高考化学微专题小练习：专练57 结构与性质综合应用1．[2022·全国乙卷]卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。
回答下列问题：（1）氟原子激发态的电子排布式有 ，其中能量较高的是 。
（填标号） a ．1s 22s 22p 43s 1 b ．1s 22s 22p 43d 2c ．1s 22s 12p 5d ．1s 22s 22p 33p 2（2）①一氯乙烯（C 2H 3Cl ）分子中，C 的一个 杂化轨道与Cl 的3p x 轨道形成C —Cl 键，并且Cl 的3p z 轨道与C 的2p z 轨道形成3中心4电子的大π键（Π34）。
②一氯乙烷（C 2H 5Cl ）、一氯乙烯（C 2H 3Cl ）、一氯乙炔（C 2HCl ）分子中，C —Cl 键长的顺序是 ，理由：（ⅰ）C 的杂化轨道中s 成分越多，形成的C —Cl 键越强；（ⅱ） 。
（3）卤化物CsICl 2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X 和红棕色液体Y 。
X 为 。
解释X 的熔点比Y 高的原因________________________________________________________________________________________________________________________。
（4）αAgI 晶体中I －离子作体心立方堆积（如图所示），Ag ＋主要分布在由I －构成的四面体、八面体等空隙中。
在电场作用下，Ag ＋不需要克服太大的阻力即可发生迁移。
因此，αAgI 晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为N A ，则αAgI 晶体的摩尔体积V m ＝ m 3·mol －1（列出算式）。
2．[2022·全国甲卷]2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH 2===CH 2）与四氟乙烯（CF 2===CF 2）的共聚物（ETFE ）制成。
回答下列问题：（1）基态F 原子的价电子排布图（轨道表示式）为 。
（2）图a 、b 、c 分别表示C 、N 、O 和F 的逐级电离能Ⅰ变化趋势（纵坐标的标度不同）。
第一电离能的变化图是 （填标号），判断的根据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 第三电离能的变化图是 （填标号）。
（3）固态氟化氢中存在（HF ）n 形式，画出（HF ）3的链状结构 。
（4）CF 2===CF 2和ETFE 分子中C 的杂化轨道类型分别为 和 ；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因 。
（5）萤石（CaF 2）是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X 代表的离子是 ；若该立方晶胞参数为a pm ，正负离子的核间距最小为 pm 。
3．北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。
挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。
熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。
”回答下列问题：（1）基态Cu 原子的简化电子排布式为 ；量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，基态Cu 原子核外电子有 个空间运动状态。
（2）胆矾的化学式为CuSO 4·5H 2O ，其中SO 2－4 的空间结构为 。
（3）Cu2＋能与乙二胺四乙酸根离子形成配离子，组成该阴离子的四种元素的电负性由大到小的顺序是，第一电离能最大的是；C、N 原子的轨道杂化类型分别为、。
（4）某种合金的晶胞结构如图所示，晶体中K原子的配位数为；已知金属原子半径r（Na）和r（K），计算晶体的空间利用率：（假设原子是刚性球体，用代数式表示）。
4．氧化锌在液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用，常用下列三种锌盐为原料经高温分解制备。
回答下列问题：（1）Zn为30号元素，它在元素周期表中的位置是。
（2）原料Ⅰ中阴离子空间结构为，其等电子体为（写出1种即可）。
（3）原料Ⅱ、Ⅲ阴离子对应的酸沸点较高的是（写结构简式），原因是。
（4）关于以上几种锌盐说法正确的是（填序号）。
A．化合物Ⅱ中电负性最大的元素是OB．化合物Ⅱ中所有C原子的杂化形式均为sp3C．化合物Ⅲ中只存在离子键和极性共价键D．化合物Ⅰ阴离子中σ键和π键数目比为2∶1（5）ZnO存在多种晶体结构，其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构，如图为这两种晶体的局部结构。
①图甲不是纤锌矿型ZnO 的晶胞单元，原因是 。
②图乙闪锌矿型属于立方晶胞，原子1的坐标为（12 ，12，0），则原子2的坐标为 。
③图乙的闪锌矿型ZnO 晶体中离O 原子距离最近的Zn 原子个数为 ，其晶胞参数为a nm ，阿伏加德罗常数的值为N A ，则晶体密度为 g ·cm －3（列出计算式）。
5．[2021·山东卷]非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。
回答下列问题：（1）基态F 原子核外电子的运动状态有 种。
