《2020高考化学600分冲刺大二轮冲刺练：第十八讲 物质结构与性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考化学600分冲刺大二轮冲刺练：第十八讲 物质结构与性质（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一部分第一部分 专题五专题五 第十八讲第十八讲 1 2018 全国 35 Li 是最轻的固体金属 采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻 能量密度大等优良性能 得到广泛应用 回答下列问题 1 下列 Li 原子电子排布图表示的状态中 能量最低和最高的分别为 D C 填标号 A B C D 2 Li 与 H 具有相同的电子构型 r Li 小于 r H 原因是 Li 核电荷数较大 3 LiAlH4是有机合成中常用的还原剂 LiAlH4中的阴离子空间构型是 正四面体 中 心原子的杂化形式为 sp3 LiAlH4中存在 AB 填标号 A 离子键B 键 C 键 D 氢键 4 Li2O 是离子晶体 其晶
2、格能可通过图 a 的 Born Haber 循环计算得到 图 a 可知 Li 原子的第一电离能为 520 kJ mol 1 O O 键键能为 498 kJ mol 1 Li2O 晶格能为 2 908 kJ mol 1 5 Li2O 具有反萤石结构 晶胞如图 b 所示 已知晶胞参数为 0 466 5 nm 阿伏加德罗常 数的值为 NA 则 Li2O 的密度为 g cm 3 列出计算式 8 7 4 16 NA 0 466 5 10 7 3 图 b 解析 1 D 选项表示基态 为能量最低状态 A B C 选项均表示激发态 但 C 选项 被激发的电子处于高能级的电子数多 为能量最高状态 2 Li 与
3、H 具有相同的电子构型 Li 的核电荷数大于 H 的核电荷数 因此 Li 的原子核 对电子的吸引能力强 即 Li 半径小于 H 半径 3 LiAlH4的阴离子为 AlH AlH中 Al 的杂化轨道数为 4 Al 采取 sp3杂 4 4 4 3 1 2 化 为正四面体构型 LiAlH4是离子化合物 存在离子键 H 和 Al 间形成的是共价单键 为 键 4 由题给信息可知 2 mol Li g 变为 2 mol Li g 吸收 1 040 kJ 热量 因此 Li 原子的第 一电离能为 520 kJ mol 1 0 5 mol 氧气生成 1 mol 氧原子吸收 249 kJ 热量 因此 O O 键
4、的键能为 498 kJ mol 1 Li2O 的晶格能为 2 908 kJ mol 1 5 由题给图示可知 Li 位于晶胞内部 O 位于顶点和面心 因此一个晶胞有 8 个 Li O 原子个数 6 1 2 8 1 8 4 因此一个 Li2O 晶胞的质量 g 一个晶胞 8 7 4 16 NA 的体积为 0 466 5 10 7 3cm3 即该晶体密度 g cm 3 8 7 4 16 NA 0 466 5 10 7 3 2 2019 江苏单科 21A Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域 以 CuSO4 NaOH 和抗坏 血酸为原料 可制备 Cu2O 1 Cu2 基态核外电子排布式为 Ar 3d9或
5、1s22s22p63s23p63d9 2 SO的空间构型为 正四面体 用文字描述 Cu2 与 OH 反应能生成 Cu OH 4 2 4 2 Cu OH 4 2 中的配位原子为 O 填元素符号 3 抗坏血酸的分子结构如图 1 所示 分子中碳原子的轨道杂化类型为 sp3 sp2 推测 抗坏血酸在水中的溶解性 易溶于水 填 难溶于水 或 易溶于水 图 1 图 2 4 一个 Cu2O 晶胞 如图 2 中 Cu 原子的数目为 4 解析 1 Cu 为 29 号元素 根据构造原理可知 Cu 的核外电子排布式为 Ar 3d104s1 失去 2 个电子后变为 Cu2 则 Cu2 的核外电子排布式为 Ar 3d9
