課時(shí)規(guī)范練32微粒間作用力和分子結(jié)構(gòu)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)非選擇題(共7小題,共100分)1.(2019江蘇)(14分)Cu2O廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料,可制備Cu2O。(1)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為。 (2)SO42-的空間構(gòu)型為(用文字描述);Cu2+與OH-反應(yīng)能生成Cu(OH)42-,Cu(OH)42-中的配位原子為(填元素符號(hào))。 (3)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示,分子中碳原子的軌道雜化類型為;推測(cè)抗壞血酸在水中的溶解性:(填“難溶于水”或“易溶于水”)。 圖1圖2(4)一個(gè)Cu2O晶胞(如圖2)中,Cu原子的數(shù)目為。 答案:(1)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)正四面體O(3)sp3、sp2易溶于水(4)4解析:(2)SO42-中S有4個(gè)鍵,孤電子對(duì)數(shù)為(6+2-2-4×2)÷2=0,因此SO42-空間構(gòu)型為正四面體形;Cu(OH)42-中Cu2+提供空軌道,OH-提供孤電子對(duì),OH-只有O有孤電子對(duì),因此Cu(OH)42-中的配位原子為O;(3)考查雜化類型和溶解性,根據(jù)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)中有兩種碳原子,單鍵的碳原子和雙鍵的碳原子,單鍵碳原子以sp3雜化,雙鍵的碳原子以sp2雜化;根據(jù)抗壞血酸分子結(jié)構(gòu),其中含有OH,能與水形成分子間氫鍵,增加在水中的溶解度,因此抗壞血酸易溶于水;(4)考查晶胞的計(jì)算,白球位于頂點(diǎn)和內(nèi)部,屬于該晶胞的個(gè)數(shù)為8×18+1=2,灰球全部位于晶胞內(nèi)部,屬于該晶胞的個(gè)數(shù)為4,化學(xué)式為Cu2O,因此白球?yàn)镺原子,灰球?yàn)镃u原子,即Cu原子的數(shù)目為4。2.(2018江蘇)(14分)臭氧(O3)在Fe(H2O)62+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO42-和NO3-,NOx也可在其他條件下被還原為N2。(1)SO42-中心原子軌道的雜化類型為;NO3-的空間構(gòu)型為(用文字描述)。 (2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為。 (3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為(填化學(xué)式)。 (4)N2分子中鍵與鍵的數(shù)目比n()n()=。 (5)Fe(H2O)62+與NO反應(yīng)生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)贔e(NO)(H2O)52+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。Fe(NO)(H2O)52+結(jié)構(gòu)示意圖答案:(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)NO2-(4)12(5)解析:(1)SO42-中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,則中心原子的雜化類型為sp3;NO3-的中心原子雜化類型為sp2,且配位原子數(shù)與雜化軌道數(shù)相等,故NO3-的空間構(gòu)型為平面(正)三角形。(2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6。(3)等電子體具有相同的原子數(shù)和價(jià)電子數(shù),與O3分子互為等電子體的一種陰離子為NO2-。(4)N2的結(jié)構(gòu)式為,故n()n()=12。(5)H2O中的O原子、NO中的N原子與Fe2+形成配位鍵,故結(jié)構(gòu)示意圖為。3.(2019全國(guó))(14分)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn),文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?；卮鹣铝袉栴}:(1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)(填“相同”或“相反”)。 (2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為,其中Fe的配位數(shù)為。 (3)苯胺()的晶體類型是。