高考化学三轮冲刺要点突破物质结构与性质综合题专题训练答案+解析.docx

1、高考化学三轮冲刺要点突破物质结构与性质综合题专题训练答案+解析物质结构与性质综合题【专题训练】1(2019太原模拟)高氯酸三碳酰肼合镍Ni(CHZ)3(ClO4)2是一种新型的起爆药。(1)Ni能与CO形成配合物Ni(CO)4，配体CO中提供孤电子对的是C原子，其理由可能是_；该配合物分子中键与键数目之比为_。(2)ClO的空间构型是_。写出与ClO互为等电子体的一种分子和一种离子：_、_(填化学式)。(3)化学式中CHZ为碳酰肼，其结构为，它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。碳酰肼中氮元素的化合价为_，碳原子的杂化轨道类型为_。碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得，有关的化学方程式

2、为_。(4)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。比较次氯酸和高氯酸的酸性，并说明理由：_。如图为NiO晶胞，若晶胞中含有的Ni2数目为a，Ni2的配位数为b，NiO晶体中每个Ni2距离最近的Ni2数目为c，则abc_。解析：(1)CO的组成元素中，氧元素电负性更大一些，不易给出孤电子对形成配位键。Ni(CO)4中Ni原子与4个CO分子形成的4个配位键属于键，每个CO分子中含1个键，两个键，则Ni(CO)4中键与键数目之比为11。(2)ClO的价层电子对数为(718)44，根据VSEPR理论，其空间构型为正四面体。与ClO互为等电子体的分子有SiF4、CCl4等，离子有SO、P

3、O等。(3)氮原子形成的三个共价键中NN键属于非极性键，不显电性，其余两个共价键均使氮原子显负电性，故氮元素的化合价为2价。(4)含氧酸分子中非羟基氧原子数目越多，酸性越强，HClO4分子中有3个非羟基氧原子，HClO分子中没有非羟基氧原子，故HClO的酸性小于HClO4的酸性。利用均摊法求出每个晶胞中含4个Ni2，Ni2的配位数为6，离Ni2最近的Ni2有12个，三者比值为236。答案：(1)电负性OC，O原子不易提供孤电子对11(2)正四面体CCl4(或SiF4等其他合理答案)SO(或PO等其他合理答案)(3)2sp2(4)HClO的酸性小于HClO4，非羟基氧的个数越多，Cl的正电性越高

4、，导致ClOH中O的电子向Cl偏移，越容易电离出H2362(2019全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是_，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_，其中Fe的配位数为_。(3)苯胺()的晶体类型是_。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(5.9 )、沸点(18

5、4.4 )分别高于甲苯的熔点(95.0 )、沸点(110.6 )，原因是_。(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是_；P的_杂化轨道与O的2p轨道形成_键。(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：焦磷酸根离子三磷酸根离子这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_(用n代表P原子数)。解析：(1)在周期表中存在“对角线”关系的元素化学性质相似，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等，所以与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg。Mg元素基态原子核外M层上只有3s轨道上2个自旋状态相反的

6、电子。(2)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在，即分子式为Fe2Cl6；每个Fe原子与3个Cl原子形成共价键，还可以提供空轨道与另1个Cl原子提供的孤对电子形成配位键，结构式可表示为或；由结构式可知，Fe的配位数为4。(3)苯胺是有机化合物，属于分子晶体。由于苯胺分子中N原子电负性大、原子半径小，易形成分子间氢键NHN，导致熔、沸点比相对分子质量相近的甲苯高。(4)元素的非金属性越强，电负性越高，非金属性：HPNO，故在N、H、P、O四种元素中电负性最高的是O。PO中价层电子对数为4，采取sp3杂化方式，杂化轨道与配位原子只能形成键，故与O原子的2p轨道形成键。(5)由题给焦磷酸根离子、三磷

