2019届二轮复习 物质结构与性质 作业（全国通用） (7) 练习

物质结构与性质

1．(14分)前四周期的元素A、B、C、D、E原子序数依次增大；A是宇宙中含量最丰富的元素；B和C同一主族，且B的L层电子数是K层电子数的2.5倍；D和C同一周期，且D的气态氢化物可以和其最高价氧化物的水化物发生氧化还原反应；E位于第四周期，其价电子层中只有一个电子，且内层都处于全充满状态。请回答下列问题：

(1)E原子的电子排布式为________，C和D的第一电离能较大的是________。

(2)CO中C的杂化方式为________，该离子的“VSEPR”模型为________形。

(3)C和D的简单阴离子半径由大到小的顺序为________，C和D最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序为________。

(4)某分子的结构式为：A—B＝B—A，则该分子中σ键和π键的数目之比为________，B2分子和一氧化碳分子互为等电子体，则一氧化碳的电子式为________。

(5)向EDO4溶液中加入过量稀氨水，阳离子化学式为________，该离子的配位体为________。

(6)D(黑球)和E(白球)形成的某种晶体的晶胞如右图所示，则该物质的化学式为________，已知该晶胞的棱长为516 pm，则该晶胞的密度为________g/cm3，最近的黑球和白球之间的距离为________pm(精确到0.1)。

解析：根据元素周期表及电子排布知识先推断出A、B、C、D、E五种元素，然后根据物质结构有关知识，即可逐一解答各设问。

根据题干信息不难推出A、B、C、D、E五种元素分别是H、N、P、S、Cu。

(2)PO的价层电子对数是4，故P原子的杂化方式为sp3杂化，PO的“VSEPR”模型为正四面体形。

(3)对于电子层结构相同的离子，原子序数越大半径越小；含氧酸中非羟基氧越多酸性越强，H3PO4中含有一个非羟基氧，H2SO4中含有2个非羟基氧。

(4)单键都是σ键，双键中有一个是σ键，另一个是π键。CO和N2互为等电子体，二者结构相似，故CO的电子式类似N2的电子式。

(5)过量氨水加到CuSO4溶液中，生成深蓝色的Cu(NH3)4SO4溶液；NH3中N原子上存在孤电子对，故NH3为配位体。

(6)根据均摊法，S原子个数为8×＋6×＝4，Cu原子个数为4，故化学式为CuS；1个晶胞中有4个CuS，则1个晶胞的质量m＝ g，晶胞的体积V＝(516×10－10)3 cm3，可求得晶胞的密度ρ＝＝ g/cm3≈4.6 g/cm3；黑、白球之间最近的距离为晶胞体对角线的四分之一，故等于×516 pm≈223.4 pm。

答案：(1)[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1　P

(2)sp3杂化　正四面体

(3)P3－>S2－　H3PO4<H2SO4

(4)3∶1　C⋮⋮O

(5)[Cu(NH3)4]2＋　NH3

(6)CuS　4.6　223.4

2．(12分)安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题。

(1)请写出基态Cu原子的外围电子排布式：________。焰火中的绿色是铜的焰色，基态铜原子在灼烧时外围电子发生了________而变为激发态。

(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式。请分析1个松脂酸铜中π键的个数为________；加“*”碳原子的杂化方式为________。

(3)下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式(以X表示某元素符号)：________；与X等距离且最近的X原子个数为________。

(4)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的几何构型为________，比较第一电离能：S________O(填“>”或“<”)。

解析：(2)1个松脂酸铜中含有6个双键，每个双键中有1个π键，共有6个π键；加“*”的碳原子为烷烃碳()，故杂化方式为sp3杂化。

(3)晶胞中X原子的个数为8×＋1＝2，Cu原子个数为4，则晶胞的化学式为Cu2X；X在晶胞中呈体心立方堆积，故与X等距离且最近的X原子个数为8。

(4)SO2分子中S原子的孤电子对数为(6－2×2)＝1，价层电子对数为2＋1＝3，所以SO2的VSEPR模型为平面三角形，略去一对孤对电子，实际的几何构型为折线形；S和O位于同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小。

答案：(1)3d104s1　跃迁

(2)6　sp3　(3)Cu2X　8

(4)折线形(V形或角形)　<

3．(15分)前四周期元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，其中A和B同周期，固态的AB2能升华；C和E原子都有一个未成对电子，C＋比E－少一个电子层，E原子得到一个电子后3p轨道全充满；D最高价氧化物中D的质量分数为40%，且核内质子数等于中子数；F为红色单质，有F＋和F2＋两种离子。回答下列问题：

(1)元素电负性：D________E(填“>”“<”或“＝”)；

(2)A、C单质熔点：A________C(填“>”“<”或“＝”)；

(3)AE4中A原子杂化轨道方式为________杂化，其固态晶体类型为________；

(4)F的核外电子排布式为________________；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，后沉淀溶解为深蓝色溶液，加入乙醇会析出蓝色晶体，该晶体中F与NH3之间的化学键为________________；

(5)氢化物的沸点B比D高的原因是______________________；

(6)元素X的某价态阴离子Xn－中所有电子正好充满K和L电子层，CnX晶体的最小结构单元如图所示。该晶体中阳离子和阴离子个数比为__________，晶体中每个Xn－被______个等距离的C＋包围。

解析：E得一个电子后3p轨道全充满，则E为Cl，根据题意可知，A、B、C、D分别为C、O、Na、S，F为红色单质，有F＋和F2＋两种离子，故为Cu。

(1)硫元素的非金属性弱于氯元素，则电负性D<E。

(3)CCl4中碳原子的价层电子对数是4，且不含有孤对电子，所以碳原子杂化轨道方式为sp3杂化，其固态晶体类型为分子晶体。

(4)根据核外电子排布规律可知铜的核外电子排布式为[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，沉淀是氢氧化铜，氢氧化铜能溶解在氨水中生成配合物，因此该晶体中铜与NH3之间的化学键为配位键。

(5)由于水分子间存在氢键，所以氢化物的沸点是H2O高于H2S。

(6)根据晶胞结构可知阳离子个数是12×＝3，阴离子个数是8×＝1，所以该晶体中阳离子和阴离子个数比为3∶1，晶体中每个Xn－被6个等距离的C＋包围，即上下左右前后各1个。

答案：(1)<　(2)>　(3)sp3　分子晶体

(4)[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)　配位键

(5)水分子间存在氢键，增大了分子间作用力

(6)3∶1　6

4．(15分)1967年舒尔滋提出金属互化物的概念，其定义为固相金属间化合物拥有两种或两种以上的金属元素，如Cu9Al4、Cu5Zn8等。回答下列问题：

(1)某种金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于________(填“晶体”或“非晶体”)。

(2)基态铜原子有________个未成对电子，二价铜离子的电子排布式为__________________，在CuSO4溶液中滴入过量氨水，形成深蓝色溶液的溶质的化学式为________。

(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有π键的数目为________；类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上有硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—N＝C＝S)，其中沸点较高的是________(填化学名称)。

(4)ZnS的晶胞结构如图甲所示，在ZnS晶胞中，S2－的配位数为________。

(5)铜与金形成的金属互化物结构如图乙，其晶胞边长为a nm，该金属互化物的密度为________(用含“a、NA”的代数式表示)g·cm－3。

解析：(1)晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故该金属互化物属于晶体。

(3)(SCN)2分子的结构式为N≡C—S—S—C≡N,1个N≡C键只有1个σ键、2个π键，所以1 mol(SCN)2分子中含有π键的数目为4NA；异硫氰酸(H—N＝C＝S)分子中N原子上连接有H原子，分子间能形成氢键，故沸点高。

(5)Cu原子位于晶胞面心，数目为6×＝3，Au原子位于晶胞顶点，数目为8×＝1，晶胞体积V＝(a×10－7)3 cm3，则密度ρ＝＝ g/cm3＝ g/cm3。

答案：(1)晶体

(2)1　1s22s22p63s23p63d9　[Cu(NH3)4]SO4

(3)4NA　异硫氰酸

(4)4　(5)

5．(16分)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：

(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__________，有________个未成对电子。

(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是__________________________________________________________。

(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_________________________________________________________。

(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。

(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是________。

(6)晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为________。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。

解析：(2)单键中含有1个σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，三键中含有1个σ键和2个π键。σ键的成键方式是“头碰头”，π键的成键方式是“肩并肩”，原子间形成的σ键键长越长，越不利于两原子间形成π键。(3)对于结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。(4)元素的非金属性越强，原子吸引电子能力越强，元素的电负性越大。(5)金刚石中C原子的杂化方式为sp3杂化，微粒间作用力为共价键，运用类推法不难得出结论。(6)②晶胞参数a即为晶胞边长，ρ＝＝g·cm－3＝×107 g·cm－3。

答案：(1)3d104s24p2　2

(2)Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p－p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键

(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增大。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强

(4)O>Ge>Zn

(5)sp3　共价键

(6)①(，，)　②×107

6．(13分)锂的某些化合物是性能优异的材料。请回答下列问题：

(1)如图是某电动汽车电池正极材料的晶胞结构示意图，其化学式为______________，其中Fen＋的基态电子排布式为______________，PO的空间构型为________。

(2)Li与Na中第一电离能较小的元素是________；LiF与NaCl晶体中熔点较高的是________。

(3)氮化锂是一种良好的储氢材料，其在氢气中加热时可吸收氢气得到氨基锂(LiNH2)和氢化锂，氢化锂的电子式为________，上述反应的化学方程式为________________________________。

(4)金属锂为体心立方晶胞，其配位数为________；若其晶胞边长为a pm，则锂晶体中原子的空间占有率是________。

(5)有机锂试剂在有机合成中有重要应用，但极易与O2、CO2等反应。下列说法不正确的是________(填字母序号)。

A．CO2中σ键与π键的数目之比为1∶1

B．游离态和化合态锂元素均可由特征发射光谱检出

C．叔丁基锂(C4H9Li)中碳原子的杂化轨道类型为sp3和sp2

解析：(1)晶胞中Li＋个数为8×＋4×＋2×＋1＝4，Fen＋个数为4，PO个数为4，因此晶体的化学式为LiFePO4；其中铁的化合价为＋2价，即n＝2，则Fe2＋的基态电子排布式为[Ar]3d6；PO中P原子的价层电子对数是4，没有孤对电子，所以PO的空间构型为正四面体形。

(2)同主族元素从上到下第一电离能减小，故Li和Na中第一电离能较小的元素是Na；LiF的晶格能大于NaCl，故LiF的熔点比NaCl高。

(4)由于金属锂为体心立方晶胞，所以其配位数为8，若其晶胞边长为a pm，则Li原子半径r＝a pm，一个晶胞中有两个Li原子，所占体积为2×πr3＝2×π×(a)3＝πa3，晶胞的体积为a3，则晶体中原子的空间占有率是×100%＝π×100%。

(5)CO2的结构式为O＝C＝O，C＝O双键中有1个σ键，1个π键，因此CO2中σ键与π键的数目之比为2∶2＝1∶1，A项正确；不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，故游离态和化合态锂元素均可由特征发射光谱检出，B项正确；叔丁基锂(C4H9Li)中碳原子的杂化轨道类型为sp3杂化，C项错误。

答案：(1)LiFePO4　[Ar]3d6　正四面体

(2)Na　LiF

(3)Li＋[H]－　Li3N＋2H2LiNH2＋2LiH

(4)8　π×100%　(5)C

7．(15分)现有W、A、B、C、D、E、F七种前四周期元素，原子序数依次增大。目前公认W、A元素各自形成的化合物种类最多。A、B、C位于同周期且第一电离能按A、C、B的顺序依次增大。D、E位于同主族，且D的原子序数为12。F的单质为紫红色的常见金属。请回答下列问题：

(1)写出基态F原子的外围电子排布式：________。

(2)W、A、B能组成一种直线形分子，其中σ键和π键数目相等，其结构式是________。

(3)与B2C互为等电子体的分子是________(填化学式)。BW3分子的中心原子杂化类型为________。

(4)A、C组成的一种带2个负电荷的阴离子立体构型是________。A、B、C的简单氢化物中最稳定的是________(用化学式表示，下同)，沸点最低的是________。

(5)D与C形成的化合物的晶体类型为________。

(6)C、F组成的一种晶体晶胞如图。1个该晶胞的质量为________(只要求列出表达式)。

解析：本题考查物质结构理论，意在考查考生将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力。碳、氢元素各自形成的化合物种类最多，故W为氢，A为碳。A、B、C同周期，由第一电离能大小顺序知，B为氮，C为氧。D、E同主族，且D的原子序数为12，则D为镁，E为钙。F为铜。(1)基态铜离子外围电子排布式为3d104s1。(2)HCN分子中σ键和π键数目相等。(3)N2O有16个价电子，与其互为等电子体的分子是CO2。氨分子中氮原子采取sp3杂化。(4)CO中碳原子采取sp2杂化，立体构型为平面三角形。在CH4、NH3、H2O中CH4沸点最低，H2O最稳定。(5)MgO为离子晶体。(6)1个该晶胞中，氧原子数为8×＋6×＝4，铜原子数为4，即该晶体化学式为CuO。故1个晶胞的质量为 g。

答案：(1)3d104s1　(2)H—C≡N

(3)CO2　sp3

(4)平面三角形　H2O　CH4

(5)离子晶体　(6) g