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1、2022年高考化學一輪課時達標習題 第11章 選修3 物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)（2）（含解析） 1．(2018·石家莊調(diào)研)銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有著廣泛的用途。 (1)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為__1s22s22p63s23p63d104s1__，其晶體的堆積方式為__面心立方最密堆積__，其中銅原子的配位數(shù)為__12__。 (2)向硫酸銅溶液中滴加氨水，首先形成藍色沉淀；繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍色的透明溶液；繼續(xù)向溶液中加入乙醇，會析出深藍色晶體[Cu(NH3)4SO4·H2O]。 ①氨水中各元素原子的電負性由大到小的順序為__O＞N＞H__(用元素符號表示)。 ②NH3中N原

2、子的雜化軌道類型為__sp3__，與其互為等電子體的陽離子為__H3O＋__。 ③向藍色沉淀中繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解是因為生成了四氨合銅配離子，四氨合銅配離子的結(jié)構式為__ 降低溶劑極性，使Cu(NH3)4SO4·H2O析出(答案合理即可)__。 (3)CuCl2和CuCl是銅的兩種常見的氯化物。 ①如圖表示的是__CuCl__(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。 ②原子坐標參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，圖中各原子坐標參數(shù)：A為(0,0,0)，B為(0,1,1)，C為(1,1,0)，則D原子的坐標參數(shù)為____。 ③晶胞中C、D兩原子核間距為298 pm，阿伏加德羅常數(shù)

3、為NA，則該晶體密度為　　g·cm－3(列出計算式即可)。 解析 (1)③在銅氨配離子中，NH3中的N提供孤電子對、Cu2＋提供空軌道形成配位鍵，故銅氨配離子的結(jié)構式為；加入乙醇后析出晶體是因為降低溶劑極性，使Cu(NH3)4SO4·H2O析出。(3)①利用“均攤法”知，每個晶胞中含有Cu、Cl的數(shù)目均為4，因此圖示晶胞為CuCl；②晶胞可認為由8個等體積小晶胞組成，D原子恰好處于小晶胞的體心，因此D原子的坐標為；③連接晶胞中A、C兩原子，過D原子作AC的垂線，交AC于E點，設晶胞的邊長為x cm，則依據(jù)CD的長度和D原子的坐標和直角三角形CDE可得2＋2＝(298×10－10)2，解得x＝

4、×10－10，則可求出晶胞的體積為3×10－30 cm3，故該晶胞的密度為 g·cm－3。 2．2016年諾貝爾化學獎授予在“分子機器設計和合成”領域有突出成就的三位科學家，其研究對象之一“分子開關”即與大環(huán)主體分子苯芳烴、硫或氮雜環(huán)杯芳烴等有關?；卮鹣铝袉栴}： (1)對叔丁基杯[4]芳烴(如圖Ⅰ所示)可用于ⅢB族元素對應的離子萃取，如La2＋、Sc2＋。寫出基態(tài)二價鈧離子(Sc2＋)的核外電子排布式：__1s22s22p63s23p63d1或[Ar]3d1__，其中電子占據(jù)的軌道數(shù)為__10__個。 (2)對叔丁基杯 [4] 芳烴由4個羥基構成杯底，其中羥基氧原子的雜化方式為__s

5、p3__。羥基間的相互作用力為__氫鍵__。 (3)不同大小的杯芳烴能識別某些離子，如N、SCN－等。根據(jù)等電子體原理判斷N的空間構型為__直線形__；一定條件下，SCN－與MnO2反應可得到(SCN)2。試寫出(SCN)2的結(jié)構式：__N≡C—S—S—C≡N__。 (4)已知C60分子結(jié)構和C60晶胞示意圖如下所示： 則一個C60分子中含有的σ鍵個數(shù)為__90__，與每個C60分子距離最近且相等的C60分子有__12__個，C60晶體的密度為__1.67__g/cm3(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))。 解析 (2)羥基氧原子有2個σ鍵，2對孤電子對，價層電子對數(shù)是4，因此雜化方式是sp3

6、雜化；4個羥基之間無共價鍵相連，但符合形成氫鍵的條件，因此羥基間的相互作用力是氫鍵。(3)N與CO2互為等電子體，因此N的空間構型為直線形；SCN－與MnO2反應可得到(SCN)2，說明SCN－的性質(zhì)與Cl－類似，則(SCN)2也應具有類似Cl2的結(jié)構，結(jié)合(SCN)2中N是－3價，C是＋4價，S是－1價可知(SCN)2的結(jié)構式是N≡C—S—S—C≡N。(4)從圖Ⅱ可以看出，C60分子中每個C原子與其他3個C原子形成2個碳碳單鍵和1個碳碳雙鍵，共3個σ鍵，根據(jù)均攤法，一個C原子實際含有的σ鍵個數(shù)為，所以一個C60分子中含有的σ鍵個數(shù)為60×＝90；C60的晶胞是面心立方結(jié)構，所以與每個C60分

