專題突破練七 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(B)一、選擇題1.(2021廣東廣州一模)2020年我國(guó)北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通,其中“銣(Rb)原子鐘”被譽(yù)為衛(wèi)星的“心臟”,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A.銣元素位于第ⅠA族B.銣的金屬性比鈉弱CRb的中子數(shù)為48DRb和Rb具有相同的電子數(shù)2.(2021湖南岳陽(yáng)質(zhì)量檢測(cè)二)用化學(xué)用語(yǔ)表示C2H2+HClC2H3Cl(氯乙烯)中的相關(guān)粒子,其中正確的是( )A.中子數(shù)為7的碳原子CB.氯乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:CH2CHClC.氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖:D.HCl的電子式:H+]-3.(雙選)(2021山東聊城一模)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應(yīng)用前景。下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )A.CO2和Mn都屬于金屬晶體B.CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式相同C.該反應(yīng)利用了H2的還原性D.干冰晶體中每個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)緊鄰分子4.(2021山東菏澤一模)LiAlH4是重要的還原劑與儲(chǔ)氫材料,在120℃下的干燥空氣中相對(duì)穩(wěn)定,其合成方法為NaAlH4+LiClLiAlH4+NaCl。下列說(shuō)法正確的是( )A.該反應(yīng)可以在水溶液中進(jìn)行B.基態(tài)鋰原子的電子排布式為1s22s1,核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有2種C.LiAlH4中Al原子采用sp3雜化,Al的空間結(jié)構(gòu)為正方形D.上述所有物質(zhì)中電負(fù)性最大的元素與電負(fù)性最小的元素形成的化合物,其電子式為Na+H]-5.(2021山東濟(jì)南十一校聯(lián)考)下列各組物質(zhì)性質(zhì)的比較,結(jié)論正確的是( )A.物質(zhì)的硬度:NaCl
PH3>NH3C.氫化物水溶液的酸性:HCl>HBr>HID.穩(wěn)定性:BaCO3>SrCO3>CaCO36.(2021北京豐臺(tái)區(qū)一模)已知1~18號(hào)元素的離子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同電子層結(jié)構(gòu),下列關(guān)系正確的是( )A.質(zhì)子數(shù):c>bB.離子的還原性:Y2->Z-C.氫化物的穩(wěn)定性:H2Y>HZD.原子半徑:XY>WB.Z的單質(zhì)可以在X的單質(zhì)中燃燒C.W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸D.簡(jiǎn)單離子半徑X>Y>Z10.(2021湖北八市聯(lián)考)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0,W、X、Y形成的化合物甲的結(jié)構(gòu)如圖所示,Z原子M層上有2個(gè)未成對(duì)電子且此能級(jí)無(wú)空軌道。下列說(shuō)法正確的是( )Y+Y+A.簡(jiǎn)單離子半徑大小:Z>X>YB.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):Z>XC.X、Y形成的化合物只含離子鍵D.化合物甲中陰離子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形二、非選擇題11.(2021山東日照一模)工業(yè)上以純堿、水、二氧化硫?yàn)樵?利用“干法”工藝制備食品抗氧化劑焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)原料涉及的元素中,電負(fù)性最大的是 (填元素符號(hào));純堿中陰離子的中心原子雜化方式為 。?(2)二氧化硫易溶于水的原因除與水反應(yīng)外,還有 。?(3)焦亞硫酸根的結(jié)構(gòu)圖為[]2-,標(biāo)有“*”的硫的化合價(jià)為 價(jià)。?(4)Na2S2O5加熱至一定溫度時(shí)分解為Na2O和SO2,Na2O晶胞為立方晶胞,結(jié)構(gòu)如圖,圖中黑球代表陽(yáng)離子,白球代表陰離子(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。①陰離子的配位數(shù)為 。?②若晶胞參數(shù)為anm,則晶胞的密度為 g·cm-3。(用含a、NA的式子表示)?12.(2021河北唐山二模)砷是生命的第七元素,可形成多種重要的化合物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)基態(tài)砷原子N電子層中的成對(duì)電子與單電子的數(shù)量比為 。As的第一電離能(I1)比Se大的原因是 。?(2)雄黃(As4S4)和雌黃(As2S3)在自然界中共生,是提取砷的主要礦物原料,其結(jié)構(gòu)如圖所示,1mol雄黃與O2反應(yīng)生成As2O3,轉(zhuǎn)移28mol電子,則另一種產(chǎn)物為 。雌黃中As的雜化方式為 。?(3)亞砷酸(H3AsO3)可以用來(lái)治療白血病,為三元弱酸,試推測(cè)As的空間結(jié)構(gòu)為 。?(4)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,若沿體對(duì)角線方向進(jìn)行投影則得到圖2所示結(jié)構(gòu),請(qǐng)?jiān)趫D中將As原子的位置涂黑。晶體中As原子周圍與其距離最近的As原子的個(gè)數(shù)為 ,若As原子的半徑為r1pm,Ga原子的半徑為r2pm,則最近的兩個(gè)As原子的距離為 pm。?圖1圖213.(2021廣東六校第三次聯(lián)考)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D
