2020届二轮复习 物质结构与性质 作业（全国通用） (2) 练习

物质结构与性质

1、回答下列问题:

⑴基态Ga原子价电子排布图为________。

⑵经测定发现,N2O5固体由和两种离子组成,该固体中N原子杂化类型为__________;与互为等电子体的微粒有_______________(写出一种)。

⑶电负性:磷__________硫(填“>”或“<”);第一电离能磷大于硫的原因是__________。

⑷NH3分子在独立存在时H-N-H键角为106.7°。下图上[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。解释配合物中H-N-H键角变为109.5°的原因:________________________________________

⑸已知图中正八面体为[PtCl6]2-离子,白球为K+,立方体晶胞边长为a pm,K2PtCl6的相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其密度为________g·cm−3(列出计算式即可)。

2、回答下列问题

⑴如图所示为晶体A的结构,已知晶体A仅由一种元素X组成。X的一种单质可由金属镁与XY2气体加热反应获得。

请回答下列问题:

①晶体A的名称为__________。

②晶体A中X原子的杂化方式为__________。

③晶体A中每个X原子参与形成__________个六元环。

④将每个X原子视为一个球,若X原子的半径为R,1个晶胞中X原子的总体积为V,设一个晶胞的体积为V0,定义堆积系数,则该晶体的堆积系数α=__________。(保留1位有效数字,)(提示:图中箭头标记的两个原子是相切的,两个原子球心分别位于立方体晶胞顶点和立方体晶胞体对角线的四等分点)

⑵由分子光谱测得的断裂1个化学键所需的能量称为光谱解离能(D0),1个化学键包含的原子相互作用能称为平衡解离能(D1),两者的关系为

实验测得X—X键振动频率γ=2×1014Hz;普朗克常数h=6×10-34J·s,阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1,x为光谱常数。平衡解离能的计算式为,由实验测得D1=6×10-19J;用阿伏加德罗常数NA乘D0。得到断裂1mol化学键所需的能量E,E称为键能E=NAD0。

请回答下列问题:

①X—X键的键能为__________kJ·mol-1。

②1mol晶体A中有__________mol X—X键。

③原子化热的定义为断裂1mol晶体中所有化学键需要吸收的热量。原子晶体的原子化热类似于离子晶体的晶格能,那么晶体A的原子化热为__________kJ·mol-1。

3、常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、GaAs太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。

⑴基态亚铜离子(Cu+)的价层电子排布式为__________;高温下CuO容易转化为Cu2O,试从原子结构角度解释原因:__________。

⑵H2O的沸点高于H2Se的沸点(-42℃),其原因是__________。

⑶ GaCl3和AsF3的立体构型分别是__________,__________。

⑷硼酸(H3BO3)本身不能电离出H+,在水中易结合一个OH-生成[B(OH)4]-,而体现弱酸性。

①[B(OH)4]-中B原子的杂化类型为__________。

②[B(OH)4]-的结构式为__________。

⑸金刚石的晶胞如图,若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子,便得到晶体硅;若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子,且碳、硅原子交替,即得到碳化硅晶体(金刚砂)。

①金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是________________(用化学式表示);

②金刚石的晶胞参数为a pm(1pm=10-12 m)。1cm3晶体的平均质量为_______________(只要求列算式,阿伏加德罗常数为NA)。

4、、、、为原子序数依次增大的四种元素,和具有相同的电子构型;、为同周期元素,核外电子总数是最外层电子数的3倍;元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
⑴四种元素中电负性最大的是_______(填元素符号),其中D原子的核外电子排布式为_________。
⑵单质有两种同素异形体,其中沸点高的是______(填分子式),原因是_____________;B和D的氢化物所属的晶体类型分别为__________和__________。
⑶和反应可生成组成比为1:3的化合物,的立体构型为________,中心原子的杂化轨道类型为______________。中心原子的价层电子对数为__________。
⑷和能够形成化合物,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,列式计算晶体的密度()_____________________。
 

5、研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:

