作业16 物质结构与性质-【创新教程·微点特训】2023-2025三年高考化学真题分类特训

　　 　　　作业１６　物质结构与性质 考点１　金属、非金属及其化合物类 １．(２０２５􀅰浙江１月卷,１７)(１６分)磷是生命活 动中不可或缺的元素.请回答: (１)关于ⅤA族元素原子结构的描述,下列说 法正确的是　　　　(填标号). A．基态 P原子３p轨道上的电子自旋方向 相同 B．As３＋的最外层电子数为１８ C．P３＋的半径小于P５＋的半径 D．电子排布为[Ne]３s１３p４ 的P原子处于激 发态 (２)某化合物的晶胞如图. ①化学式是　　　　. ②将０．０１mol该化合物加入到含少量石蕊的 １０mLH２O中,实验现象是　　　　(从酸碱 性和溶解性角度推测). (３)两分子 H３PO４(Ka３＝４．８×１０－１３)脱水聚 合得到一分子 H４P２O７(Ka３＝２．０×１０－７),从 PO３－４ 、HP２O３－７ 的结构角度分析 Ka３差异的 原因: 　. (４)兴 趣 小 组 对 某 磷 灰 石 [主 要 成 分 为 Ca５(PO４)３OH、Ca５(PO４)３F、Ca５(PO４)３Cl 和少 量 SiO２]进 行 探 究,设 计 了 两 种 制 备 H３PO４的方法: Ⅰ．用稍过量的浓 H２SO４与磷灰石反应,得到 H３PO４溶液、少量SiF４ 气体、渣(主要成分为 CaSO４). Ⅱ．将磷灰石脱水、还原,得到的白磷(P４)燃烧 后与水反应制得 H３PO４溶液. ①方法Ⅰ,所得 H３PO４ 溶液中含有的杂质酸 是　　 　. ②以方法Ⅰ中所得渣为硫源,设计实验制备无 水Na２SO４,流程如下: 充分反应 　 → 渣(CaSO４) 溶液A 系列操作B 　 → 无水 Na２SO４ 操作C 　 →Na２SO４􀅰xH２O 溶液A是　　 　,系列操作B是　　　　　 　　,操作C是　　 　. ③方法Ⅱ中,脱水得到的Ca１０(PO４)６O(足量) 与炭(C)、SiO２ 高温下反应,生成白磷(P４)和 另一种可燃性气体,该反应的化学方程式是 　. ２．(２０２５􀅰山东卷,１６)(１２分)Fe单质及其化合 物应用广泛.回答下列问题: (１)在元素周期表中,Fe位于第　　　　周期 　　　　族.基态Fe原子与基态Fe３＋未成 对电子数之比为　　　　. (２)尿素分子(H２NCONH２)与Fe３＋形成配离 子的硝酸盐[Fe(H２NCONH２)６](NO３)３,俗 称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥. ①元素C、N、O中,第一电离能最大的是　　 　　,电负性最大的是　　　　. ②尿素分子中,C原子采取的轨道杂化方式为 　　　　. ③八面体配离子[Fe(H２NCONH２)６]３＋ 中 Fe３＋的配位数为６,碳氮键的键长均相等,则 与Fe３＋配位的原子是　　　　　　(填元素 符号). (３)αＧFe可用作合成氨催化剂,其体心立方晶 胞如图所示(晶胞边长为apm). ①αＧFe晶胞中Fe原子的半径为　　　　pm. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４７ 化学 ②研究发现,αＧFe晶胞中阴影所示 m,n两个 截面的催化活性不同,截面单位面积含有Fe 原子个数越多,催化活性越低.m,n截面中, 催化活性较低的是　　　　,该截面单位面积 含有的Fe原子为　　　　个􀅰pm－２. 　 ３．(２０２４􀅰山东卷,１６)(１２分)锰氧化物具有较 大应用价值,回答下列问题: (１)Mn在元素周期表中位于第　　　　　周 期　　　　　　族;同周期中,基态原子未成 对电子数比 Mn多的元素是　　　　(填元素 符号). (２)Mn的某种氧化物 MnOx 的四方晶胞及其 在xy 平面的投影如图所示,该氧化物化学式 为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　. 当 MnOx 晶体有O原子脱出时,出现O空位, Mn的化合价　　　　(填“升高”“降低”或 “不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性 质.