第2部分 题型4 物质结构与性质-【金版教程】2023高考化学大二轮专题复习冲刺方案全书word（新教材，创新版）

题型4　物质结构与性质 1　(2022·全国甲卷)2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题： (1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为________________。 (2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是________(填标号)，判断的根据是____________________________________________________________________________；第三电离能的变化图是________(填标号)。 (3)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构________________。 (4)CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为________和________；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因__________________________________________________。 (5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是______；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为_____pm。 [解析]　(2)C、N、O、F四种元素在同一周期，同一周期第一电离能的总体趋势是增大的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高，因此C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N<F，满足这一规律的图像为图a，同一周期原子的第三电离能的总体趋势也是增大的，C、N、O、F的价电子排布式分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4、2s22p5，失去两个电子后的价电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3，此时F的2p轨道上的电子排布处于半充满状态，其第三电离能最大，C原子在失去2个电子之后的2s能级为全充满状态，因此其再失去一个电子需要的能量稍高，则满足这一规律的图像为图b。 (4)CF2===CF2中C原子存在3个共用电子对，其C原子的杂化方式为sp2杂化，但其共聚物ETFE中C原子存在4个共用电子对，其C原子为sp3杂化；由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结合过程中形成的C—F键的键能大于聚乙烯中C—H键的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。 (5)根据萤石晶胞结构，X离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1个晶胞中X离子共有8×＋6×＝4个，Y离子分布在晶胞内部，则1个晶胞中共有8个Y离子，因此该晶胞的化学式应为XY2，结合萤石的化学式可知，X为Ca2＋；根据晶胞结构图，将晶胞分成8个相等的小正方体，仔细观察CaF2的晶胞结构不难发现F－位于晶胞中8个小立方体的体心，小立方体边长为a pm，体对角线为a pm，Ca2＋与F－之间的距离就是小立方体体对角线的一半，因此晶体中正负离子的核间距的最小距离为a pm。 [答案]　(1) (2)a　同一周期从左至右第一电离能的总体趋势是增大的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高　b (3) (4)sp2　sp3　C—F键的键能大于聚乙烯中C—H键的键能，键能越大，化学性质越稳定 (5)Ca2＋　a 2　(2022·湖南高考节选)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题： (1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构简式如下： ①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]________； ②该新药分子中有________种不同化学环境的C原子； ③比较键角大小：气态SeO3分子________SeO离子(填“>”“<”或“＝”)，原因是______________________________________。 (2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示： ①富马酸分子中σ键与π键的数目比为________； ②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为__________________。 (3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2，将N3－转化为NH，反应过程如图所示： 产物中N原子的杂化轨道类型为________。 (4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示： ①该超导材料的最简化学式为________； ②Fe原子的配