高考化学专题提升练习卷物质结构选修练习卷 5页

物质结构（选修）练习卷 ‎1．碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：‎ ‎（1）基态碳原子核外电子有__种空间运动状态，其价电子排布图为__．‎ ‎（2）光气的分子式为COCl2，又称碳酰氯，是一种重要的含碳化合物，判断其分子立体构型为__，其碳原子杂化轨道类型为_____杂化．‎ ‎（3）碳酸盐在一定温度下会发生分解，实验证明碳酸盐的阳离子不同，分解温度不同，如下表所示：‎ 碳酸盐 MgCO3‎ CaCO3‎ BaCO3‎ SrCO3‎ 热分解温度/℃‎ ‎402‎ ‎900‎ ‎1172‎ ‎1360‎ 阳离子半径/pm ‎66‎ ‎99‎ ‎112‎ ‎135‎ 试解释为什么随着阳离子半径的增大，碳酸盐的分解温度逐步升高？。 ______________‎ ‎（4）碳的一种同素异形体﹣﹣C60，又名足球烯，是一种高度对称的球碳分子．立方烷（分子式：C8H8结构是立方体：是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子，而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体，该晶体的晶胞结构如图所示，立方烷分子填充在原C60晶体的分子间八面体空隙中．则该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为__。‎ ‎（5）碳的另一种同素异形体——石墨，其晶体结构如图所示，则石墨晶胞含碳原子个数为__个．已知石墨的密度为ρg·cm﹣3，C﹣C键长为rcm，阿伏加德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距为__cm．‎ ‎（6）金刚石和石墨的物理性质差异很大，其中：熔点较高的是___________，试从结构分析___________；硬度大的是___________，其结构原因是___________。‎ ‎【答案】 4 平面三角形 sp2 碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子，使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程，阳离子所带电荷相同时，阳离子半径越小，金属氧化物的晶格能越大，对应的碳酸盐就越容易分解 C8H8·C60 4 石墨 石墨为混合型晶体，金刚石为原子晶体，二者熔点均取决于碳碳共价键，前者键长短，则熔点高 金刚石 石墨硬度取决于分子间作用力，而金刚石取决于碳碳共价键 ‎2．钴是人体必需的微量元素，含钴化合物作为颜料，具有悠久的历史，在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用，请回答下列问题:‎ ‎（1）Co基态原子的电子排布式为__________________________；‎ ‎（2）酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学中的光敏剂、催化剂等方面得到广泛的应用，其结构如图所示，中心离子为钴离子。‎ ‎①酞菁钴中三种非金属原子的电负性有大到小的顺序为____________，(用相应的元素符号作答) ‎ ‎；碳原子的杂化轨道类型为___________________________；‎ ‎②与钴离子通过配位健结合的氮原子的编号是___________________________；‎ ‎（3）用KCN处理含Co2+的盐溶液，有红色的Co(CN)2析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)6]4-，该配离子中的配位体为________，配位原子为____________________；‎ ‎（4）Co的一种氧化物的晶胞如图所示，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_____个；与一个钴原子等距离且次近的氧原子有______个； 若该钴的氧化物晶体中钴原子与跟它最近邻的氧原子之间的距离为r，该钴原子与跟它次近邻的氧原子之间的距离为______；已知在该钴的氧化物晶体中钴原子的半径为apm，氧原子的半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，则在该钴的氧化物晶体中原子的空间利用率为____(用含a、b的式子表示)。学/*科-网 ‎（5）筑波材料科学国家实验室 一个科研小组发现了在5K 下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是_______。‎ ‎【答案】 1s22s22p63s23p63d74s2 N>C>H sp2 2，4 CN- N 12 8 r 2π/3× (a2+b2)/(a+b)3 D ‎3．黄铜矿是一种重要的化工原料，主要成分是CuFeS2，另外还有少量的氧化铝、二氧化硅及水分，通过化学工艺可获得许多化工产品。‎ ‎（1）铜元素位于元素周期表中_________(填写周期、族)；基态Fe原子的价层电子轨道表达式为_____；‎ ‎（2）硫位于第VIA 族，该族元素氢化物沸点由低到高的顺序及原因是_________(必要化学用语及文字简答)。‎ ‎（3）基态氮原子的第一电离能大于氧原子的第一电离能的原因是__________。‎ ‎（4）由铝和氯元素组成的化合物熔点190℃、在熔融态不导电；该化合物易升华，其蒸气密度是相同条件下氢气的133.5倍。请写出其蒸气分子的结构式______________(如有配位键，请 用“→”表 示 )。（5）黄铜矿在空气中高温灼烧可以得到固体混合物和废气,固体混合物中有X和Y两化合物。固体化合物X的晶胞模型如图甲所示：‎ ‎①化合物X的化学式：___________；‎ ‎②废气中SO2经催化氧化生成SO3，SO3分子中硫原子杂化方式为___________；SO3分子空间构型是___________。‎ ‎（6）黄铜矿高温灼烧得到的另一固体化合物Y的晶胞模型如图乙，已知丫晶体密度为ρg/cm3，则Y 晶体中晶胞边长是_____cm。‎ ‎【答案】 第4周期第ⅠB 该族氢化物沸点由低到高的顺序为H2S、H2Se、H2Te、H2O，H2S、H2Se、H2Te因相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，沸点升高；而H2O分子之间因形成的氢键大于分子间作用力，沸点更高（合理答案均计分） N原子2P轨道处于半充满，原子稳定，而O原子2P 轨道需失去一个电子才能达到半充满的稳定状态（合理答案均计分） Cu2S  sp2 平面三角形 ‎ ‎4．现有A、B、C、D、E五种元素，他们性质如下：‎ A 周期表中原子半径最小的元素 B 电负性最大的元素 C C的2p轨道中有三个未成对的单电子 D 原子核外电子数是B与C核外电子数之和 E E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物 请回答如下问题：‎ ‎（1）基态E原子有________个未成对电子，二价E离子的核外电子排布式为________。