苯胺與甲苯()的相對(duì)分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(diǎn)(-5.9 )、沸點(diǎn)(184.4 )分別高于甲苯的熔點(diǎn)(-95.0 )、沸點(diǎn)(110.6 ),原因是。 (4)NH4H2PO4中,電負(fù)性最高的元素是;P的雜化軌道與O的2p軌道形成鍵。 (5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡(jiǎn)單磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽,如:焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示:這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為(用n代表P原子數(shù))。 答案:(1)Mg相反(2)4(3)分子晶體苯胺分子之間可以形成氫鍵(4)Osp3(5)(PnO3n+1)(n+2)-解析:(1)根據(jù)元素周期律可知,與Li元素處于“對(duì)角線”位置的元素為Mg,兩者的化學(xué)性質(zhì)相似?；鶓B(tài)Mg原子的M層電子排布式為3s2,根據(jù)泡利原理可知,這兩個(gè)電子的自旋狀態(tài)相反。(2)根據(jù)信息可知,雙聚分子為Fe2Cl6,其結(jié)構(gòu)式應(yīng)為。Fe原子與周圍4個(gè)氯原子成鍵,即Fe的配位數(shù)為4。(3)苯胺是由分子構(gòu)成的物質(zhì),其晶體屬于分子晶體。由于苯胺分子中的N原子可與相鄰苯胺分子中的氨基上的氫原子間形成氫鍵,而甲苯分子間只存在分子間作用力,導(dǎo)致苯胺的熔、沸點(diǎn)高于甲苯的熔、沸點(diǎn)。(4)根據(jù)元素周期律可知,H、N、P、O四種元素的電負(fù)性大小順序?yàn)镺>N>P>H。由于磷酸分子的結(jié)構(gòu)(或)可推知NH4H2PO4中的P的雜化類型為sp3雜化,磷原子與氧原子形成的是鍵。(5)根據(jù)題干中焦磷酸根離子和三磷酸根離子的模型可推知兩者的化學(xué)式分別為P2O74-、P3O105-,兩化學(xué)式差值為PO3-,由此得到PnO3nn-,再由P2O74-與(PO3-)2(即P2O62-)的差值(O2-)可得這類磷酸根離子的化學(xué)式通式為PnO3nn-+O2-=(PnO3n+1)(n+2)-。4.(2019廣西南寧高三月考)(14分)含鹵族元素的化合物在科研和生產(chǎn)中有許多重要用途。如:2 mol Sb(CH3)3、2 mol Sb(CH3)2Br和2 mol Sb(CH3)Br2進(jìn)行重組反應(yīng)可生成空間位阻最小的離子化合物:Sb2(CH3)52Sb2(CH3)2Br6,已知Sb與N同主族。請(qǐng)回答:(1)中,H、C、Br的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?溴原子的價(jià)電子排布式為。 (2)Sb2(CH3)5+的結(jié)構(gòu)式為,Sb原子的雜化軌道類型為。寫出一種與CH3-互為等電子體的分子。 (3)X射線衍射測(cè)定發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在I3+。I3+的幾何構(gòu)型為。 (4)一定條件下SbCl3與GaCl3以物質(zhì)的量之比為11混合得到一種固態(tài)離子化合物,其結(jié)構(gòu)組成可能為:a.GaCl2+SbCl4-或b.SbCl2+GaCl4-,該離子化合物最可能的結(jié)構(gòu)組成為(填“a”或“b”),理由是   。 (5)固態(tài)PCl5結(jié)構(gòu)中存在PCl4+和PCl6-兩種離子,其晶胞如圖所示。已知晶胞的邊長(zhǎng)為a pm,阿伏加德羅常數(shù)值用NA表示。則PCl4+和PCl6-之間的最短距離為 pm,固態(tài)PCl5的密度為 g·cm-3。 答案:(1)H<C<Br4s24p5(2)sp3雜化NH3(3)V形(4)bGaCl3分子中,Ga原子周圍價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,是電子對(duì)的接受體,更容易與Cl-上的孤電子對(duì)結(jié)合,形成配位鍵,構(gòu)成GaCl4-,因此可能結(jié)構(gòu)應(yīng)是SbCl2+GaCl4-(5)3a24.17×1032NAa3解析:(1)非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大,所以H、C、Br的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镠<C<Br;溴是35號(hào)元素,溴原子有4個(gè)電子層,最外層有7個(gè)電子,價(jià)電子排布是4s24p5。