。
（6）安全气囊的设计原理为6NaN3+Fe2O3
3Na2O+2Fe+9N2↑。
①等电子体的原理是原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质。
写出两种与
互为等电子体的分子或离子____________;
②Na2O的晶胞结构如图所示,晶胞边长为566pm,晶胞中氧离子的配位数为____________,Na2O晶体的密度为________g·cm-3（只要求列算式,不必计算出结果）。
【答案】：
（1）洪特规则 3d54s1
（2）N>O>C
（3）sp2杂化 3
（4）< F电负性比H大,NF3中N周围电子密度小于NH3中N周围电子密度
（5）2
（6）①CO2、CNO- ②8
3.ⅤA族的某些单质及其化合物常用于制作太阳能电池、半导体材料等。
（1）基态时砷原子核外的电子排布式为____________。
（2）硒、溴与砷同周期,三种元素的第一电离能从大到小顺序为____________（用元素符号表示）。
（3）气态SeO3分子的立体结构为____________,与SeO3互为等电子体的一种离子为____________（填化学式）。
（4）硼元素具有缺电子性,因而其化合物往往具有加和性。
①硼酸（H3BO3）是一元弱酸,写出硼酸在水溶液中的电离方程式____________。
②硼酸（H3BO3）是一种具有片层结构的白色晶体,层内的H3BO3分子间通过氢键相连（如图1）。
含1molH3BO3的晶体中有____________mol氢键,____________molσ键。
H3BO3中B的原子杂化类型为____________。
（5）硅的某种单质的晶胞如图2所示。
若该硅晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数值为NA,则晶体中最近的两个硅原子之间的距离为________cm（用代数式表示即可）
·
cm×
=
·
cm。
【答案】：
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3）
（2）Br>As>Se
（3）平面三角形 C
或N
（4）①H3BO3+H2O
[B（OH）4]-+H+
②3 6 sp2
（5）
·
4.硒（Se）是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。
（1）基态硒原子的价层电子排布式为____________。
（2）锗、砷、硒的第一电离能大小排序为____________。
H2SeO4的酸性比H2SeO3的强,其原因是____________。
（3）H2SeO3的中心原子杂化类型是____________;Se
的立体构型是____________。
与Se
互为等电子体的分子有（写一种物质的化学式即可）
____________。
（4）H2Se属于________（填“极性”或“非极性”）分子;单质硒的熔点为217℃,它属于________晶体。
（5）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。
NA代表阿伏加德罗常数,则晶胞参数a为______________pm。
【答案】：
（1）4s24p4
（2）As>Se>Ge H2SeO4分子中非羟基氧数大于H2SeO3
（3）sp3 三角锥形 CCl4（或SiF4）
（4）极性 分子 （5）4
×1010
5.已知A、B、C、D、E五种元素是元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次增大。
其中A、B、C为同周期的非金属元素,且B、C原子中均有两个未成对电子。
D、E为同周期元素且分别位于s区和d区。
五种元素所有的s能级电子均为全充满。
E的d能级电子数等于A、B、C最高能层的p能级电子数之和。
回答下列问题：
（1）五种元素中,电负性最大的是____________（填元素符号）。
（2）E常有+2、+3两种价态,画出E2+的价电子排布图____________。
（3）自然界中,含A的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作Na2A4O7·10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3AO3和两个[A（OH）4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[A4O5（OH）4]·8H2O,其结构如图1,它的阴离子可形成链状结构。
①A原子的杂化轨道类型为____________。
②该阴离子由极性键和配位键构成,请在图1中用“→”标出其中的配位键。
该阴离子通过____________相互结合形成链状结构。
③已知H3AO3为一元弱酸,根据上述信息,用离子方程式解释分析H3AO3为一元酸的原因（用元素符号表示）____________。
（4）E2+在水溶液中以[E（H2O）6]2+形式存在,向含E2+的溶液中加入氨水,可生成更稳定的[E（NH3）6]2+,其原因是__________。
[E（NH3）6]2+的立体构型为____________。
（5）由元素B、D组成的某离子化合物的晶胞结构如图2,写出该物质的电子式____________,若晶胞的长、宽、高分别为520pm、520pm和690pm,该晶体密度为____________g·cm-3（
保留到小数点后两位）。
【答案】：
（1）O
（2）
（3）①sp2、sp3
③H3BO3+H2O
[B（OH）4]-+H+
（4）氮元素电负性更小,更易给出孤电子对形成配位键 正八面体
6.2015年10月中国药学家屠呦呦因发现青蒿素（一种用于治疗疟疾的药物）而获得诺贝尔生理学或医学奖。
青蒿素（C15H22O5）的结构如图1所示。
请回答下列问题：
（1）组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是___________,
在基态氧原子中,核外存在____________对自旋相反的电子。
（2）下列关于青蒿素的说法正确的是____________（填序号）。
a.青蒿素中既存在极性键又存在非极性键
b.在青蒿素分子中,所有碳原子均处于同一平面
c.图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其他原子成键
（3）在确定青蒿素结构的过程中,可采用NaBH4作为还原剂,其制备方法为4NaH+B（OCH3）3→NaBH4+3CH3ONa
①NaH为____________晶体,如图2是NaH晶胞结构,则NaH晶体的配位数是____________,若晶胞棱长为a,则钠原子间最小核间距为____________。
②B（OCH3）3中B采用的杂化类型是____________。
写出两个与B（OCH3）3具有相同空间构型的分子或离子____________。
③NaBH4结构如图3所示,结构中存在的作用力有_____________。
【答案】：
（1）O>C>H 3
（2）a
（3）①离子 6
a
②sp2 SO3、C
③离子键、配位键、共价键
7．氮化硼（BN）晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。
立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。
它们的晶体结构如下图所示。
（1）基态硼原子的电子排布式为________________________________________________。
（2）关于这两种晶体的说法，正确的是________（填序号）。
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的B－N键均为共价键
d．两种晶体均为分子晶体
