适用于老高考旧教材2024版高考化学二轮复习大题突破练四物质结构与性质综合题选考（附解析）

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(1)基态硼原子的电子排布式为 ;B和Al的第一电离能I1(B) (填“>”“=”或“
(2)sp3 共价键、氢键 H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+
(3)B—O键键能大于B—B键和B—H键键能,所以更易形成稳定性更强的B—O键
(4)①晶体硼的熔点和沸点高,硬度大,故为原子晶体 ②12 ③B4C
(5)(1,1,)
解析 (1)B是5号元素,基态B原子核外电子排布为1s22s22p1;由元素周期律可知,同主族元素从上到下第一电离能逐渐变小,故B的第一电离能大于Al的第一电离能。
(2)在H3BO3中,O的价电子数为6,成2个σ键,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3;硼酸分子内原子以共价键相连,硼酸分子之间存在氢键,故层内存在的作用力有共价键和氢键;因为硼酸的酸性与[B(OH)4]-有关,因此硼酸的电离为硼酸与水生成[B(OH)4]-和H+,电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。
(3)由表中数据可知,三种化学键中B—O键的键能最高,因此B—O键最稳定,更易形成B—O键。
(4)由表中数据可知,晶体硼的熔、沸点高,硬度大,为原子(共价)晶体的典型特征;由图1可知晶体硼的基本结构单元有20个面,每个面均为正三角形,每个三角形的顶角被5个三角形共用,因此其含有的硼原子数为20×3×=12;由图2可知,碳化硼晶胞每个顶角上有一个晶体硼基本结构单元,则该晶胞中含有的硼原子数为8××12=12,由图可知其含有的碳原子数为3,故其化学式为B4C。
(5)由图3可知,相对于坐标原点,“1”处原子的x坐标为整个长,y坐标为整个宽,z坐标为半个高,因此其坐标参数为(1,1,);由晶胞结构可知,该晶胞中含有B的数目为8×+4×+1=4,含有Na+的数目为6×+4×=4,则一个晶胞的质量为g=g,晶胞体积为(a×a×2a)×10-21cm3=2a3×10-21cm3,则密度ρ=g·cm-3。
2.答案 (1)[Ar]3d104s24p3(或1s22s22p63s23p63d104s24p3) 基态As原子的4p能级是半充满状态,比较稳定
(2)sp3杂化 三角锥形
(3)CCl4或SiF4(其他合理答案均可)
(4)NH3分子间存在氢键,汽化时克服分子间氢键,需要消耗大量的能量
(5)Na2Cl (6)
解析 (1)基态As原子的核外有33个电子,根据构造原理知其电子排布式为[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3;基态As原子的4p能级是半充满状态,比较稳定,其第一电离能比Se的大。
(2)As的中心原子价层电子对数为3+(5+3-3×2)=4,中心原子的杂化方式为sp3杂化,含有1对孤电子对,As的立体构型为三角锥形。
(5)根据图1可知,该晶胞中Na原子数目为2×+2+4×=4,Cl原子数目为8×=2,则该晶体的化学式为Na2Cl。
(6)根据图2可知,1个NaCl晶胞中Na+的数目为12×+1=4,Cl-的数目为8×+6×=4,则1个NaCl晶胞的质量m=g;已知NaCl晶胞中Na+和Cl-间最短距离为acm,则1个NaCl晶胞的体积V=(2a)3cm3,故NaCl晶体的密度ρ=g·cm-3。
3.答案 (1)3s23p4 2 B
(2)硫的电负性比氧小(或硫原子半径比氧大),成键电子对与中心原子核间的距离H2S比H2O大,2对成键电子对之间的排斥力H2S比H2O小
(3)sp、sp3杂化 CH3—(或甲基) R1—Zn—R1的沸点低于C2H5—Zn—C2H5,则其相对分子质量小于C2H5—Zn—C2H5
(4)正四面体 ×1010
解析 (1)基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4,价层电子排布图(轨道表示式)为,共有2个未成对电子。A中的S为基态硫原子,B中的S为处于激发态的硫原子,能量高,不稳定,C中的S已经失去1个电子,所以电离最外层1个电子所需能量最低的是B。
(3)C2H5—Zn—C2H5分子中,—C2H5中的2个C原子的价层电子对数都为4,而Zn原子的4s电子发生跃迁后,发生sp轨道杂化,则杂化方式有sp、sp3杂化;R1—Zn—R1和
C2H5—Zn—C2H5固态时都形成分子晶体,由表中数据可以看出,R1—Zn—R1比C2H5—Zn—C2H5的沸点低,则表明前者的相对分子质量比后者小,则烃基R1是甲基。
(4)从晶胞图中可以看出,每个Zn2+填入4个S2-构成的正四面体空隙中;在该晶胞中,含有Zn2+的个数为4,含有S2-的个数为8×+6×=4,设NA为阿伏加德罗常数的值,若晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞参数为cm=×1010pm,S2-之间最短核间距离为面对角线的一半,即为×1010pm。
4.答案 (1)[Ar]3d104s24p1(或1s22s22p63s23p63d104s24p1) 原子晶体(或共价晶体)
(2)4 正四面体形
(3)sp2 O失去1个电子后p能级变为半充满状态比N失去1个电子后的结构更稳定,因此O的第二电离能更大
(4)CH3CH2CH2NH2 BD
(5)①棱心和体心 ②
解析 (1)Ga是31号元素,位于元素周期表第四周期ⅢA族,根据构造原理,可知基态Ga原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1,可简写为[Ar]3d104s24p1;GaN晶体为共价键空间网状结构,熔点为1700℃,晶体类型为原子晶体(或共价晶体)。
(2)在硫酸四氨合铂[Pt(NH3)4]SO4中,Pt与4个配体NH3结合,故Pt的配位数为4;外界离子S的价层电子对数是4+=4,无孤电子对,因此S的立体构型是正四面体形。
(3)如图1所示,在该微粒中,C原子形成3个σ键,因此该C原子采用sp2杂化。
(4)三甲胺[N(CH3)3]与其同分异构体CH3CH2CH2NH2都属于分子晶体,N(CH3)3分子之间只存在范德华力,而CH3CH2CH2NH2分子之间除存在范德华力外,还存在氢键,导致其物质的熔、沸点升高,因此二者相比较,熔点较高的是CH3CH2CH2NH2;N(CH3)3易与H+形成三甲胺正离子,这是由于N(CH3)3分子中的N原子上存在孤电子对,H+上存在空轨道,二者形成配位键,配位键属于极性键,故合理选项是BD。
(5)②根据图2可知,在该晶胞中含有Fe原子的数目为8×+6×=4,含有N原子的数目为1;由于晶胞中距离最近的两个铁原子核间距离为apm,则晶胞边长为apm,晶体密度ρ=g·cm-3=g·cm-3。
化学键
B—H
B—O
B—B
键能/(kJ·ml-1)
389
561
293
晶体
金刚石
晶体硅
晶体硼
熔点/K
3 832
1 410
2 573
沸点/K
5 100
2 628
3 823
硬度
10
6.5
9.6
物质
R1—Zn—R1
C2H5—Zn—C2H5
沸点/℃
46
118