(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)式,Sb原子形成3個(gè)單鍵,有1對(duì)孤電子對(duì),所以Sb原子的雜化軌道類型為sp3;NH3和CH3-含有相同的原子數(shù)和價(jià)電子數(shù),所以與CH3-互為等電子體的分子是NH3。(3)I3+中心I原子外層有6個(gè)電子,其中兩個(gè)分別和兩端I原子生成共價(jià)鍵,剩余4個(gè)電子是兩對(duì)孤電子對(duì),于是中心I原子有4對(duì)價(jià)電子對(duì),其中兩對(duì)成鍵電子對(duì),兩對(duì)孤電子對(duì),為sp3雜化,空間構(gòu)型是V形。(4)SbCl2+GaCl4-的陽(yáng)離子中Sb為+3價(jià),符合N族元素的價(jià)鍵規(guī)律,陰離子中Ga核外3個(gè)電子與3個(gè)Cl原子形成共用電子對(duì)后,含有1個(gè)空的p軌道,可以結(jié)合1個(gè)氯離子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以該離子化合物最可能的結(jié)構(gòu)組成為b。(5)PCl4+和PCl6-之間的最短距離為晶胞中心到頂點(diǎn)的距離,晶胞邊長(zhǎng)為apm,所以PCl4+和PCl6-之間的最短距離為3a2pm;根據(jù)均攤原則,1個(gè)晶胞含有1個(gè)PCl4+、1個(gè)PCl6-,晶胞的化學(xué)式是P2Cl10,晶胞的摩爾質(zhì)量是417g·mol-1;1個(gè)晶胞的體積是a3×10-30cm3;晶體密度是417gNAa3×10-30cm3=4.17×1032NAa3g·cm-3。5.(14分)引起霧霾的PM2.5微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有機(jī)顆粒物及揚(yáng)塵等。通過測(cè)定霧霾中鋅等重金屬的含量,可知交通污染是目前造成我國(guó)霧霾天氣的主要原因之一。(1)Zn2+在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為。 (2)SO42-的空間構(gòu)型是。 (3)PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì),易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染,光化學(xué)煙霧中含有NOx、O3、CH2CHCHO、HCOOH、CH3COOONO2(PAN)等二次污染物。下列說法正確的是。 A.N2O為直線形分子B.C、N、O的第一電離能依次增大C.CH2CHCHO分子中碳原子均采用sp2雜化D.相同壓強(qiáng)下,HCOOH沸點(diǎn)比CH3OCH3高,說明前者是極性分子,后者是非極性分子1 mol HCOOH中含鍵數(shù)目為。 NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物Fe(NO)(H2O)5SO4,該配合物中心離子的配體為。 (4)測(cè)定大氣中PM2.5濃度的方法之一是-射線吸收法,-射線放射源可用85Kr,已知Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶體的晶胞中含Kr原子數(shù)為m,與每個(gè)氪原子緊鄰的氪原子有n個(gè),則mn=(填數(shù)字)。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(2)正四面體形(3)AC4×6.02×1023或4NAH2O、NO(4)13解析:(1)鋅是30號(hào)元素,根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可寫出Zn2+在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(2)SO42-中的硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,與氧原子形成四個(gè)共價(jià)鍵,沒有孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知SO42-的空間構(gòu)型為正四面體形。(3)A項(xiàng),等電子體結(jié)構(gòu)相似,N2O與CO2是等電子體,CO2是直線形分子,則N2O也是直線形分子,正確;B項(xiàng),同周期的元素隨著原子序數(shù)的增大,第一電離能呈增大趨勢(shì),但氮原子的2p軌道容納3個(gè)電子,為半滿穩(wěn)定狀態(tài),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,其第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能:N>O>C,錯(cuò)誤;C項(xiàng),CH2CHCHO分子中三個(gè)碳原子均形成了一個(gè)雙鍵和兩個(gè)單鍵,呈平面結(jié)構(gòu),故都是采用sp2雜化,正確;D項(xiàng),相同壓強(qiáng)下,HCOOH的沸點(diǎn)比CH3OCH3的高,是因?yàn)镠COOH分子間存在氫鍵,而CH3OCH3分子間不存在氫鍵,錯(cuò)誤。