⑴Co基态原子核外电子排布式为__________(用原子实的形式表示),元素Mn与O中,第一电离能较大的是__________,基态原子核外未成对电子数较多的是__________
⑵CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________
⑶在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为__________,原因是__________
⑷硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中含有化学键有__________

⑸MgO具有NaCl型结构(如上图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,用X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm,则r(O2-)为__________nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a'=0.448nm,则r(Mn2+)为__________nm。

6、铜是人类最早使用的金属之一,在现代工业中仍有广泛应用。回答下列问题:

⑴基态Cu原子的电子排布式为__________。

⑵铜的某种氯化物不仅易溶于水,而且易溶于乙醇和丙酮,其链状结构可表示为。则该氯化物的化学式为__________,属于__________晶体。

⑶Cu2+与乙二胺可形成甲图所示配离子,其中Cu2+的配位数为__________,配离子所含化学键类型有__________(填标号)。

a.配位键      b.极性键

c.离子键      d.非极性键

甲

乙二胺分子中氮原子的杂化形式为__________。

⑷CuO在1273 K时分解为Cu2O和O2,请从铜的原子结构来说明在高温下Cu2O比CuO更稳定的原因:__________。

⑸金铜合金的一种晶体的晶胞如乙图所示。

①晶胞中铜原子与金原子的数量比为__________。

②已知该合金密度为d g/cm3,铜的原子半径为127.8pm,阿伏加德罗常数值为NA,则r(Au)=__________pm(列出计算式)。

乙

7、早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Ca、Cu、Fe四种金属元素组成。请回答下列问题:

⑴基态铁原子有______个未成对电子,Fe3+的价电子排布式为__________。

⑵新制的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸钠,而其自身被还原成Cu2O。乙醛分子中含有的σ键与π键的比例为____________,乙醛分子中碳原子的杂化轨道类型为_________________。配合物[Cu(NH3)4](OH)2中含有的化学键类型有______________________________,1mol该物质中含有__________________________个σ键。

⑶Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于立方晶胞的面心和顶点,则该晶胞中有__________个铜原子。

⑷CaCl2的熔点高于AlCl3的原因是________________________________。

⑸CaF2晶体的晶胞如图所示。已知:CaF2晶体的密度为ρ g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。CaF2晶体中Ca2+和F-之间的最近核间距(d)为________________________pm(列出计算式即可)。

答案以及解析

1答案及解析：

答案：⑴.4s4p; ⑵sp、sp2;SCN-、CO2、CS2、等中的任一种
⑶<;>
⑷氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键对电子间的排斥,排斥减弱,故H-N-H键角变大
⑸4×1030M/(a3 NA)

2答案及解析：

答案：⑴①金刚石

②sp3

③12

④0.3
⑵324.9; 2; 649.8

解析：(1)①金属镁与XY2气体反应可生成X的一种单质,则XY2为CO2,X为C,晶体A是空间网状的立体结构,则A为金刚石。

②金刚石中碳原子均形成4个共价单键,故碳原子的杂化方式是sp3

③从结构看,每个C-C键都能形成3个六元环,每个碳原子形成4个C-C键,故每个碳原子参与形成12个六元环。

④将每个碳原子视为一个球,若碳原子的半径为R,则晶胞的体对角线为8R,晶胞的边长为。晶胞中碳原子个数为所以堆积系数
(2)①平衡解离能的计算式为,则,所以,所以C—C键的键能,代入相关数据得到E=324.9kJ·mol-1。

②1个碳原子形成4个C—C键,一个C一C键为2个碳原子共用,则1个碳原子相当于拥有2个C-C键,则1mol晶体A中有2mol C—C键。

③由于1mol碳原子形成2mol C—C键,所以晶体A的原子化热为324.9kJ·mol-1×2=649.8kJ·mol-1。

3答案及解析：

答案：⑴3d10;Cu2O中Cu+的价层电子排布处于稳定的全充满状态
⑵水分子间存在氢键、H2Se分子间无氢键
⑶平面三角形; 三角锥型;⑷①sp3;②
⑸①C>SiC>Si;②

