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2017年高考题型揭秘之理综化学 题型14 物质结构与性质

2021-03-21 来源:九壹网


1.【福建省厦门第一中学2017届高三下学期开学考试】在元素周期表中,除稀有气体外几乎所有元素都能与氢形成氢化物,氢化物晶体的结构有共价型和离子型之分。

(1)氨气是共价型氢化物.工业常用氨气和醋酸二氨合铜{[Cu(NH3)2]Ac}的混合液来吸收一氧化碳(醋酸根CH3COO-简写为Ac-). 反应方程式为:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3

[Cu(NH3)3CO]Ac

①请写出基态Cu原子的电子排布式_____________.

②氨水溶液中各元素原子的电负性从大到小排列顺序为_______________.

③醋酸分子中的两个碳原子,甲基(-CH3)碳和羧基(-COOH)碳的杂化方式分别是___________.

④生成物[Cu(NH3)3CO]Ac中所含化学键类型有_________. a.离子键 b.配位键 c.σ键 d.π键

(2)某离子型氢化物化学式为XY2,晶胞结构如图 所示,其中6个Y原子(○)用阿拉伯数字1~6标注.

① 已知1、2、3、4号Y原子在晶胞上、下面上.则5、6号Y原子均在晶胞__________.(填“侧面”或“内部”)

②XY2晶体、硅烷晶体和固态氨3种氢化物熔沸点高低顺序正确的是_______. a.XY2晶体>硅烷晶体>固态氨 b.XY2晶体>固态氨>硅烷晶体 c.固态氨>硅烷晶体>XY2晶体 d.硅烷晶体>固态氨>XY2晶体

(3)一种铜合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中金原子(Au)与铜原子(Cu)个数比为_____;若该晶体的晶胞参数为a pm,则该合金密度为______g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏伽德罗数的值为NA)

【答案】(1)①[Ar]3d104s1 ②O>N>H ③sp3、sp2 ④abcd (2)①内部 ②b (3)1∶3 错误!未找到引用源。

2.【广西南宁第二中学2017届高三2月月考】

(一)硒元素(selenium)是第四周期、第VIA族元素,单质有红硒、黑硒和灰硒,其中灰硒有良好的导热导电性,且有显著的光电效应,可应用于光电半导体材料。请回答下列问题: (1)Se原子的核外电子排布式为[Ar]_____。

(2)As和Se是同一周期的元素,As的第一电离能比Se大,原因是______。SeO42-中Se―O的键角比SeO3的键角________(填“大”或“小”)。 (3)H2Se比H2S水溶液的酸性强,原因是_____,____。

(4)灰硒的晶体为六方晶胞结构,原子排列为无限螺旋链,分布在六方晶格上,同一条链内原子作用很强,相邻链之间原子作用较弱,其螺旋链状图、晶胞结构图和晶胞俯视图如下。

螺旋链中Se原子的杂化方式为____________。

(二)利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色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(1/2,1/2,1/2)。则 D原子的坐标参数为_________,它代表铜原子。

② 若Cu2O晶体密度为d g·cm3,晶胞参数为a pm,则阿伏加德罗常数值NA=________。

【答案】(一)(1)3d184s24p4

(2)As的4p能级是半充满状态,比较稳定,所以第一电离能比Se大;小 (3)Se原子半径大于S原子半径H—Se共价键更容易断裂 (4)sp3杂化 (二)①(1/4,1/4,1/4) ②288×1030/da3

【解析】(一)(1)Se原子的原子序数是34,核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。

(2)由于As的4p能级是半充满状态,比较稳定,所以第一电离能比Se大; SeO42-是正四面体型,SeO3是平面三角形,所以SeO42-的Se―O的键角比SeO3的键角小。

(3)由于Se原子半径大于S原子半径,H—Se共价键更容易断裂,即更容易电离出氢离子,所以H2Se比H2S水溶液的酸性强。

(4)根据晶胞结构可知每个Se原子形成2个共价键,另外还有2对孤对电子,所以螺旋链中Se原子的杂化方式为sp3杂化。

(二)①根据各个原子的相对位置可知,D在各个方向的1/4处,所以其坐标是(1/4,1/4,1/4)。

②晶胞含有氧原子个数是8×1/8+1=2,铜原子个数是4,若Cu2O晶体密度为d g·cm3,晶胞

参数为a pm,则错误!未找到引用源。,所以阿伏加德罗常数值NA=288×1030/da3。

3.【四川省眉山中学2017届高三2月月考】(1)甲烷在一定条件下可生成以下微粒: A. 碳正离子(CH3+ ) B.碳负离子(CH3—) C. 甲基 (﹣CH3) D.碳烯 (:CH2) ①四种微粒中,键角为120°的是_____(填序号).

