2019高考化学总复习优编增分练：高考压轴大题特训题型六物质结构与性质

题型六 物质结构与性质(选考) 1．(2018·苏州市高三调研)超细氧化镍(NiO)是一种功能材料，已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以Ni(NO3)2· 6H2O和[CO(NH2)2](尿素)为原料制备。 (1)Ni2＋基态核外电子排布式为________。 (2)与NO－3互为等电子体的一种分子的分子式为________________。 (3)尿素分子中碳原子轨道的杂化类型为________，1 mol尿素分子中含有的σ键的数目为________。 (4)C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为____________。

(5)NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同，但天然的和绝大部分人工制备体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如下图所示的缺陷：一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。经测定某氧化镍样品中Ni3＋与Ni2＋的离子数之比为6∶91，若该晶体的化学式为NixO，则x＝________。 答案 (1)[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8) (2)BF3、SO3等 (3)sp2 7NA (4)N>O>C (5)0.97 解析 (2)根据等电子体概念可知，原子数和价电子数分别都相等的微粒互为等电子体，NO－3

离子中有四个原子，价电子数为24，所以与硝酸根离子互为等电子体的一种分子为BF3、SO3、

COCl2等。(3)尿素分子的结构简式为CO(NH2)2，分子中含有碳氧双键，所以尿素分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，每个分子中含有7个σ键，所以1 mol尿素中含有7 mol σ键。(5)因为氧化镍样品中Ni3＋与Ni2＋的离子数之比为6∶91，所以镍元素的平均化合价为(6×3＋91×2)/(6＋91)＝200/97，根据化合物中化合价代数和为零可得200/97×x＝2，解得x＝0.97。 2．钴的化合物在磁性材料生产、电池制造、催化剂制备等方面应用非常广泛。 (1)Co2＋基态核外电子排布式为__________________________________________________。 (2)制备[Co(H2O)6]2＋的反应为(NH4)2[Co(SCN)4]＋6H2O===[Co(H2O)6(SCN)2]＋2NH4SCN。 ①配合物[Co(H2O)6]2＋中与Co2＋形成配位键的原子是________(填元素符号)；SCN－的空间构型为________(用文字描述)。 ②NH4SCN在180～190 ℃分解并制得胍(结构简式如图所示)，胍分子中氮原子杂化轨道类型为____________；1 mol胍中含σ键数目为________。

胍的结构简式 (3)一种钴的化合物可用作石油脱硫的催化剂，其晶胞结构如图所示，则晶体中与每个O2－紧邻的O2－有______个(填数字)。

答案 (1)1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7 (2)①O 直线形 ②sp2和sp3 8NA (3)8 解析 (1)27号元素钴，Co2＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7。(2)①H2O的O原子提供孤电子对，钴离子提供空轨道，配合物[Co(H2O)6]2＋中与Co2＋形成配位键的是O原子；SCN－与CO2是等电子体，空间构型为直线形。②胍分子中氮原子形成三个单键的杂化轨道类型为sp3杂化，形成一个双键的杂化轨道类型为sp2杂化，1 mol胍中含σ键数目为8NA。(3)观察最上面的平面的中心有1个O2－，其上下两个平面中分别有4个O2－，晶体中与每个O2－紧邻的O2－有8个。 3．(2018·江苏省丹阳高级中学高三上学期期中)甲基呋喃与氨在高温下反应得到甲基吡咯：

(1)Zn的基态原子核外电子排布式为____________。 (2)配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2＋中，与Zn2＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。 (3)1 mol甲基呋喃分子中含有σ键的数目为________。 (4)甲基吡咯分子中碳原子轨道的杂化轨道类型是____________。与NH3分子互为等电子体的阳离子为________。 (5)甲基吡咯的熔、沸点高于甲基呋喃的原因是_____________________________________。 (6)锌的某种化合物晶胞结构如图所示，则构成该化合物的两种粒子个数比为________。 答案 (1)[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2 (2)N和O (3)12NA (4)sp3和sp2 H3O＋ (5)甲基吡咯分子间存在氢键 (6)1∶1 解析 (1)锌是30号元素，基态核外电子排布式为[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2。(2)配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2＋中氨气分子中的氮原子提供孤对电子与锌离子形成配位键，水分子中的氧原子提供孤对电子与锌离子形成配位键。(3)每个甲基呋喃分子中含有6个碳氢键，即为σ键，含有2个碳碳单键，2个碳氧单键，2个碳碳双键，每个单键都是1个σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，所以总共有12个σ键。(4)甲基吡咯分子中有两类碳原子，一类碳原子形成碳碳单键，采用sp3杂化，一类碳原子形成了碳碳双键，采用sp2杂化，与氨气分子互为等电子体的物质含有四个原子且有10个电子，所以为水合氢离子。(5)甲基呋喃的氧原子没有与氢原子形成共价键，所以无法形成分子间氢键，而甲基吡咯的氮原子和氢原子形成了共价键，可以形成分子间氢键，从而提高了熔、沸点。(6)X原子位于晶胞的顶点和面心，所以一个晶胞中X的原子个数为8×18＋6×12＝4，晶胞中含有4个锌离子，则两种粒子个数比为4∶4＝1∶1。 4．(2018·泰州中学高三12月月考)利用水热和有机溶剂等软化学方法，可合成出含有有机杂化锌、锗以及砷等金属的硒化物，且该硒化物具有离子交换、催化、吸附、半导体等性能，显示出良好的应用前景。回答下列问题： (1)锌基态原子核外电子排布式为________________________________________________。 (2)元素锗与砷中，第一电离能较大的是________(填元素符号)。 (3)SeO2－3中Se原子的杂化形式为________，气态SeO3分子的立体构型为____________，与SeO3互为等电子体的一种离子为________(填离子符号)。 (4)硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示(a代表Zn，b代表Se)，该晶胞中Se原子周围与之紧邻的其他Se原子数为________。

