高考化学一轮复习物质结构与性质综合练习

综合练习

一定条件

1．已知反应3NaH＋Fe2O3=====2Fe＋3NaOH。

(1)基态Fe原子核外共有________种运动状态不相同的电子；Fe的价电子排布图为____________。 3＋

时间：50分钟

(2)NaH，其中的电子式为；1 mol NaOH含有σ键数目为________O__________________ 3＋－拼十年寒窗挑灯苦读不畏难；携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。原子的杂化类型为________；Fe可以和SCN形成配合物，该反应是典型的可逆反应，(3)上述反应中含Na的化合物晶体类型均为____________晶体；NaH的熔点显著高于

说明配位原子配位能力________(填“强”或“弱”)。 NaOH，主要原因是________________________

_________________________________________________________。

(4)某种单质铁的晶体为体心立方堆积，则铁原子的配位数为________；若r(Fe)表示Fe原子的半径，单质铁的原子空间利用率为________________[列出含r(Fe)的计算表达式]。

答案 (1)26

(2)Na[·H] NA sp 弱

＋·

－

3

－

(3)离子 H半径小，NaH的晶格能大于NaOH的晶格能 83

πr3

(4)8

?4r??

3

?3??

解析 (1)基态Fe原子核外有26个电子，每个电子的运动状态均不相同，故基态Fe原子核外有26种运动状态不相同的电子；基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d4s，则Fe

6

2

3

＋

的核外电子排布式为[Ar]3d，其价电子排布图为

＋

－

＋·

－

－

5

。

＋

－

－

(2)NaH是离子化合物，由Na和H构成，其电子式为Na[·H]。NaOH由Na和OH构成，其中OH含有极性键(O—H键)，故1 mol NaOH含有的σ键数目为NA。OH中O原子形成1个σ键，且O原子有3对孤对电子，故O原子采取sp杂化。Fe与SCN形成配合物的反应为典型的可逆反应，说明生成的配合物稳定性较弱，易分解生成Fe、SCN，据此推知配位原子的配位能力较弱。

(3)NaH和NaOH均由离子构成，均属于离子晶体；离子晶体的熔点与晶格能的大小有关，晶格能越大，晶体的熔点越高，而晶格能的大小与离子半径、所带电荷数有关。H的半径小于OH的半径，则NaH的晶格能大于NaOH，因此NaH的熔点高于NaOH的熔点。

(4)某单质铁的晶体为体心立方堆积，则Fe原子的配位数为8；每个晶胞中含有Fe原子1483

个数为1＋8×＝2，结合球体的体积公式“V＝πr”可知，2个Fe原子的总体积为

833

－

－

3＋

－

3

3＋

－

1

πr(Fe)；设晶胞的棱长为a，由[4r(Fe)]＝3a可得a＝83

πr3V球3

，故单质铁的原子空间利用率为＝

V晶胞?4r322

4r3

?4r，则晶胞的体积为?

3?

???

??

3

?3??

。

2．[2017·湖北襄阳调研]图1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。回答下列问题(需要用到元素符号或分子式的，请用相应元素的元素符号或分子式作答)：

图1

(1)a与b对应的元素可形成10电子中性分子X，写出带一个单位正电荷的1个X的等电子体________。将X溶于水后的溶液滴入到CuSO4溶液中至过量，再加入适量乙醇，可析出一种深蓝色晶体，其化学式为__________________________________。

(2)元素c位于元素周期表的____________区，d原子次外层有____________对自旋相反的电子，c、d单质的晶体堆积方式类型分别是________、________。

A．简单立方堆积 C．六方最密堆积

B．体心立方堆积 D．面心立方最密堆积

(3)d的一种氯化物为白色立方结晶，熔点430 ℃，沸点1490 ℃，其熔融态导电性差，晶胞结构如图2。该氯化物固体属于______晶体，其中氯原子的配位数为________。

2

图2

(4)e元素与氧可形成如图3中A所示的正四面体离子eO4，其中e在正四面体的体心，eO4四面体通过共用顶角氧离子可形成B，则B的化学式为________。

4－

4－

图3

(5)单质a、f对应的元素以1∶1的原子个数比形成的分子(相同条件下对H2的相对密度为39)中含__________个σ键和____________个π键，其中f原子的杂化轨道类型为____________________。

答案 (1)H3O [Cu(NH3)4]SO4·H2O (2)s 9 B D (3)分子 4 (4)Si3O9

(5)12 1 sp杂化

解析 根据c、d均是热和电的良导体，且d的熔点高于c，确定c是Na，d是Cu。根据熔点高低可判断a是H2，b是N2，e是Si，f是金刚石。

(1)a与b对应的关系为H与N，形成的10电子中性分子X是NH3，与NH3互为等电子体的带一个单位正电荷的是H3O。NH3与Cu可形成配位键，故深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O。

(2)Na位于第三周期ⅠA族，位于s区，Cu原子的M层有9个轨道，均充满电子，故有9对自旋相反的电子，钠单质采用体心立方堆积，铜单质采用面心立方最密堆积。

(3)根据这种氯化物熔、沸点较低、熔融态导电性差确定其应为分子晶体，其中与氯原子相连的Cu原子有4个，故配位数为4。

(4)B中含有3个Si原子和9个O原子，根据化合价可判断其化学式为Si3O9。 (5)该分子的相对分子质量＝39×2＝78，则分子式为C6H6，分子中含有6个C—C σ键和6个C—H σ键，形成一个大π键，C原子采用sp杂化。

3．物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题： (1)第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有________种。

(2)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为____________。

(3)乙烯酮(CH2===C===O)是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在(C2H5O)3P===O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是______________，1 mol(C2H5O)3P===O分子中含有的σ键与π键的数目比为______________。

(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下：

2

6－

＋

2＋

2

6－

＋

3

物质 (HF)n 冰 (NH3)n 氢键/X—H…Y F—H…F O—H…O N—H…N 键能/kJ·mol 28.1 18.8 5.4 －1

解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因______________。

(5)碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示)，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有______个，与碳原子等距离最近的碳原子有________个。已知碳化硅晶胞边长为a pm，则碳化硅的密度为________g·cm

－3

。

答案 (1)3 (2)3d4s

(3)sp和sp 25∶1

(4)单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，汽化时要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n

1.6×10

(5)4 12

NA·a3

解析 (1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，即半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期相邻元素的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O 3种元素。

32

28

2

4