届二轮复习 物质结构与性质 专题卷全国通用.docx
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届二轮复习物质结构与性质专题卷全国通用
物质结构与性质
1.钛(Ti)和锆(Zr)是同一副族的相邻元素,它们的化合物在生产、生活中有着广泛的用途。
回答下列有关问题:
(1)钛和锆的价层电子结构相同,请画出基态锆原子的价电子排布图:
。
(2)四氯化锆的沸点为331℃,能溶于水;而二氧化锆的沸点为4300℃,难溶于水。
推测四氧化锆属于 晶体。
(3)人们经常利用过氧化氢作钛元素的定性检验试剂:
向TiOSO4溶液中加入H2O2可以生成橙黄色的较稳定的[TiO(H2O2)]2+。
①在该配合离子中,作为配体的H2O2分子中氧原子的杂化轨道类型为 。
②S2Cl2的分子结构与H2O2相似,它们均为 (填“极性”或“非极性”)分子。
③H2O2的熔点和沸点均高于S2Cl2的主要原因是 。
④上述物质中H、O、S、Cl四种元素电负性由大到小的顺序为 。
(4)已知TiO2晶胞中Ti4+位于O2-所构成的正八面体的体心,ZrO2晶胞中Zr4+位于O2-所构成的立方体的体心,请根据给出的TiO2晶体和ZrO2晶体的晶胞结构图回答下列问题:
①根据晶胞图分析,TiO2晶体中O2-的配位数是 。
②TiO2晶体和ZrO2晶体是两种不同类型的晶体结构,决定它们晶体结构不同的重要原因是 。
③已知二氧化锆晶胞的密度为ρg·cm-3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中B、D两原子核间的距离为 pm。
答案
(1)
(2)分子
(3)①sp3 ②极性 ③它们都是分子晶体,H2O2分子可以形成分子间氢键,而S2Cl2分子间只有范德华力,因此H2O2的熔点和沸点均高于S2Cl2
④O>Cl>S>H
(4)①3 ②晶体中Zr4+的半径大于Ti4+的半径,正、负离子的半径比不同
③
×
×1013
2.砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能只有它们的10%。
镓及其化合物应用广泛。
请回答下列问题:
(1)基态Ga原子中有 种能量不同的电子,其价电子排布式为 。
(2)第四周期的主族元素中,基态原子未成对电子数与镓相同的元素有 (填元素符号)。
(3)三甲基镓[(CH3)3Ga]是制备有机镓化合物的中间体。
①在700℃时,(CH3)3Ga和AsH3反应得到GaAs,AsH3分子中键角 (填“>”“=”或“<”)CH4分子中的键角;AsH3沸点低于NH3,其原因是 。
②(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为 ;AsH3的空间构型是 。
(4)GaF3的熔点为1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是 。
(5)砷化镓是半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①晶胞中与Ga原子等距离且最近的As原子形成的空间构型为 。
②原子坐标参数是晶胞的基本要素之一,表示晶胞内部各原子的相对位置。
图中a(0,0,0)、b(1,
),则c原子的坐标参数为 。
③砷化镓的摩尔质量为Mg·mol-1,Ga的原子半径为pnm,则砷化镓晶体的密度为 g·cm-3。
答案
(1)8;4s24p1
(2)K、Br
(3)①<;NH3分子间存在氢键 ②sp2;三角锥形
(4)GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体
(5)①正四面体 ②(
) ③
×1021
3.氢能是一种重要的清洁能源,新型储氢材料的研制是开发利用氢能的重要环节。
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4在一定条件下反应制得。
①基态Ti3+中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层含有的原子轨道数为 。
②基态B原子的核外电子排布式为 。
③LiBH4是由Li+和B
构成,其中B原子的轨道杂化类型是 ,B
的空间构型是 (用文字描述),LiBH4中存在的作用力有 (填字母)。
A.离子键 B.共价键C.配位键 D.金属键
(2)Ca与C60生成的Ca32C60能吸附大量H2分子。
①C60晶体易溶于苯、CS2,C60是 (填“极性”或“非极性”)分子。
②已知金刚石中
键的键长为154.45pm,C60中
键的键长为145pm和140pm,但C60的熔点低于金刚石,请结合相关知识阐述原因:
。
(3)LiH和NaH是两种具有良好发展前景的储氢材料。
①在LiH中,离子半径:
Li+ (填“>”或“<”)H-。
②NaH晶胞结构如图所示,已知NaH晶体的晶胞参数为apm,Na+的半径为bpm,则H-的半径为 pm,NaH晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b、NA的式子表示,NA代表阿伏加德罗常数的值)。
答案
(1)①M;9 ②1s22s22p1 ③sp3;正四面体形;ABC
(2)①非极性 ②C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键
(3)①< ②
;
4.砷的一些化合物常作半导体、除草剂、杀鼠药等。
回答下列问题:
(1)基态As原子的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子。
(2)镓氮砷合金材料的太阳能电池效率达40%。
Ga、N、As电负性由大至小的顺序是 。
(3)As4O6的分子结构如图所示,其中As原子的杂化方式为 ,1molAs4O6含有σ键的物质的量为 mol。
(4)As与N是同主族元素,AsH3的沸点(-62.5℃)比NH3的沸点(-33.5℃)低,原因是 。
(5)有机砷
是治疗昏睡病不可缺少的药物,该有机砷中存在的化学键的类型为 (填字母)。
a.离子键 b.σ键 c.π键 d.碳碳双键
(6)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,LiZnAs基稀磁半导体的晶体如图所示,其中原子坐标参数A处Li为(0,0,