7、酸根离子的结构式可看出，多磷酸盐中存在PO结构单元，n个PO结构单元共用(n1)个O原子，则O原子总数为4n(n1)3n1，离子所带电荷数为(n2)，故通式为(PnO3n1)(n2)。答案：(1)Mg相反(2)4(3)分子晶体苯胺分子之间存在氢键(4)Osp3(5)(PnO3n1)(n2)3(2019贵阳模拟)碳族元素在生产生活中的应用极其广泛，请回答以下有关碳族元素的问题。(1)下列说法正确的是_。aCS2与SO2分子的键角相同bHCHO中的C原子为sp2杂化cCF4与SiCl4均为非极性分子dCO与N2为等电子体，所以化学性质完全相同e第一电离能：ONC(2)晶体硅是制备太阳能电池板的主要

8、原料。区分晶体硅和无定形硅最可靠的科学方法为_；28克晶体硅中含共价键_ mol。(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，其呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是_，Ni(CO)4易溶于_(此空选择填写下列字母序号)。a水b四氯化碳c苯d硫酸镍溶液(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞(晶胞参数为x pm)如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，则该晶胞中C60的堆积方式为_，C60与M原子的个数比为_。(5)利用光催化还原CO2制备工业原料CH4，可以达到减碳的效果。该反应中，带状纳米Zn2GeO4(催化剂)的

9、催化效果较好，CO2分子中键与键的数目之比为_，催化剂所含元素Zn、Ge(锗)、O的电负性由大到小的顺序是_，元素Zn的价电子排布式为_。(6)锗是典型的半导体材料，在电子、材料等领域应用广泛。锗单晶的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体密度为_ gcm3(列出计算式即可)。解析：(1)CS2为直线形结构，键角为180，SO2为V形结构，键角小于180，a错误；HCHO的结构式为，故C原子为sp2杂化，b正确；CF4和SiCl4均为正四面体结构，是非极性分子，c正确；CO和N2是等电子体，物理性质相似，但化学性质不同，d错误；N的2p轨道上有3个电子，处于较

10、稳定状态，故第一电离能：NOC，e错误。(2)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。硅具有类似金刚石的结构()，用均摊法可确定1个Si原子形成的共价键数为2，故28 g(即1 mol)Si中含2 mol共价键。(3)根据“挥发性”“液态”可推测Ni(CO)4为分子晶体；Ni(CO)4为非极性分子，易溶于非极性溶剂，即易溶解于苯和四氯化碳，b、c正确。(4)C60位于晶胞的面心和顶点，故其为面心立方最密堆积；该晶胞含有C60的个数为864，含有M原子的个数为12912，故C60与M原子的个数比为13。(5)CO2的结构为O=C=O，故键与键的数目之比为11。非金属元素的电负

11、性比金属元素大，故O的电负性最大，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性：OGeZn；Zn为30号元素，价电子排布式为3d104s2。(6)根据晶胞结构特点可知，该晶胞中含有Ge原子数为8648，晶胞质量为 g，体积为(a1010 cm)3，故晶体密度为 gcm3。答案：(1)bc(2)X射线衍射实验2(3)分子晶体bc(4)面心立方最密堆积13(5)11OGeZn3d104s2(6)4(2019武汉调研)氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发高效储氢材料是氢能利用的重要研究方向。(1)H3BNH3是一种潜在的储氢材料，其中N原子的价电子轨道表达式为_。(2)制备H3BNH3的化学

12、原料为(HB=NH)3，为六元环状物质，与其互为等电子体的有机物分子式为_，CH4、H2O、CO2的键角由大到小的顺序为_，B、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_。(3)C16S8是新型环烯类储氢材料，研究证明其分子呈平面结构(如图1所示)。C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为_。测得C16S8中碳硫键的键长介于CS键和C=S键之间，其原因可能是_。(4)某种铜银合金晶体具有储氢功能，它是面心立方最密堆积结构，Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu、Ag原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如图2)相似，该

