2019年高考化学复习专题27物质结构与性质练习

专题27物质结构与性质

1.A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：

(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素名称为________。

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________。

(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________________________。

(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________。

【答案】(1)氮(2)Cl K(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2

(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1

2.C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。

①Si位于元素周期表第________周期第________族。

②N的基态原子核外电子排布式为________；Cu的基态原子最外层有________个电子。

③用“＞”或“＜”填空：

原子半径

Al____Si

电负性

N____O

熔点

金刚石____晶体硅

沸点

CH

4

____SiH

4

(2)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中P原子的核外电子排布式为________________________________________。

(3)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是______________(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为________________________________________________________________________。(4)①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：

电离能

I

n

/(kJ·mol－1)

I

1

578

I

2

1817

I

3

2745

I

4

11578

……

……

则该元素是________(填写元素符号)。

②基态锗(Ge)原子的电子排布式是________。Ge的最高价氯化物的分子式是________。

③Ge元素可能的性质或应用有________。

A．是一种活泼的金属元素

B．其电负性大于硫

C．其单质可作为半导体材料

D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点

【答案】(1)①三ⅣA②1s22s22p31

③＞＜＞＜

(2)O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)

(3)N○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓○↑

(4)①Al②1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl

4

③CD

3．Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。

(1)Na位于元素周期表第________周期第__________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_____________________________________。

(2)用“>”或“<”填空：

第一电离能Si______S

离子半径

O2－______Na＋

熔点

NaCl______Si

酸性

H

2

SO

4

______HClO

4

Ⅱ.下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题：

(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：

元素

电离能/(kJ·mol－1)

I

1

I

2

I

3

o

717

1509

3248

p

759

1561

2957

比较两元素的I

2

、I

3

可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是______________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图甲所示，其中电负性最大的是____________(填图中的序号)。

(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是____________(填元素符号)。

【答案】(1)三ⅠA21s22s22p63s23p2

(2)<><<

(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量

(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定

(5)2(6)Al

4.a 、b 、c 、d 、e 均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如表所示。

a

b

c

d

e

原子核外电子分占 3 个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同

基态原子的 p 轨道电子数比 s 轨道电子数少 1

在周期表所列元素中电负性最大

位于周期表中第 4 纵行

基态原子 M 层全充满，N 层只有一个电子

请回答：

(1)d 属于________区的元素，其基态原子的价电子排布图为___________________。

(2)b 与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。

(3)c 的氢化物水溶液中存在的氢键有________种，任意画出一种________。

(4)a 与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为__________(用化学式表示)。若将 a 元素最高

价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为 A ，则 A 的空间构型为________；A 的中心原子的轨道杂化类型

为________；与 A 互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

【答案】(1)d

(2)N>O>C

(3)4 F —H…F(或 F —H…O 或 O —H…F 或 O —H…O)

(4)SiO 2>CO 2 平面三角形 sp 2 SO 3(或 BF 3)(其他合理答案均可) 【解析】由表中信息可知 a 、b 、c 、d 、e 分别 C 、N 、F 、Ti 、Cu 元素。

(1)Ti 的 基 态 原 子 价 电 子 排 布 式 为 3d 24s 2 ， 属 于 d 区 元 素 ， 其 基 态 原 子 的 价 电 子 排 布 图 为

7

5.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：

(1)写出基态 As 原子的核外电子排布式________。

(2)根据元素周期律，原子半径 Ga________As ，第一电离能 Ga________As 。(填“大于”或“小于”)

(3)AsCl 3 分子的立体构型为________，其中 As 的杂化轨道类型为________。 【答案】(1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3 或[Ar]3d 104s 24p 3 (2)大于 小于 (3)三角锥形 sp 3

【解析】(1)As 元素在周期表中处于第ⅤA 族，位于 P 元素的下一周期，则基态 As 原子核外有 33 个电子，

根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式： 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3 或[Ar]3d 104s 24p 3。(2)同周期主族

元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，Ga 与 As 在周期表中同位于第四周期，Ga 位于第ⅢA 族，则

原子半径：Ga ＞As 。Ga 、As 原子的价电子排布式分别为 4s 24p 1、4s 24p 3，其中 As 原子的 4p 轨道处于半充满

的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能：Ga ＜As 。(3)As 原子的价电子排布式为 4s 24p 3，最外层有

5 个电子，则 AsCl 3 分子中 As 原子形成 3 个 As —Cl 键，且含有 1 对未成键的孤对电子，则 As 的杂化轨道类 型为 sp 3 杂化，AsCl 3 分子的立体构型为三角锥形。

6.下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：

2Cr 2O 2－＋3CH 3CH 2OH ＋16H ＋＋13H 2O ―→

4[Cr(H 2O)6]3＋＋3CH 3COOH

(1)Cr 3＋基态核外电子排布式为 ____________________；配合物[Cr(H 2O)6]3＋中，与 Cr 3＋形成配位键的原子

是______(填元素符号)。

(2)CH 3COOH 中 C 原子轨道杂化类型为________；1 mol CH 3COOH 分子含有 σ 键的数目为________。

(3)与 H 2O 互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H 2O 与 CH 3CH 2OH 可以任意比例互溶，除因为它

