2023届高三化学高考备考二轮复习专题训练 物质结构与性质
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2020届高三化学一轮复习
选修3:物质结构与性质(专题训练)
1、[2019新课标Ⅰ] 在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。回答下列问题:
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。
A. B. C. D.
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是 ,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/°C 1570 2800 23.8 −75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因
。
(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x= pm,Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是
g·cm−3(列出计算表达式)。
【答案】(1)A
(2)sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+
(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力(分子量)P4O6>SO2 (4)24a 34a 330A824+166410Na
2、.[2019新课标Ⅱ] 近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe−Sm−As−F−O组成的化合物。回答下列问题: (1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______,其沸点比NH3的_______(填“高”或“低”),其判断理由是________________________。
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1.A、B、C、D是原子序数依次增加的前四周期元素,A元素的正化合价与负化合价的代数和为零;B元素原子的价电子结构为nsnnpn;C元素基态原子s能级的电子总数比p能级的电子总数多1;D元素原子的M能层全满,最外层只有一个电子。请回答:
(1)A元素的单质为A2,不能形成A3或A4,这体现了共价键的________性;B元素单质的一种空间网状结构的晶体熔点>3 550 ℃,该单质的晶体类型属于________;基态D原子共有________种不同运动状态的电子。
(2)A与C形成的最简单分子的中心原子杂化方式是____________,该分子与
D2+、H2O以2∶1∶2的配比结合形成的配离子是________(填化学式),此配离子中的两种配体的不同之处为________(填标号)。
①中心原子的价层电子对数
②中心原子的孤电子对的个数
③中心原子的化学键类型
④VSEPR模型
(3)1 mol BC-中含有的π键数目为________;写出与BC-互为等电子体的分子和离子各一种__________、__________。
(4)D2+的硫酸盐晶体的熔点比D2+的硝酸盐晶体的熔点高,其原因是____________。
(5)D3C具有良好的电学和光学性能,其晶体的晶胞结构如图所示,D+和C3-的半径分别为a pm、b pm,D+和C3-都是紧密接触的刚性小球,则C3-的配位数为________,晶体的密度为________g·cm-3。
解析:根据B元素原子的价电子结构为nsnnpn,则n=2,即B为C(碳)元素;由A的原子序数小于6且正化合价与负化合价的代数和为0,可知A为H元素;由基态C原子s能级电子总数比p能级的电子总数多1,可知C的电子排布式为1s22s22p3,则C为N元素;根据D元素原子的M能层全满可知,D元素M能层排布18个电子,且最外层有1个电子,即D原子核外电子个数为29,则D为Cu元素。
2020届高考化学二轮复习专题:物质结构与性质
考点一 电子排布式、电离能和电负性
1.原子核外电子排布的“三个原理”及其表示方法
(1)三个原理:能量最低原理、泡利原理、洪特规则。
能量最低原理 原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道
泡利不相容原理 每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子
洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同
注意:能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。如24Cr的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式 Cu:[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe:3d64s2
电子排布图(或轨道表示式) O:
(3)常见原子轨道电子云轮廓图
原子轨道 电子云轮廓形状 轨道个数
s 球形 1
p 哑铃形 3(px,py,pz)
2.电离能
(1)电离能的应用
图 1
(2)第一电离能的周期性
随着原子序数的递增,元素的第一电离能呈周期性变化:同周期元素从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小;同主族元素从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势。
图 2
3.元素电负性
(1)规律
同周期元素从左到右,电负性依次增大;同主族元素自上而下,电负性依次减小。
(2)应用
图 3
例1 (1) Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为 。
(2) ①Zn原子核外电子排布式为 。
②黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) (填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是 。
2020届高三化学二轮复习 物质结构晶体专题训练
