届高考化学二轮复习 课后限时练16.docx
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届高考化学二轮复习课后限时练16
课后限时练(十六)
(建议用时:
45分钟)
1.(2015·海南高考)Ⅰ.下列物质的结构或性质与氢键无关的是()
A.乙醚的沸点B.乙醇在水中的溶解度
C.氢化镁的晶格能D.DNA的双螺旋结构
Ⅱ.钒(23V)是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业。
回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中的位置为__________,其价层电子排布图为______________。
(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。
晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为______、______。
(3)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。
SO2分子中S原子价层电子对数是________对,分子的立体构型为________;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为______;SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为________;该结构中S—O键长有两类,一类键长约140pm,另一类键长约160pm,较短的键为________(填图2中字母),该分子中含有________个σ键。
图1图2
图3
(4)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为________;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为________。
2.H、C、N、O都属于自然界中常见的非金属元素。
(1)O、C、N三种元素中第一电离能最大的元素的基态原子的电子排布式为________。
(2)O
与N2互为等电子体,O
的电子式可表示为________________,O
中σ键数目和π键数目之比为____________。
(3)乙二胺(结构简式为H2N—CH2—CH2—NH2)分子中的碳原子的杂化轨道类型为____________________,Cu2+与乙二胺可形成配离子
,该配离子中含有的化学键类型有________(填字母)。
a.配位键b.极性键c.离子键d.非极性键
(4)CO和N2的键能数据如下表所示(单位kJ·mol-1):
化学键
物质
A—B(A)
A===B(A)
A≡B(A)
CO
357.7
798.9
1071.9
N2
154.8
418.4
941.7
结合数据说明CO比N2活泼的原因:
________________________________。
(5)C、N元素形成的新材料的晶胞具有如图所示结构,该晶体硬度超过目前世界上最硬的金刚石,成为超硬新材料,若晶胞边长为acm,则该晶体的密度是________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值为NA)。
3.(2015·南昌二模)A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素。
已知:
①A原子核外电子有5种运动状态;②B是地壳中含量最多的元素;③A、C、D未成对电子数之比为1∶3∶1;④E有生物金属之称,E4+与氩原子核外电子排布相同。
请回答下列问题:
(1)D原子价电子层排布式为________;基态E原子的核外电子排布式为________________。
(2)5种元素所形成XY3型化合物化学式可能为______________________________、________;其中心原子杂化方式为________。
(3)与C周期相同的金属元素分别处于________区。
(4)由B、D构成的以D为中心的三原子分子的空间构型为________。
(5)下列晶体的堆积方式与E单质晶体堆积方式相同的是________。
A.PoB.ZnC.AgD.K
(6)B形成的两种同素异形体中在水中溶解度更大的是________(填化学式);原因是_____________________________________________。
4.(2015·长沙二模)
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
①基态Fe3+的M层电子排布式为____________。
②配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=________。
Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于________(填晶体类型)。
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为________。
已知该晶胞的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=________cm(用含ρ、NA的计算式表示)。
(3)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数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。
回答下列问题:
①Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1molY2X2含有σ键的数目为________。
②化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是
___________________________________________________________。
③元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是________。
5.用Cr3+掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料,氮化铝(其晶胞如图甲所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。
(1)Cr3+基态的核外电子排布式可表示为________。
(2)氮化铝的化学式为______________。
(3)氯化铝易升华,其双聚物Al2Cl6结构如图乙所示。
在Al2Cl6中存在的化学键有________(填字母)。
a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键
(4)一定条件下用Al2O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为Al2O3+3CCl4===2AlCl3+3COCl2。
其中,COCl2分子的空间构型为________。
一种与CCl4互为等电子体的离子的化学式为________________。
(5)AlCl3在下述反应中做催化剂。
分子③中碳原子的杂化类型为________。
①②③
6.原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。
其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为24。
(1)F原子基态的核外电子排布式为________。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点远高于元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)由A、B、C形成的离子CAB-与AC2互为等电子体,则CAB-的结构式为____________________________________________________________。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为________。
(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为________________。
7.镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子,而C、N、Al的单质及其化合物在电子工业和石油化工等方面应用广泛。
(1)工业上制备金属铝常采用电解熔融Al2O3的方法,并向其中加入冰晶石(Na3AlF6)和萤石(CaF2)等金属化合物。
①冰晶石和萤石都属于________(填晶体类型)。
②冰晶石中三种元素的电负性大小顺序为________。
(2)乙烯酮(CH2===C===O)、重氮甲烷(CH2===N===N)是有机工业中重要的中间体,两种分子在结构上的关系为________;已知CH2===C===O
CH2(亚甲基自由基)+CO,则CH2===N===N
________。
(3)人工模拟酶是当前研究的热点。
有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结合
或Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为+1)时,分别形成a和b:
①a中采取sp3杂化的N原子有________个;a中存在的相互作用有____________。
②b中能形成配位键的原因是______________________________________;
Cu+的电子排布式为________________________________________。
(4)据报道,只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。
鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。
该晶体的晶胞结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方密堆积,碳原子位于立方体心,已知晶胞的边长为acm,则该晶体的密度为________g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
【详解答案】
1.【解析】Ⅰ.A.乙醚分子间不存在氢键,乙醚的沸点与氢键无关,正确;B.乙醇和水分子间能形成氢键,乙醇在水中的溶解度与氢键有关,错误;C.氢化镁为离子化合物,氢化镁的晶格能与氢键无关,正确;D.DNA的双螺旋结构与氢键有关,错误,故选AC。
Ⅱ.
