四川省德阳五中高三化学总复习 考点14 物质结构与性质

四川省德阳五中高三化学总复习考点14物质结构与性质1.（2022·福建理综·T30·13分）[化学－物质结构与性质]（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：S+2KNO3+3C3CO2↑+A+N2↑（已配平）①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为__________________。②在生成物中，A的晶体类型为__________________，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为__________________。③已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中键与键数目之比为____________。（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子（价电子）排布为____________，Q2+的未成对电子数是____________。（3）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为［CrCln（H2O）6－n］x+（n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R－H），可发生离子交换反应：［CrCln（H2O）6－n］x++xR－H→Rx［CrCln（H2O）6－n］x++xH+交换出来的H+经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。将含0.0015mol［CrCln（H2O）6－n］x+的溶液，与R－H完全交换后，中和生成的H+需浓度为0.1200mol·L－1NaOH溶液25.00mL，该配离子的化学式为__________________。【命题立意】本题是考查物质结构与性质的综合题，其中涉及到了基态原子核外电子排布、原子轨道的杂化类型、电负性、晶体类型以及与配离子有关的化学计算等内容的考查。该部分内容较为抽象，高考仍然以考查基础为主。【思路点拨】本题侧重于对基础的考查，只要做到对涉及到的基态原子核外电子排布、原子轨道的杂化类型、电负性、晶体类型的概念或规律的熟练掌握，即可的出正确结论；而最后一问的化学计算则需把握好相关信息，再利用中和反应的简单计算即可得出结论。【规范解答】（1）①钾为活泼金属，电负性比较小；C、N、O在同周期，非金属性逐渐增强，电负性也逐渐增大；②K2S是离子化合物，属于离子晶体，产物中含极性共价键的分子为CO2，其空间构型为直线型，中心原子轨道杂化类型为sp；③HCN中CN－与N2结构相同，含有三个键，一个键和两个键；另外和之间形成一个键，所以HCN分子中键与键数目之比为2∶2，即为1∶1。（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，应该都属于元素Ⅷ，原子序数T比Q多2，可以确定T为，Q为，所以T的基态原子外围电子（价电子）排布为3d84s2，Q2+即Fe2+的未成对电子数是4。K^S*5U.C#O%7\n（3）中和生成的H+需浓度为0.1200mol·L－1NaOH溶液25.00mL，则可以得出H+的物质的量为0.12×25.00×10－3＝0.0030mol，所以x＝0.0030/0.0015＝0.00302；Cr的化合价为+3价，x＝2可以得知n＝1，即该配离子的化学式为［CrCl（H2O）5］2+。K^S*5U.C#O%【答案】（1）①O＞N＞C＞K②离子晶体；sp③1∶1K^S*5U.C#O%（2）3d84s2；4（3）［CrCl（H2O）5］2+2.（2022·安徽高考·T25·14分）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表；元素相关信息XX的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等Y常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积ZZ和Y同周期，Z的电负性大于YWW的一种核素的质量数为63，中子数为34（1）Y位于元素周期表第_____周期第_____族，Y和Z的最高价氧合物对应的水化物的酸性较强的是__________（填化学式）（2）XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在__________个键。在H－Y，H－Z两种共价键中，键的极性较强的是__________，键长较长的是__________。（3）W的基态原子核外电子排布式是_______________。W2Y在空气中煅烧生成的W2O化学方程式是______________________________。（4）处理含XO、YO2验到气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。已知：XO（g）+1/2O2（g）＝XO2（g）△H＝－283.0kJ·mol－1Y（s）+O2（g）＝YO2（g）△H＝－296.0kJ·mol－1此反应的热化学方程式是______________________________。【命题立意】考查根据原子结构和物质的性质进行元素的推断，同时考查分子的结构、核外电子排布式的书写及盖斯定律的应用。【规范解答】（1）通过图表中的信息，不难推断出，X为碳，Y为硫，Z为氯，W为铜。（2）分子的极性取决于形成分子的两元素的电负性的差异，电负性相差越大，则分子极性越大。硫的原子半径比氯的大，所以H－S的键长比H－Cl键长长。（4）将题中的两个热化学方程式①②进行恰当的变形，将②式反写，然后再与①式×2相加，故△H3＝7\n－△H2+2△H1＝－270kJ/mol【答案】（1）3VIAHClO4（2）2H－ClH－S（3）[Ar]3d104s12Cu2S+3O2＝2Cu2O+2SO2（4）2CO（g）+SO2（g）S（s）+2CO2（g）△H＝－270kJ/mol【类题拓展】1．