通用版化学2019-2020学年高三化学一轮复习 物质的结构与性质 考点突破训练（2份打包）

物质的结构与性质 考点突破训练

1．许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列有关问题：

（1）现代化学中，常利用_________上的特征谱线来鉴定元素。

（2）某同学画出基态碳原子的核外电子排布图：，该电子排布图违背了__；CH3+、—CH3、CH3—都是重要的有机反应中间体。CH3+、CH3—的空间构型分别为___、____。

（3）基态溴原子的价层电子轨道排布图为_______，第四周期中，与溴原子未成对电子数相同的金属元素有_______种。

（4）磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。

① 磷化硼晶体晶胞如图甲所示: 其中实心球为磷原子，在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为_____，已知晶胞边长a pm，阿伏加德罗常数为NA。则磷化硼晶体的密度为___________g/cm3。

② 磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影（图乙中表示P 原子的投影），用画出B 原子的投影位置_____。

（5）Fe3O4晶体中，O2- 围成正四面体空隙（1、3、6、7号氧围成）和正八面体空隙（3、6、7、8、9、12号氧围成），Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中，晶体中正四面体空隙数与正八面休空隙数之比为__________，有__________ %的正八面体空隙没有填充阳离子。

（6）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列， Ni2+填充其中（如图），己知O2-的半径为a pm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为_____g（用a、NA表示）

2．法医常用马氏试砷法检验是否砒霜（As2O3）中毒,涉及的反应如下：

Ⅰ: 6Zn+As2O3+12HCl=6ZnCl2+2AsH3(砷烷) ↑+3H2O

Ⅱ: 2AsH3=2As(黑色砷镜)+3H2

（1）写出砷的基态原子价电子排布式__________

（2）砷烷的空间结构为_________；砷烷中心原子杂化方式为________

（3）砷烷同族同系列物质相关性质如下表：

从PH3AsH3SbH3，熔沸点依次升高的原因是______________________，NH3分子例外的原因是__________________________________.

（4）第一电离能数据I(As)____ I(Se)

（5）立方氮化硼（BN）是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构与金刚石相似，如图所示。

晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图b所示，其中原子坐标参数X为（0，0，0），Y原子的坐标参数为（1/2，0，1/2），则Z原子的坐标参数为________。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼的密度为d g∙cm－3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞参数a＝________nm。（列出计算式即可）

3．钛有“生物金属”和“未来金属”之称，钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。

（1）基态钛原子外围电子的轨道表达式为___________。与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有___种。

（2）金属钛的熔点、硬度均比铝大，可能的原因是____。

（3）TiCl4是氯化法制取钛的中间产物。TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，分子结构相同。采用蒸馏的方法分离TiCl4和SiCl4的混合物，先获得的馏分是__________ (填化学式)。

（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其结构如图所示。

①组成该物质的元素中，电负性最大的是__________ (填元素名称)。

②M中碳原子的杂化形式有___________种。

③M中不含__________ (填字母代号)。

a．π键  　　b．σ键  c．配位键

d．氢键  　　e．离子键

（5）①金属钛晶体中原子采用面心立方最密堆积，则晶胞中钛原子的配位数为_____。

②设钛原子的直径为d cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，钛原子的摩尔质量为M g·mol－1，则晶体钛的密度为________g·cm－3。

③金属钛晶胞中有若干个正四面体空隙，如图中a、b、c、d四个钛原子形成一个正四面体，其内部为正四面体空隙，可以填充其他原子。若晶胞中所有的正四面体空隙中都填充氢原子，那么形成的氢化钛的化学式为__________。

4．Cu3N具有良好的电学和光学性能，在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工程等领域中，发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。

(1)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。

(2)与N3－含有相同电子数的三原子分子的空间构型是___________。

(3)Cu+的核外电子排布式为___________，其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成Cu2+和Cu。但CuO在高温下会分解成Cu2O，试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu2O__________________。

(4)在Cu的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是___________，乙醇的沸点明显高于乙醛，其主要原因为___________。

(5)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被Cl－取代有两种不同的结构，试画出[Cu(H2O)2(Cl)2]具有极性的分子的结构式___________。

(6)Cu3N的晶胞结构如图所示，N3－的配位数为___________，Cu+的半径为apm，N3－的半径为bpm，Cu3N的密度为___________g·cm－3(阿伏加德罗常数用NA表示)。

5． 铜、镓、砷等元素形成的化合物在现代工业中有广泛的用途，回答下列问题：

（1）基态铜原子的核外电子占有的能级数为________，轨道数为________。

（2）根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。（填“大于”或“小于”）

（3）AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。

（4）铜与CN-可形成络合离子[Cu（CN-）4]2-，写出一种与CN-等电子体的分子化学式________；若将[Cn（CN-）4]2-中二个CN-换为Cl-，只有一种结构，则[Cu（CN-）4]2-中4个氮原子所处空间位置关系为________。

