新高考新教材广西专版2024届高考化学二轮总复习专题突破练7物质结构与性质A

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1.下列关于元素及元素周期律的说法,正确的是( )。
A.同主族元素的原子,最外层电子数相等且等于主族序数
B.铝元素在周期表中位于第四周期ⅢA族
CBe的原子核内中子数是10
D.第117号元素Ts的非金属性强于Br
2.长征六号运载火箭将卫星送入预定轨道的过程中,提供动力的化学反应为C2H8N2+2N2O43N2+2CO2+4H2O。下列说法错误的是( )。
A.N2的电子式N︙︙
B.CO2的空间填充模型:
C.CO2是氧化产物
D.电负性大小:O>N
3.NF3与汞共热得到N2F2和一种汞盐,下列有关说法错误的是( )。
A.NF3的空间结构为三角锥形
B.N2F2的结构式为F—NN—F
C.NF3的沸点一定高于NH3的沸点
D.N2F2:分子存在顺反异构
4.一种用于治疗流行性感冒的药物的主要成分的结构简式如图。下列关于该有机化合物的说法错误的是( )。
A.分子中只有1个手性碳原子
B.分子中共平面碳原子最多有7个
C.键角α>β
D.1 ml该有机化合物消耗Na与NaOH的物质的量之比为3∶2
5.已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定错误的是( )。
A.电负性:W>Z>Y>X
B.气态氢化物熔、沸点:W > Z
C.简单离子的半径:W>X>Z
D.若X与W原子序数之差为5,则形成化合物的化学式为X3W2
6.一种新型电池的电解质是由短周期主族元素组成的化合物,结构如图所示。其中元素W、X、Y、Z位于元素周期表的同一周期,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍。下列叙述错误的是( )。
A.原子半径:r(W)B.简单气态氢化物的热稳定性:WC.W和X组成的XW3分子为含极性键的非极性分子
D.Y和Z组成的ZY2分子中σ键和π键数目之比为1∶1
7.HCHO与[Zn(CN)4]2-在水溶液中发生反应:4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O[Zn(H2O)4] 2++4HOCH2CN,下列说法错误的是( )。
A.反应中HCHO发生了加成反应
B.HCHO和H2O中心原子的价层电子对数相同
C.CN-和H2O与Zn2+的配位能力:CN-D.Zn 2+与CN-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中,σ键和π键的数目之比为1∶1
二、非选择题
8.LiBH4-MgH2-AlH3是一种具有良好释氢性能的三元复合储氢材料。请回答下列问题。
(1)下列说法正确的是 (填字母)。
A.该材料中,五种元素的基态原子都没有成对的p电子
B.该材料中,五种元素的电负性最大的是H
C.Li已无电子可发生跃迁,故Li灼烧时火焰为无色
D.MgH2熔点高于AlH3,原因是Mg2+半径比Al3+半径小,与H-形成的化学键更强
(2)B的空间结构为 ,其中B原子的轨道杂化方式为 。
(3)LiBH4晶体中含有的粒子间作用力有 (填字母)。
A.离子键B.π键
C.氢键D.配位键
(4)氢化镁(h-MgH2)是一种单层的二维材料,二维晶胞俯视图如图1。
图1
图2
①h-MgH2中,Mg的配位数为 。
②3×3×1的h-MgH2晶胞中,涂黑处的Mg被Mn替换,形成掺杂h-MgH2(晶胞如图2所示,H已省略)的化学式为 。
9.硫磷的化合物在农药、石油工业、矿物开采、萃取及有机合成等领域的应用广泛,如O,O'取代基二硫代磷酸在萃取金属中有如下应用。
请回答下列问题。
(1)P、S、O三种元素中,电负性由大到小的顺序是 。
(2)基态硫原子的价层电子排布式为 。
(3)物质(A)中的S原子的杂化方式为 。
(4)将物质(A)在N2气氛中加热至730 ℃不再失重,得到金属硫化物的无定形粉末,其六方晶胞如下图所示。已知该晶胞参数α=120°,β=γ=90°,X的相对原子质量用W表示,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
10.环烷酸金属(Cu、Ni、C、Sn、Zn)盐常作为合成聚氨酯过程中的有效催化剂。请回答下列问题。
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为 。
(2)镍的氨合离子[Ni(NH3)6]2+中存在的化学键有 。
A.离子键 B.共价键 C.配位键
D.氢键 E.σ键 F.π键
(3)Ni、C的第五电离能:I5(Ni)=7 339 kJ·ml-1,I5(C)=7 670 kJ·ml-1,I5(Ni)(4)锡元素可形成白锡、灰锡、脆锡三种单质。其中灰锡晶体与金刚石结构相似,但灰锡不如金刚石稳定,其原因是 。
