2020高考化学大题专项训练《物质结构与性质(1)》及答案解析
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1、2020高考化学大题专项训练物质结构与性质(1)1卤素化学丰富多彩,能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。(1)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2,这是由于_。(2)I3+属于多卤素阳离子,根据VSEPR模型推测I3+的空间构型为_,中心I原子的杂化轨道类型为_。(3)基态溴原子的电子排布式为_,碘原子价电子的电子排布图为_。(4)卤素互化物如IBr、ICl等与卤素单质结构相似、性质相近。Cl2、IBr、ICl沸点由高到低的顺序为_,I和Cl相比,电负性较大的是_,ICl中I元素的化合价为_。(5)请推测HClO4、HIO4、H5IO6可写成(HO)5IO三种物质的酸性由强到弱
2、的顺序为_(填序号)。(6)卤化物RbICl2加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物和卤素互化物,该反应的化学方程式为_。RbICl2的晶体结构与CsCl相似,晶胞边长为685.5pm,RbICl2晶胞中含有_个氯原子,RbICl2晶体的密度是_gcm-3(只要求列算式,不必计算出数值阿伏伽德罗常数为NA)。【答案】(1)HF分子间形成氢键 (2)V形 sp3 (3) Ar3d104s24p5 (4)BrI>ICl>Cl2 Cl  
3、; +1 (5) (6)RbICl2RbCl+ICl 8 【解析】的电负性很大,HF分子之间形成氢键;故答案为:HF分子间形成氢键;的成键数为2,孤对电子数为,与水相似,则空间构型为V形,中心I原子的杂化轨道类型为;故答案为:V形;的原子序数为35,最外层有7个电子,为4s、4p电子,则电子排布式为,碘原子价电子的电子排布图为;故答案为:;分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,则沸点为,氯原子得电子能力强于I,所以Cl的电负性大,Cl显价,故I显价;故
4、答案为:;Cl;含非羟基氧原子个数越多,酸性越强,非羟基氧分别为3、3、1,但非金属性,则酸性为;故答案为:;根据元素守恒和原子守恒判断产物为RbCl和ICl,则反应方程式为;已知氯化钠的晶胞图为:,晶胞中含有4个阳离子和4个阴离子,的晶体结构与NaCl相似,晶胞中含有4个阴离子,则Cl原子为8个;1个晶胞中含有4个,根据,所以该晶胞的密度是;故答案为:RbICl2RbCl+ICl;8;。【点睛】有关晶胞的计算是晶体结构与性质考查的重要知识点,也是历次高考的重点内容之一。晶胞是描述晶体结构的基本单元,数量巨大的晶胞“无缝隙并置”构成晶体。晶胞中微粒数目的计算方法通常采用“均摊法”,“均摊法”的
5、原则:晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是;(1)利用“均摊法”计算长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的微粒数:微粒位于顶角同为8个晶胞所共有,微粒属于该晶胞;微粒位于棱上同为4个晶胞所共有,微粒属于该晶胞;微粒位于面上同为2个晶胞所共有,微粒属于该晶胞;微粒位于晶胞内部,整个微粒属于该晶胞。2铁及其化合物在生活中有广泛应用。(1)Fe3+基态核外电子排布式为_。(2)实验室用KSCN溶液、苯酚检验Fe3+。1mol苯酚分子中含有键的数目为_。类卤素离子可用于Fe3+的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸,这两种酸中沸点较高的是_(3)
6、氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为_。(4)某铁的化合物结构简式如图2所示上述化合物中所含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。上述化合物中氮原子的杂化方式为_。【答案】(1)Ar3d5 (2)13mol或136.021023 异硫氰酸或HNCS (3)41 (4)ONCH sp3和sp2 【解析】【分析】(1)按要求写出的电子排布式即可;(2)数出苯酚中的单键即可;沸点与分子间作用力有关,
