2019年高考化学二轮复习专题27物质结构与性质练习(含答案)

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)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2

(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1

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：

(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：

则该元素是

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ⅣA②1s22s22p3 1

③＞＜＞＜

(2)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)

(3)N ○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓ ○↑

(4)①Al ②1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4③CD

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：

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：

比较两元素的I2、I3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ⅠA 2 1s22s22p63s23p2

(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。

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)SiO2>CO2平面三角形sp2SO3(或BF3)(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3d24s2，属于d区元素，其基态原子的价电子排布图为

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)AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。

【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3

(2)大于小于(3)三角锥形sp3

【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：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(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4s24p1、4s24p3，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4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3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sp3杂化，AsCl3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：

2Cr2O2－7＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→

4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH

(1)Cr3＋基态核外电子排布式为____________________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是______(填元素符号)。

(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。

(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH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)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3O

(2)sp3和sp27N A(或7×6.02×1023)

(3)H2F＋H2O与CH3CH2OH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)BF3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(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2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(CH3)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)1s22s22p1N＞C (2)①abc ②四面体

(3)sp3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1s22s22p1，C、N两种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞C。

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)1s22s22p63s23p5Ar HClO4正四面体

(3)①CuCl

4×99.5

N A3×10－21

或

4×M

N A×a3×10－21

②Cu＋可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子) [Cu(NH3)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1s22s22p63s23p5，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HClO4，该酸根离子中氯原子为sp3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

1 mol 晶胞中含有4 mol CuCl,1 mol 晶胞的质量为4×99.5 g，又晶胞参数a ＝0.54

2 nm ，此晶体的密度为

4×99.5N A

3×10－21或4×M N A ×a 3×10

－21 g·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Cu 2＋

，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

1 000 ℃，GaCl 3

的熔点为

77.9 ℃，其原因是

________________________________________________________________________。

(2)GaAs 的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·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 3

Ga ＋r 3

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 9Al 4、Cu 5Zn 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；Cu 2＋

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)2,1 mol(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，S 2－

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)1 1s 2

2s 2

2p 6

3s 2

3p 6

3d 9

或[Ar]3d 9

Cu(NH 3)4SO 4 共价键、离子键、配位键 sp 3

(3)5N A

异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能 (4)4 (5)3.89×1023

a 3

N A

(或其他合理答案)