2020高考化学二轮复习题型专练十一物质结构与性质鸭

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1、题型专练题型专练 十一十一 物质结构与性质物质结构与性质 选考选考 1 1 2019 河南开封一模 决定物质性质的重要因素是物质的结构 请回答下列问题 1 已知元素 M 是组成物质 Ca5 PO4 3F 的一种元素 元素 M 的气态原子逐个失去第 1 个至第 5 个电子所需能量 即电离能 用符号I1至I5表示 如表所示 I1I2I3I4I5 电离能 kJ mol 1 589 81 145 4 4 912 4 6 491 8 153 元素 M 化合态常见化合价是 价 其基态原子电子排布式为 2 Ca3 PO4 3F 中非金属元素电负性由大到小的顺序为 3 P的中心原子的杂化方式为 该离子的空间构

2、型为 键角为 其 O3 4 等电子体有 请写出两种 4 CaF2晶胞结构如图所示 则 CaF2晶体中与 Ca2 最近且等距离的 Ca2 数目为 已知 Ca2 和 F 半径分别为a cm b cm 阿伏加德罗常数为NA M为摩尔质量 则晶体密度为 g cm 3 不必化简 5 已知 MgO 与 CaO 的晶体结构相似 其摩氏硬度的大小关系为 原因为 答案 1 2 1s22s22p63s23p64s2或 Ar 4s2 2 F O P 3 sp3 正四面体形 109 28 S CCl4等 O2 4 4 12 4M NA 4 a b 3 3 5 MgO CaO Mg2 半径比 Ca2 小 MgO 晶格能

3、较大 解析 1 根据元素 M 气态原子I1 I5的大小可以看出 I1 I2相差不大 I2 I3相差较多 说明 M 原子最外层有 2 个电子 在 Ca5 PO4 3F 中元素有 Ca P O F 四种元素 只有 Ca 元素最外层 有 2 个电子 容易失去最外层的 2 个电子 化合价为 2 价 根据原子核外电子排布规律可知 Ca 基态原子电子排布式为 Ar 4s2或 1s22s22p63s23p64s2 2 Ca3 PO4 3F 中非金属元素有 P O F 三种 元素的非金属性 F O P 元素的非金属性越 强 其电负性越大 故按电负性由大到小的顺序排列为 F O P 3 P的中心原子 P 的价层

4、电子对数是 4 故 P 原子杂化方式为 sp3杂化 由于孤电子 O3 4 对数为 0 该离子的空间构型为正四面体形 键角为 109 28 其等电子体有 S CCl4等 O2 4 4 根据 CaF2晶胞结构可知 在每个晶胞中与 Ca2 离子距离最近且等距离的 Ca2 有 3 个 顶点 Ca2 与面心 Ca2 最近 顶点 Ca2 可被 8 个晶胞共用 每个 Ca2 计算了 2 次 所以与 Ca2 离 子距离最近且等距离的 Ca2 有 3 8 2 12 个 将 CaF2晶胞分成 8 个小立方体 立方体中心为 F 离子 顶点为 Ca2 晶胞中共有 4 个钙离子 8 个氟离子 小立方体的对角线为 2 a

5、 b 则晶 胞的对角线为 4 a b 晶胞的边长为 根据晶体密度计算公式可得该晶体的密度 4 a b 3 g cm 3 m V 4M NA 4 a b 3 3 5 MgO 与 CaO 的晶体结构相似 由于离子半径 Ca2 Mg2 离子半径越大 与 O2 的核间距就 越大 晶格能就越小 物质的硬度就越小 故其摩氏硬度的大小关系为 MgO CaO 2 2 2019 辽宁葫芦岛二模 铁 钴 镍等过渡元素在工业生产和科学研究中具有重要作用 回答下列问题 1 Fe3 简化的电子排布式为 第四电离能I4 Co I4 Fe 填 或 2 FeSO4常用作净水剂和补铁剂 S的空间构型为 其中硫原子采用 杂 O2

6、 4 化 任意写出一种 S的等电子体 O2 4 3 Fe CO x常温下呈液态 熔点为 20 5 沸点为 103 易溶于非极性溶剂 据此可判断 Fe CO x晶体属于 填晶体类型 若配合物 Fe CO x的中心原子价电子数与配体提供 电子数之和为 18 则x 4 氮化铁晶体的晶胞如图 1 所示 该氮化铁晶体的化学式为 5 氧化亚铁晶体的晶胞如图 2 所示 已知 氧化亚铁晶体的密度为 g cm 3 NA代表阿伏加 德罗常数的值 在该晶胞中 与 O2 紧邻且等距离的 Fe2 数目为 Fe2 与 O2 最短核间距 为 pm 答案 1 Ar 3d5 2 正四面体 sp3 Cl S2 P 任写一种 O

