2020高考化学二轮考前复习练习5题型五物质结构与性质（选考）专题针对训练（Word版含解析）

[专题针对训练] 1．(经典题)ⅠA、ⅦA 族元素及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题： (1)基态钠原子的核外电子排布式为___________________________；ⅠA 族元素的基态原 子的价电子的电子云轮廓图的形状为____________。 (2)与 H2F＋互为等电子体的分子是____________(填一种即可)。H2 分子中原子轨道的重叠 方式是________(填字母)。 A．s­s　　　　　 B．s­p　　　　　 C．p­p (3)OF2 和 O2F 都是氧元素的氟化物，其中，OF2 分子中氧原子的杂化类型是________；氯 的某含氧酸的分子式为 HClOx，其对应的含氧酸根离子的立体构型是三角锥形，则 x＝ ________。 (4)碱金属单质的熔点随原子序数增大而降低，原因是_________________________； 而卤素单质的熔、沸点随原子序数增大而升高，原因是_______________________。 (5)金属钠、钾的晶胞结构如图 1 所示，其中金属原子的堆积模式为________。 (6)氯化钠的晶胞结构如图 2 所示(白球代表 Cl－，黑球代表 Na＋)，图 3 是氯化钠的晶胞截 面图。已知 NA 代表阿伏加德罗常数的值，氯化钠晶体的密度为 d g·cm－3。 ①氯化钠晶胞中 Cl－的配位数为________。 ②Na＋半径为____________pm(只列出计算式即可)。 解析：(1)基态钠原子的电子排布式为 1s22s22p63s1 或[Ne]3s1。ⅠA 族元素的价电子排布式 为 ns1，s 轨道的电子云轮廓图的形状为球形。 (2)与 H2F＋互为等电子体的分子有 H2O、H2S、H2Se、H2Te。基态氢原子只在 1s 轨道上有 电子，H2 分子中的两个氢原子成键时，两个 s 轨道“头碰头”重叠，故选 A。 (3)OF2 中氧原子的价层电子对数为 4，氧原子的杂化类型是 sp3。氯的含氧酸根离子中，ClO －3 的立体构型为三角锥形，其对应的含氧酸为 HClO3，故 x＝3。 (4)分析熔、沸点的高低，要从粒子之间的作用力角度切入。碱金属单质是金属晶体，随 着原子序数增大，原子半径依次增大，金属键依次减弱，单质的熔点依次降低；卤素单质是 分子晶体，组成和结构相似，随着原子序数增大，相对分子质量依次增大，分子间作用力依 次增强，单质的熔、沸点依次升高。 (5)钠、钾晶胞为体心立方堆积，体对角线上的三个原子相切。 (6)①氯化钠晶胞中氯离子、钠离子的配位数都是 6。②思路：先由晶胞结构和晶体的密度求出晶胞的边长，再由晶胞截面图中对角线上三个氯离子相切求出氯离子半径，最后根据棱 上两个氯离子和一个钠离子相切求出钠离子半径。1 个晶胞中含 4 个 NaCl，设晶胞的边长为 a， 则晶体的密度 d＝4 × 58.5 NA a3 g·cm－3，a＝3 234 dNA cm，而氯离子半径 r(Cl－)＝ 2 4 a，钠离子的半 径 r(Na＋)＝( 2－1)r(Cl－)＝2－ 2 4 a＝2－ 2 4 × 3 234 dNA cm＝2－ 2 4 ×3 234 dNA×1010 pm。 答案：(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)　球形 (2)H2O(或 H2S、H2Se、H2Te)　A (3)sp3　3 (4)碱金属单质是金属晶体，随着原子序数增大，原子半径依次增大，金属键依次减弱　 卤素单质是分子晶体，组成和结构相似，随着原子序数增大，相对分子质量依次增大，分子 间作用力依次增强 (5)体心立方堆积 (6)①6　②2－ 2 4 ×3 234 dNA×1010 2．文艺复兴时期，群青颜料曾用在许多著名的油画上，当时群青颜料是由贵重的青金石 研磨并制成的。青金石指碱性铝硅酸盐矿物，其中含钠、铝、硅、硫、氯、氧等元素。 (1)硅元素基态原子的价电子排布图为____________。 (2)第四周期中，与铝未成对电子数相同的金属元素有________种。 (3)Na＋和 Ne 互为等电子体，电离能 I2(Na)________I1(Ne)(填“>”或“HCl>HBr>HI，其中 ΔH1(HF)特别大的原因为________________，影响 ΔH2 递变的因素为_______________。 (5)铝单质为面心立方晶体，晶胞参数 a＝q nm，铝的摩尔质量为 M g·mol－1，原子半径 为 r pm，阿伏加德罗常数的值为 NA。则铝单质的密度为________________g·cm－3(列式即可， 下同)，铝晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________________。解析：(1)硅元素为 14 号元素，位于元素周期表第三周期ⅣA 族，故硅原子的价电子排布 图为 。 (2)Al 的核外电子中未成对电子数为 1，第四周期中原子的核外电子排布中未成对电子数 为 1 的有 K—[Ar]4s1，Sc—[Ar]3d14s2，Cu—[Ar]3d104s1，Ga—[Ar]3d104s24p1，Br—[Ar]3d104s24p5， 其中金属元素有 4 种。 (3)Na＋和 Ne 的电子层结构相同，均为 8 电子稳定结构，Na 的核电荷数为 11，大于 Ne 的核电荷数，因此原子核对最外层电子的吸引力 Na 大于 Ne，所以电离能 I2(Na)大于 I1(Ne)。 (4)①根据含氧酸的结构特点，HClO4 的结构简式为 ；ClO －3 中 Cl 的价层电子 对数为 3＋7＋1－2 × 3 2 ＝4，故其杂化轨道类型为 sp3 杂化；HClO2 的结构式为 H—O—Cl==O， 共价键类型为极性共价键(或 σ 键和 π 键)；氯的含氧酸中非羟基氧原子数目越多，中心氯原子 价态越高，正电性越高，导致 Cl—O—H 中 O 的电子更向 Cl 偏移，越易电离出 H＋，酸性越 强，故酸性：HClOO，OF2 只含极性键，O2F2 含极性键和非极性键。OF2 分子的立体构型为 V 形，O 的杂化类型为 sp3。(3)CN－的结构式为 [C≡N]－，1 个 CN－含 σ 键的个数为 1，1 个 CN－与 Zn2＋形成 1 个配位键(也是 σ 键)，故 1 mol [Zn(CN)4]2－含 8 mol σ 键。(4)钛酸钙的化学式为 CaTiO3。1 个钛离子周围有 6 个氧离子与其等 距离且最近。正八面体边长等于晶胞边长的 2 2 ，1 nm＝1 000 pm，故该正八面体的边长为 2 × a 2 ×1 000 pm＝500 2a pm。(5)两种晶体都是离子晶体，从离子半径入手，比较晶格能 的大小。(6)六棱柱的底面由 6 个正三角形构成，正三角形的高为 3 2 x cm，每个正三角形的面积为 3 4 x2 cm2。1 个晶胞含 6 个 Fe、2 个 N。ρ＝ 56 × 6＋14 × 2 3 4 x2 × y × 6 × NA g·cm－3。 答案：(1)3　3　(2)V 形　sp3　(3)N2、CO(其他合理答案也可)　8　(4)CaTiO3　6　500 2 a　(5)它们都是离子晶体，Ca 2 ＋ 的半径小于 Ba2 ＋ ，CaTiO 3 的晶格能大于 BaTiO3 　(6) 56 × 6＋14 × 2 3 4 x2 × y × 6 × NA 4.近年来随着石墨烯等二维层状纳米材料研究热潮的兴起，二维层状化合物——类石墨烯 二硫化钼引起了物理、化学、材料、电子等众多领域研究人员的广泛关注。类石墨烯二硫化 钼有类似石墨烯的片状结构，单层或多层二硫化钼组成的具有“夹心三明治”式的层状结构 的化合物。其中单层二硫化钼由三个原子层构成；中间一层为钼原子层，上下两层均为硫原 子层，钼原子层被两层硫原子层所夹形成类“三明治”结构，层间距约为 0.65 nm。 目前合成方法主要如下： 方法 1：一定量 Na2MoO4、S 粉、N2H4·H2O 和去离子水在一定条件下合成纳米级二硫化 钼。 方法 2：以 MoO3 和 KSCN 为原料，在一定条件下合成二硫化钼。 请回答下列问题： (1)在周期表中，钼位于第五周期且与铬同族。基态钼原子价电子排布图为__________， 它的核外有________个运动状态不同的电子。 (2)“三明治”式层状结构的二硫化钼晶体中，单层 MoS 2 的结构内存在的作用力是 ____________________；层与层之间存在的作用力是________________________。 (3)方法 1 使用原料含有的相关元素中，N、O、S 原子的第一电离能由小到大排序为 ________，从原子结构的角度分析，原因是_____________________________。 (4)方法 2 中使用了 KSCN，与 SCN－互为等电子体的分子有________(写一种即可)。已知 SCN－中每个原子最外层都达到 8 电子稳定结构且为直线形，1 mol SCN－中含 π 键的数目为 ________；SCN－可参与配合物的形成，其中可做配位原子的是____________。 (5)金属钼的晶胞结构如图所示，其晶胞堆积模型是________；已知钼晶体密度为 ρ g·cm － 3 ，用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，则金属钼的晶胞中两个钼原子的最小核间距为 ________pm。解析：(1)依题意，基态钼原子价电子排布式为 4d55s1，价电子排布图为 ， 铬的原子序数为 24，钼的原子序数为 24＋18＝42，钼原子核外有 42 个电子，且每个电子的 运动状态都不相同。 (2)由图示知，二硫化钼晶体类似石墨烯。单层内钼硫键是极性共价键，层与层之间存在 范德华力。 (3)第一电离能按 N、O、S 的顺序依次减小，因为氮原子最外层 2p 能级为半充满结构， 比较稳定，硫原子核外电子层数较多，第一电离能较小。 (4)根据等电子体定义，SCN－与 CO2、CS2、N2O 等互为等电子体；依题意，SCN－的结构 为[S==C==N]－，1 mol SCN－含 2 mol π 键。由于 SCN－中碳原子的最外层没有孤电子对，不可 做配位原子，而硫原子和氮原子最外层都有孤电子对，均可做配位原子。 答案：(1) 　42 (2)极性共价键(或共价键)　范德华力(或分子间作用力) (3)S