1、太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位,单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、钴、硼、镓、硒等。回答下列问题:
(1)基态二价铜离子的电子排布式为__________________________________,已知高温下Cu2O比CuO更稳定,试从核外电子排布角度解释________________________________。
(2)铜的某种氧化物晶胞如图,该晶胞中阴离子的个数为____________。
(3)铜与(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2中含有π键的数目为______________,HSCN结构有两种,硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N===C===S)的原因是________________________________________________________________________。
(4)BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。B与N之间形成配位键,氮原子提供________,在BF3·NH3中B原子的杂化方式为________________。
(5)Co的一种氧化物CoO2晶体的层状结构如图所示(小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元不能描述CoO2的化学组成的是________(填字母)。
(6)六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似,层间相互作用力为______。六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构、硬度与金刚石相似,其晶胞如图,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是________g·cm-3(只列算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) 亚铜离子价电子排布式为3d10,核外电子处于稳定的全充满状态
(2)4
(3)4NA(或2.408×1024) 异硫氰酸分子间可形成氢键,所以沸点较高
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。
物质结构与性质选择题(选修)【原卷】
1.(2021·湖北高三模拟)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,其结构简式如图所示。下列说法错误的是
A.基态Zn原子价电子排布式为1023d4s
B.Cu与Zn相邻,第一电离能:ZnCu
C.该物质中,2Zn的配位数为5,配原子为O、N
D.电负性由小到大的顺序为ZnHCNO
2.(2021·江苏常州市·高三开学考试)氨硼烷(NH3·BH3)是一种颇具潜力的固体储氢材料,具有较高的稳定性和环境友好性。下列关于氨硼烷的说法错误的是( )
A.氨硼烷结构与乙烷相似,固态时均为分子晶体
B.氨硼烷与水分子间可形成氢键,故易溶于水
C.分子中N原子的第一电离能小于B原子
D.分子中由N原子提供孤电子对与B原子形成配位键
3.(2021·南京市中华中学高三月考)2020年人类在金星大气中探测到PH3.实验室制备PH3的方法有:①PH4I+NaOH=NaI+PH3↑+H2O;②P4+3KOH+3H2OΔ3KH2PO2+PH3↑。已知H3PO2是一元弱酸,其结构式为。下列说法正确的是
A.基态P的轨道表示式为
B.1molP4分子中含有4molP-P键
C.PH+4中提供孤电子对的原子是P
D.反应②中若KOH过量会发生反应:P4+9KOHΔ3K3PO2+PH3↑+3H2O
4.(2021·江苏省高淳高级中学高三月考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,且基态X原子含2个未成对电子,Z单质可以在空气中燃烧生成形成淡黄色化合物,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是
A.第一电离能:W>X>Y>Z B.简单离子的还原性:Y>X>W
C.简单离子的半径:W>X>Y>Z D.氢化物水溶液的酸性:Y>W
5.(2021·江苏无锡市·高三模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Y的电负性仅次于氟元素,Z所在周期数等于族序数,W的外围电子排布为ns2np5。下列有关说法正确的是
专题限时集训(十六) [专题十六 物质结构与性质]
(时间:40分钟)
1.回答下列问题:
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
①基态氧原子的价电子排布式为________。
②尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是________、________。
③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=________。
Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于____________(填晶体类型)。
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图Z16-1,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为________。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏伽德罗常数为NA,求晶胞边长a=______cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
图Z16-1
(3)下列说法正确的是________。
A.第一电离能大小:S>P>Si
B.电负性顺序:C<N<O<F
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线形,相同条件下SO2的溶解度更大
E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
