2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 選考模塊專練（選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）

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1、2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 選考模塊專練（選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)） 1.X、Y、Z、R為前四周期原子序數(shù)依次增大的元素。X原子有3個能級,且每個能級上的電子數(shù)相等;Z原子的不成對電子數(shù)在同周期中最多,且Z的氣態(tài)氫化物在同主族元素的氫化物中沸點最低;X、Y、R三元素在周期表中同族。 (1)R元素基態(tài)原子的價層電子排布式為　。? (2)如圖表示X、Y、R的四級電離能變化趨勢,其中表示R的曲線 是　　　　(填標(biāo)號)。? (3)化合物(XH2XO)分子中X原子雜化軌道類型分別是　　　　,1 mol(X2H5O)3ZO分子中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目比為　　　　。? (4)Z與氯氣反應(yīng)可生成一

2、種各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物,其分子的立體構(gòu)型為　 。 (5)某R的氧化物立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該物質(zhì)的化學(xué)式為　　　　(用元素符號表示),已知該晶體密度為ρ g/cm3,距離最近的原子間距離為d pm,則R的相對原子質(zhì)量為　。(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)? 2.碳和硅是自然界中大量存在的元素,硅及其化合物是工業(yè)上最重要的材料。粗硅的制備有兩種方法: 方法一:SiO2+2CSi+2CO↑ 方法二:SiO2+2MgSi+2MgO (1)基態(tài)硅原子中存在　　 　　對自旋相反的電子,基態(tài)Mg的最外

3、層電子所占據(jù)的能級的電子云輪廓圖是　　　　。? (2)上述反應(yīng)中所有元素第一電離能最小的元素是　　　　(填元素符號)。? (3)試比較C(金剛石)、晶體Si、CO三種物質(zhì)的熔沸點從高到低的順序　　　　　　　　　　　　　,試解釋原因:　? ? 　。? (4)CO在配合物中可作為配體,在Cr(CO)6配合物中配原子是　　　　(填元素符號),1 mol該配合物中含有π鍵的數(shù)目　　　　。? (5)SiO2晶胞(如圖)可理解成將金剛石晶胞(如圖)中的C原子置換成Si原子,然后在Si—Si之間插入O原子而形成。 ①推測SiO2晶胞中Si采用　　

4、 　　雜化,O—Si—O的鍵角為　　　　。? ②SiO2晶胞中,含有Si原子　　　　個和O原子　　　　個。? ③假設(shè)金剛石晶胞的邊長為a nm,試計算該晶胞的密度　　　　　　　　g/cm3(寫出表達式即可)。? 3.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的原子序數(shù)依次增大。其中A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1。C是電負性最大的元素。D原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的2倍,E是第Ⅷ族中原子序數(shù)最小的元素。 (1)寫出基態(tài)C原子的電子排布式　 。 (2)A、B兩種元素的第一電離能由大到小的順序為　　　　(用

5、元素符號表示),原因是　? 　。 (3)已知DC4常溫下為氣體,則該物質(zhì)的晶體類型是　　　　,組成微粒的中心原子的軌道雜化類型為　　 　　,空間構(gòu)型是　　　　　　。 (4)Cu2+容易與AH3形成配離子[Cu(AH3)4]2+,但AC3不易與Cu2+形成配離子,其原因是? ? 　。? (5)A、B兩元素分別與D形成的共價鍵中,極性較強的是　　　　。A、B兩元素間能形成多種二元化合物

6、,其中與互為等電子體的物質(zhì)的化學(xué)式為　　　　。? (6)已知E單質(zhì)的晶胞如圖所示,則晶體中E原子的配位數(shù)為　　　　,一個E的晶胞質(zhì)量為　　　　。? 4.第四周期的元素,如鈦(22Ti)、鐵(26Fe)、砷、硒、鋅等及其相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}: (1)基態(tài)Ti原子中,最高能層電子的電子云輪廓形狀為　　　　,與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有　　　　種。? (2)琥珀酸亞鐵片是用于缺鐵性貧血的預(yù)防和治療的常見藥物,臨床建議服用維生素C促進“亞鐵”的吸收,避免生成Fe3+,從結(jié)構(gòu)角度來看,Fe2+易被氧化成Fe3+