们都是极性分子外，还因为_____________________________。

【答案】(1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 3 或[Ar]3d 3 O

(2)sp 3 和 sp 2 7N A (或 7×6.02×1023) (3)H 2F ＋ H 2O 与 CH 3CH 2OH 之间可以形成氢键

7.B 、C 、N 是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然界中广泛存在。

(1)基态硼原子的电子排布式为________；C 、N 元素的第一电离能由大到小的顺序为________。

(2)BF 3 与一定量的水可形成如图 1 的晶体 R 。

①晶体 R 中各种微粒间的作用力涉及________(填字母)；

a ．离子键

b ．共价键

c ．配位键

d ．金属键

②R 中阴离子的空间构型为________。

(3)乙二胺(H 2N —CH 2—CH 2—NH 2)与 CaCl 2 溶液可形成配离子(结构如图 2)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型 为 ________ ； 乙 二 胺 和 三 甲 胺 [N(CH 3)3] 均 属 于 铵 ， 但 乙 二 胺 比 三 甲 胺 的 沸 点 高 得 多 ， 原 因 是

____________________________________________________。

(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，其结构与石墨相似，具有层状结

构，可作高温润滑剂；它的晶体结构如图 3 所示，六方相氮化硼质地软的原因是

________________________________________________________________________。

【答案】(1)1s 22s 22p 1 N ＞C (2)①abc ②四面体

(3)sp 3 杂化 乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 (4)层与层之间通过范德华力

结合在一起，作用力小，导致其质地软

【解析】(1)硼原子核外有 5 个电子，其核外电子排布式为 1s 22s 22p 1，C 、N 两种元素的第一电离能由大到小

的顺序为 N ＞C 。

3×10－21或

8.M 是第四周期元素，最外层只有 1 个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素 Y 的负一价离子的最

外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：

(1)单质 M 的晶体类型为________，晶体中原子间通过________作用形成面心立方密堆积，其中 M 原子的配

位数为________。

(2)元素 Y 基态原子的核外电子排布式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是________(写元

素符号)。元素 Y 的含氧酸中，酸性最强的是________(写化学式)，该酸根离子的立体构型为________。

(3)M 与 Y 形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为________，已知晶胞参数 a ＝0.542 nm ，此晶体的密度为__________g·cm －3。(写出

计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为 N A )

②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 __________________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧

化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为________。

【答案】(1)金属晶体 金属键 12

(2)1s 22s 22p 63s 23p 5 Ar HClO 4 正四面体

(3)①CuCl

N A

4×99.5 4×M

N A ×a 3×10－21

②Cu ＋可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)

[Cu(NH 3)4]2＋

【解析】(1)根据题给信息推断 M 为铜元素，Y 为氯元素。单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通

过金属键作用形成面心立方密堆积，铜原子的配位数为 12。

(2)氯元素为 17 号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 5，

同周期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大，故其同周期元素中，第一电离能最大的是 Ar 。氯元

素的含氧酸中，酸性最强的是 HClO 4，该酸根离子中氯原子为 sp 3 杂化，没有孤对电子，立体构型为正四面 体形。

(3)①每个晶胞中含有铜原子个数为 8×1/8＋6×1/2＝4，氯原子个数为 4，该化合物的化学式为 CuCl ，则

3×10－21

或

33

1mol晶胞中含有4mol CuCl,1mol晶胞的质量为4×99.5g，又晶胞参数a＝0.542nm，此晶体的密度为

N

A

4×99.54×M

N

A

×a3×10－21g·cm－3。②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu＋可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu＋被氧化为Cu2＋，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为

[Cu(NH

3

)

4

]2＋。

9.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：

(1)GaF

3

的熔点高于1000℃，GaCl

3

的熔点为77.9℃，其原因是________________________________________________________________________。

(2)GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为______，Ga与As

以______键键合。Ga和As的摩尔质量分别为M

Ga

g·mol－1和M

As

g·mol－1，原子半径分别为r

Ga

pm和r

As

pm，

阿伏加德罗常数值为N

A

，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。

【答案】(1)GaF

3

为离子晶体，GaCl

3

为分子晶体

(2)原子晶体共价

4π10－30×N

A

ρr

Ga

＋r

As

M

Ga

＋M

As

×100%

10.在一定条件下，金属相互化合形成的化合物称为金属互化物，如Cu

9

Al

4

、Cu

5

Zn

8

等。

(1)某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于

________________(填“晶体”或“非晶体”)。

(2)基态铜原子有________个未成对电子；Cu2＋的电子排布式为________________________；在CuSO

4

溶液中加入过量氨水，充分反应后加入少量乙醇，析出一种深蓝色晶体，该晶体的化学式为________________，其所含化学键有________________，乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为________________。

(3)铜能与类卤素(SCN)

2

反应生成Cu(SCN)

2,

1mol(SCN)

2

分子中含有σ键的数目为________。(SCN)

2

对应的酸有硫氰酸(HSCN)、异硫氰酸(HNCS)两种。理论上前者沸点低于后者，其原因是________________________________________________________________。

(4)ZnS的晶胞结构如图1所示，在ZnS晶胞中，S2－的配位数为________________。

(5)铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图2所示，其晶胞边长为a nm，该金属互化物的密度为

____g·cm－3。(用含a、N

A

的代数式表示)

【答案】(1)晶体(2)11s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 (3)5N

A

异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能(4)4

3.89×1023

(5)(或其他合理答案)

3Cu(NH

3

)

4

SO

4

共价键、离子键、配位键sp3

a N

A