13、晶体储氢后的化学式为_。(5)MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞如图3所示，该晶体的密度为 g/cm3，则该晶胞的体积为_ cm3(用含、NA的代数式表示)。解析：(1)氮原子共有五个价电子，2s轨道上有两个自旋状态相反的电子，2p轨道上有3个自旋状态相同的电子，轨道表达式为。(2)(HB=NH)3为六元环状物质，原子数为12，价电子总数为30，与其互为等电子体的有机物为C6H6；CO2键角为180，CH4键角为10928，H2O键角为105，键角由大到小的顺序为CO2CH4H2O；B、C、N、O为同周期元素，N原子2s轨道为全充满状态，2p轨道为半充满状态，体系能量低，较稳定，第一电离能比

14、O原子大，第一电离能由大到小的顺序为NOCB。(3)由图1可知，碳原子均形成双键，其杂化方式为sp2，S原子价层电子对数为(62)24，杂化方式为sp3。C16S8中碳硫键的键长介于CS键和C=S键之间，这说明该环状物能够发生加成反应，即C16S8分子中碳硫键在一定程度上表现出双键的性质。(4)一个晶胞中，Cu原子位于面心，数目为63，Ag原子位于顶点，数目为81,8个H原子位于内部，数目为8，则化学式为Cu3AgH8。(5)由MgH2晶胞图可知，Mg原子数目为812，H原子数目为424，即每1 mol晶胞含2 mol MgH2，质量为52 g，晶胞体积V cm3。答案：(1) (2)C6H6

15、CO2CH4H2ONOCB(3)sp2、sp3C16S8分子中碳硫键具有一定程度的双键性质(4)Cu3AgH8(5)5(2019昆明模拟)根据第三周期元素的原子结构和性质，回答下列问题：(1)基态硫原子的价电子排布式为_，含有_个未成对电子，未成对电子所处的轨道形状是_。(2)磷的氯化物有两种：PCl3和PCl5，PCl3中磷原子的杂化类型为_，PCl3的立体构型为_，其中PCl3的熔点_(填“大于”或“小于”)PCl5。(3)已知第一电离能的大小顺序为ClPS，请说明原因_。(4)氯有多种含氧酸，其电离平衡常数如下：化学式HClO4HClO3HClO2HClOKa11010110110241

16、08从结构的角度解释以上含氧酸Ka不同的原因_。(5)NaCl晶胞如图所示。氯离子采取的堆积方式为_。A简单立方堆积 B体心立方堆积C面心立方最密堆积 D六方最密堆积若氯离子的半径用r表示，阿伏加德罗常数用NA表示，则晶胞密度的表达式为_(用含r、NA的代数式表示)。解析：(1)基态硫原子核外有16个电子，由构造原理可写出其价电子排布式为3s23p4；其3p能级上含有2个未成对电子，未成对电子所处的轨道呈哑铃形或纺锤形。(2)PCl3中心原子P含3个共用电子对和1对孤对电子，即中心原子P采取sp3杂化，其立体构型为三角锥形；PCl3与PCl5均为分子晶体，其熔点随相对分子质量增大而升高，即PC

17、l3的熔点小于PCl5的熔点。(3)P原子3p能级处于半充满状态，较难失去电子；而Cl原子半径小，核电荷数较大，故第一电离能：ClPS。(4)从表格数据可以看出，中心原子价态越高(或非羟基氧个数越多)，其酸性越强，对应的Ka越大。(5)由NaCl的晶胞图可知，Cl采取面心立方最密堆积。根据晶胞图可知，面对角线长度为4r，由勾股定理可知晶胞的边长为，由均摊法可知，该晶胞中含Na个数为1214，含Cl个数为864，设晶胞的密度为(gcm3)，则58.53，解得。答案：(1)3s23p42哑铃形或纺锤形(2)sp3三角锥形小于(3)磷的3p能级处于半充满状态，导致磷原子较难失去电子，氯的原子半径小，核电荷数较大(4)中心原子的价态不同或非羟基氧的个数不同(5)C