7、的原因是? 　 。 (3)SCN-可用于Fe3+的檢驗,其對應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸(H—S—C≡N)和異硫氰酸(H—NCS)。 ①寫出與SCN-互為等電子體的一種微?！　　　?分子或離子);? ②硫氰酸分子中π鍵和σ鍵的個數(shù)之比為　　　　;? ③異硫氰酸的沸點比硫氰酸沸點高的原因是? 　。 (4)成語“信口雌黃”中的雌黃分子式為As2S3,分子結(jié)構(gòu)如圖,As原子的雜化方

8、式為　　　　,雌黃和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為雄黃(As4S4)和SnCl4并放出H2S氣體,寫出該反應(yīng)方程式:　 。 SnCl4分子的空間構(gòu)型為　　　　　　 　。 (5)離子化合物CaC2的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。該物質(zhì)的電子式:　　　　 　　　　　　　。一個晶胞含有的π鍵平均有　　　　個。? (6)硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中x和y點所堆積的原子均 為　　　　(填元素符號);若該晶胞密度為ρ g·cm-3,硒化鋅的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1。用NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,則晶胞參數(shù)a為　　　　

9、nm。? 5.根據(jù)下列五種短周期元素的電離能數(shù)據(jù)(單位:kJ·mol-1),回答下面各題。 元素 代號 I1 I2 I3 I4 I5 Q 800.6 2 427.1 3 659.7 25 025.8 32 826.7 R 495.8 4 562 6 910.3 9 543 13 354 S 577.5 1 816.7 2 744.8 11 577 14 842 T 1 402.3 2 856 4 578.1 7 475.0 9 444.9 U 2 080.7 3 952.3 6 122 9 371 12 177

10、(1)在這五種元素中,最可能處于同一族的兩種元素是　　　　(填元素符號),S元素最可能是　　　　區(qū)元素。? (2)基態(tài)Q元素原子的價電子排布式是　　　　。Q和T同周期?；衔颭T中T元素的化合價為　　　　;第一電離能介于Q、T之間的同周期元素有　　　　種。? (3)化合物RT3中化學(xué)鍵類型為　　　　　　　　,RT3的陰離子的幾何構(gòu)型為　　　　。? (4)下列元素中,化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像U元素的是　　　　。? A.硼　　　B.鈹　　　C.鋰　　　D.氦　　　E.碳 (5)R的某種氧化物X晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566 nm,X的化學(xué)式為　　　　;列式并計算晶體X的密度(g·

11、cm-3)　。? 1.解析:X原子有3個能級,且每個能級上的電子數(shù)相等,所以只能是1s22s22p2,所以X為C。X、Y、R三元素在周期表中同族,所以Y為Si,R為Ge。根據(jù)Z有氣態(tài)氫化物可知,Z為非金屬,根據(jù)不成對電子數(shù)最多,得到Z為P(其3p上有3個單 電子)。 (1)R為Ge,處于周期表的第四周期ⅣA族,所以價層電子排布式為4s24p2。 (2)C、Si、Ge從上向下半徑增大,第一電離能逐漸減小,所以R(Ge)的電離能曲線為c。 (3)CH2CO中第一個C形成一個雙鍵,所以是sp2雜化;第二個C形成兩個雙鍵,所以是sp雜化。單鍵一

12、定是σ鍵,雙鍵一定是一個σ鍵和一個π鍵,分子為(CH3CH2O)3PO,其中的CH3CH2O—基團都是單鍵,只有PO一個雙鍵,所以分子中的σ鍵數(shù)為3×(5+1+1+1)+1=25(每個CH3CH2O—中有5個 C—H,1個C—C,1個C—O,1個O—P;還要計算分子中PO里的1個σ鍵);π鍵只有1個,所以σ鍵與π鍵的數(shù)目比為25∶1。 (4)P的最外層有5個電子,達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)應(yīng)該形成3個共價鍵,所以該化合物為PCl3。根據(jù)價層電子對互斥理論,中心原子P的價電子對為3+=4(對),其中一對為孤電子對,所以是三角錐形結(jié)構(gòu)。 (5)氧原子占據(jù)晶胞的8個頂點和6個面心,所以一共有8×+6×=

13、4(個),Ge都在晶胞內(nèi)部,也有4個,所以化學(xué)式為GeO。距離最近的原子間距離為d pm,明顯指的是最近的O和Ge原子的距離,根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu),這個距離是晶胞的體對角線的,所以體對角線長度為 4d pm,進而得到晶胞邊長為pm,所以晶胞的體積為邊長的立方,為pm3=×10-30cm3。所以晶胞的質(zhì)量為×10-30 g。因為一個晶胞中有4個GeO,所以 1個 GeO的質(zhì)量為×10-30 g;1 mol GeO的質(zhì)量為×10-30 g,即GeO的相對分子質(zhì)量為×10-30,所以Ge的相對原子質(zhì)量為×10-30-16。 答案:(1)4s24p2　(2)c　(3)sp、sp2　25∶1　(4)三角錐形

