高考化学二轮复习专题五第15讲物质结构与性质课时规范练新人教版

专题五 第15讲 物质结构与性质

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1．(2017·全国卷Ⅰ)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：

(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为______nm(填标号)。 A．404.4 C．589.2 E．766.5

(2)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___________________________。

(3)X射线衍射测定发现，I3AsF6中存在I3离子。I3离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化形式为_________________。

(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为____________ nm，与K紧邻的O个数为__________。

(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______位置，O处于______位置。

＋

＋

B．553.5 D．670.8

解析：(1)紫色波长400～435 nm，因此选项A正确；(2)K位于第四周期IA族，电子占据最高能层是第四层，即N层，最后一个电子填充在4 s能级上，电子云轮廓图为球形；K的原子半径大于Cr的半径，且价电子数较少，金属键较弱，因此K的熔点、沸点比Cr低；(3)I3与OF2互为等电子体，OF2属于V形，因此I3几何构型为V形，其中心原子的杂化类型为sp；(4)根据晶体结构，K与O间的最短距离是面对角线的一半，即为

3＋

＋

2

×0.446 nm＝2

0.315 nm，根据晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个；(5)根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，K处于体心，O处于棱心。

答案：(1)A (2)N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 (3)V形 sp

(4)0.315 12 (5)体心 棱心

2．(2016·全国卷Ⅱ)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍

1

3

白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(导学号 56470107)

(1)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。 (2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。

②在[Ni(NH3)6]中Ni与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。

③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是 _____________________________________________________；

氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。 (3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为ICu＝1 958 kJ·mol

－

12＋

2＋

、INi＝1 753 kJ·mol

－1

，ICu>INi的原因是

__________________________________________________

_____________________________________________________。 (4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。 ②若合金的密度为d g·cm，晶胞参数a＝______nm。

解析：(1)Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s。根据洪特规则可知，Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为2。

6＋22－2－(2)①SO4中，S原子的价层电子对数为＝4，成键电子对数为4，故SO4的立体构

2型为正四面体。

②[Ni(NH3)6]中，由于Ni具有空轨道，而NH3中N原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。

③由于 NH3分子间可形成氢键，故NH3的沸点高于PH3。NH3分子中，N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，N原子的轨道杂化类型为sp，立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称，NH3属于极性分子。

(3)Cu、Ni均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。因Cu元素基态原子的价层电子排布式为3d4s，3d能级全充满，较稳定，失去第2个电子较难，因此ICu＞INi。

10

1

3

2＋

2＋

2

2

6

2

6

8

2

－3

2

(4)①由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，11

根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为6×＝3，含有Ni原子的个数为8×＝1，

28故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。

②根据m＝ρV可得， 1 mol晶胞的质量为(64×3＋59)g＝a×d g·cm×NA，则a＝251251????6.02×1023×d?cm＝?6.02×1023×d?3×107 nm。 ????

答案：(1)1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s 2 (2)①正四面体 ②配位键 N

③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp (3)金属 铜失去的是全充满的3d电子，镍失去的是4s电子

251??3×107

(4)①3∶1 ②?23??6.02×10×d?

3．(2017·海南卷)Ⅰ.(双选)下列叙述正确的有( )

A．某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，则其最高正价为＋7 B．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能 C．高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性 D．邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点

Ⅱ.ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：

(1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为___________，原子间存在的共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为__________________。

1

1

3

10

2

2

6

2

6

8

2

8

2

3

－3

1 ?3

1

(2)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为________，分子的立体构型为________，属于________分子(填“极性”或“非极性”)。

(3)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。 ①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是______________ ______________________________________________________。

②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中

3

的化学键的离子性____________、共价性_____________(填“增强”“不变”或“减弱”)。

(4)碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_______________；其晶胞参数为1.4 nm，晶体密度为_______g·cm。

解析：Ⅰ.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，此元素是Br，位于ⅦA族，最高正价为＋7价，故A正确；金属钠比镁活泼，容易失去电子，因此钠的第一电离能小于Mg的第一电离能，Na最外层只有一个电子，再失去一个电子，出现能层的变化，需要的能量增大，Mg最外层有2个电子，因此Na的第二电离能大于Mg的第二电离能，故B错误；HClO4可以写成(HO)ClO3，HClO写成(HO)Cl，高氯酸的中非羟基氧多于次氯酸，因此高氯酸的酸性强于次氯酸，但高氯酸的氧化性弱于次氯酸，故C错误；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，降低物质熔点，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，增大物质熔点，因此邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点，故D正确；

Ⅱ.(1)该单质为石墨，石墨属于混合型晶体，层内碳原子之间形成σ键，层间的碳原子间形成的是π键；石墨中碳原子有3个σ键，无孤电子对，因此杂化类型为sp；(2)SiCl4（4－4×1）中心原子是Si，有4个σ键，孤电子对数为＝0，价层电子对数为4，空间构

2型为正四面体；属于非极性分子；(3)①SiX4属于分子晶体，不含分子间氢键，范德华力越大，熔、沸点越高，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，即熔、沸点增高；②同主族从上到下非金属性减弱，得电子能力减弱，因此PbX2中化学键的离子型减弱，共价型增强；11

(4)根据晶胞的结构，C60位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，K位于棱上和内部，个

8214×837－

数为12×＋9＝12，因此化学式为K3C60，晶胞的质量为g，晶胞的体积为(1.4×10

4NA

73

2

－3

)cm，根据密度的定义，则晶胞的密度为2.0 g/cm。

答案：Ⅰ.AD

Ⅱ.(1)混合型晶体 σ键、π键 sp (2)4 正四面体 非极性

(3)①均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大 ②减弱 增强 (4)K3C60 2.0

4．(2017·江苏卷)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy2

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的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 (导学号 56470108)

(1)Fe基态核外电子排布式为___________________________。

(2)丙酮(H3CCOCH3)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

3＋