专题突破 物质结构与性质
1.元素X的基态原子中的电子共有7个能级,且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子。在气体分析中,常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应方程式为2XCl+2CO+2H2O
X2Cl2·2CO·2H2O。
(1)X基态原子的核外电子排布式为 。 (2)C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。 (3)X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物,其结构如图1所示。 ①与CO互为等电子体的分子是 。 ②该配合物中氯原子的杂化方式为 。
③在X2Cl2·2CO·2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图1中用“→”标出相应的配位键。
(4)测定阿伏加德罗常数的值有多种方法,X-射线衍射法是其中一种。通过对XCl晶体的X-射线衍射图像的分析,可得出XCl的晶胞如图2所示,则距离每个X+最近的Cl-的个数为 ;若X+的半径为a pm,晶体的密度为ρ g·cm-3,试计算阿伏加德罗常数的值NA= (列计算表达式)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (2)O>C>H
(3)①N2 ②sp3 ③
(4)4
2.2017年5月5日中国大飞机C919成功首飞,象征着我国第一架真正意义上的民航干线大飞机飞上蓝天!飞机机体的主要材料为铝、镁等,还含有极少量的铜。飞机发动机的关键部位的材料是碳化钨等。回答下列问题:
(1)铜元素的焰色反应呈绿色,其中绿色光对应的辐射波长为 nm(填字母)。
A.404
B.543
C.663
D.765
(2)基态Cu原子中,核外电子占据最高能层的符号是 ,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。钾元素和铜元素位于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钾的熔点、沸点都比金属铜低,原因是 。
(3)现代飞机为了减轻质量而不减轻外壳承压能力,通常采用复合材料——玻璃纤维增强塑料,其成分之一为环氧树脂,常见的E51型环氧树脂中部分结构如图a所示。其中碳原子的杂化方式为 。
(4)图b为碳化钨晶体的一部分结构,碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙固溶体,也称为填隙化合物。在此结构中,1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有 个,该晶体的化学式为 。
(5)图b部分晶体的体积为V cm3,则碳化钨的密度为 g·cm-3(用NA来表示阿伏加德罗常数的数值,W的相对原子质量为184)。
答案 (1)B (2)N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱 (3)sp2、sp3
(4)6 WC (5)
3.铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)铜或铜盐的焰色反应为绿色,下列有关原理分析的叙述正确的是 (填字母)。 A.电子从基态跃迁到较高的激发态 B.电子从较高的激发态跃迁到基态 C.焰色反应的光谱属于吸收光谱 D.焰色反应的光谱属于发射光谱
(2)基态Cu原子中,核外电子占据的最高能层符号是 ,其核外电子排布式中未成对电子数为 个,Cu与Ag均属于ⅠB族,熔点:Cu Ag(填“>”或“<”)。
(3)[Cu(NH3)4]SO4中阴离子的立体构型是 ;中心原子的轨道杂化类型
为 ,[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为 。 (4)用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛,乙醛中σ键和π键的个数比为 。 (5)碘、铜两种元素的电负性如下表:
元素 电负性
I 2.5
Cu 1.9
CuI属于 (填“共价”或“离子”)化合物。
答案 (1)BD (2)N 1 > (3)正四面体 sp3 配位键 (4)6∶1 (5)共价 4.硼及其化合物用途非常广泛,回答下列问题。
(1)下列B原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填标号)。
(2)H3BO3是一元弱酸,可用作医用消毒剂,其水溶液呈酸性的原理为
H3BO3+H2OH++[]-。
则1 mol硼酸中含有的共用电子对数为 。
(3)BF3可用于制造火箭的高能燃料,其分子的空间构型是 ,硼原子杂化方式是 ;BF3能与乙醚发生反应:(C2H5)2O+BF3
BF3·O(C2H5)2,该反应能发生,原因
是 。 (4)硼的一种化合物结构简式为
(5)图(a)为类似石墨的六方BN,图(b)为立方BN。
,一个该分子中含 个σ键。
①
六
方
BN
具
有
良
好
的
润
滑
性
,
是
因
为 ;六方BN不能像石墨一样具有导电性,其原因是 。
②已知立方BN的晶胞参数为0.361 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则立方BN的密度为 g·cm-3(列出计算式)。 答案 (1)A D (2)3.612×1024(或6NA)
(3)平面三角形 sp2 BF3中B原子有空轨道,O(C2H5)2中氧原子有孤对电子,能形成配位键 (4)7
(5)①六方BN晶体中层与层之间的作用力是较弱的范德华力,故层与层之间相对易滑动 六
方BN的结构中没有自由移动的电子 ②或×1021
5.晶体硅是制备太阳能电池板的主要原料,电池板中还含有硼、氮、钛、钴、钙等多种化学物质。
请回答下列问题:
(1)区分晶体硼和无定形硼最可靠的科学方法为 。第二周期主族元素的电负性按由小到大的顺序排列,B元素排在第 位,其基态原子价电子的电子云轮廓图为 。
(2)硅酸根有多种结构形式,一种无限长链状结构如图1所示,其化学式为 ,Si原子的杂化类型为 。
图1
(3)N元素位于元素周期表 区;基态N原子中,核外电子占据最高能级的电子云有 个伸展方向。
(4)[Co(NH3)6]3+的几何构型为正八面体形,Co3+在中心。
①[Co(NH3)6]3+中,1个Co3+提供 个空轨道。
②若将[Co(NH3)6]3+中的两个NH3分子换成两个Cl-,可以形成 种不同的结构形式。 (5)一种由Ca、Ti、O三种元素形成的晶体的立方晶胞结构如图2所示。
图2
①与Ti紧邻的Ca有 个。
②若Ca与O之间的最短距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度ρ= g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
答案 (1)X-射线衍射实验 3 球形、哑铃形(或纺锤形) (2)Si(3)p 3 (4)①6 ②2
[或(SiO3
] sp3
(5)①8 ②
6.我国是世界上少数几个掌握研发制造大型客机能力的国家之一。
(1)飞机的外壳通常采用镁、铝、钛合金材料,钛原子核外电子有 种空间运动状态,第一电离能:镁 铝(填“大于”或“小于”)。
(2)Fe与CO能形成配合物羰基铁[Fe(CO)5],该分子中σ键与π键个数比为 。 (3)SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是 ,该分子构型为 。
(4)已知MgO与NiO的晶体结构相同,其中Mg2+和Ni2+的半径分别为66 pm和69 pm,则熔点:MgO NiO(填“>”“<”或“=”)。
(5)如下图所示,NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,0,1),则C离子坐标参数为 。
答案 (1)22 大于 (2)1∶1
2024届全国卷高考化学一轮专题训练：物质结构与性质(含解析)
