2020届高考化学一轮复习物质结构与性质作业(1) 5页

物质结构与性质 ‎1.科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。‎ ‎(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为　　　　。 ‎ ‎(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是　　　(填序号)。 ‎ a.固态CO2属于分子晶体 b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子 c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2‎ d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp ‎(3)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。‎ ‎①基态Ni原子的电子排布式为　　　　　　　　　　,该元素位于元素周期表中的第　　　　族。 ‎ ‎②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有　　　　mol σ键。 ‎ ‎(4)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。‎ ‎　　参数 分子　　‎ 分子直径/nm 分子与H2O的结合能E/kJ·mol-1‎ CH4‎ ‎0.436‎ ‎16.40‎ CO2‎ ‎0.512‎ ‎29.91‎ ‎①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)H、C、O　(2)a、d ‎(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　Ⅷ　②8‎ ‎(4)①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4‎ 解析　(2)CH4是正四面体分子,属于只含极性共价键的非极性分子;分子中化学键的强弱决定分子的稳定性,不影响其熔、沸点。(3)②1 mol Ni(CO)4中共有8 mol σ键,4 mol存在于Ni和配体CO之间,4 mol存在于配体CO中的C和O之间。‎ ‎2.周期表中有A、B、C三种原子序数依次增大的元素,A是地壳中含量最多的金属元素,B的价层电子排布式为nsn-1npn+1,C是生活中的一种常用金属且其原子的外围电子排布式为3d104s1。‎ ‎(1)A基态原子的核外电子排布式为　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)一氧化碳(与N2互为等电子体)分子中σ键与π键数目之比为　　　　。 ‎ ‎(3)C的单质和某化合物甲的部分微观结构分别如图所示,C微粒周围等距离且距离最近的C微粒有　　　　个;甲的化学式为　　　　(用M、N表示)。 ‎ ‎(4)金属C在加热时与B的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)C元素的最高价氧化物的水化物能溶于氨水,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)联氨(N2H4)是航天飞船常用的高能燃料,可以以尿素为原料制取,方法是在KMnO4催化剂存在下,尿素[CO(NH2)2]和次氯酸钠、NaOH溶液反应生成联氨、Na2CO3、H2O及另外一种产物,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1‎ ‎(2)1∶2‎ ‎(3)12　MN2或N2M ‎(4)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ‎(5)Cu(OH)2+4NH3·H2OCu(NH3)4(OH)2+4H2O ‎(6)CO(NH2)2+NaClO+2NaOHN2H4+Na2CO3+NaCl+H2O 解析　A是地壳中含量最多的金属元素,则A是Al,B的价层电子排布式为nsn-1npn+1,则n只能是3,B是S;C是Cu。(2)N2的结构式是,含1个σ键,2个π键,互为等电子体的物质结构相似,即CO中的σ键与π键的个数比为1∶2。(3)与Cu原子最近且等距的Cu有12个;分析题图知甲的化学式是MN2或N2M。(6)根据反应物和生成物知尿素中的N的化合价由-3价升高到-2价(N2H4中的N的化合价),因此尿素是还原剂,则次氯酸钠是氧化剂,被还原为氯化钠,根据得失电子守恒知尿素与次氯酸钠的物质的量之比是1∶1,再结合质量守恒定律配平方程式。‎ ‎3.研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请根据已学习的物质结构知识,回答下列问题:‎ ‎(1)基态Mn原子的价电子排布式为　　　　。 ‎ ‎(2)向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,形成难溶物,继续加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液;若加入极性较小的溶剂(如乙醇),则会析出深蓝色的晶体。实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的化学键类型有　　　　　　　　。写出难溶物溶于氨水时的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。实验过程中加入C2H5OH 后可观察到析出深蓝色Cu(NH3)4SO4·H2O晶体,实验中所加C2H5OH 的作用是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3) HClO2、HClO3为氯元素的含氧酸,ClO‎2‎‎-‎的空间构型为　　　　;HClO3分子中,Cl原子的杂化方式为　　　　。 ‎ 答案　(1)3d54s2‎ ‎(2)共价键、配位键　Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O　降低Cu(NH3)4SO4的溶解度 ‎(3)V形　sp3‎ ‎4.硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。‎ ‎(1)基态硒原子的价层电子排布式为　。 ‎ ‎(2)H2SeO3的中心原子杂化类型是　　　　　;SeO‎3‎‎2-‎的立体构型是　　　　　。与SeO‎3‎‎2-‎互为等电子体的分子有　　　　　　(写一种物质的化学式即可)。 ‎ ‎(3)H2Se属于　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子;单质硒的熔点为217 ℃,它属于　　　　晶体。 ‎ ‎(4)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中硒原子的配位数为　　　　;若该晶胞密度为ρ g·cm-3,硒化锌的摩尔质量为M g· mol-1,NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a为　　　　pm。 ‎ 答案　(1)4s24p4‎ ‎(2)sp3　三角锥形　PCl3‎ ‎(3)极性　分子 ‎(5)4　‎3‎‎4MρNA×1010‎ ‎5.碱金属及其化合物在科学研究、生活和生产方面有广泛应用。请回答下列问题:‎ ‎(1)基态钠原子的价层电子排布式为　　　　　。在周期表的同周期元素中,碱金属的　　　　　　　　　　最小。(从“电负性”“原子半径”或“第一电离能”中选填) ‎ ‎(2)氢化钠晶胞类似于氯化钠晶胞。氢化钠晶体类型是　　　　　　。如果晶胞边长为a cm,Na+、H-直径分别为b cm、c cm,则氢化钠晶胞的空间利用率为　　　　　　。 ‎ ‎(3)钠钾合金的晶胞采取体心立方堆积,结构如图所示,Na的配位数为　　　　。 ‎ ‎(4)若钠晶胞的密度为ρ g·cm-3,晶胞边长为a cm,则阿伏加德罗常数的值NA=　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)3s1　电负性、第一电离能 ‎(2)离子晶体　‎2π(b‎3‎+c‎3‎)‎‎3‎a‎3‎×100%‎ ‎(3)8　(4)‎‎46‎ρa‎3‎ 解析　(1)基态钠原子核外价电子只占据3s能级,价电子排布式为3s1。碱金属是活泼金属,在化学反应中易失去电子。在同周期中碱金属元素的电负性、第一电离能最小。‎ ‎(2)氢化钠由H-、Na+构成,它属于离子晶体。一个氢化钠晶胞含4个H-、4个Na+。V(H-)=‎4‎‎3‎πc‎2‎‎3‎cm3,V(Na+)=‎4‎‎3‎πb‎2‎‎3‎cm3,晶胞体积V=a3cm3,φ=‎4V(H‎-‎)+4V(Na‎+‎)‎V×100%=‎2π(b‎3‎+c‎3‎)‎‎3‎a‎3‎×100%。‎ ‎(3)由图可知,Na、K的配位数都是8。‎ ‎(4)1个钠原子的质量m(Na)=‎23‎NA g,ρ=‎2×23‎a‎3‎NA,NA=‎46‎ρa‎3‎。‎