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2016版《新步步高》考前三个月(浙江专用)高考化学二轮复习系列 - 高考13题逐题特训题号15

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题号15 物质结构与性质(自选模块)

[命题人的忠告]

1.熟练书写常见的4种金属及其离子的核外电子排布式:Cr、Fe、Cu、Zn。

2.掌握同周期元素第一电离能比较:同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但ⅤA>ⅥA>ⅣA,ⅡA>ⅢA>ⅠA。

3.牢记3种分子的杂化方式和空间构型:CH4:sp3杂化,正四面体;NH3:sp3杂化,三角锥形;H2O:sp3杂化,V形。

4.学会σ键与π键的判断方法:单键均为σ键;双键、叁键中含有1个σ键,其余为π键。 5.掌握有关晶体计算的常用方法:运用分摊法正确确定晶胞中所含原子的个数。 [典例剖析]

(10分)钒(V)、砷(As)、镍(Ni)均为第4周期元素,钒位于ⅤB族,砷位于ⅤA族,镍位于Ⅷ族。请回答下列相关问题。

(1)基态钒原子的电子排布式为____________________,钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价,这几种价态中,最稳定的是________价。

(2)砷与氯气反应可得到AsCl3、AsCl5两种氯化物。其中属于非极性分子的是________,AsCl3分子的中心原子杂化类型是________,分子的空间构型是________。

(3)高纯度砷可用于生产具有半导体“贵族”之称的新型半导体材料GaAs,镓(Ga)为第四周期ⅢA族元素,Ga与As相比,第一电离能较大的是________。

(4)镍和镧形成的一种合金具有储氢功能,该合金储氢后的晶胞如下图所示:

镍和镧形成的这种合金的化学式是________________,1mol镧形成的该合金能储存________mol氢气。

[推理分析] (1)基态钒原子的电子排布式为[Ar]3d34s2,当原子价层电子全部失去时,形成的离子最外层达到稳定的电子层结构,故+5价最稳定。

(2)AsCl5分子中砷的价电子均成键,故它是非极性分子;AsCl3分子中的价层电子对数为4,其中孤电子对数为1,因此砷原子为sp3杂化,分子的空间构型为三角锥形。

1

(4)由晶胞结构知,8个La全在晶胞顶点,故一个晶胞中La个数为8×=1,8个Ni在晶胞面

8

1

上,1个Ni在晶胞内,故一个晶胞中Ni个数为8×+1=5,因此该合金化学式为LaNi5;8

211

个H2在晶胞棱上,2个H2在晶胞面上,故一个晶胞中H2个数为8×+2×=3,因此1molLa

42形成的该合金能储存3mol氢气。

[答案及评分标准] (1)[Ar]3d34s2(或1s22s22p63s23p63d34s2)(1分) +5(1分) (2)AsCl5(1分) sp3(1分) 三角锥形(1分) (3)As(或砷)(1分) (4)LaNi5(2分) 3(2分) [挑战满分](限时35分钟)

1.(2015·杭州模拟)元素周期表中,金属和非金属分界线附近的元素性质特殊,其单质及化合物应用广泛,成为科学研究的热点。

(1)锗(Ge)可以作半导体材料,写出基态锗原子的电子排布式__________________________。 (2)环硼氮六烷的结构和物理性质与苯很相似,故称为无机苯,其结构为

①第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有______种。

②无机苯分子中1个氮原子给有空轨道的硼原子提供1个孤电子对,形成1个________键。 ③硼、氮原子的杂化方式是______________。

(3)硅烷的通式为SinH2n+2,随着硅原子数增多,硅烷的沸点逐渐升高,其主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 最简单的硅烷是SiH4,其中的氢元素显-1价,其原因为

________________________________________________________________________。 (4)根据价层电子对互斥理论(VSEPR)推测:AsCl3的VSEPR模型名称:________________;AsO34的立体构型:__________。

(5)钋(Po)是一种放射性金属,它的晶胞堆积模型为简单立方堆积,钋的摩尔质量为209g·mol

1

,晶胞的密度为ρg·cm3,则它晶胞的边长a为______________pm。(NA表示阿伏加德罗常数,

用代数式表示晶胞边长)

2.氟是电负性最大的非金属元素,又因其半径较小,极易和金属元素反应,并将它们氧化到最高价态,生成MnF7、VF5、CaF2等。氟还可以和氧形成一系列的氟化物,如OF2、O2F2、O4F2等。请回答下列问题:

(1)如图所示为一个完整的CaF2晶胞,则图中空心球表示__________(填“F”或“Ca2”)。

设晶胞边长为a,则Ca2与F之间的最近距离为__________。

(2)OF2被称为氟化物而不被称为氧化物的原因是____________________

________________________________________________________________________。 (3)O2F2是一种强氧化剂,由O2和F2在低温下合成,运用VSEPR模型给出O2F2分子的结构式:____________,O2F2是________(填“极性”或“非极性”)分子。

(4)氢氟酸是一种弱酸,但很浓的氢氟酸是一种强酸,其原因是_____________________。 3.(1)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________________。

(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。

NH3分子的空间构型是____________;与N2H4分子属于等电子体的是__________________________________________________(写出一种即可)。 (3)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:

①Ni原子的核外电子排布式为___________________________________________________; ②NiO、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“>”);

③NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、__________________________________。 (4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,其价电子排布与Cu相似,Au原子的价电子排布式为____________;一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心位置,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子个数之比为__________;该晶体中,原子之间的强相互作用是__________;上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2晶胞(如图)的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为______________________。

4.元素周期表第4周期中共有18种元素,请回答下列有关问题。

(1)金属钒(V)在材料科学上有重要作用,被称为“合金的维生素”,基态钒原子的价电子排布式为____________,第4周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。但Ga的第一电离能却明显低于Zn的,原因是___________________________________。 (2)已知四溴化锗是电子工业中的一种常用试剂,其熔点为26.1℃,沸点为186℃,则GeBr4晶体的类型为______________,中心原子的杂化类型为________。

(3)第四周期ⅤA~ⅦA族的元素中,电负性由大到小的顺序为__________(用元素符号表示)。 (4)如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的物质化学式为AX3的是________(填“a”或

“b”)。图乙为金属铜的晶胞,此晶胞立方体的边长为apm,金属铜的密度为ρg·cm3,则阿

伏加德罗常数可表示为________________________mol1(用含a、ρ的代数式表示)。

5.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。

(1)金属镍能与CO形成配合物Ni(CO)4,写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式________、__________。

(2)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应。

如①CH2===CH2、②HC≡CH、③、④HCHO,其中碳原子采取sp2杂化的分子有________(填物质序号),HCHO分子的立体结构为________形。

(3)丁二酮肟常用于检验Ni2。在稀氨水中,丁二酮肟与Ni2反应生成鲜红色沉淀,其结构如

图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键。

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