共價(jià)單鍵是鍵,共價(jià)雙鍵中含有一個(gè)鍵和一個(gè)鍵,根據(jù)HCOOH的結(jié)構(gòu)式,可知1molHCOOH中含鍵的數(shù)目為4NA。配合物Fe(NO)(H2O)5SO4的中心離子的配體為NO和H2O。(4)由氪晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知一個(gè)晶胞中含氪原子的個(gè)數(shù)是8×18+6×12=4,與每個(gè)氪原子緊鄰的Kr原子有12個(gè),則mn=13。6.(14分)能源問題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸,越來越多的國(guó)家開始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”,開發(fā)太陽(yáng)能資源,尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。(1)太陽(yáng)能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲談┑奶?yáng)能吸熱涂層,基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式為,它位于周期表區(qū)。 甲(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能,在太陽(yáng)能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖甲,分子中碳原子軌道的雜化類型為;1 mol C60分子中鍵的數(shù)目為個(gè)。 (3)多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池材料為無(wú)機(jī)鹽,其主要包括砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)薄膜電池等。第一電離能:As(填“>”“<”或“=”)Ga。 SeO2分子的空間構(gòu)型為。 (4)三氟化氮(NF3)是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且不可燃的氣體,在太陽(yáng)能電池制造中得到廣泛應(yīng)用。它可在銅的催化作用下由F2和過量的NH3反應(yīng)得到,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3F2+4NH3NF3+3NH4F,該反應(yīng)中NH3的沸點(diǎn)(填“>”“<”或“=”)HF的沸點(diǎn),NH4F晶體屬于晶體。往硫酸銅溶液中加入過量氨水,可生成Cu(NH3)42+配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是 。 乙圖乙為金屬銅的一個(gè)晶胞,此晶胞立方體的邊長(zhǎng)為a pm,Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為 g·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為 mol-1(用含a、的代數(shù)式表示)。 答案:(1)3d84s2d(2)sp290NA(3)>V形(4)<離子F的電負(fù)性比N大,NF成鍵電子對(duì)向F偏移,導(dǎo)致NF3中氮原子核對(duì)其孤電子對(duì)的吸引能力增強(qiáng),難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子256×1030a3解析:(1)鎳元素的原子序數(shù)為28,結(jié)合原子核外電子排布規(guī)律可得其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,則其外圍電子排布式為3d84s2;鎳元素位于元素周期表中第4周期第族,屬于d區(qū)元素。(2)富勒烯分子中每個(gè)碳原子形成3個(gè)鍵,沒有孤電子對(duì),因此碳原子雜化方式為sp2;由均攤法知每個(gè)碳原子占有1.5個(gè)鍵,1molC60分子中鍵的數(shù)目為90NA。(3)砷原子最外層s軌道電子全充滿,p軌道電子為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),鎵原子最外層p軌道只有一個(gè)電子,因此比As易失去一個(gè)p電子,第一電離能:As>Ga;由同類化合物結(jié)構(gòu)相似知SeO2分子空間結(jié)構(gòu)和二氧化硫類似,為V形。