2020高考化学大题专项训练《物质结构与性质(1)》及答案解析

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①HClO4、②HIO4、③H5IO6[可写成(HO)5IO]三种物质的酸性由强到弱的顺序为____________(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____________g⋅cm-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） [Ar]3d104s24p5

（4）BrI>ICl>Cl2 Cl +1

（5）①②③

（6）RbICl2RbCl+ICl 8 -103A283.54(685.510)N

【解析】 1F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； 32I的成键数为2，孤对电子数为1712122，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3sp；

故答案为：V形；3sp；

3Br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1025Ar3d4s4p，碘原子价电子的电子排布图为；

故答案为：1025Ar3d4s4p；；

4分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，则沸点为2BrIIClCl，氯原子得电子能力强于I，所以Cl的电负性大，Cl显1价，故I显1价；

故答案为：2BrIIClCl；Cl；1；

5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ClI，则酸性为①②③；

故答案为：①②③；

6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2RbIClRbClIClnV；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，2RbICl的晶体结构与NaCl相似，2RbICl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2RbICl，根据mρV，所以该晶胞的密度是3103A283.54gcm(685.510)N；

故答案为：RbICl2RbCl+ICl；8；103A283.54(685.510)N。

【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：①微粒位于顶角同为8个晶胞所共有，微粒属于该晶胞；②微粒位于棱上同为4个晶胞所共有，微粒属于该晶胞；③微粒位于面上同为2个晶胞所共有，微粒属于该晶胞；④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+。

①1mol苯酚分子中含有σ键的数目为______。

②类卤素离子SCN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HNCS，这两种酸中沸点较高的是______

（3）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

①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）。

②上述化合物中氮原子的杂化方式为______。

【答案】

（1）[Ar]3d5

（2）①13mol或13×6.02×1023 ②异硫氰酸或H—N＝C＝S

（3）4︰1

（4）①O＞N＞C＞H ②sp3和sp2

【解析】 【分析】

（1）按要求写出3+Fe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，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3+Fe的基态核外电子排布式为5[Ar]3d；

（2）1个苯酚中有13个单键和一个大π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118+6=482个，因此铁、氮的微粒个数之比为4:1；

（4）电负性大小为O>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2sp和3sp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ρ g·cm－3，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 12NA·a·ρ

【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Be＞B；

（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+2×12=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112，而晶胞中含有的镁原子数为1+18×8=2，根据ρ＝2r1212AMNa，则有Mr=12NA•a•ρ。

【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①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金刚石，⑦（NH4）2SO4，⑧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__，①～⑤五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：A．____________；B．____________；C．____________；D．____________。

（3）下图中A～D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）①⑤ ②③ ⑧ ②⑦ ④⑥ ④＞②＞③＞⑤＞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）

【解析】 （1） ①CO2⑤CS2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①⑤；

②NaCl是由钠离子和氯离子构成；③Na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②③；

⑧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⑧；

②NaCl由钠离子和氯离子构成，属于离子化合物；⑦（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②⑦；

④Si⑥金刚石都是由原子构成的原子晶体；属于原子晶体的是④⑥；

晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体，Si和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: ④＞②＞③＞⑤＞①；

综上所述，本题答案是： ①⑤； ②③； ⑧； ②⑦； ④⑥； ④＞②＞③＞⑤＞①。

（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