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1、专题突破练(十七)物质结构与性质(选考选修3的学生使用)1(2017江苏单科，21A)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(1)Fe3基态核外电子排布式为_。(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_，1 mol丙酮分子中含有键的数目为_。(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_。(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。(5)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(xn)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的C
2、u替代型产物的化学式为_。解析：(1)Fe3基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)丙酮分子中有两种碳原子，其中CH3中碳原子为sp3杂化，中碳原子为sp2杂化；单键均是键，一个双键中有一个键和一个键，故1 mol丙酮分子中含有9 mol 键。(3)依据同周期元素电负性变化规律可知，电负性：CO；再结合元素非金属性强弱关系可知，电负性：HC。(4)乙醇分子间存在氢键，使得乙醇沸点较高。(5)由图2可知更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型，利用均摊法可得晶胞中各原子个数Cu：81，Fe：63，N：1，故化学式为Fe3CuN。答案：(1)Ar3d5或1s
3、22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39 mol(3)HCNC2NA(4)CO或N2(5)83(2017湖北黄冈联考)铜是人类最早发现的金属，也是人类广泛使用的一种金属。铜及其化合物在工业、工程技术和工艺上有着广泛的应用。(1)早期发现的天然准晶颗粒由Cu、Fe、Al三种金属组成。Fe元素位于元素周期表的_区。基态Al原子的L层电子排布图为_。(2)Cu2O为半导体材料，可由乙醛(CH3CHO)和新制氢氧化铜反应得到，同时可得到乙酸。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_，1 mol乙酸分子中含有的键的数目为_。(3)制作单晶硅太阳能电池片时，一般掺杂微量的铜、碳、硼、氮等。一价铜离子的
4、电子排布式为_。碳、硼、氮元素的电负性由大到小的顺序是_。(用元素符号表示)(4)在配离子Cu(NH3)42中NH3的VSEPR模型为_。(5)铜银合金晶体具有面心立方最密堆积结构。在晶胞中，Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，若该晶胞边长为r pm，则合金的密度为_gcm3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。解析：(2)乙醛的结构式为，甲基上的碳原子形式4个单键，采用的是sp3杂化，醛基上的碳原子形成了一个碳氧双键，采用的是sp2杂化；乙酸分子的结构式是，其中含有6个单键和1个双键，所以1 mol乙酸分子中键的数目是7NA。(4)NH3中N原子的键电子对数是3，孤电子对数是(53)1，所以价层电
5、子对数是4，VSEPR模型为四面体形。(5)铜银合金的一个晶胞中Cu原子个数为63，Ag原子个数为81，所以一个晶胞的质量是 g，一个晶胞的体积是(r1010)3 cm3，所以合金的密度 gcm3 gcm3。答案：(1)d(2)sp3、sp27NA(3)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)NCB(4)四面体形(5)4(2017山西名校联考)2014年7月和12月山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学LaiSheng Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作，首次合成“中国红灯笼分子”硼球烯B40。B40是继C60之后第二个从实验和理论
6、上完全确认的无机非金属笼状团簇。(1)基态硼原子的外围电子排布式为_，碳60中碳原子杂化方式为_。(2)构成碳60晶体的作用力是_。(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有_种。(4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物，属于一种半导体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP晶胞中B采用面心立方堆积，P原子填入四面体空隙中。写出三溴化硼和三溴化磷的空间构型：三溴化硼_；三溴化磷_。磷化硼晶体内微粒间的作用力有_。计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离(晶胞参数为478 pm)_。解析：(1)碳60又叫足球烯，其分子中每个C原子与其他3个C原子相连，分别形成两
7、个碳碳单键和一个碳碳双键，所以碳原子的杂化方式为sp2。(2)碳60晶体属于分子晶体，所以微粒间作用力是范德华力。(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne共6种。 (4)BBr3中B原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，所以三溴化硼的空间构型是平面正三角形；PBr3中P原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以三溴化磷的空间构型是三角锥形。磷化硼的空间结构与金刚石类似，应属于原子晶体，B原子与P原子间通过共价键相结合，但B原子最外层只有3个电子，P原子最外层有5个电子，而磷化硼晶体中每个B原子与4个P原子相连，每个P原子也与4个B原子相连，这说明B原子和P原子间
8、还存在一个配位键，其中P原子提供孤电子对，B原子提供空轨道。BP晶胞中P原子位于立方体的体对角线的处，则硼原子和磷原子之间的最近距离 pm pm207 pm。答案：(1)2s22p1sp2(2)范德华力(3)6(4)平面正三角形三角锥形共价键、配位键207 pm或 pm5(2017保定调研)A、B、C、D、E是元素周期表中五种常见元素，其原子序数依次增大。详细信息见下表：A的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代B的氧化物是导致光化学烟雾的主要物质之一C的某一种单质是空气的主要成分之一D的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态E能形成红色的E2O和黑色的EO两种氧化物请回答下列问题：(1)
9、D的价电子排布式可表示为_。(2)BC的空间构型为_(用文字描述)。(3)根据等电子原理，AC分子的结构式为_。(4)1 mol AC2中键、键数目之比为_。(5)A、B、C的第一电离能由大到小排序为_。(6)E为_堆积金属，已知E原子的半径为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则E晶体的密度是_gcm3。(列出算式即可)(7)E晶胞结构如图所示，E晶体中每个E原子周围距离最近的E原子数目为_；E2S为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个S原子，其余S原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个E 原子。(8)将E单质的粉末加入NH3的浓溶液中，通入O2，充分反应后溶液呈深蓝色，写出该反应的离子方程式_
10、。解析：根据题意可推出A为C，B为N，C为O，D为Cr，E为Cu。(1)Cr的价电子排布式为3d54s1。(2)根据价层电子对互斥理论，中心N原子的孤电子对数为0，价层电子对数为3，所以NO的空间构型为平面三角形。(3)CO与N2互为等电子体，则CO的结构式为CO。(4)1个CO2中含有2个键、2个键。(6)Cu原子的半径为a cm，则晶胞边长为 cm，晶胞体积V( cm)3，每个晶胞中含有4个铜原子，故晶体密度 gcm3。(7)根据题意，Cu2S晶胞中含有的S原子数为8648，故该晶胞中含有的Cu原子数为16。答案：(1)3d54s1(2)平面三角形(3)CO(4)11(5)NOC(6)面心
11、立方(7)1216(8)2Cu8NH3H2OO2=2Cu(NH3)424OH6H2O6石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。(1)图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为_。(2)图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_(填“”“”或“”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有_(填元素符号)。(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为_，该材料的化学式为_。解析：(1)石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以3个共价键与其他碳原子形成共价键的。(2)图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109.5。(3)只有电负性较大的非金