(4)图Z16-2(a)是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
(a) (b)
图Z16-2
①图中d单质的晶体堆积方式类型是________________________________________________________________________。
②单质a、b、f 对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键,________个π键。
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页 2022年高考化学二轮复习必刷专题——物质结构与性质题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.(2021·海南·高考真题)金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物,其结构示意图如下。
回答问题:
(1)基态锰原子的价层电子排布式为___________。
(2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为___________。
(3)第一电离能的大小:C___________O(填“大于”或“小于”)。
(4)23CO中碳原子的杂化轨道类型是___________,写出一种与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式___________。
(5) CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I,反应前后锰的配位数不变,CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为___________。
(6)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,如图所示。前者的熔点明显高于后者,其主要原因是___________。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。在晶胞坐标系中,a点硫原子坐标为111,,22,b点锰原子坐标为10,,02,则c点锰原子坐标为___________。
2.(2021·山东·高考真题)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__;OF2分子的空间构型为__;OF2的熔、沸点__(填“高于”或“低
专题限时集训(十六) [专题十六 物质结构与性质]
(时间:40分钟)
1.回答下列问题:
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
①基态氧原子的价电子排布式为________。
②尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是________、________。
③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=________。
Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于____________(填晶体类型)。
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图Z16-1,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为________。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏伽德罗常数为NA,求晶胞边长a=______cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
图Z16-1
(3)下列说法正确的是________。
A.第一电离能大小:S>P>Si
B.电负性顺序:C<N<O<F
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线形,相同条件下SO2的溶解度更大
E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
(4)图Z16-2(a)是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
(a) (b)
图Z16-2
①图中d单质的晶体堆积方式类型是________________________________________________________________________。
②单质a、b、f 对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键,________个π键。
1 2021届高三化学二轮复习——有机物的命名、结构与性质
——突破有机选择题学案及训练
知识梳理
一、有机物的共线与共面
1.六个有机物结构的基本模型
(1)甲烷分子为正四面体型结构,分子中有且只有3个原子共面。凡是碳原子与其他4个原子形成共价单键时,与碳原子相连的4个原子组成四面体结构。任何有机物分子结构中只要出现1个饱和碳原子,则整个分子不再共面。
(2)乙烯分子为平面形结构,分子中所有原子都在同一平面内,键角约为120°。若某有机物分子结构中出现1个碳碳双键,则至少有6个原子共面。
(3)苯分子为平面形结构,分子中所有原子在同一平面内,键角为120°。若某有机物分子结构中出现1个苯环,则至少有12个原子共面。
(4)甲醛分子为平面三角形结构,分子中所有原子在同一平面内。
(5)乙炔分子为直线形结构,分子中4个原子一定在同一条直线上。任何有机物分子结构中只要出现1个碳碳叁键,至少有4个原子共线。
(6)HCN分子为直线形结构,分子中3个原子在同一条直线上。
2.复杂有机物分子共面、共线问题的分析步骤
(1)将有机物分子进行拆分,找到基本结构单元,即有机物中几个典型的分子结构模型,如烃中的甲烷、乙烯、乙炔、苯,烃的衍生物中的甲醛等。
(2)根据分子结构模型,确定不同基本结构单元中共面或共线的原子,原子共线的判断以乙炔为标准,原子共面的判断以乙烯或苯为标准。
(3)了解有机物分子中可以自由旋转的单键——碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等,确定哪些原子可以旋转到不同的位置。
