2022年高考化学二轮复习第一部分专题篇五选考模块第讲物质结构与性质限时规范训练 .pdf

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1、1 第 16 讲 物质结构与性质限时规范训练1太阳能电池的发展经历了三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS 中掺入 Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si 系太阳能电池。请回答下列问题：(1) 晶体硅中Si 原子采用的轨道杂化方式是_。(2) 铜的原子序数为_，亚铜离子 (Cu) 基态时的电子排布式为_。(3) 硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_( 用元素符号表示) 。AsH3的沸点比 NH3的低，其原因是_。(4) 与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，硼酸

2、(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成B(OH)4而体现一元弱酸的性质。NaB(OH)4 中存在的化学键类型有_。B(OH)4的立体构型为 _。(5) 单晶硅的结构与金刚石的结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si 原子且同种原子间不成键，则得如图所示的金刚砂(SiC)结构；若在晶体硅中所有Si Si 键中插入 O原子即得 SiO2晶体。判断aSiO2 b干冰c冰三种晶体的熔点从小到大的顺序是_( 用字母表示 ) 。在 SiC 晶体中，每个C原子周围最近的C原子数为 _。在 SiO2晶体中，每个Si 原子被 _个最小环所共有。解析： (1) 晶体硅中 Si 原子采用 sp3杂化。 (2)

3、 铜的原子序数为29，Cu基态时电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。(3) 同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但 As 的最外层处于半充满状态，As 的第一电离能大于Se，故第一电离能：BrAsSe。NH3分子间存在氢键，故 NH3的沸点比AsH3高。(4) NaB(OH)4 中存在离子键、共价键和配位键。B(OH)4的立体构型为正四面体形。 (5) SiO2是原子晶体，熔点较高，干冰和冰均为分子晶体，熔点较低，且干冰的熔点低于冰。以1 个 C为标准计算， 1 个 C连接 4 个 Si ，这 4 个 Si 又分别连有其他3 个 C，故每个 C周围最近的C原子有 431

4、2 个。以1 个 Si 为标准计算，1 个 Si 通过 O连接 4 个 Si，这 4 个 Si 又分别通过O连有其他3 个 Si ，故每个 Si 被 4312 个最小环所共有。答案：(1)sp3(2)29 1s22s22p63s23p63d10(3)BrAsSe NH3分子间能形成氢键，AsH3分子间不能形成氢键(4) 离子键、共价键、配位键正四面体形(5) bcPSi b电负性顺序：CNOF c因为晶格能CaO比 KCl 高，所以 KCl 比 CaO熔点低dSO2与 CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线形，相同条件下SO2的溶解度更大(4) 图(a) 是 Na 、Cu、Si、H、C、N等

5、元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d 均是热和电的良导体。图中 d 单质的晶体堆积方式类型是_。单质 a、 b、 f 对应的元素以原子个数比111 形成的分子中含_个 键， _个 键。图 (b) 是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的原因： _ _ 。解析：(1) 尿素中碳原子形成了四个化学键但有一个是 键、氮原子形成了三个化学键且还有一个孤电子对，故二者分别为sp2、sp3杂化。 Fe(CO)x中铁有8 个价电子 (3d64s2)，一个CO提供 2 个电子与Fe形成配位键， 故x5。由 Fe(CO)x的熔点、 沸点数值知其为分子晶体。(2) 对应的化合物为N

6、a2O，观察晶胞图知，白色小球代表Na，黑色小球代表O2，O2的配位数是 8,8 个 Na构成了一个立方体。该晶胞中含有4个“Na2O ”组成单元， 物质的量为4NA，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 晶胞的质量为248NA，晶胞体积V248NAa3，由此可求出a3248NA。(3) 磷的第一电离能比硫的大， a 项错误， SO2中硫为 sp2杂化， SO2是 V形结构， d 项错误。(4) 由 c、d 是热和

7、电的良导体知二者是金属，结合熔点知c 是钠， d 是铜， a 是氢， b 是氮，e 是硅， f 是碳。铜为面心立方最密堆积。H、C、N形成的符合条件的化合物为HCN ，结构式为 HCN，故有 2 个 键，2 个 键。图(b) 对应的物质是硝酸，硝酸中存在“ HO ”键，能与水形成氢键，故它易溶于水。答案：(1) 2s22p4sp2sp35分子晶体(2) 立方体3248NA(3)bc (4) 面心立方最密堆积22 硝酸分子是极性分子，易溶于极性溶剂的水中，硝酸分子中存在“ HO ”键，易与水分子间形成氢键3X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。其相关信息如表：元素相关信息X X的一种核

