化学高考压轴题型提分练(5)

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题型五物质结构与性质1.X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素,且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的,Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,Z原子单电子数在同周期元素中最多,W与Z同周期,第一电离能比Z的低,R与Y同一主族,Q的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题:(1)Q+核外电子排布式为______________________________________________________。(2)化合物X2W2中W的杂化方式为________________,ZW-2的立体构型是________。(3)Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是________(填化学式),原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)将Q单质的粉末加入到ZX3的浓溶液中,并通入W2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10(2)sp3杂化V形(3)SiO2SiO2为原子晶体,CO2为分子晶体(4)2Cu+8NH3+O2+2H2O===2[Cu(NH3)4]2++4OH-解析根据元素信息可以推断,X为H,Y为C,Z为N,W为O,R为Si,Q为Cu。(2)NO-2的价层电子对数为2+12×(5+1-2×2)=3对,有2对形成共价键,所以其离子构型为V形。2.钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。①Ti的基态原子价电子排布式为________。②Fe的基态原子共有________种不同能级的电子。(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4===2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是____________________(用元素符号表示)。②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中σ键和π键的个数比为________,中心原子的杂化方式为________。(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。则熔点:NiO________(填“”、“”或“=”)FeO。(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。①该晶体的化学式为________________。②已知该晶胞的摩尔质量为Mg·mol-1,密度为dg·cm-3。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知:a=511pm,c=397pm;标准状况下氢气的密度为8.98×10-5g·cm-3;储氢能力=储氢后氢气的密度标准状况下氢气的密度。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为________。答案(1)①3d24s2②7(2)①OClC②3∶1sp2(3)(4)①LaNi5②MNA·d③1236解析(4)①从图中可以看出,La位于平行六面体的顶点,晶胞中La的原子数为18×8=1。平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子,四个侧面各有1个Ni原子,体心还有1个Ni原子。故晶胞中Ni的原子数为12×8+1×1=5。故该晶体的化学式为LaNi5。②晶胞的体积为MNA·dcm3。③LaNi5合金储氢后的密度ρ=m晶胞中的HV晶胞=1×6NA×511×10-102×sin60°×397×10-10≈0.111g·cm-3,由定义式:储氢能力=储氢后氢气的密度标准状况下氢气的密度,故储氢能力=0.111g·cm-38.98×10-5g·cm-3≈1236。3.在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中,A与其余五种元素既不同周期也不同主族,B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,C的氧化物是导致酸雨的主要物质之一,D原子核外电子有8种不同的运动状态,E的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多,F元素的基态原子最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。(1)写出基态E原子的价电子排布式________。(2)B、C、D三元素第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示);A与C形成CA3型分子,分子中C原子的杂化类型为________,分子的立体构型为________;C的单质与BD化合物是等电子体,据等电子体的原理,写出BD化合物的电子式:________;A2D由液态形成晶体时密度________(填“增大”、“不变”或“减小”),分析主要原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知D、F能形成一种化合物,其晶胞的结构如图所示:则该化合物的化学式为________(用元素符号表示);若相邻D原子和F原子间的距离为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为______________g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。答案(1)3d54s1(2)CONsp3杂化三角锥形··C⋮⋮O··减小水形成晶体时,每个水分子与4个水分子形成氢键,构成空间正四面体网状结构,水分子空间利用率低,密度反而减小(3)Cu2O2732a3NA解析根据元素信息可以判断,A为H,B为C,C为N,D为O,E为Cr,F为Cu。(3)N(O):8×18+1=2,N(Cu):4所以其化学式为Cu2O。设棱长为xcm,则体对角线为3x,而Cu与O之间的距离为体对角线的14,所以a=3x4,所以x=4a3,根据x3·ρ·NA=2M(Cu2O),得:ρ=2732a3NA。4.主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大,X、Z和M分属于不同的周期,X、M元素可以形成负一价离子,Y原子的各能层电子数相同,Z原子最外层电子数是次外层的3倍,N元素原子的4p轨道上有3个未成对电子。(1)五种元素中第一电离能最小的是________,电负性最大的是________。(填元素符号)(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________,该元素的名称是________。气态分子YM2的立体构型为________,YM2可形成多聚体(YM2)n的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Z和N形成分子W的结构如图所示,化合物W的分子式为________,Z、N原子的杂化类型分别为________、________。(4)已知化合物NX3是剧毒的气体,与AgNO3溶液反应有黑色Ag析出,同时生成W,此反应是检验微量NX3的方法,该反应的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)画出配离子YZ4X2-4的结构式:________,1mol该离子中含有的共价键数目为__________。答案(1)BeO(2)铍直线形BeCl2分子中Be与另外两个BeCl2分子的Cl原子形成配位键(3)As4O6sp3sp3(4)4AsH3+24AgNO3+6H2O===As4O6+24Ag↓+24HNO3(5)8NA解析元素分析:Y原子的各能层电子数相同,可知核外电子层有2层,每层2个电子,Y为Be元素;Z原子最外层电子数是次外层的3倍,则Z为O元素;X、Z和M原子序数依次增大,且分属于不同的周期,X、M元素可以形成负一价离子,可知:X为H元素、M为Cl元素;N元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,则其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3,N为As元素。(1)同一周期,从左向右,元素第一电离能、电负性逐渐增大,同一主族,从上往下,第一电离能、电负性逐渐减小,可知第一电离能最小的是Be;电负性最大的是O。(2)Y为4号元素铍(Be),价电子排布式为2s2,故其价电子排布图为;气态分子YM2为BeCl2,中心原子价电子对数为(2+1×2)/2=2,采用sp杂化,无孤电子对,故其立体构型为直线形;考虑到BeCl2分子中Be与另外两个BeCl2分子的Cl原子形成配位键,BeCl2分子可形成多聚体(BeCl2)n。(3)O原子最外层电子数为6,含有2个未成对电子,所以氧原子在一般化合物中都是形成两个共价键;As原子最外层电子数为5,含有3个未成对电子,在一般化合物中都是形成3个共价键;由W的结构可知,黑色小球为As原子共4个,白色小球为O原子共6个,化合物W的分子式为As4O6且均采用sp3杂化。(4)化合物NX3为AsH3,与AgNO3溶液反应有黑色Ag析出,同时生成W(As4O6),AgNO3~Ag~e-,4AsH3~As4O6~24e-,根据得失电子守恒及原子守恒可得反应方程式为4AsH3+24AgNO3+6H2O===As4O6+24Ag↓+24HNO3。(5)配离子YZ4X2-4为[Be(OH)4]2-,中心原子Be2+提供空轨道,配体OH-提供孤电子对形成4个配位键,其结构式为;1个[Be(OH)4]2-存在4个配位键及4个O—H键,则1mol该离子含共价键数目为8NA。5.Ⅰ.根据等电子体原理可知:(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有________组。(2)在短周期元素组成的物质中,与NO-2互为等电子体的分子有________种。(3)试预测N-3的空间构型为______________。Ⅱ.氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料,经过一系列反应(见下图)可以制得Ti3N4和纳米TiO2。上图中的M是短周期金属元素,M的部分电离能如下表:I1I2I3I4I5电离能/kJ·mol-1738145177331054013630(4)M是________(填元素符号),该金属晶体的堆积模型为________,配位数为________。(5)基态Ti3+中未成对电子数有________个;与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为________________;钛元素最高化合价为________。(6)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一

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