2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第15講 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練

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1、2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第15講 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專(zhuān)題跟蹤訓(xùn)練 非選擇題(共50分) 1．(12分) A、B、C、D、E代表5種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨? (1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其基態(tài)原子的電子排布圖為_(kāi)_______。 (2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B－的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______，C元素在元素周期表的________區(qū)。 (3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿(mǎn)狀態(tài)，其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)_______。試根據(jù)原子核外電子排布所遵循的原理解釋D的二價(jià)陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的還原性，易被氧化為正三價(jià)離子的原因：_

2、________________________________________________。 (4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿(mǎn)，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______。 [解析]　(1)A元素為N，核外7個(gè)電子分別在1s、2s、2p軌道上。(2)B－與C＋的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，即核外都有18個(gè)電子，則B為Cl，C為K。(3)D元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成＋3價(jià)離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即26號(hào)元素鐵。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿(mǎn)，說(shuō)明M層上的3s、3p、3d能級(jí)都充滿(mǎn)電子，

3、N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，故電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，價(jià)電子排布式為3d104s1，為銅元素。 [答案]　(1) (2)　s (3)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)　Fe3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,3d軌道為半充滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故Fe2＋容易失去一個(gè)電子，被氧化為Fe3＋ (4)3d104s1 2．(18分)氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，它是經(jīng)國(guó)家批準(zhǔn)使用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 (1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______。 (2)氯吡苯脲晶體中，

4、氮原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_______，羰基碳原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_________。 (3)查文獻(xiàn)可知，可用2-氯-4-氨基吡啶與異氰酸苯酯反應(yīng)，生成氯吡苯脲： (4)膨大劑能在動(dòng)物體內(nèi)代謝，其產(chǎn)物較為復(fù)雜，其中有H2O、NH3、CO2等。 ①請(qǐng)用共價(jià)鍵知識(shí)解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因：____________________________。 ②H2O、NH3、CO2分子的空間構(gòu)型分別是_______________，中心原子的雜化類(lèi)型分別是______________________。 [解析]　(1)根據(jù)構(gòu)造原理可知，氯元素基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22

5、p63s23p5，所以未成對(duì)電子數(shù)為1。(2)根據(jù)氯吡苯脲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，有2個(gè)氮原子均形成3個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，屬于sp3雜化；剩余1個(gè)氮原子形成1個(gè)雙鍵和1個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，是sp2雜化；羰基碳原子形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，為sp2雜化。(3)由于σ鍵比π鍵更穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)方程式可以看出，斷裂的化學(xué)鍵為異氰酸苯酯分子中的N===C鍵中的π鍵和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H鍵。(4)①O、N屬于同周期元素，O的非金屬性大于N，H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能，所以H2O分子比NH3分子穩(wěn)定。②H2O分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋＝4，孤電子對(duì)數(shù)為2，所以為V形結(jié)構(gòu)，O原子采用s

6、p3雜化；NH3分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋＝4，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子采用sp3雜化；CO2分子中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋＝2，不含孤電子對(duì)，所以是直線(xiàn)形結(jié)構(gòu)，C原子采用sp雜化。 [答案]　(1)1　(2)sp2、sp3　sp2 (3)NA　NA (4)①H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能　②V形、三角錐形、直線(xiàn)形　sp3、sp3、sp 3．(20分)(2018·安徽六安三模)H、C、N、O、W、Fe、V都是生活與化學(xué)工業(yè)中常見(jiàn)元素，設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)碳負(fù)離子CH的空間構(gòu)型為_(kāi)_______；根據(jù)等電子原理，NO＋的電子

7、式為_(kāi)_______。 (2)N、Na＋、Fe3＋、Cu2＋四種微?；鶓B(tài)的核外電子排布式中未成對(duì)電子數(shù)最多的是________；Cu2＋在水中呈現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)樾纬闪怂香~離子，其化學(xué)式為_(kāi)_______。 (3)釩可用于人工合成二價(jià)釩固氮酶(結(jié)構(gòu)如圖甲)。釩固氮酶中釩的配位原子有________(填元素符號(hào))。 (4)煙酰胺(結(jié)構(gòu)如圖乙)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類(lèi)型有________，1 mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。 (5)上圖為碳化鎢晶體的一部分結(jié)構(gòu)，碳原子嵌入金屬鎢的晶格的間隙，并不破壞原有金屬的晶格，形成填隙＋固溶體，也稱(chēng)

