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    2019届二轮复习 大题分点提速练(四) 物质结构与性质 作业(全国通用)

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    2019届二轮复习 大题分点提速练(四) 物质结构与性质 作业(全国通用)

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    大题分点提速练() 物质结构与性质(选修3)(分值:50分,建议用时:35分钟)非选择题:50分。每个试题考生都必须作答。1(10)(2018·调研卷)磷存在于人体所有细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质,也是重要的非金属元素。回答下列问题:(1)基态P原子的价电子排布式为____________________________________(2)NP同主族,PF3NH3都能与许多过渡金属形成配合物,但NF3却不能与过渡金属形成配合物,其原因是____________________________________________________________(3)磷酸为三元酸,其结构简式为PO的空间构型和P的杂化类型分别为________________;写出两种与PO互为等电子体且属于非极性分子的物质的化学式________________(4)将磷酸加强热可发生分子间脱水反应生成焦磷酸(H4P2O7)、连三磷酸以及高聚磷酸,焦磷酸的酸性强于磷酸的原因是______________________________(5)磷酸、焦磷酸、连三磷酸的结构简式依次为:连多磷酸的通式为________(磷原子数用m表示);磷原子数目为n1的连多磷酸,能形成________种酸式盐。(6)Cu3N的晶胞结构如图,N3的配位数为________Cu的半径为a pmN3的半径为b pm,则Cu3N晶体的密度为________g·cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值)【解析】 (1)P元素的原子序数可知其基态原子的价电子排布式为3s23p3(2)NF3分子中,F的电负性比N大,使得N原子给电子对的能力较差,因而NF3不能与过渡金属形成配合物。(3)POP的价层电子对数为4,无孤电子对,所以PO的空间构型为正四面体形;等电子体要求原子个数和价电子数都相等。(4)同种元素含氧酸的酸性可由非羟基氧数目多少来判断,焦磷酸中非羟基氧的数目比磷酸中非羟基氧的数目多,所以其酸性要强一些。(5)根据H3PO4H4P2O7H5P3O10可推知连多磷酸的通式为Hm2PmO3m1,磷原子数目为n1的连多磷酸为(n12)元酸,酸式盐为n2种。(6)CuN3为棱上的间隔直线排列,故N3的配位数为2×36,该晶胞边长为2(ab)×1010cm,晶胞体积为2(ab×1010)cm3。则该晶胞的密度为ρ g/cm3【答案】 (1)3s23p3(2)NF3分子中,F的电负性比N大,使得N原子给电子对的能力较差(3)正四面体 sp3 CCl4SiF4(写出两种即可)(4)焦磷酸中非羟基氧的数目比磷酸中非羟基氧的数目多(5)Hm2PmO3m1 n2(6)6 2(10)锡是大名鼎鼎的五金——金、银、铜、铁、锡之一,早在远古时代,人们便发现并使用了锡。回答下列问题:(1)锡是50号元素,在元素周期表中位于________区。(2)SnO2是一种重要的半导体传感器材料,用来制备灵敏度高的气敏传感器,SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3Na2SnO3中阴离子的空间构型为________(3)比较下列卤化锡的熔点和沸点,分析其变化规律及原因____________________________________________________________ SnCl4SnBr4SnI4熔点/3331144.5沸点/114.1202364(4)汽车废气中常含有有毒的一氧化碳气体,但在二氧化锡的催化下,在300 时,一氧化碳可大部分转化为二氧化碳。COSn电负性由大至小的顺序是____________________________________________________________(5)灰锡具有金刚石型结构,其中Sn原子的杂化方式为____________,微粒之间存在的作用力是____________(6)原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为灰锡的晶胞,其中原子坐标参数A(0,0,0)B(0),则D(______________)。锡的配位数为________已知灰锡的晶胞参数a0.648 9 pm,其密度为______g·cm3(NA6.02×1023 mol1,不必算出结果,写出简化后的计算式即可)【解析】 (1)Sn50号元素,价电子排布式为5s25p2,在元素周期表中位于p区。(2)SnOSn原子为sp2杂化,无孤电子对,所以空间构型为平面三角形。(3)锡元素的卤化物都为分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合。对于组成类型相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。由于相对分子质量:SnCl4SnBr4SnI4,所以它们的熔沸点由低到高的顺序:SnCl4SnBr4SnI4(4)COSn电负性由大至小的顺序是OCSn(5)灰锡具有金刚石型结构,其中Sn原子的杂化方式为sp3杂化。