高考化学一轮总复习专题二十五物质结构与性质模拟创新题.docx

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高考化学一轮总复习专题二十五物质结构与性质模拟创新题

物质结构与性质

根据高考命题大数据软件分析，重点关注第1、3、6及创新导向题。

模拟精选题

1．（2016·湖南衡阳一模，37）铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。

请回答下列问题：

（1）铁原子核外电子排布式为___________________________________。

（2）配合物Fe（CO）x常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）x晶体属于________（填晶体类型）。

Fe（CO）x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x＝________。

Fe（CO）x在一定条件下发生反应：

Fe（CO）x（s）Fe（s）＋xCO（g）。

已知反应过程中只断裂配位键，则该反应生成物含有的化学键类型有_________________。

（3）K3[Fe（CN）6]溶液可用于检验________（填离子符号）。

CN－中碳原子杂化轨道类型为________，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为________（用元素符号表示）。

（4）铜晶体铜碳原子的堆积方式如图所示。

①基态铜在元素周期表中位置____________________________________

_______________________________________________________________。

②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目__________________________。

（5）某M原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图所示（黑点代表铜原子）。

①该晶体的化学式为________________________________________。

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于________（填“离子”或“共价”）化合物。

③已知该晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为________pm（只写计算式）。

解析　

（1）铁是过渡元素，位于周期表中第四周期第Ⅷ族；核外电子排布式为[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2；

（2）Fe（CO）x常温下呈液态，熔沸点较低，易溶于非极性溶剂，符合分子晶体的特点，因此Fe（CO）x属于分子晶体，中心原子铁价电子数为8，配体一个CO分子提供2个电子形成配位键，因此x＝＝5，根据化学反应方程式，生成物是单质Fe和CO，铁是金属晶体含有金属键，CO是分子晶体，C、O之间是共价键；（3）含Fe2＋的溶液与铁氰化钾K3[Fe（CN）6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，反应离子方程式：

3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓，所以铁氰化钾是验证Fe2＋的，C、N之间是三键，CN－中C有一个孤电子对，CN－中心原子C价电子对数2，C是sp杂化，C、N、O属于同一周期，电离能同周期从左向右增大，但是第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于ⅥA族，因此N>O>C；（4）①铜是29号元素位于第四周期第ⅠB族；②铜的晶胞属于面心立方最密堆积，堆积方式ABCABCABC，因此配位数为12，每个铜原子周围最近的铜原子数目是12；（5）M原子的外围电子排布式3s23p5，M是第三周期第ⅦA族元素，即Cl，铜在晶胞占有的位置8个顶角、6个面，铜原子的个数8×＋6×＝4，Cl原子在晶胞的位置在体心，全部属于该晶胞，Cl个数是4，①化学式：

CuCl；②一般认为两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键，小于1.7形成共价键，铜与Cl电负性差值3.0－1.9＝1.1<1.7，该化合物属于共价化合物；③设边长为acm，ρ＝＝，a＝，该晶胞类似与金刚石的晶胞，Cu和Cl最近的距离是体对角线的，即距离为：

××1010pm。

答案　

（1）[Ar]3d64s2（或1s22s22p63s23p63d64s2）

（2）分子晶体　5　金属键、共价键

（3）Fe2＋　sp杂化　N＞O＞C

（4）①第四周期第ⅠB族　②12

（5）①CuCl　②共价　③××1010（或×1010或×1010）

2．（2016·安徽淮南一模，30）碳、氮、氟、硅、铜等元素的化合物广泛存在于自然界，回答下列问题：

（1）氮气分子中σ键和π键的比值为____________；基态铜原子的电子排布式为____________。

（2）C、N、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为____________；三种元素分别形成的最简单氢化物中属于非极性分子的是____________（填化学式）。

（3）NF3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，NF3分子的空间构型为____________；在NF3中，N原子的杂化轨道类型为____________。

（4）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示。

金刚砂晶体类型为____________，每个C原子周围最近的C原子数目为____________，若晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，则金刚砂的密度为____________g·cm－3（不需要化简）。

解析　

（1）氮气分子结构式为N≡N，三键中含有1个σ键、2个π键，分子中σ键和π键的比值为1∶2；Cu元素原子核外电子数为29，根据能量最低原理，核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，故第一电离能为：

F＞N＞C；三种氢化物中，氨气为三角锥形，属于极性分子，HF为双原子分子，共用电子对偏向F，为极性分子，甲烷为正四面体对称结构，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子。

