2023届新高考专用化学二轮复习热考题型--题型四　物质结构与性质

题型四　物质结构与性质

(A组)

1．钾、氟及锌的相关化合物用途非常广泛。回答下列问题：

(1)基态锌原子的价电子排布式为________；K、F、Zn的电负性从大到小的顺序为______________________。

(2)Zn与Ca位于同一周期且最外层电子数相等，钙的熔点与沸点均比锌高，其原因是________________________________________。

(3)OF2分子的几何构型为________，中心原子的杂化类型为____________________________。

(4)KOH与O3反应可得到KO3(臭氧化钾)，KO3中除σ键外，还存在________；与O互为等电子体的分子为________(任写一种)。

(5)K、F、Zn组成的一种晶体结构如图所示，其晶胞参数为a＝0.405 8 nm。

①晶胞中Zn2＋的配位数为________个。

②晶胞中紧邻的两个F－间的距离为________(列出算式即可)nm。

③该晶体的密度为________g·cm－3(列出算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

2．硼和氮的单质及其一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题：

(1)基态B原子核外有________种运动状态不同的电子，B和N电负性较大的是________。

(2)经测定发现，N2O5固体由NO和X两种离子组成，与X互为等电子体的微粒有________________(写出一种)。

(3)第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素间的元素有________种。

(4)BF3和NF3的空间构型分别为________________、________________。

(5)已知NH4F、NH4Br、NH4I热稳定性逐渐增强，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(6)晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图1)，每个顶点为一个硼原子，每个三角形均为等边三角形。则此基本结构单元由________个硼原子构成；若该结构单元中有2个原子为10B(其余为11B)，那么该结构单元有________种不同类型。

(7)硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构类似，B、N原子相互交替排列(如图2)，其晶胞结构如图3所示。设每层B—N核间距为a pm，层间距为b pm，则该氮化硼晶体的密度为________g·cm－3(用含a、b、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。

3．五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)和六水硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]都是重要的化工原料，用途十分广泛。请回答下列问题：

(1)基态铁原子的核外电子排布式为______________；基态铜原子的电子占据的最高能层符号为________________。

(2)氧元素的第一电离能小于氮元素，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)SO、H2O、NH三种微粒中，空间构型为正四面体的是________；NH中氮原子的杂化轨道类型是________。

(4)写出与SO互为等电子体的分子的化学式：____________________(写一种)。

(5)Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在该晶胞中Cu原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为________，若该晶体的密度为ρ g·cm3，则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d＝________ cm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

4．科学家成功合成了新型抗肿瘤铂(Ⅳ)类化合物Pt(HPxSC)Cl3，请回答下列问题：

(1)基态磷原子价电子排布图为________。

(2)在元素周期表中，铂元素与铁元素同族，则铂元素位于________。

A．s区　　　　B．p区　　　　C．d区　　　　

D．ds区　 　　E．f区

(3)磷、硫、氯的第一电离能由小到大的顺序为________________(填元素符号)。

(4)与S同族的相邻元素氢化物沸点最高的为______(填化学式)，其原因为__________________________________________________。

(5)Pt2＋还能与吡啶(N)、Cl－结合形成二氯二吡啶合铂(Ⅱ)。

①吡啶分子中，氮原子的轨道杂化方式为________________。

②二氯二吡啶合铂(Ⅱ)分子中存在的微粒间作用力有________(填字母)。

a．离子键　　　b．配位键　　　c．金属键

d．非极性键　　e．氢键

(6)铂(Pt)单质晶体中原子的堆积方式如图所示，由图可知，晶体铂的堆积方式为________________，一个晶胞中含有________个铂原子，距离每个铂原子最近且等距离的铂原子有________个。

5．75号元素铼，熔点仅次于钨，是制造航空发动机的必需元素。地壳中铼的含量极低，多伴生于钼、铜、锌、铅等矿物中。回答下列问题：

(1)锰与铼处于同一族，锰原子价层电子的轨道表示式(价层电子排布图)为________________，它处于周期表的________区。

(2)与铼伴生的铜能形成多种配合物。如：醋酸二氨合铜(Ⅰ)[Cu(NH3)2]Ac可用于吸收合成氨中对催化剂有害的CO气体：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO(Ac表示醋酸根离子)。

①与铜离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________________。

②配位体NH3中N原子的杂化类型为________，1 mol配离子[Cu(NH3)2]＋中含有σ键的数目为________。

③写出与CO互为等电子体的一种离子的化学式：____________________。

(3)金属铼的熔点高于锰，试从原子结构的角度加以解释：______________________________________________________________。