判断一个反应是放热反应还是吸热反应，主要从两个角度进行，宏观上，根据反应物的总能量与生成物的总能量大小判断；微观上，根据形成新键释放的总能量与断键所吸收的总能量大小进行。2．盖斯定律的内容：化学反应不管是一步完成还是分步完成，其反应热总是相同的。也就是说，化学反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应的途径无关。因此，它可以计算某些难以直接测量的反应焓变。3.盖期定律运用技巧：（1）运用盖斯定律的技巧：参照目标热化学方程式设计合理的反应途径，对原热化学方程式进行恰当“变形”（反写、乘除某一个数），然后方程式之间进行“加减”，从而得出求算新热化学方程式反应热△H的关系式。（2）具体方法：①热化学方程式乘以某一个数时，反应热也必须乘上该数；②热化学方程式“加减”时，同种物质之间可相“加减”，反应热也随之“加减”；（3）将一个热化学方程式颠倒时，DH的“+”“－”号也随之改变，但数值不变。3.（2022·海南高考·T19·20分）19－I（6分）下列描述中正确的是A．CS2为V形的极性分子B．ClO3－的空间构型为平面三角形C．SF6中有6对完全相同的成键电子对D．SiF4和SO32－的中心原子均为sp3杂化19－Ⅱ（14分）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：（1）Ni原子的核外电子排布式为______________________________；（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO________FeO（填“＜”或“＞”）；（3）NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_______________、_______________；（4）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为_______________；7\n（5）丁二酮肟常用于检验Ni2+：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右上图所示。①该结构中，碳碳之间的共价键类型是键，碳氮之间的共价键类型是______________，氮镍之间形成的化学键是_______________；②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在_______________；③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有_______________。【命题立意】本题考查了中心原子的杂化类型、原子核外电子的能级排布顺序、晶胞的结构、晶体的熔点高低的比较、化学键的类型等知识点。【思路点拨】（1）根据中心原子的杂化类型，判断分子的空间构型及分子的极性；（2）注意晶胞中原子个数的计算方法：在晶胞结构中，顶点原子为8个晶胞所共用，对本晶胞来讲，只拥有此原子的1/8，棱上的原子为4个晶胞所共用，对本晶胞来讲，只拥有此原子的1/4，面上的原子为2个晶胞所共用，对本晶胞来讲，只拥有此原子的1/2，晶胞内的原子完全属于本晶胞。【规范解答】19－ICS2的结构式为S＝C＝S，C与S形成两个键和两个π键，无孤对电子，C为sp杂化，键角为180°，故CS2是直线型的非极性分子，A错误；ClO3－中Cl为sp3杂化，Cl在四面体中间，3个O原子及一对孤对电子占据四个顶点，故ClO3－的空间构型为三角锥形，B错误；SF6中S最外层的6个电子分别于6个F原子各形成一对共用电子对，而且完全相同，C正确；SiF4中Si与4个F形成4个键，故Si为sp3杂化；SO32－中的S原子与3个O原子形成3个键，还有一对孤对电子，故S为sp3杂化，D正确；19－Ⅱ（1）Ni为28号元素，其核外电子数为28，各能级电子排布的顺序为1s2、2s2、3s2、3p6、4s2、3d8，故Ni原子的核外电子排布式为1s22s23s23p63d84s2；（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，均为离子化合物，Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，离子半径越小，阴、阳离子的核间距越小，离子键的键能越大，破坏离子键所需的能量越大，故熔点越高。（3）NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，在氯化钠晶胞中Na+和Cl－的配位数均为6，故NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6；（4）根据晶胞示意图，8个La原子均位于顶点上，故本晶胞含有的La原子数为8×1/8＝1；Ni原子有8个在面上，1个在晶胞内部，故本晶胞含有的Ni原子数为8×1/2+1＝5；故其化学式为LaNi5。（5）碳氮之间为双键，双键由1个б键和1个π7\n键组成，氮镍之间形成的化学键是配位键。氧氢之间除共价键外还可存在氢键。碳原子的杂化轨道类型有两种，一种是－CH3中的C形成4个键，是sp3杂化；一种是C＝N中的C形成3个键，为sp2杂化。【答案】19－IC、D19－Ⅱ（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2（2）＞（3）66（4）LaNi5（5）①一个键和一个π键配位键②氢键③sp2杂化sp3杂化4.（2022·江苏高考·T21A·12分）乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。（1）CaC2中C22－与O22+互为等电子体，O22+的电子式可表示为____________；1molO22+中含有的键数目为__________________。（2）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为______。（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H2C＝CH－C≡N）。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是____________；分子中处于同一直线上的原子数目最多为____________。