2019高考化学大复习热点大题专攻练五物质结构与性质

(五)物质结构与性质(选考)

1．铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物在生活中有广泛应用。 (1)

基

态

Fe

3

＋

的简化电子排布式为

________________________________________________________________________。

(2)实验室用KSCN、苯酚(OH)检验Fe。N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示),苯酚中碳原子的杂化轨道类型为________。

(3)FeCl3的熔点为306 ℃,沸点为315 ℃。FeCl3的晶体类型是__________________。FeSO4常作净水剂和补铁剂,SO4的立体构型是________。

(4)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1 mol Fe(CO)5分子中含________ mol σ键,与CO互为等电子体的离子是________________(填化学式,写一种)。

(5)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为________。 (6)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe紧邻且等距离的Fe数目为________;Fe与O最短核间距为________ pm。

2＋

2＋

2＋

2－

－3

2－

3＋

解析：(1)铁离子的简化电子排布式为[Ar]3d。(2)N、O、S的第一电离能：N＞O＞S。苯酚中碳原子的杂化轨道类型为sp杂化。(3)氯化铁晶体的熔点、沸点较低,它是分子晶体。SO4中硫的价层有4个成键电子对,无孤电子对,SO4的立体构型为正四面体形。(4)CO与N2互为等电子体,1个CO分子中有1个σ键,1个CO分子与Fe形成1个配位键,配位键也是σ键,所以1 mol Fe(CO)5含10 mol σ键。与CO互为等电子体的离子有CN、C2。(5)氮111化铁晶胞为六棱柱,顶点贡献率为,棱点贡献率为,面点贡献率为。观察晶胞知,12个铁位

6321

于顶点,2个铁位于面心,3个铁位于体内;2个氮位于体内。1个晶胞含铁微粒数为12×＋

61

2×＋3＝6,含氮微粒数为2,故铁、氮微粒数之比为6∶2＝3∶1。(6)氧化亚铁晶胞类似氯2化钠晶胞。棱上3个离子相切,晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍。观察题图2知,上、中、下三层各4个氧离子(共12个氧离子)与中心的氧离子紧邻且等距离,而氧化亚铁中氧离子、亚铁离子个数比为1∶1,所以,有12个Fe与Fe紧邻且等距离。1个氧化亚铁晶

2＋

2＋

－

2－

2－

2－

2

5

1112＋2－

胞含Fe数为8×＋6×＝4,含O数为12×＋1＝4,所以,1个氧化亚铁晶胞含4个

82434×7236

“FeO”。设Fe与O的最短核间距为d pm,有ρ＝－103,解得d＝ NA·（2d×10）NA·ρ

2＋

2－

×10 pm。

答案：(1)[Ar]3d (2)N＞O＞S sp杂化 (3)分子晶体 正四面体形 (4)10 CN或C2(合理即可) (5)3∶1

3

(6)12

3610

×10 NA·ρ

－

2－25

10

2．锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一,早在远古时代,人们便发现并使用了锡。回答下列问题：

(1)锡是50号元素,在元素周期表中位于________区。

(2)SnO2是一种重要的半导体传感器材料,用来制备灵敏度高的气敏传感器,SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3,Na2SnO3中阴离子的空间构型为________。

(3)比较下列卤化锡的熔点和沸点,分析其变化规律及原因________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

熔点/℃ 沸点/℃ SnCl4 －33 114.1 SnBr4 31 202 SnI4 144.5 364 (4)汽车废气中常含有有毒的一氧化碳气体,但在二氧化锡的催化下,在300 ℃时,一氧化碳可大部分转化为二氧化碳。C、O、Sn电负性由大至小的顺序是________________________________________________________________________。

(5)灰锡具有金刚石型结构,其中Sn原子的杂化方式为________,微粒之间存在的作用力是________________________________________________________________________。

(6)①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为灰锡的晶胞,其中原子坐1??1?1?标参数A为(0,0,0),B为?，0，?,则D为?， ， ?。锡的配位数为2??2?4?________。