);B处As为(
);C处Li的坐标参数为 。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知LiZnAs单晶的晶胞参数a=594pm,NA表示阿伏加德罗常数的数值,其密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
答案
(1)3d104s24p3;3
(2)N>As>Ga (3)sp3;12
(4)As的原子半径比N的大,电负性比N的小,AsH3分子间不能形成氢键,而NH3分子间能形成氢键
(5)abc (6)①(
) ②
5.碳族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)的单质及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
回答下列问题:
(1)基态Sn原子中,核外电子占据的最高能级符号为 ,该能级具有的原子轨道数为 。
(2)Ge单晶具有晶体硅型结构,Ge单晶的晶体类型为 。
Ge与同周期的As、Se相比较,第一电离能由大到小的顺序是 。
(3)资料表明,二氧化三碳(C3O2)是金星大气的主要成分之一,其分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构。
C3O2中碳原子的杂化方式为 ,分子中σ键与π键的个数之比为 。
(4)碳化硅的晶体结构类似于金刚石(如图所示),1个碳化硅晶胞净占 个碳原子;二氧化硅晶体中最小环上的原子个数之比为 。
(5)石墨可作润滑剂,其主要原因是 。
(6)晶体硅的结构类似于金刚石,已知距离最近的两个硅原子之间的距离为acm,则硅晶体的密度为 g·cm-3(用含有a的代数式表示,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
答案
(1)5p;3
(2)原子晶体;As>Se>Ge (3)sp;1∶1 (4)4;2∶1
(5)石墨晶体具有片层结构,片层之间靠微弱的范德华力结合,可以滑动
(6)
6.呋喃(
)和吡咯(
)是较常见的杂环化合物,呋喃通过以下反应可转化为吡咯:
回答下列问题:
(1)呋喃和吡咯所含元素中:
电负性最大的是 (填元素符号),第一电离能最大的元素的基态原子的电子排布图是 。
(2)呋喃分子中,碳原子的杂化方式是 ,1mol吡咯分子中含 molσ键。
(3)NH3、H2O可与Zn2+形成配合物
。
与Zn2+形成配位键的原子是 (填元素符号);H2O的空间构型为 。
(4)NH3的相对分子质量比N2O的小,但其沸点却比N2O的高,其主要原因是 。
(5)ZnO晶体随着环境条件的改变能形成不同结构的晶体,其中一种的晶胞结构如图所示,已知该ZnO晶体密度为ag·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值。
则该晶体中与Zn2+等距离且最近的Zn2+共有 个,该ZnO晶胞中相邻两个O2-之间的距离为 nm。
答案
(1)O;
(2)sp2;10
(3)N、O;V形 (4)NH3分子间存在氢键 (5)12;
×
×107
7.铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。
回答下列问题:
(1)Fe原子的核外电子排布式为 。
(2)含锰奥氏体钢是一种特殊的铁合金,主要由Fe和Mn组成,其中锰能增加钢铁的强度和硬度,提高耐冲击性能和耐磨性能。
第一电离能I1(Fe) (填“大于”或“小于”)I1(Mn),原因是 。
(3)FeF3具有较高的熔点(熔点高于1000℃),其所含化学键类型是 ,FeBr3的式量大于FeF3,但其熔点只有200℃,原因是 。
(4)FeCl3可与KSCN、苯酚溶液发生显色反应。
①SCN-的三种元素中电负性最大的是 。
②苯酚(
)分子中氧原子的杂化方式为 。
(5)Fe(CO)3与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。
该磁性氮化铁的晶胞结构如图所示,其中与铁原子紧邻且等距的铁原子的个数为 。
六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,该磁性氮化铁的密度为 g·cm-3。
答案
(1)1s22s22p63s23p63d64s2{或[Ar]3d64s2}
(2)小于;Mn的3d能级为半充满的相对稳定结构,较难失电子
(3)离子键;两者晶体类型不同,FeBr3的化学键以共价键为主,属于分子晶体
(4)①氮(或N) ②sp3 (5)12;
8.已知:
A、B、C、D四种元素原子序数依次增大。
A是短周期中原子半径最大的元素,B元素3p能级半充满;C是所在周期电负性最大的元素;D是第四周期未成对电子最多的元素。
试回答下列有关问题:
(1)写出D元素价电子的电子排布式:
。
(2)D可形成化合物[D(H2O)6](NO3)3。
①[D(H2O)6](NO3)3中阴离子的立体构型是 。
N
中心原子的杂化轨道类型为 。
②在[D(H2O)6]3+中D3+与H2O之间形成的化学键称为 ,1mol[D(H2O)6]3+中含有的σ键有 mol。
(3)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。
这两种化合物中 (填化学式)为非极性分子。
另一种物质的电子式为 。
(4)由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球形对称结构,它们都可以看作刚性圆球,并彼此“相切”。
如图所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图。
晶胞中距离一个A+最近的C-有 个,这些C-围成的图形是 ,若晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则A+的离子半径为 cm(用含NA与ρ的式子表达)。
答案
(1)3d54s1
(2)①平面三角形;sp2杂化 ②配位键;18
(3)PCl5
(4)6;正八面体形;
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