2020届化学高考二轮专题复习与测试：第二部分 题型5 物质结构与性质（选修） Word版含解析

高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家 www.ks5u.com 版权所有@高考资源网- 1 - 题型 5　物质结构与性质(选修) 1．原子结构与性质。 2．分子结构与性质。 3．晶体结构与性质。 测试时间 45 分钟 1．(2019·烟台诊断性测试)钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生 产生活中有重要的应用。回答下列问题： (1)写出 As 的基态原子的电子排布式__________。 (2)N、P、As 为同一主族元素，其电负性由大到小的顺序为 ____________，它们的氢化物沸点最高的是__________。将 NaNO3 和 Na2O 在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与 SO 2－4 互为等电子体，则该阴离子的化学式为__________。 (3)Fe3＋、Co3＋与 N－3 、CN －3 等可形成络合离子。 ①K3[Fe(CN)6]可用于检验 Fe2＋，配体 CN－中碳原子杂化轨道类 型为________。 ②[Co(N3)(NH3)5]SO4 中 Co 的配位数为________，其配离子中含 有的化学键类型为__________(填“离子键”“共价键”或“配位键”)， C、N、O 的第一电离能最大的为_______，其原因是______________。 (4)砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中 Ga 与周围等距且最近的 As 形 成的空间构型为______。已知砷化镓晶胞边长为 a pm，其密度为 ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数的数值为__________(列出计算式即可)。 高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家 www.ks5u.com 版权所有@高考资源网- 2 - 解析：(1)As 的原子序数为 33 ，由构造原理可知电子排布为 1s22s22p63s23p63d104s24p3 或[Ar]3d104s24p3。(2)As、P、N 元素属于同一 主族元素，其原子序数逐渐减小，则其电负性逐渐增大，即 N>P>As； 它们的氢化物中 NH3 中存在氢键，沸点最高；原子个数相等价电子数 相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与 SO 2－4 互为 等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足 8 电子稳定结 构，则该离子是 NO3－4 。(3)①CN－中碳原子价层电子对数为 1＋1 2 (4＋1 －1×3)＝2，所以采取 sp 杂化；②配位化合物[Co(N3)(NH3)5]SO4 中心 原子的配位数为 6；其配离子中含有的化学键类型为共价键、配位键； C、N、O 属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素的第 一电离能随着原子序数的增大有增大趋势，但氮原子 2p 轨道上的电子 为半充满，相对稳定，更不易失去电子，所以其第一电离能大小顺序 是 N>O>C。(4)镓原子处于晶胞的顶点和面心，Ga 与周围等距离且最 近的 As 形成的空间构型为 Ga 在中心 As 在四个顶点形成的正四面体 结构；一个晶胞占有 4 个镓原子和 4 个砷原子，若晶胞的边长为 a pm，则晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，晶体的密度为 ρ g·cm －3，则晶胞 质量为(a×10－10)3 cm3×ρ g·cm－3＝ρa3×10－30 g，则 ρa3×10－30 g×NA ＝4×145 g·mol－1，则 NA＝ 4 × 145 ρa3 × 10－30 。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) (2)N>P>As　NH3　NO3－4 (3)①sp　②6　共价键、配位键　N　氮原子 2p 轨道上的电子为 半充满，相对稳定，更不易失去电子 (4)正四面体　 4 × 145 ρa3 × 10－30 2．(2019·广东六校联考)英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家 www.ks5u.com 版权所有@高考资源网- 3 - 康斯坦丁·诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的 方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。制备石墨烯方法有石墨剥离法、 化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型示意图 1： (1)下列有关石墨烯说法正确的是________(填序号)。 A．键长：石墨烯>金刚石 B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面 C．12 g 石墨烯含 σ 键数为 NA D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力 (2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为 金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞 菁等中的一种或任意组合。 ①铜原子在基态时，在有电子填充的能级中，能量最高的能级符 号为________；第四周期元素中，最外层电子数与铜相同的元素还有 ________。 ②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还大的丁烷，请解释原因 ______________________________________。 ③下列分子属于非极性分子的是________(填序号)。 a．甲烷　　　　　　 b．二氯甲烷 c．苯 d．乙醇 ④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图 2，酞菁分子中碳原子采用的杂 化方式是________；酞菁铜分子中心原子的配位数为________。 高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家 www.ks5u.com 版权所有@高考资源网- 4 - ⑤金与铜可形成的金属互化物合金(如图 3，该晶胞中，Au 占据立 方体的 8 个顶点)：它的化学式可表示为________；在 Au 周围最近并 距离相等的 Cu 有________个，若 2 个铜原子核的最小距离为 d pm， 该晶体的密度可以表示为______________ g·cm－3。(阿伏加德罗常数用 NA 表示) 解析：(1)金刚石中碳原子之间只存在 σ 键，石墨烯中碳原子之间 存在 σ 键和 π 键，因此键长：石墨烯”“C　②2­巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成 氢键，使其在水中溶解度增大 (3)AD (4)VS　 2 × （32＋51） a2bNA × 3 2 × 10－21 5．(2019·湖北联考)根据下列五种短周期元素的电离能数据(单位： kJ·mol－1)，回答下面各题。 元素代号 I1 I2 I3 I4 I5 Q 800.6 2 427.1 3 659.7 25 025.8 32 826.7 R 495.8 4 562 6 910.3 9 543 13 354 S 577.5 1 816.7 2 744.8 11 577 14 842 T 1 402.3 2 856 4 578.1 7 475.0 9 444.9 U 2 080.7 3 952.3 6 122 9 371 12 177 (1) 在 这 五 种 元 素 中 ， 最 可 能 处 于 同 一 族 的 两 种 元 素 是 __________(填元素符号)，S 元素最可能是________区元素。 (2)基态 Q 元素原子的价电子排布式是________。Q 和 T 同周期。 化合物 QT 中 T 元素的化合价为________；第一电离能介于 Q、T 之高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家 www.ks5u.com 版权所有@高考资源网- 11 - 间的同周期元素有________种。 (3)化合物 RT3 中化学键类型为________，RT3 的阴离子的几何构 型为________________。 (4)下列元素中，化学性质和物理性质最像 U 元素的是________(填 序号)。 A．硼　　　 B．铍　　　C．锂　　　D．氦　　　E．碳 (5)R 的某种氧化物 X 晶胞结构如图所示，晶胞参数 a＝0.566 nm，X 的化学式为____________；列式并计算晶体 X 的密度为__________ g·cm－3。 解析： Q 元素的 I4≫I3，Q 元素的原子最外层有 3 个电子，Q 处 于ⅢA 族；R 元素的 I2≫I1，R 元素的原子最外层有 1 个电子，R 处于Ⅰ A；S 元素的 I4≫I3，S 元素的原子最外层有 3 个电子，S 处于ⅢA 族； T、U 元素的 I1～I5 没有突变，T、U 的最外层电子至少有 5 个。(1)根 据上述分析，这五种元素中，最可能处于同一族的两种元素是 Q 和 S，Q 和 S 都处于ⅢA 族，Q 的 I1 大于 S 的 I1，Q 为硼元素，S 为铝元素。最 可能处于同一族的两种元素是 B 和 Al。S 元素为铝元素，基态铝原子 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1，最后一个电子填入 3p 能级，Al 是 p 区元素。(2)Q 为硼元素，硼原子核外有 5 个电子，基态硼原子核外电 子排布式为 1s22s22p1，基态硼原子的价电子排布式为 2s22p1。Q 的化 合价为＋3 价，根据化合物中元素的正负化合价代数和为 0，QT 中 T 元素的化合价为－3 价。Q 属于第二周期，Q 和 T 同周期，T 也属于 第二周期，T 为氮元素，第一电离能介于 B 和 N 之间的有 Be、C、O，共高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家 www.ks5u.com 版权所有@高考资源网- 12 - 3 种元素。(3)R 为ⅠA 族元素，R 原子核外电子数大于 5，R 为钠元素；T 为氮元素，RT3 为 NaN3，其中含有离子键和共价键。NaN3 中阴离子为 N －3 ，N－3 与 CO2 互为等电子体，CO2 为直线形，则 N －3 也为直线形。(4)U 的最外层电子数至少 5 个，U 不可能是ⅠA 族～ⅣA 族元素，U 的第 一电离能较大，U 可能是 0 族元素，化学性质和物理性质最像 U 元素 的是氦。(5)用“均摊法”，小黑球(Na＋)：8 个，大灰球(O2－)：8×1 8 ＋6 ×1 2 ＝4，X 的化学式为 Na2O。晶胞的体积为(0.566 nm)3＝(0.566×10－ 7)3 cm3，1 mol 晶胞的体积为(0.566×10－7)3 cm3×NA ，1 mol 晶胞的 质 量 为 4 × 62 g ， 则 晶 体 X 的 密 度 为 4 × 62 g·mol－1 （0.566 × 10－7）3 cm3 × 6.02 × 1023 mol－1 ≈2.27 g·cm－3。 答案：(1)B 和 Al　p (2)2s22p1　－3　3 (3)离子键、共价键　直线形 (4)D (5)Na2O　 4 × 62 g·mol－1 （0.566 × 10－7）3 cm3 × 6.02 × 1023 mol－1 ≈2.27