(新高考)高考化学二轮复习大题优练11 以给定元素为背景的物质结构与性质(2份打包，解析版+原卷版，可预览)

这是一份(新高考)高考化学二轮复习大题优练11 以给定元素为背景的物质结构与性质(2份打包，解析版+原卷版，可预览)，文件包含新高考高考化学二轮复习大题优练11以给定元素为背景的物质结构与性质原卷版doc、新高考高考化学二轮复习大题优练11以给定元素为背景的物质结构与性质解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
     例：2019年诺贝尔化学奖由来自美、英、日的三人分获，以表彰他们在锂离子电池研究方面做出的贡献，他们最早发明用LiCoO2作离子电池的正极，用聚乙炔作负极。回答下列问题：(1)基态Co原子价电子排布图为_______。第四电离能I4(Co)比I4(Fe)小，是因为_______。(2)LiCl的熔点(605℃)比LiF的熔点(848℃)低，其原因是______________________。(3)乙炔(C2H2)分子中σ键与π键的数目之比为_______。(4)锂离子电池的导电盐有LiBF4等，碳酸亚乙酯()是一种锂离子电池电解液的添加剂。①LiBF4中阴离子的空间构型是_______。②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有_______。(5)Li2S是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解质，其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数a=588pm。①S2−的配位数为_______。②设NA为阿伏加德罗常数的值，Li2S的晶胞密度为_______g·cm−3(列出计算式)。【答案】（1）    Co失去的是3d6上的一个电子，而失去的是半充满状态3d5上的一个电子，故需要的能量较高    （2）LiCl和LiF均为离子晶体，Cl−半径比F−大，LiCl的晶格能比LiF的小    （3）3∶2    （4）正四面体    sp2、sp3    （5）8        【解析】(1)基态Co原子价电子排布式为3d74s2，其价电子排布图为；第四电离能I4(Co)比I4(Fe)小，价电子排布Co3+为3d6，Fe3+为3d5，Fe3+半满，稳定，难失去电子，因此原因为Co失去的是3d6上的一个电子，而失去的是半充满状态3d5上的一个电子，故需要的能量较高；(2)LiCl的熔点(605℃)比LiF的熔点(848℃)低，它们都为离子晶体，离子晶体熔点主要比较离子半径，晶格能，因此其原因是LiCl和LiF均为离子晶体，Cl−半径比F−大，LiCl的晶格能比LiF的小；(3)乙炔(C2H2)分子中有1个碳碳三键，2个C-H因此分子总σ键与π键的数目之比为3∶2；(4)①LiBF4中阴离子的中心原子B的价层电子对数为，因此空间构型是正四面体形；②碳酸亚乙酯分子中碳氧双键的碳原子，σ键有3个，没有孤对电子，因此杂化方式为sp2，另外两个碳原子，σ键有4个，没有孤对电子，因此杂化方式为sp3，所以碳原子的杂化方式有sp2、sp3；(5)①以最右面中心S2−分析，连接左边有4个锂离子，右边的晶胞中也应该有4个锂离子，因此配位数为8；②设NA为阿伏加德罗常数的值，根据晶胞计算锂离子有8个，硫离子个数为，Li2S的晶胞密度。                    1．东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(1)镍元素基态原子的电子排布式为______，3d能级上的未成对电子数为______。(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是______。②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是__________。③氨的沸点______(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是__________________。氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。(3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ·mol−1，INi=1753kJ·mol−1，ICu＞INi的原因是__________________________。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为______。②若合金的密度为d g∙cm−3，晶胞参数a=______pm。2．2019年1月3日上午，嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：(1)基态As原子的价电子排布图为__________，基态Ga原子核外有______个未成对电子。(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ·mol−1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为____和+3，砷的电负性比镓____(填“大”或“小”)。