(江蘇專(zhuān)版)2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題檢測(cè)(九)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(含解析).doc
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專(zhuān)題檢測(cè)(九) 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.人類(lèi)文明的發(fā)展歷程,也是化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)的歷程。 (1)銅原子在基態(tài)時(shí),價(jià)電子(外圍電子)排布式為_(kāi)_______。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?zhuān)篲______________________________________。 (2)銅與類(lèi)鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為_(kāi)_______NA。類(lèi)鹵素(SCN)2對(duì)應(yīng)的酸有兩種,理論上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸點(diǎn)低于異硫氰酸(HNCS)的沸點(diǎn),其原因是_________________________________________________。 (3)硝酸鉀中NO的空間構(gòu)型為_(kāi)___________,寫(xiě)出與NO互為等電子體的一種非極性分子的化學(xué)式:_________________________________________________。 (4)下列說(shuō)法正確的有________(填序號(hào))。 a.乙醇分子間可形成氫鍵,導(dǎo)致其沸點(diǎn)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(jià) 解析:(1)Cu為29號(hào)元素,基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,價(jià)電子排布式為3d104s1。軌道中電子處于全滿(mǎn)、全空、半滿(mǎn)時(shí)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(jià)電子排布達(dá)到全滿(mǎn)時(shí)較穩(wěn)定,所以固態(tài)Cu2O穩(wěn)定性強(qiáng)于CuO。(2)1個(gè)C≡N鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)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(diǎn)高。(3)NO中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+(5+1-32)=3,且不含孤電子對(duì),所以是平面三角形結(jié)構(gòu);原子總數(shù)相同、價(jià)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(diǎn)比氯乙烷高,故a正確;根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0知,鎢的配合物離子[W(CO)5OH]-中鎢顯0價(jià),故b錯(cuò)誤。 答案:(1)3d104s1 Cu+價(jià)電子排布式為3d10,Cu+核外電子處于穩(wěn)定的全充滿(mǎn)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(yīng)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_(kāi)_______________。 (2)CH3NC(其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3—NC)分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型是________。1 mol CH3NC中σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。 (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_(kāi)_______。 ②甲胺極易溶于水,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)開(kāi)_______________________________。 (4)Ni單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,每個(gè)晶胞中含Ni原子數(shù)目為_(kāi)_______。 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(gè)C—H鍵全部是σ鍵,C—N鍵是σ鍵,NC鍵中含有1個(gè)σ鍵,故分子中共含有5個(gè)σ鍵,即σ鍵的數(shù)目為5NA。(3)①COCl2分子中含有4個(gè)原子和24個(gè)價(jià)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(fù)性強(qiáng)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(diǎn)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(jí)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_(kāi)_______。 (2)CH3CHO分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型是___________________________________,1 mol CH3CHO分子中含有 σ 鍵的數(shù)目為_(kāi)_________。 (3)與NO互為等電子體的一種陽(yáng)離子為_(kāi)_________(填化學(xué)式)。 (4)乙醇可以與水以任意比互溶,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)開(kāi)____________________________________________________。 (5)一種TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其中與每個(gè)氧原子直接相連的鈦原子數(shù)目為_(kāi)_________。 解析:(1)Ti是22號(hào)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(jià)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?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)镃H3CH2OH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(gè)數(shù)是8+1=2,空心球的個(gè)數(shù)為4+2=4,化學(xué)式為T(mén)iO2,所以空心球是氧原子,所以與每個(gè)氧原子直接相連的鈦原子數(shù)目為3個(gè)。 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(guó)從國(guó)外進(jìn)口某原料經(jīng)測(cè)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(jí)且各個(gè)能級(jí)所填充的電子數(shù)相同 C 最外層P軌道半充滿(mǎn) D 位于短周期,其原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)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(qǐng)回答下列問(wèn)題:(用A、B、C、D、E所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)作答) (1)B、C、D第一電離能由大到小為_(kāi)_________________________________________。 (2)E的二價(jià)離子的電子排布式為_(kāi)_________________________________________。 (3)A2B2D4常用作除銹劑,該分子中B的雜化方式為_(kāi)_______;1 mol A2B2D4分子中含有σ鍵數(shù)目為_(kāi)____________________________________________。 (4)B2A6、C2A4分子中均含有18個(gè)電子,它們的沸點(diǎn)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(gè)該晶胞中含______________個(gè)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(jí)且各個(gè)能級(jí)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(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍,而短周期中原子單電子處于p能級(jí)最多有3個(gè),故其成對(duì)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(mǎn),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(jià)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(shì),但N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子,為半滿(mǎn)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?yàn)镹>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(jiǎn)式為HOOC—COOH,分子中C原子形成3個(gè)σ鍵,沒(méi)有孤電子對(duì),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(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,故HOOC—COOH 分子中含有7個(gè)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(gè)電子,它們的沸點(diǎn)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?yàn)镺原子,均為晶胞內(nèi)部,一個(gè)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(gè)金屬原子簇類(lèi)配位化合物,其結(jié)構(gòu)如圖1,金屬原子簇類(lèi)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(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)Fe3+的基態(tài)核外價(jià)電子排布式為_(kāi)__________。 (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?yàn)開(kāi)________;硫可以形成SOCl2化合物,則該化合物的空間構(gòu)型為_(kāi)_____________。 (3)除了氮的氧化物之外,氮還可以形成NO。請(qǐng)寫(xiě)出氮原子雜化方式____________。 (4)上述原子簇類(lèi)配合物,中心原子鐵的配位原子是______。 (5)配合物Fe(CO)5的熔點(diǎn):-20 ℃,沸點(diǎn):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(shuō)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(yīng)中沒(méi)有新化學(xué)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(jià)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(shì),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?yàn)镹>O>S,對(duì)于SOCl2,其等電子體為SO,二者結(jié)構(gòu)相似,根據(jù)VSEPR理論,價(jià)電子對(duì)數(shù)為VP=BP+LP=3+=4,則其空間構(gòu)型為三角錐形。(3)對(duì)于NO,根據(jù)VSEPR理論,價(jià)電子對(duì)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(fù)電荷中心是否重疊,F(xiàn)e(CO)5對(duì)稱(chēng)是非極性分子,CO不對(duì)稱(chēng)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(cuò)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(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂、新化學(xué)鍵的生成,故D錯(cuò)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(xiě)出Ti的基態(tài)原子的核外電子排布式:________________________________________________________________________。 (2)TiCl4熔點(diǎn)是-25 ℃,沸點(diǎn)136.4 ℃,可溶于苯或CCl4,該晶體屬于________晶體;BH中B原子的雜化類(lèi)型為_(kāi)___________。 (3)在 TiO2催化作用下,可將CN-氧化成CNO-,進(jìn)而得到N2。與CNO-互為等電子體的分子化學(xué)式為_(kāi)_________(只寫(xiě)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(yáng)離子,其結(jié)構(gòu)形式如圖1,化學(xué)式為_(kāi)___________。 解析:(1)鈦是22號(hào)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(wú)色液體,熔點(diǎn)-25 ℃,沸點(diǎn)136.4 ℃,熔沸點(diǎn)低,由此可判斷TiCl4是由共價(jià)鍵結(jié)合的分子,晶體類(lèi)型屬于分子晶體;BH中B原子價(jià)層電子對(duì)=4,且沒(méi)有孤電子對(duì),則BH中B原子的雜化類(lèi)型為sp3。(3)CNO-中含有3個(gè)原子,16個(gè)價(jià)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(gè)O原子被兩個(gè)Ti原子共用、每個(gè)Ti原子被兩個(gè)O原子共用,利用均攤法計(jì)算二者原子個(gè)數(shù)之比為1∶1;Ti元素為+4價(jià)、O元素為-2價(jià),據(jù)此書(shū)寫(xiě)其化學(xué)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(chēng)為擬鹵素,(CN)2在一定條件下氫化可以得到乙二胺(H2NCH2CH2NH2)。回答下列問(wèn)題: (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(jià)態(tài)。寫(xiě)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_(kāi)_______(填分子式)。 (3)1 mol (CN)2中含有π鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。 (4)乙二胺中C原子的軌道雜化方式為_(kāi)_______。 (5)乙二胺易溶于水,除因?yàn)槭菢O性分子外,還可能的原因?yàn)開(kāi)____________________________________________________。 (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(gè)Au原子周?chē)o鄰且等距的Au原子有________個(gè)。 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(jià)電子數(shù)為18,則有CO2、N2O、CS2等。(3)一個(gè) (CN)2中含有兩個(gè)碳氮三鍵,其中1個(gè)是σ鍵,兩個(gè)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(gè)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(gè)頂點(diǎn)的Au原子與面心上的Au原子距離最近,三個(gè)面共一個(gè)頂點(diǎn),同時(shí)有八個(gè)晶胞共一個(gè)頂點(diǎn),兩個(gè)晶胞共一個(gè)面,則有晶體中每個(gè)Au原子周?chē)o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(fù)極材料??捎萌缦路磻?yīng)制得乙酸錳: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_(kāi)__________________________________________。 (2)NO中氮原子軌道的雜化類(lèi)型是_________。 (3)與HNO2互為等電子體的一種陰離子的化學(xué)式為_(kāi)________。 (4)配合物[Mn(CH3OH)6]2+中提供孤對(duì)電子的原子是_________。 (5)鎂鋁合金經(jīng)過(guò)高溫淬火獲得一種儲(chǔ)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(diǎn)或面心。該晶體中每個(gè)鋁原子周?chē)嚯x最近的鎂原子數(shù)目為_(kāi)________。 解析:(1)錳為25號(hào)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(jià)層電子對(duì)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(duì)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(diǎn)或面心,其中鎂原子頂點(diǎn)和其中2個(gè)面心,鋁原子位于其中2個(gè)面心,每個(gè)鋁原子周?chē)嚯x最近的鎂原子有8個(gè),包括同一側(cè)面的4個(gè)頂點(diǎn)和4個(gè)面心,距離均為晶胞面對(duì)角線長(zhǎng)度的一半。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d4(或[Ar]3d4) (2)sp2 (3)HCOO- (4)O (5)8- 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