（全國通用版）2019版高考化學一輪復習 第十二章 物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì) 課時梯級作業(yè)四十二 12.2 分子結(jié)構與性質(zhì).doc

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課時梯級作業(yè) 四十二分子結(jié)構與性質(zhì)(45分鐘100分)非選擇題(本題包括7小題,共100分)1.(14分)(2018淮安模擬)甲基呋喃與氨在高溫下反應得到甲基吡咯: (1)Zn的基態(tài)原子核外電子排布式為_。(2)配合物Zn(NH3)3(H2O)2+中,與Zn2+形成配位鍵的原子是_(填元素符號)。(3)1 mol甲基呋喃分子中含有鍵的數(shù)目為_mol。(4)甲基吡咯分子中碳原子軌道的雜化軌道類型是_。與NH3分子互為等電子體的陽離子為_。(5)甲基吡咯的熔沸點高于甲基呋喃的原因是_。(6)鋅的某種化合物晶胞結(jié)構如圖所示,則構成該化合物的兩種粒子個數(shù)比為_。【解析】(1)Zn的基態(tài)原子核外電子排布式為Ar3d104s2。(2)配合物Zn(NH3)3(H2O)2+中,與Zn2+形成配位鍵的原子是N和O。(3)分子中每兩個相鄰原子之間存在一個鍵,1 mol 甲基呋喃分子中含有鍵的數(shù)目為12 mol。(4)甲基吡咯分子中單鍵碳原子雜化軌道類型是sp3,雙鍵碳原子雜化軌道類型是sp2,總之,碳原子軌道的雜化軌道類型是sp3和sp2。等電子體是原子數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的微粒,與NH3分子互為等電子體的陽離子為H3O+。(5)甲基吡咯的熔沸點高于甲基呋喃的原因是甲基吡咯分子間存在氫鍵。(6)晶胞含有4個Zn、4個X,則構成該化合物的兩種粒子個數(shù)比為11。答案:(1)Ar3d104s2(2)N和O(3)12(4)sp3和sp2H3O+(5)甲基吡咯分子間存在氫鍵(6)112.(14分)(2018新鄉(xiāng)模擬)已知銅的配合物A(結(jié)構如圖)。請回答下列問題:(1)Cu的簡化電子排布式為_。(2)A中氮原子的雜化軌道類型為_。(3)配體氨基乙酸根(H2NCH2COO-)受熱分解可產(chǎn)生CO2和N2,N2中鍵和鍵數(shù)目之比是_;N2O與CO2互為等電子體,且N2O分子中O只與一個N相連,則N2O的電子式為_。(4)在Cu催化下,甲醇可被氧化為甲醛(HCHO),甲醛分子中HCO的鍵角_(選填“大于”“等于”或“小于”)120;甲醛能與水形成氫鍵,請在圖中表示出來_。(5)立方氮化硼(如圖)與金剛石結(jié)構相似,是超硬材料。立方氮化硼晶體內(nèi)BN鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為_;結(jié)構化學上用原子坐標參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置,上圖(右)立方氮化硼的晶胞中,B的坐標參數(shù)分別有:B(0,0,0);B(,0,);B(,0)等。則距離上述三個B最近且等距的N的坐標參數(shù)為_?！窘馕觥勘绢}考查過渡元素Cu及其化合物的結(jié)構、電子排布、雜化軌道、晶體結(jié)構等物質(zhì)結(jié)構的有關知識點。根據(jù)Cu的原子結(jié)構和電子排布規(guī)律、雜化軌道及分子構型的知識和晶體的類型以及晶胞有關知識來解答此題。(1)基態(tài)Cu核外有29個電子,外圍電子排布式為3d104s1,全充滿結(jié)構,穩(wěn)定。簡化電子排布式為Ar3d104s1。(2)氮原子有4個雜化軌道,所以為sp3雜化。(3)N2的結(jié)構式為NN, 含1個鍵和2個鍵,所以鍵和鍵數(shù)目比為12,N2O與CO2互為等電子體,且N2O分子中O只與一個N相連,則N2O結(jié)構與CO2相似,所以其結(jié)構為NNO,電子式為(4)甲醛分子中,碳原子為sp2雜化,分子成平面三角形,鍵角約120,由于氧原子有孤電子對,對氫原子有排斥作用,所以OCH鍵角會稍大于120,羰基氧有很強的電負性,與H2O中H有較強的靜電吸引力,而形成氫鍵。(5)由圖可知,一個B與4個N形成4個BN共價鍵,BN鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為41,根據(jù)各個原子的相對位置可知,距離上述三個B最近且等距的N在x、y、z軸三個方向的處,所以其坐標是(,)。