下列氧化物晶体难以通过该方式获有半 导体性质的是　　　　(填标号). A．CaO　　　　　　B．V２O５　　　　　　 C．Fe２O３　　　　　　D．CuO (３)[BMIM]＋BF－４ (如图) 是 MnOx 晶型转变的诱导 剂.BF－４ 的 空 间 构 型 为 　　　 　 　; [BMIM]＋中咪唑环存在Π６５ 大π键,则 N原 子采取的轨道杂化方式为　　　　　　　　 　　　　　. (４)MnOx 可作 HMF转化为FDCA的催化剂 (如图).FDCA的熔点远大于 HMF,除相对 分子质量存在差异外,另一重要原因是　　　 　　　　　　　　　　　　　. ４．(２０２３􀅰全国乙卷,３５,１５分)[化学———选修 ３:物质结构与性质] 中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星. 探测 发 现 火 星 上 存 在 大 量 橄 榄 石 矿 物 (MgxFe２－xSiO４).回答下列问题; (１)基态Fe原子的价电子排布式为　　　　 　　　　.橄榄石中,各元素电负性大小顺序 为　　　　　,铁的化合价为　　　　. (２)已知一些物质的熔点数据如下表: 物质 熔点/℃ NaCl ８００．７ SiCl４ －６８．８ GeCl４ －５１．５ SnCl４ －３４．１ Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高 于SiCl４,原因是 　. 分析同族元素的氯化物SiCl４、GeCl４、SnCl４熔 点变化趋势及其原因　　　　　　　　　　 　　　　.SiCl４ 的空间结构为　　　　,其 中Si的轨道杂化形式为　　　　　　　　. (３)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构 属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投 影图如图所示,晶胞中含有　　　　个 Mg. 该物质化学式为　　　　　　　　,B—B最 近距离为　　　　. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５７ 作业１６　物质结构与性质 考点２　其他材料类 １．(２０２４􀅰湖北卷,８)结构决定性质,性质决定用 途.下列事实解释错误的是 (　　 ) 事实 解释 A 甘油是黏稠 液体 甘 油 分 子 间 的 氢 键 较强 B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸 的氧化性 C 冰的密度小 于干冰 冰晶体中水分子的空 间利用率相对较低 D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠 使电子可在整个碳原 子平面内运动 ２．(２０２４􀅰全国甲卷,３５)[化学—选修３:物质结 构与性质](１５分) ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有 着广泛的应用.回答下列问题: (１)该族元素基态原子核外未成对电子数为 　　　 　,在与其他元素形成化合物时,呈现 的最高化合价为　　　 　. (２)CaC２俗称电石,该化合物中不存在的化学 键类型为　　　 　(填标号). a．离子键　　　　　　b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键 (３)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 􀰷 Si CH３ H 􀰻,其中电负性最大的元素是　　　,硅 原子的杂化轨道类型为　　　 　. (４)早在青铜器时代,人类就认识了锡.锡的 卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原 因: 　. 