7、子距離最近且相等的C60分子有12個；1個C60晶胞中含有的C60分子個數(shù)是8×＋6×＝4，晶胞的質(zhì)量m＝ g，而晶胞的體積V＝(1.42×10－7)3 cm3，所以C60晶體的密度ρ＝＝≈1.67 g/cm3。 3．有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)。A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子；E原子最外層有1個單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子；D與E同周期，價電子數(shù)為2。則： (1)B元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的，原因是__H2O分子間存在氫鍵__。 (2)A、B、C三種元素的氫化物穩(wěn)定性由強到弱的順序為_

8、_HF>H2O>NH3__(用化學式表示)。 (3)A的最簡單氫化物分子的空間構型為__三角錐形__，其中A原子的雜化類型是__sp3__雜化。 (4)A的單質(zhì)中σ鍵的個數(shù)為__1__，π鍵的個數(shù)為__2__。 (5)寫出基態(tài)E原子的價電子排布式：__3d104s1__。 (6)C和D形成的化合物的晶胞結(jié)構如圖所示，已知晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶胞邊長a＝　　cm(用含ρ、NA的計算式表示)。 解析 由題干信息可推出A、B、C、D、E五種元素分別是N、O、F、Ca、Cu。(6)C和D形成的化合物是CaF2，一個晶胞中有4個“CaF2”，所以一個晶胞的

9、質(zhì)量是 g，一個晶胞的體積是a3 cm3，根據(jù)ρ＝＝ g·cm－3，則a＝ cm。 4．(2018·湖南三湘名校第三次聯(lián)考)已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大。A原子、C原子的L能層中都有兩個未成對的電子，C、D同主族。E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個未成對電子，F(xiàn)原子除最外能層只有1個電子外，其余各能層均為全充滿。根據(jù)以上信息填空： (1)基態(tài)D原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為__M__，該能層具有的原子軌道數(shù)為__9__。 (2)E2＋的價層電子排布圖是____，F(xiàn)原子的電子排布式是__1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3

10、d104s1__。 (3)A的最高價氧化物對應的水化物分子結(jié)構式為____，其中心原子采取的軌道雜化方式為_sp2雜化__，B的氣態(tài)氫化物的VSEPR模型為__四面體__。 (4)化合物AC2、B2C和陰離子DAB－互為等電子體，它們結(jié)構相似，DAB－的電子式為____。 (5)配合物甲的焰色反應呈紫色，其內(nèi)界由中心離子E3＋與配位體AB－構成，配位數(shù)為6。甲的水溶液可以用于實驗室中E2＋的定性檢驗，檢驗E2＋的離子方程式為__3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓__。 (6)某種化合物由D、E、F三種元素組成，其晶胞如圖所示，則其化學式為__CuFe

11、S2__。該晶胞上下底面為正方形，側(cè)面與底面垂直，根據(jù)圖中所示的數(shù)據(jù)列式計算該晶體的密度：ρ＝__≈4.32__g/cm3。 解析 由題中信息可推出A是C元素，B是N元素，C是O元素，D是S元素，E是Fe元素，F(xiàn)是Cu元素。(4)CO2的結(jié)構式是O===C===O，SCN－與CO2是等電子體，結(jié)構相似。(6)晶胞中F(Cu)原子的數(shù)目是8×＋4×＋1＝4，E(Fe)原子的數(shù)目是4×＋6×＝4，D(S)原子全部位于晶胞內(nèi)部，數(shù)目是8，所以Cu、Fe、S原子的數(shù)目之比是4：4：8＝1：1：2，故其化學式為CuFeS2；一個晶胞中有4個“CuFeS2”，晶胞質(zhì)量m＝ g，晶胞體積V＝(524×

12、10－10)2×1 030×10－10 cm3，所以晶體的密度ρ＝＝≈4.32 g/cm3。 5．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大。其中基態(tài)A原子價電子排布式為nsnnpn＋1；化合物B2E為離子化合物，E原子核外的M層中只有兩對成對電子；C元素是地殼中含量最高的金屬元素；D單質(zhì)常用于制作太陽能電池和集成電路芯片；F原子最外層電子數(shù)與B的相同，其余各內(nèi)層軌道均充滿電子。請根據(jù)以上信息，回答下列問題： (1)A、B、E的第一電離能由小到大的順序為__Na

