2022版高考化学一轮复习 课时分层提升练课时分层提升练40 分子结构与性质

这是一份2022版高考化学一轮复习 课时分层提升练课时分层提升练40 分子结构与性质，共13页。试卷主要包含了5 ℃,沸点为83等内容，欢迎下载使用。
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 ml 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 ml 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”或“Si;在第三周期中,钠失去1个电子后,就已经达到稳定结构,所以钠的第二电离能最大,镁最外层为2个电子,失去2个电子后为稳定结构,所以镁的第二电离能较小,铝最外层有3个电子,失去2个电子后还未达稳定结构,而铝的金属性比镁弱,所以第二电离能比镁略高,硅最外层上2p层有2个电子,失去后,留下2个电子,相对较稳定,所以硅的第二电离能比铝要低,磷、硫非金属性逐渐增大,第二电离能也增大,由于硫失去一个电子后,3p轨道上是3个电子,是较稳定结构,所以硫的第二电离能要高于氯,综上分析,代表第二电离能的图是a。
答案:(1)2 平面三角形
(2)3∶2 离子键、共价键、配位键(或离子键、共价键)
(3)①氢键 sp2、sp3 ②1s22s22p63s23p63d1(或[Ar]3d1)
(4)> a
【加固训练】
(2019·济南模拟)GaN、GaP、GaAs是人工合成的一系列新型半导体材料,其晶体结构均与金刚石相似。铜是重要的过渡元素,能形成多种配合物,如Cu2+与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成如图所示配离子。回答下列问题:
(1)基态As价电子的电子排布图为________;
(2)熔点:GaN________GaP(填“>”或“”或“GaP。
(3)As的非金属性弱于Se,非金属性越强,第一电离能越大,但是由于As的p轨道电子处于半充满状态,故As的第一电离能>Se,第一电离能:As>Se。
(4)铜离子提供空轨道,乙二胺中氮原子提供孤对电子形成配位键,乙二胺中两个碳形成非极性键,Cu2+与乙二胺所形成的配离子内部不含有的化学键类型是离子键。
(5)氮原子形成3个σ键和一对孤电子对,乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为sp3;乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键,故乙二胺比三甲胺的沸点高很多。
答案:(1)
(2)> (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_______________ ___________________________________________________________________________。
(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
元素代号
X
Y
Z
第一电离能/(kJ·ml-1)
520
496
419
GeCl4
GeBr4
Gel4
熔点
-49.5
26
146
沸点
83.1
186
约400