高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題(選考)作業(yè)

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題(選考)

1.(2022江西八所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)元素周期表中第四周期元素形成的化合物種類豐

富?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為。

(2)K與Zn屬于同一周期,K的第一電離能小于Zn的第一電離能，原

因:0

(3)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5]CbH2O,該化合物中n3+的配位數(shù)

為。

該化合物中不含(填字母)。

Ao鍵B.兀鍵

C.配位鍵D.離子鍵

E.極性鍵F.非極性鍵

(4)Cu2+在氨水溶液中可以形成

2+

[CU(H2O)2(NH3)4],1mol

[CU(H2O)2(NH3)4產(chǎn)中含有的o鍵數(shù)目為(設(shè)NA為阿伏加德羅

常數(shù)的值);配體分子NH3鍵角大于H2O的原因?yàn)椤?/p>

(5)NiO晶胞為NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)。其中Ni2+可看成填充在。2-組成的正

面體空隙中，填充率為100%。將NiO在空氣中加熱，部分Ni2+被氧化為Ni3+,成為

Ni,O(x<l),晶體仍保持電中性，則會(huì)出現(xiàn)晶體缺陷，填充率下降?，F(xiàn)有NivO晶胞的

質(zhì)量為4.0x10-22g。則分別填充Ni2+、Ni3+和未填充Ni離子的空隙個(gè)數(shù)之比

為。

2.(2022四川射洪模擬測(cè)試)硼、氮、磷、鉆、鍥等元素的化合物在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、科

技、國(guó)防建設(shè)中有著許多獨(dú)特的用途。

(1)制備氮化硼(BN)的一種方法為BCh(g)+NH3(g)—BN(s)+3HCl(g)?立方氮化

硼(BN)硬度大、熔點(diǎn)為3000℃,其晶體類型為。試用

價(jià)層電子對(duì)互斥理論解釋BCh的鍵角比NH3大的原

因:o

(2)磷原子在成鍵時(shí)，能將一個(gè)3s電子激發(fā)到3d能級(jí)而參與成鍵，寫(xiě)出該激發(fā)態(tài)磷

原子的核外電子排布式:o

⑶鉆位于周期表的區(qū)，鉆與NH3易形成正八面體形的［CO(NH3)6產(chǎn)配

離子,試推測(cè)［CoCb(NH3)4］+的空間構(gòu)型有種。Co可以形成六方晶系的

CoO(OH),晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,該晶體的密度

為g?cm-3(用代數(shù)式表示)。

3.(2022陜西西安六區(qū)聯(lián)考三)2021年7月4日,“神舟十二號(hào)”航天員圓滿完成出艙

任務(wù)?！吧裰凼?hào)''制作材料中包含了Cu、Ga、Ni、Xe等多種元素?；卮鹣铝?/p>

問(wèn)題：

(1)基態(tài)銅的價(jià)層電子排布式為。

(2)Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2在室溫下易升華。XeF2中心

原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為o

(3)含有兩個(gè)或兩個(gè)以上配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過(guò)螯合配位

成環(huán)而形成的配合物稱為螯合物。Ni2+的一種螯合物結(jié)構(gòu)如圖所示,1mol該配合

物中通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有mole

ci

H2C—H2N^^NH-CH2

INH^2

Cl

OLa

*Ni

(4)銀基合金儲(chǔ)氫的研究已取得很大進(jìn)展。如圖是一種銀基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)

構(gòu)示意圖。該合金儲(chǔ)氫后,H2與Ni的物質(zhì)的量之比為。

(5)①氮化綠與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，氮化錢(qián)中氮原子與鐵原子之間以—

