广东高考化学二轮复习专题十六物质结构与性质(选考)专题强化练

专题十六 物质结构与性质（选考）

专题强化练

1．(2018·全国卷Ⅲ)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：

(1)Zn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)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是

_____________________________________________________。

(3)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是________________________________________。

(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为________，C原子的杂化形式为________。

(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为______________。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为________g·cm(列出计算式)。

－3

解析：(1)Zn是第30号元素，所以核外电子排布式为[Ar]3d4s。

(2)Zn的第一电离能应该高于Cu的第一电离能，原因是，Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子，而Cu的最外层是一个电子，Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量。

(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。作为离子化合物，氟化锌在有机溶剂中应该不溶，而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合物，分子的极性较小，能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。

(4)碳酸锌中的阴离子为CO3，根据价层电子对互斥理论，其中心原子C的价电子对为4－3×2＋22

3＋＝3对，所以空间构型为正三角形，中心C为sp杂化。

2

(5)由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌

2－

10

2

1165

原子为12×＋2×＋3＝6个，所以该结构的质量为6× g。该六棱柱的底面为正六边形，

62NA边长为a cm，底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×6×65

322323

a cm，高为c cm，所以体积为6×ac cm。所以密度为：44

NA

6×

32

ac4

＝6532

acNA4

g·cm。

－3

答案：(1)[Ar]3d4s

(2)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子

(3)离子键 ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小 (4)平面三角形 sp (5)六方最密堆积(A3型)

32

NA×6××ac4

65×6

2

102

2．硫和钒的相关化合物，在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题： (1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为_________________。

钒有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是______________，VO4

的几何构型为__________。

(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1) 是副作用较小的有效调节血糖的新型药物。

3－

①该药物中S 原子的杂化方式是____________，所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是__________________。

②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-疏基烟酸氧钒配合物的原因是 _____________________________________________________。

(3)多原子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”，下列物质中存在“离域π键”的是________。

A．SO2 B．SO4 C．H2S D．CS2

(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示，该晶胞的化学式为_______。图4 为该晶胞的俯视图，该晶胞的密度为_____ g·cm (列出计算式即可)。

－3

2－

解析：(1) 钒为23号元素，电子排布式为[Ar]3d4s，所以外围电子排布式为3d4s，所以外围电子轨道表达式为

3

2

3

2

其最稳定的化合价是＋5，即失去所有的价电子，形成最外层8电子的稳定结构；根据价层电子对互斥原理，VO4中的中心原子V的价电子为5，配位原子O不提供电子，带有三个单位负电荷，所以外层电子为8个，共4对，空间构型为正四面体。

(2) ①从图中得到S的配位数为2，所以此时S的外层有6＋2＝8个电子，电子对为4，所以S应该的杂化方式是sp杂化；其中含有的第二周期元素是C、N、O，同周期元素从左向右应该是第一电离能增大，因为N的2p能级上有3个电子，是p能级的半满稳定结构，所以N的第一电离能反常增大，所以第一电离能为N>O>C；②2-巯基可以与水分子形成氢键，所以其水溶性会更好。

(3)从题目表述来看，形成离域π键的要求是：①原子共平面；②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论，二氧化硫为平面三角形，硫酸根为正四面体，硫化氢为V型，二硫化碳为直线型。所以选项B一定错误；而硫化氢的H原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选项AD。

11

(4)晶胞中有V为：8×＋4×＝2个，S为：2×1＝2个，所以化学式为VS；因为该晶

842×8332

胞中有2个VS，所以晶胞质量为g; 根据图4得到晶胞的面积为a×a nm，所以晶

NA2

2×83

3

胞的体积为：a×a×b nm3，1 nm＝10－7cm，所以晶体密度为

2

33－

NA

3

a×a×b×10－21

2

＝

2×8332

abNA×10－212

g·cm。

－3

答案：(1)

3

＋5 正四面体

(2)①sp N>O>C ②2-巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键，使其在水中溶解度增大

(3)AD (4) VS ρ＝

2（32＋51）

3－21×102

g·cm

－3

a2bNA×

3．据媒体报道，法国一家公司Tiamat日前研发出比当前广泛使用的锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池，预计从2020年开始实现工业生产。该电池的负极材料为Na2Co2TeO6(制备原料为Na2CO3、Co3O4和TeO2)，电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。

回答下列问题：

(1)Te属于元素周期表中________区元素，其基态原子的价电子排布式为________。 (2)基态Na原子中，核外电子占据的原子轨道总数为________，最高能层电子云轮廓图形状为________。

(3)结合题中信息判断：C、O、Cl的电负性由大到小的顺序为 _____________________________________ (用元素符号表示)。

(4)CO3的几何构型为________；碳酸丙烯酯的结构简式如图所示，则其中碳原子的杂化轨道类型为________，1 mol碳酸丙烯酯中键的数目为________。

2－

(5)[Co(H2O)6]的几何构型为正八面体形，配体是________，该配离子包含的作用力为__________(填字母)。

A．离子键 B．极性键 C．配位键 D．氢键 E．金属键

(6)Na和O形成的离子化合物的晶胞结构如图所示，晶胞中O的配位数为________，该晶胞的密度为ρ g·cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Na与O之间的最短距离为________cm(用含ρ、NA的代数式表示)。

－3

3＋

解析：(1)Te与O是同一主族元素，属于元素周期表中p区元素，Te为第5周期第ⅥA族元素，其基态原子的价电子排布式为5s5p。

(2)基态Na原子的电子排布式为1s2s2p3s，核外电子占据的原子轨道总数为6，最高能层电子为3s，电子云轮廓图为球形。

(3)元素的非金属性越强，氧气与氯化氢能够反应生成氯气和水，氧元素的非金属性最强，电负性数值越大，C、O、Cl的电负性由大到小的顺序为O>Cl>C。

2

2

6

1

2

4