答案:(1)Ar3d104s1(2)sp3雜化(3)12(4)大于(5)41(,)3.(18分)(2018孝感模擬)目前半導體生產(chǎn)正在進行一場“銅芯片”革命:在硅芯片上用銅代替鋁布線。古老的金屬銅在現(xiàn)代科技應用上取得了突破。用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)生產(chǎn)粗銅,其反應原理如下:(1)基態(tài)銅原子的價電子排布式為_,硫、氧元素相比,第一電離能較大的元素是_(填元素符號)。(2)反應、中均生成有相同的氣體分子,該分子的中心原子雜化類型是_,其立體結(jié)構是_,與該分子互為等電子體的單質(zhì)氣體的化學式是_。(3)某學生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實驗:CuSO4溶液藍色沉淀沉淀溶解,得到深藍色透明溶液。生成藍色沉淀溶于氨水的離子方程式為_。(4)銅是第4周期最重要的過渡元素之一,其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途。銅晶體中銅原子堆積模型為_;銅的某種氧化物晶胞結(jié)構如圖所示,若該晶體的密度為d gcm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞中銅原子與氧原子之間的距離為_pm。(用含d和NA的式子表示) 【解析】(1)銅位于第4周期B族,價電子包括最外層電子和次外層電子的d能級,即銅原子的價電子為3d104s1,同主族從上到下第一電離能減小,即O的第一電離能最大;(2)產(chǎn)生的氣體為SO2,中心原子S含有2個鍵,孤電子對數(shù)(6-22)/2=1,雜化軌道數(shù)為3,即類型是sp2,立體結(jié)構是V形;單質(zhì)的等電子體為O3;(3)形成絡合物,其離子反應方程式為Cu(OH)2+4NH3H2OCu(NH3)42+2OH-+4H2O或Cu(OH)2+4NH3Cu(NH3)42+2OH-;(4)銅晶體的堆積方式是面心立方最密堆積,該銅的氧化物晶體中O的個數(shù)為81/8+1=2,銅位于體心,化學式為Cu2O,晶胞的質(zhì)量為2144/NA g,根據(jù)晶胞的密度定義,晶胞的邊長是 cm,銅和氧原子最近的原子之間距離是體對角線的1/4,因此距離是1010 pm。答案:(1)3d104s1O(2)sp2雜化V形O3(或氣態(tài)S3)(3)Cu(OH)2+4NH3H2OCu(NH3)42+2OH-+4H2O或Cu(OH)2+4NH3Cu(NH3)42+2OH-(4)面心立方最密堆積10104.(12分)短周期元素A、B、C、D原子序數(shù)依次增大,且C元素最高價氧化物對應的水化物能電離出電子數(shù)相等的陰、陽離子。A、C位于同一主族,A為非金屬元素,B的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,B、C的最外層電子數(shù)之和與D的最外層電子數(shù)相等。E單質(zhì)是生活中常見金屬,其制品在潮濕空氣中易被腐蝕或損壞。請回答下列問題:(1)寫出E元素原子基態(tài)電子排布式:_。(2)寫出由B、C兩種元素組成11化合物的電子式_,該物質(zhì)中含有的化學鍵類型有_。(3)由上述A、B、C、D四種元素中的三種組成某種鹽,水溶液顯堿性,是家用消毒劑的主要成分。將該鹽溶液滴入淀粉KI溶液中,溶液變?yōu)樗{色,則反應的離子方程式為_。(4)由上述A、B、C、D四種元素中的兩種或多種元素組成的化合物有多種,寫出一種既含有極性鍵又含有非極性鍵的共價化合物_。(5)B、D兩種元素可形成多種陰離子,如D、D、D等,在這三種陰離子中中心原子的雜化方式分別為_,離子的立體構型分別為_?！窘馕觥扛鶕?jù)題意可推知:A是H;B是O;C是Na;D是Cl;E是Fe。(1)Fe原子基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2。(2)由B、C兩種元素組成11化合物為Na2O2,其電子式是Na+2-Na+,Na2O2中含有離子鍵和共價鍵(非極性共價鍵)。(3)由上述A、B、C、D四種元素中的三種組成某種鹽,水溶液顯堿性,是家用消毒劑的主要成分。將該鹽溶液滴入淀粉KI溶液中,溶液變?yōu)樗{色,說明該鹽有強的氧化性,則該鹽是NaClO,則反應的離子方程式為2I-+ClO-+H2OI2+Cl-+2OH-。