2019版高中化学一轮复习方案文档：选修3物质结构与性质4模块综合检测(选修3)含解析.docx.pdf

模块综合检测 ( 选修3) ( 时间：90分钟，满分：105分) 1. (15分)(2018?山西走点中学协作体期末) 现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元 素， 已知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小，其中W原子的S电子总数 等于p电 子总数的2倍。M原子的M能层上有4个未成对电子。请完成下列问题： (1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序：_ (用元素符号 表示 )。 (2)基态M原子的核外电子排布式为_ o (3)根据VSEPR理论，推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为 _ , W原子的杂化类型为_ 0 (4) Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为_ ( 用 化学式表示 )。 解析：根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知，W的电子 排布 式是ls22s 22p2,则 W是碳元素；又知“W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小”， 根据元素周期律可推知Z是氮元素，X是氧元素，T是氟元素，Y是氢元素；“M 原子的M能 层上有4个未成对电子”，则M的电子排布式是ls22s 22p63s23p63d64s2,即 M 是铁元素。 (1) C、N、0、F四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但 N元素反常，因此第一电离能大小顺序是FNOCo (3) C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是CO芥，该离子的中心原子的价层电子 对数是3,孤电子对数是0,因此其立体构型是平面三角形，C原子的杂化类型为s杂化。 (4) H与F、0、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O NH3、CH4,其中HF、 出 0、NH3分子之间都存在氢键，它们的沸点都比没有氢键的CH。高，常温下比0为液态， HF、NH3为气态，标准状况下HF为液态，NHg仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低 的顺序为H2OHFNH3CH4O 答案：(1)FNOC (2) 1 s 22s22p63s23p63d64s2( WcAr3d64s2) (3)平面三角形sp 2 (4) H2OHFNH3CH4 2. (15分)(2018-济宁一模 ) 铜及其化合物在科学研究和工业生产川具有许多用途。请冋答 下列问题： (1)画出基态Cu原子的价电子排布图：_ o (2)配合物 CU(NH3) 2OOCCH3 中碳原子的杂化类型是_ , 配体中提供孤电子 对的原子是 _ o C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 _ ( 用 元素符号表示 ) 。 (3)_ 铜 晶体屮铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为 _ (4)M原子的价电子排布式为3s 23p4 5,铜与 M形成化合物的晶胞如图2所示( 黑点代表铜 原子) 。 该晶体的化学式为 _ 。 已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,贝I铜与M形成的化合物属于_ 化合物 ( 填“离子”或“共价” ) 。 已知该晶体的密度为Q g - cm -3,阿伏加德罗常数的值为 NA，该晶体屮Cu原子和M原子 之间的最短距离为体对角线的1/4,则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为 pm( 写出计 算式即可 ) 。 H 0 解析： (2)CU(NH3) 2OOCCH3是离子化合物，其阴离子的结构式是HCCO-,从I H C原子的成键情况看，C原子的杂化类型有两种：sp3和sp2。 (3)铜原子的堆积方式是密置层堆积，三层一重复，即ABC型，所以属于面心立方最密堆 积。 M是C1元素。Cu与C1形成的化合物晶胞中Cu的个数是4,C1的个数是8x|+6x| =4,因此该晶体的化学式是CuCloCu和Cl的电负性差值是3.0-1.9=1.1ON,所以稳定性 HFH2ONH3O (3) A的最简单氢化物是NH3,中心N原子的价层电子对数是4,孤电子对数是1,所以NH3 分子的立体构型是三角锥形，N原子的杂化类型是sp?杂化。 (4) N2的结构式是N三N,所以G键个数是1,兀键个数是2。 