（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如右图所示），但CaC2晶体中含有哑铃形C22－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22－数目为______。【命题立意】本题以乙炔、碳化钙、氢氰酸为例考查等电子原理、杂化轨道、电子排布式、晶体结构等物质结构与性质部分的重点内容，设置相关情景考查学生的信息获取、加工、应用能力。【思路点拨】注意等电子原理、杂化轨道、电子排布式、晶体结构等理论知识在具体情景下的应用，注意题给信息。【规范解答】（1）等电子体电子式相似，应参照C22－的电子式书写O22+的电子式；三键中只有一个为σ键，其余均为键；（2）Cu+失去的是4s轨道上的一个电子；（3）杂化轨道数等于σ键和孤对电子对之和；（4）注意观察晶胞，上下左右前后各一个，但晶胞沿一个方向被拉长，所以距离最近的C22－数目为4，而不是6。【答案】7\n（1）2NA（2）1s22s22p63s23p63d10（3）sp杂化、sp2杂化3（4）45.（2022·山东高考·T32·8分）【化学－物质结构与性质】碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。（1）碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过___________杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。（2）CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为____________。（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn－Br键的键角_______120°（填“＞”“＜”或“＝”）（4）铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为________，每个Ba2+与_______个O2－配位。【命题意图】考查物质的结构、元素的电负性及化合物的化学式的确定方法。【规范解答】（1）石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。（2）共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：C＞H＞Si。（3）SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是（4+2）/2＝3，配位原子数为2，故Sn原子含有成对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于120°。（4）每个晶胞含有Pb4+：8×＝1个，Ba2+：1个，O2－：12×＝3个，故化学式为：PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2－处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2－配位【答案】（1）sp2范德华力（2）C＞H＞Si（3）＜（4）PbBaO3126.（2022·新课标全国卷·37·15分）【化学－选修物质结构与性质】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：7\n（1）W元素原子的L层电子排布式________，W3分子的空间构型为________；（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为____________________________；（3）化合物M的化学式为____________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________________________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制的ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________________，O－C－O的键角为____________________；（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________________________；（5）含有元素Z的盐的焰色反应为____________________。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是___________________________________________________。【命题立意】本题主要考查元素周期表中的常见元素及其化合物的性质。【思路点拨】熟悉常见元素原子的原子结构。【规范解答】W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，说明W是O。由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高，化合物M晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl可推知，M为MgO，X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，可知X为F，Z为K。在碳酸二甲酯分子中，碳原子形成4个单键采用的杂化方式是sp3，碳原子形成双键采用的杂化方式是sp2。立方晶体中X个数：12×1/4＝3；Y个数：8×1/8＝1；Z个数：8×1/8＝1，故该晶体的组成为X∶Y∶Z＝3∶1∶1。【答案】（1）2s22p4V形（2）2F2+2H2O＝4HF+O2（3）MgOsp3和sp2120o（4）3；1∶1（5）紫色激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量。7