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2019-2020年高考化學(xué) 考前三個月 專項突破 第十二題 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選考（含解析）新人教版 1．元素周期表中，金屬和非金屬分界線附近的元素性質(zhì)特殊，其單質(zhì)及化合物應(yīng)用廣泛，成為科學(xué)研究的熱點。 (1)鍺(Ge)可以作半導(dǎo)體材料，寫出基態(tài)鍺原子的電子排布式______________。 (2)環(huán)硼氮六烷的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)與苯很相似，故稱為無機苯，其結(jié)構(gòu)為 ①第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有______種。 ②無機苯分子中1個氮原子給有空軌道的硼原子提供1個孤電子對，形成1個________鍵。 ③硼、氮原子的雜化方式是______________。 (3)硅烷的通式為SinH2n＋2，隨著硅原子數(shù)增多，硅烷的沸點逐漸升高，其主要原因是____________________。最簡單的硅烷是SiH4，其中的氫元素顯－1價，其原因為______________。 (4)根據(jù)價層電子對互斥理論(VSEPR)推測：AsCl3的VSEPR模型名稱：__________；AsO的立體構(gòu)型：__________。 (5)釙(Po)是一種放射性金屬，它的晶胞堆積模型為簡單立方堆積，釙的摩爾質(zhì)量為209 gmol－1，晶胞的密度為ρ gcm－3，則它晶胞的邊長(a)為________ pm。(NA表示阿伏加德羅常數(shù)，用代數(shù)式表示晶胞邊長) 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 (2)①3?、谂湮弧、踫p2 (3)相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增大　氫原子的電負性比硅原子電負性大 (4)四面體形　正四面體形　(5) 1010 解析　(2)①根據(jù)電離能的變化規(guī)律，具有半充滿和全充滿的電子構(gòu)型元素的穩(wěn)定性較高，所以第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素。 ②無機苯類似苯結(jié)構(gòu)，分子存在大π鍵。由單方原子提供孤電子對與含空軌道的原子形成配位鍵。 ③類比苯的結(jié)構(gòu)可知，由硼氮原子形成平面六元環(huán)結(jié)構(gòu)，所有原子共面，B、N都是sp2雜化。 (3)硅烷相對分子質(zhì)量隨著硅原子數(shù)的增多而增大，硅烷分子間作用力增大，硅烷沸點升高；氫原子的電負性大，吸引電子能力比硅強。 (4)三氯化砷分子中砷原子價電子有4對，其中3個成鍵電子對、1個孤電子對，VSEPR模型包括孤電子對和成鍵電子對，VSEPR模型為四面體形；AsO中砷原子價電子對數(shù)為4(＝4)，4個電子對都是成鍵電子對，它的立體構(gòu)型為正四面體形。 (5)釙晶胞模型如圖所示：1個晶胞含1個釙原子。 1 cm＝11010 pm，m(Po)＝ g；ρ＝＝，a3＝，a＝ cm＝ 1010 pm。 2．氟是電負性最大的非金屬元素，又因其半徑較小，極易和金屬元素反應(yīng)，并將它們氧化到最高價態(tài)，生成MnF7、VF5、CaF2等。氟還可以和氧形成一系列的氟化物，如OF2、O2F2、O4F2等。請回答下列問題： (1) V原子的核外電子排布式為__________。如圖所示為一個完整的CaF2晶胞，則圖中空心球表示____(填“F－”或“Ca2＋”)。設(shè)晶胞邊長為a，則Ca2＋與F－之間的最近距離為__________。 (2)OF2分子中氧原子的軌道雜化類型為__________，OF2被稱為氟化物而不被稱為氧化物的原因是______________________________。 (3)O2F2是一種強氧化劑，由O2和F2在低溫下合成，運用VSEPR模型給出O2F2分子的結(jié)構(gòu)式：____________，O2F2是________(填“極性”或“非極性”)分子。 (4)氫氟酸是一種弱酸，但很濃的氫氟酸是一種強酸，其原因是__________________。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)　Ca2＋　 (2)sp3　氧化物中氧元素的化合價為－2，而在OF2中氧元素的化合價為＋2價　(3) 　極性 (4)因為F－有很強的結(jié)合質(zhì)子的能力，與未電離的HF之間以氫鍵的方式結(jié)合，從而有效地降低了溶液中F－的濃度，促使原來的電離平衡向右移動，因此酸性增強 解析　(1)根據(jù)晶胞特點和CaF2中陰、陽離子個數(shù)之比為2∶1可知圖中空心球表示Ca2＋。晶胞邊長即立方體的邊長為a，體對角線為a，則陰、陽離子間的最短距離為a。(3)根據(jù)價層電子對互斥理論可知O2F2的結(jié)構(gòu)式為，為不對稱結(jié)構(gòu)，因此是極性分子。 3．(1)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是____________________。 (2)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。 NH3分子的空間構(gòu)型是________；與N2H4分子屬于等電子體的是________________________________________________________________________。(寫出一種即可) (3)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題： ①Ni原子的核外電子排布式為_____________________________________________________ ___________________； ②NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點NiO______FeO(填“<”或“>”)； ③NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為________、_____________________________________ ___________________________________。 (4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，其價電子排布與Cu相似，Au原子的價電子排布式為________；一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心位置，Au原子處于頂點位置，則該合金中Cu原子與Au原子個數(shù)之比為__________；該晶體中，原子之 間的強相互作用是__________；上述晶體具有儲氫功能，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2晶胞(如圖)的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式應(yīng)為_____________________________ ___________________________________________。 