灰锡是同一元素的原子通过共用电子对形成的单质,所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或共价键)(6)根据各个原子的相对位置可知,D在体对角线的1/4处,所以其坐标参数是()根据晶胞结构可知,在晶胞中含有的Sn原子个数是8×1/86×1/248,所以晶胞的密度为g·cm3×107g·cm3【答案】 (1)p (2)平面三角形(3)SnCl4SnBr4SnI4熔沸点依次升高;原因是它们分子结构相似,随相对分子质量增大,分子间相互作用力逐渐增强(4)OCSn (5)sp3杂化 非极性共价键(或共价键)(6)  4 ×1073(10)(2018·广州二模)CNSi能形成多种高硬度材料,如Si3N4C3N4SiC(1)Si3N4C3N4中硬度较高的是________________,理由是____________________________________________________________(2)CN能形成一种类石墨结构材料,其合成过程如图所示。该类石墨结构材料化合物的化学式为________,其合成过程中有三聚氰胺形成,三聚氰胺中N原子的杂化方式有________(3)CN还能形成一种五元环状有机物咪唑(im),其结构为。化合物[Co(im)6]SiF6的结构示意图如图:Co原子的价层电子轨道表达式(价层电子排布图)________________________NCo之间的化学键类型是________,判断的理由是__________________________________阴离子SiF中心原子Si的价层电子对数为______。阳离子[Co(im)6]2SiF之间除了阴阳离子间的静电作用力,还存在氢键作用,画出该氢键的表示式______________________。例如,水中氢键的表示式为:O—HO(4)βSiC为立方晶系晶体,晶胞参数为a,已知Si原子半径为rSiC原子半径为rC,该晶胞中原子的分数坐标为C(0,0,0)(0)(0)(0)……Si()()()()βSiC立方晶胞中含有________Si原子、________C原子;该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________(列出计算式即可)【解析】 (1)Si3N4C3N4均为原子晶体,C的原子半径比Si的原子半径小,故C—N键比Si—N键的键长短,键能大,即C—N键比Si—N键牢固,故C3N4的硬度较高。(2)该类石墨结构材料化合物重复的结构单元为,其中含6C,7N为该单元所有,3N3个相同单元共有,故C原子个数为6N原子个数为73×8,故化学式为C6N8—NH2N的杂化类型为sp3===N—N的杂化类型为sp2(3)Co的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,故价层电子排布图为NCo之间形成配位键,因为N有孤对电子,Co2有空轨道。SiF的中心原子Si无孤对电子,故价层电子对数为6。根据提供的水中氢键的表示式,知该阴阳离子间的氢键为N—HF—(4)β­SiC的晶胞如图所示,C位于顶点和面心,C原子的个数为8×6×4Si位于晶胞内,Si原子的个数为4。该晶胞中原子的体积为4×πr4×πrπ(rr),晶胞的体积为a3,故晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为π(rra3×100%×100%【答案】 (1)C3N4 两者同属原子晶体,C的原子半径小于Si,与Si—N键相比,C—N键的键长短、键能大 (2)C6N8 sp2sp3 (3) 配位键 N有孤对电子,Co2有空轨道 6 N—HF— (4)4 4 ×100%4(10)(2018·郑州二模)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题:(1)基态Cu原子的价电子排布式为________(2)从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)I1(Cu)的关系是I1(Fe)________(”“)I1(Cu)(3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物,血红素(Fe2)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构简式如图:已知吡咯中的各个原子均在同一平面内,则吡咯分子中N原子的杂化类型为________1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为________个。分子中的大π键可用Π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡咯环中的大π键应表示为________CNO三种元素的简单氢化物中,沸点由低到高的顺序为________(填化学式)血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的,则血红蛋白中的Fe2O2是通过________键相结合。(4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2SO3H2SO4途径形成酸雨。SO3的空间构型为________H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是________________________________________________________________________________________________________________________(5)用石墨作电极处理黄铜矿可制得硫酸铜溶液和单质硫。