2019届高三化学二轮复习专题十二选修3（答案及解析）

2019届高三化学二轮复习专题十二选修3(答案及解析)

(4)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图2所示,则金刚砂的晶体类型为 ,在SiC中,距每个C原子最近的C原子有 个;若SiC晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度为 g·cm-3 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

解析? (1)铜的原子序数为29,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或

[Ar]3d104s1;CuO中铜是+2价,价电子排布式为3d9,而Cu2O中铜是+1价,价电子排布式为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是,因此CuO能在一定条件下转化为更稳定的Cu2O。

(2)由于O与Se同族,C与Si同族,它们形成的最简单的氢化物中,H2O分子是V形结构,则H2Se也是V形结构,CH4是正四面体结构,则SiH4也是正四面体结构。在Si—H中共用电子对偏向氢原子,即电负性:氢>硅,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则吸引电子能力:硒>氢,所以电负性Se>Si。由图像可知,在一系列硅烷中,随着相对分子质量的增大,分子间作用力增强,所以熔、沸点升高。

(3)B元素最外层只有3个电子,但有4个轨道,所以可与具有孤电子对的分子或离子以配位键的形式形成配合物,因此在配合物BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为sp3杂化,在B和N之间形成配位键。

(4)金刚砂晶体是由C原子和Si原子形成的原子晶体,在该晶胞中含有的C原子数为4,Si原子数为×8+×6=4,即含有4个SiC,该晶胞为面心立方最密堆积,且C和Si可以互换,每两个C原子间最近的距离为面对角线的一半,所以与每个C原子距离最近的C原子有的边长为a pm,即a×10cm,其体积为a×10 cm

-10

3

-30

3

=12 个,已知晶胞

,质量为

g,则金刚砂的密度为

g·cm-3。

答案? (1)1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}

CuO中铜的价层电子排布式为3d9,Cu2O中铜的价层电子排布式为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是,因而CuO能在一定条件下转化为更稳定的Cu2O

(2)V形、正四面体形 > 硅烷为分子晶体,随着相对分子质量的增大,分子间作用力增强,熔、沸点升高

(3)sp3 配位 (4)原子晶体 12

5.光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。Ti的某种晶型的氧化物

M可用作光催化材料。

(1)基态Ti原子的价层电子排布图为 。

(2)在第四周期d区元素中,与Ti 原子未成对电子数相同的元素名称是 。 (3)金属钛的原子堆积方式如图1所示,则金属钛晶胞的俯视图为 (填字母)。

5 / 10

2019届高三化学二轮复习专题十二选修3(答案及解析)

(4)生活环境中的臭气源有氨气、甲硫醇(CH3—SH)等,M 可以作为高效除臭剂。与氨气互为等电子体的阳离子为 ;甲硫醇中硫原子采取的杂化方式为 ;与S位于同一周期,且第一电离能小于S 的非金属元素的符号为 ;已知甲硫醇熔、沸点小于甲醇(CH3OH),试解释此差异的主要原因: 。 (5)M的晶胞结构如图2所示,M的化学式为 。

(6)石墨烯是单个原子厚度的二维碳纳米材料(如图3),其比表面积大(比表面积指单位质量物料所具有的总面积)。石墨烯与M 的结合使用,极大地提高了M 的光催化效果。在石墨烯晶体中,每个最小的六元环占有 个C 原子。已知石墨烯中C—C 键的键长为a pm,则单层石墨烯的比表面积为 m2·g-1(NA表示阿伏加德罗常数的数值,忽略碳原子的厚度)。

解析? (1)Ti的原子序数为22,根据能级图及能量构造原理可得核外电子排布式为

1s22s22p63s23p63d24s2,其价层电子排布式为3d24s2,电子排布图为

。

(2) Ti 原子未成对电子数为2,在第四周期d区元素中,与Ti 原子未成对电子数相同的元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,为镍元素。

