2019年高考化学专题分类汇编 专题二十三 选修3物质结构与性质(解析版) 下载本文

(1)Mg;相反;

(2);4;

(3)分子晶体;苯胺分子之间存在氢键; (4)O;sp;σ; (5)(PnO3n+1)【解析】

(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg,该元素基态原子核外M层电子2个电子

的自旋状态相反。

(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为

(n+2)﹣

3

,Fe原子周围有4个eCl,则其中Fe的配位数为4。

(3)苯胺)的晶体类型是分子晶体,构成微粒为分子,苯胺与甲苯()的相对

分子质量相近,但苯胺的熔点(﹣5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(﹣95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是苯胺分子之间存在氢键。

(4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是O;磷酸根离子中P形成4个σ键,则P的sp杂化轨道与O

的2p轨道形成σ键。

(5)由图可知,2个P原子时存在7个O,3个P原子时存在11个O,存在n个P时存在(3n+1)个

O,则这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)

(n+2)﹣

3

4.【2019江苏卷21】Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu?O。

(1)Cu2+基态核外电子排布式为 。

(2)SO4的空间构型为 (用文字描述);

Cu2+与OH?反应能生成[Cu(OH)4]2?,[Cu(OH)4]2?中的配位原子为 (填元素符号)。 (3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为 ;

推测抗坏血酸在水中的溶解性: (填“难溶于水”或“易溶于水”)。

2?

(4)一个Cu2O晶胞(见图2)中,Cu原子的数目为 。

9226269

【答案】(1)[Ar]3d或1s2s2p3s3p3d

32

(3)sp、sp 易溶于水

(2)正四面体 O

(4)4

【解析】

(1)Cu原子失去4s能级上1个电子、3d能级上1个电子生成铜离子,该基态离子核外电子排布式为

1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d; (2)SO4中S原子价层电子对个数=4+

2﹣2

2

6

2

6

9

9

=4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判

2+

断该微粒空间构型为正四面体形;该配离子中Cu提供空轨道、O原子提供孤电子对形成配位键,所以配原子为O;

(3)中1、2、3号C原子价层电子对个数是4,4、5、6号碳原子价层电子对

3

个数是3,根据价层电子对互斥理论判断该分子中C原子轨道杂化类型,1、2、3号C原子采用sp

2

杂化,4、5、6号C原子采用sp杂化;抗坏血酸中羟基属于亲水基,增大其水解性,所以抗坏血酸易溶于水;

(4)该晶胞中白色球个数=8×+1=2、黑色球个数为4,则白色球和黑色球个数之比=2:4=1:2,根据其化学式知,白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子,则该晶胞中Cu原子数目为4。 5.【2019 上海 等级考 】

Li3Fe2(PO4)3作为锂离子电池的正极材料时有良好的放电平台,通过提高材料的电导率可以有效的改善材料的性能。

35.CO2的电子式为 ,P原子的核外电子有 种不同能量的电子。 【答案】

【解析】

物质结构与性质的综合作用

1.(2019·黑龙江哈尔滨统考)(1)三聚氰胺中六元环结构与苯环类似,它与硝基苯

的相对分子质量之差为3,三聚氰胺的熔点为354 ℃,硝基苯的熔点是5.7 ℃。

①三聚氰胺中,环上与环外的氮原子杂化轨道类型分别为________。 ②导致三聚氰胺与硝基苯熔点相差很大的根本原因是

________________________________________________________________________。

(2)一定条件下,碳、氮两种元素可形成一种化合物,该化合物可作耐磨材料,其熔点________(填“高于”“低于”或“无法判断”)金刚石的熔点。

(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。则铁镁合金的化学式为__________,若该晶胞的参数为d nm,则该合金的密度为____________(不必化简,用NA表示阿伏加德罗常数)。