相結(jié)合，氮化線屬于晶體。

②氮化錢(qián)為立方晶胞，氮化錢(qián)的密度為dg-cm-3。列出計(jì)算氮化像晶胞邊長(zhǎng)a的表

達(dá)式:a=cm。

4.(2022青海西寧二模)氮化鉉(GaN)、碳化硅(SiC)是第三代半導(dǎo)體材料。

(1)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為oGa、N和0的第

—電離能由小到大的順序?yàn)镺

(2)GaCb的熔點(diǎn)為77.9℃,氣體在270℃左右以二聚物存在,GaF3的熔點(diǎn)為1

000℃;GaCh的熔點(diǎn)低于GaF3的原因?yàn)椤?/p>

(3)GaCL“NH3(x=3,4,5,6)是一系列化合物，向含1molGaCl.vxNHa的溶液中加入足

量AgNO3溶液,有難溶于稀硝酸的白色沉淀生成;過(guò)濾后，充分加熱濾液，有4mol

氨氣逸此且又有上述沉淀生成,兩次沉淀的物質(zhì)的量之比為1：2o

①NH3的VSEPR模型名稱為o

②能準(zhǔn)確表示GaCh-xNH3結(jié)構(gòu)的化學(xué)式為0

(4)與錢(qián)同主族的硼(B)具有缺電子性，硼砂(四硼酸鈉Na2B4O740H2。)中B#女是由

兩個(gè)H3BO3和兩個(gè)「B(OH)4「縮合而成的雙六元環(huán)，應(yīng)寫(xiě)成[B4O5(OH)4]2-的形式，結(jié)

構(gòu)如圖所示,則該離子中存在的作用力有(填字母),B原子的雜

化方式為。

OH2-

/

HO—B

\

I

OH

A.離子鍵B.極性鍵

C.氫鍵D.范德華力

E.配位鍵

(5)氮化線的晶胞如圖所示,Ga原子與N原子半徑分別為apm和8pm,阿伏加德

羅常數(shù)的值為NA,晶胞密度為cg-cm-3,則該晶胞的空間利用率為

(已知空間利用率為晶胞內(nèi)原子體積占晶胞體積的百分比)。

?Ga°N

5.(2022內(nèi)蒙古呼倫貝爾滿洲里三模)三氯異氟尿酸是一種極強(qiáng)的氧化劑和氯化劑,

具有高效、廣譜、較為安全的消毒作用。三氯異氟尿酸之所以有殺菌、消毒功能,

是因?yàn)槿犬惙蛩崛苡谒苎杆偕纱温人?，化學(xué)方程式如圖：

C1

ONOHO?WNOH

NNHNNHNN

ciZXci

oOOH

制尿酸

2三氯異銀尿酸+6H2O-異富尿酸++6HC1O

回答下列問(wèn)題：

(DC1的基態(tài)原子核外電子排布式為o在三氯異氟尿酸分子

中,C和N原子的雜化類型分別為、，基態(tài)C和N原子的核外未

成對(duì)電子數(shù)較多的是

(2)苯分子中有6個(gè)C原子，每個(gè)C原子有一個(gè)2p軌道參與形成大兀鍵,可記為

口僅右下角“6”表示6個(gè)原子，右上角“6”表示6個(gè)共用電子)，則観尿酸分子中存在的

大兀鍵可表示為。

(3)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。1mol異氧尿酸分子中。鍵的數(shù)目

為，兀鍵的數(shù)目為。HC1O分子屬于

(填“極性”或“非極性”)分子,其立體構(gòu)型為。

(4)異氟尿酸分子和鼠尿酸分子的熔點(diǎn)都高于三氯異鼠尿酸分子的熔點(diǎn),其原因

是o

(5)CO2的綜合利用有利于“碳中和”,CO2分子在晶體中的堆積方式如圖所示，該晶

體為面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)，晶胞邊長(zhǎng)為apm,則該晶體的密度p=

g-cm-3(列出計(jì)算式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

6.(2022寧夏石嘴山適應(yīng)性測(cè)試)磷及其化合物在電池、催化等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。

黑磷與石墨類似，也具有層狀結(jié)構(gòu)(如圖1)。為大幅度提高鋰電池的充電速率，科學(xué)