物质 SnF４ SnCl４ SnBr４ SnI４ 熔点/℃ ４４２ －３４ ２９ １４３ (５)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材 料,其立方晶胞如图所示.其中Pb的配位数 为　　　　 　.设 NA 为阿伏加德罗常数的 值,则该晶体密度为　　　　　g􀅰cm－３(列 出计算式). ３．(２０２３􀅰全国甲卷,３５,１５分)[化学—选修３: 物质结构与性质] 将酞菁—钴酞菁—三氯化铝复合嵌接在 碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳 的催化剂.回答下列问题: (１)如图１所示的几种碳单质,它们互为　　 　　,其中属于原子晶体的是　　　　,C６０间 的作用力是　　　　. (２)酞菁和钴酞菁的分子结构如图２所示. 　　酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道 能提供一对电子的N原子是　　　　(填图２ 酞菁中N原子的标号).钴酞菁分子中,钴离 子的化合价为　　　　,氮原子提供孤对电子 与钴离子形成　　　　键. (３)气态AlCl３通 常 以 二 聚 体 Al２Cl６ 的形式存 在,其空间结构如 图３a所示,二聚 体中Al的轨道杂化类型为　　　　.AlF３ 的 熔点为１０９０℃,远高于AlCl３的１９２℃,由此 可以判断铝氟之间的化学键为　　　　键. AlF３结构属立方晶系,晶胞如图３b所示,F－的配 位数为　　　　.若晶胞参数为apm,晶体密度ρ ＝　　　　g􀅰cm－３(列出计算式,阿伏加德罗常 数的值为NA). 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６７ 化学 １７．解析:(１)常温常压下 HOF为无色气体,说明其沸点较 低,为分子晶体.比较元素的电负性大小可知,HOF中 F为－１价,则 其 水 解 反 应 为 HOF＋H２O 􀪅􀪅HF＋ H２O２,水解产物为 HF、H２O２.(２)ClO２ 为 V 形结构, 且存在３原 子５电 子 的 大 π键,则 Cl的 杂 化 类 型 为 sp２.ClO２ 中 Cl提供１个电子、每个 O 提供２个电子 形成 Π５３,Cl有１个孤电子对,Cl２O 中 O 存在两个孤电 子对,根据孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键 电子对与成键电子对间的斥力,知 Cl２O 中 Cl—O—Cl 键角小于 ClO２ 中 O—Cl—O 键角.(３)根据均摊法,X 的晶胞中白色小球的个数为１６× １４ ＋４× １ ２ ＋２＝８ , 黑色小球的个数为８× １４ ＋２＝４ ,灰色小球的个数为 ８×１８＋１＝２ ,则 X中灰球、黑球、白球的个数比为１∶ ２∶４,根据 Cu化合价为＋２,结合元素守恒、化合物中 各元素化合价代数和为０可知,X为 K２CuF４,则题中反 应的化学方程式为 CuCl２＋４K＋２F２ 一定条件 　 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅２KCl＋ K２CuF４.该晶 胞 中 含 有 ２ 个 K２CuF４,晶 胞 质 量 为 ６４×２＋３９×４＋１９×８ NA g ,晶胞体积为a×１０－１０cm×b× １０－１０cm×c×１０－１０cm＝abc×１０－３０cm３,则化合物 X的 密度ρ＝ ６４×２＋３９×４＋１９×８ NA g ÷(abc×１０－３０cm３)＝ ４．３６×１０３２ a２cNA g􀅰cm－３. 答案:(１)分子晶体　HF、H２O２ (２)sp２　＞　ClO２ 中既存在σ键又存在大π键,原子 轨道重叠的程度大,而 Cl２O中仅存在σ键,故 ClO２ 中 Cl－O键的键长小于Cl２O中Cl－O键的键长 (３)CuCl２ ＋ ４K ＋ ２F２ 一定条件 　 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅２KCl＋ K２CuF４ 　４．３６×１０ ３２ a２cNA 作业１６　物质结构与性质 考点１　金属、非金属及其化合物类 １．解析:(１)A．