(4)三氧化铼为立方晶胞，晶胞参数为3.74A(1A＝10－10 m)，铼原子占据顶点，氧原子占据所有棱心。则铼原子的配位数为________，三氧化铼的密度为________g/cm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值，写计算式即可)。

(B组)

1．铝和硅在地壳中含量丰富，其单质和化合物具有广泛的应用价值。请回答下列问题：

(1)①基态Si原子的价电子排布式为______________________。

②Si所在周期中的非金属元素(稀有气体除外)，其第一电离能由小到大的顺序为____________________________。

③写出一种与SiCl4互为等电子体的离子的化学式____________________________。

(2)AlCl3的相对分子质量为133.5,178 ℃开始升华，易溶于水、四氯化碳等，熔融时生成可挥发的二聚物(Al2Cl6)，结构如图所示：

①二聚物中Al原子的杂化轨道类型为________。

②从键的形成角度分析1键和2键的区别：

__________________________________________________________________________。

(3)LiAlH4是一种特殊的还原剂，可将羧酸直接还原成醇。

CH3COOHCH3CH2OH

①AlH的VSEPR模型名称是________。

②CH3COOH分子中π键和σ键的数目之比为________，分子中键角α________(填“>”“＝”或“<”)键角β。

(4)铝和氮可形成一种具有四面体结构单元的高温结构陶瓷，其晶胞如图所示：

①晶胞中Al的配位数是________，若该晶胞的边长为a pm，则该晶体的密度为________ g·cm－3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)

②晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表达它在晶胞中的位置，该数组称为该原子的原子坐标，如晶胞中N原子①的原子坐标为(，，)，试写出晶胞中Al原子的原子坐标______________________________________________。

2．第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐。

(1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种铜。基态Cr原子中，电子占据的最高能层的符号为________，该能层上具有的原子轨道数为________，电子数为________。

(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________(如果前一问填“是”，此问可以不答)。

(3)镓与第ⅤA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓(GaAs)就是其中一种，其晶胞结构如图所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶体中，每个Ga原子与____________个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为______________。

(4)与As同主族的短周期元素是N、P。AsH3中心原子的杂化类型为________；一定压强下将AsH3、NH3和PH3的混合气体降温时首先液化的是________，理由是________________________________________________________________________。

(5)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为________；设晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为________g·cm－3。(用含a和NA的式子表示)

3．C、N、O、Si、P、Ge、As及其化合物在科研和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：

(1)基态氮原子核外电子占据的原子轨道数目为________。

(2)图1表示碳、硅和磷三种元素的四级电离能变化趋势，其中表示磷的曲线是________(填标号)。

(3)NH3的沸点比PH3高，原因是

_________________________________________________________________________。

(4)根据等电子原理，NO＋电子式为________。

(5)Na3AsO4中AsO的空间构型为________，As4O6的分子结构如图2所示，则在该化合物中As的杂化方式是________。

(6)锗的某种氧化物晶胞结构如图3所示，该物质的化学式为________。已知该晶体密度为7.4 g/cm3，晶胞边长为4.31×10－10 m。则锗的相对原子质量为________(保留小数点后一位)。(已知：O的相对原子质量为16,4.313＝80，NA＝6.02×1023 mol－1)

4．2018年3月5日，《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大10级少年班曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态，可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲)，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。

(1)图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。

(2)图乙中，1号C的杂化方式是__________________，该C与相邻C形成的键角________(填“>”“<”或“＝”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。

(3)我国制墨工艺是将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。

(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为________。

(6)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图丁所示)的水合物晶体，其相关参数如表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是________________________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知图丁中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，结合图表从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_____________________________________________________________________________。

5.钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。

(1)基态Ti原子核外电子排布的最高能级的符号是________。与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有________种。

(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)TiCl4是氯化法制取钛的中间产物。TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，分子结构相同。采用蒸馏的方法分离SiCl4和TiCl4的混合物，先获得的馏分是________(填化学式)。

(4)半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其结构如图所示。

①组成该物质的元素中，电负性最大的是________(填元素名称)。

②M中，碳原子的杂化形式有________种。

③M中，不含________(填标号)。

a．π键　　　　b．σ键　　　　c．配位键　　　　d．氢键　　　　e．离子键

(5)金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一，具有四方晶系结构。其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。

①4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是________。

②若A、B、C的原子坐标分别为A(0,0,0)，B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，则D的原子坐标为D(0.19a，______，______)；钛氧键的键长d＝________(用代数式表示)。