（江蘇專版）2020版高考化學一輪復習 專題檢測（九）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）.doc

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專題檢測（九） 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1．人類文明的發(fā)展歷程，也是化學物質(zhì)的認識和發(fā)現(xiàn)的歷程。 (1)銅原子在基態(tài)時，價電子(外圍電子)排布式為________。已知高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定，試從核外電子結(jié)構(gòu)變化角度解釋：_______________________________________。 (2)銅與類鹵素(SCN)2反應生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為________NA。類鹵素(SCN)2對應的酸有兩種，理論上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸點低于異硫氰酸(HNCS)的沸點，其原因是_________________________________________________。 (3)硝酸鉀中NO的空間構(gòu)型為____________，寫出與NO互為等電子體的一種非極性分子的化學式：_________________________________________________。 (4)下列說法正確的有________(填序號)。 a．乙醇分子間可形成氫鍵，導致其沸點比氯乙烷高 b．鎢的配合物離子[W(CO)5OH]－能催化固定CO2，該配離子中鎢顯－1價 解析：(1)Cu為29號元素，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，價電子排布式為3d104s1。軌道中電子處于全滿、全空、半滿時原子最穩(wěn)定，Cu＋的最外層電子排布式為3d10，而Cu2＋的最外層電子排布式為3d9，價電子排布達到全滿時較穩(wěn)定，所以固態(tài)Cu2O穩(wěn)定性強于CuO。(2)1個C≡N鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，1 mol(SCN)2分子中含有σ鍵的數(shù)目為5NA，含有π鍵的數(shù)目為4NA；異硫氰酸(HNCS)分子中N原子上連接有H原子，分子間能形成氫鍵，而硫氰酸不能形成氫鍵，故異硫氰酸的沸點高。(3)NO中N原子價層電子對數(shù)為3＋(5＋1－32)＝3，且不含孤電子對，所以是平面三角形結(jié)構(gòu)；原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)也相同的粒子互為等電子體，與NO互為等電子體的非極性分子有BF3、SO3、BBr3等。(4)乙醇分子間可形成氫鍵，氯乙烷中不含氫鍵，所以乙醇的沸點比氯乙烷高，故a正確；根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0知，鎢的配合物離子[W(CO)5OH]－中鎢顯0價，故b錯誤。 答案：(1)3d104s1　Cu＋價電子排布式為3d10，Cu＋核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài) (2)4　異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能形成氫鍵 (3)平面三角形　SO3(或BF3、BBr3等)　(4)a 2．氫氧化鎳在乙醇的懸濁液中可發(fā)生如下反應生成單質(zhì)鎳的配合物： Ni(OH)2＋5CH3NC===(CH3NC)4Ni＋CH3NCO＋H2O (1)Ni2＋基態(tài)核外電子排布式為________________。 (2)CH3NC(其結(jié)構(gòu)簡式為CH3—NC)分子中碳原子軌道的雜化類型是________。1 mol CH3NC中σ鍵的數(shù)目為________。 (3)用光氣(COCl2)與甲胺(CH3NH2)可以制取CH3NCO。 ①與COCl2互為等電子體的一種陰離子為________。 ②甲胺極易溶于水，除因為它們都是極性分子外，還因為________________________________。 (4)Ni單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，每個晶胞中含Ni原子數(shù)目為________。 解析：(2)CH3—中C原子采用sp3雜化，—NC中C原子采用sp雜化；在CH3NC中，3個C—H鍵全部是σ鍵，C—N鍵是σ鍵，NC鍵中含有1個σ鍵，故分子中共含有5個σ鍵，即σ鍵的數(shù)目為5NA。(3)①COCl2分子中含有4個原子和24個價電子，故與其互為等電子體的陰離子可以是CO(或NO)。②甲胺分子中含有電負性強的N原子，能與H2O分子形成分子間氫鍵。(4)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ni原子位于立方體的頂點和面心，故含有的Ni原子數(shù)＝8＋6＝4。 