②已知灰锡的晶胞参数a＝0.648 9 nm,其密度为______ g·cm(NA为6.02×10 mol

1

－3

23

－

,不必算出结果,写出简化后的计算式即可)。

解析：(1)Sn是50号元素,价电子排布式为5s5p,在元素周期表中位于p区。(2)SnO3

2

2

2

2－

中Sn原子为sp杂化,无孤电子对,所以空间构型为平面三角形。(3)锡元素的卤化物都为分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合。对于组成类型相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。由于相对分子质量：SnCl4＜SnBr4＜SnI4,所以它们的熔沸点由低到高的顺序：SnCl4＜SnBr4＜SnI4。(4)C、O、Sn电负性由大至小的顺序是O＞C＞Sn。(5)灰锡具有金刚石型结构,其中Sn原子的杂化方式为sp杂化。灰锡是同一元素的原子通过共用电子对形成的单质,所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或共价键)。(6)①根

3

?111?据各个原子的相对位置可知,D在体对角线的1/4处,所以其坐标参数是?，，?。②根据

?444?

晶胞结构可知,在晶胞中含有的Sn原子个数是8×1/8＋6×1/2＋4＝8,所以晶胞的密度为8×118.78×118.7－37－3

－73 g·cm＝3×10 g·cm。

6.02×10×（0.648 9×10）6.02×648.9

23

答案：(1)p (2)平面三角形

(3)SnCl4、SnBr4、SnI4熔沸点依次升高;原因是它们分子结构相似,随相对分子质量增大,分子间相互作用力逐渐增强 (4)O＞C＞Sn (5)sp杂化 非极性共价键(或共价键) 118×118.77(6)① 4 ②3×10

446.02×648.9

3．X、Y、M、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;M是周期表中电负性最大的元素;Z基态原子的M层电子数是K层电子数的3倍;R的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：

(1)

基

态

Y

原

子

的

价

电

子

排

布

图

是

2＋

3

________________________________________________________________________;

Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________(写元素名称)。

(2)离子XY2的立体构型是________;R的水合离子[R(H2O)4]中,提供孤电子对的原子是__________________(填元素符号)。

(3)已知XH3易与R

2＋

－

2＋

2＋

形成配离子,但XM3不易与R

2＋

形成配离子,其原因是

________________________________________________________________________。

(4)X与R所形成的化合物晶体晶胞如图所示,该晶体的化学

式为________________________________________________________________________;

晶胞参数如图所示,则该晶胞密度是________ g·cm(列式并计算结果,保留小数点后一位)。

(5)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是________(填字母)。

－3

a．CF4 b．CH4 c．NH4 d．H2O

解析：X、Y、M、Z、R是原子序数依次增大的前四周期元素,XY2是红棕色气体,X与氢元素可形成XH3,则X为氮元素、Y为氧元素;M是周期表中电负性最大的元素,则M为氟元素;Z基态原子的M层电子数是K层电子数的3倍,则Z原子M层电子数为6,故Z为硫元素;R的3d轨道中有9个电子,R原子外围电子排布为3d4s,故R为铜元素。(1)基态Y原子的价电

10

1

2＋

＋

子排布式为2s2p,价电子排布图为

24

;Z所在周期为第

5＋1－2×2－

三周期,第三周期中Cl的第一电离能最大。(2)NO2中氮原子孤电子对数为＝1,

2价层电子对数为2＋1＝3,故其空间构型为V形;Cu提供空轨道,H2O中氧原子提供孤电子对,形成配离子。(3)由于电负性F＞N＞H,NF3分子中共用电子对偏向氟原子,使得氮原子上的孤112＋

电子对难与Cu形成配合物。(4)由晶胞结构可知,晶胞中白色球数目为1＋2×＋4×＋

24144

8×＝4,黑色球数目为4,故化学式为CuO,晶胞质量为×80 g,晶胞密度为×80 g÷

8NANA(600×10

－10

2＋

cm×600×10

－10

cm×700×10

－10

cm)≈2.1 g·cm。(5)F、O、N电负性很大,

－3

与氢元素形成的微粒之间可以形成氢键,正四面体顶点氮原子与嵌入空腔的微粒形成4个氢键,该微粒应含有4个氢原子,选项中只有NH4符合。

＋

答案：(1) (2)V形 O

氯

(3)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H,所以NH3中共用电子对偏向N,而在NF3中,共