(1)钒在元素周期表中的位置为第4周期ⅤB族,其价层电子排布式为3d34s2,电子排布图为
。
(2)分析钒的某种氧化物的晶胞结构利用切割法计算,晶胞中实际拥有的阴离子数目为4×1/2+2=4,阳离子个数为8×1/8+1=2。
(3)SO2分子中S原子价层电子对数是3对,分子的立体构型为V形;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化;SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化;该结构中S—O键长由两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,其中a为硫氧双键,b为硫氧单键,较短的键为a,该分子中含有12个键。
(4)钒酸钠(Na3VO4)中阴离子的立体构型为正四面体形;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为NaVO3。
【答案】Ⅰ.AC
Ⅱ.
(1)第4周期ⅤB族
(2)42
(3)3V形sp2杂化sp3杂化a12
(4)正四面体形NaVO3
2.【解析】
(1)由于N原子2p轨道上的电子处于半充满状态,失去1个电子需要较高能量,所以第一电离能在O、C、N三种元素中最大,C的原子半径大于O的,失去1个电子所需能量低于O原子失去1个电子所需能量,故第一电离能大小顺序为C (2)由于O 与N2互为等电子体,其结构相似,故根据N2分子的电子式可推写出O 的电子式为[O⋮⋮O]2+,该离子中存在1个三键,所以含有1个σ键和2个π键,二者的数目之比为1∶2。 (3)H2N—CH2—CH2—NH2分子中的碳原子的杂化轨道类型类似于CH4分子中的C原子的杂化轨道类型,为sp3杂化。 根据配离子的结构,Cu2+与N原子以配位键结合,C原子之间以非极性键结合,N与C、N与H、C与H原子之间以极性键结合。 (4)N2、CO参与反应时,首先要断裂化学键,在CO分子中断裂1mol第一个π键需要的能量=1071.9kJ-798.9kJ=273.0kJ,在N2分子中断裂1mol第一个π键需要的能量=941.7kJ-418.4kJ=523.3kJ,可见CO的第一个π键更易断裂,其活泼性也比N2的强。 (5)根据“均摊法”可知,每个晶胞中含有C原子数=8×1/8+4×1/2=3,N原子全部位于晶胞内部,其数目为4,故其化学式为C3N4。 1个晶胞的质量为 g,体积为a3cm3,因此该晶体的密度= g·cm-3。 【答案】 (1)1s22s22p3 (2)[O⋮⋮O]2+1∶2 (3)sp3杂化abd (4)虽然C≡O的键能高达1071.9kJ·mol-1,比N≡N的键能大,但是断裂1molCO分子中第一个π键需要的能量只有273.0kJ,而断裂1molN2分子中第一个π键需要的能量是523.3kJ,CO的第一个π键更易断裂 (5) 3.【解析】对于短周期元素,A原子核外电子有5种运动状态,即A原子核外有5个电子,则A为硼元素;B是地壳中含量最多的元素,则B为氧元素;硼原子有1个未成对电子,则C、D原子分别有3个和1个未成对电子,且原子序数大于氧元素,故C、D分别为磷元素和氯元素;E4+与氩原子核外电子排布相同,则E为钛元素。 (2)硼、氧、磷、氯、钛5种元素所形成的XY3型化合物有BCl3和PCl3,BCl3中B原子的价层电子对数为(3+3)/2=3,则B原子为sp2杂化,PCl3中P原子的价层电子对数为(5+3)/2=4,则P原子为sp3杂化。 (3)与P同周期的金属元素有钠、镁和铝,根据其价电子排布特点可知钠、镁处于s区,铝处于p区。 (4)ClO2的中心原子σ键电子对数为2,孤电子对数为2,则其分子构型为V形。 (5)Mg、Ti、Zn晶体的堆积方式均为六方最密堆积。 (6)氧元 素形成的两种同素异形体分别为O2和O3,其中O3是极性分子,根据相似相溶原理可知O3在水中的溶解度更大。 