(4)由于HF分子間氫鍵比NH3分子間氫鍵強(qiáng)得多(由于F的電負(fù)性大于N),所以氨的沸點(diǎn)比氟化氫低;NH4F是由NH4+和F-形成的鹽,是離子晶體;NF3與NH3的差別在于前者氮元素呈+3價(jià),后者氮元素呈-3價(jià),分子中共用電子對(duì)偏向不同,因此氨作配體能力比NF3強(qiáng)得多,故NF3不易與Cu2+形成配離子;由均攤法知每個(gè)銅晶胞中有4個(gè)銅原子,由晶胞立方體的邊長(zhǎng)為apm,Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為g·cm-3,可得4NAmol-1×64g·mol-1=g·cm-3×(a×10-10cm)3,則可得NA=256×1030a3。7.(16分)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表存在著內(nèi)在聯(lián)系。根據(jù)所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí),請(qǐng)回答下列問題:(1)請(qǐng)按要求任意寫一個(gè)相應(yīng)物質(zhì)(填化學(xué)式)。含有非極性鍵的離子化合物:,既含有非極性鍵又含極性鍵的非極性分子:,既含有非極性鍵又含極性鍵的極性分子:,全部由非金屬元素組成的離子化合物:,由金屬元素和非金屬元素組成的共價(jià)化合物:。 (2)蘇丹紅顏色鮮艷、價(jià)格低廉,常被一些企業(yè)非法作為食品和化妝品等的染色劑,嚴(yán)重危害人們健康。蘇丹紅常見有、四種類型,蘇丹紅的分子結(jié)構(gòu)如圖甲所示。甲蘇丹紅的分子結(jié)構(gòu)乙修飾后的分子結(jié)構(gòu)蘇丹紅在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羥基取代在對(duì)位形成圖乙所示的結(jié)構(gòu),則其在水中的溶解度會(huì)(填“增大”或“減小”),原因是 。 (3)已知Ti3+可形成配位數(shù)為6、顏色不同的兩種配合物晶體,一種為紫色,另一種為綠色。兩種晶體的組成皆為TiCl3·6H2O。為測(cè)定這兩種晶體的化學(xué)式,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):a.分別取等質(zhì)量的兩種配合物晶體的樣品配成待測(cè)溶液;b.分別往待測(cè)溶液中滴入AgNO3溶液,均產(chǎn)生白色沉淀;c.沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀,經(jīng)洗滌干燥后稱量,發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液得到的白色沉淀質(zhì)量為原紫色晶體的水溶液得到的沉淀質(zhì)量的23。則綠色晶體配合物的化學(xué)式為,由Cl-所形成的化學(xué)鍵類型是。 (4)丙圖中A、B、C、D四條曲線分別表示第A、A、A、A族元素的氫化物的沸點(diǎn),其中表示第A族元素氫化物沸點(diǎn)的曲線是;表示第A族元素氫化物沸點(diǎn)的曲線是;同一族中第3、4、5周期元素的氫化物沸點(diǎn)依次升高,其原因是 A、B、C曲線中第2周期元素的氫化物的沸點(diǎn)顯著高于第3周期元素的氫化物的沸點(diǎn),其原因是 。 丙答案:(1)Na2O2C2H2H2O2NH4ClAlCl3(答案合理即可)(2)增大蘇丹紅形成分子內(nèi)氫鍵而使其在水中的溶解度很小,而修飾后的分子可形成分子間氫鍵,與水分子間形成氫鍵后有利于增大化合物在水中的溶解度(3)TiCl(H2O)5Cl2·H2O離子鍵、配位鍵(或共價(jià)鍵)(4)BD組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高H2O、NH3、HF分子之間存在氫鍵,沸點(diǎn)較高解析:(1)含有非極性鍵的離子化合物可以是Na2O2、CaC2等;既含極性鍵又含非極性鍵的非極性分子可以是C2H6、C2H4等;既含有非極性鍵又含極性鍵的極性分子是H2O2;全部由非金屬元素組成的離子化合物是銨鹽,如NH4Cl、(NH4)2SO4等;由金屬元素和非金屬元素組成的共價(jià)化合物是AlCl3等。(2)蘇丹紅可形成分子內(nèi)氫鍵,羥基取代對(duì)位后,則易形成分子間氫鍵,與H2O之間形成氫鍵后會(huì)增大其溶解度。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟c可知,綠色配合物外界有2個(gè)Cl-,紫色配合物外界有3個(gè)Cl-,其化學(xué)式分別為TiCl(H2O)5Cl2·H2O、Ti(H2O)6Cl3,由Cl-形成的化學(xué)鍵是離子鍵、配位鍵。(4)因?yàn)榉悬c(diǎn):H2O>HF>NH3>CH4,所以A、B、C、D分別代表第A、A、A、A族元素氫化物的沸點(diǎn)變化趨勢(shì);形成分子間氫鍵的氫化物的沸點(diǎn)高于不能形成分子間氫鍵的氫化物;對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高。