专题15 物质结构与性质(练习)-2020年高考化学三轮冲刺要点突破讲练(解析版)

15 物质结构与性质

1．高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。

(1)Ni能与CO形成配合物Ni(CO)4，配体CO中提供孤电子对的是C原子，其理由可能是________________________________；该配合物分子中σ键与π键数目之比为________。

(2)①ClO4的空间构型是________________。

②写出与ClO4互为等电子体的一种分子和一种离子：________、________(填化学式)。

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(3)化学式中CHZ为碳酰肼，其结构为，它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。

①碳酰肼中氮元素的化合价为________，碳原子的杂化轨道类型为________。

②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得，有关的化学方程式为

____________________________________________________________________________。

(4)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。 ①比较次氯酸和高氯酸的酸性，并说明理由：

__________________________________________________________________________________________。

②如图为NiO晶胞，若晶胞中含有的Ni2数目为a，Ni2的配位数为b，NiO晶体中每个Ni2距离最近的Ni2数目为c，则a∶b∶c＝________。

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【答案】 (1)电负性O>C，O原子不易提供孤电子对 1∶1

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(2)①正四面体 ②CCl4(或SiF4等其他合理答案) SO24(或PO4等其他合理答案)

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只为成功找方法，不为失败找借口。

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(3)①－2 sp2

(4)①HClO的酸性小于HClO4，非羟基氧的个数越多，Cl的正电性越高，导致Cl—O—H中O的电子向Cl偏移，越容易电离出H ②2∶3∶6

【解析】 (1)CO的组成元素中，氧元素电负性更大一些，不易给出孤电子对形成配位键。Ni(CO)4中Ni原子与4个CO分子形成的4个配位键属于σ键，每个CO分子中含1个σ键，两个π键，则Ni(CO)41－

中σ键与π键数目之比为1∶1。(2)①ClO4的价层电子对数为×(7＋1－8)＋4＝4，根据VSEPR理论，其空

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间构型为正四面体。②与ClO4互为等电子体的分子有SiF4、CCl4等，离子有SO24、PO4等。(3)氮原子形

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成的三个共价键中N—N键属于非极性键，不显电性，其余两个共价键均使氮原子显负电性，故氮元素的化合价为－2价。(4)①含氧酸分子中非羟基氧原子数目越多，酸性越强，HClO4分子中有3个非羟基氧原子，HClO分子中没有非羟基氧原子，故HClO的酸性小于HClO4的酸性。②利用均摊法求出每个晶胞中含4个Ni2，Ni2的配位数为6，离Ni2最近的Ni2有12个，三者比值为2∶3∶6。

2．Fe、Ni、Pt在周期表中同族，该族元素的化合物在科学研究和实际生产中有许多重要用途。 (1)①Fe在元素周期表中的位置为________。

②已知FeO晶体晶胞结构如NaCl型，Fe2+的价层电子排布式为________，阴离子的配位数为_______。 ③K3[Fe(CN)5NO]的组成元素中，属于第二周期元素的电负性由小到大的顺序是_______。

④把氯气通入黄血盐(K4[Fe(CN)6])溶液中，得到赤血盐(K3[Fe(CN)6])，该反应的化学方程式为________。 (2)铂可与不同的配体形成多种配合物。分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物的配体是______；该配合物有两种不同的结构，其中呈橙黄色的物质的结构比较不稳定，在水中的溶解度大；呈亮黄色的物质的结构较稳定，在水中的溶解度小，下图图1所示的物质中呈亮黄色的是______(填“A”或“B”)，理由是________。

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(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构如上图图2所示。储氢原理为：镧镍合金吸咐H2，H2解离为H储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱心和上下底面

只为成功找方法，不为失败找借口。

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的面心，则形成的储氢化合物的化学式为_______。

【答案】（1）第四周期Ⅷ族 3d6 6 C

【解析】(1)①Fe是26号元素，核外电子排布是2、8、14、2，因此其在元素周期表的位置是第四周期第VIII族；②Fe2+是Fe原子失去2个电子形成的，根据原子的构造原理可得Fe2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6，所以其价层电子排布式为3d6；FeO晶体晶胞结构如NaCl型，在O2-周围距离相等且最近的有6个Fe2+，在Fe2+周围距离相等且最近的有6个O2-，所以O2-的配位数是6；③在K3[Fe(CN)5NO]的组成元素中，属于第二周期元素有C、N、O，由于元素的非金属性越强，其电负性就越大，元素的非金属性O>N>C，所以元素的电负性由小到大的顺序是C

(2)根据图1，可知该物质的配体为NH3和Cl-，橙黄色在水中的溶解度较大，水为极性分子，根据相似相溶，橙黄色也为极性分子，A为对称结构，属于非极性分子；B为非对称结构，属于极性分子，则橙黄色的配合物为B，亮黄色的为A；

(3)根据晶胞结构，可用均摊法计算其化学式，La：8?=1，Ni的原子个数为8?为8?181+1=5，H原子的个数211+2?=3，所以其化学式为LaNi5H3。 423．碳族元素在生产生活中的应用极其广泛，请回答以下有关碳族元素的问题。 (1)下列说法正确的是________。 a．CS2与SO2分子的键角相同 b．HCHO中的C原子为sp2杂化 c．CF4与SiCl4均为非极性分子

d．CO与N2为等电子体，所以化学性质完全相同 e．第一电离能：O>N>C

(2)晶体硅是制备太阳能电池板的主要原料。区分晶体硅和无定形硅最可靠的科学方法为________________________；28克晶体硅中含共价键________ mol。

(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，其呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4

的晶体类型是________，Ni(CO)4易溶于________(此空选择填写下列字母序号)。

a．水 b．四氯化碳 c．苯 d．硫酸镍溶液

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(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞(晶胞参数为x pm)如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，则该晶胞中C60的堆积方式为________________，C60与M原子的个数比为________。

(5)利用光催化还原CO2制备工业原料CH4，可以达到减碳的效果。该反应中，带状纳米Zn2GeO4(催化剂)的催化效果较好，CO2分子中σ键与π键的数目之比为________，催化剂所含元素Zn、Ge(锗)、O的电负性由大到小的顺序是____________，元素Zn的价电子排布式为________________。

(6)锗是典型的半导体材料，在电子、材料等领域应用广泛。锗单晶的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体密度为________ g·cm3(列出计算式即可)。

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【答案】 (1)bc (2)X-射线衍射实验 2 (3)分子晶体 bc

(4)面心立方最密堆积 1∶3

只为成功找方法，不为失败找借口。

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