全国版2019版高考化学一轮复习物质结构与性质综合练习

综合练习1．已知反应3NaH ＋Fe 2O 3=====一定条件2Fe ＋3NaOH 。

(1)基态Fe 原子核外共有________种运动状态不相同的电子；Fe 3＋的价电子排布图为____________。

(2)NaH 的电子式为__________________；1 mol NaOH 含有σ键数目为________，其中O 原子的杂化类型为________；Fe 3＋可以和SCN －形成配合物，该反应是典型的可逆反应，说明配位原子配位能力________(填“强”或“弱”)。

(3)上述反应中含Na 的化合物晶体类型均为____________晶体；NaH 的熔点显著高于NaOH ，主要原因是_________________________________________________________________________________。

(4)某种单质铁的晶体为体心立方堆积，则铁原子的配位数为________；若r (Fe)表示Fe 原子的半径，单质铁的原子空间利用率为________________[列出含r (Fe)的计算表达式]。

答案 (1)26(2)Na ＋[··H]－ N A sp 3 弱(3)离子 H －半径小，NaH 的晶格能大于NaOH 的晶格能(4)8 83πr3⎝ ⎛⎭⎪⎫4r 33解析 (1)基态Fe 原子核外有26个电子，每个电子的运动状态均不相同，故基态Fe 原子核外有26种运动状态不相同的电子；基态Fe 原子的核外电子排布式为[Ar]3d 64s 2，则Fe 3＋的核外电子排布式为[Ar]3d 5，其价电子排布图为。

(2)NaH 是离子化合物，由Na ＋和H －构成，其电子式为Na ＋[··H]－。

NaOH 由Na ＋和OH －构成，其中OH －含有极性键(O —H 键)，故1 mol NaOH 含有的σ键数目为N A 。

OH －中O 原子形成1个σ键，且O 原子有3对孤对电子，故O 原子采取sp 3杂化。

Fe 3＋与SCN －形成配合物的反应为典型的可逆反应，说明生成的配合物稳定性较弱，易分解生成Fe 3＋、SCN －，据此推知配位原子的配位能力较弱。

(3)NaH 和NaOH 均由离子构成，均属于离子晶体；离子晶体的熔点与晶格能的大小有关，晶格能越大，晶体的熔点越高，而晶格能的大小与离子半径、所带电荷数有关。

H －的半径小于OH －的半径，则NaH 的晶格能大于NaOH ，因此NaH 的熔点高于NaOH 的熔点。

(4)某单质铁的晶体为体心立方堆积，则Fe 原子的配位数为8；每个晶胞中含有Fe 原子个数为1＋8×18＝2，结合球体的体积公式“V ＝43πr 3”可知，2个Fe 原子的总体积为83πr 3(Fe)；设晶胞的棱长为a ，由[4r (Fe)]2＝3a 2可得a ＝4r 3，则晶胞的体积为⎣⎢⎡⎦⎥⎤4r 33，故单质铁的原子空间利用率为V 球V 晶胞＝83πr 3⎣⎢⎡⎦⎥⎤4r 33。

2．[2017·湖北襄阳调研]图1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体。

回答下列问题(需要用到元素符号或分子式的，请用相应元素的元素符号或分子式作答)：图1(1)a与b对应的元素可形成10电子中性分子X，写出带一个单位正电荷的1个X的等电子体________。

将X溶于水后的溶液滴入到CuSO4溶液中至过量，再加入适量乙醇，可析出一种深蓝色晶体，其化学式为__________________________________。

(2)元素c位于元素周期表的____________区，d原子次外层有____________对自旋相反的电子，c、d单质的晶体堆积方式类型分别是________、________。

A．简单立方堆积B．体心立方堆积C．六方最密堆积D．面心立方最密堆积(3)d的一种氯化物为白色立方结晶，熔点430 ℃，沸点1490 ℃，其熔融态导电性差，晶胞结构如图2。

该氯化物固体属于______晶体，其中氯原子的配位数为________。

图2(4)e元素与氧可形成如图3中A所示的正四面体离子eO4－4，其中e在正四面体的体心，eO4－4四面体通过共用顶角氧离子可形成B，则B的化学式为________。

图3(5)单质a、f对应的元素以1∶1的原子个数比形成的分子(相同条件下对H2的相对密度为39)中含__________个σ键和____________个π键，其中f原子的杂化轨道类型为____________________。