78 X 4 (6)C和D形成的化合物是CaFa, 一个晶胞中有4个“CaF/ ；所以一个晶胞质量是匚 一 NA 4.(15分)(2018-茂名高三模拟 ) 铁是一种重要的过渡元素，能形成多种物质，如做染料的 普鲁士蓝 化学式为KFeFe(CN)6 0 基态Fe?+核外电子排布式为_ (2)在普鲁士蓝中，存在的化学键有离子键、 一个晶胞的体积是a 3 cm3,根据 r g ? cm -3 , 答案：(1)H20分子间存在氢键HFH2ONH3 (3)三角锥形sp 3 1 (5)3dl04s' 3 / 312 V Q“A 则 312 和 _ o (3)定条件下，CN可氧化为OCN乙OCN -中三种元素的电负性由大到小的顺序为 _ ；碳原子采取sp杂化，lmol该物质屮含有的兀键数目为_ o (4)与CN互为等电子体的一种分子为_ ( 填化学式 ) 。 (5)常温条件下，铁的晶体采用如图所示的堆积方式，则这种堆积模型的配位数为 _ ，如果铁的原子半径为acm,阿伏加德罗常数的值为NA，则此种铁单质的密度表达 式为 _ g/cm3 o 88 解析：基态Fc原子的核外电子排布式为ls22s 22p63s23p63d64s2,所以基态 Fe?+核外电子排布式 为1 或币少。 (2)KFeFe(CN)6属于离子化合物，是一种复盐，也是一种配合物，阳离子是K*、Fe 3+, 阴离子是配离子Fe(CN) 6_(其中Fe为+2价) ，其中 对、Fe*和lFe(CN)6 4_以离子键相结 合， Fe(CN) 6 4 一中FJ+和CM以配位键相结合，CN一内C和N以共价键相结合。 (3)0CN_中的C原子采取sp杂化，则其立体构型为直线形，结合OCN一与CO?是等电子体 , 可知OCNT的结构式是O=C=N -,则 1 mol OCN -中含有的兀键数目是 2必。 (5)图示的堆积方式是非密置层的体心立方堆积，所以配位数是 8；铁的一个晶胞中有两56X2 4 个Fe原子，因此晶胞质量加 = g,若铁的原子半径为a cm,则晶胞边长为cm, IB丿 答案：(1)1 s22s 22p63s23p63d6(nKAr3d6) (2) 共价键 配位键(3)0NC 2N? 56 x 2 (4)C0( 或N2) (5)8 77 5.(15分)2014年7月和12月山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大 学李隽教授、美国布朗大学Lai-Sheng Wang教授及复旦大学刘押攀教授课题组合作，首次合 成“中国红灯笼分子”硼球烯B40o Bp是继Ceo之后第二个从实验和理论上完全确认的无 机非金属笼状团簇。 cm3,所以铁单质的密度p =V= 56 x 2 空可 晶胞体积V= (1)基态硼原子的外围电子排布式为 _ ，Coo中碳原子杂化方式为 _0 (2)构成C6()晶体的作用力是_ o (3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有 _ 种。 (4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物，属于一种半导体材料。磷化硼可 由三澳化硼和三澳化磷在氢气中高温反应合成。BP晶胞中B采用面心立方堆积，P原子 填入 四面体空隙中。 写出三漠化硼和三漠化磷的立体构型： 三漠化硼 _ ; 三漠化磷 _ o 磷化硼晶体内微粒间的作用力有_ o 计算磷化硼屮硼原子和磷原子Z间的最近距离 ( 晶胞参数为478 pm)： _ 。 解析：Cg又叫足球烯，其分子中每个C原子与其他3个C原子相连，分别形成两个碳 碳单键和一个碳碳双键，所以碳原子的杂化方式为sp 20 (2) C60晶体属于分子晶体，所以微粒间作用力是范德华力。 (3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有Be、C、N、0、F、Ne共6种。 (4)BBH中B原子的价层电子对数是3,孤电子对数是0,所以三 ; 臭化硼的立体构型是平面 正三角形； PBH中P原子的价层电子对数是4,孤电子对数是1,所以三澳化磷的立体构型是三角 锥形。磷化硼的空间结构与金刚石类似，应属于原子晶体，B原子与P原子间 通过共价键相结 合，但B原子最外层只有3个电子，P原子最外层有5个电子，而磷化硼晶体中每个B原子与 4个P原子相连，每个P原子也与4个B原子相连，这说明B原子和P 原子间还存在一个配位 键，其中P原子提供孤电子对，B原子提供空轨道。BP晶胞中P 原子位于立方体的体对角线 的+处，则硼原子和磷原子之间的最近距离=号卫pm=2攀pm 心207 pirio 答案：(l)2s22p' sp 2 (2)范德华力 (3)6 (4)平面正三角形三角锥形共价键、配位键 207 pm(或马仝pm 6.(15分)(2018?河南百校耳关盟耳关考) 磷、硫、氯、神等是农药中的重要组成元素。