【答案】 (1)3s23p51s22s22p63s23p63d24s2 (2)BCl3PCl3sp2、sp3 (3)s、p (4)V形 (5)B (6)O3其分子为极性分子 4.【解析】 (1)①Fe3+的M层有13个电子,电子排布式为3s23p63d5。 ②铁的价电子排布为3d64s2,价电子数为8,则8+2x=18,x=5。 Fe(CO)x晶体的熔、沸点较低,易溶于非极性溶剂,则为分子晶体。 (2)该晶胞中黑球为O2-,白球为Na+,1个阴离子周围有8个阳离子,构成的几何体为立方体。 以该晶胞为研究对象,含有8个Na+,4个O2-,则ρa3= ,解得a= 。 (3)根据提供信息,X为H,Y为C,Z为N,W为Cu。 ①C2H2分子的结构式为H—C≡C—H,C无孤电子对,杂化类型为sp杂化。 1molC2H2含有3molσ键。 ②NH3分子间存在氢键,沸点比CH4高。 ③CO2与N2O互为等电子体。 【答案】 (1)①3s23p63d5②5分子晶体 (2)立方体 (3)①sp杂化3NA(或3×6.02×1023) ②NH3分子间存在氢键 ③N2O 5.【解析】 (1)Cr为24号,其价电子为半满的稳定状态,为3d54s1,Cr先失去4s上面的电子,再失去3d上面的电子,则Cr3+为[Ar]3d3。 (2)由晶胞图知,N为8× +1=2,Al为4× +1=2,则化学式为AlN。 (3)AlCl3易升华,说明为分子晶体,则Al与Cl之间为共价键,而两份AlCl3形成的Al2Cl6中Al与Cl之间为配位键,Al2Cl6的结构如图所示 。 (4)COCl2中C与O为双键,C与Cl之间为单键,则C为sp2杂化,则为平面三角形。 等电子体需要满足原子数相等和价电子数相等。 (5)有机物中,若C形成四个单键,则C为sp3杂化,若C形成一个双键,则C为sp2杂化。 【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3) (2)AlN (3)bc (4)平面三角形SO (或PO 或ClO 或SiO 或PCl ) (5)sp2和sp3 6.【解析】A原子的3个不同能级,分别为1s、2s和2p,其中只能各有2个电子,则核外电子排布式为1s22s22p2,即为碳。 C的基态原子2p能级上有2对未成对电子,即为2p4结构,C为氧,则B为氮,D为钠,E为硫,F为铬。 (1)24号元素铬的核外电子排布式要注意3d轨道中电子数为半充满时更稳定。 (2)同周期的第一电离能呈增大趋势,注意ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA的反常。 (3)NH3能形成分子间氢键,使沸点升高。 (4)ONC-与CO2互为等电子体,具有相似的结构。 (5)A与E形成CS2,结构式为S===C===S,其中为2个π键,C属于sp杂化。 (6)Na+在8条棱边上,共2个,NO 在8个顶点上及体心,共2个,则化学式为NaNO2。 【答案】 (1)[Ar]3d54s1 (2)N>O>C (3)B的氢化物分子之间存在氢键 (4)[N===C===O]- (5)sp (6)NaNO2 7.【解析】 (1)①都由离子构成,为离子晶体;②非金属性越强,电负性越大。 (2)两者为等电子体,两者结构相似,根据题给方程式可以推导出产物。 (3)①氮原子形成sp3杂化,说明氮原子形成单键,不能形成双键,由结构式可知有4个;②配位键的形成条件有两个,一是空轨道,二是孤电子对。 (4)由均摊法求得化学式为MgCNi3,相对分子质量为213,则1个晶胞的质量为 ,晶胞的体积为a3cm3,以此求出密度。 【答案】 (1)①离子晶体②F>Al>Na (2)互为等电子体CH2+N2 (3)①4共价键、氢键 ②Cu2+有空轨道,N原子有孤电子对1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (4)
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