(4)四種元素形成的含有非極性鍵的共價化合物應含有過氧鍵,應為H2O2。(5)B、D兩種元素可形成的三種陰離子為Cl、Cl、Cl,三種離子中Cl的價層電子對數(shù)均為4,均為sp3雜化,立體構型分別為V形、三角錐形、正四面體形。答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(2)Na+2-Na+離子鍵和共價鍵(或非極性鍵)(3)2I-+ClO-+H2OI2+Cl-+2OH-(4)H2O2(5)sp3、sp3、sp3V形、三角錐形、正四面體形【加固訓練】(2018合肥模擬)A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。A元素可形成多種同素異形體,其中一種是自然界最硬的物質(zhì);B的原子半徑在短周期主族元素中最大;C原子核外電子占據(jù)7個不同的原子軌道;D的單質(zhì)在常溫常壓下是淡黃色固體。(1)E在元素周期表中的位置是_;B的基態(tài)原子核外電子排布式為_。(2)A、D、E中電負性最大的是_(填元素符號);B、C兩元素第一電離能較大的是_(填元素符號)。(3)A和D兩元素非金屬性較強的是_(填元素符號),寫出能證明該結(jié)論的一個事實依據(jù)_。(4)化合物AD2分子中共有_個鍵和_個鍵,AD2分子的立體構型是_。(5)C與E形成的化合物在常溫下為白色固體,熔點為190 ,沸點為182.7 ,在177.8 升華,推測此化合物為_晶體。工業(yè)上制取上述無水化合物方法如下:C的氧化物與A、E的單質(zhì)在高溫條件下反應,已知每消耗12 kg A的單質(zhì),過程中轉(zhuǎn)移2103mol e-,寫出相應反應的化學方程式:_?！窘馕觥緼、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。A元素可形成多種同素異形體,其中一種是自然界最硬的物質(zhì),因此A是碳元素;B的原子半徑在短周期主族元素中最大,則B是Na;C原子核外電子占據(jù)7個不同的原子軌道,則C的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,所以C是Al;D的單質(zhì)在常溫常壓下是淡黃色固體,則D是S,E的原子序數(shù)大于S,且是短周期元素,因此E是Cl。(1)E的原子序數(shù)是17,位于元素周期表的第3周期、第A族;B是鈉,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)非金屬性越強,電負性越大,則A、D、E中電負性最大的是Cl;金屬性越強,第一電離能越小,則B、C兩元素第一電離能較大的是Al。(3)非金屬性越強,最高價氧化物對應水化物的酸性越強。已知H2CO3是弱酸,而H2SO4是強酸,因此A和D兩元素非金屬性較強的是S。(4)雙鍵是由1個鍵和1個鍵組成的,CS2的結(jié)構式為SCS,因此分子中共有2個鍵和2個鍵。分子的立體構型與CO2分子相似,屬于直線形結(jié)構。(5)C與E形成的化合物在常溫下為白色固體,熔點為190 ,沸點為182.7 ,在177.8 升華,推測此化合物為分子晶體。工業(yè)上制取上述無水化合物方法如下:C的氧化物與A、E的單質(zhì)在高溫條件下反應,12 kg碳的物質(zhì)的量是12 000 g12 gmol-1=1 000 mol,由于過程中轉(zhuǎn)移2103 mol e-,因此碳元素在反應中失去2個電子,即其氧化產(chǎn)物是CO,所以該反應的化學方程式為Al2O3+3C+3Cl23CO+2AlCl3。答案:(1)第3周期、第A族1s22s22p63s1(2)ClAl(3)SH2CO3是弱酸,H2SO4是強酸(或其他合理答案)(4)22直線形(5)分子Al2O3+3C+3Cl23CO+2AlCl35.(12分)(2015江蘇高考)下列反應曾用于檢測司機是否酒后駕駛2Cr2+3CH3CH2OH+16H+13H2O4Cr(H2O)63+3CH3COOH(1)Cr3+基態(tài)核外電子排布式為_;配合物Cr(H2O)63+中,與Cr3+形成配位鍵的原子是_(填元素符號)。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為_;1 mol CH3COOH分子含有鍵的數(shù)目為_。