解析 (1)①三聚氰胺中环上、环外氮原子分别形成了2个σ键、3个σ键,均还有一个孤电子对,故价层电子对数分别为3、4,杂化轨道类型分别为sp2、sp3。②三聚氰胺中存在N—H键,分子间能形成氢键,导致熔点升高,硝基苯分子间不能形成氢键,故熔点较低。(2)因氮的原子半径小于碳的原子半径,故键能:C—N>C—C,因而金刚石的熔点较低。(3)依据均摊规则,晶胞中共有4个铁原子,8个镁原子,4416

故化学式为Mg2Fe,一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”,其质量为×104 g= g,1 nm=10-7 cm,体积为

NANA10-21d3 cm3,由此可求出其密度。

答案 (1)①sp2、sp3 ②三聚氰胺分子间能形成氢键,但硝基苯分子间不能形成氢键 (2)高于 (3)Mg2Fe

416-

g·cm3(或其他合理答案) 310dNA

-212.(2018·河南八市二模)针对氮族元素中的N、P、As三种非金属元素回答下列相关问题。

(1)基态砷原子的价电子排布式为__________,同周期元素原子中与其含有相同数目未成对电子的是__________(填元素符号)。

(2)雄黄(As4S4)是很多人熟悉的一种物质,其分子结构如图所示,分子中所有原子最外层均达到8电子结构。分子中含有的σ键的数目是______,●表示的原子是______,该原子的杂化形式是__________。

(3)硝酸的沸点较低,从氢键的角度推断其可能的原因是____________________。硝酸根的空间构型是____________。

(4)白磷(P4)晶体中分子堆积方式属于分子密堆积,每个分子周围紧邻的分子有______个。若白磷晶体晶胞的棱长为y pm,阿伏伽德罗常数的数值用NA表示,则白磷晶体的密度为__________g·cm3。

解析 (1)基态砷原子的价电子排布式为4s24p3,其未成对电子数是3个,同周期元素原子中与其含有相同数目未成对电子的是V、Co(它们的价电子排布分别为3d34s2和3d74s2)。

(2)由雄黄(As4S4)的分子结构示意图可知,其分子中含有的σ键的数目是10,●表示的原子与相邻的原子形成3个共价键,所以该原子是砷,每个砷原子还有1个孤电子对,所以该原子的杂化形式是sp3杂化。

(3)硝酸的沸点较低,从氢键的角度推断其可能的原因是:硝酸中存在分子内氢键。硝酸根中氮原子的杂化类型是sp2杂化,氮原子形成了3个σ键,所以其空间构型是平面三角形。

(4)白磷(P4)晶体中分子堆积方式属于分子密堆积,类比金属晶体中金属原子的密堆积,可知每个分子周围紧邻的分子有12个。密堆积可能是面心立方堆积也可能是六方堆积,每个晶胞中有4个白磷分子,白磷晶体晶胞的棱长为y pm,阿伏伽德罗常数的数值用NA表示,则NA个晶胞的质量和体积分别是496 g和

4.96×10NA(y×10-10)3 cm3,则白磷晶体的密度为

y3NA答案 (1)4s24p3 V、Co (2)10 砷 sp3杂化 (3)硝酸中存在分子内氢键 平面三角形 4.96×1032

(4)12 y3NA

3.(2018·江西南昌二模)核安全与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站周围含有放射性物质碘-131和铯-137。碘-131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺肿大等疾病。

(1)与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素X、Y、Z的第一电离能如下表:

元素代号 第一电离能(kJ·mol1) -32

g·cm-3。

X 520 Y 496 Z 419 基态Z原子的核外电子排布式为________。X、Y、Z三种元素形成的单质熔点由高到低的顺序为__________(用元素符号表示),其原因为

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)F与I同主族,BeF2是由三个原子构成的共价化合物分子,分子中中心原子Be的杂化类型为__________,BeF2分子的空间构型是________。

(3)Cl与I同主族,Cl具有很强的活泼性,可以形成很多含氧化合物,其中含氧酸HClO、HClO2、HClO3、