7、硫氰酸分子间无法形成氢键,异硫氰酸分子间可形成氢键,因此异硫氰酸的沸点较高;(3)根据均摊法,数出氮、铁的原子数即可,注意面心上的原子算0.5个,体心算1个,边角上算0.125个;(4)电负性一定是O>N>C>H,也可从各物质之间形成的化合物,谁显负价谁电负性大来判断;而杂化方式可从其形成的键来判断;【详解】(1)Fe为26号元素,则的基态核外电子排布式为;(2)1个苯酚中有13个单键和一个大键;硫氰酸分子间无法形成氢键,异硫氰酸分子间可形成氢键,因此异硫氰酸的沸点较高;(3)氮原子在体心,因此就1个,铁原子有个,因此铁、氮的微粒个数之比为4:1; (4)电负性大小为O>
8、;N>C>H,氮原子有成单键的也有成双键的,因此氮的杂化方式有和两种。3微量元素硼和镁对植物的叶的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用,其化合物也应用广泛。(1)基态B原子的电子排布图为_,其第一电离能比Be_(填“大”或“小”)。(2)三价B易形成配离子,如B(OH)4、BH4等。B(OH)4的结构简式为_ (标出配位键),其中心原子的杂化方式为_,写出BH4的一种阳离子等电子体_。(3)下图表示多硼酸根的一种无限长的链式结构,其化学式可表示为_(以n表示硼原子的个数)。(4)硼酸晶体是片层结构,下图表示的是其中一层的结构。每一层内存在的作用力有_。(5)三氯化硼的熔点比氯化镁
9、的熔点低,原因是_。(6)镁单质晶体中原子的堆积模型如下图,它的堆积模型名称为_;紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体几何体的体积是2a cm3,镁单质的密度为 gcm3,已知阿伏伽德罗常数为NA,则镁的摩尔质量的计算式是_。【答案】(1) 小 (2) sp3 NH4+ (3) (BO2)nn- (4)共价键、氢键 (5)三氯化硼为分子晶体,而氯化镁为离子晶体,范德华力比离子键弱 (6)方最密堆积 &nb
10、sp;12NAa 【解析】(1)基态B的电子排布式为1s22s22p1,由泡利原理、洪特规则,电子排布图为;Be原子元素2s轨道为全充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能BeB;(2)硼化合物是典型的缺电子结构化合物,H3BO3也属于缺电子化合物,可接受OH-的一对孤电子对形成B(OH)4-,所以形成配位键,表示为:;B键合电子对数目为4,没有孤电子对,则中心原子的杂化方式为sp3;等电子体是指原子数目相同,价电子总数相同的微粒,则与BH4-互为等电子体的阳离子有:NH4+;(3)根据均摊思想,无限长链式偏硼酸根离子中,一个B相当于占有O的数目为1
11、+2=2,所以其化学式可表示为:(BO2)nn-;(4)硼酸晶体是片层结构,硼酸分子内存在共价键,分子间存在氢键,分子之间还存在范德华力;(5)三氯化硼是共价型分子,其晶体为分子晶体,而氯化镁是离子化合物,其晶体是离子晶体,因范德华力比离子键弱,则三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低;(6)镁单质晶体中原子的堆积方式是按ABABABAB的方式堆积,是六方最密堆积;根据晶胞的结构可知紧邻的四个镁原子的中心连线构成的几何体占整个晶胞的,而晶胞中含有的镁原子数为1+8=2,根据,则有Mr=12NAa。【点睛】晶胞的计算,属于高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,明确顶点、棱、面心上每个原子被几个晶胞占有是
12、解本题关键。本题利用均摊法计算该小正方体中各种原子个数,顶点上的原子被8个小正方体共用,面心上的原子被2个小正方体共用,体心上的原子被1个小正方体占有。4(1)在CO2,NaCl,Na,Si,CS2,金刚石,(NH4)2SO4,乙醇中,由极性键形成的非极性分子有_(填序号,以下同),含有金属离子的物质是_,分子间可形成氢键的物质是_,属于离子晶体的是_,属于原子晶体的是_,五种物质的熔点由高到低的顺序是_。(2)A,B,C,D为四种晶体,性质如下:A固态时能导电,能溶于盐酸B能溶于CS2,不溶于水C固态时不导电,液态时能导电,可溶于水D固态、液态时均不导电,熔点为3500 试推断它们的晶体类型
13、:A_;B_;C_;D_。(3)下图中AD是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称:A_;B_;C_;D_。【答案】(1) (2)金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体 (3)氯化铯 氯化钠 二氧化硅 金刚石(或晶体硅) &nbs