（3）NF3分子中N原子孤电子对数＝＝1、价层电子对数＝3＋1＝4，为三角锥形结构，N原子杂化轨道数目为4，采取sp3杂化；

（4）金刚砂硬度大，晶胞中Si、C原子之间形成共价键，为空间网状结构，属于原子晶体，晶胞中存在四面体构型，晶胞中Si、C原子位置可以互换，互换后以顶角C原子为研究对象，与之最近的C原子处于面心，每个顶角为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故每个C原子周围最近的C原子数目为＝12，晶胞中Si处于顶角与面心，晶胞中Si原子数目为8×＋6×＝4，C原子处于晶胞内部，晶胞中C原子数目为4，故晶胞质量为4×g，晶胞体积为（acm）3，则晶胞密度为4×g÷（acm）3＝g·cm－3。

答案　

（1）1∶2　1s22s22p63s23p63d104s1

（2）F＞N＞C　CH4

（3）三角锥形　sp3

（4）原子晶体　12　

3．（2016·安徽“江南十校”联考，37）安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题。

（1）请写出基态Cu原子的外围电子排布式________。

焰火中的绿色是铜的焰色，基态铜原子在灼烧时外围电子发生了____________________________而变为激发态。

（2）新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式

请分析1个松脂酸铜中π键的个数________；加“★”碳原子的杂化方式为_____________________________________________________________。

（3）下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式（以X表示某元素符号）_________________________________________________________；

与X等距离且最近的X原子个数为__________。

（4）黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的几何构型_____________________________________________________________，

比较第一电离能：

S________O（填“>”或“<”）。

（5）黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，晶体密度为8.5g/cm3，求晶胞的边长（只写计算式，不求结果）：

_______________。

解析　

（1）Cu在周期表中第4周期，第ⅠB族，其原子的外围电子排布式为3d104s1。

基态铜原子在灼烧时获得能量使外围电子发生跃迁而变为激发态。

（2）一个碳碳双键或碳氧双键含有一个π键，1个松脂酸铜的结构单元中含有三个双键，因此一个松脂酸铜含有六个π键。

加“*”碳原子形成四个单键，需要四个杂化轨道，因此该碳原子的杂化方式为sp3。

（3）根据均摊法，晶胞中X原子个数为1＋8×1/8＝2，Cu原子个数为1×4＝4，则晶胞的化学式为Cu2X。

与晶胞中心X等距离且最近的X位于晶胞的八个顶角上。

（4）根据价层电子对互斥理论，SO2分子中S原子上的孤电子对数＝（6－2×2）×1/2＝1，则SO2分子的几何构型为V形或角形。

同主族元素由上至下第一电离能逐渐减小，即S

（5）根据黄铜合金的化学式及晶胞结构知，Zn位于晶胞的顶角上，Cu位于面心上，一个晶胞平均含有1个Zn原子和3个Cu原子，一个晶胞的质量为3×64/NA＋1×65/NA＝257/NA（g），晶胞的体积为＝cm3，则晶胞的边长为cm。

答案　

（1）3d104s1　　跃迁

（2）6　sp3

（3）Cu2X　8

（4）V形（或角形）　<

（5）cm（或者cm）

4．（2016·湖南怀化一模）自然界存在丰富的碳、氮、硅、磷、铁等元素，它们可形成单质及许多化合物。

按要求回答下列问题：

（1）铁能与CO形成配合物Fe（CO）5，其熔点为－20.5℃，沸点为102℃，易溶于CCl4，据此判断Fe（CO）5晶体属于________（填晶体类型）。

（2）铁在元素周期表中位置是________________，亚铁离子具有强还原性，从电子排布的角度解释，其原因是____________________________。

（3）南海海底蕴藏着大量的天然气水化合物，俗称“可燃冰”。

可燃冰是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子通过氢键构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。

若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。

可燃冰的平均组成可表示为________________。

（4）亚磷酸（H3PO3与过量NaOH充分反应生成亚磷酸氢二钠（Na2HPO3），则亚磷酸氢二钠属于________盐（填“正”或“酸式”）。

（5）金刚石晶胞结构模型如图，立方BN结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当。

在立方BN晶体中，B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为________；每个N原子周围最近且等距离的N原子数为________；如果阿伏加德罗常数近似取6×1023/mol，立方BN的密度为ag·cm－3，摩尔质量为bg·mol－1，计算晶体中最近的两个N原子间距离是________nm（用含a、b代数式表示）。

解析　

（1）根据Fe（CO）5熔点为－20.5℃，沸点为102℃，易溶于CCl4，可知Fe（CO）5为分子晶体；

（2）铁位于元素周期表中的第四周期第Ⅷ族，Fe2＋的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态，故具有强还原性；（3）根据可燃冰晶体中每46个H2O分子通过氢键构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。

若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充，则说明每个甲烷分子与8个水分子结合，则可燃冰的平均组成可表示为CH4·8H2O；（4）H3PO3与过量NaOH反应充分反应生成亚磷酸氢二钠（Na2HPO3），说明亚磷