‎ ‎（2）A2D分子中D原子的杂化类型是________，D的氧化物DO3分子空间构型为________。‎ ‎（3）CA3极易溶于水，其原因主要是________，试判断CA3溶于水后，形成CA3· H2O的合理结构：______(填字母代号)， 推理依据是______。‎ ‎（4）在ESO4溶液中滴入过量氨水，形成配合物的颜色为_______，反应的离子方程式为______。‎ ‎（5）ZnD的晶胞结构如图1所示，在ZnD晶胞中，D2－的配位数为________。‎ ‎（6）E与金形成的金属互化物结构如图2所示，其晶胞边长为a nm，该金属互化物的密度为________(用含a、NA的代数式表示)g· cm－3。‎ ‎【答案】 1 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 sp3杂化 平面正三角形 氨分子与水分子间形成氢键 b 一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根离子 深蓝色 Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O 4 ‎ ‎5．硼、砷、锑的化合物用途非常广泛。回答下列问题：‎ ‎（1）基态砷原子的价电子轨道表达式（电子排布图）为_______________，其未成对电子所在原子的轨道轮廓图形为____________________。‎ ‎（2）B4C的熔点为2350 ℃、沸点为3500 ℃，说明它属于____________晶体，AsF3的沸点（60.4℃）比SbF3的沸点（376℃）低，其原因是____________________________________。‎ ‎（3）已知反应：(CH3)3C—F+SbF6→(CH3)3CSbF6，该反应可生成(CH3)3C+，其碳正离子中碳原子杂化方式有____________________________________。‎ ‎（4）与BF3互为等电子体的分子和离子分别为_______________（各举1例）；已知分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为 ‎)，则BF3中的大π键应表示为_________________。‎ ‎（5）砷化硼的晶胞结构如图所示。与砷原子紧邻的硼原子有_________个，与每个硼原子紧邻的硼原子有_________个，若其晶胞参数为bpm，则其晶体的密度为_________________(列出表达式，设NA为阿伏加德罗常数的数值)g·cm-3。‎ ‎【答案】 哑铃型（纺锤形） 原子 AsF3 与SbF3 是结构相似的分子，AsF3 相对分子质量比SbF3 小 sp2和sp3 SO3 和CO32-(或其他合理答案) 4 12 【答题空10】‎ ‎6．钒和镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂，其储氢合金可作为一种新型锌离子电池的负极材料，该电池以Zn(CF3SO3)2为电解质，以有缺陷的阳离子型ZnMn2O4为电极，成功获得了稳定的大功率电流。‎ ‎（1）基态钒原子的价电子排布式为_______，其排布时能量最高的电子所占据能级的原子轨道有_______个伸展方向。‎ ‎（2）VO2+与可形成配合物。中，三种非金属元素的电负性由大到小的顺序为_______ (用元素符号表示)。‎ ‎（3）镍形成的配离子[Ni(NH3)6]2+、[Ni(CN)4]2-中,NH3分子的空间构型为_______。与CN-互为等电子体的一种分子的化学式为________ 。‎ ‎（4） 三氟甲磺酸(CF3SO3H)是一种有机强酸,结构式如图1所示,通常以CS2、IF5、H2O2等为主要原料来制取。‎ ‎①H2O2分子中O 原子的杂化方式为_______。‎ ‎②三氟甲磺酸能与碘苯反应生成三氟甲磺酸苯酯和碘化氢。1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有σ键的数目为_______。‎ ‎（5）硫化锌晶体的构型有多种,其中一种硫化锌的晶胞如图2 所示，该晶胞中S2-的配位数为_________。‎ ‎（6）镧镍合金是重要的储氢材料,其储氢后的晶胞如图3所示。‎ ‎①储氢前该镧镍合金的化学式为_________。‎ ‎②该镧镍合金储氢后氢的密度为_________(用NA表示阿伏加德罗常数的数值)g/cm3。‎ ‎【答案】 3d34s2 5 O>C>H 三角锥形 N2（或CO） sp3 19 4 LaNi5 ‎ ‎7.我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：‎ ‎（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。‎ ‎（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。‎ ‎（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。‎ ‎①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）‎ A．中心原子的杂化轨道类型 B． 中心原子的价层电子对数 C．立体结构 D．共价键类型 ‎②R中阴离子中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则中的大π键应表示为____________。‎ ‎③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为()N−H…Cl、____________、____________。‎ ‎（4）R的晶体密度为d g·cm−3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。‎ ‎【答案】（1）（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子 ‎（3）①ABD C ②5 ③(H3O+)O-H…N() ()N-H…N()‎ ‎（4）‎ ‎8.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 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5‎ ‎（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_________，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射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。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，具有钙钛矿型的立方结构，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。‎ ‎【参考答案】（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 sp3 （4）0.315 12 （5）体心 棱心