②碳负离子(CH3—)的空间构型为______,与CH3—互为等电子体的一种分子是__(填化学式)

(2)在制取合成氨原料气的过程中,常混有一些杂质,如CO会使催化剂中毒.除去CO的化学方程式为(HAc表示醋酸):Cu(NH3)2Ac+CO+NH3=Cu(NH3)3(CO)Ac.请回答下列问题:

①该反应中含有的第二周期非金属元素的第一电离能由大到小的顺序为_________. ②写出基态Cu2+的价电子排布式_____________.

③化合物Cu(NH3)3(CO)Ac中,金属元素的化合价为___________.

④在一定条件下NH3和CO2能合成尿素CO(NH2)2,尿素中C原子轨道的杂化类型为__;1mol尿素分子中,σ 键的数目为______________.

⑤Cu与O元素形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,若阿伏伽德罗常数为NA,晶胞的边长为a pm,则氧元素对应的离子在该晶胞中的坐标是_____,该晶体的密度为__g•cm3.

【答案】(1)①A ②三角锥形 NH3

(2)①N>O>C ②3d9 ③+1 ④sp2 7NA

⑤(0,0,0)(1/2,1/2,1/2)

【解析】(1)①A.碳正离子(CH3+)含有3个σ键,没有孤电子对,碳原子杂化方式是sp2,为平面三角形结构,键角为120°,正确;B.碳负离子(CH3-)含有3个σ键,1对孤电子对,碳原子杂化方式是sp3,为三角锥形结构,键角为不是120°,错误;C.甲基(-CH3)含有3个σ键,1个孤电子,碳原子杂化方式是sp3,为三角锥形结构,键角为不是120°,错误;D.碳烯(:CH2)含有2个σ键,1对孤电子对,碳原子杂化方式是sp2,为平面三角形结构,由于孤电子对斥力大,键角为不是120°,错误;选A。②碳负离子(CH3-)含有3个σ键,1对孤

电子对,碳原子杂化方式是sp3,为三角锥形结构;CH3-原子个数为4、价电子数为8,则与CH3-互为等电子体的一种分子是NH3。

(2)①同周期从左到右元素第一电离能呈递增趋势,但氮原子价电子构型为2s22p3,p轨道为半充满状态,较稳定,第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;②铜原子是29号,根据构造原理写出写出基态Cu2+的价电子排布式为3d9;③Ac-表示醋酸根,配合物中配体都是分子,不带电,根据化合价规则知铜的化合价为+1价;④中心原子为碳,结合了1个氧原子,2个氮原子,且C无孤对电子,所以价层电子对为3对,故杂化轨道为sp2;每个碳的σ键为3条,每个亚氨基中σ键的数目2,一分子尿素中含σ键的数目为3+2×2=7,故每摩尔尿素中含有σ键的数目为7NA;⑤分析晶胞的结构知O原子在晶胞的顶点和体心,则氧元素对应的离子在该晶胞中的坐标是(0,0,0)(1/2,1/2,1/2);O原子数=8×1/8=2,Cu原子全部在体心,故Cu原子数为4,即一个氧化亚铜晶胞中有2个O原子和4个Cu原子,即2个Cu2O,则该氧化物

的密度ρ=m/v=(144×2)/ NA(a×10−10)3=

4.【江苏省联盟大联考2017届高三2月联考】已知:将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)可得到如图1所示配合物A。

(1)Cu2+基态核外电子排布式为____________。

(2)N、O、S第一电离能由大到小的顺序为_________________。 (3)写出一种与NH3分子互为等电子体的阳离子:_________________。 (4)配合物A中碳原子的轨道杂化类型为_______________。

(5)1mol 氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)含有σ键的数目为________。

(6)某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如图2所示,该金属氯化物的化学式是_____。(Cl-球的位置:4个在晶面上,2个在晶胞内)

【答案】(1)1s22s22p63s23p63d9 (2)N>O>S (3)H3O+ (4)sp3、sp2 (5)8mol或8×6.02×1023个 (6)CuCl2·2H2O

