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選考大題專攻練(四)
物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(B)
(滿分60分,建議用時25分鐘) 大題強化練,練就慧眼和規(guī)范,占領(lǐng)高考制勝點!
可能用到的相對原子質(zhì)量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 As-75 I-127
1.(15分)我國從國外進口某原料經(jīng)測定主要含有A、B、C、D、E五種前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。元素A、B、C、D、E的原子結(jié)構(gòu)等信息如下:
元素
元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)
A
周期表中原子半徑最小的元素
B
原子核外有三種不同的能級
且各個能級所填充的電子數(shù)相同
C
最外層p軌道半充滿
D
位于短周期,其原子的核外成對
電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍
E
位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同
請回答下列問題:(用A、B、C、D、E所對應(yīng)的元素符號作答)
(1)B、C、D第一電離能由小到大為 。
(2)E的二價離子的電子排布式為 。
(3)A2B2D4常用作除銹劑,該分子中B的雜化方式為 ;
1 mol A2B2D4分子中含有σ鍵數(shù)目為 。
(4)與化合物BD互為等電子體的陰離子化學(xué)式為 (任寫一種)。
(5)B2A6、C2A4分子中均含有18個電子,它們的沸點相差較大,主要原因是
。
(6)BD2在高溫高壓下所形成晶體的晶胞如圖所示。一個該晶胞中含 個D原子。
【解析】由題意推斷出各元素:A為H,B為C,C為N,D為O,E為Cu。
(1)N的2p軌道中的電子為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以其第一電離能比相鄰元素均要大。
(2)Cu的價電子為3d104s1,失去電子時,先失4s上的電子,則Cu2+的價電子為3d9。
(3)H2C2O4的結(jié)構(gòu)簡式為,C為sp2雜化,單鍵全為σ鍵,CO中有一個為σ鍵,故1 mol H2C2O4中共有7 molσ鍵。
(5)N2H4存在分子間氫鍵,而C2H6沒有,所以N2H4的沸點高。
(6)從晶胞圖知,D原子全部位于晶胞內(nèi),共有16個。
答案:(1)C
”“<”或“=”)。
②二氧化硒分子的空間構(gòu)型為 。
(4)金屬酞菁配合物可應(yīng)用于硅太陽能電池中,一種金屬鎂酞菁配合物的結(jié)構(gòu)如圖3,請在圖中用箭頭表示出配位鍵的位置。
【解析】(1)鎳原子核外有28個電子,其基態(tài)鎳原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2。
(2)每個碳原子形成3個σ鍵且不含孤電子對,所以采用sp2雜化,每個碳原子含有的σ鍵的個數(shù)為,所以1 mol C60分子中σ鍵的數(shù)目=1 mol60NAmol-1=90NA,晶胞中鉀原子數(shù)目=26=6、C60分子數(shù)目=1+8=2,故晶胞中鉀原子、C60分子數(shù)目之比=6∶2=3∶1。
(3)①As和Se屬于同一周期,且As屬于第ⅤA族,砷屬于第ⅥA族,砷原子4p能級容納3個電子,為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于Se;
②二氧化硒分子中硒原子孤電子對數(shù)為1、價層電子對數(shù)為3,所以其空間結(jié)構(gòu)為V形。
(4)配位鍵由提供孤電子對的原子指向提供空軌道的原子,氮原子一般形成3個共價鍵,還有孤電子對,因此形成4個共價鍵的位置為配位鍵。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2
(2)sp2 90NA 3∶1 (3)①> ②V形
(4)
4.(15分)(1)元素的第一電離能:N O(填“>”或“<”)
(2)基態(tài)Fe2+的電子排布式為 。
(3)在N、Mg、Al、Si四種元素中,有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下:
電離能
I1
I2
I3
I4
…
In/kJmol-1
578
1 817
2 745
11 575
…
則該元素的元素符號是 。
(4)N的空間構(gòu)型 (用文字描述),S中硫原子的雜化方式為 。
(5)硅烷(SinH2n+2)的沸點與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是 。
(6)金屬銅原子的堆積方式為面心立方最密堆積,銅的原子半徑為rnm,則銅晶胞的體積表達式為 cm3。
