2020届高三化学强化练物质结构与性质试题及答案

1/9 2020 届高三化学强化练物质结构与性质试题及答案 (建议用时：35 分钟) 1．(2019·泸州模拟)钴、 铜及其化合物在工业上有重要用途， 回答下列问 题： (1) 请补充完基态 Co 的简化电子排布式：[Ar]______， Co2＋有________个 未成对电子。 (2)Na3[Co(NO2)6]常用作检验 K＋的试剂， 配位体 NO －2 的中心原子的杂化 形式为______， 空间构型为______。大 π 键可用符号 Π nm表示，其中 m 代表参 与形成大 π 键的原子数，n 为各原子的单电子数(形成 σ 键的电子除外)和得电子 数的总和 (如苯分子中的大 π 键可表示为 Π 66)，则 NO －2 中大 π 键应表示为 ________。 (3)配合物[Cu(En)2]SO4 的名称是硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ) 是铜的一种重要化 合物。其中 En 是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的简写。 ①该配合物[Cu(En)2]SO4 中 N、 O、 Cu 的第一电离能由小到大的顺序是 __________________。 ②乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺， 且相对分子质量相近， 但乙二胺 比三甲胺的沸点高得多， 原因是_____________________________ _____________________________________________________。 (4) 金属 Cu 晶体中的原子堆积方式如图所示， 其配位数为________，铜原 子的半径为 a nm 阿伏加德罗常数的值为 NA Cu 的密度为________ g/cm3(列出 计算式即可)。 [解析]　(2)NO －2 中心原子氮原子价层电子对数为5＋1 2 ＝3，故杂化轨道数为 3，所以氮原子的杂化方式为 sp2 杂化，空间构型为 V 形；NO －2 中参与形成大 π 键的原子个数为 3 个，每个原子提供一个单电子，得电子数为 1 个，所以 NO －2 的大 π 键可以表示为 Π43。 (4) 由图可知， 距每个 Cu 最近的 Cu 有 12 个，即配位数为 12; 晶胞中实2/9 际含有的 Cu 为 4 个，其质量为 4×64 g/NA；已知铜原子的半径为 a nm，由图 可知，晶胞中面对角线长为 4a nm，晶胞的棱长为 2 2a nm，则晶胞的体积为(2 2a×10 － 7)3 cm3 ， 所 以 有 (2 2×10 － 7)3×ρ ＝ 4×64 g/NA ， 解 得 ρ ＝ 4 × 64 (2 2 × a × 10－7)3NA g/cm3。 [答案]　(1)3d74s2　3　(2)sp2　V 形　Π43　(3)①CuO>P　(3) sp 3　正四 面体形 　109°28′　SO2－4 、CCl4 等　(4)12　 4M NA [4(a＋b) 3 ]　(5)MgO>CaO　Mg2＋ 半径比 Ca2＋小，晶格能较大 5．(2019·衡水中学模拟)砷和镍均为重要的无机材料，在化工领域具有广泛 的应用。 (1)基态砷原子的价层电子的电子云轮廓图形状为________。与砷同周期的 主族元素的基态原子中，第一电离能最大的为________(填元素符号)。 (2)Na3AsO3 可用于碘的微量分析。 ①Na ＋ 的 焰 色 反 应 呈 黄 色 ， 金 属 元 素 能 产 生 焰 色 反 应 的 微 观 原 因 为 ______________________________________________________ _____________________________________________________。 ②Na3AsO3 中所含阴离子的立体构型为________，写出一种与其互为等电子 体的分子________(填化学式)。 (3)M( )OO 可用于合成 Ni2＋的配体，M 中碳原子的杂化方式 为________，其所含 σ 键和 π 键的数目之比为________。 (4)Ni 与 Ca 处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属 Ni 的熔点 和沸点均比金属 Ca 的高，其原因为______________________________ _____________________________________________________。 区分晶体 Ni 和非晶体 Ni 的最可靠的科学方法为________。 (5)某砷镍合金的晶胞结构如下图所示，设阿伏加德罗常数的值为 NA，则该 晶体的密度 ρ 为________ g·cm － 3 ，晶体中 Ni 周围最近的等距离的 As 有 ________个。7/9 [解析]　(2)②AsO 3－3 中砷原子的价层电子对数目为 4，其立体构型为三角锥 形。根据等电子体的含义知，与 AsO 3－3 互为等电子体的分子有 PCl3、PBr3、 NF3、NCl3 等。 (3)每个 分子中含有 14 个 σ 键和 2 个 π 键，则 σ 键与 π 键的 数目之比为 7∶1。 (4)金属晶体熔沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键的强弱与价层电子 数目和金属原子的半径有关。 (5)由砷镍合金的晶胞结构图可知， 每个晶胞中含有 2 个镍原子和 2 个砷原 子，晶胞的体积 V＝ 3a2c 2 ×10－30 cm3，故晶胞的密度 ρ＝ 2 × (59＋75) NA· 3a2c 2 × 10－30 g·cm－3＝5.36 × 1032 3a2cNA g·cm－3。晶体中 As 周围等距离最近的 Ni 有 6 个，因 As 与 Ni 的个数比为 1∶1，故 Ni 周围也有 6 个 As。 [答案]　(1)球形、哑铃形(或纺锤形)　Br　(2)①电子从较高能级的激发态跃 迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量 ②三角锥形　PCl3、PBr3、NF3、NCl3 等(答一种即可) (3)sp3，sp2　7∶1 (4)镍原子半径较小，价层电子数目较多，金属键较强　X­射线衍射法 (5) 5.36 × 1032 3a2cNA 　6 6．钠、铝、钛的化合物是目前生活与生产上较为常用的物质，回答下列问 题： (1)下列铝原子的价电子排布图中属于激发态的是________；属于基态的是 ________。8/9 (2)氯化铝的熔、沸点都明显低于氧化铝的原因是______________ _____________________________________________________。 已知氯化铝常以二聚体形式存在，其分子模型为 ，则 1 个二 聚体分子中含有配位键的个数为________。 (3)硫酸氧钛晶体中的阳离子为链状聚合形式的离子，该阳离子的结构片段 如下图所示，该阳离子的化学式为________；阴离子的中心原子的轨道杂化类型 为________。 (4) 钙钛矿(CaTiO3) 晶体的结构如右图所示，Ti 位于 立方晶胞的顶点，被________个 O 包围成配位八面体，若 晶 胞 的 边 长 为 a nm ， 则 Ca 与 O 间 的 最 短 距 离 为 ________nm。在钙钛矿晶胞结构的另一种表示中，Ca 处于 各顶角位置，则 Ti 处于________位置，O 处于________位置。 [解析]　(2)氯化铝属于分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，而氧化铝 属于离子晶体，熔化时需要克服离子键。氯化铝的二聚体结构为 ， 其 1 个二聚体分子中含有配位键的数目为 2。(3)根据分割法，可以得出该阳离子 的化学式为 TiO2＋，阴离子 SO 2－4 的中心原子 S 采用 sp3 杂化。(4)由题图可得出 CaTiO3 晶胞的结构图为 ，由此可见 Ti 被 6 个 O 包围。Ca 位于 4 个氧原子构成的正方形的中心如图所示 ，晶胞边长为 a nm，则 Ca9/9 与 O 间的最短距离为 2 2 a nm。在钙钛矿的另一种晶胞结构中 Ca 处于各顶角位 置，则 Ti 处于体心位置，O 处于面心位置。 [答案]　(1)BD　AC (2)氯化铝为分子晶体，氧化铝为离子晶体　2 (3)TiO2＋　sp3 (4)6　 2 2 a　体心　面心