13、3)氫化物A2H4分子中A原子采取__sp3__雜化。 (4)按原子的外圍電子排布分區(qū)，元素F在__ds__區(qū)，二價陽離子F2＋與過量的A的簡單氫化物的水溶液反應的離子方程式為__Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O__。 (5)元素A和C可形成一種新型化合物，其晶體具有很高的硬度和熔點，其化合物中所含的化學鍵類型為__共價鍵__。 (6)A、F形成某種化合物的立方晶胞結(jié)構如圖所示(其中A顯－3價，每個球均表示1個原子)，則其化學式為__Cu3N__。設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，距離最近的兩個F原子的核間距為a cm，則該化合物的晶胞密度為　　g/cm3(用

14、含a和NA的代數(shù)式表示)。 解析 由題意可知，A、B、C、D、E、F分別為N、Na、Al、Si、S、Cu元素。(1)N元素2p能級為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，同周期元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，同主族元素自上而下第一電離能逐漸減小，故第一電離能：NaSiCl4。(3)氫化物N2H4分子中N原子形成2個N—H鍵、1個N—N鍵，還含有1對孤電子對，故N原子采取sp3雜化。(4)按原子的外圍電子排布分區(qū)，元素Cu在ds區(qū)，Cu2＋與過量的氨水反應的

15、離子方程式為Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O。(5)元素N和Al可形成具有很高的硬度和熔點的AlN，該化合物屬于原子晶體，其化合物中所含的化學鍵為共價鍵。小球數(shù)目為8×＝1，大球數(shù)目為12×＝3，其中N顯－3價，則小球為N原子，大球為Cu原子，則其化學式為Cu3N。晶胞質(zhì)量為 g，距離最近的兩個Cu原子的核間距為a cm，則晶胞棱長為a cm×2＝a cm，則該化合物的晶胞密度為＝ g/cm3。　 6．硫元素價態(tài)眾多，可與鹵素、氮等元素化合形成許多復雜的化合物，在科學技術和生產(chǎn)中有著重要的應用。 (1)六氟化硫(SF6)具有良好的電絕緣性能及優(yōu)異的滅火性能

16、。其分子中有__6__對完全相同的成鍵電子對。基態(tài)S原子有__2__個未成對電子。 (2)二氯化二硫是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑，分子結(jié)構為，其中S原子軌道的雜化類型是__sp3__，它是__極性__(填“極性”或“非極性”)分子。 (3)S4N4是亮橙色固體，不溶于水，溶于苯等有機溶劑，是一種重要的金屬有機化學反應物。S4N4與Ag在一定條件下反應，失去N2而縮合成(SN)x。(SN)x合成于1910年，過了五十年，才發(fā)現(xiàn)它在0.26 K的低溫下，可轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢w。(SN)x的結(jié)構式如圖所示： 已知1.20×105 mol S4N4與Ag發(fā)生縮合，生成了1.20×105 mol N2，

17、生成二百聚物(SN)200和三百聚物(SN)300。若測得縮合產(chǎn)物中二百聚物的質(zhì)量分數(shù)為0.50，則： ①S4N4的晶體類型是__分子__(填“分子”“原子”或“離子”)晶體。 ②縮合產(chǎn)物中三百聚物的物質(zhì)的量為__400_mol__；若Ag的實際使用量為8.64 kg，則Ag的循環(huán)使用次數(shù)(縮合時生成Ag2S需要消耗Ag的物質(zhì)的量與實際使用Ag的物質(zhì)的量的比值)為__6_000__。 (4)Ag單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝4.08×10－10m，晶胞中Ag原子的配位數(shù)為__12__。列式計算Ag單質(zhì)的密度：____g·cm－3(不必計算出結(jié)果)。 解析 (3)②設(SN)200、

18、(SN)300的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，則46×200x÷(46×200x＋46×300y)＝0.5，根據(jù)氮原子守恒，200x＋300y＝1.20×105×4－1.20×105×2，解得x＝600 mol，y＝400 mol，即(SN)200為600 mol，(SN)300為400 mol。根據(jù)硫原子守恒，生成600 mol (SN)200和400 mol (SN)300，失去了1.20×105 mol N2，同時有2.4×105 mol S減少，生成了2.4×105 mol Ag2S，需要消耗4.8×105 mol Ag，所以Ag的循環(huán)使用次數(shù)為4.8×105 mol÷(8.64×1 000÷108) mol＝6 000次。(4)Ag單質(zhì)為面心立方晶體，Ag的配位數(shù)為12。每個晶胞中含有的Ag原子數(shù)目為8×＋6×＝4，晶胞參數(shù)a＝4.08×10－8 cm，則Ag單質(zhì)的密度為÷(4.08×10－8 cm)3＝。