7、4 O2 3 O3 4 3 分子晶体 5 4 Fe3N 5 6 1010 3 36 NA 解析 1 Fe 在第四周期 族 基态原子简化电子排布式为 Ar 3d64s2 则 Fe3 简化电子排布式 为 Ar 3d5 Co 基态原子简化电子排布式为 Ar 3d74s2 气态 Co 原子失去三个电子后会变为 Ar 3d6 更易生成 Ar 3d5 Fe3 3d 能级为半充满结构 较稳定 故第四电离能I4 Co I4 Fe 2 S的价层电子对数为 4 无孤电子对 则其空间构型为正四面体 杂化类型为 sp3 等 O2 4 电子体是指价电子数相同 原子数相同 结构相似的离子或分子 则与 S互为等电子体的有

8、O2 4 Cl S2 P等 O 4 O2 3 O3 4 3 Fe CO x常温下呈液态 熔点为 20 5 沸点为 103 易溶于非极性溶剂 符合分子 晶体的特点 因此可判断 Fe CO x为分子晶体 中心原子铁价电子数为 8 3d64s2 一分子配体 CO 提供 2 个电子形成配位键 因此x 5 18 8 2 4 氮化铁晶胞为六棱柱形 顶点贡献率为 面心贡献率为 观察晶胞图 1 可知 12 个铁位 1 6 1 2 于顶点 2 个铁位于面心 3 个铁位于体内 2 个 N 位于体内 用 均摊法 可知 1 个晶胞中含 铁微粒数 12 2 3 6 个 含氮微粒数 2 个 该晶体中铁 氮微粒个数之比为

9、6 2 3 1 1 6 1 2 则化学式为 Fe3N 5 根据晶胞图 2 可知 氧化亚铁晶胞类似氯化钠晶胞 晶胞中含 Fe2 8 6 4 个 含 1 8 1 2 O2 12 1 4 个 氧化亚铁中氧离子 亚铁离子个数比为 1 1 晶胞的化学式为 FeO 以体心 1 4 O2 为参照 与其紧邻且等距离的 Fe2 有 6 个 位置分别在 O2 的前 后 左 右 上 下 1 mol 氧化亚铁晶胞中含 4 mol FeO 设 Fe2 与 O2 的最短核间距为d pm 1 mol FeO 的质 量为 72 g 氧化亚铁晶体的密度为 g cm 3 则有 g cm 3 解得d m V 72 4 NA 2d

10、10 10 3 1010 pm 所以 Fe2 与 O2 的最短核间距为 1010 pm 3 36 NA 3 36 NA 3 3 2019 河北石家庄教学质量检测 氧元素为地壳中含量最大的元素 可形成多种重要的单 质和化合物 1 氧元素位于元素周期表中 区 第二周期元素中 第一电离能比氧大的有 种 2 O3可用于消毒 O3的中心原子的杂化形式为 其分子的 VSEPR 模型为 与 其互为等电子体的离子为 写出一种即可 3 含氧有机物中 氧原子的成键方式不同会导致有机物性质不同 解释 C2H5OH 的沸点高于 CH3OCH3的原因为 C2H5OH 不能用无水 CaCl2干燥是因为 Ca2 和 C2H

11、5OH 可形 成 Ca C2H5OH 4 2 该离子的结构可表示为 4 氧元素可分别与 Fe 和 Cu 形成低价态氧化物 FeO 和 Cu2O FeO 立方晶胞结构如图 1 所示 则 Fe2 的配位数为 与 O2 紧邻的所有 Fe2 构成的几何构型为 Cu2O 立方晶胞结构如图 2 所示 若 O2 与 Cu 之间最近距离为a pm 则该晶体的密度为 g cm 3 用含a NA的代数式表示 NA代表阿伏加德罗常数的值 答案 1 p 3 2 sp2杂化 平面三角形 NO 2 3 乙醇分子间可形成氢键 4 6 正八面体 273 1030 2NAa3 解析 1 除了 ds 区外 区的名称来自按构造原理