(3)1918年美国人通过反应：HC≡CH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________；AsCl3分子的空间构型为___________。(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得，(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_______(5)GaAs为原子晶体，密度为ρ g·cm−3，其晶胞结构如图所示，Ga与As以_______键键合。Ga和As的原子半径分别为a pm和b pm，设阿伏伽德罗常数的值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______________(列出计算式，可不化简)。3．我国考古人员在秦陵挖掘的宝剑，到现在仍然锋利无比，原因是剑锋上覆盖了一层铬。铬能形成多种化合物，主要化合价有+2价、+3价、+6价。 请回答下列问题：(1)基态铬原子的外围电子排布式为________；与铬同周期的所有元素中，基态原子最高能层电子数与铬原子未成对电子数相同的元素是________。(2)铬原子的各级电离能(I：kJ·mol−1)数据如下表所示，铬原子逐级电离能增大的原因是________。I1I2I3I4I5I6I7652.91590.62987474367028744.915455(3)CrCl3·6H2O实际上是配合物，配位数为6，其固体有三种颜色，其中一种暗绿色固体与足量硝酸银反应时，1mol固体可生成1mol氯化银沉淀。则这种暗绿色固体的化学式为________，其中铬的配体水分子的VSEPR模型为________，该配合物中存在的作用力有________(填标号)。A．离子键      B．配位键      C．共价键      D．金属键(4)CrO3能将乙醇氧化为乙醛，二者的相对分子质量相近，但乙醇的沸点比乙醛高，原因是________。(5)某镧(La)铬(Cr)型复合氧化物具有巨磁电阻效应，晶胞结构如图所示：    ①该晶体的化学式为________。 ②该晶体中距离镧原子最近的铬原子有________个；若两个距离最近的氧原子核间距为a pm，组成物质的摩尔质量为b g·mol−1，阿伏加德罗常数值为NA，则晶体密度的表达式为______g·cm−3。4．碳族元素的单质及其化合物在生产、生活中是一类重要物质。请回答下列问题：(1)硅原子核外有_______种不同运动状态的电子，第一电离能介于铝和硅之间的元素的名称为______。碳族元素最外层电子排布的通式为_______。(2)下列说法不正确的是___________。A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点SiO2>CO2B．N2与CO互为等电子体，结构相似，化学性质相似C．稳定性：H2O>H2S，原因是水分子间存在氢键(3)青蒿素(C15H22O5)的结构如图所示，图中数字标识的五个碳原子的杂化轨道类型为sp2的是________(填碳原子的标号)，组成青蒿素的三种元素的电负性由大到小排序是________。(4)青蒿素分子中，从成键方式分析氧元素形成的共价键类型有___________；从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是___________。a．乙醇          b．乙醚          c．水(5)SnO2是一种重要的半导体传感器材料，用来制备灵敏度高的气敏传感器，SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3，Na2SnO3中阴离子空间构型为___________。(6)由碳族元素形成的单质和化合物在电池领域非常重要，某含碳元素晶体AMX3(相对分子质量为Mr)是半导体，常用作吸光材料，有钙钛矿的立方结构，其晶胞如图所示。AMX3晶胞中与阳离于(M)距离最近的阴离子(X)形成正八面体结构，则X处于___________位置。晶体的晶胞参数为a nm，其晶体密度为ρ g·cm−3，则阿伏加德罗常数NA的计算表达式为___________。5．硫及其化合物有许多用途。请回答下列问题。(1)基态硫原子的价电子排布式为_________，其电子占据最高能级的电子云轮廓图形状为___________。(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)炼铜原料黄铜矿中铜的主要存在形式是CuFeS2，煅烧黄铜矿生成SO2，CuFeS2中存在的化学键类型是___________，SO2中心原子的价层电子对数为___________。(4)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↑。H2S分子属于_________(填“极性”或“非极性”)分子，其中心原子的杂化方式为__________。下列分子的空间构型与H2S相同的有__________A．H2O       B．CO2        C．SO2        D．CH4(5)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ρ g·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                         模拟优练1.