《考前三个月》高考冲刺练高考化学21题+等值模拟试题二十一

第二十一题选考题A．物质结构与性质1．(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_______________。(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，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为__________；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(如下图)的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为____________________________________________________________________。答案(1)NOC(2)三角锥形CH3OH(CH3SH)(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2②③66(4)5d106s13∶1金属键H8AuCu32．A、B、C、D、E五种元素，原子序数依次递增。A元素的周期数、主族数、原子序数相同；B元素的前六级电离能的数值变化如图所示：C元素的基态原子核外有六种不同运动状态的价电子；D与B同主族，电负性DB；E是第四周期d区元素，血红蛋白中的E元素更易与BC形成配合物E(BC)5。(1)写出E的基态原子电子排布式____________________________________________。(2)A3C＋中，C原子采用________杂化，离子构型为________，比较A3C＋与A2C中的键角大小并解释原因________________________________________________________。(3)D60分子中每个D原子均采用sp2杂化，则1molD60分子中π键的数目为________。(4)A2C有多种晶体结构，其中一种晶体中分子的空间排列方式与金刚石晶体类似，该晶体晶胞中含有________个A2C分子，A2C的配位数为________，A2C之间的作用力为________。已知晶胞的棱长为apm，阿伏加德罗常数为NA，试列式计算此晶体的密度____g·cm－3(用含a、NA的代数式表示)。(5)E(BC)5中E周围的价电子总数为________，配位原子是________(填元素符号)。答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(2)sp3三角锥形H3O＋比H2O的键角大，因为H2O中O原子有2对孤对电子，H3O＋只有1对孤对电子，排斥力较小(3)30NA(4)84氢键和范德华力1.44×1032a3NA(5)18C解析周期数、主族数、原子序数相同的只有H，由电离能数值变化图可知B最外层有4个电子为ⅣA族元素，C元素有6个价电子，E为Fe元素，综合信息可知A～E依次为H、C、O、Si、Fe四种元素。(3)每个D原子均采用sp2杂化，即每个D原子都以一个π键与另一原子结合，一个π键被两个原子共用，故π键数＝60÷2×NA＝30NA。(4)需要联想教材中金刚石晶胞的结构，由于1个晶胞中含有8个水分子，则一个晶胞的质量＝114gNA，ρ＝144a×10－103NAg·cm－3＝1.44×1032a3NAg·cm－3。3．第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物AlN、AlP、AlAs等是人工合成的半导体材料，它们的晶体结构与单晶硅相似，与NaCl的晶体类型不同。(1)核电荷数比As小4的原子基态的电子排布式为_____________________________。(2)前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有________种。(3)NCl3中心原子杂化方式为________________，NCl3的空间构型为__________。(4)在AlN晶体中，每个Al原子与________个N原子相连，AlN属于________晶体。(5)设NaCl的摩尔质量为Mrg·mol－1，食盐晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA。食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________cm。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(2)5(3)sp3杂化三角锥形(4)4原子(5)2·3Mr2ρNA解析(1)核电荷数比As小4的原子为Cu，其基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；(2)前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有5种，对应元素和价电子构型分别是：氢(1s1)、碳(2s22p2)、氧(2s22p4)、磷(3s23p3)、铁(3d64s2)，注意没有3d44s2(应为3d54s1)；(3)类比NH3可推知NCl3中心原子杂化方式为sp3杂化，NCl3的空间构型为三角锥形；(4)依据题干信息“它们的晶体结构与单晶硅相似”，通过硅类推AlN的晶体类型为原子晶体，每个Al原子与4个N原子相连；(5)设Cl－与Na＋的最近距离为acm，则两个最近的Na＋间的距离为2acm，又：a＋a3·ρ4·NA＝Mr，即：a＝3Mr2ρNA，所以Na＋间的最近距离为2·3Mr2ρNA。4．铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题：(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为______。