6、 2 SO中 S 没有孤对电 2 4 子 价层电子对数为 0 4 4 故 S 为 sp3杂化 SO的空间构型为正四面体形 该配离子 2 4 中 Cu 提供空轨道 O 提供孤对电子 故配位原子为 O 3 该分子中形成单键的碳原子为 sp3 杂化 形成双键的碳原子为 sp2杂化 1 个抗坏血酸分子中含有 4 个羟基 其可以与 H2O 形 成分子间氢键 所以抗坏血酸易溶于水 4 根据均摊法知 该晶胞中白球个数为 8 1 2 黑球个数为 4 白球和黑球数目之比为 1 2 所以 Cu 为黑球 1 个晶胞中含有 1 8 4 个 Cu 原子 3 2019 全国 35 近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁
7、系超导材料 其中 一类为 Fe Sm As F O 组成的化合物 回答下列问题 1 元素 As 与 N 同族 预测 As 的氢化物分子的立体结构为 三角锥形 其沸点比 NH3 的 低 填 高 或 低 其判断理由是 NH3分子间存在氢键 2 Fe 成为阳离子时首先失去 4s 轨道电子 Sm 的价层电子排布式为 4f66s2 Sm3 价层 电子排布式为 4f5 3 比较离子半径 F 小于 O2 填 大于 等于 或 小于 4 一种四方结构的超导化合物的晶胞如图 1 所示 晶胞中 Sm 和 As 原子的投影位置如 图 2 所示 图中 F 和 O2 共同占据晶胞的上下底面位置 若两者的比例依次用 x 和
8、 1 x 代 表 则该化合物的化学式表示为 SmFeAsO1 xFx 通过测定密度 和晶胞参数 可以计算 该物质的 x 值 完成它们关系表达式 g cm 3 以晶胞参数为 2 281 16 1 x 19x a2cNA 10 30 单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置 称作原子分数坐标 例如图 1 中原子 1 的坐标为 则原子 2 和 3 的坐标分别为 0 0 0 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 解析 1 AsH3的中心原子 As 的价层电子对数为 5 3 2 4 包括 3 对成键电子和 1 对孤对电子 故其立体结构为三角锥形 NH3中 N 的电负性比 AsH3中 As
9、 的大得多 故 NH3易形成分子间氢键 从而使其沸点升高 2 Fe 的价层电子排布式为 3d64s2 其阳离子 Fe2 Fe3 的价层电子排布式分别是 3d6 3d5 二者均首先失去 4s 轨道上的电子 Sm 失去 3 个电子成为 Sm3 时首先失去 6s 轨道上的电子 然后失去 1 个 4f 轨道上的电子 故 Sm3 的价层电子排布式为 4f5 3 F 和 O2 电子层结构相同 核电荷数越大 原子核对核外电子 的吸引力越大 离子半径越小 故离子半径 F Li2O 分子间作用力 分子量 P4O6 SO2 4 图 a 是 MgCu2的拉维斯结构 Mg 以金刚石方式堆积 八面体空隙和半数的四面体空
10、 隙中 填入以四面体方式排列的 Cu 图 b 是沿立方格子对角面取得的截图 可见 Cu 原子 之间最短距离 x a pm Mg 原子之间最短距离 y a pm 设阿伏加德罗常数的 2 4 3 4 值为 NA 则 MgCu2的密度是 g cm 3 列出计算表达式 8 24 16 64 NAa3 10 30 解析 1 由题给信息知 A 项和 D 项代表 Mg B 项和 C 项代表 Mg A 项 Mg 再 失去一个电子较难 即第二电离能大于第一电离能 所以电离最外层一个电子所需能量 A 大 于 B 3p 能级的能量高于 3s 3p 能级上电子较 3s 上易失去 故电离最外层一个电子所需能量 A C
11、A D 选 A 2 乙二胺分子中 1 个 N 原子形成 3 个单键 还有一个孤电子对 故 N 原子价层电子对数为 4 N 原子采取 sp3杂化 1 个 C 原子形成 4 个单键 没有孤电子对 价 层电子对数为 4 采取 sp3杂化 乙二胺中 2 个 N 原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子 形成稳定的配位键 故能形成稳定环状离子 由于铜离子半径大于镁离子 形成配位键时头 碰头重叠程度较大 其与乙二胺形成的化合物较稳定 3 氧化锂 氧化镁是离子晶体 六氧 化四磷和二氧化硫是分子晶体 离子键比分子间作用力强 4 观察图 a 和图 b 知 4 个铜原 子相切并与面对角线平行 有 4x 2 2a2 x