答案：(1)[Ar]3d8　(2)sp、sp3　5NA (3)①CO(或NO)?、诩装纺芘c水形成分子間氫鍵 (4)4 3．(2019淮安模擬)納米級TiO2是一種光催化材料，可處理甲醛、氮氧化物等污染物，工業(yè)上也可用其催化乙醇脫氫制備乙醛：CH3CH2OHCH3CHO＋H2↑。 (1)Ti原子基態(tài)核外電子排布式為________。 (2)CH3CHO分子中碳原子軌道的雜化類型是___________________________________，1 mol CH3CHO分子中含有 σ 鍵的數(shù)目為__________。 (3)與NO互為等電子體的一種陽離子為__________(填化學式)。 (4)乙醇可以與水以任意比互溶，除因為它們都是極性分子外，還因為_____________________________________________________。 (5)一種TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中與每個氧原子直接相連的鈦原子數(shù)目為__________。 解析：(1)Ti是22號元素，所以Ti原子基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d24s2。(2)CH3CHO分子中甲基上是飽和碳，是sp3 雜化，而醛基上是不飽和碳，是sp2雜化，1 mol CH3CHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為6 mol。(3)與NO分子互為等電子體的一種微粒具有相同的價電子數(shù)11和原子數(shù)2，微粒為O。(4)乙醇可以與水以任意比互溶，除因為它們都是極性分子外，還因為CH3CH2OH與H2O分子之間可以形成氫鍵。(5)TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)中黑球的個數(shù)是8＋1＝2，空心球的個數(shù)為4＋2＝4，化學式為TiO2，所以空心球是氧原子，所以與每個氧原子直接相連的鈦原子數(shù)目為3個。 答案：(1)[Ar]3d24s2 (2)sp2、sp3　6 mol(或66.021023)　(3)O (4)CH3CH2OH與H2O分子之間可以形成氫鍵　(5)3 4．我國從國外進口某原料經(jīng)測定主要含有A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。元素A、B、C、D、E的原子結(jié)構(gòu)等信息如下： 元素 元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu) A 周期表中原子半徑最小的元素 B 原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同 C 最外層P軌道半充滿 D 位于短周期，其原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍 E 位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同 請回答下列問題：(用A、B、C、D、E所對應的元素符號作答) (1)B、C、D第一電離能由大到小為__________________________________________。 (2)E的二價離子的電子排布式為__________________________________________。 (3)A2B2D4常用作除銹劑，該分子中B的雜化方式為________；1 mol A2B2D4分子中含有σ鍵數(shù)目為_____________________________________________。 (4)B2A6、C2A4分子中均含有18個電子，它們的沸點相差較大，主要原因是__________________________________________________________。 (5)BD2在高溫高壓下所形成晶體的晶胞如圖所示，一個該晶胞中含______________個D原子。 解析：A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。周期表中A元素原子半徑最小，故A為H元素；B元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同，核外電子排布為1s22s22p2，故B為C元素；D位于短周期，其原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍，而短周期中原子單電子處于p能級最多有3個，故其成對電子總數(shù)只能為6，單電子數(shù)為2，核外電子排布為1s22s22p4，則D為O元素；C元素原子最外層P軌道半充滿，原子序數(shù)小于O，故其核外電子排布為1s22s22p3，則C為N元素；E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同，價電子排布為3d104s1，則E為Cu。(1)同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能大小順序為N＞O＞C。