答案　(1)N>O>C (2)三角錐形　CH3OH(或CH3SH) (3)①1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) ②>?、?　6 (4)5d106s1　3∶1　金屬鍵　H8AuCu3 4．元素周期表第四周期中共有18種元素，請回答下列有關(guān)問題。 (1)金屬釩(V)在材料科學(xué)上有重要作用，被稱為“合金的維生素”，基態(tài)釩原子的價電子排布式為________，第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢是逐漸增大的。但Ga的第一電離能卻明顯低于Zn的，原因是______________________。 (2)已知四溴化鍺是電子工業(yè)中的一種常用試劑，其熔點為26.1 ℃，沸點為186 ℃，則GeBr4晶體的類型為________，中心原子的雜化類型為________。 (3)第四周期ⅤA～ⅦA族的元素中，電負性由大到小的順序為________(用元素符號表示)。 (4)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖，所表示的物質(zhì)化學(xué)式為AX3的是________(填“a”或“b”)。圖乙為金屬銅的晶胞，此晶胞立方體的邊長為a pm，金屬銅的密度為ρ gcm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為________ mol－1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。 答案　(1)3d34s2　Zn的價電子層處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定　(2)分子晶體　sp3　(3)Br>Se>As (4)b　1030 解析　(1)Ga的基態(tài)原子價電子排布式為4s24p1，鋅的為3d104s2，前者的4p1為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而后者的4s2為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故前者的第一電離能較小。(2)由GeBr4的熔、沸點知其晶體類型為分子晶體，GeBr4中鍺形成四個單鍵，故其為sp3雜化。(3)同周期主族元素的電負性隨原子序數(shù)的增大而增大。(4)a圖中1個“花球”的周圍有6個相鄰的“白球”，1個“白球”的周圍有3個相鄰的“花球”，則“花球”與“白球”的個數(shù)比為1∶2；同理可分析b圖，其中“花球”與“白球”的個數(shù)比為1∶3，則b圖所表示的物質(zhì)的化學(xué)式為AX3。根據(jù)均攤法知圖乙表示的晶胞中含有4個銅原子，所以1 mol該晶胞含4 mol銅原子，1 mol 該晶胞的體積是NA(a10－10)3 cm3，則有10－30 ρNAa3＝4(mol)64(gmol－1)。 5．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。 (1)基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為__________。 (2)金屬鎳能與CO形成配合物Ni(CO)4，寫出與CO互為等電子體的一種分子和一種離子的化學(xué)式________、__________。 (3)很多不飽和有機物在Ni催化下可與H2發(fā)生加成反應(yīng)。 如①CH2===CH2、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp2雜化的分子有________(填物質(zhì)序號)，HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為________形。 (4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該合金的化學(xué)式為______________。 (5)丁二酮肟常用于檢驗Ni2＋。在稀氨水中，丁二酮肟與Ni2＋反應(yīng)生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)中，除共價鍵外還存在配位鍵和氫鍵，請在圖中用箭頭和“…”表示出配位鍵和氫鍵。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) (2)N2　CN－(或O、C、NO＋) (3)①③④　平面三角　(4)LaNi5或Ni5La (5)見圖 6．第ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物AlN、AlP、AlAs等是人工合成的半導(dǎo)體材料，它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似，與NaCl的晶體類型不同。 (1)核電荷數(shù)比As小4的原子基態(tài)電子排布式為____________________________________。 (2)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素有________種。 (3)NCl3中心原子雜化方式為________________，NCl3的空間構(gòu)型為__________。 (4)在AlN晶體中，每個Al原子與________個N原子相連，AlN屬于________晶體。 (5)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為M gmol－1，食鹽晶體的密度為ρ gcm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離為________cm。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (2)5 (3)sp3　三角錐形 (4)4　原子 (5) 解析　(1)核電荷數(shù)比As小4的原子為Cu，其基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素有5種，對應(yīng)元素和價電子構(gòu)型分別是：氫(1s1)、碳(2s22p2)、氧(2s22p4)、磷(3s23p3)、鐵(3d64s2)，注意不存在3d44s2(應(yīng)為3d54s1)。(3)類比NH3可推知NCl3中心原子雜化方式為sp3雜化，NCl3的空間構(gòu)型為三角錐形；(4)依據(jù)題干信息“它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似”，通過硅類推AlN的晶體類型為原子晶體，每個Al原子與4個N原子相連。(5)設(shè)Cl－與Na＋的最近距離為a cm，則兩個最近的Na＋間的距離為a cm，NA＝M即：a＝ ，所以Na＋間的最近距離為。