解析：⑴铜的核电荷数为29,根据构型原理,其核外电子排布为[Ar]3d104s1,Cu+失去4s1上的电子其价电子排布为3d10。亚铜离子的价层电子排布处于稳定的全充满状态,故高温下CuO易转化为Cu2O。
⑵分子间氢键对物质物理性质的有影响,H2O中存在分子间氢键,H2Se不存在分子间氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2Se。
⑶GaCl3和AsF3的中心原子价层电子对数分别是3、4,所以立体构型分别是平面三角形和三角锥形。
⑷①[B(OH)4]-中B原子的价层电子对数是4,杂化类型为sp3;②硼酸(H3BO3)本身不能电离出H+,在水中易结合一个OH-生成[B(OH)4]-,而体现弱酸性,这说明[B(OH)4]-中含有配位键,则结构式为。
⑸①金刚石、晶体硅、碳化硅都是原子晶体,半径越小,熔点越高,即熔点由高到低的顺序为C>SiC>Si;②每个金刚石的晶胞实际占用8个碳原子,其质量为(12×8)/NA g;晶胞的体积为(a×10-10)3cm3,1cm3 晶体中平均含有晶胞的数目为1/(a×10-10)3,则1cm3 晶体的平均质量为。

4答案及解析：

答案：⑴      1s22s22p63s23p5(或[Ne] 3s23p5)
⑵ ;相对分子质量较大,范德华力大;分子晶体;离子晶体
⑶三角锥形;;4
⑷

解析：⑴、、、为原子序数依次增大的四种元素,、为同周期元素,核外电子总数是最外层电子数的3倍,则是;元素最外层有一个未成对电子,所以是氯元素;和具有相同的电子构型,则是,是。非金属性越强,电负性越大,则四种元素中电负性最大的是。
⑵氧元素有氧气和臭氧两种单质,由于相对分子质量较大,范德华力大,所以沸点高的是;
⑶和反应可生成组成比为1:3的化合物,即是,其中含有一对孤对电子,其价层电子对数是4,所以的立体构型为三角锥形,中心原子的杂化轨道类型为。
⑷1 这样的立方体中应含4 ,则其密度为 

5答案及解析：

答案：⑴[Ar]3d74s2,  O,   Mn
⑵sp杂化, sp3杂化
⑶H2O>CH3OH>CO2>H2,   H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇中多,CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大
⑷离子键和共价键; 5.0.148或0.149; 0.076

6答案及解析：

答案：⑴或,
⑵SP; SP3;

⑶

原因:与均为极性分子,中氢键比甲醇多;与均为非极性分子,分子量较大、范德华力较大。
⑷键(键)、离子键
⑸0.148,0.076.

解析：⑴是27号元素,位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为或。元素与中,由于元素是非金属性而是过渡元素,所以第一电离能较大的是。基态原子价电子为,所以其核外未成对电子数是2,而基态原子价电子排布为,所以其核外未成对电子数是5,因此核外未成对电子数较多的是。
⑵和的中心原子原子的价层电子对数分别为2和4,所以和分子中原子的杂化形式分别为和。
⑶硝酸锰是离子化合物,硝酸根和锰离子之间形成离子键,硝酸根中原子与3个氧原子形成3个键,硝酸根中有一个氮氧双键,所以还存在键。

6答案及解析：

答案：⑴[Ar] 3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1
⑵CuCl2; 分子
⑶4; abd; sp3

⑷最外层电子排布,Cu2O中Cu+ 为3d10,而CuO中Cu2+为3d9,最外层电子排布达到全满时更稳定

⑸①3∶1

②    

7答案及解析：

答案：⑴4;3d5;

⑵6∶1;sp2、sp3;离子键、共价键、配位键(或离子键、共价键);18NA(或18×6.02×1023)
⑶16;

⑷CaCl2是离子晶体,AlCl3是分子晶体
⑸