2019届高考化学二轮复习物质结构与性质作业 练习

物质结构与性质1.(2018·南京盐城一模)通过反应，可制备有机中间体异氰酸苯酯。(1)Ni3＋基态核外电子排布式为____________________________________________。(2)异氰酸苯酯分子中碳原子杂化轨道类型是________，1 mol异氰酸苯酯分子中含有σ键数目为________。(3)Na、O、C、N四种元素的第一电离能从大到小的顺序为_____________________________________________________________________。(4)C2H5OH的沸点高于，这是因为_____________________________________________________________________。(5)Ni与Al形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片，其晶胞结构如图所示，该合金的化学式为_______________________________________________。解析　(1)先写出28号元素镍基态原子排布式[Ar]3d84s2，再由外向内失3e－。(2)异氰酸苯酯中苯环上碳原子是sp2杂化，另有一个碳原子形成2根π键 ，sp杂化。(3)第一电离能小，说明金属性强，同一周期第一电离能呈增大趋势，注意ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA互换。答案　(1)[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7　(2)sp和sp2　14NA　(3)N＞O＞C＞Na　(4)乙醇分子间存在氢键　(5)Ni3Al2.已知A、B、C、D都是短周期元素，原子序数依次增大。A的核外电子总数与其周期数相同，B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子s能级电子总数与p能级电子总数相等。D原子有2个未成对电子，且D原子半径小于B原子。E是第四周期元素，其原子核外有22种运动状态不同的电子。E的化合物如ESe2、E(NO3)4、ECl4、酒石酸E等均有着广泛用途。(1)写出Se的基态原子的外围电子排布式________。(2)酒石酸E配合物广泛应用于药物合成。酒石酸(结构如图所示)中羧基氧原子的轨道杂化类型分别是________，1 mol酒石酸中π键的数目是________。(3)化合物CA3的沸点比化合物BA4的高，其主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)写出与BD2互为等电子体的C的结构式____________________________________________________________________。(5)ED2的天然晶体中，最稳定的一种晶体结构如图，则黑球表示________原子。解析　核外电子总数与其周期数相同的元素只有H；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，说明核外电子排布式为1s22s22p2，B是C元素；D原子s能级电子总数与p能级电子总数相等，且D原子半径小于B原子，由于s能级电子总数与p能级电子总数相等有1s22s22p4和1s22s22p63s2两种，但半径小于C元素的只有O元素，所以D为O元素。题给信息没有直接给C元素信息，但依据元素A、B、C、D、E原子序数依次增大可判断C元素为N元素。E是第四周期元素，其原子核外有22种运动状态不同的电子，为Ti元素。第(1)问主族元素Se的外围电子排布式，就是其价电子排布式。第(2)问—COOH中2个O原子杂化方式不同，不要遗漏；1 mol—COOH中含1 mol π键。第(3)问NH3分子间能形成氢键使沸点升高而CH4分子间不能形成氢键。第(4)问等电子体结构相似，N和CO2相似N原子与N原子以双键结合。第(5)问TiO2晶体结构中，黑球8×1/8＋1×1＝2、白球4×1/2＋2×1＝4，故黑球为Ti原子。答案　(1)4s24p4　(2)sp2、sp3　2NA(或2×6.02×1023)(3)NH3分子间能形成氢键而CH4分子间不能形成氢键 (4)[N===N===N]－　(5)Ti(钛)3.用铁进行水体脱氮(去除水体中的NO)，已成为环境修复研究的热点之一。铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。(1)Fe3＋基态核外电子排布式为_________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂，其结构如图所示。此物质中碳原子的杂化方式是________________________________________________________________。(3)写出与NO等电子体的一种分子：____________________________________________________________________。(4)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。① C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序是________；1 mol Fe(CO)5分子中含有σ键的数目为________。② 该磁性氮化铁晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为________________。