答案(1)H3O＋[Cu(NH3)4]SO4·H2O(2)s 9 B D(3)分子 4(4)Si3O6－9(5)12 1 sp2杂化解析根据c、d均是热和电的良导体，且d的熔点高于c，确定c是Na，d是Cu。

根据熔点高低可判断a是H2，b是N2，e是Si，f是金刚石。

(1)a与b对应的关系为H与N，形成的10电子中性分子X是NH3，与NH3互为等电子体的带一个单位正电荷的是H3O＋。

NH3与Cu2＋可形成配位键，故深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O。

(2)Na位于第三周期ⅠA族，位于s区，Cu原子的M层有9个轨道，均充满电子，故有9对自旋相反的电子，钠单质采用体心立方堆积，铜单质采用面心立方最密堆积。

(3)根据这种氯化物熔、沸点较低、熔融态导电性差确定其应为分子晶体，其中与氯原子相连的Cu原子有4个，故配位数为4。

(4)B中含有3个Si原子和9个O原子，根据化合价可判断其化学式为Si3O6－9。

(5)该分子的相对分子质量＝39×2＝78，则分子式为C6H6，分子中含有6个C—C σ键和6个C—H σ键，形成一个大π键，C原子采用sp2杂化。

3．物质的结构决定物质的性质。

请回答下列涉及物质结构和性质的问题：(1)第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有________种。

(2)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为____________。

(3)乙烯酮(CH2===C===O)是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在(C2H5O)3P===O存在下加热脱H2O得到。

乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是______________，1 mol(C2H5O)3P===O 分子中含有的σ键与π键的数目比为______________。

(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下：解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因______________。

(5)碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示)，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。

碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有______个，与碳原子等距离最近的碳原子有________个。

已知碳化硅晶胞边长为a pm，则碳化硅的密度为________g·cm －3。

答案(1)3(2)3d84s2(3)sp2和sp 25∶1(4)单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，汽化时要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n(5)4 12 1.6×1032 N A·a3解析(1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，即半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期相邻元素的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O 3种元素。

(2)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，C原子的未成对电子数为2，则该元素为Ni，价层电子排布式为3d84s2。

(3)在CH2===C===O中，左端碳原子形成一个π键，为sp2杂化，中间位置碳原子形成两个π键，为sp杂化；单键全是σ键，双键有一个σ键，1 mol(C2H5O)3P===O分子中含有的σ键的数目为25N A，π键的数目为N A，则σ键与π键的数目比为25∶1。

(4)单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，汽化时要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n。

(5)碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有4个，与碳原子等距离最近的碳原子有12个。

该晶胞中含有的碳原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4，硅原子个数为4，则根据公式a 3×10－30×ρ×N A ＝4×40 g·mol －1，得ρ＝1.6×1032N A ·a 3 g·cm －3。

4．黑火药是我国古代的四大发明之一。

黑火药爆炸时发生的反应为2KNO 3＋S ＋3C===K 2S ＋N 2↑＋3CO 2↑。

回答下列问题：(1)基态钾原子的核外电子排布式为____________，第一电离能：K________(填“>”或“<”)Na。

(2)NO －3的空间构型为________。

(3)固态硫易溶于CS 2，熔点为112 ℃，沸点为444.8 ℃。

其分子结构为，S 8中硫原子的杂化轨道类型是________，S 8分子中至多有________个硫原子处于同一平面。

(4)N 2分子中σ键与π键的个数比为________，N 2的沸点比CO 的沸点________(填“高”或“低”)。

(5)K 2S 的晶胞结构如图所示。

其中K ＋的配位数为________，S 2－的配位数为________；若晶胞中距离最近的两个S 2－核间距为a cm ，则K 2S 晶体的密度为____________g·cm －3(列出计算式，不必计算出结果)。

答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 64s 1或[Ar]4s 1 <(2)平面正三角形(3)sp 3 4(4)1∶2 低(5)4 8 4×110N A ·2a 3⎣⎢⎡⎦⎥⎤或4×1106.02×1023×2a 3 解析 (1)基态K 原子核外有19个电子，核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 64s 1或[Ar]4s 1。

同主族元素的第一电离能随原子核外电子层数的增多而逐渐减小，故K 的第一电离能小于Na 。