（3）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________________，其结构与石墨相似却不导电，原因是______________________________________________。
（4）立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。
该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现。
根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是____________________________________。
（5）NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一。
1molNH4BF4含有________mol配位键。
【答案】
（1）1s22s22p1或[He]2s22p1
（2）bc
（3）平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子
（4）sp3 高温、高压 （5）2
8．铜是重要的金属，广泛应用于电气、机械制造、国防等领域，铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。
回答下列问题：
（1）Cu原子的价层电子排布式为________。
（2）CuSO4晶体中S原子的杂化方式为________，SO
的立体构型为________。
（3）向CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]SO4，下列说法正确的是________。
a．氨气极易溶于水，是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键
b．NH3分子和H2O分子，分子立体构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角
c．[Cu（NH3）4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．[Cu（NH3）4]SO4的组成元素中电负性最大的是氮元素
【答案】
（1）3d104s1
（2）sp3 正四面体 （3）c
9．已知A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大。
A在所有元素中原子半径最小；B原子核外电子有6种不同运动状态；D与C、E均相邻；A、D、E三种元素的原子序数之和为25；E2－和F＋有相同的核外电子排布；G的质子数是25。
请回答下列问题：
（1）写出元素G的基态原子外围电子排布式________；B、C、D三种元素分别形成的最简单氢化物的沸点最高的是________（用化学式表示）。
（2）由上述元素中的两种元素组成的一种阴离子与D的一种同素异形体分子互为等电子体，该阴离子化学式为________。
（3）由上述元素组成的属于非极性分子且VSEPR为直线形的微粒的电子式________（任写一种）。
（4）M是由4个C原子组成的一种不稳定的多原子单质分子，M分子中C原子杂化方式为sp3杂化，M分子的立体构型为________。
（5）某一次性电池的比能量和可储存时间均比普通干电池优良，适用于大电流和连续放电，是民用电池的升级换代产品之一，它的负极材料是Zn，正极材料是G的一种常见氧化物，电解质是KOH。
该电池的正极反应式为______________。
（6）由上述元素中电负性最大的元素和第一电离能最小的元素形成的某化合物N的晶胞如右图所示。
化合物N与氧化钙相比，晶格能较小的是______（填化学式）。
已知该化合物的晶胞边长为apm，则该化合物的密度为________g·cm－3（只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为NA，1pm＝10－10cm）。
（6）上述元素中电负性最大的是O元素和第一电离能最小的K元素形成化合物N为K2O，由于r（K＋）＞r（Ca2＋），故其晶格能小于CaO。
由晶胞结构和均摊法知，每个晶胞中相当于含有4个K2O，则有：
4×Mr（K2O）＝NA·（a×10－10）3·ρ，该化合物的密度为：
ρ＝
g·cm－3。
【答案】
（1）3d54s2 H2O
（2）NO
（3）
（或H∶C⋮⋮C∶H）
（4）正四面体
（5）MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－
（6）K2O
10．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表所对应的元素。
请回答下列问题：
（1）⑨号元素的基态原子的价电子排布式是________，与其同周期，且基态原子的核外未成对电子数最多的元素是_______________________________（写出元素符号），②号元素基态原子的电子排布图为________。
（2）①号与③号元素形成的含有18电子的物质为________（写出名称），②号与③号元素形成的，能造成温室效应的物质的立体构型为________。
②、④、⑧三种元素的原子形成的晶体，其晶胞的结构特点如图所示，则该化合物的化学式为________（用对应的元素符号表示），常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是______________________________
_________________________________________________________________________________________。
（3）①、②两种元素能形成多种平面形分子，其中有一种相对分子质量最小，有关该分子的说法中正确的是________。
a．该分子属于含有极性键的非极性分子
b．该分子含有4个σ键和1个π键
c．该分子中的②号原子采取sp2杂化
d．该物质易溶于水，并能和水反应得到酒精
（4）某元素的价电子排布式为nsnnpn＋1，该元素可与元素①形成含有10个电子的分子X，将过量的X通入盛有硫酸铜溶液的试管里，产生的现象为_____________________________________________________。
（5）若元素⑤与Fe元素形成的某种晶体如图所示。
若晶胞的边长为anm，则合金的密度为________g·cm－3。
【答案】
（1）3d104s1 Cr
（2）过氧化氢 直线形 MgNi3C（或Ni3MgC）
甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力
（3）ac
（4）先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，溶液变成深蓝色
（5）0.92/a3或5.56×1023/（a3NA）
11．A、B、C、D、E、F是周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：
元素
相关信息
A
周期表中原子半径最小的元素
B
元素的原子价电子排布为nsnnpn
C
基态原子L层电子数是K层电子数的3倍
D
第三周期中第一电离能最小的元素
E
地壳中含量最多的金属元素
F
有多种化合价，其某种高价阳离子的价电子具有较稳定的半充满结构
（1）F位于元素周期表中位置是________，其基态原子核外价电子排布式为________。
（2）B的电负性比C的________（填“大”或“小”）；B2A2分子中σ键与π键个数之比为________。
（3）写出E的单质与D的最高价氧化物的水化物溶液反应的化学方程式：