(5)硒化锌晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a pm。
①相邻的Se2-与Zn2+之间的距离为 pm。
②已知原子坐标:A点为(0,0,0),B点为(1,1,1),则C点的原子坐标为 。
③若硒化锌晶体的密度为d g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA= (用含a、d的计算式表示)。
11.(2023广西柳州三模)B2H6与NH3反应生成离子化合物[H2B(NH3)2]+[BH4]-(简记为X+M-)结构如图所示,已知B、H、N的电负性分别为2.0、2.1、3.0。回答下列问题:
(1)X+M-熔点比B2H6的 (填“高”或“低”),理由是 。
(2)B原子的价层电子排布式为 。B和N相比,第一电离能较大的原子是 ,原因是 。
(3)X+中B与N之间的电子对由 提供,M-中B原子的杂化类型为 。
(4)BH3分子的空间结构为 ,B的化合价为 价。
(5)如图为一种B、Ca化合物晶体的一部分,晶体中B原子通过B—B连成正八面体,八面体间也通过B—B连接,所有B—B键长都为b pm。该晶体的化学式为 。若该晶胞的摩尔质量为M g·ml-1,晶胞体积为V pm3,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞密度为 g·cm-3。
专题突破练七 物质结构与性质(A)
一、选择题
1.A 解析 同主族元素的原子,最外层电子数相等,主族族序数等于最外层电子数,A项正确。铝元素原子的核电荷数为13,在周期表中位于第三周期ⅢA族,B项错误Be的原子核内中子数是10-4=6,C项错误。同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,因此第117号元素Ts的非金属性弱于Br,D项错误。
2.B 解析 N2的结构式为N≡N,每个原子均满足8电子的稳定结构,其电子式为N︙︙,A项正确。二氧化碳的分子式为CO2,由题图模型可知小球为碳原子,大球为氧原子,且模型中氧原子半径大,但实际碳原子半径大于氧原子半径,B项错误。反应C2H8N2+2N2O43N2+2CO2+4H2O中N2O4为氧化剂,C2H8N2被氧化,生成的CO2是氧化产物,C项正确。元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>N,则电负性:O>N,D项正确。
3.C 解析 NF3的中心原子N的价层电子对数为+3=4,含有1个孤电子对,因此其空间结构为三角锥形,A项正确。N2F2中N原子和F原子形成一对共用电子对,N原子和N原子间形成2对共用电子对,其结构式为
F—NN—F,B项正确。NH3分子间存在氢键,因此NF3沸点低于NH3的沸点,C项错误。N2F2分子存在顺反异构,类似于C2H4,即(顺式)、(反式),D项正确。
4.B 解析 与苯环直接相连的碳原子与苯环上的碳原子共平面,由三点成面的原则可知,该有机化合物分子中共平面的碳原子最多有9个,B项错误。该有机化合物分子中含有羟基和羧基,羟基和羧基都能与金属钠反应,1ml该有机化合物可消耗3ml钠,酚羟基和羧基均能与氢氧化钠溶液反应,醇羟基与氢氧化钠溶液不反应,1ml该有机化合物可消耗2ml氢氧化钠,则1ml该有机化合物消耗钠与氢氧化钠的物质的量之比为3∶2,D项正确。
5.C 解析 W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素,则W为第二周期元素,X、Y、Z为第三周期元素,则X为Na或Mg或Al,各元素的相对位置为。
通常非金属性越强,电负性越大,已知非金属性:W>Z>Y>X。则电负性:W>Z>Y>X。A项正确。Y为非金属,则W可能为N、O、F,对应气态氢化物NH3、H2O和HF的分子之间存在氢键,其沸点均比同主族其他元素气态氢化物的沸点高,即气态氢化物熔、沸点:W>Z。B项正确。W与X的离子的核外电子排布相同,X的离子的核电荷数大,离子半径小,而Z的离子的核外电子排布比W离子多一个电子层,离子半径大,即离子半径:Z>W>X。C项错误。若W与X原子序数差为5,W为N时X为Mg,或W为O时X为Al,形成化合物的化学式为Mg3N2或Al2O3,即形成化合物的化学式可以为X3W2,D项正确。
6.B 解析 Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,Y是O元素;W、X、Y、Z位于元素周期表的同一周期,根据可知,Z能形成4个共价键,Z是C元素;W能形成1个共价键,W是F元素;X能形成4个共价键,其中有1个是X提供空轨道形成的配位键,说明X最外层有3个电子,X是B元素。