元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)四種元素中電負(fù)性最大的是 (填元素符號(hào)),其中C原子的核外電子排布式為 。?(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點(diǎn)高的是 (填分子式),原因是 ;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為 和 。?(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1∶3的化合物E,E的空間結(jié)構(gòu)為 ,中心原子的雜化軌道類型為 。?(4)化合物D2A的空間結(jié)構(gòu)為 ,中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為 ,單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。?14.(2021廣東選擇考模擬一)Fe3O4和Fe2O3是鐵的重要氧化物,能制成重要的納米材料。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)基態(tài)鐵原子的s能級(jí)上的電子數(shù)是其未成對(duì)電子數(shù)的 倍。?(2)第一電離能:Fe (填“>”“<”或“=”)O。?(3)將Fe2O3溶于足量稀硫酸后得到幾乎無(wú)色的溶液A,往溶液A中加入少許氯化鈉后得到黃色溶液B。已知溶液A中Fe元素主要以淺紫色的[Fe(H2O)6]3+形式存在,溶液B中存在黃色的[FeCl6]3-。溶液A中濃度最大的陰離子的空間結(jié)構(gòu)為 ,中心原子的雜化方式為 。[Fe(H2O)6]3+與[FeCl6]3-中都含有的化學(xué)鍵為 。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),可知穩(wěn)定性:[Fe(H2O)6]3+ (填“強(qiáng)于”或“弱于”)[FeCl6]3-。?參考答案專題突破練七 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(B)1.B 解析銣元素位于第ⅠA族,A項(xiàng)正確。銣的金屬性比鈉強(qiáng),B項(xiàng)錯(cuò)誤。相對(duì)原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),中子數(shù)=85-37=48,C項(xiàng)正確Rb和Rb具有相同的電子數(shù),電子數(shù)為37,D項(xiàng)正確。2.C 解析根據(jù)原子結(jié)構(gòu),該碳原子的表示形式為C,A項(xiàng)錯(cuò)誤。氯乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2CHCl,碳碳雙鍵不能省略,B項(xiàng)錯(cuò)誤。Cl-是Cl原子最外層得到一個(gè)電子,即結(jié)構(gòu)示意圖為,C項(xiàng)正確。HCl為共價(jià)化合物,不屬于離子化合物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.AB 解析CO2常溫常壓下為氣態(tài),屬于分子晶體,Mn屬于金屬晶體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。CO2為直線形分子,C原子為sp雜化,CH3OH分子中C原子為sp3雜化,雜化類型不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤。該反應(yīng)中H元素化合價(jià)升高,H2作還原劑,利用了H2的還原性,C項(xiàng)正確。CO2晶體中,與每個(gè)CO2分子周圍緊鄰的有12個(gè)CO2分子,D項(xiàng)正確。4.B 解析LiAlH4會(huì)與水反應(yīng),不可以在水溶液中進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤。基態(tài)鋰原子的電子排布式為1s22s1,核外電子所占能級(jí)有2個(gè),空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有2種,B項(xiàng)正確。Al中Al原子采用sp3雜化,Al的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)為正四面體形,C項(xiàng)錯(cuò)誤。題述所有物質(zhì)中電負(fù)性最大的元素為Cl,電負(fù)性最小的元素為Na,形成的化合物為NaCl,其電子式為Na+]-,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.D 解析NaCl、NaBr、NaI均為離子晶體,陽(yáng)離子相同,陰離子半徑越小,硬度越高,所以硬度:NaCl>NaBr>NaI,A項(xiàng)錯(cuò)誤。結(jié)構(gòu)和組成相似的分子組成的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,沸點(diǎn)越高,但NH3分子間存在氫鍵,沸點(diǎn)較高,所以沸點(diǎn):NH3>AsH3>PH3,B項(xiàng)錯(cuò)誤。Cl、Br、I的原子核對(duì)其核外電子的吸電子能力逐漸減小,使得氫鹵鍵越來(lái)越易斷裂,氫原子變得更易于解離,酸性越來(lái)越強(qiáng),所以酸性:HClSrCO3>CaCO3,D項(xiàng)正確。