答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 (2)As (3)sp3 平面三角形 CO2－3(或NO－3) (4)12 解析 (2)元素锗与砷是同一周期元素，由于As的4p为半充满状态，第一电离能较大。 (3)SeO2－3中Se原子的价层电子对数＝3＋12×(6＋2－2×3)＝4，采用sp3杂化；气态SeO3中Se原子的价层电子对数＝3＋12×(6－2×3)＝3，采用sp2杂化，且无孤对电子，立体构型为平面三角形；与SeO3互为等电子体的一种离子为CO2－3(或NO－3)。 (4)硒原子在晶胞内，该晶胞中含有硒原子数为4，该晶胞中含有锌原子数为8×18＋6×12＝4，化学式为ZnSe，且Se原子和Zn原子的配位数相等，均为4，则晶胞中Se原子周围与之紧邻的其他Se原子数与Zn原子周围与之紧邻的其他Zn原子数相等，根据晶胞结构图，位于顶点的Zn原子周围与之紧邻的其他Zn原子位于面心，在每个晶胞中含有3×12＝32，而每个顶点被8个晶胞共用，则Zn原子周围与之紧邻的其他Zn原子数为32×8＝12，因此Se原子周围与之紧邻的其他Se原子数为12。 5．(2018·泰州中学高三第四次模拟)TiCl3是烯烃定向聚合的催化剂、TiCl4可用于制备金属Ti。

nCH3CH===CH2――――→TiCl3AlC2H53

TiO2＋2C＋2Cl2=====900 ℃TiCl4＋2CO TiCl4＋2Mg=====800 ℃ArTi＋2MgCl2 (1)Ti3＋的基态核外电子排布式为__________________________________________________。 (2)丙烯分子中，碳原子轨道杂化类型为_______________________________________。 (3)Mg、Al、Cl第一电离能由大到小的顺序是__________________________________。 (4)写出一种由第二周期元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式________________________________________________________________________。 (5)TiCl3浓溶液中加入无水乙醚，并通入HCl至饱和，在乙醚层得到绿色的异构体，结构式分别是[Ti(H2O)6]Cl3、[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O。1 mol [Ti(H2O)6]Cl3中含有σ键的数目为______。 (6)钛酸锶具有超导性、热敏性及光敏性等优点，该晶体的晶胞中Sr位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，Ti原子填充在O原子构成的正八面体空隙的中心位置，据此推测，钛酸锶的化学式为________________________________________________________________。

答案 (1) [Ar]3d1或1s22s22p63s23p63d1 (2)sp2、sp3 (3)Cl>Mg>Al

(4) (5)18NA (6)SrTiO3 解析 (4) 原子数和价电子数均相等的微粒互为等电子体，所以与CO互为等电子体的阴离子

为CN－或C2－2，电子式分别为。 (5)1个[Ti(H2O)6]Cl3含有12个O—H键和6个配位键，因此有18个σ键，所以1 mol [Ti(H2O)6]Cl3中含有18 mol σ键 。 (6)在1个晶胞内，Sr位于晶胞的顶点，Sr的个数为：8×18＝1，O位于晶胞的面心，O的个数为：6×12＝3，Ti原子填充在O原子构成的正八面体空隙的中心位置，说明Ti原子在晶胞的内部，Ti原子的个数为：1，所以钛酸锶的化学式为SrTiO3。 6．(2018·南京市、盐城市高三一模)通过反应