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1、考点规范练40物质的聚集状态与物质性质非选择题(共7小题,共100分)1.(2019黑龙江哈尔滨第六中学高三阶段性考试)(14分)硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)均属于硼族元素(第A族),它们的化合物或单质都有重要用途。回答下列问题:(1)写出基态镓原子的电子排布式。(2)已知:无水氯化铝在178 升华,它的蒸气是缔合的双分于(Al2Cl6),更高温度下Al2Cl6则离解生成AlCl3单分子。固体氯化铝的晶体类型是;写出Al2Cl6分子的结构式;单分子AlCl3的立体构型是,缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是。(3)晶体硼的结构单元是正二十面体,每个单元中有12个硼原子(如图),
2、若其中有两个原子为10B,其余为11B,则该结构单元有种不同的结构类型。(4)金属铝属立方晶系,其晶胞边长为405 pm,密度是2.70 gcm-3,计算确定其晶胞的类型(简单、体心或面心立方):;晶胞中距离最近的铝原子可看作是接触的,列式计算铝的原子半径r(Al)= pm。2.(2018山东烟台高三诊断性测试)(14分)钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。回答下列问题:(1)写出As的基态原子的电子排布式。(2)N、P、As为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为,它们的氢化物沸点最高的是。将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42-
3、互为等电子体,则该阴离子的化学式是。(3)Fe3+、Co3+与N3-、CN-等可形成络合离子。K3Fe(CN)6可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为。Co(N3)(NH3)5SO4中Co的配位数为,其配离子中含有的化学键类型为(填“离子键”“共价键”或“配位键”),C、N、O的第一电离能最大的为,其原因是。(4)砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为。已知砷化镓晶胞边长为a pm,其密度为 gcm-3,则阿伏加德罗常数的数值为(列出计算式即可)。3.(2019安徽合肥高三调研)(14分)磷化铟和砷化铟纳米晶具备独特的光学和电学特性,广泛应用于生物
4、医学、通信、太阳能电池等领域。回答下列问题:(1)基态磷原子电子排布式为;基态As原子中未成对电子数为。(2)PH3分子空间构型为;AsO33-中As原子的杂化方式为。(3)AsH3与NH3在水中溶解度较大的是,其原因是。(4)酞菁铟是有机分子酞菁与金属铟形成的复杂分子,结构简式如图所示,该分子中存在的化学键为(填选项字母)。a.键b.键c.离子键d.配位键(5)砷化铟的晶胞结构如图所示,砷化铟晶体的化学式为;该晶胞的棱长为a cm,则砷化铟晶体的密度为(用含a、NA的代数式表示)。4.(15分)黑火药是我国古代的四大发明之一,距今已有1 000多年的历史,其成分是木炭(C)、硫粉(S)和硝酸
5、钾(KNO3)。回答下列有关问题:(1)黑火药爆炸生成无毒的气体和K2S,该反应的化学方程式为。(2)Se与S同主族,则Se原子的核外电子排布式为Ar,有对成对电子。(3)C、N、O、K的电负性由大到小的顺序是。(4)黑火药爆炸除生成K2S外,还生成少量K2S2,其结构类似于Na2O2。则K2S2中含有的化学键类型为。(5)K2S遇酸生成H2S,H2S分子中,S原子的杂化轨道类型是;KNO3可电离出NO3-,NO3-的空间构型是。(6)K2S的晶胞结构如图所示。其中K+的配位数为,若K2S晶体的密度为 gcm-3,则晶胞中距离最近的两个S2-核间距为 cm(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。5.
6、(2018河北五校联盟高三联考)(14分)已知:周期表中前四周期的六种元素A、B、C、D、E、F核电荷数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F2+核外各层电子均充满。请根据以上信息,回答下列问题:(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为。(用元素符号表示)(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高,理由是。(3)E的最高价氧化物分子的空间构型是,是分子(填“极性”“非极性”)。(4)F原子的核外电子排布式是。(5)E、F形成某种化合物有
7、如图所示两种晶体结构(深色球表示F原子),其化学式为。(a)中E原子的配位数为。若在(b)的结构中取出一个平行六面体作为晶胞,则平均一个晶胞中含有个F原子。结构(a)与(b)中晶胞的原子空间利用率相比,(a)(b)(填“”“PAsNH3NO43-(3)sp6共价键、配位键N氮原子2p轨道上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子(4)正四面体4145a310-30解析 (1)As的原子序数为33,由构造原理可知电子排布为Ar3d104s24p3。(2)As、P、N元素属于同一主族元素,其原子序数逐渐减小,则其电负性逐渐增大,即NPAs;它们的氢化物中NH3中存在氢键,沸点最高;原子个数相等价电
8、子数相等的微粒属于等电子体,且等电子体结构相似,阴离子与SO42-互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构,则该离子是NO43-。(3)CN-中C原子价层电子对个数=1+(4+1-13)=2,所以采取sp杂化;C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但氮原子2p轨道上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子,所以其第一电离能大小顺序是NOC。(4)Ga与周围等距离且最近的As形成的空间构型为Ga在中心As在四个顶点形成的正四面体结构;由题图可知一个晶胞占有4个Ga原子和4个As原子,若晶胞的边长为a pm,则晶胞
9、体积为(a10-10)3 cm3,晶体的密度为 gcm-3,则晶胞质量为(a10-10)3 cm3 gcm-3=a310-30 g,则a310-30 gNA mol-1=4145 gmol-1,则NA=4145a310-30。3.答案 (1)1s22s22p63s23p33(2)三角锥形sp3(3)NH3NH3与水分子之间易形成氢键(4)abd(5)InAs760a3NA gcm-3解析 (1)P的原子序数为15,原子核外有15个电子,P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;As元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,未成对电子数为3。(2)中心原子磷原子形成了3个键,另外还有1对未成键价电子对,其价层电子对的总数是4,需要形成4个杂化轨道,采用sp3杂化,分子的空间构型为三角锥形;AsO43-中心原子的价层电子对数为5+32=4,所以As原子的杂化方式为sp3杂化。(3)因为NH3与水分子之间易形成氢键,故AsH3与NH3在水中溶解度较大的是NH3。(4)根据酞菁铟的结构简式可知,该分子中存在的化学键为键、键和配位键。(5)由砷化铟的晶胞结构根据均摊法可得,每个晶胞含有8+6=4个In原子,4个As原子,砷化铟晶体的化学式为InAs;该晶胞的棱长为a cm,则砷化铟晶体的密度为=4190
