专题一0四 物质结构与性质（测试）——高考化学二轮复习讲练测合集

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1.（8分）中国科学院上海有机化学研究所的一支团队利用三氟甲基（—）稳定碳铜键的特性，采用两种结构确定的三氟甲基一价铜配合物与卤代乙腈，在室温下实现了一价铜至三价铜的氧化加成过程。回答下列问题：
（1）二氟氯甲烷（）与无水氟化氢在催化剂作用下发生气相反应生成三氟甲烷（）。常温常压下，为无色气体，固态的晶体类型为______；碱性条件下发生水解反应并酸化，所得有机产物为______（填结构简式）。
（2）基态三价铜离子（）的价电子中成对电子数与未成对电子数之比为______；从结构上分析，基态比基态更稳定的原因是______。
（3）—中碳原子的轨道杂化方式为—中F—C—F键角______（填“>”“”“=”或“”“=”或“H，—中成键电子对偏向C，而—中成键电子对偏离C，则—中成键电子对间的斥力较小，键角较小
（4）
（5）
解析：（1）常温常压下，为无色气体，说明其熔、沸点较低，故固态的晶体类型为分子晶体；发生碱性水解反应并酸化，先生成，由于同一碳原子上连有多个羟基时易脱水，故所得有机产物为HCOOH。
（2）基态三价铜离子（）的价电子排布式为，有6个成对电子和2个未成对电子，故成对电子数与未成对电子数之比为3：1；基态的价电子排布式为，处于全充满的稳定状态，较难失去电子，故基态比基态更稳定。
（3）—和—中碳原子均形成3个键，且有1个未成对电子，则碳原子的价电子对数均为3.5，碳原子均采取杂化。
（4）中，由于C的电负性较大，吸电子能力较强，则中N原子周围电子云密度最小，其碱性最弱。
（5）根据“均摊法”，每个晶胞中含有Fe原子个数为，含有Cu原子个数为，含有S原子个数为8，则晶胞质量。晶胞的底面边长为，高为，则晶胞体积，故化合物X的密度。
2.答案：（1）；正四面体（形）
（2）P的3p轨道处于半充满状态，比较稳定；由于F的电负性很大，使O-F键的电子对偏向F，O周围的电子云密度减小，导致分子中O与O之间的斥力降低，O-O键键长变短，因此与相比，中的O-O键键长较短
（3）2:1；、sp
（4）晶体硅、β-SiC、金刚石都属于共价晶体，熔点高低与键能有关，键长越长，键能越小，熔点越低，键长：C-C键C
（2）4
（3）；甘氨酸为极性分子，且分子中的氨基和羧基都能与水分子形成分子间氢键
（4）四面体；提高甘氨酸根离子的浓度
（5）ZnS；
解析：（1）锌是30号元素，基态Zn原子的价层电子排布式为，则基态的价层电子排布式为；同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，但是第ⅤA族元素因p轨道处于半充满状态，其第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：N>O>C。
（2）该甘氨酸锌的螯合物中Zn-O键、Zn-N键均为配位键。
（3）该分子中N形成了三个共价键，有1个孤电子对，故杂化类型为。
（4）形成络合物时VSEPR模型未发生变化，的中心原子的价层电子对数为，故VSEPR模型为四面体形，甘氨酸溶解度小于甘氨酸钠且只有部分电离，等物质的量的甘氨酸和甘氨酸钠，后者在溶液中电离出的甘氨酸根离子浓度更大，更有利于制备甘氨酸锌。
（5）根据“均摊法”，1个晶胞中数目为4，数目为，故该晶胞对应晶体的化学式为ZnS；设该晶胞的棱长为y cm，根据质量公式列等式得，，在晶胞中距离最近的之间的距离为面对角线长的一半，即。
4.答案：（1）
（2）①O>Br>Ni；②分子间氢键比分子间氢键强，且分子间氢键比分子间氢键多，HBr分子间只存在范德华力，范德华力比氢键弱；③b
（3）①；4；②
（4）①2:1；②
解析：（1）Ni为28号元素，基态Ni原子的价层电子排布式为。
（2）①电负性O>Br>Ni。②和分子间都存在氢键，分子间氢键比分子间氢键强，且分子间氢键比分子间氢键多，HBr分子间只存在范德华力，范德华力比氢键弱，故沸点。③中，与之间存在离子键，中存在配位键、极性键，不存在非极性键，氢键不属于化学键。
（3）①该配合物的配体中N—O…H中的O带一个单位的负电荷，故配体的化学式为；中心离子与4个N原子形成配位键，故配位数为4。②该配合物中，CN键中的碳原子为杂化，—中的碳原子为杂化。
（4）①由晶胞结构知，每个晶胞中形成的正四面体有8个；以体心和棱心为中心均可形成正八面体，按均摊原则，每个晶胞中正八面体的数目为，正四面体和正八面体的数目之比为2:1。②第一步：计算晶胞质量。1个晶胞中的数目为，则1个晶胞中含有4个“NiO”。，1个晶胞的质量为。第二步：计算晶胞体积。晶胞中两个距离最近的的核间距为，则晶胞棱长为，1个晶胞的体积为。第三步：计算晶体密度。该晶体的密度。
