（江苏专用）2020版高考化学一轮复习 专题26 物质结构与性质课件

专题26物质结构与性质高考化学(江苏省专用)A组自主命题·江苏卷题组五年高考考点核外电子排布、晶体结构分子结构与性质1.(2019江苏单科,21A,12分)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu2O。(1)Cu2+基态核外电子排布式为。(2)S 的空间构型为(用文字描述);Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子为(填元素符号)。(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为;推测抗坏血酸在水中的溶解性:(填“难溶于水”或“易溶于水”)。(4)一个Cu2O晶胞(如图2)中,Cu原子的数目为。24O答案(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)正四面体O(3)sp3、sp2易溶于水(4)4解析本题涉及的考点有粒子的核外电子排布,离子立体构型与原子杂化轨道类型的判断、晶胞结构的分析及计算,以Cu2O和抗坏血酸为载体,考查了学生正确运用化学术语及文字、模型、图形分析和解决化学问题的能力,体现了以宏观辨识与微观探析为主的学科核心素养和结构决定性质的学科思想。(1)铜为29号元素,Cu2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9;(2)S 的中心原子为S,σ键数为4,孤电子对数= (6+2-2×4)=0,价层电子对数为4+0=4,依据VSEPR理论知,S 的空间构型为正四面体形;在[Cu(OH)4]2-中,OH-为配体,配位原子为O;(3)观察抗坏血酸分子结构简式知,抗坏血酸分子中碳原子的杂化类型为sp3和sp2杂化;1个抗坏血酸分子中含有多个羟基,羟基是亲水基团,故抗坏血酸易溶于水;(4)观察Cu2O晶胞结构图,依据均摊法知,1个晶胞中“ ”的数目为8× +1=2,“ ”的数目为4,结合Cu2O的化学式知,“ ”为Cu原子,则1个Cu2O晶胞中,Cu原子数目为4。24O1224O182.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为S 和N ,NOx也可在其他条件下被还原为N2。(1)S 中心原子轨道的杂化类型为;N 的空间构型为(用文字描述)。(2)Fe2+基态核外电子排布式为。(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为(填化学式)。(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=。(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在 结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 [Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图24O3O24O3O225[Fe(NO)(H)]O答案(1)sp3平面(正)三角形(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)N (4)1∶2(5) 2O解析本题考查原子轨道杂化类型、微粒的空间构型、核外电子排布式、等电子体、σ键与π键、配位键等知识。(1)S 中中心原子的价层电子对数为4,则中心原子的杂化类型为sp3;N 的中心原子杂化类型为sp2,且配位原子数与杂化轨道数相等,故N 的空间构型为平面(正)三角形。(2)Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。(3)等电子体具有相同的原子数和价电子数,与O3分子互为等电子体的一种阴离子为N 。(4)N2的结构式为 ,故n(σ)∶n(π)=1∶2。(5)H2O中的O原子、NO中的N原子与Fe2+形成配位键,故结构示意图为 。24O3O3O2O3.(2017江苏单科,21A,12分)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(1)Fe3+基态核外电子排布式为。(2)丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是,1mol丙酮分子中含有σ键的数目为。(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为。(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为。(5)某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为。 图1FexNy晶胞结构示意图 图2转化过程的能量变化答案(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39mol(3)HCO(4)乙醇分子间存在氢键(5)Fe3CuN解析本题考查核外电子排布式的书写、杂化类型的判断、化学键、电负性的比较及晶胞的相关计算等知识。(1)Fe3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。(2)丙酮分子中有两种碳原子,其中—CH3中碳原子为sp3杂化, 中碳原子为sp2杂化;单键均是σ键,一个双键中有一个σ键和一个π键,故1mol丙酮分子中含有9molσ键。(3)依据同周期元素电负性变化规律可知,电负性:CO;再结合元素非金属性强弱关系可知,电负性:HC。(4)乙醇分子间存在氢键,使得乙醇沸点较高。(5)由图2可知更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型,利用均摊法可得晶胞中各原子个数Cu:8× =1,Fe:6× =3,N:1,故化学式为Fe3CuN。18124.(2015江苏单科,21A,12分)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:2Cr2 +3CH3CH2OH+16H++13H2O 4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH(1)Cr3+基态核外电子排布式为;配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是(填元素符号)。