8、素的质量数为18，中子数为10 Y Y与 X同主族，且它的一种氧化物是形成酸雨的主要物质之一Z Z 的单质常温下为黄绿色气体W W的基态原子核外有4 个未成对电子请回答下列问题：(1)Y 位于元素周期表的_区。(2)X 的一种氢化物H2X2，其分子中极性键和非极性键数目之比为_。(3)Y 的电负性比Z的_( 填“大”或“小” ) ； X和 Y的简单气态氢化物中，较稳定的是_( 写化学式 ) 。(4) 试推测下列含Z元素的微粒的空间构型：微粒ZO2ZO3空间构型根据物质结构与性质的关系，解释上述两种离子对应酸酸性强弱的原因：_ _ 。(5)W 的晶体在不同温度下有两种堆积方法，晶胞分别如图所示，

9、面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的W原子个数之比为_。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 解析：根据提供信息，可以推断X为 O，Y为 S，Z 为 Cl，W为 Fe。(1)S 位于元素周期表的p 区。 (2)H2O2的结构式为HOO H，分子中极性键与非极性键的数目之比为21。(3)S和 Cl 位于同周期，电负性：SS ，则对应简单气态氢化物的稳定性：H2OH2S。(4)ClO2中 Cl 有两对孤对电子，空间构

10、型为V形， ClO3中 Cl 有一对孤对电子，空间构型为三角锥形；HClO2和 HClO3可分别表示为(OH)ClO 和(OH)ClO2，HClO2中的 Cl 为 3 价，而 HClO3中的 Cl 为5 价， HClO3中 Cl 的正电性更高，导致ClO H中O原子上的电子更向Cl 偏移，更易电离出H，故 HClO3的酸性更强。 (5) 面心立方晶胞中Fe的个数为8186124，体心立方晶胞中Fe 的个数为81812，故前者与后者晶胞中Fe 的个数之比为21。答案： (1)p (2)2 1(3) 小H2O (4)V形三角锥形HClO2和 HClO3可分别表示为(OH)ClO 和(OH)ClO2

11、，HClO2中的 Cl 为 3 价，而 HClO3中的 Cl 为 5 价，HClO3中 Cl 的正电性更高， 导致 ClO H中 O原子上的电子更向Cl 偏移， 更易电离出H，故 HClO3的酸性更强(5)2 14原子序数小于36 的 X、Y 、Z、W 、Q五种元素， X原子核外电子运动状态是所有原子中最少的， Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2 倍， Z原子基态时2p 原子轨道上有3个未成对的电子，W 是第三周期中电负性最大的元素，Q的原子序数为33。回答下列问题：(1) 链状化合物Y3X6分子中 键与 键的数目比为 _。(2)ZX3极易溶于水而YX4难溶于水的主要原因是_ _ 。(

12、3) 元素 Y的一种氧化物与元素Z 的一种氧化物互为等电子体，这两种氧化物的分子式分别是_。(4)W 与 Q能形成两种分子，其中属于非极性分子的是_，另一种分子的空间构型是_。(5)W 可以分别与Z、Q形成原子个数比为13 的两种化合物，则这种化合物沸点的相对高低为 _。解析： X是 H，Y是 C，Z 是 N，W是 Cl，Q是 As。(1)C3H6是丙烯，分子中有8 个 键，1 个 键。(2)NH3和 H2O均是极性分子，二者相似相溶，且二者分子间可形成氢键，故NH3极易溶于水；CH4是非极性分子，在极性分子H2O中的溶解性较小。(3)CO2与 N2O是等电子体。(4)As 和 Cl 可形成

13、AsCl3和 AsCl5两种分子，其中AsCl3是三角锥形极性分子，AsCl5是三角双锥非极性分子。(5) 由于 AsCl3比 NCl3的相对分子质量大，故AsCl3的熔沸点较高。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 答案：(1)8 1(2)NH3和 H2O 均是极性分子，二者相似相溶，且二者分子间可形成氢键，故 NH3极易溶于水；CH4是非极性分子，不易溶于极性溶剂水。(3)CO2、N2O (4)AsCl5三角锥

