高中化學(xué)蘇教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì) 全國公開課

模塊復(fù)習(xí)課2微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)典題訓(xùn)練·知能夯實(shí)區(qū)【真題體驗(yàn)練】1.(2023·山東高考節(jié)選)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。(1)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有(填元素符號)。(2)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),某金屬M(fèi)與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料,晶胞如圖丙所示,M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為,該材料的化學(xué)式為?！窘馕觥?1)氧化石墨烯中“—OH”的O可與H2O中的H形成氫鍵、氧化石墨烯中“—OH”的H可與H2O中的O形成氫鍵,氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有O、H。(2)利用“均攤法”可知該晶胞棱上12個(gè)M完全屬于該晶胞的M為12QUOTE14=3,位于晶胞內(nèi)的9個(gè)M完全屬于該晶胞,故該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為12;該晶胞中含有C60的個(gè)數(shù)為8QUOTE18+6QUOTE12=4,因此該晶胞的化學(xué)式為M3C60。答案:(1)O、H(2)12M3C2.(2023·新課標(biāo)全國卷Ⅱ節(jié)選)元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價(jià)電子層中的未成對電子有3個(gè),c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族,e的最外層只有1個(gè)電子,但次外層有18個(gè)電子?；卮鹣铝袉栴}:(1)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中,分子呈三角錐型,該分子的中心原子的雜化方式為;分子中既含有極性共價(jià)鍵,又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是(填化學(xué)式,寫出兩種)。(2)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1,則e離子的電荷為。(3)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。該化合物中,陰離子為,陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有;該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是,判斷理由是。【解析】a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,則a為氫;b的價(jià)電子層中的未成對電子有3個(gè),則b為氮;c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,則c為氧;d與c同主族,d為硫;e的最外層只有1個(gè)電子,但次外層有18個(gè)電子,其電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d104s1,為銅元素。(1)根據(jù)題意應(yīng)該是形成氨氣,氨氣中氮原子為sp3雜化,分子中既有非極性鍵又有極性鍵的二元化合物有H2O2、N2H4、C2H6等;(2)晶胞中氧離子個(gè)數(shù)為1+8QUOTE18=2;銅離子的個(gè)數(shù)為4,因此該晶體為氧化亞銅,其中銅離子為+1價(jià);(3)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu),則陰離子為硫酸根,根據(jù)陽離子的結(jié)構(gòu)圖可以知道該陽離子中含有一個(gè)銅離子,四個(gè)氨分子,兩個(gè)水分子,因此該物質(zhì)的化學(xué)式為[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,陽離子中存在配位鍵和共價(jià)鍵,該化合物加熱時(shí)首先失去水,原因是銅離子與水所形成的配位鍵要比與氨氣所形成的配位鍵弱。答案:(1)sp3H2O2、N2H4(合理即可)(2)+1(3)SO42-共價(jià)鍵和配位鍵H2OH2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu3.(2023·新課標(biāo)全國卷Ⅰ節(jié)選)早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}:(1)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有個(gè)銅原子。(3)鋁單質(zhì)為面心立方晶體,其晶胞參數(shù)a=nm,晶胞中鋁原子的配位數(shù)為。列式表示鋁單質(zhì)的密度g·cm-3(不必計(jì)算出結(jié)果)。【解析】(1)利用X-射線衍射法能區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)該晶胞中含氧原子數(shù)為QUOTE188+QUOTE126+4=8,則該晶胞中含銅原子數(shù)目是氧原子的2倍,即16個(gè)。