(2)E為Cu元素，Cu2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(3)H2C2O4常用作除銹劑，結(jié)構(gòu)簡式為HOOC—COOH，分子中C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，該分子中碳原子的雜化方式為sp2，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，故HOOC—COOH 分子中含有7個σ鍵，1 mol H2C2O4分子中含有 σ鍵 數(shù)目為76.021023。(4)C2H6、N2H4分子中均含有18個電子，它們的沸點相差較大，主要原因是N2H4分子之間存在氫鍵。(5)CO2在高溫高壓下所形成晶體的晶胞中小白球為O原子，均為晶胞內(nèi)部，一個該晶胞中含O原子數(shù)目為16。 答案：(1)N＞O＞C　 (2)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) (3)sp2 　76.021023 (4)N2H4分子之間存在氫鍵 　(5)16 5．(2019泰州模擬)1985年，Rousssin研究發(fā)現(xiàn)了第一個金屬原子簇類配位化合物，其結(jié)構(gòu)如圖1，金屬原子簇類化合物與金屬原子表面性質(zhì)相似，具有良好的催化活性等功能。請回答下列問題： (1)Fe3＋的基態(tài)核外價電子排布式為___________。 (2)上述化合物中含有三種非金屬元素，三種元素原子第一電離能由大到小的順序為_________；硫可以形成SOCl2化合物，則該化合物的空間構(gòu)型為______________。 (3)除了氮的氧化物之外，氮還可以形成NO。請寫出氮原子雜化方式____________。 (4)上述原子簇類配合物，中心原子鐵的配位原子是______。 (5)配合物Fe(CO)5的熔點：－20 ℃，沸點：103 ℃，可用于制備純鐵。Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)如圖2所示。下列關(guān)于Fe(CO)5說法正確的是_________。 A．Fe(CO)5是非極性分子，CO是極性分子 B．Fe(CO)5中Fe原子以sp3雜化方式與CO成鍵 C．1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位鍵 D．Fe(CO)5===Fe＋5CO反應中沒有新化學鍵生成 解析：(1)Fe位于周期表中第四周期第Ⅷ族，F(xiàn)e3＋的基態(tài)核外價電子排布式為3d5。(2)化合物中三種非金屬元素為N、O、S，同周期主族元素隨著原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大的趨勢，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，則三種元素原子第一電離能由大到小順序為N＞O＞S，對于SOCl2，其等電子體為SO，二者結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)VSEPR理論，價電子對數(shù)為VP＝BP＋LP＝3＋＝4，則其空間構(gòu)型為三角錐形。(3)對于NO，根據(jù)VSEPR理論，價電子對數(shù)為VP＝BP＋LP＝2＋＝2，根據(jù)雜化軌道理論，則中心N原子為sp雜化。(4)直接與中心原子成鍵的為配位原子，所以中心原子鐵的配位原子是N、S。(5)看正負電荷中心是否重疊，F(xiàn)e(CO)5對稱是非極性分子，CO不對稱是極性分子，故A正確；鐵的雜化軌道數(shù)為5，鐵不是正四面構(gòu)型，F(xiàn)e(CO)5中Fe原子不是以sp3雜化方式與CO成鍵，故B錯誤；碳與氧、鐵與碳之間形成配位鍵，1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位鍵，故C正確；化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂、新化學鍵的生成，故D錯誤。 答案：(1)3d5　(2)N＞O＞S　三角錐形　(3)sp (4)S、N　(5)AC 6．鈦的化合物如TiO2、Ti(NO3)4、TiCl4、 Ti(BH4)2等均有著廣泛用途。 (1)寫出Ti的基態(tài)原子的核外電子排布式：________________________________________________________________________。 (2)TiCl4熔點是－25 ℃，沸點136.4 ℃，可溶于苯或CCl4，該晶體屬于________晶體；BH中B原子的雜化類型為____________。 (3)在 TiO2催化作用下，可將CN－氧化成CNO－，進而得到N2。與CNO－互為等電子體的分子化學式為__________(只寫一種即可)。 (4)Ti3＋可以形成兩種不同的配合物：[Ti(H2O)6]Cl3(紫色)，[TiCl(H2O)5]Cl2H2O(綠色)，兩者配位數(shù)________(填“相同”或“不同”)，紫色晶體中配體是________。 (5)TiO2難溶于水和稀酸，但能溶于濃硫酸，析出含有鈦酰離子的晶體，鈦酰離子常成為鏈狀聚合形式的陽離子，其結(jié)構(gòu)形式如圖1，化學式為____________。 