解析　第(1)问 Fe3＋基态核外电子排布式为[Ar]3d5，不要写成Fe原子[Ar]3d64s2或Fe2＋[Ar]3d6。第(2)问C原子杂化方式不同： sp3、sp2 ，不要遗漏。第(3)问与NO等电子体的一种分子 SO3(BF3)。第(4)问①注意N、O原子的第一电离能N＞O；Fe(CO)5分子中配位键也属于σ键，1个CO分子中含有1个σ键、2个π键，故1 mol Fe(CO)5含有σ键的数目为10NA。②六棱柱晶胞中：顶点占1/6、侧楞心1/3、上下底面的楞心1/4、面心1/2、体心1。白球Fe原子2×1/2＋12×1/6＋3×1＝6，黑球N原子2×1＝2，故化学式为Fe3N。答案　(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5　(2)sp3、sp2　(3)SO3(BF3)(4)①N＞O＞C　10NA(或10×6.02×1023、6.02×1024)　②Fe3N4.(2017·南通六市三模)铝及其化合物广泛应用于金属冶炼、有机合成等领域。 (1)铝热反应可以冶炼金属铬，Cr3＋基态核外电子排布式为________。(2)AlCl3可作反应①乙酸酐分子中发生sp3杂化的原子有________个；②1 mol对甲基苯乙酮分子中含有σ键的数目为________；③CH3COOH与H2O可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_____________________________________________________________________；④单个AlCl3气态分子的空间构型为________，AlCl3可与Cl－形成AlCl，与AlCl互为等电子体的分子为________。(3)某遮光剂的晶胞如图所示，由晶胞可知n＝________。解析　(1)Cr为第24号元素，其原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1，3d中电子数为半满时较稳定，形成Cr3＋时，先失去4s上面的电子，则Cr3＋的电子排布式为[Ar]3d3。(2)①甲基上的碳原子，形成单键的氧原子均为sp3杂化，共有3个原子；②对甲基苯乙酮分子中碳氢键、碳碳键、苯环中的碳碳键均为σ键，另外碳氧双键中有一根为σ键，故1 mol对甲基苯乙酮分子中含有σ键的数目为20NA，③CH3COOH与H2O分子间可以形成氢键，所以两者之间的溶解度较大；④AlCl3中Al没有孤对电子，价层电子对为0＋3＝3，则Al为sp2杂化，即为平面三角形，Al位于ⅢA族，得1个电子则为ⅣA族元素，所以AlCl与CCl4、SiCl4互为等电子体。(3)从晶胞图知，4个Na位于棱上，10个Na位于面上，Na＋共有4×＋10×＝6(个)，AlF有8个位于顶点，1个位于体内，所以AlF共有8×＋1＝2(个)，根据电荷守恒有2×(n－3)＝6，解得：n＝6。答案　(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3(2)①3　②20NA　③CH3COOH能与H2O分子间形成氢键　④平面三角形　SiCl4(或CCl4)　(3)65.(2016·南京、盐城、连云港二调)下列反应可用于合成CH3OH：CO＋2H2CH3OH(1)Mn2＋基态核外电子排布式为________。(2)CO的空间构型是________(用文字描述)。(3)1 mol CH3OH中含有σ键的数目为________。CH3OH与H2O可以任意比互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_____________________________________________________________________。(4)锰元素的一种硫化物晶体的晶胞结构如图所示，该硫化物的化学式为________。解析　(1)Mn2＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。(2)根据价层电子对互斥理论n＝＝3，则CO为平面三角形。(3)CH3OH中的化学键全部为σ键，1 mol CH3OH中含有σ键的数目为5NA。与乙醇相似，CH3OH与H2O分子之间可以形成氢键，故它们可以任意比互溶。(4)由晶胞结构知，Mn原子与S原子个数均为4，故化学式为MnS。答案　(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5　(2)平面三角形　(3)5NA　CH3OH与H2O分子间可以形成氢键(4)MnS6.(2017·盐城三调)配合物是双烯合成反应的催化剂，它被浓硝酸分解的化学方程式为： (1)Cu2＋基态核外电子排布式为________；铜与氮形成的一种化合物晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为________。(2)1 mol H3BO3分子中含有σ键的数目为________。(3)N与CO2分子互为等电子体，N的结构式可表示为_____________________________________________________________________。(4)配合物中：①配体CH3C≡N分子中碳原子杂化轨道类型为________；②［Cu(CH3C≡N)4］+的结构可用示意图表示为________(不考虑空间构型)。解析　(1)Cu的核外电子排布式较为特殊，当3d轨道中排满电子时更稳定，故为[Ar]3d104s1，Cu失去电子时，先从4s开始，则Cu2＋的电子排布式为[Ar]3d9。