（5）GaAs的熔点为1238ºC，密度为p g·cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。

6．植物的叶片中的叶绿素中含有C、H、O、N、Mg等元索，回答下列问题：

(1)下列原子基态价电子排布图表示正确的是（_____）

(2)O、N、Mg的简单离子半径由大到小的顺序为___________，其第—电离能由大到小的顺序为___________。

(3)某种叶绿素的结构简式如上图所示，其中含有的化学键类型有___________(填写下列字母选项)，若含有配位键，则1mol该有机物中含有配位键的物质的量为___________mol；(若认为无配位键，此空填“0”。)此叶绿素中，C原子的杂化方式有___________。

A.σ键　　B.π键　　C.极性键　　D.非极性键　　E.配位键　　F.金属键　　G.氢键

(4)某Mg和Cu的合金，Cu原子位于顶点，Mg原子位于面心，合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中若已知该晶胞的密度为ρg/cm3，则该晶体中Mg和cu的个数之比为___________，该晶胞的棱长约为___________pm。

7．稀土元素包括元素周期表中的镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)元素。请回答下列问题：

(1)镧系元素位于元素周期表第___________族，镧系元素位于周期表的___________区。

(2)基态钪原子的价电子排布式为______________________。

(3)大多数稀土元素的金属离子易与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)等配位，乙二胺中价层电子对数为4的原子为___________(填元素符号)；乙二胺和三乙胺[(CH3CH2)3N]均属于胺类，但是乙二胺比三乙胺的沸点高得多，其原因是______________________。

(4)稀土元素最常见的化合价为+3价，但也有少数还有十4价，请根据图中的电离能数据，判断图中最可能有+4价的元素是___________(填元素符号)，在加热条件下其低价氯化物易发生水解，其无水低价氯化物可用加热含六个结晶水的低价氯化物和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4C1的作用是______________________。

(5)镱(Yb)是电脑记忆元件的重要元素，其单质晶胞结构如图所示，晶胞中镱原子的配位数为___________；若晶胞边长为apm，镱原子半径为___________pm；阿伏加德罗常数的值为NA，则镱单质的密度为___________g·cm－3(用含a、NA的代数式表示)。

8．钒(23V)被称为“现代工业味精”，可添加在钢铁中，并以钛一铝－钒合金的形式用于航天领域；钒的化合物被广泛用作催化剂、燃料及电池等。我国钒钛磁铁矿储量较大，是世界上产钒大国。请完成下列问题：

(1)钒的基态原子的价电子排布图为___________。

(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如下图1所示，则该氧化物的化学式为___________，其熔沸点比下图3(为邻苯二甲酸酐的结构)物质的熔沸点要___________(填“高”“低”或“差不多”)。

(3)V2O5是一种常见的催化剂，在合成硫酸、硝酸、邻苯三甲酸酐、乙烯、丙烯中，均使用五氧化二钒作催化剂。

①五氧化二钒的结构简式如上图2所示，则该结构中含有___________个π键。

②在丙醛( CH3CH2CHO)分子中碳原子的杂化方式分别为___________。

③C、N、O、Ne四元素，其第一电离能从大到小的顺序依次为______________________。

④V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)。列举与VO43－空间构型相同的一种阴离子：___________(填离子符号)。

(4)已知单质钒的晶体采用体心立方堆积，晶胞如上图4所示，假设钒原子直径为d×10-7cm，钒的相对原子质量为M，则晶体密度的表达式为___________g·cm－3。(设阿伏加德罗常数为NA)

9．磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：

（1）基态砷原子的核外价电子排布式为___________。

（2）生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_____________，电负性由大到小的顺序为__________________________________________________。

（3）H2O 与H2S为同族元素的氢化物，H2O可以形成H3O+或H9O4+等，而H2S几乎不能形成类似的H3S+或H9S4+，其原因是_________________________________________。

（4）COS（羰基硫）可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为_____________，所含共价键的类型为_____________，N2O与CO2互为等电子体，且N2O分子中O只与一个N相连，则N2O的电子式为________________________________________。 

（5）AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2000℃ ，其晶胞结构如图所示。

①磷化铝的晶体类型为_____________。

②A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为_____________。

③磷化铝的晶胞参数a＝546.35pm（1pm＝10-12m），其密度为_____________（列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的数值）g/cm3。

10．元素周期表第四周期的8、9、10列元素为X、Y、Z，它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题(涉及的化学式用元素符号表示)

（1）基态X原子的价电子排布式为______________________，Z2+核外3d能级上有___________对成对电子。

（2）Y3+的一种配离子[Y(N3) (NH3)5]2+中，Y3+的配位数是___________，lmol配离子中所含σ键的数目为___________，配位体N3－中心原子杂化类型为______________________。

（3）Y2+在水溶液中以[Y(H2O)6]2+存在。向含Y2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Y(NH3)6]2+，其原因是____________________________________________。

（4）X离子与KCN形成的蓝色晶体中，X2+、X3+分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个CN－，K+位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为______________________，立方体中X2+间连接起来形成的空间构型是____________________。

（5）一定温度下，ZO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2－作密置单层排列，Z2+填充其中(如图)，已知O2－的半径为apm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为___________g(用含a、NA的代数式表示)。