N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为________(填元素符号)。②SO2－4的空间构型为________。(2)氯化亚铜(CuCl)的某制备过程：向CuCl2溶液中通入一定量SO2，微热，反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀。①写出上述制备CuCl的离子方程式：_______________________________________。②CuCl的熔点比CuO的熔点________(填“高”或“低”)。(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构(如图所示)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，则另一种化合物的化学式为____________。(4)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果：铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm－3，则铜晶胞的体积是________cm3，晶胞的质量是__________g，阿伏加德罗常数的值为________[已知Ar(Cu)＝63.6]。答案(1)①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)NOS②正四面体形(2)①2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O=====△2CuCl↓＋4H＋＋SO2－4②低(3)sp3杂化K2CuCl3(4)4.70×10－234.23×10－226.01×10－23解析(1)同主族元素O、S的第一电离能大小顺序为OS，同周期元素O、N的第一电离能大小顺序为NO(N反常)，故第一电离能大小顺序为NOS。(2)SO2－4的价层电子对数＝6＋22＝4，有四个配体，没有孤对电子，因而S原子是sp3杂化，SO2－4为正四面体结构。(2)②由于Cl－的半径比O2－的大，且Cl－所带电荷数比O2－带的少，则CuCl的晶格能比CuO的小，故CuCl的熔点比CuO的低。(3)据图知a位置上的Cl原子形成了2个σ键，同时还有2个孤电子对，其杂化轨道类型为sp3杂化；由于铜的化合价有＋1、＋2，已知KCuCl3中铜为＋2价，则＋1价的铜形成化合物的化学式为K2CuCl3。(4)根据铜晶胞为面心立方最密堆积，由边长可计算出晶胞的体积V＝(361pm)3≈4.70×10－23cm3；根据m＝ρ×V＝9.00g·cm－3×4.70×10－23cm3＝4.23×10－22g；由于一个铜晶胞中含有的铜原子数为8×18＋6×12＝4(个)，则NA＝63.6g·mol－114×4.23×10－22g≈6.01×1023mol－1。B．实验化学1．苄叉丙酮(相对分子质量为146)是一种无色或淡黄色晶体，易溶于乙醇、乙醚，微溶于水，可用作香料的留香剂或用于制取香料增香剂，还可作为杀菌剂等。实验室合成原理及实验装置如下：实验步骤如下：步骤1：在100mL三颈烧瓶中(装置如图所示)，分别装上滴液漏斗、球形冷凝管和温度计，在电磁搅拌下依次加入22.5mL10%氢氧化钠溶液和4mL(0.054mol，稍过量)丙酮，然后滴加5.3mL(0.05mol)新制苯甲醛。步骤2：再通过滴液漏斗加入1∶1盐酸中和至中性，用分液漏斗分出黄色油层。水层用3×10mL乙醚萃取，将萃取液与油层合并，用10mL饱和食盐水洗涤1次后用无水硫酸镁干燥。然后蒸馏，在55℃左右蒸馏回收乙醚，可得黄色油状的苄叉丙酮5.0g。(1)装置中仪器a的名称是________。(2)回流时，流入烧瓶的除H2O外还有________(填结构简式)。(3)为了提高产率，如何滴加苯甲醛________。(4)苯甲醛久置后含有苯甲酸，后者不但会影响反应的进行，而且混在产物中不易除去，需用10%碳酸钠溶液洗至无二氧化碳放出，然后用水洗涤，再用无水硫酸镁干燥。干燥时可加入1%对苯二酚，减压蒸馏得到。加入对苯二酚的作用是________。(5)本实验产率为________。答案(1)滴液漏斗(恒压滴液漏斗)(2)CH3COCH3、C6H5CHO(3)逐滴慢慢加入，并不断搅拌(4)防止苯甲醛被氧化(5)68.5%解析(2)因为丙酮、苯甲醛均易挥发，所以回流时，滴入烧瓶的除水外，还有丙酮、苯甲醛。(3)为了使苯甲醛充分反应，所以应慢慢滴入苯甲醛。(4)加入对苯二酚可防止苯甲醛被氧化。(5)5.0g146g·mol－10.05mol×100%≈68.5%。2．乙酰基二茂铁是常用的汽油的抗震剂，由二茂铁合成乙酰基二茂铁的原理如下：其实验步骤如下：步骤1：如图Ⅰ所示，取1g二茂铁与3mL乙酸酐于装置中，开通搅拌器，慢慢滴加85%的磷酸1mL，加热回流5min。步骤2：待反应液冷却后，倒入烧杯中加入10g碎冰，搅拌至冰全部融化，缓慢滴加NaHCO3溶液中和至中性，置于冰水浴中15min。抽滤，烘干，得到乙酰基二茂铁粗产品。步骤3：将乙酰基二茂铁粗产品溶解在苯中，从图Ⅱ装置的分液漏斗中滴下，再用乙醚淋洗。步骤4：将其中一段时间的淋洗液收集，并进行操作X，得到纯净的针状晶体乙酰基二茂铁并回收乙醚。(1)步骤2中的抽滤操作，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用的属于硅酸盐材质的仪器有________。(2)步骤2中不需要测定溶液的pH就可以判断溶液接近中性，其现象是______________。(3)步骤3将粗产品中杂质分离实验的原理是____________________。(4)步骤4中操作X的名称是____________，该操作中不能使用明火的原因是__________。(5)为确定产品乙酰基二茂铁中是否含有杂质二乙酰基二