2019届高三化学二轮复习专题十二选修3(答案及解析)

2019届高三化学二轮复习专题十二选修3—物质结构与性质训练题

1.五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)和六水硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]都是重要的化工原料,用途十分广泛。请回答下列问题:

(1)基态Fe2+的核外电子排布式为;基态Cu+的电子占据的最高能级符号为。

(2)氧元素的第一电离能小于氮元素,其原因是。

(3)S-、H2O、N三种微粒中,空间构型为正四面体的是;S-中硫原子的杂化轨道类型是。

(4)写出与S-互为等电子体的分子的化学式:(写一种)。

(5)Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在该晶胞中Cu原子处于面心,该晶体具有储氢功能,氢原子可进入Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中,储氢后的晶胞结构(如图所示)与金刚石晶胞结构相似,该晶体储氢后的化学式为,若该晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞

表示阿伏加德罗常数的值)。

中Cu原子与Au原子中心的最短距离d=cm(N

A

解析▶(1)铁的核电荷数为26,基态Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;铜的核电荷数为29,基态Cu+电子排布为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ,其最高能级为3d。

(2)氮原子的2p轨道半充满,较稳定,不容易失去电子,故第一电离能比氧元素大。

(3)S-中含有4个σ键,没有孤电子对,所以其立体构型是正四面体形,硫原子采取sp3杂化;H

O分子中O原子的价层电子对数为2+×(6-1×2)=4,为sp3杂化,含有2个孤电子对,空间构型2

为V形;N中N原子的价层电子对数为4+×(5-1-4×1)=4,为sp3杂化,不含有孤电子对,为正四面体形。

(4)原子数、价电子总数均相等的物质互为等电子体;与S-互为等电子体的分子的化学式为SiCl4或CCl4。

(5)该晶体中,H原子有4个,Cu原子数目为6×=3,Au原子数目为8×=1,该晶体储氢后的化学式为H

Cu3Au;该晶体的相对分子质量为393,若该晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞的体积为cm3, 4

晶胞的棱长a=cm,从结构中看出,晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d为面对角线的一半,即a=·cm。

答案▶(1)1s22s22p63s23p63d6{或[Ar]3d6}3d

(2)氮原子的2p轨道半充满,较稳定,不容易失去电子,故第一电离能比氧元素大

(3)S-、N sp3

(4)SiCl4(其他合理答案均可)

(5)H4Cu3Au·

2.硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题:

(1)B原子核外有种不同运动状态的电子。基态N原子中,能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为。

(2)氮的单质除了N2外,还有N4、N6、N8等,现有两种结构的N4分子A和B,A的分子结构与白磷相似,其分子构型为;B分子的空间构型为平面三角形,氮原子的杂化方式

为。

(3)最先制得的全氮阴离子是-,写出两种与-互为等电子体的分子的化学式:。

(4)试从物质结构与性质的角度解释全氮化合物爆炸时可释放巨大能量的主要原

因:。

(5)晶体硼有多种变体,但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(如图),每个顶点为一个硼原子,每个三角形均为等边三角形。则每一个此基本结构单元由个硼原子构成;若该结构单元中有2 个原子为10B(其余为11B),那么该结构单元有种不同类型。

解析▶(1)原子核外没有两个运动状态完全相同的电子,有几个电子就有几种运动状态,B原子核外有5个电子,所以有5种不同运动状态的电子;基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,能量由低到高,由里到外排布,则能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道,呈哑铃形(或纺锤形)。

(2)白磷为正四面体结构,A的分子结构与白磷相似,则其为正四面体形;分子中4个N原子在同一平面上,存在N N和N—N,所以价层电子对数为2+1=3,N原子的杂化方式为sp2杂化。

(3)等电子体是指原子总数相同、价电子总数相同的微粒,与-互为等电子体的2种分子为CO2或N2O。

(4)全氮化合物爆炸时生成N2,N2分子中有,键能大,非常稳定。

(5)顶点数为=12个(共20个面,每个面均为正三角形,有三个顶点,而每个顶点都同时属于5个面,所以有12个原子);当选定1个顶点后,与它最近的顶点数为5个,然后就是5个和1个,即二取代物有3种,即该结构单元有3种不同类型。

答案▶(1)5哑铃形(或纺锤形)

(2)正四面体形sp2

(3)CO2、N2O(其他合理答案均可)

(4)全氮化合物爆炸时生成氮气,氮气分子中含有氮氮三键,键能很大,非常稳定

(5)12 3

3.已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A与B,C、D与E 分别位于同一周期。A原子L层上有2对成对电子,B、C、D的核外电子排布相同,其简单离子可形成一种C

DB6型离子晶体,CE、FA为电子数相同的离子晶体。

3

(1)写出A元素的基态原子价电子排布式:。

(2)试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因:。

(3)许多+1价铜的配合物溶液能吸收CO和烯烃(如C2H4等), CH3CH CH2分子中3个C原子采取的杂化方式依次为。

(4)在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水至过量,先出现蓝色沉淀,最后沉淀完全溶解。写出此蓝色沉淀溶解的离子方程式:。

(5)B的氢化物比氨气的熔、沸点略高,请解释原因:。

(6)1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:

ⅰ.C60分子中每个碳原子只与相邻的3个碳原子形成化学键;

ⅱ.C60分子只含有五边形和六边形;

ⅲ.多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2。

分子中有12个五边形和20个六边形。

据上所述,可推知C

60

请回答下列问题:

①试估计C60跟B的单质在一定条件下,能否发生加成反应生成C60B60(填“可能”或“不可能”),并简述其理由:。

②C70和C60结构类似,则C70分子中含有个五边形和个六边形。

解析▶A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A原子L层上有2对成对电子,则A是O元素,A和B同周期,且B的原子序数大于A,B能形成离子,则B是F 元素;FA是离子化合物,F应该是+2价,属于ⅡA族,且F原子序数最大,但属于前20号元素,所以F 是Ca元素;C、D与E位于同一周期,且原子序数依次增大,B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C

DB6型离子晶体,B显-1价,C和D的化合价都为正整数,由原子个数可知,C是

3

+1价,D是+3价,且原子序数大于10,则C是Na元素,D是Al元素,CE为离子晶体,则E是Cl元素。

(3)CH3CH CH2分子中甲基上的C原子含有4个共价单键,属于sp3杂化,碳碳双键两端上的碳原子含有3个σ键,属于sp2杂化。