8、為填隙化合物。在此結(jié)構(gòu)中，其中鎢原子有________個(gè)，1個(gè)鎢原子周?chē)嚯x最近的碳原子有________個(gè)，假設(shè)該部分晶體的體積為V cm3，碳化鎢的摩爾質(zhì)量為M g·mol－1，密度為b g·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)的值NA可表示為_(kāi)_______。 (6)12 g石墨烯(結(jié)構(gòu)如圖丙)中含有的正六邊形的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol；請(qǐng)你預(yù)測(cè)硅是否容易形成類(lèi)似石墨烯的結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明理由________________________________________________。 [解析]　(1)碳負(fù)離子CH中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋＝4，含有一對(duì)孤對(duì)電子，所以空間構(gòu)型為三角錐形

9、；NO＋與氮?dú)饣榈入娮芋w，則根據(jù)等電子原理，NO＋的電子式為[N??O]＋。(2)N、Na＋、Fe3＋、Cu2＋四種微?；鶓B(tài)的核外電子排布式中未成對(duì)電子數(shù)分別是3、0、5、1，所以未成對(duì)電子數(shù)最多的是Fe3＋；Cu2＋在水中呈現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)樾纬闪怂香~離子，其化學(xué)式為[Cu(H2O)4]2＋。(3)由圖可知，釩固氮酶中，N、S均能提供孤電子對(duì)，釩的配位原子為S與N。(4)由煙酰胺結(jié)構(gòu)可知，分子中氨基中的N原子形成3個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp3雜化，而環(huán)中N原子形成2個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3，采取sp2雜化；1個(gè)分子中含有4個(gè)C—H鍵、2個(gè)N—H鍵、3

10、個(gè)C—C鍵、2個(gè)C—N鍵、4個(gè)雙鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，故1個(gè)分子中含有σ鍵的數(shù)目為15,1 mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為15NA。(5)在此結(jié)構(gòu)中鎢原子數(shù)目為1＋2×＋12×＋6×＝6，以體內(nèi)鎢原子可知，1個(gè)鎢原子周?chē)嚯x最近的碳原子有6個(gè)；結(jié)構(gòu)中鎢原子數(shù)目為6、碳原子數(shù)目為6，則晶胞的質(zhì)量為6×，則6×＝V cm3×b g·cm－3，故NA＝。(6)12 g石墨烯中碳原子的物質(zhì)的量為12 g÷12 g·mol－1＝1 mol，由石墨烯的結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)碳原子被3個(gè)正六邊形所共有，則一個(gè)正六邊形含有6×＝2個(gè)碳原子，則含有的正六邊形數(shù)目為1 mol××NA mol－1＝0

11、.5NA，物質(zhì)的量是0.5 mol；Si原子半徑比碳原子半徑大，3p軌道不易重疊形成π鍵，因此硅不容易形成類(lèi)似石墨烯的結(jié)構(gòu)。 [答案]　(1)三角錐形　 (2)Fe3＋　[Cu(H2O)4]2＋ (3)N、S (4)sp3、sp2　15NA (5)6　6　 (6)0.5　不容易，硅原子半徑大于碳原子半徑，且3p軌道不易重疊形成π鍵 拔高練(25分鐘　50分) 非選擇題(共50分) 1．(16分)A、B、C、D、E五種元素，位于元素周期表的前四周期，它們的核電荷數(shù)依次增大，有如下信息： 元素 信息 A 最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)，常溫下其單質(zhì)為氣體 B 基態(tài)原子的L層

12、p軌道上有2個(gè)電子 C 基態(tài)原子核外有3個(gè)未成對(duì)電子 D 主族元素，原子與B原子的價(jià)電子數(shù)相同 E 基態(tài)原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為2∶1，M層處于全充滿(mǎn)狀態(tài) 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)B與C相比，電負(fù)性較大的是________(填元素符號(hào))，E2＋的核外電子排布式為_(kāi)_______。 (2)①B可與A形成B2A4化合物，其含有的π鍵和σ鍵的個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______； ②C可與A形成C2A4化合物，其中C原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_______； ③B與C可以形成BC－，五種元素形成的單質(zhì)中，與BC－互為等電子體的是________。 (3)B的最高價(jià)氧化物與D的最高

13、價(jià)氧化物的沸點(diǎn)相差較大的原因是_______________________________________________________ _______________________________________________________。 (4)向含有E2＋的溶液中通入C的常見(jiàn)氣態(tài)氫化物，先產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)通入該氣體，沉淀溶解。請(qǐng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)解釋沉淀溶解的原因：_____________________________________________________。 (5)E單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，原子采取面心立方最密堆積。若已知E原子半徑為d，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，摩爾

