2019届高考化学二轮复习专题十六物质结构与性质专题强化练.doc
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1、专题十六 物质结构与性质专题强化练1(2018全国卷)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:(1)Zn原子核外电子排布式为_。(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)ZnF2具有较高的熔点(872 ),其化学键类型是_;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是_。(4)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为_,C原子的杂化形式为_。(5)金属Zn晶体中
2、的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为_gcm3(列出计算式)。解析:(1)Zn是第30号元素,所以核外电子排布式为Ar3d104s2。(2)Zn的第一电离能应该高于Cu的第一电离能,原因是,Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构,所以失电子比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子,而Cu的最外层是一个电子,Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对,额外吸收能量。(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物,所以一定存在离子键。作为离子化合物,氟化锌在有机溶剂中应该不溶,而氯化锌、溴化锌和碘
3、化锌都是共价化合物,分子的极性较小,能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。(4)碳酸锌中的阴离子为CO,根据价层电子对互斥理论,其中心原子C的价电子对为33对,所以空间构型为正三角形,中心C为sp2杂化。(5)由图示,堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便,选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的,面心是两个六棱柱共用,所以该六棱柱中的锌原子为12236个,所以该结构的质量为6 g。该六棱柱的底面为正六边形,边长为a cm,底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为6a2 cm2,高为c cm,所以体积为6a2c cm3。所以密度
4、为:gcm3。答案:(1)Ar3d104s2(2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子(3)离子键ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小(4)平面三角形sp2(5)六方最密堆积(A3型)2硫和钒的相关化合物,在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为_。钒有2、3、4、5等多种化合价,其中最稳定的化合价是_,VO的几何构型为_。(2)2巯基烟酸氧钒配合物(图1) 是副作用较小的有效调节血糖的新型药物。该药物中S 原子的杂化方式是_,所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是_。2巯基烟酸
5、(图2)水溶性优于2疏基烟酸氧钒配合物的原因是_。(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域键”,下列物质中存在“离域键”的是_。ASO2BSOCH2SDCS2(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为_。图4 为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为_ gcm3 (列出计算式即可)。解析:(1) 钒为23号元素,电子排布式为Ar3d34s2,所以外围电子排布式为3d34s2,所以外围电子轨道表达式为其最稳定的化合价是5,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定结构;根据价层电子对互斥原理,VO中的中心原子V的价电子为5,配位
6、原子O不提供电子,带有三个单位负电荷,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体。(2) 从图中得到S的配位数为2,所以此时S的外层有628个电子,电子对为4,所以S应该的杂化方式是sp3杂化;其中含有的第二周期元素是C、N、O,同周期元素从左向右应该是第一电离能增大,因为N的2p能级上有3个电子,是p能级的半满稳定结构,所以N的第一电离能反常增大,所以第一电离能为NOC;2巯基可以与水分子形成氢键,所以其水溶性会更好。(3)从题目表述来看,形成离域键的要求是:原子共平面;有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论,二氧化硫为平面三角形,硫酸根为正四面体,硫化氢为V型,二硫化碳为直线型。所
7、以选项B一定错误;而硫化氢的H原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选项AD。(4)晶胞中有V为:842个,S为:212个,所以化学式为VS;因为该晶胞中有2个VS,所以晶胞质量为g; 根据图4得到晶胞的面积为aa nm2,所以晶胞的体积为:aab nm3,1 nm107cm,所以晶体密度为 gcm3。答案:(1) 5 正四面体(2)sp3NOC2巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大(3)AD(4) VS gcm33据媒体报道,法国一家公司Tiamat日前研发出比当前广泛使用的锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池,预计从2020年开始实现工业生产。该
8、电池的负极材料为Na2Co2TeO6(制备原料为Na2CO3、Co3O4和TeO2),电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列问题:(1)Te属于元素周期表中_区元素,其基态原子的价电子排布式为_。(2)基态Na原子中,核外电子占据的原子轨道总数为_,最高能层电子云轮廓图形状为_。(3)结合题中信息判断:C、O、Cl的电负性由大到小的顺序为_ (用元素符号表示)。(4)CO的几何构型为_;碳酸丙烯酯的结构简式如图所示,则其中碳原子的杂化轨道类型为_,1 mol碳酸丙烯酯中键的数目为_。(5)Co(H2O)63的几何构型为正八面体形,配体是_,该配离子包含的作用力为_(填字母)。A离子键B
9、极性键C配位键D氢键E金属键(6)Na和O形成的离子化合物的晶胞结构如图所示,晶胞中O的配位数为_,该晶胞的密度为 gcm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则Na与O之间的最短距离为_cm(用含、NA的代数式表示)。解析:(1)Te与O是同一主族元素,属于元素周期表中p区元素,Te为第5周期第A族元素,其基态原子的价电子排布式为5s25p4。(2)基态Na原子的电子排布式为1s22s22p63s1,核外电子占据的原子轨道总数为6,最高能层电子为3s,电子云轮廓图为球形。(3)元素的非金属性越强,氧气与氯化氢能够反应生成氯气和水,氧元素的非金属性最强,电负性数值越大,C、O、Cl的电负性由大到小的顺
10、序为OClC。(4)CO中C的价层电子对数3(4232)3,几何构型为平面三角形;根据碳酸丙烯酯的结构简式,则其中碳原子有2种,不饱和的碳氧双键中的C原子采用sp2杂化,饱和的碳原子采用sp3杂化;1 mol碳酸丙烯酯中含有6 mol CH,4 mol CO,2 mol CC和1 mol C=O,共13 mol,键的数目为136.021023。(5)Co(H2O)63的几何构型为正八面体形,配体是H2O,该配离子包含的作用力有HO极性键、配位键,故答案为BC。(6)晶胞中Na离子数目为8,O2离子数目为864,Na离子、O2离子数目之比为21,故该晶体化学式为Na2O,由图可知,每个Na离子周
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