14、p; 【解析】 (1) CO2CS2中只含有极性键,分子都是直线形分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子;由极性键形成的非极性分子有;NaCl是由钠离子和氯离子构成;Na是由钠离子和自由电子构成,都含有金属离子;含有金属离子的物质是;乙醇中羟基氢与羟基上的氧原子能形成氢键;分子间可形成氢键的物质是;NaCl由钠离子和氯离子构成,属于离子化合物;(NH4)2SO4由铵根离子和硫酸根离子构成,属于离子化合物;离子化合物在固态时均为离子晶体;属于离子晶体的是;Si金刚石都是由原子构成的原子晶体;属于原子晶体的是;晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体,Si和
15、金刚石都是原子晶体,原子半径越小,共价键越强,熔点越高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,Na的熔点低于100,,所以熔点高到低的顺序为: ; 综上所述,本题答案是: ; ; ; ; ; 。 (2)A固态时能导电,能溶于盐酸,属于活泼金属,属于金属晶体;B能溶于CS2,不溶于水,属于分子晶体;C固态时不导电,液态时能导电,可溶于水,属于离子晶体;D固态、液态时均不导电,熔点为3500 ,属于原子晶体;综上所述,本题答案是:金属晶体,分子晶体,离子晶体,原子晶体。(3)由晶胞结构模型可知:在氯化铯晶体中,每个Cs+同时吸引8个Cl-,每个Cl-吸引
16、8个Cs+,而氯离子与铯离子数目之比为1:1,故A为氯化铯;在氯化钠晶体中,每个Na+同时吸引着6个Cl-,每个Cl-吸引着6个Na+,而氯离子与钠离子的数目之比为1:1,故B为氯化钠晶体;在二氧化硅晶体中,每个Si原子与4个O原子结合,每个O原子与2个Si原子,硅原子与氧原子的个数比为1:2,故C为SiO2;在金刚石晶体中,每个碳原子周围紧邻4个碳原子,最小碳环由6个碳原子组成,故D为金刚石;(晶体硅的结构和金刚石相似)。由晶胞结构模型可以知道A、B、C、D分别为氯化铯、氯化钠、二氧化硅、金刚石(或晶体硅);综上所述,本题答案是:氯化铯,氯化钠,二氧化硅,金刚石(或晶体硅)。5锌及锌的化合物
17、应用广泛。例如,测定铜合金中的铅、锌时要利用锌配离子的下列反应:Zn(CN)42-4HCHO4H2O=Zn2+4HOCH2CN4OH回答下列问题:(1)基态Zn2+ 的电子排布式为_,基态 C原子核外电子占据_个不同原子轨道。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_,HOCH2CN分子中含有的键与键数目之比为_。(3)HCHO分子中碳原子轨道的杂化类型是_,福尔马林是HCHO的水溶液,HCHO极易与水互溶的主要原因是_。(4)Zn(CN)42-中Zn2+与CN之间的化学键称为_,提供孤电子对的成键原子是_。(5)ZnO的一种最稳定的晶体结构如图所示,晶胞中Zn2+的配位
18、数为_。六棱柱底边长为a cm,高为b cm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则ZnO的密度为_ g/cm3(列出计算表达式)。【答案】(1)Ar3d10 4 (2) NOC 3:1 (3)sp2 HCHO与水分子间存在氢键 (4)配位键 C (5)4 【解析】(1)基态Zn的电子排布式为Ar3d104s2,基态Zn2+的就是Ar&
19、nbsp;3d10;C原子核外电子占据4个不同原子轨道,2个s轨道,2个p轨道;(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第A族的大于第A族的,所以其第一电离能大小顺序是NOC ; HOCH2CN分子结构式,单键均为键,三键中键与键数目之比为12, 合计键6个,键2个,键与键数目之比为3:1;(3)因为它是平面三角形的,或者说从碳原子的键型也可以看出来有两个单键,一个双键, 其中共有3个键,所以为sp2杂化;HCHO与水分子间存在氢键,故HCHO极易与水互溶;(4)Zn(CN)42-中Zn2+与CN之间的化学键称为配位键,提供孤电子对的成键原子是C原子;(5)晶胞中与Zn2+紧
20、挨着的O原子有4个,Zn2+的配位数为4;1个晶胞中有Zn2+(白色)3种,顶点12个,面心2个,体心3个,完全属于这个晶胞的Zn2+:12+2+3 =6个,O2-(黑色)在棱上有6个,体心有4个,完全属于这个晶胞的O2-有:6+4=6个;1个晶胞底面积为,体积为,1mol ZnO有晶胞 个,1mol ZnO体积为,1mol ZnO质量是81g,则ZnO的密度为。【点睛】有关晶胞的构成分析:顶点粒子6个晶胞共有,完全属于这个晶胞的分摊,3个晶胞共用一条棱,棱上的粒子完全属于这个晶胞的分摊,两个晶胞共用一个面,所以面心的粒子完全属于这个晶胞的分摊,体心的就完全属于这一个晶胞。6我国秦俑彩绘和汉代
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