(4)根据简单的空间几何知识,将不同的结构单元进行合并,整体判断共面或共线的原子个数。
二、同系物和同分异构体
1.同系物
(1)同系物的概念:结构相似,分子组成上相差1个或若干个“CH2”原子团
2 的有机化合物互称为同系物。
(2)同系物的特点
a.同系物必须结构相似,即组成元素相同,官能团种类、个数及连接方式相同,分子组成通式相同。
专题十三 物质结构与性质
1.[2018·全国卷Ⅰ]Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为__________、__________。(填标号)
(2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是__________________________。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为________。LiAlH4中,存在________(填标号)。
A.离子键 B.σ键
C.π键 D.氢键
(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的 Born-Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol-1,O=O键键能为________kJ·mol-1,Li2O晶格能为____________kJ·mol-1
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为________ g·cm-3(列出计算式)。
2.[2018·南京市第三次模拟]黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是一种重要的化工原料,通过化学工艺可获得二(氨基丙酸)合铜[Cu(NH2CH2CH2COO)2]等产品。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为____________________________。
(2)[Cu(NH2CH2CH2COO)2]的结构简式如图1所示。1 mol[Cu(NH2CH2CH2COO)2]中含有σ键数目为________;C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是________________。
(3)黄铜矿在空气中灼烧得到废气和固体混合物。废气中SO2经催化氧化生成SO3,SO2分子中S原子轨道的杂化类型为________。SO3分子的空间构型为________;固体混合物中含有一种化合物X,其晶胞如图2所示,化合物X的化学式为________。
2018届高考二轮专题复习
《物质结构与性质》综合推断题汇编3 (选修3)
1. A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期主族元素。 A、F原子的最外层电子数均等于其周期序数,F原子的电子层数是A的3倍;B原子核外电子分处3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同;A与C形成的最简单分子为三角锥形;D原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数;E原子核外每个原子轨道上的电子都已成对,E电负性小于F。
⑴写出B的基态原子的核外电子排布式 。
⑵A、C形成的最简单分子极易溶于水,其主要原因是 ;
与该最简单分子互为等电子体的阳离子为 。
⑶比较E、F的第一电离能:E F(选填“>”或“<”)。
⑷BD2在高温高压下所形成的晶胞如右图所示。该晶体的类型属于 (选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体,该晶体中B原子的杂化形式为 。
⑸光谱证实单质F与强碱性溶液反应有[F(OH)4]—生成,则[F(OH)4]—中存在 。
a.共价键 b.非极性键 c.配位键 d.σ键 e.π键
答案:⑴1s22s22p2 ⑵NH3与H2O间能形成氢键 H3O+ ⑶> ⑷原子 sp3 ⑸acd
2. 有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素,原子序数E<Q<T<X<Z。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,且I1(E)<I1(T)<I1(Q),其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态,且QT2+与ET2互为等电子体。X为周期表前四周期中电负性最小的元素,Z的原子序数为28。
请回答下列问题(答题时如需表示具体元素,请用相应的元素符号):
⑴ 写出QT2+的电子式 、基态Z原子的核外电子排布式 。
1 2018届高考化学二轮复习测试专题含答案
专题突破练(十七) 物质结构与性质(选考选修3的学生使用)
1.(2017·江苏单科,21A)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为__________。
(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是________,1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。
(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________。
(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为________。
(5)某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________。
解析: (1)Fe3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
(2)丙酮分子中有两种碳原子,其中—CH3中碳原子为sp3杂化,中碳原子为sp2杂化;单键均是σ键,一个双键中有一个σ键和一个π键,故1 mol丙酮分子中含有9 mol σ键。
(3)依据同周期元素电负性变化规律可知,电负性:C
(4)乙醇分子间存在氢键,使得乙醇沸点较高。
