2021届 高考化学二轮专题训练： 物质结构与性质(选修) (解析版)

2021届高三化学复习提升专练

坚持就是胜利！ 物质结构与性质（选修）

1．【甘肃省定西市陇西县第一中学2019届高三下学期适应性训练】砷和镍是重要的材料和化工领域用途广泛。请回答下列问题：

（1）基态As原子中，价电子的电子云轮廓图形状为___________。与砷同周期的主族元素的基态原子中，电负性最大的为________（填元素符号）。

（2）33NaAsO可用于碘的微量分析。

①Na+的焰色反应呈黄色，很多金属元素能产生焰色反应的微观原因为_______________________。

②其中阴离子的VSEPR模型为_____，与其互为等电子体的分子为_____（只写一种分子式即可）。

（3）M（）可用于合成Ni2＋的配体，M中C原子的杂化形式为__________，σ键和π键的数目之比为_____。

（4）Ni与Ca处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高，原因为__________________。区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为___________。

（5）某砷镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为AN，该晶体的密度ρ＝____g·cm－3。

【答案】（1）球形、哑铃型或纺锤形 Br

（2）①电子从较高能级的激发态跃迁到低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量 ②三角锥形 PCl3、PBr3、NF3、NCl3等

（3）sp3、sp2 7∶1 2021届高三化学复习提升专练

坚持就是胜利！ （4）Ni的原子半径较小，价层电子数目多，金属键较强 X-射线衍射法

（5）322A5.36103acN

【解析】（1）基态As原子的价电子排布式为4s24p3，故其电子云轮廓图形状为球形、哑铃型或纺锤形。一般情况下，同周期的主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，所以与砷同周期的主族元素的基态原子中，电负性最大的为Br，故答案为：球形、哑铃型或纺锤形，Br。

（2）①金属元素能产生焰色反应的微观原因为电子从较高能级的激发态跃迁到低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量，产生焰色反应，故答案为：电子从较高能级的激发态跃迁到低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量。

②AsO33-中As原子的价层电子对数目为4，其立体构型为三角锥形，根据等电子体的含义可知，与AsO33-互为等电子体的分子有PCl3、PBr3、NF3、NCl3等，故答案为：三角锥形，PCl3、PBr3、NF3、NCl3等。

（3）由的结构简式可知，—CH3、—CH2—、—CF3中的C原子的价层电子对数目为4，杂化方式为sp3，碳氧双键中C原子的价层电子对数目为3，杂化方式为sp2，每个分子中含有14个σ键和2个π键，则σ键和π键的数目之比为7：1，故答案为：sp3、sp2，7：1。

（4）金属晶体熔沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键的强弱与价层电子数目和金属原子的半径有关，所以金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高的原因为Ni的原子半径较小，价层电子数目多，金属键较强。区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为为X-射线衍射法，故答案为：Ni的原子半径较小，价层电子数目多，金属键较强；X-射线衍射法。

（5）由晶胞结构可知，每个晶胞中含有2个Ni原子和2个As原子，晶胞的体积V=2-303ac102cm3，故晶胞的密度2-30A2(59+75)ρ=3acN102g/cm3=322A5.36103acNg/cm3，故答案为：322A5.36103acN。 2021届高三化学复习提升专练

坚持就是胜利！ 2．【福建省厦门市2019届高中毕业班5月第二次质量检查】UO2与铀氮化物是重要的核燃料，已知：3(NH4)4[UO2(CO3)3]800℃3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑

回答下列问题：

（1）基态氮原子价电子排布图为______。

（2）反应所得气态化合物中属于非极性分子的是_______(填化学式)。

（3）某种铀氮化物的晶体结构是NaCl型。NaCl的Bom-Haber循环如图所示。已知：元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是________(填标号)。

a.Cl-Cl键的键能为119.6kJ/mol b.Na的第一电离能为603.4kJ/mol

c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mol d.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol

（4）依据VSEPR理论推测CO32-的空间构型为_________。分子中的大丌键可用符号丌nm表示，其中m代表参与形成大丌键的原子数，n代表参与形成大丌键的电子数(如苯分子中的大丌键可表示为丌66)，则CO32-中的大丌键应表示为_____。

（5）UO2可用于制备UF4：2UO2+5NH4HF2150℃2UF4·2NH4F+3NH3↑+4H2O，其中HF2的结构表示为[F—H…F]-，反应中断裂的化学键有_______ (填标号)。

a.氢键 b.极性键 c.离子键 d.金属键 e.非极性键

（6）铀氮化物的某两种晶胞如图所示： 2021届高三化学复习提升专练

坚持就是胜利！

①晶胞a中铀元素的化合价为__________，与U距离相等且最近的U有_______个。

②已知晶胞b的密度为dg/cm3，U原子的半径为r1cm，N原子的半径为为r2cm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的空间利用率为___________(列出计算式)。

