高考化學大二輪復習 專題突破練16 物質結構與性質(選修3)
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專題突破練(十六) 物質結構與性質(選修3) 1．石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構成的平面結構新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結構會發(fā)生改變，轉化為氧化石墨烯(圖乙)。 (1)圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個數為______。 (2)圖乙中，1號C的雜化方式是________，該C與相鄰C形成的鍵角__________(填“>”“<”或“＝”)圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角。 (3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有________(填元素符號)。 (4)石墨烯可轉化為富勒烯(C60)，某金屬M與C60可制備一種低溫超導材料，晶胞如圖丙所示，M原子位于晶胞的棱上與內部。該晶胞中M原子的個數為________，該材料的化學式為________。 解析： (1)石墨烯是層狀結構，每一層上每個碳原子都是以3個共價鍵與其他碳原子形成共價鍵的。 (2)圖乙中1號碳形成了4個共價鍵，故其雜化方式為sp3；圖甲中的鍵角為120，而圖乙中1號碳原子與甲烷中的碳原子類似，其鍵角接近109.5。 (3)只有電負性較大的非金屬元素與氫元素才可形成氫鍵。 (4)一個晶胞中M原子的個數為12＋9＝12；一個晶胞中C60的個數為8＋6＝4，M與C60的個數比為3：1，故該材料的化學式為M3C60。 答案： (1)3 (2)sp3 < (3)O、H (4)12 M3C60 2．前四周期原子序數依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價電子層中未成對電子均只有1個，并且A－和B＋的電子數相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價電子層中的未成對電子數分別為4和2，且原子序數相差為2。 回答下列問題： (1)D2＋的價層電子排布圖為__________。 (2)四種元素中第一電離能最小的是__________，電負性最大的是__________。(填元素符號) (3)A、B和D三種元素組成的一個化合物的晶胞如右圖所示。 ①該化合物的化學式為______________；D的配位數為________。 ②列式計算該晶體的密度____________________gcm－3。 (4)A－、B＋和C3＋三種離子組成的化合物B3CA6，其中化學鍵的類型有__________；該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為__________，配位體是__________。 解析： 由元素C的價電子層中未成對電子數為4知，其不可能位于短周期，結合題意知，元素C位于第四周期，進一步可推出元素A為F，元素B為K，元素C為Fe，元素D為Ni。(2)K原子易失電子，第一電離能最小，F的非金屬性最強，電負性最大。(3)根據分攤法，可以求得化合物的化學式為K2NiF4，晶體的密度可由晶胞的質量除以晶胞的體積求得。(4)Fe3＋提供空軌道，F－提供孤對電子，兩種離子間形成配位鍵。 答案： (1) (2)K F (3)①K2NiF4 6?、冢?.4 (4)離子鍵、配位鍵 [FeF6]3－ F－ 3．Ⅰ.氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酸乙酯時，會生成紫色配合物，其配離子結構如下圖所示。 (1)此配合物中，鐵離子的價電子排布式為________。 (2)此配離子中含有的作用力有________(填序號)。 A．離子鍵 B．金屬鍵 C．極性鍵 D．非極性鍵 E．配位鍵 F．氫鍵 G．σ鍵 H．π鍵 (3)此配合物中碳原子的雜化軌道類型有________。 Ⅱ.元素A的基態(tài)原子占據紡錘形原子軌道的電子總數為2，元素B與A同周期，其基態(tài)原子占據s軌道的電子數與p軌道相同；C是A的同族相鄰元素，電負性小于A；D是B的同族相鄰元素，第一電離能小于B。則： (4)化合物CA和DB2的晶體熔點較高的是________(填化學式)。 (5)AD2分子的空間構型為________。 (6)A、B和C的成鍵情況如下： A—B A===B C—B C===B 鍵能/(kJmol－1) 360 803 464 640 A和B之間易形成含有雙鍵的AB2分子晶體，而C和B之間則易形成含有單鍵的CB2原子晶體，請結合數據分析其原因為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析： (1)Fe原子是26號元素，基態(tài)鐵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2；鐵原子失去最外層2個電子和次外層1個電子得到Fe3＋，其價電子為3d5。(2)此配離子中含有極性鍵如C—O鍵、非極性鍵如C—C鍵、配位鍵、σ鍵、π鍵。(3)該配合物中的碳原子為sp3雜化、雙鍵的為sp2雜化。(4)由題意可知A為C、B為O、C為Si、D為S，其中SiC為原子晶體，而SO2為分子晶體，SiC的熔沸點高。(5)CS2的分子結構與CO2相似，為直線形分子。(6)從能量最低原理分析，碳與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(8032＝1 606 kJmol－1)大于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(3604＝1 440 kJmol－1)，故C與O易形成含雙鍵的分子；硅與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(6402＝1 280 kJmol－1)小于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(4644＝1 856 kJmol－1)，故Si與O易形成含單鍵的原子晶體。 答案： (1)3d5 (2)CDEGH (3)sp2、sp3 (4)SiC (5)直線形 (6)碳與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(8032＝1 606 kJmol－1)大于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(3604＝1 440 kJmol－1)，故C與O易形成含雙鍵的分子；硅與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(6402＝1 280 kJmol－1)小于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(4644＝1 856 kJmol－1)，故Si與O易形成含單鍵的原子晶體 4．氮元素可形成氫化物、鹵化物、氮化物、疊氮化物和配合物等多種化合物。 (1)肼(N2H4)可用作火箭燃料，其原理是：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)。若反應中有4 mol N—H鍵斷裂，則形成的π鍵有__________mol。 (2)F2和過量NH3在銅催化作用下反應生成NF3，NF3分子的空間構型為__________。 (3)鐵和氨氣在640 ℃可發(fā)生置換反應，產物之一的晶胞結構見下圖(1)。寫出該反應的化學方程式：________________________________________________________。 (4)疊氮化鈉(NaN3)分解反應為：2NaN3(s)===2Na(l)＋3N2(g)。下列有關說法正確的是________(填序號)。 a．常溫下，N2很穩(wěn)定，是因為N的電負性大 b．鈉晶胞結構見圖(2)，每個晶胞含有2個鈉原子 c．第一電離能(I1)：N>O>P>S d．NaN3與KN3結構類似，晶格能：NaN3
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