【答案】（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2    2    （2）正四面体    配位键    N    高于    NH3分子间可形成氢键    极性    sp3    （3）金属    Cu+核外电子排布比Ni+稳定，难以失电子    （4）3∶1    ×1010    【解析】(1)镍是28号元素，位于第四周期Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2，3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，剩余3个电子再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2；(2)①根据价层电子对互斥理论，SO的σ键电子对数等于4，孤电子对数为(6+2-2×4)×=0，则阴离子的立体构型是正四面体形；②根据配位键的特点，在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N；③分子间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦；根据价层电子对互斥理论，氨中心原子N的σ键电子对数等于3，孤电子对数为(5-3)×=1，则中心原子是sp3杂化，分子成三角锥形，正负电荷重心不重叠，氨是极性分子；(3)铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；Cu+的外围电子排布为3d10，呈半充满状态，比较稳定，Ni+的外围电子排布为3d84s1，Cu+的核外电子排布更稳定，失去第二个电子更难，元素铜的第二电离能高于镍的，所以ICu＞INi；(4)①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×=3，镍原子的个数为8×=1，则铜和镍原子的数量比为3∶1；②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为d g·cm−3，根据d=g·cm−3，则晶胞参数a=cm=×1010pm。2.【答案】（1）    1    （2）+1    大    （3）3∶2    三角锥形    （4）sp3    （5）共价    ×100%    【解析】(1)As为33号元素，基态As原子的核外价电子为其4s能级上2个电子、4p能级上3个电子，所以其价电子排布式为，基态Ga原子核外4p能级上有1个电子，则Ga未成对电子数是1，故答案为；1；(2)根据镓失去电子的逐级电离能知，失去1个或3个电子电离能突变，由此可推知镓的主要化合价为+1和+3，同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，二者位于同一周期且原子序数Ga＜As，则电负性As比Ga大，故答案为+1；大；(3)共价单键为σ键、共价三键中含有一个σ键、两个π键，因此乙炔分子中含有3个σ键、2个π键，则σ键、π键个数之比为3∶2；AsCl3分子中As原子价层电子对个数=3+=4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断空间构型为三角锥形，故答案为3∶2；三角锥形；(4)(CH3)3Ga中碳原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为sp3，故答案为sp3；(5)GaAs为原子晶体，Ga和As原子之间以共价键键合；该晶胞中Ga原子个数是4、As原子个数=8×+6×=4，所以其化学式为GaAs，该晶胞体积==cm3，该晶胞中所有原子体积=4×π[(a×10−10)3+(b×10−10)3]cm3=4×π×10−30×(a3+b3)cm3，GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率=×100%=×100%。3.【答案】（1）3d54s1    Se或硒    （2）随着电子的逐个失去，阳离子所带正电荷数越来越大，再失一个电子需要克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多    （3）[CrCl2(H2O)4]Cl∙2H2O或[Cr(H2O)4Cl2]Cl∙2H2O    四面体形    ABC    （4）乙醇能形成分子间氢键    （5）LaCrO3    8        