(3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為_(填化學式);H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因為它們都是極性分子外,還因為_?！窘馕觥?1)Cr為24號元素,價電子為24-18=6,d軌道半滿狀態(tài)下較穩(wěn)定,則Cr的核外電子排布為Ar3d54s1,失去電子時,先失最外層上的電子,所以Cr3+的核外電子排布為Ar3d3。H2O中的O含有孤電子對,所以O為配位原子。(2)甲基中碳為sp3雜化,羧基中的碳為sp2雜化。單鍵全部為鍵,雙鍵中有一個鍵和一個鍵,所以1 mol CH3COOH中含有7 mol 鍵。(3)H2O中O的價電子數(shù)與F+相等,所以H2O和H2F+互為等電子體。H2O與CH3CH2OH之間可以形成分子間氫鍵,故兩者可以任意比例互溶。答案:(1)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)O(2)sp3、sp27 mol(或7NA)(3)H2F+H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵6.(12分)(2018太原模擬)有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)。A的基態(tài)原子2p能級有3個電子;C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子;E原子最外層有1個單電子,其次外層有3個能級且均排滿電子;D與E同周期,價電子數(shù)為2。則:(1)寫出基態(tài)E原子的價電子排布式_。基態(tài)A原子的第電離能比B的大,其原因是_。(2)B元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的,原因是_。(3)A的最簡單氫化物分子的空間構型為_,其中A原子的雜化類型是_。(4)向E的硫酸鹽溶液中通入A的氣態(tài)氫化物至過量,產(chǎn)生藍色沉淀,隨后沉淀溶解得到深藍色溶液,向溶液中加入適量乙醇,析出藍色晶體。該藍色晶體的化學式為_,加入乙醇的目的是_。寫出該配合物中配離子的結(jié)構簡式_。(5)C和D形成的化合物的晶胞結(jié)構如圖所示,則D的配位數(shù)是_,已知晶體的密度為 gcm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求晶胞邊長a=_cm(含用、NA的計算式表示)。【解析】A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30),A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子,原子核外電子排布為1s22s22p3,則A是N;C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子,且C的原子序數(shù)大于A,其原子核外電子排布為1s22s22p5,所以C是F,結(jié)合原子序數(shù)可推知B是O元素;E原子核外有成單電子,其次外層有3個能級且均排滿電子,且原子序數(shù)小于30,則E處于第4周期,其基態(tài)原子的價電子排布式3d104s1,則E是Cu;D與E同周期,價電子數(shù)為2,則D是Ca。(1)Cu的核電荷數(shù)為29,基態(tài)Cu的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,則價電子排布式為3d104s1。基態(tài)N的核外電子排布為1s22s22p3,p軌道為半充滿結(jié)構,較穩(wěn)定,故其第電離能比O的大;(2)水分子間能存在氫鍵,氫鍵比范德華力更強,H2O的沸點是同族元素中最高的;(3)NH3分子的空間構型為三角錐形,氨氣分子中氮原子價層電子對個數(shù)=3+(5-31)=4,所以N采用sp3雜化;(4)向CuSO4的水溶液中逐滴加入氨水,離子方程式為Cu2+2NH3H2OCu(OH)2+2N,至過量,觀察到溶液由天藍色最終變?yōu)樯钏{色,生成Cu(NH3)42+,反應的離子方程式為Cu(OH)2+4NH3H2OCu(NH3)42+2OH-+4H2O;該藍色晶體的化學式為Cu(NH3)4SO4H2O,加入乙醇的目的是向深藍色透明溶液加入乙醇,由于Cu(NH3)4SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,所以會析出深藍色的晶體:Cu(NH3)4SO4H2O,則加入乙醇的作用是降低了Cu(NH3)4SO4H2O的溶解度;Cu(NH3)42+的結(jié)構式為 ;(5)晶胞中頂點Ca最靠近的F共有8個,則Ca的配位數(shù)是8;白色球為F、黑色球為Ca,由晶胞結(jié)構可知,晶胞中白色球數(shù)目=8、黑色球數(shù)目=8+6=4,則晶胞質(zhì)量=4 g= g,晶胞的體積= g gcm-3=cm3,故晶胞邊長a=cm。