14、形(5)AsCl3NCl35卤族元素是典型的非金属元素，卤素单质及其化合物在工农业生产和生活中都有重要的用途。请回答下列问题：(1) 下列物质性质递变规律正确的是_。a熔点： CaF2CaCl2CaBr2HIHBrHCl c电负性： FClBrI d第一电离能：FClBrCaCl2CaBr2CaI2，a 项错误。卤化氢的稳定性与共价键强弱有关，氟、氯、溴、碘与氢形成共价键的键能由大到小，所以，稳定性顺序为HFHClHBrHI，b 项错误。同主族元素从上至下电负性逐渐减小， c 项正确。同主族元素第一电离能从上至下逐渐减小，d 项错误。故本题选c。(2) 卤素互化物分子属于共价化合物，只存在极性

15、键，且只存在单键。故本题选b。(3)OF2分子的中心原子是氧原子，价层电子对数为4，成键电子对数为2，孤电子对数为2，OF2分子的空间构型为 V形；同理， Cl2O分子中氧原子的杂化类型为sp3。BCl3分子的中心原子为硼原子，价层电子对数为3，孤电子对数为0，它是平面三角形结构，键角为120。 (4) 铜晶胞为面心立方结构，则I2晶胞含有4 个 I2分子，即8 个碘原子。 (5)M 为镁， 1 个该晶胞含钾：1个，含氟： 3 个；含镁： 1 个。化学式为KMgF3，Mr(KMgF3) 3924193 120，该晶胞体积为V(a1010cm)3a31030cm3，1120 gmol16.021

16、023mol1a31030cm320107a3gcm3。答案： (1)c (2)b (3)V 形120sp3(4)8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 (5)20107a3gcm36碳元素不仅能形成种类繁多的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质。碳及其化合物的用途广泛。请回答下列问题：(1) 某同学画出基态碳原子的核外电子排布图：，该电子排布图违背了 _，请你画出正确的核外电子排布图

17、：_。(2) 富勒烯 (C60) 的结构如图所示。1 mol C60分子中 键的数目为 _。继 C60后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点：Si60N60C60，而破坏分子所需要的能量：N60C60Si60，其原因是 _ _ 。(3) CH3、 CH3、 CH3都是重要的有机反应中间体。CH3、 CH3的空间构型分别为_、_。(4) 含氧酸电离出的氢离子来自羟基，碳酸的结构式为_；若碳酸中的碳、氧原子都在同一平面，则碳原子的杂化类型是_。(5) 固态 CO2( 干冰 ) 的晶胞结构如图所示，1 个 CO2分子周围等距离且距离最近的CO2分子有_个。解析： (1) 当电子排布

18、在同一能级的不同轨道( 能量相同时 ) ，总是优先单独占据一个轨道，而 且 自 旋 方 向 相 同 ， 故 该 电 子 排 布 违 背 了 洪 特 规 则 ， 正 确 的 电 子 排 布 图 为。(2) 富勒烯中每个C与其他 3 个 C成键，则1 mol C60分子中 键的数目为6032NA90NA。结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强， 则熔点越高， 故熔点： Si60N60C60；破坏分子所需要的能量与分子中键能有关，NN键、 CC 键、 SiSi键键长逐渐增大，键能逐渐减小，因此破坏分子所需要的能量：N60C60Si60。(3) CH3中 C无孤对电子，空间构型为平面三

19、角形，CH3中 C有一对孤对电子，其空间构型为三角锥形。(4) 碳酸的结构式为，碳酸中碳原子无孤对电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 子，杂化类型为sp2。 (5) 干冰晶体中1 个 CO2分子周围等距离且距离最近的CO2分子有 12 个。答案： (1) 洪特规则(2)90NA结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力( 或范德华力 )越强，熔点越高，故熔点：Si60N60C60；而破坏分子需断开化学键，NN 键、 C C 键、 Si Si 键键长逐渐增大， 键能逐渐减小， 故破坏分子需要的能量顺序为N60C60Si60(3) 平面三角形三角锥形(4)sp2(5)12 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -