2022届高考化学二轮专题复习学案练习专题十二 大题题空逐空突破（十七） 物质结构与性质

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1．尿素[CO(NH2)2]分子中N、O元素的第一电离能：N>O，原因是________________。
答案 N元素的2p能级为半充满状态，是较稳定的结构，失去1个电子需要的能量更多，所以第一电离能：N>O
2．比较Mn和Fe的电离能数据可知：气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是_________________________________________________。
答案 Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定；而Fe2＋的3d轨道电子数为6，不是较稳定的状态
3．从原子结构角度分析Fe2＋和Fe3＋的稳定性相对强弱：_______________________
________________________________________________________________________。
答案 Fe2＋：[Ar]3d6，Fe3＋：[Ar]3d5，Fe3＋的3d能级电子为半充满的稳定状态，故稳定性：Fe3＋>Fe2＋
4．检验K元素的方法是焰色反应，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：
________________________________________________________________________
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答案 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的能级，变成激发态电子，电子从能量较高的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量
5．Na＋和Ne互为等电子体，电离能I2(Na)>I1(Ne)，原因是_________________________
________________________________________________________________________。
答案 Na＋和Ne电子排布结构相同，而Na＋比Ne的核电荷数大，因此Na＋原子核对核外电子的吸引力大于Ne原子核对核外电子的吸引力，所以Na＋更难失去电子，电离能更大
6．FeCl3和LiFePO4中的铁元素分别显＋3、＋2价，请从原子结构角度解释Fe为何能显＋3、＋2价：________________________________________________________________________。
答案 Fe的价电子排布为3d64s2，其4s上的两个电子易失去而显＋2价，3d上再失去1个电子后成较稳定的半充满状态，所以可显＋3价
类型二 共价键问题
7．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_____________________________________。
答案 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，不易形成双键或三键
8．碳及其化合物广泛存在于自然界中，碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是________________________________________________________________________。
答案 C有4个价电子且半径较小，难以通过得失电子达到稳定结构
9．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是
________________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________________________
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答案 (1)C—C和C—H键能较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
10．下表是两者的键能数据表：(单位：kJ·ml－1)
结合数据说明CO比N2活泼的原因：_______________________________________。
答案 CO中第一个π键的键能是326.9 kJ·ml－1，N2中第一个π键的键能是528 kJ·ml－1，所以CO的第一个π键比N2更容易断裂，所以CO比N2活泼
11．CH4的键角大于NH3的原因为_________________________________________。
答案 CH4都是C—H单键，键与键之间的排斥力一样，所以是正四面体形，键角为109˚28′，而NH3有未成键的孤电子对，孤电子对间的排斥力>孤电子对对化学键的排斥力>化学键间的排斥力，所以由于孤电子对的排斥，键角要小于没有孤电子对排斥的CH4的键角，且孤电子对越多，排斥力越大
12．高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N______Si—N—Si(填“>”“ N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得Si—N—Si键角较小
13．两种三角锥形气态氧化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因：_____________________________________________________。
答案 电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的斥力增大，键角变大
14．已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因：____________________________________________________________________。
答案 CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1对孤电子对，H2O分子中含有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角依次减小
15．NF3的键角______NH3的键角(填“>”“孤电子对与σ键电子对间的排斥力>σ键电子对间的排斥力。由于孤电子对对成键电子的排斥作用，使得成键电子间夹角变小，H2O中有两对孤电子对，NH3中有一对孤电子对，故H2O中键角比NH3更小
19．H2S键角比H2Se大的原因：_______________________________________________。
答案 电负性S大于Se，共用电子对离S近，共用电子对间的排斥力大
20．比较NH3和[Cu(NH3)4]2＋中H—N—H键角的大小：NH3______[Cu(NH3)4]2＋(填“>”或“Li2O，分子间作用力：P4O6>SO2化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·ml－1)
365
413
336
226
318
452
A—B
A==B
A≡B
CO
351
745
1 071.9
N2
139
418
946
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/℃
1 570
2 800
23.8
－75.5