【答案】（1）

（2）CO2

（3）c、d

（4）平面三角形 64Π

（5）b、c

（6）①+3

12 ②3312444π8π331484238ArrdN×100%

【解析】（1）N是7号元素，根据构造原理，可得其核外电子排布式1s22s22p3，其价电子的轨道表达式为；

（2）反应所得气态化合物分子有NH3、CO2、N2、H2O，NH3、H2O的空间排列不对称，正负电荷的重心不重合，属于极性分子，CO2、N2的空间排列对称，分子中正负电荷重心重合，是非极性分子，其中CO2是非极性化合物分子；

（3） a.Cl-Cl键的键能为2×119.6kJ/mol=239.2kJ/mol，a错误；

b.Na的第一电离能为495.0kJ/mol，b错误；

c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mol，c正确；

d.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol，d正确；

故合理选项是cd；

（4） CO32-的价层电子对数为3+42322=3，因此CO32-空间构型为平面三角形； 2021届高三化学复习提升专练

坚持就是胜利！ C原子、O原子有平行的p轨道，价电子总数为4+2+6×3=24，单电子数=24-2×3-4×3=6，为4原子、6电子形成的大π键，大π键为64Π；

（5） NH4HF2为离子晶体，含有离子键，HF2-含有氢键和共价键，NH4+中含有配位键和共价键，所以NH4HF2中所含作用力有：a、b、c、d，反应中断裂的化学键有b、c；

（6）①晶胞a中U原子个数8×18+6×12=4；含有N原子个数为：12×14+1=4，因此一个晶胞中含有U、N原子个数均为4个，化学式为UN，由于N原子最外层有5个电子，N化合价为-3价，所以U元素的化合价为+3，根据图示可知：在晶胞与U距离相等且最近的U在一个晶胞的面心上，通过一个U原子有8个晶胞，在一个晶胞中有3个U距离相等且最近，每个U原子重复了两次，因此在晶胞与U距离相等且最近的U原子数为8×3×12=12；

②在一个晶胞中含有U原子数目为U：8×18+6×12=4，含有的N原子数目为8×1=8，一个晶胞中含有的U、N原子的总体积为V(U)+V(N)=(4×3143r+8×3243r)cm3；根据图示可知晶胞参数为4个U原子的半径的2倍；2L=4r1cm，晶胞的体积V(晶胞)=1484238AdN，则该晶体中原子利用率为3312444π8π(33φ100%1484238ArrVVdN原子）晶胞×100%。

【点睛】本题考查物质结构与性质的知识，涉及原子核外电子的轨道表达式、晶格能、电离能、微粒的空间构型判断、化学键类型的判断及晶胞的有关计算，需要学生对知识掌握要全面、细致，大π键在中学基本不涉及，是本题的难点，掌握均摊法进行晶胞有关计算。

3．【湖南省长沙市雅礼中学2019届高三下学期二模】（1）下列氮原子的电子排布图表示的状态中，能量由低到高的顺序是_______(填字母代号)。 2021届高三化学复习提升专练

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（2）P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图所示。

①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______________。

②每个P4S3分子中含有的孤电子对的数目为__________________。

（3）科学家合成了一种阳离子“N5n+，其结构是对称的，5个N排成＂V＂形，每个N都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”的化学式为”N8”的离子晶体，其电子式为_________________。分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子的最外层均满是8电子稳定结构，其结构式为_____________。

（4）直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的，如图所示。则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为_________________。

（5）碳酸盐中的阳离子不同，热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和金属阳离子半径

随着金属阳离子半径的增大，碳酸盐的热分解温度逐步升高，原因是_______________。

（6）石墨的晶体结构和晶胞结构如下图所示。已知石墨的密度为pg・cm3，C—C2021届高三化学复习提升专练

坚持就是胜利！ 键的键长为cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则石墨品体的层间距为_________cm。

【答案】（1）A＜C＜B＜D

（2）sp3 10

（3） N≡C-C≡N

（4）PnO（3n+1）（n+2）—

（5）碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子，使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程，阳离子所带电荷相同时，阳离子半径越小，其结合氧离子能力越强，对应的碳酸盐就越容易分解

（6）2A1633Nr

【解析】（1）据能量最低原理可知核外电子先占有能量低的轨道，再占有能量高的轨道可知D的能量最高；据洪特规则，各个轨道为半充满状态，能量较低，为相对稳定的状态可知，A的能量最低，B的能量高于C的能量，所以能量由低到高的顺序是A＜C＜B＜D，故答案为：A＜C＜B＜D；

（2）①P4S3分子中硫原子的价层电子对数为4，杂化轨道类型为sp3杂化，故答案为：sp3；

②每个P4S3分子中每个P原子含有1对孤对电子，每个S原子含有2对孤对电子，则每个P4S3分子中含有的孤电子对的数目为4×1+3×2=10，故答案为：10；

（3） N5n+结构是对称的，5个N排成V形，5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个N≡N键，满足条件的结构为，“N5”带一个单位正电荷，则化学式为”N8”的离子晶体是由N5+和N3—组成，电子式为；分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°，并有