(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为;1molCH3COOH分子含有σ键的数目为。(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为(填化学式);H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为。27O答案(1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)O(2)sp3和sp27mol(或7×6.02×1023)(3)H2F+H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键解析(1)Cr为24号元素,铬原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cr3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3);与Cr3+形成配位键的应为含孤对电子的氧原子。(2)甲基(—CH3)中的碳原子轨道杂化类型为sp3,羧基(—COOH)中的碳原子轨道杂化类型为sp2;一个CH3COOH分子中有六个单键均为σ键,还含有一个碳氧双键,碳氧双键中含一个σ键、一个π键,共含7个σ键。(3)等电子体必须满足原子总数和价电子总数均相等;H2O与CH3CH2OH中均含羟基(—OH),可形成氢键。规律总结—CH3、—CH2—中的C采取sp3杂化; 、—CHO、—COOH、 、 中的C采取sp2杂化; 、 中的C采取sp杂化。5.(2014江苏单科,21A,12分)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。(1)Cu+基态核外电子排布式为。(2)与OH-互为等电子体的一种分子为(填化学式)。(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是;1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为。(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为。 答案(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp26mol或6×6.02×1023个(4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O(5)12解析(2)等电子体是原子总数和价电子总数均相同的微粒,与OH-互为等电子体的分子是HF。(3)—CHO中碳原子采取sp2杂化,1molCH3—CHO分子中含σ键数:3mol(—CH3中的C—H键)+1mol(C—C键)+1mol(—CHO中的C—H键)+1mol( 中σ键)=6mol,即6NA个。(5)观察铜晶胞的结构可知,每个铜原子在空间x、y、z三个平面上均有4个与之距离最近的铜原子,总数为4×3=12个。审题技巧第(4)题中的Cu(OH)2悬浊液中含NaOH,写化学方程式时应将NaOH写入。6.(2013江苏单科,21A,12分)元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。①在1个晶胞中,X离子的数目为。②该化合物的化学式为。(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是。(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是。(4)Y与Z可形成Y 。①Y 的空间构型为(用文字描述)。②写出一种与Y 互为等电子体的分子的化学式:。24Z24Z24Z(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为。答案(1)①4②ZnS(2)sp3(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(4)①正四面体②CCl4或SiCl4等(5)16mol或16×6.02×1023个解析(1)依题意X、Y基态原子的价层电子排布分别为3d104s2、3s23p4,故元素X、Y分别为Zn和S。1个晶胞中X离子的数目为8× +6× =4,含有Y离子的数目为4。二者形成的化合物的化学式为ZnS。(2)H2S分子中S原子采取sp3杂化。(3)Z为氧元素,H2O在乙醇中的溶解度大于H2S是因为水分子与乙醇分子间能形成氢键而H2S不能。(4)①S 中S原子采取sp3杂化,S 空间构型为正四面体。②与S 互为等电子体的分子有SiCl4或CCl4等。(5)在[Zn(NH3)4]Cl2中,每个NH3分子中的3个N—H键均为σ键,中心离子Zn2+与4个NH3分子结合的配位键也为σ键,故1mol配合物中的σ键数目为4+3×4=16mol,即16NA个σ键。181224O24O24O易错警示第(3)小问只答“存在氢键”不得分,需要强调出乙醇分子与水分子存在分子间氢键。7.(2012江苏单科,21A,12分)一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。①Mn2+基态的电子排布式可表示为。②N 的空间构型是(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。①根据等电子体原理,CO分子的结构式为。②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为。③1molCO2中含有的σ键数目为。(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为。3O答案(1)①1s22s22p63s23p63d5{或[Ar]3d5}②平面三角形(2)① ②sp3③2×6.02×1023个(或2mol)(3) 解析(1)②N 中价电子对数为 =3,与N 中成键电子对数相等,说明N 中N原子无孤电子对,因此N 的空间构型为平面三角形。(2)①CO和N2(直线形结构)互为等电子体,根据等电子体理论,可写出CO的结构式: 。②H2O分子中O原子采取sp3杂化。③CO2分子的结构式为O C O,双键中1个是σ键,1个是π键,故1molCO2中所含σ键的数目为2×6.02×1023。3O5123O3O3O8.(2011江苏单科,21A,12分)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,Z原子基