（2）O 、F 、Cl 电负性由大到小的顺序为 ；OF 2分子的空间构型为 ；OF 2的熔、沸点 （填“高于”或“低于”）Cl 2O ，原因是 。
（3）Xe 是第五周期的稀有气体元素，与F 形成的XeF 2室温下易升华。
XeF 2中心原子的价层电子对数为 ，下列对XeF 2中心原子杂化方式推断合理的是 （填标号）。
A ．spB ．sp 2C ．sp 3D ．sp 3d（4）XeF 2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有 个XeF 2分子。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A 点原子的分数坐标为（12 ，12 ，12）。
已知Xe —F 键长为r pm ，则B 点原子的分数坐标为 ；晶胞中A 、B 间距离d ＝ pm 。
专练57 结构与性质综合应用1．(1)ad d(2)①sp 2 σ ②C 2H 5Cl>C 2H 3Cl>C 2HCl Cl 参与形成的大π键越多，形成的C —Cl 键越短(3)CsCl CsCl 是离子晶体，熔化时需要克服Cs ＋和Cl －之间的离子键，而ICl 是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力(4)固体离子导体 12(5.04×10－10)3N A 解析：(1)基态氟原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 5，有9个电子，排除b 、c 项；a 项，相当于F 原子的一个电子从2p 能级跃迁到3s 能级，属于激发态氟原子，正确；d 项，相当于F 原子的两个电子从2p 能级跃迁到3p 能级，属于激发态氟原子，正确；在两个激发态氟原子中，由于3p 能级的能量高于3s 能级，且d 中发生跃迁的电子数目多于a ，故d 的能量较高。
(2)①C 2H 3Cl 分子中存在碳碳双键，C 原子为sp 2杂化，杂化轨道只能形成σ键，故在C 2H 3Cl 分子中，C 的一个sp 2杂化轨道与Cl 的3p x 轨道形成C —Cl σ键。
②C 2H 5Cl 分子中只存在σ键，C 原子为sp 3杂化；C 2H 3Cl 分子中存在一个Π34的大π键，C 原子为sp 2杂化；C 2HCl 分子中存在两个Π34的大π键[1个是Cl(3p z )－C(2p z )，1个是Cl(3p y )－C(2p y )]，C 原子为sp 杂化。
杂化轨道中s 成分越多(sp 3、sp 2、sp 杂化轨道中s 成分依次增多)，形成的C —Cl 键越强；Cl 参与形成的大π键越多，形成的C —Cl 键越短，故C —Cl 键长顺序为C 2H 5Cl>C 2H 3Cl>C 2HCl 。
(3)由CsICl 2受热发生非氧化还原反应知，CsICl 2受热分解生成CsCl 和ICl ，故无色晶体X 为CsCl ，红棕色液体Y 为ICl ；由于CsCl 是离子晶体，熔化时需要克服Cs ＋和Cl －之间的离子键，而ICl 是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力，离子键比范德华力强得多，故CsCl 的熔点高于ICl 。
(4)在αAgI 晶体中，Ag ＋可以发生迁移，故αAgI 晶体在电池中可以作为固体离子导体。
由于αAgI 晶体中I －作体心立方堆积，由“均摊法”知，1个晶胞中含有I －数目为8×18＋1＝2，即1个晶胞中含有2个αAgI ，则αAgI 晶体的摩尔体积V m ＝12 (504×10－12 m)3·N A mol －1＝12 (5.04×10－10)3N A m 3·mol －1。
2．(1)(2)a 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N 原子的价电子排布式为2s 22p 3，2p 轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O 原子大 b(3)H —F …H —F …H —F(4)sp 2 sp 3 F 的电负性比H 大，C —F 键的键能比C —H 键的大(5)Ca 2＋ 34a 解析：(1)基态F 原子的价电子排布式为2s 22p 5，故其价电子排布图(轨道表示式)为。
(2)C 、N 、O 、F 均位于第二周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力增强，第一电离能逐渐增大，但N 原子的价电子排布式为2s 22p 3，2p 轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O 原子大，故选a ；C 原子失去2个电子后达到2s 2全满稳定结构，再失去1个电子较难，故第三电离能比N 原子大，故选b 。
(3)固态氟化氢分子间存在氢键，故(HF)3的链状结构为H —F …H —F …H —F 。
(4) CF 2===CF 2分子中C 原子形成碳碳双键，故C 原子为sp 2杂化；ETFE 是乙烯与四氟乙烯的共聚物，可表示为CH 2—CH 2—CF 2—CF 2，故在ETFE 分子中碳原子为sp 3杂化；由于F 的电负性比H 大，C —F 键的键能比C —H 键的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯稳定。
(5)X 离子位于顶点和面心，根据均摊法知，X 离子数目为8×18 ＋6×12＝4，Y 离子位于体内，故Y 离子数目为8，结合CaF 2的化学式知，X 代表的离子是Ca 2＋；根据晶胞结构图知，Ca 2＋与F －的最小核间距为正方体体对角线长度的14，即正负离子的核间距最小为34a pm 。