5.答案：（1）；5
（2）；肼分子间氢键的数目多于偏二甲肼
（3）
（4）V形或角形
（5）①>；②>
（6）；
解析：（1）砷是第四周期第ⅤA族元素，故基态砷原子的价电子排布式为。与砷同周期，基态原子有1个未成对电子的元素有K、Sc、Cu、Ga、Br，共5种。
（2）偏二甲肼中的氮原子均形成3个键，含有1个孤电子对，故氮原子的杂化方式为。偏二甲肼和肼均存在分子间氢键，但肼中分子间氢键数目多于偏二甲肼，所以肼的熔、沸点更高。
（3）根据呋喃的结构可知，呋喃中的大键由4个C原子和1个O原子形成，每个C原子给出1个电子，O原子给出2个电子参与形成大键，故呋喃的大键可表示为。
（4）中As的键电子对数为2，孤电子对数为1，故其空间结构为V形。
（5）①中的N原子除形成N—H键外，孤电子对提供给中心离子形成配位键，故N—H成键电子对受到的排斥力减小，H—N—H键角比中的大。②甲为极性
分子，乙为非极性分子，根据“相似相溶”的规律，甲在水中的溶解度较大。
（6）1个晶胞中Ga原子个数为，As原子个数为4，则砷化镓的化学式为GaAs。As最外层有5个电子，As与Ga形成3个共价键后，再由As提供一个孤电子对形成配位键，故1 ml砷化镓中配位键的数目是。1个晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，晶体密度为。
6.答案：（1）；2
（2）；正四面体形
（3）2；acd
（4）①八面体空隙；4：1；②
解析：（1）Ti的原子序数为22，基态Ti原子的价电子排布式为；基态O原子的核外电子排布式为，p轨道有4个电子，根据洪特规则及泡利原理可知，基态O原子有2个未成对电子。
（2）TiCl4中Ti含有4个键，不含孤电子对，采取杂化，故其分子的空间结构为正四面体形。
（3）根据锯齿状长链的结构可知Ti的配位数为2；配合物中，除含有配位键外还含有键、极性键与非极性键。
（4）①处于6个构成的八面体空隙中。图中八面体横向的4个与另一个八面体共用，记为1/2，八面体纵向的2个不共用，记为1，所以晶体中与的个数比4：1，即。②1个结构单元中含有6个、6个、6个，故其化学式为。
7.答案：（1）①8；正四面体形；②基态的价层电子排布式为，为半充满状态，较稳定，基态的价层电子排布式为，较容易失去1个电子
（2）；；
（3）①八；（，1，）；②
解析：（1）①基态Fe原子价层电子排布式为，价层电子有8种运动状态。中阴离子为，中心磷原子的价层电子对数为，无孤对电子，VSEPR模型和空间结构均为正四面体形。
（2）无机苯分子中B、N原子的杂化方式均为；B原子最外层有3个电子，与其他原子形成3个键，N原子最外层有5个电子，与其他原子形成3个键，还剩2个电子，B提供空轨道形成6原子6电子的大键。
（3）①由图示可知，Li（1）位于晶胞体心和棱心，位于体心的Li周围等距离且最近的Bi共有6个，构成正八面体，Li（1）位于正八面体空隙处。②第一步：确定各原子在晶胞中的个数。根据均摊法，每个晶胞中含有Bi原子个数，含有锂原子个数。第二步：计算每个晶胞的质量。一个晶胞的质量为。第三步：确定晶胞体积。铋原子的半径为，则晶胞面对角线长为，晶胞边长为，晶胞体积为。第四步：代入公式求晶体密度。铋化锂晶体密度为。
8.答案：（1）或；2
（2）P、Cl；和中心原子价层电子对数均为3，但中心S原子含有一个孤电子对而中心S原子没有孤电子对，孤电子对对成键电子对有较强的排斥力，导致键角减小
（3）乙醇分子间可形成氢键；8
（4）三者都是离子晶体，的半径依次增大，离子半径越小，离子键越强，沸点越高
（5）12；（，，）
解析：（1）Cu是29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为，故基态的核外电子排布式为；基态硫原子的核外电子排布式为，核外有2个未成对电子。
（2）一般来说，同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，但是第ⅡA族、第ⅤA族例外，故与硫元素同周期的主族元素中，第一电离能比S大的元素是P、Cl。中心原子价层电子对数为，中心原子价层电子对数为，则中心原子的杂化轨道类型均为，但由于中心S原子含有一个孤电子对而中心S原子没有孤电子对，孤电子对对成键电子对有较强的排斥力，导致键角减小。的中心硫原子的价层电子对数为4，根据价层电子对互斥理论判断的中心硫原子的杂化类型为。
（3）乙醇分子中存在羟基，分子间可形成氢键，故沸点高；一个乙醇分子中含有8个键，故1 ml乙醇分子中含有的键的数目为8。
（5）观察图像可知，与顶点氯离子等距离且最近的氯离子处于面心位置，故共有12个。晶胞中左下角原子分数坐标为（0，0，0），则A点原子分数坐标为（1，1，1）。
物质
熔点/℃
沸点/℃
偏二甲肼
-58
63.9
肼
1.4
113.5