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大题规范训练(二) 2022高考真题汇编
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 根据基态原子的电子表示式书写价电子排布式;根据电离能的排布规律分析电离能趋势和原因;根据氢键的表示方法书写(HF)3的结构;根据键能影响物质稳定性的规律分析两种物质的稳定性差异;根据均摊法计算晶胞中各粒子的个数,判断粒子种类。
(1)F为第9号元素其电子排布为1s22s22p5,则其价电子排布图为。
(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依次升高的,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。气态基态+2价阳离子失去1个电子生成气态基态+3价阳离子所需要的能量为该原子的第三电离能,同一周期原子的第三电离能的总体趋势也依次升高,但由于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。
(3)固体HF中存在氢键,则(HF)3的链状结构为。
(4)CF2===CF2中C原子形成3个σ键,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对共用电子对,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,浅色X离子分布在晶胞的顶点和面心上,则1个晶胞中浅色X离子共有8×+6×=4个,深色Y离子分布在晶胞内部,则1个晶胞中共有8个深色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,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个小立方体中互不相邻的4个小立方体的体心,小立方体边长为a,体对角线为a,Ca2+与F-之间距离就是小晶胞体对角线的一半,因此晶体中正负离子的核间距的最小的距离为a pm。
答案 (1)
(2)图a 同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的,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 图b
(3)
(4)sp2 sp3 C—F键的键能大于聚乙烯中C—H的键能,键能越大,化学性质越稳定
(5)Ca2+ a
2.(2022·湖南卷)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
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