家最近研發(fā)了黑磷一石墨復(fù)合負(fù)極材料，其單層結(jié)構(gòu)俯視圖如圖2所示。

圖2

回答下列問(wèn)題：

(l)Li、C、P三種元素中，電負(fù)性最小的是(用元素符號(hào)作答)。

(2)基態(tài)磷原子的電子排布式為；第三周期中第一電離能

比P大的元素有種。

(3)圖2中,黑磷區(qū)P原子的雜化方式為;石墨區(qū)C原子的雜化方式

為。

(4)P和B的澳化物在水中的溶解度:PBn(填，'或“<”)BBn,原因

是O

⑸根據(jù)圖1和圖2的信息，下列說(shuō)法正確的有(填字母)。

A.黑磷區(qū)P—P的鍵能不完全相同

B.黑磷與石墨都屬于混合型晶體

C.由石墨與黑磷制備該復(fù)合材料的過(guò)程是物理變化

D.單層復(fù)合材料中,P原子與C原子之間的作用力屬于范德華力

(6)貴金屬磷化物Rh2P可用作電解水的高效催化劑，其立方晶胞如圖所示。已知晶

胞參數(shù)為anm,晶體中與P距離最近的Rh的數(shù)目為，晶體的密度為

g.cm。(列出計(jì)算式)。

答案和解析

1.答案⑴1s22s22P63s23P63d4sl

(2)Zn原子半徑小,且價(jià)電子排布為全充滿結(jié)構(gòu)，第一電離能更大

(3)6BF

(4)22NANH3中心N原子只有一對(duì)孤電子對(duì),H2O中心0原子有兩對(duì)孤電子對(duì)，孤電

子對(duì)越多，鍵角越小

(5)八1：2：1

解析⑴已知Cu是29號(hào)元素，則基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為

Is22s22P63s23P63di°4s)

(2)K與Zn都是第四周期的元素，二者屬于同一周期，但K的第一電離能小于Zn的第

一電離能，這是因?yàn)閆n的原子序教大，原子半徑小，且價(jià)電子排布為全充滿結(jié)構(gòu)，第一電離

能更大。

(3)Ti能形成化合物［TiCKHzORCbHzO,該化合物中Ti?+的周圍共有6個(gè)配位鍵,6個(gè)

配體，則其配位數(shù)為6,該化合物中存在［TiCl(H2O)5產(chǎn)與C「之間的離子鍵,［TiCKHzO、產(chǎn)內(nèi)

部叮3+與Cl\H20之間的配位鍵,H2O中H—0之間的極性共價(jià)鍵，配位鍵和H20中的極

性鍵均為o鍵,故不含n鍵和非極性鍵。

(4)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。1個(gè)H2O內(nèi)含2個(gè)6鍵,1個(gè)NH3含3個(gè)◎鍵，同時(shí)

每個(gè)H2O、NH3與中心Cu原子之間形成1個(gè)配位鍵,也屬于◎鍵，故Imol該配離子中含

有a鍵個(gè)數(shù)=(2x2+3x4+6)mol=22mol,即22必4%中心N原子只含1對(duì)孤電子對(duì)，而H2O

中心O原子含2對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電

子對(duì)間的斥力，故H2O鍵角小于NH3O

(5)由題圖可知,氧離子在棱上和體心，所以Ni?+填充在由一構(gòu)成的正八面體空隙中；

依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),Ni?+數(shù)目為8x：+6x：=4,O2-數(shù)目為12x；+l=4,當(dāng)出現(xiàn)晶體塌陷后，晶胞質(zhì)量

824

為4.0x10-22g,M(NiQ)=4.0x1O&gx^mor&241g-mo「?,故此時(shí)晶體的化學(xué)式為Ni3O4,有一

個(gè)Ni?+所在的空隙塌陷，依據(jù)化合價(jià)可知,N(Ni2+):/V(Ni3+)=l:2,外加塌陷的空隙，填充

Ni2\Ni3+和未填充Ni離子的空隙個(gè)數(shù)之比為1：2：1?

