（全国通用）2020版高考化学二轮复习 大题题型集训4 物质结构与性质（含解析）新人教版

大题题型集训(四)物质结构与性质(建议用时：35分钟)(对应学生用书第175页)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Πnm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Π66)，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anm阿伏加德罗常数的值为NACu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＋12＝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;晶胞中实际含有的Cu为4个，其质量为4×64g/NA；已知铜原子的半径为anm，由图可知，晶胞中面对角线长为4anm，晶胞的棱长为22anm，则晶胞的体积为(22a×10－7)3cm3，所以有(22×10－7)3×ρ＝4×64g/NA，解得ρ＝4×6422×a×10－73NAg/cm3。[答案](1)3d74s23(2)sp2V形Π43(3)①CuON②乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键(4)124×6422×a×10－73NA2．(2019·烟台模拟)含氟化合物在生产、生活中有重要的应用，回答下列问题：(1)基态氟原子核外电子的运动状态有____________种，有________种不同能量的原子轨道，其价层轨道表示式为______________________。(2)N与F可形成化合物N2F2，下列有关N2F2的说法正确的是________(填字母)。a．分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2b．其结构式为F—N≡N—Fc．其分子有两种不同的空间构型d．1molN2F2含有的σ键的数目为4NA(3)NaHF2可用于制无水氟化氢和供雕刻玻璃、木材防腐等用。常温常压下为白色固体，易溶于水，160℃分解。NaHF2中所含作用力的类型有________(填字母)。a．离子键b．共价键c．配位键d．氢键(4)二氟甲烷(CH2F2)难溶于水，而三氟甲烷(CHF3)可溶于水，其可能的原因是___________________________________________________________________________________________________________。(5)氟化钙的晶胞结构如图所示。晶胞中Ca2＋的配位数为________。与F－等距且最近的Ca2＋形成的空间构型为________。已知氟化钙的晶胞边长为apm，其密度为ρg·cm－3，则阿伏加德罗常数的数值为________(列出计算式即可)。[解析](2)a.该分子中的氮氮键为共价双键，其中氮原子采取sp2杂化的方式，故a正确；其结构式为F—N===N—F，故b错误；此结构F—N===N—F有顺式反式之分，故c正确；1molN2F2含有的σ键的数目为3NA，故d错误。(5)从氟化钙的晶胞结构图可以看出Ca2＋居于晶胞的顶点和面心，在每个Ca2＋周围距离相等且最近的F－有8个，Ca2＋的配位数为8，F－居于晶胞的八个小正方体的体心，在每个F－周围距离相等最近的Ca2＋有4个，形成的空间构型为正四面体，在一个晶胞中含有Ca2＋的数目为4，含有F－的数目为8，列式计算ρg·cm－3×(a×10－10)3cm＝4×78/NAg，所以NA＝4×78ρa3×10－30。[答案](1)93(2)ac(3)abd(4)三氟甲烷中由于3个氟原子的吸引使得碳原子的正电性增强，从而三氟甲烷中的氢原子可与H2O中的氧原子之间形成氢键(5)8正四面体4×78ρa3×10－303．(2019·宣城二模)硫及其化合物有许多用途。请回答下列问题：(1)基态硫离子价层电子的轨道表达式为____________，其电子填充的最高能级的轨道数为________。(2)常见含硫的物质有单质硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等，四种物质的熔点由高到低的顺序依次为______________，原因是________________________________________________________________________________。(3)方铅矿(即硫化铅)是一种比较常见的矿物，酸溶反应为PbS＋4HCl(浓)===H2[PbCl4]＋H2S↑，则H2[PbCl4]中配位原子是________，第一电离能I1(Cl)________I1(S)(填“”“”或“＝”)，H2S中硫的杂化方式为________，下列分子空间的构型与H2S相同的有________。A．H2OB．SO3C．O3D．CH4(4)方铅矿的立方晶胞如图所示，硫离子采取面心立方堆积，铅离子填在由硫离子形成的________空隙中。已知晶体密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为________nm。[解析](3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl，中心原子是Pb；同一周期，从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，I1(Cl)I1(S)；H2S中硫的价层电子对数＝2＋6－2×12＝4，采用sp3杂化，为V形分子；A.H2O中O的价层电子对数＝2＋6－2×12＝4，采用sp3杂化，为V形分子；B.SO3中硫的价层电子对数＝3＋6－3×22＝3，采用sp2杂化，为平面三角形分子；C.O3中O的价层电子对数＝2＋6－2×22＝3，采用sp2杂化，为V形分子；D.CH4中C的价层电子对数＝4＋4－4×12＝4，采用sp3杂化，为正四面体形分子；空间的构型与H2S相同的有AC。(4)晶胞棱长为a，故a3ρNA＝4×(32＋207)，所以a＝3956ρNAcm，S2－与Pb2＋的距离为143a，进而求出答案。[答案](1)3(2)Na2S＞K2S＞S8＞SO2Na2S、K2S均为离子晶体，熔点较高，Na＋半径比K＋半径小，故Na2S熔点高；S8、SO2均为分子晶体，熔点较低，因S8的相对分子质量比SO2大，故S8熔点比SO2高(3)Cl＞sp3AC(4)四面体34×3956ρNA×1074．(2019·开封模拟)决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：(1)已知元素M是组成物质Ca5(PO4)3F的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能，用符号I1至I5表示)如表所示：I1I2I3I4I5电离能/(kJ·mol－1)589.81145.44912.464918153元素M化合态常见化合价是________价，其基态原子电子排布式为________________。(2)Ca3(PO4)3F中非金属元素电负性由大到小的顺序为________________。(3)PO3－4的中心原子的杂化方式为________，该离子的空间构型为________，键角为________，其等电子体有________(请写出两种)。(4)CaF2晶胞结构如图所示，则CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的Ca2＋数目为________；已知Ca2＋和F－半径分别为acm、bcm，阿伏加德罗常数为NA，M为摩尔质量，则晶体密度为________g·cm－3(不必化简)。(5)已知MgO与CaO的晶体结构相似，其摩氏硬度的大小关系为________，原因为___________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)根据元素M的气态原子的第I1至I5电离能大小可以看出：I1、I2相差不大，I2、I3电离能相差较多，说明M原子最外层有2个电子。在Ca5(PO4)3中元素有Ca、P、O三种元素，只有钙元素最外层有2个电子，原子半径大，容易失去最外层的2个电子，化合价为＋2价；根据原子核外电子排布规律可知Ca基态原子电子排布式为[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2。(3)PO3－4的中心原子P的价层电子对数是4，故磷原子杂化为sp3杂化；由于孤对电子对数为0，该离子的空间构型为正四面体形，键角为109°28′，其等电子体有SO2－4、CCl4。(4)根据CaF2晶胞结构可知：在每个晶胞中与Ca2＋距离最近且等距离的Ca2＋有3个，通过每个Ca2＋可形成8个晶胞，每个Ca2＋计算了2次，所以与Ca2＋距离最近且等距离的Ca2＋有(3×8)÷2＝12个；将CaF2晶胞分成8个小正方体，正方体中心为F－，顶点为Ca2＋，晶胞中共有4个钙离子、8个氟离子。Ca2＋与F－的最近核间距(a＋b)为晶胞体对角线的14。故晶胞边长为4a＋b3。根据4a＋b33ρNA＝4M，可求晶体密度。[答案](1)＋2[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2(2)FOP(3)sp3正四面体形109°28′SO2－4、CCl4等(4)124MNA4a＋b33(5)MgOCaOMg2＋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。[解析](2)②AsO3－3中砷原子的价层电子对数目