原子半径r(F)7.B 解析 反应中HCHO反应生成了HOCH2CN,在CO两端分别连上了—H和—CN,发生了加成反应,A项正确。HCHO中心原子C的价层电子对数=3+=3,H2O中心原子O的价层电子对数=2+=4,不相同,B项错误。题述反应中配合物向生成更稳定的配合物转化,所以CN-和H2O与Zn2+的配位能力:CN-二、非选择题
8.答案 (1)B (2)正四面体 sp3
(3)AD (4)①6 ②Mg8MnH18
解析 (1)镁的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,铝的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,均存在成对的p电子,A项错误。该材料中锂、镁、铝均为活泼金属,电负性较小,在LiBH4中B为+3价,H为-1价,可知B的电负性比H的电负性小,电负性最大的是H,B项正确。Li原子外有3个电子,可以发生跃迁,灼烧时会出现焰色,C项错误。Mg2+半径比Al3+半径大,与H-形成的化学键弱于Al3+,D项错误。
(2)B的中心原子B的价层电子对数为4,无孤电子对,为正四面体结构,B采用sp3杂化。
(3)LiBH4晶体中Li+和B间存在离子键,B—H之间有三个共价键和一个配位键。
(4)①由h-MgH2晶胞俯视图可知,在一个平行四边形结构中,处于锐角顶角的Mg与一个H相连,处于钝角顶角的Mg与两个H相连,而每个镁同时为两个四边形的锐角顶角,也为两个四边形的钝角顶角,则每个顶角的Mg与周围6个H相连,配位数为6。
②在图2晶胞中4个Mn位于顶角,个数为4×=1;4个Mg位于面内,8个Mg位于棱上,个数为4+8×=8;18个H位于面内,则化学式为Mg8MnH18。
9.答案 (1)O>S>P (2)3s23p4
(3)sp2、sp3 (4)
解析 (1)P、S、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O>S>P。
(2)基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4。
(3)物质(A)中,与X原子以单键连接的S原子的杂化方式为sp3,与X原子以配位键连接的S原子的杂化方式为sp2。
(4)由晶胞结构可知1个晶胞中含有2个“XS”,故晶胞质量为g,该晶体的密度=g·cm-3。
10.答案 (1)3d104s1 (2)BCE
(3)I5(C)和I5(Ni)分别指失去3d5和3d6上的一个电子所需能量,3d5处于半充满稳定状态,需要的能量较高
(4)Sn与C同主族,Sn原子半径大,Sn—Sn的键长长,键能小,故灰锡不如金刚石稳定
(5)①a ②()
③ ml-1
解析 (1)铜为29号元素,其基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1。
(2)镍的氨合离子[Ni(NH3)6]2+中氨分子中存在共价单键,单键就是σ键,镍离子和氨之间存在配位键。
(5)①硒化锌晶胞中相邻的Se2-与Zn2+之间的距离为晶胞体对角线长度的四分之一,而晶胞体对角线的长度为晶胞棱长的倍,故Se2-与Zn2+之间的距离为apm。
②根据硒化锌晶胞中相邻的Se2-与Zn2+之间的距离为晶胞体对角线长度的四分之一分析,A点为(0,0,0),B点为(1,1,1),则C点的原子坐标为()。
③根据均摊法分析,1个晶胞中锌原子的个数为4,硒原子的个数为8×+6×=4,所以晶胞的质量为m=g,故dg·cm-3=÷(a×10-10)3cm3,可得阿伏加德罗常数NA=ml-1。
11.答案 (1)高 X+M-为离子晶体,B2H6为分子晶体
(2)2s22p1 N B和N失去的都是2p能级上的电子,但N原子半径更小,核对该能级的电子吸引力更大,故更难失去(或B和N失去的都是2p能级上的电子,但N的电子排布是半充满,较稳定,更难失去电子)
(3)N sp3
(4)平面三角形 +3
(5)CaB6
解析 (1)从X+M-结构可知其为离子晶体,B2H6为分子晶体,因此X+M-的熔点高于B2H6。
(2)B原子序数为5,价层电子排布式为2s22p1,B和N失去的都是2p能级上的电子,但N原子半径更小,原子核对该能级的电子吸引力更大,故更难失去。
(3)N原子有一对孤电子对,B与N之间的电子对由N原子提供,M-中B原子形成4条单键,无孤电子对,采用sp3杂化。
(4)BH3中B形成3条单键,无孤电子对,采用sp2杂化,空间结构为平面三角形。从B、H元素的电负性数据可知,B的化合价为+3价。
(5)该晶胞中Ca2+的个数为1,B原子通过B—B连成正八面体,且正八面体位于晶胞的顶角,每一个八面体有6个B,因此晶胞中B6个数为×8=1,该晶体的化学式为CaB6。该晶胞摩尔质量为Mg·ml-1,晶胞体积为Vpm3,则该晶胞的密度ρ=g·cm-3=g·cm-3。