(5)由图2可知更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型,利用均摊法可得晶胞中各原子个数Cu:8×18=1,Fe:6×12=3,N:1,故化学式为Fe3CuN。
答案: (1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(2)sp2和sp3 9 mol
(3)H
2 (4)乙醇分子间存在氢键
(5)Fe3CuN
2.(2017·广东茂名模拟,35)铁是一种重要的过渡元素,能形成多种物质,如做染料的普鲁士蓝化学式为KFe[Fe(CN)6]。
(1)Fe2+基态核外电子排布式为 ________________。
专题限时集训(十六) [专题十六 物质结构与性质]
(时间:40分钟)
1.回答下列问题:
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
①基态氧原子的价电子排布式为________。
②尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是________、________。
③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=________。 Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于____________(填晶体类型)。
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图Z161,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为________。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏伽德罗常数为NA,求晶胞边长a=______cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
图Z161
(3)下列说法正确的是________。
A.第一电离能大小:S>P>Si
B.电负性顺序:C<N<O<F
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线形,相同条件下SO2的溶解度更大
E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
(4)图Z162(a)是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
(a) (b)
图Z162
①图中d单质的晶体堆积方式类型是________________________________________________________________________。
②单质a、b、f 对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键,________个π键。
1 物质结构与性质
一、选择题(本题共10小题,每题只有一个选项符合题意)
1.2021年诺贝尔化学奖颁给了“在不对称催化方面”做出贡献的两位科学家,脯氨酸()是不对称有机催化剂中的一种。下列关于脯氨酸分子的说法错误的是
A.该分子为极性分子 B.分子中所有原子可能共面
C.分子中存在手性碳原子 D.可形成分子内氢键
【答案】B
【解析】A.由分子结构可知,该分子结构不对称,所以属于极性分子,故 A正确;B.该分子中含有饱和碳原子,与周围4个原子相连,构成四面体结构,氮原子与周围3个原子相连,构成三角锥形结构,所以该分子中所有原子不可能共面,故B错误;C.若与碳原子相连的4个原子或原子团均不同,则该碳原子为手性碳原子,根据结构可知,分子中存在1个手性碳原子,故C正确;D.由结构可知,脯氨酸分子中同时含有羧基和亚氨基,可形成分子内氢键,故D正确;答案选B。
2.下列关于Li、O、Al、S元素及其化合物的叙述错误的是
A.Al3+离子的电子排布式:1s22s22p63s23p1B.碱性:LiOH>Al(OH)3
C.原子半径r:r(O)
【答案】A
【解析】A.Al3+离子核外有十个电子,电子排布式:1s22s22p6,故A错误;B.Al(OH)3是两性的,具有了一定的非金属性,故碱性:LiOH>Al(OH)3,故B正确;C.原子层数越多半径越大,同周期原子从左到右半径依次减小,故原子半径:r(O)
3.三价铬离子能形成多种配位化合物,[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]Cl2是其中的一种。下列说法正确的是
A.该配合物中的配离子存在多种异构体
B.对该配合物进行加热时,配体H2O比NH3更容易失去
C.提供电子对形成配位键的原子在基态时核外电子具有相同数目的空间运动状态
D.常温下,向含1 mol该配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,滴定结束后生成3mol AgCl沉淀 2 【答案】B
【解析】A.该配合物中的配离子[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+,配位体在中心离子Cr3+周围形成八面体结构,故只有一种结构,不存在多种异构体,A错误;B.配位原子电负性越大,吸引电子的能力越强,则给出电子对和中心元素配合的能力就越弱,形成的配位键越弱,加热易失去,电负性O>N,该配合物加热时,首先失去配离子中的配体是H2O,B正确;C.该配位离子中提供电子对形成配位键的原子由N、O和Cl,它们的空间运动状态分别为5,5,9,即提供电子对形成配位键的原子在基态时核外电子具有不同数目的空间运动状态,C错误;D.根据电离方程式[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]Cl2=[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2++2Cl-可知,常温下,向含1 mol该配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,滴定结束后生成2mol AgCl沉淀,D错误;故答案为B。
专题05 物质结构 元素周期律
考点热度 ★★★★★
【化学素养要求】
【考纲导向】
1.了解元素、核素和同位素的含义。
2.依据原子构成了解原子序数、核电核数、质子数、核外电子数的彼此关系和质子数、中子数、质量数之间的相互关系。