12、最后填入电子的能级的符号 O 原子最后填入 的电子是 2p 电子 所以 O 元素位于 p 区 第二周期元素中 第一电离能比 O 元素大的元素有 N F Ne 2 O3中心原子的价层电子对个数 2 3 且含有 1 个孤电子对 根据价层电子对互 6 2 2 2 斥理论判断 中心原子的杂化方式为 sp2杂化 其分子的 VSEPR 模型为平面三角形 与其互为等 电子体的阴离子有 N 合理即可 O 2 3 可以形成分子间氢键的物质熔 沸点较高 乙醇能形成分子间氢键 甲醚不能形成分 子间氢键 所以乙醇的熔 沸点比甲醚高 C2H5OH 不能用无水 CaCl2干燥是因为 Ca2 和 C2H5OH 可形成 Ca

13、 C2H5OH 4 2 其中钙离子为中心离子 乙醇为配体 乙醇中 O 原子提供孤电子对 钙 离子提供空轨道形成配位键 其结构可表示为 4 Fe2 的配位数为 6 与 O2 紧邻的所有 Fe2 构成的几何构型与 Fe2 紧邻的所有 O2 构成 的几何构型相同 根据图 1 可知 与 O2 紧邻的所有 Fe2 构成的几何构型为正八面体 若 O2 与 Cu 之间最近距离为a pm 该距离为晶胞体对角线的 则晶胞体对角线长度 4a 1 4 pm 晶胞棱长 10 10 cm 晶胞体积 10 10 cm 3 该晶胞中白球离子个数 4a3 3 4a3 3 1 8 2 灰球离子个数为 4 根据化学式 Cu2O

14、知 灰色球表示亚铜离子 白色球表示氧离子 则 1 8 该晶体的密度 g cm 3 g cm 3 m V 64 4 16 2 NA 4a3 3 10 10 3 273 1030 2NAa3 4 4 2019 河北示范性高中联考 钴的合金及其配合物用途非常广泛 已知 Co3 比 Fe3 的氧化 性更强 在水溶液中不能大量存在 1 Co3 的核外电子排布式为 2 无水 CoCl2的熔点为 735 沸点为 1 049 FeCl3熔点为 306 沸点为 315 CoCl2属于 晶体 FeCl3属于 晶体 3 BNCP 可用于激光起爆器等 可由 HClO4 CTCN NaNT 共反应制备 Cl的空间构型为

15、 O 4 CTCN 的化学式为 Co NH3 4CO3 NO3 与 Co 形成配位键的原子是 已知 C的结构式是 2 O2 3 NaNT 可以 双聚氰胺 为原料制备 1 mol 双聚氰胺分子中含 键的数 目为 4 Co 与 CO 作用可生成 Co2 CO 8 其结构如图 1 所示 该分子中 C 原子的杂化方式为 5 钴酸锂是常见锂电池的电极材料 其晶胞结构如图 2 所示 该晶胞中氧原子的数目为 已知NA为阿伏加德罗常数的数值 则该晶胞的密度为 用含a b NA的代数式表示 g cm 3 答案 1 1s22s22p63s23p63d6或 Ar 3d6 2 离子 分子 3 正四面体 N 和 O 9

16、NA 或 9 6 02 1023 4 sp 和 sp2 5 6 196 1030 3a2b NA 解析 1 钴是 27 号元素 根据构造原理 Co3 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6或 Ar 3d6 2 无水 CoCl2的熔 沸点较高 则 CoCl2属于离子晶体 氯化铁熔 沸点较低 则氯化铁 属于分子晶体 3 Cl中 Cl 原子为中心原子 其孤电子对数为 0 且其形成了 4 个 键 故中心原子 O 4 采取 sp3杂化 Cl空间构型为正四面体 O 4 Co NH3 4CO3 NO3分子中 Co 提供空轨道 NH3中的 N 原子和 C中的 O 原子提供 O2 3 孤电子对形成配位键 所以与 Co 形成配位键的原子是 N 和 O 所有单键为 键 双键中有一个 键 由的结构可知 键数为 9 则 1 mol 双聚氰胺分子中含 键的数目为 9NA 4 从结构图中可看出 有的 C 形成双键 有的 C 形成三键 故杂化类型分别为 sp 和 sp2杂 化 5 题图中原子的堆积方式为六方最密堆积 1 pm 10 10 cm 六棱柱底部正六边形的面积 6 a 10 10 2 cm2