石墨的晶体结构如图所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨的晶胞中含碳原子数为________。已知石墨的密度为ρ g·cm3C—C键的键长为r cm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨晶体的层间距d________cm【解析】 (1)基态Cu原子核外有29个电子,其价电子排布式为3d104s1(2)Fe的价电子排布式为3d64s2,4s轨道全充满,为稳定状态,故I1(Fe)I1(Cu)(3)吡咯分子中各个原子均在同一平面内,则与N成键的2C1H形成平面三角形,则N的杂化轨道数为3,杂化类型为sp21 mol吡咯中含有1 mol N—H σ键、2 mol N—C σ键、3 mol C—C σ键、4 mol C—H σ键,共10NAσ键。吡咯中CN均为sp2杂化,1个氮原子上2个未杂化的p轨道上的电子与4个碳原子上各1个未杂化的p轨道上的电子,形成5原子、6电子的大π键,表示为ΠNH3H2O分子间均可形成氢键,其沸点均比CH4高,常温下NH3为气体,H2O为液体,H2O的沸点比NH3高,故沸点由低到高的顺序为CH4NH3H2OFe2具有空轨道,O2O具有孤电子对,故血红蛋白中Fe2O2是通过配位键相结合。(4)SO3S无孤电子对,空间构型为平面三角形。H2SO4H2SO3均为硫元素的含氧酸,其中硫的化合价分别为+6、+4H2SO4S的正电性强于H2SO3中的S,使羟基中O—H间的共用电子对更易偏向O原子,羟基更容易电离出H,故H2SO4的酸性强于H2SO3(5)由图可知,石墨晶胞中含碳原子个数为8×4×2×14。设石墨晶胞的底边长为a cm,根据石墨晶胞的结构可知,r×sin 60°ar,则ρ g·cm3dcmcm。提示:石墨的晶胞底边长与原子半径的关系如图所示。【答案】 (1)3d104s1 (2)(3)sp2 10NA Π CH4NH3H2O 配位(4)平面三角形 SO2(OH)2(H2SO4)S的化合价为+6S的正电性强于SO(OH)2(H2SO3)中的S,使羟基中O—H间的共用电子对更易偏向O原子,羟基更容易电离出H,故H2SO4的酸性强于H2SO3(5)4 5(10)X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2Y基态原子的3p轨道上有4个电子。Z的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍。回答下列问题:(1)Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子的杂化轨道类型是______________(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是____________________________________________________________(3)YZ可形成YZYZ的空间构型为________(用文字描述)写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式________________(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1 mol该配合物中含有σ键的数目为______________(5)XY所形成的化合物的晶胞如图所示。基态X原子的核外电子排布式为________________该化合物的化学式为________若该化合物的密度为a g·cm3,则晶胞的体积是________cm3(只要求列出计算式,阿伏加德罗常数用NA表示)【解析】 X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,则内层电子数为281828,且最外层电子数为2,所以该原子核外有30个电子,XZnY的基态原子的3p轨道上有4个电子,则YSZ的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,最外层电子数小于或等于8,所以ZO(1)H2S的中心原子(S原子)的价层电子对数=2(62×1)4,所以Ssp3杂化。(2)在乙醇与水的混合溶液中,水分子和乙醇分子之间易形成分子间氢键。(3)SO的中心原子(S原子)价层电子对数=4(624×2)4,没有孤对电子,所以是正四面体结构。等电子体是原子数相等,原子价层电子数之和相等的分子或离子,硫酸根离子中的原子数为5,价层电子数为32(4)1 mol[Zn(NH3)4]Cl2中有4 mol配位键,4 mol氨分子中含有12 mol σ键,共有16 mol σ键。(5)Zn的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2根据均摊法可知,在一个晶胞中,Zn原子数为8×6×4S原子数为4,故该化合物的化学式为ZnS1ZnS晶胞的质量是 g,晶胞的体积是 a g·cm3cm3【答案】 (1)sp3杂化(2)水分子与乙醇分子之间能形成氢键(3)正四面体形 CCl4SiCl4(4)16NA16×6.02×1023(5)1s22s22p63s23p63d104s2[Ar]3d104s2 ZnS 

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