回答 下 列问题： 基态碑原子的核外价电子排布式为_ o (2)生产农药的原料PSCh中P、S、C1的第一电离能由大到小的顺序为 _ , 电负性由大到小的顺序为_ o (3) C0S( 摭基硫 ) 可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为_ , 所 含共价键的类型为_ , 写出一种与COS键合方式相同且立体构型也相同的微粒: (4) H2O与H?S为同族元素的氢化物，H?O可以形成HQ；或比0十，而H2S几乎不能形 成类似的HgS；或H3S +,其原因是 _ O (5) A1P因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知A1P的熔点为2 000 °C,其品胞结 构 如图所示。 磷化铝的晶体类型为_ O A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为 _ o 磷化铝的晶胞参数d=546.35 pm,其密度为 _ g-cm_3(列出计算式即可， 用必表示阿伏加德罗常数的值) 。 422 解析：(3)COS中C原子的孤电子对数是一5=0,价层电子对数是1 + 1+0=2,所以碳原子 的杂化轨道类型是sp, COS的立体构型是直线形，结构式是O=C=S,含有2 个o键和2个兀键； 与COS键合方式相同且立体构型也相同的微粒应与COS互为等电子体 , 最容易想到的就是CO2 和CS2 o (4) H3O+是由 出0和H+通过配位键形成的，HQ：是由(H2O)4和 屮通过配位键形成的，其 中(H2O) 4是H2O分子间通过氢键形成的缔合分子，因此应从氢键的形成条件去考虑H2S 不能 形成H9S4或H3S+的原因。 (5)磷化铝的晶胞结构类似金刚石，且其熔点很高，因此磷化铝属于原子晶体。由 1 磷化铝的晶胞结构可以看出，A1原子位于立方体的体对角线的耳处，因此C点的原子坐标为/ 1 1 3 丄 丄 I 1个AIP晶胞中含有的P原子数是 8XS + 6X2=4, Al原子数也是4,因 58X4 此一个晶胞的质量加 =N& g,而晶胞的体积V=(aX IO -10)3 cm3 = (5.463 5X 10-8)3 cm3, m4 X 58 所以磷化铝的密度p =0=(5.463 5 X lOVxNA S * cm“ 答M： (l)4s 24p3 (2)C1PS C1SP sp 。键和兀键 ( 写“极性键”也可 )CO2(或CS2、 BcF?等)( 4)氧的电负性大且原子半径小，HQ分子间及与 可形成氢键， 而硫的电 负性较小且原 子半径大，几乎不能形成氢键 (5)原子晶体(#，+ ) 4X58 (5.463 5X 1()7)3 X 心 7.(15分)(2018-湖南三湘名校联考 ) 已知A、B、C D都是周期表中的短周期元素，它们 的核电荷数依次增大。A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，C、D同主族。 E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子 外， 其余各能层均为全充满。根据以上信息填空： (1)基态D原子中，电子占据的最高能层符号为 _ , 该能层具有的原子轨道 数为 _ c (2) E2+的价层电子排布图是_ , F原子的核外电子排布式是_ 。 (3) A的最高价氧化物对应的水化物分子结构式为_ , 其中心原子釆取的轨 道杂化方式为 _ ；B的气态氢化物的VSEPR模型为 _ 。 (4)化合物AC?、B2C和阴离子DAB -互为等电子体，它们结构相似， DAB 的电子式为 (5)_ 配 合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子E”与配位体AB构成，配位数为6。 甲的水溶 液可以用于实验室中E?+的定性检验，检验E?+的离子方程式为 _ 。 (6) _ 某 种化合物由D、E、F三种元素组成，英品胞如图所示，则其化学式为 _ o 该晶胞上下底面为正方形，侧血与底血垂直，根据图中所示的数据列式计算该品体的密度Q = _ /cm3 0 解析：根据题中信息不难推出A是C, B是N, C是O, D是S, E是Fc, F是Cu。 (3)由H2CO3的结构式可以直接看出中心C原子的价层电子对数是3,因此轨道杂化方式是 spl B的气态氢化物是NH3, N原子的价层电子对数是4,所以NH?的VSEPR模型是 四面体形。 (4)CO2的结构式是O=C=O, SCN“与CO2是等电子体，结构相似，其结构式应是 S=C=N,所以其电子式是? S N? 一。 ? ? 丄 丄丄 丄 (6)晶胞屮F(Cu)原子数目是8Xg+4X2+l=4, E(Fe)原子数目是4X$+6X3=4, D(S) 原子全部 位于晶胞内部，数目是8,所以Cu、Fe、S原子数目之比是4 ： 4 ： 8=1 ： 1 ： 2, 184X4 故其化学式为CuFeS2；一个晶胞中有4个“CuFeS? ”，晶胞质量加=6.02XIg，晶胞体积 V=(524X 10 10)2X 1 030X IO-10 cm3,所以晶体的密度 , P =?= 184x4 - g _ 6.02x1()23 _ =4.32 g/cnA (524 OC (3)面心立方最密堆积 答案：(1)M 9 k 3d