解析：(1)鈦是22號元素，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。(2)因TiCl4在常溫下是無色液體，熔點－25 ℃，沸點136.4 ℃，熔沸點低，由此可判斷TiCl4是由共價鍵結(jié)合的分子，晶體類型屬于分子晶體；BH中B原子價層電子對＝4，且沒有孤電子對，則BH中B原子的雜化類型為sp3。(3)CNO－中含有3個原子，16個價電子，所以其等電子體中分子為CO2或N2O、CS2、BeCl2等，離子為SCN－或N等。(4)[Ti(H2O)6]Cl3(紫色)，配體為H2O，配位數(shù)為6，[TiCl(H2O)5]Cl2H2O(綠色)，配體為Cl－、H2O，配位數(shù)為6，兩者配位數(shù)相同。(5)每個O原子被兩個Ti原子共用、每個Ti原子被兩個O原子共用，利用均攤法計算二者原子個數(shù)之比為1∶1；Ti元素為＋4價、O元素為－2價，據(jù)此書寫其化學式為[TiO]。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2) (2)分子　sp3 (3)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可) (4)相同　H2O　(5)[TiO] 7．(CN)2、(OCN)2等被稱為擬鹵素，(CN)2在一定條件下氫化可以得到乙二胺(H2NCH2CH2NH2)?；卮鹣铝袉栴}： (1)Fe4[Fe(CN)6]3是較早發(fā)現(xiàn)的CN－配合物，其中鐵元素呈現(xiàn)兩種不同的價態(tài)。寫出外界離子基態(tài)核外電子排布式：________________。 (2)與OCN－互為等電子體的分子為________(填分子式)。 (3)1 mol (CN)2中含有π鍵的數(shù)目為________。 (4)乙二胺中C原子的軌道雜化方式為________。 (5)乙二胺易溶于水，除因為是極性分子外，還可能的原因為_____________________________________________________。 (6)含CN－的配合物常用于冶煉黃金。金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶體中每個Au原子周圍緊鄰且等距的Au原子有________個。 解析：(1)Fe4[Fe(CN)6]3的外界為Fe3＋，其基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)。(2)與OCN－互為等電子體的分子為三原子分子，且價電子數(shù)為18，則有CO2、N2O、CS2等。(3)一個 (CN)2中含有兩個碳氮三鍵，其中1個是σ鍵，兩個是π鍵，則1 mol (CN)2中含有π鍵的數(shù)目為4 mol。(4)乙二胺中碳原子為—CH2—，碳原子以單鍵連接4個原子為四面體結(jié)構(gòu)，為sp3雜化。(5)乙二胺分子中含有氨基，可以與水分子間形成氫鍵。(6)由晶胞結(jié)構(gòu)可知每個頂點的Au原子與面心上的Au原子距離最近，三個面共一個頂點，同時有八個晶胞共一個頂點，兩個晶胞共一個面，則有晶體中每個Au原子周圍緊鄰且等距的Au原子有382＝12。 答案：(1)[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5) (2)CO2、N2O、CS2等 (3)4 mol(或2.4081024)　(4)sp3 (5)乙二胺與水分子間可以形成氫鍵　(6)12 8．乙酸錳可用于制造鈉離子電池的負極材料?？捎萌缦路磻频靡宜徨i：4Mn(NO3)26H2O＋26(CH3CO)2O===4(CH3COO)3Mn＋8HNO2＋3O2↑＋40CH3COOH。 (1)Mn3＋基態(tài)核外電子排布式為___________________________________________。 (2)NO中氮原子軌道的雜化類型是_________。 (3)與HNO2互為等電子體的一種陰離子的化學式為_________。 (4)配合物[Mn(CH3OH)6]2＋中提供孤對電子的原子是_________。 (5)鎂鋁合金經(jīng)過高溫淬火獲得一種儲鈉材料，其晶胞為立方結(jié)構(gòu)(如圖所示)，圖中原子位于頂點或面心。該晶體中每個鋁原子周圍距離最近的鎂原子數(shù)目為_________。 解析：(1)錳為25號元素，Mn3＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d4或[Ar]3d4。(2)NO中N原子的價層電子對數(shù)＝3＋＝3，氮原子采用sp2雜化。(3)與HNO2互為等電子體的一種陰離子為HCOO－。(4)配合物[Mn(CH3OH)6]2＋中的中心原子為Mn，配體為CH3OH，提供孤對電子的原子是羥基中的O原子。(5)根據(jù)鎂鋁合金的晶胞結(jié)構(gòu)可知，圖中原子位于頂點或面心，其中鎂原子頂點和其中2個面心，鋁原子位于其中2個面心，每個鋁原子周圍距離最近的鎂原子有8個，包括同一側(cè)面的4個頂點和4個面心，距離均為晶胞面對角線長度的一半。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d4(或[Ar]3d4)　(2)sp2 (3)HCOO－　(4)O　(5)8