答案:(1)3d104s1基態(tài)氮原子的2p能級處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)(2)水分子間存在氫鍵,氫鍵比范德華力更強(3)三角錐形sp3(4)Cu(NH3)4SO4H2O降低硫酸四氨合銅晶體的溶解度(5) 8 7.(18分)(能力挑戰(zhàn)題)(2017全國卷)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}:(1)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為_。(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_。 (3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構,其局部結(jié)構如圖(b)所示。從結(jié)構角度分析,R中兩種陽離子的相同之處為_,不同之處為_。(填標號)A.中心原子的雜化軌道類型B.中心原子的價層電子對數(shù)C.立體結(jié)構D.共價鍵類型R中陰離子中的鍵總數(shù)為_個。分子中的大鍵可用符號表示,其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù),n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為 ),則中的大鍵應表示為_。圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(N)NHCl、_、_。(4)R的晶體密度為d gcm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元,該單元的相對質(zhì)量為M,則y的計算表達式為_?！久}意圖】本題考查原子的結(jié)構、電子親和能、分子結(jié)構、晶體的計算等,意在考查學生對物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)中相關知識的綜合應用能力。【解析】(1)氮原子位于第二周期第VA族,價電子是最外層電子,其價層電子排布式為2s22p3,所以其軌道表達式(電子排布圖)為（或）。(2)同周期元素,從左到右非金屬性依次增大,原子核對電子的束縛能力增大,除氮原子外,其他原子得電子能力依次增大,得電子后形成的陰離子穩(wěn)定性逐漸增大,所以根據(jù)第一電子親和能的定義可知同周期元素的第一電子親和能自左向右依次增大;N的2p能級上有3個電子,處于半滿狀態(tài),屬于較穩(wěn)定狀態(tài),得電子能力相對較弱,因此第一電子親和能較同周期相鄰元素要低。(3)根據(jù)圖(b),陽離子是N和H3O+,N中心原子是N,含有4個鍵,孤電子對數(shù)為(5-1-41)2=0,價層電子對數(shù)為4,雜化類型為sp3,空間構型為正四面體形;H3O+中心原子是O,含有3個鍵,孤電子對數(shù)為(6-1-3)2=1,價層電子對數(shù)為4,雜化類型為sp3,空間構型為三角錐形,因此相同之處為A、B、D項,不同之處為C項;根據(jù)圖(b)中鍵總數(shù)為5個;根據(jù)信息,每個氮原子有且只有一個p軌道與環(huán)平面垂直,一個p軌道中有1個電子,外來的1個電子也進入這種p軌道中,因此電子總數(shù)為15+1=6(個),所以大鍵可表示為;根據(jù)圖(b)N、H3O+中的H與、Cl-都可形成氫鍵,因此還有的氫鍵是(H3O+)OHN和(N)NHN。(4)根據(jù)密度的定義有,d=gcm-3=gcm-3,解得y=10-21(或 )。答案:(1) （或）(2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個電子(3)A、B、DC5(H3O+)OHN()(N)NHN()(4)(或 10-21)