3.了解原子核外电子排布。
4.了解元素周期表的结构。
5.通过同周期、同主族元素性质的递变规律与原子结构的关系,理解元素周期律的实质。
6.通过金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律,理解位、构、性三者之间的关系。
7.通过离子键、共价键的形成过程认识化学键。
【命题分析】
对原子结构、化学键的考查主要集中在各微粒数量间的关系,微粒的结构示意图、电子式的表示方法及化学键、化合物类型的判断等方面上,试题难度不大,一般属于了解层次。
元素周期表和元素周期律这一部分内容主要以元素周期表为工具考查“位、构、性”三者的关系,该部分内容既能对原子结构、元素周期表和元素周期律进行单独考查,同时也能将元素及其化合物联系起来进行综合考查,试题的综合度较高,命题的空间大。题型以选择题为主,难度适中。该部分内容是过去命题的热点,未来将是一个必考点。题型依然会以选择题为主,难度变化不大。
核心考点一 微粒结构与化学键
1.抓住描述对象判断“四同”
(1)同位素——原子,如 11H、21H、31H。
(2)同素异形体——单质,如O2、O3。
(3)同系物——有机化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3。 (4)同分异构体——有机化合物,如正戊烷、新戊烷。
2.原子结构中易混淆的4个问题
(1)同种元素,可以有若干种不同的核素,即核素种类远大于元素种类。
(2)元素有多少种核素,就有多少种原子。
(3)同位素是同一元素不同原子的互相称谓,不指具体原子。
(4)同一元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同,其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有差异。
2023届高三化学高考备考二轮复习专题训练物质结构与性质
选择题(共20小题)
1.(2022秋•济南月考)铁元素是重要的金属元素,含有铁元素的物质,在人类的生产生活中有着重要的应用。在血液中,O2的输送与血红蛋白中的Fe2+有关。血红蛋白分子的结构如图,下列有关说法错误的是( )
A.基态Fe2+价电子排布为3d44s2
B.O2通过配位键与Fe2+相连
C.已知咪唑环所有原子共平面,则分子中一定存在大π键
D.该结构中O元素的电负性最大
2.(2022秋•沈河区校级月考)化合物T的结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y元素是其所在主族唯一的非金属元素,Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍。下列说法正确的是( )
A.化合物T中各元素原子均达到2或8电子稳定结构
B.化合物T中Y原子的杂化方式不完全相同
C.简单离子半径:W>Z
D.元素的电负性:Z>X>W>Y
3.(2022•苏州模拟)下列说法正确的是( )
A.2.0gD216O和14ND3的混合物中含有的电子数为NA
B.燃放烟花时看到的焰色是某些金属原子的电子吸收能量后发生电子跃迁的结果,属于吸收光谱
C.Al原子激发态能量:>
D.电子排布式1s22s22p63s23p63d3违反了泡利原理
4.(2022秋•五华区校级月考)全球的海底和冰川底部藏在天然气水合物(又称“可燃冰”)中的天然气,是巨大的潜在能源。我国可燃冰开采技术世界领先。某种可燃冰平均46个H2O分子构成8个笼,每个笼可以装1个分子,假设其中6个笼里装有CH4分子,2个笼里装有N2分子。下列说法错误的是( )
A.该可燃冰的组成可表示为3CH4⋅N2⋅23H2O
B.其组成元素中电负性最大的是O,最小的是H
C.可燃冰可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子
D.硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼
5.(2022秋•如皋市月考)中国科学家首次在月球上发现新矿物,并命名为“嫦娥石”。嫦娥石发现于嫦娥五号月壤的玄武岩碎屑中,是新的磷酸盐矿物,属于陨磷钠镁钘石。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(Na)<r(Mg)<r(P)<r(Ca)
B.金属性:Ca>Mg>Na
C.第一电离能:I1(P)>I1(Mg)>I1(Na)
D.电负性:χ(P)>χ(Ca)>χ(Mg)
6.(2022秋•雨花台区校级月考)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子核外只有1个电子,基态X原子2p能级上未成对电子数是同周期中最多的,基态Y原子的2p轨道上成对电子数与未成对电子数相等,Z与X同主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)
B.第一电离能:I1(Y)>I1(X)>I1(Z)
C.X2W4能与水分子间形成氢键
D.WXY3既含有离子键又含有共价键
7.(2022秋•如皋市校级月考)X、Y、Z、W是四种短周期主族元素,且原子序数依次增大。X的基态原子的2p能级中未成对电子数与成对电子数相等,Y的焰色反应为黄色,W是地壳中含量最多的金属元素,Z与X形成的化合物的晶胞如图。下列说法正确的是( )
A.简单离子的半径:Y>Z>X
B.第一电离能:I1(W)>I1(Z)>I1(Y)
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>Z>W
D.ZX的晶胞中含14个X2﹣
8.(2022秋•衡水月考)用氨水吸收硫酸工厂尾气中的SO2发生反应:2NH3⋅H2O+SO2═(NH4)2SO3+H2O。下列说法正确的是( )
A.NH3的空间结构为平面三角形
B.SO2是非极性分子 C.NH4+的结构式为
D.氨分子和水分子间只存在范德华力
9.(2022•北京)由键能数据大小,不能解释下列事实的是( )
化学键 C﹣H Si﹣H C=O C﹣O Si﹣O C﹣C Si﹣Si
键能/kJ•mol﹣1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性:CH4>SiH4 B.键长:C=O<C﹣O
C.熔点:CO2<SiO2 D.硬度:金刚石>晶体硅
10.(2022秋•越秀区校级月考)关于CH3﹣N=N﹣CH3、H2NCH2COOH和O2NCH2CH3的结构与性质,下列说法正确的是( )