14、　 (5)GeO　×10-30-16 2.解析:(1)基態(tài)硅原子核外電子排布為1s22s22p63s23p2,每一個s能級有1個軌道,s軌道全滿,有3對自旋相反的電子,2p能級有3個軌道,全充滿電子,2p軌道有3對自旋相反的電子,所以基態(tài)硅原子中存在6對自旋相反的電子;Mg的基態(tài)核外電子排布為1s22s22p63s2,3s軌道是最外層,s能級的電子云圖是球形的,所以基態(tài)Mg的最外層電子所占據(jù)的能級的電子云輪廓圖是球形。 (2)第一電離能是原子失去最外層的一個電子所需能量,第一電離能數(shù)值越小,原子越容易失去一個電子,上述反應(yīng)中涉及的元素有C、O、Mg、Si,其中C、O、Si是非金屬元素,較

15、難失去電子,Mg元素的金屬性最強,最易失去電子,所有元素第一電離能最小的元素是Mg。 (3)C(金剛石)、晶體Si都是原子晶體,熔點高,它們結(jié)構(gòu)相似,但碳原子的半徑比硅原子半徑小,共價鍵的鍵能大,所以C(金剛石)的熔點比晶體Si高,而CO是分子晶體,熔沸點低,所以三種物質(zhì)的熔沸點從高到低的順序為C>Si>CO。 (4)CO在Cr(CO)6中可作為配體,配原子是C,CO與N2是等電子體,其結(jié)構(gòu)式是C≡O(shè),1 mol CO中含π鍵的數(shù)目是2NA,所以1 mol該配合物中含有π鍵的數(shù)目12NA。 (5)①在二氧化硅晶體中每個硅原子與周圍的4個氧原子的成鍵情況與金剛石晶體中的碳原子與周圍4個碳原

16、子成鍵的情況是相同的,所以SiO2晶胞中Si采用sp3雜化,金剛石是正四面體結(jié)構(gòu),其鍵角是109°28',所以SiO2晶胞中O—Si—O的鍵角也是109°28'; ②SiO2晶體為面心立方結(jié)構(gòu),每個SiO2晶胞含有Si原子的個數(shù)為8×+6×+4=8,按Si、O原子個數(shù)比,O原子數(shù)是16; ③一個晶胞含有8個C原子,所以一個晶胞的質(zhì)量為g,晶胞邊長為a nm,所以金剛石晶體的密度ρ==g/cm3。 答案:(1)6　球形　(2)Mg (3)C>Si>CO　金剛石和晶體硅都是原子晶體且晶體結(jié)構(gòu)相似,C的原子半徑小于硅的原子半徑,所以金剛石中碳碳鍵鍵長短,鍵能大,所以金剛石的熔沸點比晶體硅大,

17、CO是分子晶體,熔沸點最小 (4)C　12NA (5)①sp3　109°28'?、?　16　③ 3.解析:由題意可知,A為氮、B為氧、C為氟、D為硅、E為鐵。 (1)氟的核電荷數(shù)為9,基態(tài)氟原子的電子排布式為1s22s22p5。 (2)元素A為氮元素,元素B為氧元素,由于N原子的2p能級處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài),第一電離能較大,所以氮元素、氧元素的第一電離能由大到小的順序為N>O。 (3)已知四氟化硅常溫下為氣體,所以四氟化硅是分子晶體,中心原子硅含有價層電子對數(shù)=4+×(4-4)=4,沒有孤電子對,屬于sp3雜化,空間構(gòu)型是正四面體 結(jié)構(gòu)。 (4)由于電負性F>N>H,在NF3

18、分子中,共用電子對偏向F原子,使得N原子上孤電子對難與銅離子形成配位鍵,所以NF3不易與Cu2+形成配離子。 (5)因為O元素的非金屬性大于N,則極性O(shè)—Si鍵大于N—Si鍵;等電子體中原子個數(shù)相等及電子總數(shù)相等,中含有3個原子、電子總數(shù)是22,與該離子互為等電子體的氮氧化物為N2O。 (6)該晶胞是體心立方晶胞,所以鐵原子的配位數(shù)為8,該晶胞中Fe原子個數(shù)為1+8×=2,每個Fe原子的質(zhì)量= g,則該晶胞質(zhì)量就是兩個Fe原子質(zhì)量=× 2 g=g。 答案:(1)1s22s22p5 (2)N>O　N原子的2p能級處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài) (3)分子晶體　sp3　正四面體形 (4)電負