【解析】(1)铜是29号元素,根据构造原理知Cu2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9; (2)同周期由左向右元素的第一电离能呈递增趋势,但N的价电子排布为2s22p3,2p为半充满结构,较稳定,故第一电离能:N>O;又同主族元素从上到下元素的第一电离能逐渐减小,故第一电离能由大到小的顺序为N>O>S;

(3)与NH3互为等电子体有CH3-、H3O+等,阳离子为H3O+;

(4)根据配合物A的结构判断A中羰基碳原子为sp2杂化,其余的两个碳原子为sp3。 (5)两个成键原子间有且只有1个σ键,单键均为σ键,双键、三键中有1个σ键,根据氨基乙酸钠的结构式确定1mol 氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)含有σ键的数目为8mol或8×6.02×1023个。

(6)根据晶胞结构利用切割法分析。晶胞中Cu2+的个数为8×1/8+2×1/2=2,Cl-的个数为4×1/2+2=4,H2O的个数为8×1/4+4×1/2=4,故三种微粒的数目比为:2:4:4=1:2:2,该化合物的化学式为CuCl2·2H2O。

5.【广东省清远市第三中学2017届高三下学期第一次模拟考试】信息一:铬同镍、钴、铁等金属可以构成高温合金、电热合金、精密合金等,用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。 信息二:氯化铬酰(CrO2Cl2)是铬的一种化合物,常温下该化合物是暗红色液体,熔点为-96.5 ℃,沸点为117 ℃,能和丙酮(CH3COCH3)、四氯化碳、CS2等有机溶剂互溶。 (1)写出Fe(26号元素)原子的基态电子排布式:_________________________。 (2)CH3COCH3分子中含有________个π键,含有________个σ键。

(3)固态氯化铬酰属于________晶体,丙酮中碳原子的杂化方式为_____________,二硫化碳属于________(填“极性”或“非极性”)分子。

(4)K[Cr(C2O4)2(H2O)2]也是铬的一种化合物,该化合物属于离子化合物,其中除含离子键、共价键外,还含有____________键。

(5)金属铬的晶胞如图所示,一个晶胞中含有________个铬原子。

【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (2)1;9

(3)分子;甲基碳原子为sp3杂化、羰基碳原子为sp2杂化;非极性 (4)配位 (5)2

【解析】(1)Fe(26号元素)原子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;

(2)单键为σ键,双键含有1个σ键、个π键,CH3COCH3分子中含有1个π键,含有9个σ键,故答案为:1;9;

(3)固态氯化铬酰熔沸点低,易溶于有机溶剂,应属于分子晶体,丙酮中羰基中碳原子形成3个σ键,甲基中碳原子形成4个σ键,均没有孤对电子,杂化轨道数目分别为3、4,甲基碳原子为sp3杂化,羰基碳原子为sp2 杂化,二硫化碳与二氧化碳结构相似,为直线型对称结构,分子中正负电荷重心重合,属于非极性分子,故答案为:分子;sp3、sp2 ;非极性; (4)配离子中Cr3+可以空轨道,C2O42-、H2O含有孤对电子,Cr3+与C2O42-、H2O之间形成配位键,故答案为:配位;

(5)晶胞中Cr原子处于体心与顶点,晶胞中Cr原子数目=1+8×错误!未找到引用源。=2,故答案为:2。

6.【2017届吉林省吉林大学附属中学高三上学期第四次摸底考试】三聚氰胺俗称“蛋白精”,工业上通过下列流程合成三聚氰胺。请回答下列问题:

(1)基态Ca原子的电子排布式:___________________;CaC2的电子式________________。 (2)尿素分子中所含除氢以外元素第一电离能由小到大的顺序为________________。 (3)CaCN2中阴离子为CN22,与CN22互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式),

由此可以推知CN22的空间构型为________。

(4)三聚氰胺分子中碳原子的杂化方式为________,分子中处于同一平面的氮原子有_____个。

(5)动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸________ 结合,在肾脏内易形成结石。

后,三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过

(6)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为______________,已知CaO晶体的密度ρ,用NA表示阿伏伽德罗常数,求晶胞中距离最近的两个钙离子之间的距离______________

(用含ρ、NA代数式表示)。

【答案】(1)1s22s22p63s23p64s2或[Ar] 4s2

(2)C<O<N (3)CO2 直线形 (4)sp2 3

(5)分子间氢键 6

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