【解析】（1）铬元素原子的原子序数为24，位于元素周期表的第四周期VIB族，其基态铬原子的外围电子排布式为3d54s1，，其未成对电子数为6，与铬处于同周期的所有元素中，基态原子最高能层电子数为6的原子外围电子排布式为4s24p4，即该元素为Se或硒；（2）对于同一种元素来说，随着电子的逐个失去，阳离子所带正电荷数越来越大，再失一个电子需要克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多，导致其逐级电离能会越来越大；（3）1mol固体可生成1mol氯化银沉淀，说明该配合物分子的外界有1个氯离子，又因为该配合物的配位数是6，根据氯原子守恒知，则该配合物内界中含有1个氯原子和5个水分子，其余水分子以结晶水形式存在，其化学式为[CrCl2(H2O)4]Cl∙2H2O或[Cr(H2O)4Cl2]Cl∙2H2O；根据价层电子对互斥理论可知，水分子的中心原子为O，其孤电子对数为2，σ键电子对数为2，故中心原子的价电子数为2+2=4，其VSEPR模型为四面体形，该配合物外界存在氯离子，与配位体形成离子键，而配合物内界的中心离子铬离子与氯离子、水分子之间均存在配位键，其中水分子内部H与O原子之间存在共价键，故ABC正确，而金属键是金属离子与自由电子之间的一种化学键，主要存在于金属金体之间，故D项错误，故答案为[CrCl2(H2O)4]Cl∙2H2O或[Cr(H2O)4Cl2]Cl∙2H2O；四面体形；ABC；（4）乙醇分子之间能形成氢键，而乙醛分子之间不能形成氢键，氢键的存在导致乙醇熔沸点大于乙醛，故答案为乙醇能形成分子间氢键；（5）①晶胞中La原子位于立方体的顶点上，其原子数目=8×=1，Cr原子为立方体的中心，其原子数目=1、O原子位于立方体的体面上，其原子数目=6×=3，该晶体的化学式为：LaCrO3，故答案为LaCrO3；②结合该晶体的结构可看出，一个镧原子为八个晶胞共用，一个铬原子为一个晶胞所用，则距离镧原子最近的铬原子有8个；两个距离最近的氧原子核间距与正方体的边长构成等腰直角三角形，设则正方体的边长为x pm，根据几何关系式可知，()2+()2=a2，则x=a pm，因此该晶胞体积为(a×10−10pm)3，又知一个晶胞的质量为g，故其密度=g·cm－3。4.【答案】（1）14    Mg    ns2np2    （2）AC    （3）3    O＞C＞H    （4）非极性键、极性键    b    （5）平面三角形    （6）面心        【解析】(1)硅原子核外有14个电子，每个电子的运动状态都不一样，共有14种不同运动状态的电子；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，3s轨道全充满的Mg原子第一电离能要比Al原子高，第一电离能介于铝和硅之间；碳族元素是第IVA族元素，最外层电子排布的通式为ns2np2；故答案为：14；Mg；ns2np2；(2)A．二氧化硅是共价晶体，CO2是分子晶体，所以沸点SiO2>CO2，故A错误；B．N2与CO价电子数都是10，互为等电子体，结构相似，化学性质相似，故B正确；C．非金属性：O>S，非金属性越大，氢化物稳定性越大，则稳定性：H2O>H2S，故C错误；故答案为AC；(3)3号C原子与氧原子形成碳氧双键，碳原子的杂化轨道类型为sp2；组成青蒿素的三种元素为H、C、O，元素的非金属性越强，电负性越强，非金属性：O＞C＞H；故答案为：3；O＞C＞H；(4)青蒿素中存在O-O键、C-C键，为非极性键，C-O、C-H键为极性键；青蒿素中含有酯基，为酯类物质，不溶于水，易溶于有机溶剂乙醚，提取的方法是用乙醚萃取；故答案为：非极性键、极性键；b；(5)Na2SnO3中阴离子为SnO，价层电子对数为3+(4+2-32)=3，没有孤对电子，空间构型为平面三角形；故答案为：平面三角形；(6)某含碳元素晶体AMX3晶胞中A∶M∶X=1∶1∶3，由晶胞结构结合阳离于(M)距离最近的阴离子(X)形成正八面体结构可知，M位于体心，X位于面心；密度==，则NA=，故答案为：面心；。5.【答案】（1）3s23p4    哑铃形    （2）Na2S＞K2S＞S8＞SO2    Na2S、K2S为离子晶体，熔点较高，离子半径：K+＞Na+，离子半径越小，离子键越强，熔点越高，所以熔点：Na2S＞K2S，S8、SO2形成的是分子晶体，熔点较低，相对分子质量越大，熔点越高，相对分子质量：S8＞SO2，所以熔点：S8＞SO2    （3）离子键    3    （4）极性    sp3    AC    （5）四面体        【解析】(1)S位于周期表中第3周期第ⅥA族，基态硫原子的价电子排布式为3s23p4，其电子占据最高能级为P能级，电子云轮廓图形状为哑铃形；(2)Na2S、K2S为离子晶体，熔点较高，离子半径：K+＞Na+，离子半径越小，离子键越强，熔点越高，所以熔点：Na2S＞K2S，S8、SO2形成的是分子晶体，熔点较低，相对分子质量越大，熔点越高，相对分子质量：S8＞SO2，所以熔点：S8＞SO2，故四种物质的熔点由高到低的顺序依次为Na2S＞K2S＞S8＞SO2；(3)CuFeS2是离子化合物，Cu2+、Fe2+、S2−之间存在离子键；SO2中心原子S原子形成2个σ键，孤电子对数为，则价层电子对数为3；(4)H2S分子中S原子形成2个σ键，孤电子对数为，价层电子对数为4，则中心原子S原子的杂化方式为sp3，分子构型为V形，正负电荷中心不重合，则H2S分子属于极性分子；与H2S分子的空间构型相同的有H2O、SO2，均为V形，CO2为直线形，CH4为正四面体型，故选AC；(5)硫离子采取面心立方堆积，铅离子填在由硫离子形成的四面体空隙中，与周围最近的4个硫离子形成正四面体，与正四面体顶点的距离即为晶胞中硫离子与铅离子最近的距离，顶点与四面体中心的连线处于晶胞体对角线上，且二者距离为晶胞体对角线长度的，而晶胞体对角线长度等于晶胞棱长的，一个晶胞中有4个铅离子，个硫离子，则晶胞的总质量为，故晶胞的体积为，晶胞的边长为，则晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为。