A.CH3﹣N=N﹣CH3的二氯取代物只有一种(不考虑立体异构)
B.1molH2NCH2COOH含有10molσ键
C.CH3﹣N=N﹣CH3中氮原子杂化方式为sp2
D.在乙醇中溶解度,H2NCH2COOH低于O2NCH2CH3,原因是前者与乙醇形成氢键
11.(2022秋•江宁区月考)下列有关化学用语书写错误的是( )
A.S2﹣的核外电子排布式:1s22s22p6
B.基态氮原子的价电子排布图:
C.O﹣18的原子组成符号:O
D.Cl﹣的结构示意图:
12.(2022秋•衡水月考)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,XZ能腐蚀玻璃;W与Y同族,且W的原子序数是Y的两倍。四种元素形成的化合物有如下反应:XWY3Z+XZ═X2Z++WY3Z﹣。下列说法错误的是( )
A.原子半径:W>Y>Z>X
B.简单氢化物的还原性:W>Y>Z
C.电负性:Z>Y>W>X
D.WY3Z﹣中W原子的杂化轨道类型为sp2
13.(2022秋•雨花台区校级月考)工业上利用MgCl2•6H2O+6SOCl2 MgCl2+6SO2↑+12HCl↑制备无水MgCl•6H2O。下列说法正确的是( )
A.SO2为非极性分子 B.MgCl2中既含离子键又含共价键
C.H2O的电子式为
D.基态氧原子的价电子排布式为2s22p4
14.(2022秋•海淀区校级月考)关于原子结构的下列说法中不正确的是( )
A.多电子原子中,2d能级的能量高于2p
B.C原子的基态电子排布式写成1s22s12p3,它违背了能量最低原理
C.价电子中有3个单电子,该元素不一定属于主族元素
D.电子云图中黑点密度越大,说明单位体积内电子出现的机会越大
15.(2022春•历下区校级月考)W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素,原子序数依次增大且小于20,四种元素形成的化合物M结构如图,农业上常用作肥料。下列说法错误的是( )
A.电负性:X>Y>W>Z
B.X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点:X>Y
C.化合物M既能与酸反应又能与碱反应
D.W与X或Z均可形成既含有离子键又含有非极性共价键的离子化合物
16.(2022秋•衡水月考)钼(Mo)为元素周期表中的42号元素,其和磷形成的一种半导体材料的立方晶胞如图所示,晶胞中Mo位于顶点和面心,而P原子位于体心和部分棱心。下列说法错误的是( )
A.Mo为元素周期表中的d区元素
B.与Mo距离最近且等距离的Mo的数目为12
C.该物质的化学式为Mo2P
D.P原子位于Mo原子形成的四面体空隙中
17.(2022秋•海淀区校级月考)下表是常见晶胞结构。下列说法不正确的是( )
金刚石 ZnS Cu 干冰
A.金刚石是共价晶体,熔点关系为:金刚石>碳化硅>晶体硅
B.ZnS晶胞中含有4个Zn2+ C.Cu是金属晶体,配位数为6
D.干冰是分子晶体,由于分子间作用力弱,所以干冰熔点低
18.(2022春•尖山区校级期末)铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}俗称赤血盐,遇Fe2+发生反应:3Fe2++2[Fe(CN)6]3﹣═Fe3[Fe(CN)6]2↓,生成深蓝色沉淀,常用于检验Fe2+;下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.Fe元素位于周期表的第ⅦB族
B.基态Fe2+外围电子排布式为3d54s1
C.赤血盐中提供空轨道形成配位键的是Fe3+
D.若赤血盐受热分解产物之一的晶胞结构如图所示,则其化学式为Fe4C3
19.(2022秋•武汉月考)钛酸钡是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”,其晶胞结构如图所示,晶胞边长为apm(NA为阿伏加德罗常数的值)。下列说法错误的是( )
A.Ti的配位数为6
B.钡元素的焰色为黄绿色
C.该物质的化学式为BaTiO3
D.该物质的摩尔体积Vm=NA(a×10﹣10)3m3⋅mol﹣1
20.(2022秋•沈河区校级月考)主族元素X、Y、Z、Q、M的原子序数依次增大且均不大于20,元素Z和Q同族。元素M的化合物M+[Q﹣X≡Y]﹣为实验室中常用于检验Fe3+试剂,下列说法中错误的是( )
A.Q与M的简单离子半径,前者大于后者
B.YH3与XH4键角,前者小于后者
C.1molFe(QXY)3中σ键为9mol
D.Y、Z两元素基态原子核外电子的空间运动状态不同
2023届高三化学高考备考二轮复习专题训练物质结构与性质
参考答案与试题解析
选择题(共20小题)
1.(2022秋•济南月考)铁元素是重要的金属元素,含有铁元素的物质,在人类的生产生活中有着重要的应用。在血液中,O2的输送与血红蛋白中的Fe2+有关。血红蛋白分子的结构如图,下列有关说法错误的是( )
A.基态Fe2+价电子排布为3d44s2
B.O2通过配位键与Fe2+相连
C.已知咪唑环所有原子共平面,则分子中一定存在大π键
D.该结构中O元素的电负性最大
【考点】原子核外电子排布.
【专题】原子组成与结构专题.
【分析】A.基态Fe2+价电子排布式为3d6;
B.Fe2+含有空轨道、O2含有孤电子对;
C.原子都在同一平面,因此N原子都为sp2杂化,碳原子也都为sp2杂化;
D.非金属性越强,电负性越大。
【解答】解:A.基态Fe2+价电子排布式为3d6,故A错误;
B.Fe2+含有空轨道、O2含有孤电子对,O2通过配位键与Fe2+相连,故B正确;
C.原子都在同一平面,因此N原子都为sp2杂化,碳原子也都为sp2杂化,未成键的sp2杂化轨道上的电子形成大π键,故C正确;
D.该结构中含有H、C、N、O、Fe等元素,O元素的非金属性最强,O的电负性最大,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查原子核外排布,明确原子核外电子排布、配位键的形成、大π键、电负性的比较的判断是解本题关键,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,题目难度不大。
2.(2022秋•沈河区校级月考)化合物T的结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y元素是其所在主族唯一的非金属元素,Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍。下列说法正确的是( )