2.答案⑴原子晶體NH3的中心原子N上有一對(duì)孤電子對(duì)而B(niǎo)C13沒(méi)有，孤電子對(duì)與

成鍵電子對(duì)的斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)的斥力

(2)1s22s22P63sl3P33dl

c2X92

(3)d2..............-—

230

axcxlO'x^-xNA

解析(1)立方氣化硼(BN)硬度大、熔點(diǎn)、為300()℃,應(yīng)為原子晶體;B原子的價(jià)電子數(shù)為

3,所以在BCb分子中,B原子沒(méi)有孤電子對(duì),N原子的價(jià)電子數(shù)為5,所以在NH3中,N原子

有一對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)的斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)的斥力，所

以BCb的鍵繭比NH3大；

(2)基態(tài)P原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P3,將一個(gè)3s電子激發(fā)到3d能級(jí)后,

核外電子排布為Is22s22P63sl3P33/；

(3)Co元素位于第四周期VIII族，屬于d區(qū);[CO(NH3)6產(chǎn)為正八面體結(jié)構(gòu),[COC12(NH3)4]+

即兩個(gè)cr取代兩個(gè)NH3分子的位置,有相鄰和相對(duì)兩種不同情況，所以[COCI2(NH3)4『的

空間構(gòu)型有2種;晶胞中O原子的個(gè)數(shù)為4,化學(xué)式為CoO(OH),所以一個(gè)晶胞中有2個(gè)

CoO(OH)單元，則晶胞的質(zhì)量為筈g,晶胞底面為邊長(zhǎng)為apm的菱形，所以底面積為

3O33

冬72Pm2,高為cpm,則體積為爭(zhēng)2cpm3=冬72cx10-cm,^以密度為-----戶——g-cm-o

a2Xcx10x2-XA

3.答案⑴3d104sl(2)5(3)4(4)3:5

(5)①共價(jià)鍵原子②冊(cè)

解析(1)銅元素的原子序數(shù)為29,核外電子數(shù)為29,根據(jù)能量最低原理和洪特規(guī)則寫(xiě)

出基態(tài)銅原子核外電子排布式:1s22s22P63s23P63dm4s?,價(jià)電子排布式為3d?。

(2)XeF2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=二9=5。

(3)Ni提供空軌道,N原子提供孤電子對(duì)，故Imol該配合物中通過(guò)螯合作用形成的配

位鍵有4moL

(4)晶胞中H2分子位于面上和棱上，所以H?分子數(shù)目=2xg+8x"=3,Ni原子在面上和體

內(nèi)，所以Ni原子數(shù)目=l+8x；=5,二者物質(zhì)的量之比為3:5o

(5)由于氮化鎮(zhèn)與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，所以氮化鎮(zhèn)為原子晶體,原子之間以共

價(jià)鍵結(jié)合在一起;GaN晶胞中,Ga位于頂點(diǎn)和體內(nèi)，所以含有Ga原子數(shù)目=1+8x<=2,N原

O

子位于棱上和體內(nèi)，所以含有N原子數(shù)目=l+4x：=2,所以晶胞密度p=，=:方j(luò)jg.Cm',晶

胞邊長(zhǎng)斫隔°m=馬01。

4.答案⑴Is22s22P63s23P634°4s24PlGa<O<N

(2)氟化傢是離子晶體，氯化傢是分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分子晶體

(3)①四面體結(jié)構(gòu)②[Ga(NH3)4CL]Cl

(4)BEsp3和sp2

3330

-Tt(a+b)xl0~cNA

⑸3―70+14―X100%

解析⑴鐐是31號(hào)元素，故其電子排布式為Is22s22P63s23P63di°4s?4pi;Ga是金屬元素,

其第一電離能最小，氮元素的電子排布式為Is22s22P3,2p能級(jí)半充滿,較穩(wěn)定，所以第一電

離能0<N,故Ga、N和0的第一電離能由小到大的順序?yàn)镚a<O<N。

(2)氟化嫁是離子晶體，氯化像是分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分子晶體。

⑶中心原子N的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為誓q=4,故NH3的VSEPR模型名稱為四面體結(jié)構(gòu);