_________________________________________________________________。
（4）已知每5.4gE可与F的低价氧化物反应，放出346.2kJ的热量。
请写出该反应的热化学方程式：
_______________________________________________。
【答案】
（1）第四周期Ⅷ族 3d64s2
（2）小 3∶2
（3）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H
2↑
（4）2Al（s）＋3FeO（s）===3Fe（s）＋Al2O3（s）
ΔH＝－3462kJ/mol
12．2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中）的化学反应。
（1）固氮酶有铁蛋白和钒铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3，还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯，下列说法正确的有________（不定项选择）。
a．C2H2、C2H4都是非极性分子
b．碳负离子CH
呈三角锥形
c．NO＋电子式为[∶N⋮⋮O∶]＋
d．NH3沸点比N2高，主要是因为前者是极性分子
（2）钒可合成电池电极，也可人工合成二价钒（V）固氮酶（结构如图）
①V2＋基态时核外电子排布式为______________________________________。
②钒固氮酶中钒的配位原子有________（写元素符号）。
③熔融空气电池钒硼晶体晶胞结构如图所示，该晶胞中含有钒原子数目为________。
（3）烟酰胺（结构简式如图）可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有________，1mol该分子中含σ键的数目为___________________________________________________________。
【答案】
（1）abc
（2）①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 ②S、N ③4
（3）sp2、sp3 15NA（或15×6.02×1023）
13．短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外层电子排布式为ms1，B元素的原子价电子排布式为ns2np2，C元素位于第二周期且原子中p能级与所有s能级电子总数相等，D元素原子的L层的p能级中有3个未成对电子。
（1）C元素原子基态时的价电子排布式为________，若A元素为非金属元素，A与C形成的化合物中的共价键属于________键（填“σ”或“π”）。
（2）当n＝2时，B的最简单气态氢化物的分子构型为________，中心原子的杂化方式为________，BC2属于________分子（填“极性”或“非极性”），当n＝3时，B与C形成的晶体属于________晶体。
（3）若A元素的原子最外层电子排布式为2s1，B元素的原子价电子排布式为3s23p2，A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________________________________________（填元素符号）。
（4）右图为C元素与钛、钙元素形成的某晶体结构中的最小重复单元，该晶体中每个钛原子周围与它最近且距离相等的钙离子有________个，该晶体的化学式为_____________________________________________
___________________________。
【答案】
（1）2s22p4 σ
（2）正四面体 sp3 非极性 原子
（3）N＞O＞Si＞Li （4）8 CaTiO3
14．铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。
请回答以下问题：
（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：
①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为__________________。
N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为____________________（填元素符号）。
②向CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]SO4，下列说法正确的是________。
A．氨气极易溶于水，原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故
B．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角
C．[Cu（NH3）4]SO4溶液中加入乙醇，会析出深蓝色的晶体
D．已知3.4g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体，并放出akJ热量，则NH3的燃烧热的热化学方程式为：
NH3（g）＋3/4O2（g）===1/2N2（g）＋3/2H2O（g） ΔH＝－5akJ·mol－1
（2）铜锰氧化物（CuMn2O4）能在常温下催化氧化空气中的氧气变为臭氧（与SO2互为等电子体）。
根据等电子体原理，O3分子的空间构型为________。
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构（如图所示），a位置上Cl原子（含有一个配位键）的杂化轨道类型为___________________________________________________。
（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，已知镧镍合金与上述Ca－D合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。
已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则LaNin中n＝________（填数值）；氢在合金中的密度为________（保留两位有效数字）。
【答案】
（1）①1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10） N＞O＞S
②AC
（2）V形 （3）sp3杂化 （4）5 0.083g·cm－3
15．Ⅰ.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。
（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
在基态Ti2＋中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________。
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2＋3H22NH3实现储氢和输氢。
下列说法正确的是________。
a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化
b．NH
与PH
、CH4、BH
、ClO
互为等电子体
c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高
d．[Cu（NH3）4]2＋中，N原子是配位原子
（3）已知NF3与NH3
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