6.B 解析X、W是陽(yáng)離子,Y、Z是陰離子,所以X、W位于Y、Z的下一周期;再根據(jù)所帶電荷數(shù),則W的原子序數(shù)大于X,Z的原子序數(shù)大于Y。X在Y的下一周期,所以質(zhì)子數(shù)b>c,A項(xiàng)錯(cuò)誤。Z元素在Y元素的右側(cè),Z元素的非金屬性比Y元素強(qiáng),所以陰離子的還原性Y2->Z-,B項(xiàng)正確。Z元素的非金屬性比Y元素強(qiáng),所以Z的氫化物比Y的氫化物穩(wěn)定,C項(xiàng)錯(cuò)誤。X與W是同周期元素,X的原子序數(shù)小于W,所以X的原子半徑大于W,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.C 解析Rh2P的立方晶胞如圖所示,晶胞單獨(dú)占有的黑球個(gè)數(shù)為8,晶胞單獨(dú)占有的白球個(gè)數(shù)為8×+6×=4,因此黑球?yàn)镽h,以右側(cè)面面心磷原子分析,得到磷原子的配位數(shù)為8,A項(xiàng)正確。根據(jù)配離子[Co(NO2)6]3-得到Co3+的配體為NO2,配位數(shù)為6,B項(xiàng)正確。GaN、GaP、GaAs都是良好的半導(dǎo)體材料,晶體類型與晶體碳化硅類似,屬于共價(jià)晶體,N、P、As的原子半徑依次增大,因此GaN、GaP、GaAs的鍵長(zhǎng)依次增大,鍵能依次減小,熔、沸點(diǎn)依次減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤。氨硼烷(NH3BH3)分子中存在配位鍵,N有一個(gè)孤電子對(duì),B沒(méi)有孤電子對(duì),因此提供孤電子對(duì)的原子是氮原子,D項(xiàng)正確。8.A 解析S中心S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+=4,不含孤電子對(duì),所以空間結(jié)構(gòu)為正四面體,A項(xiàng)正確。H2S的空間結(jié)構(gòu)為V形,正、負(fù)電中心不重合,為極性分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤。Cu2+是由Cu原子失去最外層兩個(gè)電子生成,基態(tài)Cu2+的核外電子排布式為[Ar]3d9,C項(xiàng)錯(cuò)誤。S2-核外有18個(gè)電子,結(jié)構(gòu)示意圖為,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.BD 解析短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,Z的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的,則Z的電子排布為2、8、2,Z為Mg元素;X與W同主族,且四種元素的最外層電子數(shù)之和為18,則X為N、W為P、Y為O。元素非金屬性的順序?yàn)镺>N>P,A項(xiàng)不正確;Mg可以在N2中燃燒,生成Mg3N2,B項(xiàng)正確。W為P,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為H3PO4,屬于中強(qiáng)酸,C項(xiàng)不正確;N3-、O2-、Mg2+的電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越小,離子半徑越大,所以簡(jiǎn)單離子半徑7N3->8O2->12Mg2+,D項(xiàng)正確。10.A 解析短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0,則W為C或Si;結(jié)合化合物甲的結(jié)構(gòu),可判斷X是O,Y是Na;Z原子M層上有2個(gè)未成對(duì)電子且此能級(jí)無(wú)空軌道,Z是S,W是C。簡(jiǎn)單離子半徑:S2->O2->Na+,A項(xiàng)正確。水分子間存在氫鍵,沸點(diǎn)較高,簡(jiǎn)單氫化物的沸
點(diǎn):H2O>H2S,B項(xiàng)錯(cuò)誤。X、Y形成的化合物可以是氧化鈉或過(guò)氧化鈉,過(guò)氧化鈉中含有共價(jià)鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤。化合物甲中的陰離子是C,C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,沒(méi)有孤電子對(duì),空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.答案(1)O sp2(2)SO2與H2O極性相同(或SO2與H2O均為極性分子)(3)+5(4)①8 ②解析(1)純堿、水、二氧化硫所含元素有H、C、O、Na、S,同周期元素從左到右電負(fù)性增強(qiáng),同主族元素從上到下電負(fù)性減弱,則電負(fù)性最大的為O,純堿中陰離子為C,中心碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)==3,采用sp2雜化。(2)二氧化硫中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=3,有一個(gè)孤電子對(duì),為V形結(jié)構(gòu),正、負(fù)電中心不重合,為極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知其易溶于極性溶劑水。(3)由結(jié)構(gòu)式可知,標(biāo)有“*”的硫原子與三個(gè)氧原子形成5個(gè)共價(jià)鍵,化合價(jià)為+5價(jià)。(4)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,以面心白球?yàn)橛^察對(duì)象可知其在一個(gè)晶胞中連接的黑球有4個(gè),由此可知陰離子周圍等距的陽(yáng)離子有8個(gè),配位數(shù)為8。