14、質(zhì)量為M。 ①E原子的配位數(shù)為_(kāi)_______； ②該晶體的密度可表示為_(kāi)_______； ③E原子采取的面心立方最密堆積的空間利用率為_(kāi)_______。 [解析]　A、B、C、D、E五種元素，均位于元素周期表的前四周期，它們的核電荷數(shù)依次增大。前四周期元素原子最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)的有H、Be、Al、Ge，而A的單質(zhì)在常溫下為氣體，故A是H；B元素基態(tài)原子的L層p軌道上有2個(gè)電子，則其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p2，則B為C(碳)；E元素基態(tài)原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為2∶1，M層處于全充滿(mǎn)狀態(tài)，則E原子核外電子數(shù)＝2＋8＋18＋1＝29，故E為Cu；D為主

15、族元素，D原子與B原子的價(jià)電子數(shù)相同，且原子序數(shù)小于29，則D為Si；C的基態(tài)原子核外有3個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于14，則其核外電子排布式為1s22s22p3，故C為N。(1)一般來(lái)說(shuō)，周期表從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變大，故電負(fù)性N>C；Cu2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)①B可與A形成CH2===CH2，其含有的π鍵和σ鍵的個(gè)數(shù)比為1∶5；②C可與A形成NH2NH2，其中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋1＝4，雜化軌道類(lèi)型為sp3；③B與C可形成CN－，為14電子離子，五種元素形成的單質(zhì)中，與其互為等電子體的是N2。(3)碳元素的最高價(jià)氧化物

16、為CO2，其為分子晶體；Si元素的最高價(jià)氧化物為SiO2，其為原子晶體。(4)向含有Cu2＋的溶液中通入NH3，先生成Cu(OH)2沉淀，通入過(guò)量NH3，Cu(OH)2中的Cu2＋提供空軌道，NH3提供孤對(duì)電子，形成配位鍵，生成[Cu(NH3)4]2＋，Cu(OH)2沉淀溶解。(5)①由圖可知，以頂點(diǎn)的Cu原子分析，位于面心的原子與之相距最近，則其配位數(shù)為12；②Cu原子半徑為d，其面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為4d，立方體的棱長(zhǎng)為×4d＝2d，則晶胞體積為(2d)3 ＝16d3，晶胞中含有的Cu原子數(shù)目為8×＋6×＝4，故晶體的密度＝＝；③晶胞為面心立方最密堆積，空間利用率＝×100%＝×100%≈74%。

17、 [答案]　(1)N　1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) (2)①1∶5?、趕p3?、跱2 (3)碳元素的最高價(jià)氧化物為CO2，其為分子晶體；Si元素的最高價(jià)氧化物為SiO2，其為原子晶體 (4)Cu(OH)2中的Cu2＋提供空軌道，NH3提供孤對(duì)電子，形成配位鍵，生成[Cu(NH3)4]2＋，Cu(OH)2沉淀溶解 (5)①12　②?、?4% 2．(16分)金屬單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)有機(jī)鐵肥三硝酸六尿素合鐵(Ⅲ)，化學(xué)式為[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。 ①尿素分子中C原子的雜化方式是________

18、。 ②該有機(jī)鐵肥中“H2NCONH2”與Fe(Ⅲ)之間的作用力是_____。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)NO的空間構(gòu)型為_(kāi)_______。 (2)Fe3＋可用SCN－檢驗(yàn)。類(lèi)鹵素(SCN)2對(duì)應(yīng)的酸有兩種，分別為硫氰酸(H—S—C≡N)和異硫氰酸(H—N===C===S)，這兩種酸中沸點(diǎn)較高的是________，原因是____________________________。 (3)一種磁性材料的單晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①該晶胞中碳原子的原子坐標(biāo)為_(kāi)_______。 ②若該晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體密度的表達(dá)式為ρ＝________g/cm3。 [解