晶胞中，N位于顶点，共含有8×＝1(个)，Cu位于棱上，共含有12×＝3(个)，所以化学式为Cu3N。(2)H3BO3的结构式为，单键均为σ键，故1 mol H3BO3中含有6 mol σ键。(3)CO2的结构式为O==C==O，CO2与N互为等电子体，所以N也为直线形，即为［N=N=N］-。(3)①CH3—C≡N中，甲基上的C原子为sp3杂化，—C≡N上C为sp杂化，②CH3—C≡N中C和H不存在孤对电子，N上存在一对孤对电子，故N可以作为配位原子，—C≡N上C为sp杂化，直线形，所以［Cu(CH3C≡N)4］中N给Cu提供弧对电子。答案　(1)[Ar]3d9　Cu3N　(2)6NA(3) (4)①sp、sp3　②7.(2017·苏锡常镇二调)过渡元素铁可形成多种配合物，如[Fe(CN)6]4－、[Fe(OCN)6]4－等。(1)Fe2＋基态核外电子排布式为________。(2)尿素与氯化铁形成{Fe[CO(NH2)2]6}Cl3配合物是一种高效有机催化剂。C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为________，该配合物中π键和σ键的个数比为________。(3)研究表明用TiO2作光催化剂可将CN－、CO、N2O、C2H4等氧化为N2、CO2。下列说法正确的是________(填字母)。a.N2O呈直线形b.N的第一电离能比C小c.CO2和N2均属于非极性分子d.C2H4沸点比N2H4低得多，主要是因为C2H4的相对分子质量小(4)铁可形成多种功能性材料。如图为铁的一种高韧性、高耐磨性合金的晶体结构，其化学式为________。(5)纳米晶体Mg2FeH6是一种贮氢容量大、价格低廉的储氢材料。Mg2FeH6可由Mg和Fe的粉末在H2气氛中反应加热球磨制得，该反应分两步进行。第一步反应为Mg＋H2MgH2，第二步反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析　(1)Fe2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d6。(2)元素的非金属越强，电负性越大，故电负性由大到小顺序为O>N>C；6个配位键是σ键，碳氧双键中有1个σ键，1个π键，其他的C—N，N—H键均为σ键，则π键与σ键的个数比＝(1×6)∶(6＋6× 7)＝1∶8。(3)N2O与CO2是等电子体，结构相似，CO2是直线形的，则N2O也是直线形，a正确；N原子第一电离能比C大，b错误；CO2和N2均为对称的结构，正负电荷中心重叠，为非极性分子，c正确；N2H4分子间存在氢键作用，故它的沸点比C2H4高得多，d错误。(4)由均摊法计算，铁原子数＝8×＝1，镍原子数＝6×＝3，碳原子数为1，则化学式为FeNi3C。(5)第一步生成MgH2，第二步需要生成Mg2FeH6，反应的化学方程式见答案。答案　(1)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6(2)O＞N＞C　1∶8(3)ac　(4)FeNi3C(5)3MgH2＋FeMg2FeH6＋Mg(或2MgH2＋Fe＋H2Mg2FeH6)8.元素X位于第4周期，其基态原子有4个未成对电子。Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子。(1)Y与Z可形成多种化合物。①元素Y与Z中电负性较大的是________(用元素符号描述)。②离子ZY的空间构型为________(用文字描述)。③写出一种与ZY2互为等电子体的氧化物分子的化学式________。(2)Y的氢化物(H2Y)在乙醇中的溶解度大于H2Z，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)含X2＋的溶液与KCN、氨水反应可得到化合物K3[X(CN)5(NH3)]。①基态X2＋的电子排布式是________。②1 mol配合物K3[X(CN)5(NH3)]中含σ键的数目为________。(4)如图为X与Z所形成的一种化合物的基本结构单元，推测该化合物的化学式：________。解析　(1)“X基态原子有4个未成对电子”，则价电子排布式为3d64s2，为Fe元素；“Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍”，则Y为O元素；“Z基态原子的3p轨道上有4个电子”，则Z为S元素。(1)①O和S位于同一主族，但O的半径小，易得电子，所以O的电负性大于S。②SO中S有一对孤对电子，价层电子对数为1＋3＝4，S为sp3杂化，理想模型是四面体，去除一对孤对电子所占有的空间，则SO的空间构形为三角锥形；③S与Se位于同一主族，最外层电子数相等，所以SO2与SeO2互为等电子体。(2)H2O与乙醇分子间形成氢键，导致H2O在乙醇中的溶解度大，而H2S与乙醇之间不能形成氢键，故H2S在乙醇中的溶解度小。(3)①Fe2＋的电子排布式为[Ar]3d6；②K＋与[Fe(CN)5(NH3)]3－之间为离子键，[Fe(CN)5(NH3)]3－的结构式为：，其中Fe2＋与CN－以及Fe2＋与NH3之间为配位键，属于σ键，C≡N中一个为σ键，NH3中有三个σ键，共有6＋5＋3＝14 mol σ键。(4)从晶胞图知，黑球Fe为4×＋1＝，白球S为4，N(Fe)∶N(S)＝3∶8，所以化学式为Fe3S8。答案　(1)①O　②三角锥形　③SeO2(2)H2O分子与乙醇分子间可形成氢键，而H2S不能(3)①[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6　②14NA(4)Fe3S8