加入足量AgNCh溶液，有沉淀生成，說(shuō)明有氯離子;過(guò)濾后，充分加熱濾液，使配位鍵斷裂，

產(chǎn)生NFh和C「,有4moi氨氣逸出,CT與Ag+生成沉淀,兩次沉淀的物質(zhì)的量之比為1：2,

則有配位鍵的cr與沒(méi)有配位鍵的cr的個(gè)數(shù)比為2：1,Ga3+配位數(shù)為6,則該溶液中溶質(zhì)的

化學(xué)式為[Ga(NH3)4Cb]Cl。

(4)由[B4O5(OH)4]2-的結(jié)構(gòu)可知，上下兩個(gè)B原子周圍有四個(gè)化學(xué)鍵，但是B原子最外

層只有三個(gè)電子，可以與三個(gè)氧原子形成◎鍵，多余的一個(gè)化學(xué)鍵是硼原子提供空軌道，氧

原子提供孤電子對(duì)形成的配位鍵,故上下兩個(gè)硼原子為sp3雜化;左右兩個(gè)硼原子周圍有

三個(gè)化學(xué)鍵，均為極性共價(jià)單鍵，故左右兩個(gè)硼原子為sp2雜化。

(5)由題圖可知,晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)有8個(gè)鎮(zhèn)原子，還有1個(gè)緑原子全部屬于該晶胞，故該

晶胞擁有的綠原子個(gè)數(shù)為8x4+I=2,晶胞的4個(gè)棱中有4個(gè)氮原子，還有1個(gè)氮原子全部

O

屬于該晶胞，故該晶胞擁有的氮原子個(gè)數(shù)為4x1+1=2,則該晶胞的空間利用率為

4

lo3lo3333()

f|n(axlO-)-4jr(hxlO)]x2^n(a+fe)xlO-c/VA

-——-Lxl00%=-__而一X⑼％。

CNA

5.答案⑴[Ne]3s23P$sp2sp3N

(2)nf(3)12NA3NA極性V形

(4)異氟尿酸分子和氟尿酸分子的分子間存在氫鍵，而三氯異氟尿酸分子間不能形成

氫鍵

⑸謊'I。30

解析(1)C1的原子序數(shù)是17,其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ne]3s23P5。在三氯異氯尿

酸分子中,C是不飽和碳原子，屬于sp之雜化,N全部形成單鍵,N原子的雜化類型為spl基態(tài)

C和N原子的核外未成對(duì)電子數(shù)分別是2、3,因此核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是N?

(2)氯尿酸分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和苯環(huán)結(jié)構(gòu)是類似的，則氯尿酸分子中存在的大兀鍵可表

示為n》。

(3)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。單鍵都是o鍵,雙鍵中也含有1個(gè)o鍵，根據(jù)異氤

尿酸分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,1mol異氯尿酸分子中。鍵的數(shù)目為12刈,雙鍵中也含有1個(gè)n

鍵,兀鍵的數(shù)目為3NA。HCIO分子的結(jié)構(gòu)式為H—O—C1,結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,屬于極性分子，中心

原子氧含有2對(duì)孤電子對(duì),其立體構(gòu)型為V形。

(4)由于異氮尿酸分子和氤尿酸分子的分子間存在氫鍵,而三氯異氤尿酸分子間不能

形成氫鍵，所以異氯尿酸分子和氫尿酸分子的熔點(diǎn)都高于三氯異氤尿酸分子。

(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,含有二氧化碳分子的個(gè)數(shù)是8xJ+6x；=4,晶胞邊長(zhǎng)為apm,所以

8L

該晶體的密度片菽稱而g5-吐喘xl()30g.cm-3。

6.答案(l)Li

(2)1s22s22P63s23P3或[Ne]3s23P32

(3)sp3sp2

(4)>