【解析】(1)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,由于第ⅡA族元素和第ⅤA族元素最外層電子處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以它們的第一電離能大于同周期其他相鄰元素,所以N的第一電離能大于O。
(2)鐵為26號元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知基態(tài)Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6。
(3)根據(jù)同一電子層上電子的電離能相近,比較表中電離能的數(shù)據(jù)可知,I1、I2、I3的數(shù)據(jù)與I4的數(shù)據(jù)差別較大,所以該原子應(yīng)該有3個電子在同一層,所以該元素為Al。
(4)根據(jù)N的中心原子的價層電子對數(shù)為=3,所以氮原子雜化方式為sp2雜化,離子中沒有孤電子對,所以其空間構(gòu)型為平面三角形,S中硫原子的價層電子對數(shù)為=4,所以硫原子的雜化方式為sp3雜化。
(5)硅烷是分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,分子間的范德華力越大,沸點越高。
(6)金屬銅原子的堆積方式為面心立方最密堆積,即銅原子位于晶胞立方體的頂點和面心上,所以晶胞的面對角線等于銅原子半徑的4倍,所以晶胞的邊長應(yīng)為面對角線的,銅的原子半徑為rnm,所以銅晶胞的體積為(4rnm)3=1.610-20r3cm3。
答案:(1)>
(2)1s22s22p63s23p63d6
(3)Al
(4)平面三角形 sp3雜化
(5)硅烷是分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,沸點越高
(6)1.610-20r3
5.(15分)(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì),易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧,光化學(xué)煙霧中含有NOx、HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①1 mol PAN中含有的σ鍵數(shù)目為 個。PAN中四種元素的第一電離能由大到小的順序為 。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,該配合物中中心離子的配位數(shù)為 ,中心離子的核外電子排布式為 。
③相同壓強下,HCOOH的沸點比CH3OCH3 (填“高”或“低”),其原因是
________________________________________________。
(2)PM2.5微細粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。
①(NH4)2SO4晶體中各種微粒間的作用力不涉及 (填序號)。
a.離子鍵 b.共價鍵
c.配位鍵 d.范德華力
e.氫鍵
②NH4NO3中陽離子的空間構(gòu)型為 ,陰離子的中心原子軌道采用 雜化。
(3)測定大氣中PM2.5的濃度的方法之一是β-射線吸收法,β-射線放射源可用85Kr。已知Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶體中與每個氪原子緊密相鄰的氪原子有π個,晶胞中氪原子為n個,則= (填數(shù)字)。
【解析】(1)①一個單鍵就是一個σ鍵,一個雙鍵中含有一個σ鍵,一個π鍵,中共有11個共價鍵,所以1 mol PAN中含有的σ鍵數(shù)目為10 mol;根據(jù)元素周期律,以及第ⅤA族比同周期的ⅥA族第一電離能高,可知N、O、C、H的第一電離能依次減小;
②配位體位于方括號中,由1個NO和5個H2O分子構(gòu)成;中心離子為Fe2+,鐵是26號元素,所以Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6;
③HCOOH分子間能形成氫鍵,CH3OCH3不能形成分子間氫鍵,所以相同壓強下,HCOOH的沸點比CH3OCH3高。
(2)①(NH4)2SO4晶體中銨根離子和硫酸根離子之間是離子鍵,而銨根離子和硫酸根離子內(nèi)部都是共價鍵,其中銨根離子內(nèi)部含一個配位鍵;
②N的中心原子氮原子價層電子對數(shù)==4,孤電子對==0,所以N的空間構(gòu)型為正四面體,N的中心原子氮原子價層電子對數(shù)==3,所以氮原子按sp2方式雜化。
(3)與每個氪原子相緊鄰的氪原子有34=12,晶胞中含氪原子數(shù)為8+6=4,則==3。
答案:(1)①10NA(或106.021023) N>O>C>H
②6 1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)
③高 HCOOH分子間能形成氫鍵
(2)①d、e ②正四面體形 sp2
(3)3
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