化学高考压轴题型提分练(5)

题型五 物质结构与性质

1．X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题：

(1)Q核外电子排布式为______________________________________________________。 (2)化合物X2W2中W的杂化方式为________________，ZW2的立体构型是________。 (3)Y、R

的最高价氧化物的沸点较高的是________(填化学式)，原因是

－

＋

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)将Q单质的粉末加入到ZX3的浓溶液中，并通入W2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 (2)sp3杂化 V形

(3)SiO2 SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体 (4)2Cu＋8NH3＋O2＋2H2O===2[Cu(NH3)4]2＋4OH

＋

－

解析 根据元素信息可以推断，X为H，Y为C，Z为N，W为O，R为Si，Q为Cu。

1－

(2)NO2的价层电子对数为2＋×(5＋1－2×2)＝3对，有2对形成共价键，所以其离子构型为V形。

22．钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。 ①Ti的基态原子价电子排布式为________。 ②Fe的基态原子共有________种不同能级的电子。

(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。

①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是____________________(用元素符号表示)。 ②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。

(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2和Fe2的离子半径分别为6.9×102 nm和

＋

＋

－

7.8×102 nm。则熔点：NiO________(填“>”、“<”或“＝”)FeO。

－

(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为________________。

②已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol1，密度为d g·cm3。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积

－

－

是________ cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a＝511 pm，c＝397 pm；标准状况下氢气的密度为8.98×10

－5

储氢后氢气的密度－

g·cm3；储氢能力＝。若忽略吸氢前后晶胞的标准状况下氢气的密度

体积变化，则该储氢材料的储氢能力为________。 答案 (1)①3d24s2 ②7 (2)①O>Cl>C ②3∶1 sp2 (3)>

(4)①LaNi5 ②

M

③1 236 NA·d

1

解析 (4)①从图中可以看出，La位于平行六面体的顶点，晶胞中La的原子数为×8＝1。平行六面体的

8上、下两个面各有2个Ni原子，四个侧面各有1个Ni原子，体心还有1个Ni原子。故晶胞中Ni的原子1

数为×8＋1×1＝5。故该晶体的化学式为LaNi5。

2M

②晶胞的体积为 cm3。

NA·d

m?晶胞中的H?1×6－

③LaNi5合金储氢后的密度ρ＝＝cm3，－102－10≈0.111 g·

V?晶胞?NA×?511×10?×sin 60°×?397×10?储氢后氢气的密度0.111 g·cm3

由定义式：储氢能力＝，故储氢能力＝－－≈1 236。

标准状况下氢气的密度8.98×105 g·cm3－

3．在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，A与其余五种元素既不同周期也不同主族，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，C的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，D原子核外电子有8种不同的运动状态， E的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多，F元素的基态原子最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。 (1)写出基态E原子的价电子排布式________。

(2)B、C、D三元素第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)；A与C形成CA3型分子，分子中C原子的杂化类型为________，分子的立体构型为________；C的单质与 BD化合物是等电子体，据等电子体的原理，写出BD化合物的电子式：________； A2D由液态形成晶体时密度________(填“增大

”

、

“

不

变

”

或

“

减

小

”)

，

分

析

主

要

原

因

：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)已知D、F能形成一种化合物，其晶胞的结构如图所示：

则该化合物的化学式为________(用元素符号表示)；若相邻D原子和F原子间的距离为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为______________g·cm3(用含a、NA的代数式表示)。

－

答案 (1)3d54s1

(2)C

273

2a3NA

解析 根据元素信息可以判断，A为H，B为C，C为N，D为O，E为Cr，F为Cu。 1

(3)N(O)：8×＋1＝2，N(Cu)：4

8所以其化学式为Cu2O。

13x4a

设棱长为x cm，则体对角线为3x，而Cu与O之间的距离为体对角线的，所以a＝，所以x＝，

443273

根据x3·ρ·NA＝2M(Cu2O)，得：ρ＝3。

2aNA

4．主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，X、Z和M分属于不同的周期，X、M元素可以形成负一价离子，Y原子的各能层电子数相同，Z原子最外层电子数是次外层的3倍，N元素原子的4p轨道上有3个未成对电子。

(1)五种元素中第一电离能最小的是________，电负性最大的是________。(填元素符号)

(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________，该元素的名称是________。气态分子YM2的立体构型为________，YM2可形成多聚体(YM2)n的原因是_______________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)Z和N形成分子W的结构如图所示，化合物W的分子式为________，Z、N原子的杂化类型分别为________、________。

(4)已知化合物NX3是剧毒的气体，与AgNO3溶液反应有黑色Ag析出，同时生成W，此反应是检验微量NX3的方法，该反应的化学方程式是_____________________________________

___________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

(5)画出配离子YZ4X24的结构式：________，1 mol该离子中含有的共价键数目为__________。

－

答案 (1)Be O (2)

铍 直线形 BeCl2分子中Be与另外两个 BeCl2分子的Cl原子形成配位键

(3)As4O6 sp3 sp3

(4)4AsH3＋24AgNO3＋6H2O===As4O6＋24Ag↓＋24HNO3

(5) 8NA

解析 元素分析：Y原子的各能层电子数相同，可知核外电子层有2层，每层2个电子，Y为Be元素；Z原子最外层电子数是次外层的3倍，则Z为O元素；X、Z和M原子序数依次增大，且分属于不同的周期，X、M元素可以形成负一价离子，可知：X为H元素、M为Cl元素；N元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3，N为As元素。(1)同一周期，从左向右，元素第一电离能、电负性逐渐增大，同一主族，从上往下，第一电离能、电负性逐渐减小，可知第一电离能最小的是Be；电负性最大的是O。(2)Y为4号元素铍(Be)，价电子排布式为2s2，故其价电子排布图为

；

气态分子YM2为BeCl2，中心原子价电子对数为(2＋1×2)/2＝2，采用sp杂化，无孤电子对，故其立体构型为直线形；考虑到BeCl2分子中Be与另外两个 BeCl2分子的Cl原子形成配位键，BeCl2分子可形成多聚体(BeCl2)n。(3)O原子最外层电子数为6，含有2个未成对电子，所以氧原子在一般化合物中都是形成两个共价键；As原子最外层电子数为5，含有3个未成对电子，在一般化合物中都是形成3个共价键；由W的结构可知，黑色小球为As原子共4个，白色小球为O原子共6个，化合物W的分子式为As4O6且均采用sp3杂化。(4)化合物NX3为AsH3，与AgNO3溶液反应有黑色Ag析出，同时生成W(As4O6)，AgNO3 ～Ag～e，4AsH3～As4O6～24e，根据得失电子守恒及原子守恒可得反应方程式为4AsH3＋24AgNO3＋

226H2O===As4O6＋24Ag↓＋24HNO3。(5)配离子YZ4X24为[Be(OH)4]，中心原子Be提供空轨道，配体

－

－

＋

－

－

OH提供孤电子对形成4个配位键，其结构式为O—H键，则1 mol该离子含共价键数目为8NA。 5．Ⅰ.根据等电子体原理可知：

－

；1个[Be(OH)4]2存在4个配位键及4个

－

(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有________组。 (2)在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有________种。 (3)试预测N3的空间构型为______________。

Ⅱ.氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料，经过一系列反应(见下图)可以制得Ti3N4和纳米TiO2。

－

－