19、析]　(1)①尿素的結(jié)構(gòu)式為，其中C原子形成3個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，雜化方式是sp2。②Fe(Ⅲ)提供空軌道，配體H2NCONH2中的兩個(gè)N原子提供孤對(duì)電子，故“H2NCONH2”與Fe(Ⅲ)之間的作用力是配位鍵；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，NO中中心原子N的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋＝3，雜化方式是sp2，推測(cè)NO的空間構(gòu)型為平面三角形。(2)硫氰酸(H—S—C≡N)和異硫氰酸(H—N===C===S)中沸點(diǎn)較高的是H—N===C===S，該分子中N原子電負(fù)性較大，且存在N—H鍵，能形成分子間氫鍵。(3)①根據(jù)A、B的坐標(biāo)可知，兩個(gè)最近的Sn原子的距離為1，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，C位于體心，因此C的坐標(biāo)是；②Sn

20、位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為8×＝1，Mn位于面心，個(gè)數(shù)為6×＝3，C位于體心，全部屬于晶胞，因此該晶體的化學(xué)式為SnMn3C，晶胞的質(zhì)量為 g，晶胞的體積為(a×10－10)3 cm3，根據(jù)密度的定義，ρ＝ g/cm3。 [答案]　(1)①sp2?、谂湮绘I　平面三角形 (2)異硫氰酸(H—N===C===S)　異硫氰酸能形成分子間氫鍵 (3)①?、? 3．(18分)(2018·湖南郴州質(zhì)檢)硼及其化合物在材料制造、有機(jī)合成等方面用途非常廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)VB2是一種導(dǎo)電陶瓷材料，基態(tài)釩原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)_______________________。 (2)B、C、N、O四種元素

21、第一電離能由小到大的順序?yàn)開(kāi)_______。 (3)硼的鹵化物在工業(yè)中有重要作用，硼的四種鹵化物的沸點(diǎn)如下表所示。 鹵化物 BF3 BCl3 BBr3 BI3 沸點(diǎn)/K 172 285 364 483 ①四種鹵化物沸點(diǎn)依次升高的原因是_____________________ ________________________________________________________。 ②用BF3分子結(jié)構(gòu)解釋反應(yīng)BF3(g)＋NH4F(s)===NH4BF4(s)能夠發(fā)生的原因：__________________________________________

22、___ _______________________________________________________。 ③制備環(huán)硼氨烷的方法如下： BCl3H3B3N3Cl3B3N3H6 BCl3、LiBH4中硼原子的雜化軌道類(lèi)型依次為_(kāi)_______；與B3N3H6互為等電子體的分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______。 (4)立方氮化硼的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)相似(如圖所示)，是超硬材料。 ①晶胞中每個(gè)氮原子周?chē)c其最近且等距離的硼原子有________個(gè)。 ②結(jié)構(gòu)化學(xué)上常用原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，立方氮化硼的晶胞中，B原子的坐標(biāo)參數(shù)分別有：B(0,0,0)；B

23、；B等，則距離上述三個(gè)B原子最近且等距離的N原子的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)_______________________。 ③已知氮化硼晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則氮化硼晶體的密度為_(kāi)_______g·cm－3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，只要求列出計(jì)算式)。 [解析]　(1)V的核電荷數(shù)為23，其價(jià)電子排布式為3d34s2，則基態(tài)釩原子的價(jià)電子排布圖為。(2)依據(jù)元素周期律及N原子第一電離能的反?？芍?，B、C、N、O四種元素第一電離能由小到大的順序?yàn)锽

24、原子有空軌道，NH4F中F－有孤對(duì)電子，能通過(guò)配位鍵形成BF，則反應(yīng)BF3(g)＋NH4F(s)===NH4BF4(s)能夠發(fā)生。③BCl3分子的中心原子B形成3個(gè)σ鍵，其孤電子對(duì)數(shù)＝×(3－3×1)＝0，所以BCl3分子中B原子屬于sp2雜化；LiBH4中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以雜化方式為sp3雜化；C6H6與B3N3H6互為等電子體，苯分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。 (4)①晶胞中每個(gè)氮原子周?chē)c其最近且等距離的硼原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，硼原子數(shù)為4。②設(shè)晶胞左下邊頂點(diǎn)的B原子坐標(biāo)為(0,0,0)，則另外兩個(gè)B原子位于面心，距離這三個(gè)B原子最近且等距離的N原子位于體對(duì)角線(xiàn)的處，故其坐標(biāo)參數(shù)為。③該晶胞中N原子個(gè)數(shù)是4、B原子個(gè)數(shù)＝8×＋6×＝4，晶胞的質(zhì)量為 g，晶胞的體積為(a×10－10cm)3，則氮化硼晶體的密度為 g÷(a×10－10 cm)3＝×1030 g·cm－3。 [答案]　(1) (2)B