(3)面心立方堆積晶體中,原子的配位數(shù)為12;該晶胞中含有鋁原子數(shù)目為QUOTE188+QUOTE126=4,根據(jù)3ρ=274NA,解得ρ=4×276.02×1023×(0.405×10-7答案:(1)X-射線衍射(2)16(3)124【真題備選】1.(2023·福建高考)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為。(2)關(guān)于這兩種晶體的說法,正確的是(填序號)。a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大b.六方相氮化硼層間作用力小,所以質(zhì)地軟c.兩種晶體中的B—N鍵均為共價(jià)鍵d.兩種晶體均為分子晶體(3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為,其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是?！窘馕觥?1)硼元素位于元素周期表第2周期第ⅢA族,所以基態(tài)硼原子的電子排布式為1s22s22p1。(2)根據(jù)六方相氮化硼和立方相氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)示意圖和信息,結(jié)合金剛石和石墨的結(jié)構(gòu),確定六方相氮化硼晶體類似于石墨晶體;立方相氮化硼晶體類似于金剛石晶體;因此二者晶體原子之間均通過共價(jià)鍵相連,而六方相氮化硼晶體層與層之間依靠范德華力即分子間作用力相連,作用力小,質(zhì)軟。(3)六方相氮化硼晶體類似于石墨晶體,其晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰三個(gè)氮原子成鍵,空間構(gòu)型為平面三角形結(jié)構(gòu);而石墨晶體中層內(nèi)一個(gè)碳原子與相鄰三個(gè)碳原子成鍵,還有一個(gè)電子在層內(nèi)自由移動(dòng),層內(nèi)可以導(dǎo)電;而氮化硼形成三個(gè)共價(jià)鍵后,硼元素的原子最外層電子全部參與成鍵,沒有自由移動(dòng)的電子,不導(dǎo)電。答案:(1)1s22s22p1(2)b、c(3)平面三角形層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子2.(2023·四川高考節(jié)選)X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等;R2+的3d軌道中有9個(gè)電子。請回答:Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示,晶胞中陰離子與陽離子的個(gè)數(shù)比是?！窘馕觥扛鶕?jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,陽離子在8個(gè)頂點(diǎn)和體心位置,因此晶胞中陽離子個(gè)數(shù)為1+81/8=2,陰離子在上下面各2個(gè),晶胞內(nèi)部2個(gè),則陰離子個(gè)數(shù)=41/2+2=4,因此晶胞中陰離子與陽離子的個(gè)數(shù)比為2∶1。答案:2∶13.(2023·大綱全國卷節(jié)選)原子序數(shù)依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中,a的最外層電子數(shù)為其周期數(shù)的二倍;b和d的A2B型氫化物均為V形分子,c的+1價(jià)離子比e的-1價(jià)離子少8個(gè)電子?；卮鹣铝袉栴}:(1)這些元素的單質(zhì)或由它們形成的AB型化合物中,其晶體類型屬于原子晶體的是,離子晶體的是,金屬晶體的是,分子晶體的是;(每空填一種)(2)元素a和b形成的一種化合物與c和b形成的一種化合物發(fā)生的反應(yīng)常用于防毒面具中,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！窘馕觥縜的最外層電子數(shù)為其周期數(shù)的二倍,短周期元素中有碳()、硫(),若為硫則后面四種元素不能滿足短周期元素要求,所以a是碳;短周期元素形成A2B型氫化物為V形分子的為氧和硫,則b為氧,d為硫;c的+1價(jià)離子比e的-1價(jià)離子少8個(gè)電子,則c為鈉,e為氯。(1)這些元素的單質(zhì)屬于原子晶體的是金剛石,O2、Cl2等為分子晶體,鈉為金屬晶體,AB型化合物有NaCl、CO,NaCl為離子晶體,CO為分子晶體。(2)a(碳)和b(氧)形成的CO2可與c(鈉)和b(氧)形成的Na2O2發(fā)生反應(yīng):2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。答案:(1)金剛石NaClNaCO(或O2或Cl2等)(2)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O24.(2023·江蘇高考節(jié)選)元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。X與Y所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示。①在1個(gè)晶胞中,X離子的數(shù)目為。②該化合物的化學(xué)式為?！窘馕觥吭豖位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2,顯然是鋅。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子,即硫。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍,為氧。①在1個(gè)晶胞中,鋅離子的數(shù)目為81/8+61/2=4。②硫離子的數(shù)目也為4,化合物的化學(xué)式為ZnS。答案:①4②ZnS5.