2020高考化学大一轮题型全突破（课件+讲义+刷题作业）：题型突破13 物质结构与性质的综合应用 (共3份打包)

课时作业(四十六)　物质结构与性质的综合作用 1．(2019·黑龙江哈尔滨统考)(1)三聚氰胺中六元环结构与苯环类似，它与硝基苯的相对分子质量之差为3，三聚氰胺的熔点为354 ℃，硝基苯的熔点是5.7 ℃。 ①三聚氰胺中，环上与环外的氮原子杂化轨道类型分别为________。 ②导致三聚氰胺与硝基苯熔点相差很大的根本原因是 ________________________________________________________________________。 (2)一定条件下，碳、氮两种元素可形成一种化合物，该化合物可作耐磨材料，其熔点________(填“高于”“低于”或“无法判断”)金刚石的熔点。 (3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。则铁镁合金的化学式为__________，若该晶胞的参数为d nm，则该合金的密度为____________(不必化简，用NA表示阿伏加德罗常数)。 解析　(1)①三聚氰胺中环上、环外氮原子分别形成了2个σ键、3个σ键，均还有一个孤电子对，故价层电子对数分别为3、4，杂化轨道类型分别为sp2、sp3。②三聚氰胺中存在N—H键，分子间能形成氢键，导致熔点升高，硝基苯分子间不能形成氢键，故熔点较低。(2)因氮的原子半径小于碳的原子半径，故键能：C—N＞C—C，因而金刚石的熔点较低。(3)依据均摊规则，晶胞中共有4个铁原子，8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，其质量为 g,1 nm＝10－7 cm，体积为10－21d3 cm3，由此可求出其密度。×104 g＝ 答案　(1)①sp2、sp3　②三聚氰胺分子间能形成氢键，但硝基苯分子间不能形成氢键 (2)高于　(3)Mg2Fe　 g·cm－3(或其他合理答案) 2．(2018·河南八市二模)针对氮族元素中的N、P、As三种非金属元素回答下列相关问题。 (1)基态砷原子的价电子排布式为__________，同周期元素原子中与其含有相同数目未成对电子的是__________(填元素符号)。 (2)雄黄(As4S4)是很多人熟悉的一种物质，其分子结构如图所示，分子中所有原子最外层均达到8电子结构。分子中含有的σ键的数目是______，●表示的原子是______，该原子的杂化形式是__________。 (3)硝酸的沸点较低，从氢键的角度推断其可能的原因是____________________。硝酸根的空间构型是____________。 (4)白磷(P4)晶体中分子堆积方式属于分子密堆积，每个分子周围紧邻的分子有______个。若白磷晶体晶胞的棱长为y pm，阿伏伽德罗常数的数值用NA表示，则白磷晶体的密度为__________g·cm－3。 解析　(1)基态砷原子的价电子排布式为4s24p3，其未成对电子数是3个，同周期元素原子中与其含有相同数目未成对电子的是V、Co(它们的价电子排布分别为3d34s2和3d74s2)。 (2)由雄黄(As4S4)的分子结构示意图可知，其分子中含有的σ键的数目是10，●表示的原子与相邻的原子形成3个共价键，所以该原子是砷，每个砷原子还有1个孤电子对，所以该原子的杂化形式是sp3杂化。 (3)硝酸的沸点较低，从氢键的角度推断其可能的原因是：硝酸中存在分子内氢键。硝酸根中氮原子的杂化类型是sp2杂化，氮原子形成了3个σ键，所以其空间构型是平面三角形。 (4)白磷(P4)晶体中分子堆积方式属于分子密堆积，类比金属晶体中金属原子的密堆积，可知每个分子周围紧邻的分子有12个。密堆积可能是面心立方堆积也可能是六方堆积，每个晶胞中有4个白磷分子，白磷晶体晶胞的棱长为y pm，阿伏伽德罗常数的数值用NA表示，则NA个晶胞的质量和体积分别是496 g和NA(y×10－10)3 cm3，则白磷晶体的密度为 g·cm－3。 答案　(1)4s24p3　V、Co　(2)10　砷　sp3杂化 (3)硝酸中存在分子内氢键　平面三角形 (4)12　 3．(2018·江西南昌二模)核安全与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站周围含有放射性物质碘－131和铯－137。碘－131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺肿大等疾病。 (1)与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素X、Y、Z的第一电离能如下表： 元素代号 X Y Z 第一电离能(kJ·mol－1) 520 496 419 基态Z原子的核外电子排布式为________。X、Y、Z三种元素形成的单质熔点由高到低的顺序为__________(用元素符号表示)，其原因为 _________________________________________________________________