②Na2O晶胞中,Na位于體內(nèi)的個(gè)數(shù)為8,O有8個(gè)在頂點(diǎn),6個(gè)在面心,個(gè)數(shù)為8×+6×=4,晶胞的質(zhì)量為g,晶胞的體積為(a×10-7)3cm3,則晶胞的密度=g·cm-3=g·cm-3。12.答案(1)2∶3 As的4p軌道半充滿,穩(wěn)定,I1較大(2)SO2 sp3(3)三角錐形(4)或 12 (r1+r2)解析(1)As是33號(hào)元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,故基態(tài)砷原子N電子層中的成對(duì)電子與單電子的數(shù)量比為2∶3,由于As的4p軌道為4p3,為半充滿,而Se為4p4,既不是半充滿也不是全充滿,故As更穩(wěn)定,I1較大。(2)1mol雄黃與O2反應(yīng)生成As2O3,轉(zhuǎn)移28mol電子,即1molAs4S4與7molO2反應(yīng),根據(jù)質(zhì)量守恒可知,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為As4S4+7O22As2O3+4SO2。由題圖可知,雌黃中As與在周圍的3個(gè)S原子形成了3個(gè)σ鍵,As的孤電子對(duì)數(shù)為1,故As的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+1=4,故雌黃中As的雜化方式為sp3。(3)As中As與在周圍的3個(gè)O原子形成了3個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為×(5+3-3×2)=1,故As的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+1=4,故推測(cè)As的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。(4)根據(jù)砷化鎵(GaAs)的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,若沿體對(duì)角線方向進(jìn)行投影則得到如圖,則在圖中將As原子的位置涂黑為或,由砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,晶體中Ga原子周圍與其距離最近的Ga原子的個(gè)數(shù)為12,而GaAs中Ga和As原子個(gè)數(shù)比為1∶1,故兩原子的配位數(shù)相等,故As
原子周圍與其距離最近的As原子的個(gè)數(shù)為12,若As原子的半徑為r1pm,Ga原子的半徑為r2pm,則晶胞的邊長(zhǎng)為a=pm,而最近的兩個(gè)As原子的距離為面對(duì)角線的一半,故為a=(r1+r2)pm。13.答案(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(2)O3 O3的相對(duì)分子質(zhì)量較大,分子間范德華力大 分子晶體 離子晶體(3)三角錐形 sp3(4)V形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+2Na2CO3Cl2O+CO2+2NaCl)解析C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,應(yīng)為P元素;C、D為同周期元素,則應(yīng)為第三周期元素,D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子,應(yīng)為Cl元素;A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型,結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知A為O元素,B為Na元素。(1)四種元素分別為O、Na、P、Cl,電負(fù)性最大的為O元素,C為P元素,核外電子排布式為1s22s22p63s23p3。(2)A為O元素,有O2、O3兩種同素異形體,兩者對(duì)應(yīng)的晶體都為分子晶體,因O3的相對(duì)原子質(zhì)量較大,則分子間范德華力較大,沸點(diǎn)較高;A的氫化物為水,為分子晶體,B的氫化物為NaH,為離子晶體。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1∶3的化合物PCl3,P形成3個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為=1,則P采取sp3雜化,PCl3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。(4)化合物D2A為Cl2O,O為中心原子,形成2個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為=2,則中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,空間結(jié)構(gòu)為V形,氯氣與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備Cl2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaHCO3+2NaCl。14.答案(1)2(2)<(3)正四面體 sp3 配位鍵 弱于解析(1)基態(tài)鐵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,s能級(jí)上的電子數(shù)共有8個(gè),3d能級(jí)上有4個(gè)未成對(duì)電子,所以s能級(jí)上的電子數(shù)是其未成對(duì)電子數(shù)的2倍。(2)第一電離能為氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,鐵為金屬元素,容易失去電子,O為非金屬元素,失去電子比較困難,所以第一電離能:Fe