(2023·新課標(biāo)全國卷節(jié)選)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含ⅥA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,其晶胞邊長為pm,密度為g·cm-3(列式并計(jì)算),a位置S2-與b位置Zn2+之間的距離為pm(列式表示)?！窘馕觥吭诖司О衂n2+個(gè)數(shù)為4個(gè)、S2-個(gè)數(shù)為QUOTE188+QUOTE126=4個(gè),所以1mol晶胞的質(zhì)量為(65+32)4=388(g),一個(gè)晶胞的質(zhì)量為388g·mol-16.02×1023mol-1,一個(gè)晶胞的體積為V=(54010-10cm)3,根據(jù)ρ=mV即可計(jì)算;如圖所示,b點(diǎn)(Zn2+)在由A、H、C、D四點(diǎn)構(gòu)成的正四面體的中心,所以∠ABH=109°28'。連接AH、EH,求得AH=2702pm,作BG垂直于AH,GH=QUOTE12AH=1352pm,∠GBH=QUOTE12答案:4×(65+32)g·mo1352【檢測強(qiáng)化練】1.(雙選)(2023·蘇州高二檢測)下列有關(guān)性質(zhì)的比較中,不正確的是()A.金屬熔點(diǎn):Na<Mg<AlB.晶格能:NaBr>NaCl>MgOC.鍵的極性:N—H<O—H<F—HD.熔點(diǎn):>【解析】選B、D。B選項(xiàng)中離子半徑越小、離子電荷數(shù)越多,晶格能越大,所以晶格能順序?yàn)镹aBr<NaCl<MgO,D選項(xiàng)中,鄰羥基苯甲酸能形成分子內(nèi)氫鍵,而對羥基苯甲酸能形成分子間氫鍵,所以對羥基苯甲酸的分子間作用力大,熔、沸點(diǎn)高。2.(2023·六安高二檢測)有X、Y、Z、W、M五種短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X+與M2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu);離子半徑:Z2->W-;Y的單質(zhì)晶體熔點(diǎn)高、硬度大,是一種重要的半導(dǎo)體材料。下列說法中,正確的是()、M兩種元素只能形成X2MB.由于W、Z、M元素的氫化物相對分子質(zhì)量依次減小,所以其沸點(diǎn)依次降低C.元素Y、Z、W的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體D.元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑【解析】選D。本題的突破口在Y上,短周期元素形成的單質(zhì)中,熔點(diǎn)高、硬度大的半導(dǎo)體材料是硅,由此可推知X、Z、W、M分別是鈉、硫、氯和氧元素。A項(xiàng),鈉元素和氧元素可形成Na2O和Na2O2兩種化合物,不正確;B項(xiàng),因H2O分子間存在氫鍵,其相對分子質(zhì)量最小,沸點(diǎn)卻最高,不正確;C項(xiàng),硅單質(zhì)是原子晶體,硫單質(zhì)和氯氣是分子晶體,不正確;D項(xiàng),氯氣和臭氧都可以用作水處理中的消毒劑,正確。3.(2023·鄭州高二檢測)如圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu),它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分:(1)代表金剛石的是(填編號字母,下同),其中每個(gè)碳原子與個(gè)碳原子最接近且距離相等,金剛石屬于晶體。(2)代表石墨的是,每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為個(gè)。(3)代表NaCl的是,每個(gè)Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+有個(gè)。(4)代表干冰的是,它屬于晶體,每個(gè)CO2分子與個(gè)CO2分子緊鄰?！窘馕觥扛鶕?jù)不同物質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶體是簡單立方單元,每個(gè)Na+與6個(gè)Cl-緊鄰,每個(gè)Cl-又與6個(gè)Na+緊鄰,但觀察Na+與最近距離且等距離的Na+數(shù)時(shí)要拋開Cl-,從空間結(jié)構(gòu)上看是12個(gè)Na+,即x軸面上、y軸面上、z軸面上各4個(gè)。干冰也是立方體結(jié)構(gòu),但在立方體每個(gè)正方形面的中央都有一個(gè)CO2分子,稱為面心立方。實(shí)際上各面中央的CO2分子也組成立方結(jié)構(gòu),所以每個(gè)CO2分子在三維空間里x、y、z三個(gè)面各緊鄰4個(gè)CO2分子,共12個(gè)CO2分子。金剛石的基本單元是正四面體,每個(gè)碳原子緊鄰4個(gè)其他碳原子。石墨的片層由正六邊形結(jié)構(gòu)組成,每個(gè)碳原子緊鄰另外3個(gè)碳原子,即每個(gè)六邊形占有1個(gè)碳原子的1/3,所以每個(gè)六邊形占有的碳原子數(shù)是61/3=2個(gè)。答案:(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)B分子124.(2023·太原高二檢測)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E。B原子的p軌道半充滿,形成的氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的。D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿。A+比D原子形成的離子少一個(gè)電子層。C與A形成A2C(1)A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序?yàn)椤?2)C