19、性F>N>H,在NF3分子中,共用電子對偏向F原子,使得N原子上的孤電子對難與Cu2+形成配位鍵 (5)Si—O鍵　N2O (6)8　 g 4.解析:(1)基態(tài)Ti原子的價層電子排布式為3d24s2,最高能層為第四能層,s電子云輪廓形狀為球形;與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有Cr:3d54s1,Cu:3d104s1,共兩種。 (2)從結(jié)構(gòu)角度來看,Fe2+的價電子排布式是3d6,再失一個電子就是3d5半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故易被氧化成Fe3+。 (3)①與SCN-互為等電子體的一種微粒是N2O(或CO2、CS2、OCN-)。 ②硫氰酸(H—S—C≡N)

20、中π鍵和σ鍵的個數(shù)之比為2∶3。 ③異硫氰酸分子間可以形成氫鍵,故其沸點比硫氰酸沸點高。 (4)雌黃分子式為As2S3,As有四對價層電子對,As原子的雜化方式為sp3雜化。雌黃和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為雄黃(As4S4)和SnCl4并放出H2S氣體,故其反應(yīng)方程式為2As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S↑;SnCl4分子的空間構(gòu)型為正四面體形。 (5)CaC2為離子化合物,電子式為Ca2+C??]2-;一個晶胞含有4個Ca2+、4個,一個中有兩個π鍵,一個晶胞含有的π鍵平均有8個。 (6)硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)中x和y點所堆積的原子均為Zn;若該晶胞密度

21、為ρ g·cm-3,硒化鋅的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,用NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞參數(shù)a為×107 nm。 答案:(1)球形　2 (2)Fe3+的3d5半滿狀態(tài)更穩(wěn)定 (3)①N2O(或CO2、CS2、OCN-)　②2∶3?、郛惲蚯杷岱肿娱g可以形成氫鍵 (4)sp3　2As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S↑　正四面體形 (5)Ca2+C??]2-　8 (6)Zn　×107 5.解析:Q元素的I4?I3,Q元素的原子最外層有3個電子,Q處于 ⅢA族;R元素的I2?I1,R元素的原子最外層有1個電子,R處于ⅠA族;S元素的I4?I3,S元素

22、的原子最外層有3個電子,S處于ⅢA族;T、U元素的I1~I5沒有突變,T、U的最外層電子數(shù)至少5個。 (1)根據(jù)上述分析,這五種元素中,最可能處于同一族的兩種元素是Q和S,Q和S都處于ⅢA族,Q的I1大于S的I1,Q為B元素,S為Al元素。最可能處于同一族的兩種元素是B和Al。S元素為Al元素,基態(tài)Al原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,最后一個電子填入3p能級,Al是p區(qū)元素。 (2)Q為B元素,B原子核外有5個電子,基態(tài)B原子核外電子排布式為1s22s22p1,基態(tài)B原子的價電子排布式為2s22p1。Q的化合價為+3價,根據(jù)化合物中元素的正負化合價代數(shù)和為0,QT中T

23、元素的化合價為-3價。Q屬于第二周期,Q和T同周期,T也屬于第二周期,T為N元素,第一電離能介于B和N之間的有Be、C、O,共3種元素。 (3)R為ⅠA族元素,R原子核外電子數(shù)大于5,R為Na元素;T為N元素,RT3為NaN3,其中含有離子鍵和共價鍵。NaN3中陰離子為,與CO2互為等電子體,CO2為直線形,則也為直線形。 (4)U的最外層電子數(shù)至少5個,U不可能是ⅠA族~ⅣA族元素,U的第一電離能較大,U可能是0族元素,化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像U元素的是氦。 (5)用“均攤法”,小黑球(Na+):8個,大白球(O2-):8×+6×=4,X的化學(xué)式為Na2O。晶胞的體積為(0.566 nm)3=(0.566×10-7)3 cm3,1 mol晶胞的體積為(0.566×10-7)3cm3×NA,1 mol晶胞的質(zhì)量為4×62 g,晶體X的密度為=2.27 g·cm-3。 答案:(1)B和Al　p　(2)2s22p1　-3　3　(3)離子鍵、共價鍵　直線形　(4)D　(5)Na2O　=2.27 g·cm-3