12、 a 镁原子堆积方式类似金刚石 有 y a 2 4 3 4 已知 1 cm 1010 pm 晶胞体积为 a 10 10 3 cm3 代入密度公式计算即可 5 2019 全国 35 磷酸亚铁锂 LiFePO4 可用作锂离子电池正极材料 具有热稳定性 好 循环性能优良 安全性高等特点 文献报道可采用 FeCl3 NH4H2PO4 LiCl 和苯胺等作 为原料制备 回答下列问题 1 在周期表中 与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是 Mg 该元素基态原子核外 M 层电子的自旋状态 相反 填 相同 或 相反 2 FeCl3中的化学键具有明显的共价性 蒸汽状态下以双聚分子存在的 FeCl3的结构式为 其
13、中 Fe 的配位数为 4 3 苯胺 的晶体类型是 分子晶体 苯胺与甲苯 的相对分子质量 相近 但苯胺的熔点 5 9 沸点 184 4 分别高于甲苯的熔点 95 0 沸点 110 6 原因是 苯胺分子之间存在氢键 4 NH4H2PO4中 电负性最高的元素是 O P 的 sp3 杂化轨道与 O 的 2p 轨道形成 键 5 NH4H2PO4和 KFePO4属于简单磷酸盐 而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐 如 焦磷酸钠 三磷酸钠等 焦磷酸根离子 三磷酸根离子如图所示 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 PnO3n 1 n 2 用 n 代表 P 原子数 解析 1 由元素周期表中的 对角线规则 可知
14、与 Li 的化学性质相似的邻族元素是 Mg Mg 为 12 号元素 M 层只有 2 个电子 排布在 3s 轨道上 故 M 层的 2 个电子自旋状态 相反 2 Fe 能够提供空轨道 而 Cl 能够提供孤电子对 故 FeCl3分子双聚时可形成配位键 由常见 AlCl3的双聚分子的结构可知 FeCl3的双聚分子的结构式为 其中 Fe 的配位数为 4 3 苯胺为有机物 结合题给信息中苯胺的熔 沸点可知苯胺为分子晶体 苯 胺中有 NH2 分子间可形成氢键 而甲苯分子间不能形成氢键 分子间氢键可明显地提升 分子晶体的熔 沸点 4 同周期从左到右 主族元素的电负性逐渐增强 故 O 的电负性大于 N 同主族从
15、上到下 元素的电负性逐渐减小 故电负性 N 大于 P 又 H 的电负性小于 O 因此 NH4H2PO4中电负性最高的元素是 O PO中中心原子 P 的价层电子对数为 4 故 P 3 4 为 sp3杂化 P 为 sp3杂化轨道的 O 与 2p 轨道形成 键 5 由三磷酸根离子的结构可知 中 间 P 原子连接的 4 个 O 原子中 2 个 O 原子完全属于该 P 原子 另外 2 个 O 原子分别属于 2 个 P 原子 故属于该 P 原子的 O 原子数为 2 2 3 属于左 右两边的 2 个 P 原子的 1 2 O 原子数为 3 2 2 7 故若这类磷酸根离子中含 n 个 P 原子 则 O 原子个数
16、为 1 2 3n 1 又 O 元素的化合价为 2 P 元素的化合价为 5 故该离子所带电荷为 2 3n 1 5n n 2 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 PnO3n 1 n 2 6 2019 河南八市重高联盟高三第三次测评 铜 镓 砷等元素形成的化合物在现代工 业中有广泛的用途 回答下列问题 1 基态铜原子的核外电子占有的能级数为 7 轨道数为 15 2 根据元素周期律 原子半径 Ga 大于 As 第一电离能 Ga 小于 As 填 大于 或 小于 3 AsCl3分子的立体构型为 三角锥形 其中 As 的杂化轨道类型为 sp3 4 铜与 CN 可形成络合离子 Cu CN 4 2 写出一种与 CN 等电子体的分子化学式 N2 或 CO 若将 Cu CN 4 2 中二个 CN 换为 Cl 只有一种结构 则 Cu CN 4 2 中 4 个 氮原子所处空间位置关系为 正四面体 5 GaAs 的熔点为 1 238 密度为 g cm 3 其晶胞结构如图所示 该晶体的类型为 原子晶体 Ga 与 As 以 共价 键键合 Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa g mol 1和 MAs g mol
