高考化学一轮复习课时分层提升练四十2分子结构与性质（含解析）

这是一份高考化学一轮复习课时分层提升练四十2分子结构与性质（含解析），共15页。试卷主要包含了5 ℃,沸点为83等内容，欢迎下载使用。
　分子结构与性质

1.(2019·开封模拟节选)第四周期有18种元素,其相关化合物在化工、医药、材料等领域均有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态钙原子核外电子云形状为________,电子占据的最高能层符号是________。 
(2)五氧化二钒(V2O5)是硫酸工业中重要的催化剂,基态钒原子的价电子排布式为____________________。 
(3)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,其中“亚铁”是关键成分, K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2+的试剂,1 mol CN-中含π键的数目为________,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是______________________。 
(4)镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为____________________(用元素符号表示);其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂,其熔点为-49.5 ℃,沸点为83.1 ℃,则其晶体类型为________,中心原子的杂化类型为________;砷酸酸性弱于硒酸,从分子结构的角度解释原因_____________ _________________。 
【解析】(1)基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,由于s、p两个能级的电子云形状分别为球形和哑铃形,所以基态钙原子核外电子云形状为球形和哑铃形;电子占据的最高能层是第四层,符号是N。
(2)钒的原子序数为23,所以其基态的价电子排布式为3d34s2。
(3)在CN-内部有一个σ,两个π键,所以1 mol CN-中含π键的数目为2NA;Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,3d5是半充满状态,比较稳定,所以Fe2+易被氧化成Fe3+。
(4)同周期主族元素的第一电离能从左到右是依次增大的,但其中ⅡA和ⅢA,以及ⅤA和ⅥA之间存在有全满和半满的情况,所以有反常现象,因此镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge>Ga;四氯化锗的熔沸点都很低,所以其晶体为分子晶体;中心原子即Ge的杂化类型为sp3,可以和四个氯原子形成四个等价的共价键;砷酸的分子式为H3AsO4,而硒酸的分子式为H2SeO4,所以在分子结构上,砷酸分子中的非羟基氧原子数少于硒酸的,所以砷酸酸性弱于硒酸。
答案:(1)球形和哑铃形　N　(2)3d34s2　(3)2NA　Fe3+的3d5半满状态更稳定
(4)As>Se>Ge>Ga　分子晶体　sp3　硒酸中非羟基氧原子较多(或其他合理解释)
【加固训练】
(2019·哈尔滨模拟)已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A　(3)>　(4)c
(5)sp3　乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键
3.(新题预测)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)基态锗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,碳原子之间可以形成双键、三键,但锗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_______________ ___________________________________________________________________________。 

GeCl4
GeBr4
Gel4
熔点
-49.5
26
146
沸点
83.1
186
约400
(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,其中锗原子的杂化方式为____________,微粒之间存在的作用力是____________。 
【解析】(1)锗为32号元素,根据原子核外电子的排布规律,可写出其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,其核外电子排布简式为[Ar]3d104s24p2,其中4p能级有2个未成对电子。
(2)虽然锗与C是同族元素,碳原子之间可以形成双键、三键,但考虑锗的原子半径大,难以通过“肩并肩”方式形成π键,所以锗原子之间难以形成双键或三键。
(3)由表中数据可知,锗的卤化物都是分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,对于组成与结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,由于相对分子质量:GeCl4Zn　(5)sp3 　共价键
4.镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题:
(1)基态Ni原子中,电子填充的能量最高的能级符号为________,价层电子的轨道表达式为________。 
(2)Ni的两种配合物结构如图所示:

①A的熔、沸点高于B的原因为____________________________。 
②A晶体含有化学键的类型为________(填选项字母)。 
A.σ键　　B.π键　　C.配位键　　D.金属键
③A晶体中N原子的杂化形式是________________。 
(3)人工合成的砷化镍常存在各种缺陷,某缺陷砷化镍的组成为Ni1.2As,其中Ni元素只有+2和+3两种价态,两种价态的镍离子数目之比为________。 
【解析】(1)镍的原子序数为28,其电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d8,其价电子的轨道表达式为,所以基态镍原子核外电子填充的能量最高的能级符号为3d。
(2)A中有O—H键,而B中没有,而有O—H键的物质可在分子间形成氢键,使物质的熔沸点升高;在A的分子结构中有CN双键,其中有σ键和π键,有箭头所示的配位键,故选ABC,其中的N原子以sp2方式杂化。
(3)某缺陷砷化镍的组成为Ni1.2As,其中Ni元素只有+2和+3两种价态,设+2价的Ni为x个,+3价的Ni为y个,则由原子守恒得x+y=1.2,由化合价原则得2x+3y=3,求出x=y=0.6,所以两种价态的镍离子数目之比为1∶1。
答案:(1)3d　
(2)①A中含氢键　②A、B、C　③sp2　(3)1∶1
【加固训练】
(2019·遂宁模拟节选)铜、磷及其化合物是非常重要的物质。
(1)Cu+的电子排布式______________________; 
(2)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-。[Cu(CN)4]2-的配体为__________,[Cu(CN)4]2-中C的杂化方式为______________________,则1个[Cu(CN)4]2-中含有的σ键的数目为________个; 
(3)锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,不溶于水,可通过Na3PO4、CuSO4和NH3·H2O反应制取。制取Cu4O(PO4)2的化学方程式为____________ __________; 
(4)PCl5中P-Cl键长有198 pm和206 pm两种。PCl5是非极性分子,可作为导电熔体,其原理为PCl5电离为一个阴离子和一个阳离子,其中阴离子为正八面体,阳离子为正四面体,写出一种阳离子的等电子体的化学式_______________ _______,PCl5的立体构型为______________________; 
【解析】(1)铜的核电荷数是29,Cu+的电子排布式[Ar]3d10。(2)[Cu(CN)4]2-的配体为CN-,CN-是碳氮三键,故碳的杂化类型为sp,1个[Cu(CN)4]2-中含有四个配位键,CN-有一个σ键,故1个[Cu(CN)4]2-的σ键数目为8个。(3)Na3PO4、CuSO4和NH3·H2O反应制取Cu4O(PO4)2,是一个非氧化还原反应,故其化学方程式为2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2OCu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O。(4)PCl5可电离成PC、PC两种离子,PC为正四面体,PC是正八面体,PCl5的立体构型为三角双锥形,PC为5原子32价电子,与其互为等电子体的微粒有:SiCl4或SiF4或S或P等。
答案:(1)[Ar]3d10(2)CN-　sp　8
(3)2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2OCu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O或4Cu2++2P+2NH3·H2OCu4O(PO4)2↓+2N+H2O
(4)SiCl4(或SiF4或S或P等合理答案均可)　三角双锥