11．据《科技日报》报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C1含氧化合物。请回答下列问题：

（1）在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，某基态原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”，该原子的外围电子排布式为____________。

（2）在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素是____________（填元素符号）。

（3）铜的焰色反应呈绿色，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为__________。

（4）石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中的C－H键，导致C与H之间的作用力_________ (减弱”或“不变”)。铁晶体中粒子之间作用力类型是__________________。

（5）常温下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、 HCOOH等。

①它们的沸点分别为64.7、－195℃、100.8℃，其主要原因是____________________；

②CH 4 和HCHO比较，键角较大的是_________，主要原因是___________________。

（6）配离子的颜色d－d电子跃迁的分裂能大小有关，1个电子从较低的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d的分裂能，用符号△表示。分裂能△[Co(H2O)62+]________△[Co(H2O)63+](填“>”“<”或“=”)，理由是_________________。

（7）钴晶胞和白铜(铜镍合金)晶胞如图所示。

①钴晶胞堆积方式的名称为____________________；

②已知白铜晶胞的密度为dg·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为_____________pm(列出计算式)。

12．硼及其化合物用途非常广泛，回答下列问题。

(1)下列B原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填标号)

(2)H3BO3是一元弱酸，可用作医用消毒剂其水溶液呈酸性的原理为：

则1mol硼酸分子中含有的共用电子对数为________个。

(3)BF3可用于制造火箭的高能燃料，其分子的空间构型是________________，硼原子杂化方式是________________；BF3能与乙醚发生反应：(C2H5)2O+BF3→BF3·O(C2H5)2，该反应能发生，其原因是________________________________。

(4)硼的一种化合物结构简式为O=B—CH=C=CH2，该分子中含________个σ键。

(5)下图中图(a)为类似石墨的六方BN，图(b)为立方BN。

①六方BN具有良好的润滑性，是因为________________________；六方BN不能像石墨一样具有导电性，其原因是________________________。

②已知立方BN的晶胞参数为0.3615nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则立方BN的密度为________________g·cm－3(列出计算式)。

13．常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、GaAs太阳能电池及铜铟镓硒等多种元素构成薄膜太阳能电池。回答下列问题：

(1)基态亚铜离子(Cu+)的价层电子排布式为__________。

(2)砷、硒是第四周期的相邻元素，已知砷的第一电离能(947kJ·mo1－1)大于硒(941k]·mol－l)。请从原子结构的角度加以解释__________。

(3)H2O的沸点高于H2Se的沸点，其原因是__________。

(4)GaCl3和AsF3的分子立体构型分别是__________，__________。

(5)硼酸(H3BO3)本身不能电离出H+，在水中易结合一个OH－生成[B(OH)4]－，而体现弱酸性。

①[B(OH)4] －中B原子的杂化类型为__________。

②[B(OH)4] －的结构式为__________。

(6)金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。

①金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是__________(用化学式表示)

②金刚石的晶胞参数为apm(lpm=10－12m)，1cm3晶体的平均质量为__________g(只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。

14．磷及其化合物与人们的健康和生产生活密切相关。请回答下列问题：

(1)基态磷原子价电子轨道表示式为___________，其第一电离能比硫的___________(填“大”或“小”)。

(2).羟基磷灰石[Ca(PO4)3OH]是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(-OH)中氧原子的杂化方式为___________，PO43-的空间构型为___________，该化合物所含元素电负性最大的是___________。

(3)P4O6的分子结构中只含有单键，且每个原子的最外层都满足8电子结构，则该分子中含有的共价键数目是___________。

(4)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。亚磷酸与NaOH反应只生成NaHPO3和NaH2PO3两种盐，则H3PO3的结构式为___________，其为___________元酸，原因是___________。

(5)磷酸分子间脱水可生成多磷酸，其某一钙盐的结构如下图所示：

由图推知该多磷酸钙盐的通式为___________。

(6)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，晶胞如下图所示，其密度为ρg/cm3，设NA是阿伏加德罗常数的值，则磷原子的配位数为___________，晶胞参数为___________pm。

15．X、Y、Z、M、N、Q 、P为元素周期表前四周期的7种元素。其中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最高的元素，M的内层电子数是最外层电子数的9倍，N的原子序数比M小1, Q在元素周期表的各元素中电负性最大。P元素的第三电子层处于全充满状态，第四电子层只有一个电子请回答下列问题：

（1）X元素在周期表中的位置是_______________，它的外围电子的电子排布图为 _______________________________，P元素属于_______区元素。

（2）XZ2分子的空间构型是________ ，YZ2分子中Y的杂化轨道类型为_________ ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是__________（写分子式），理由是_____________________。

（3）含有元素N的盐的焰色反应为____ 色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原是_______________。

（4）元素M与元素Q形成晶体结构如图1所示，设其晶胞边长为a pm，该化合物的摩尔质量为Dg/mol。求该晶胞密度的计算式为_______________g/cm3

（5）三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。 三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是______， 1 mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为______。