(3)根据金属钛的原子堆积方式可知,该堆积方式为ABABABAB……镁型堆积,晶胞结构为

,金属钛晶胞的俯视图为D项。

(4)与氨气互为等电子体的阳离子有H3O+;甲硫醇(CH3—SH)中硫原子与2个原子相连,含有2个孤电子对,采取sp3杂化;同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,与S位于同一周期,且第一电离能小于S 的非金属元素为Si;甲醇分子间有氢键,甲硫醇不能形成氢键,因此甲硫醇熔、沸点小于甲醇。

(5)根据M的晶胞结构可知,O原子数目为2+4×=4,Ti原子数目为1+8×=2,则M的化学式为TiO2。

(6)根据图示可知,六元环的每个顶点被3个六元环共用,在石墨烯晶体中,每个最小的六元环占有的碳原子数为6×=2,12 g(1 mol)石墨烯实际占有的六边形的个数为NA,所以12 g石墨烯的总

6 / 10

2019届高三化学二轮复习专题十二选修3(答案及解析)

面积为NA××(a×10-12)×(a×10-12)×6×2=

-

2

2

aNA×10-24 m2,则单层石墨烯的比表面积为 =aNA×10-24 m2·g-1。

答案? (1)(2)镍 (3)D

(4)H3O+ sp3 Si 甲醇分子间有氢键 (5)TiO2 (6)2

2

aNA×10-24

6.有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能

级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:

(1)D的元素符号为 。1个A的单质分子中π键的个数为 。

(2)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是 。 (3)A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (4)写出基态E原子的价电子排布式: 。

(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为 ,其中A原子的杂化类型是 。 (6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,求晶胞边长a= cm(用含ρ、NA的计算式表示)。

解析? N元素(A)的基态原子的电子排布式为1s22s22p3,F元素(C)的基态原子的电子排布式为1s22s22p5,所以B是O元素,最外层只有1个电子且次外层3个能级均排满电子的原子的序号是29,所以E是Cu元素,其基态原子的价电子排布式为3d104s1,价电子数为2的第四周期元素是20号元素Ca(D)。

(1)N2的结构式为N≡N,每个分子中含有1个σ键和2个π键。 (2)H2O分子间存在氢键使得熔、沸点较高。

(3)同周期元素第一电离能随原子序数的增大呈逐渐增大的趋势,但由于N原子的2p轨道上有3个电子,为半充满状态,较稳定,不易失去电子,所以第一电离能F>N>O。

(5)NH3分子中N原子的轨道杂化数是键,所以是三角锥形结构。

=4,杂化方式是sp3,但由于有一对孤对电子未参与成 7 / 10

2019届高三化学二轮复习专题十二选修3(答案及解析)

(6)由晶胞示意图可知,黑球位于晶胞的顶点(8个)和面心(6个),所以平均每个晶胞中含有黑球

8×+6×=4 个,白球位于晶胞的内部(8个),所以黑球代表Ca,白球代表F,则ρ=cm。

g·cm-3,解

得a=

答案? (1)Ca 2 (2)H2O分子间存在氢键 (3)F>N>O (4)3d104s1 (5)三角锥形 sp3 (6)

7.锰的单质及其化合物的用途非常广泛。回答下列问题:

(1)基态锰原子的核外电子排布式为 ,其d轨道中未成对电子数为 。

(2)MnO的熔点(1650 ℃)比MnS的熔点(1610 ℃)高,它们都属于 晶体。前者熔点较高的原因是 。

图1

(3)锰的一种配合物的化学式为Mn(BH4)2(THF)3,THF的结构简式如图1所示。 ①在THF中与Mn2+形成配位键的原子为 (填符号)。

②B 的空间构型为 ,其中B原子的杂化轨道类型为 。 ③写出两种与B 互为等电子体的分子或离子: 。 (4)一种磁性材料的单晶胞结构如图2所示。

--

图2

①该晶胞中碳原子的原子坐标为 。

②Mn在晶体中的堆积方式为 (填“简单立方”“体心立方”“面心立方最密”或“六方最密”) 堆积。

③若该晶胞的边长为a pm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。

答案? (1)1s22s22p63s23p63d54s2{或[Ar]3d54s2} 5 (2)离子 MnO的晶格能更大

8 / 10