基态P原子价层电子排布式为３s２３p３,根据 洪特规则,３p轨道上的３个电子自旋方向相同,故 A 正 确;B．基态 As原子价层电子排布式为４s２４p３,As３＋ 的价 层电子排布式为４s２,最外层电子数为２,故 B错误;C． P３＋ 比P５＋ 多一个电子层,所以 P３＋ 的半径大于 P５＋ 的半 径,故 C 错 误;D．基 态 P 原 子 的 电 子 排 布 式 为 [Ne]３s２３p３,电子排布式为[Ne]３s１３p４ 的 P原子处于激 发态,故 D正确;选 AD. (２)①根据均摊法原则,晶胞中 Cl原子数６× １２ ＝３ 、P 原子数８×１８ ＝１ 、Ca原 子 数１２× １４ ＝３ ,所 以 化 学 式 是 Ca３PCl３; ②Ca３PCl３ 中P显－３价,将０．０１mol该化合物加入到 含少量石蕊的１０mLH２O 中,反应生成氯化钙、氢氧化 钙、PH３ 气体,溶液呈碱性,实验现象是溶液变蓝,有气 体放出. (３)当两分子 H３PO４ 脱水聚合时,结构发生变化,聚合结 构的体积更大,负电荷分布更分散,更容易电离出氢离 子,而 PO３－４ 的负电荷密度大,更易结合氢离子,所以聚 合后的Ka３值增大; (４)① 方 法 Ⅰ 中,Ca５ (PO４ )３OH、Ca５ (PO４ )３F、 Ca５(PO４)３Cl和浓硫酸反应生成硫酸钙、磷酸、氢氟酸、 盐酸,氢 氟 酸 和 SiO２ 反 应 生 成 SiF４ 气 体 和 水,所 得 H３PO４ 溶液中含有的杂质酸是盐酸、氢氟酸. ②碳酸钠和硫酸钙反应,硫酸钙转化为碳酸钙沉淀和硫 酸钠,溶液 A是碳酸钠溶液;过滤出碳酸钙,得硫酸钠、 碳酸钠混合液,加硫酸除碳酸钠,蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤、洗涤得 Na２SO４􀅰xH２O,系列操作 B是过滤、加硫 酸、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,Na２SO４􀅰xH２O 加 热脱水得无水硫酸钠,操作 C是加热脱水. ③方法Ⅱ中,脱水得到的 Ca１０(PO４)６O(足量)与炭(C)、 SiO２ 高温下反应,生成白磷(P４)和另一种可燃性气体, 根据元素守恒,可燃性气体为 CO,该反应的化学方程式 是２Ca１０(PO４)６O＋３０C＋２０SiO２ 高温 　 􀪅􀪅２０CaSiO３＋３P４＋ ３０CO↑. 答案:(１)AD　(２)①Ca３PCl３　②溶液变蓝,有气体放出 (３)PO３－４ 的负电荷密度大,更易结合氢离子 (４)①盐酸、氢氟酸　②碳酸钠溶液　过滤、加硫酸、蒸 发浓缩、冷 却 结 晶、过 滤、洗 涤 　 加 热 脱 水 　 ③２Ca１０ (PO４)６O＋３０C＋２０SiO２ 高温 　 􀪅􀪅２０CaSiO３＋３P４＋３０CO↑ ２．解析:(１)Fe为２６号元素,位于元素周期表中第四周期 Ⅷ族;基态Fe原子电子排布式为[Ar]３d６４s２,未成对电 子数为４,基态Fe３＋ 电子排布式为[Ar]３d５,未成对电子 数为５. (２)①同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但 N原子２p轨道为半充满稳定结构,第一电离能:N＞O＞ C;同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,因此电负性: O＞N＞C. ②尿素分子(H２NCONH２)中 C原子形成３个σ键,无孤 电子对,采取的轨道杂化方式为sp２ 杂化. ③八面体配离子[Fe(H２NCONH２)６]３＋ 中 Fe３＋ 的配位 数为６,碳氮键的键长均相等,因此 N原子不会参与形成 配位键,说明 C􀪅O中 O 原子参与配位,所以与 Fe３＋ 配 位的原子是 O. (３)①αＧFe为体心立方晶胞,晶胞边长为apm,体对角线 长度为 ３apm,体心立方晶胞中 Fe原子半径r与体对 角线关系为４r＝ ３a,因此Fe原子的半径为 ３a４ pm . ②m 截面面积Sm＝a２pm２,每个角原子被４个相邻晶胞 共享(二维共享),如图所示: ,每个晶胞的顶 点原子贡献１ ４ 个原子给该晶面,所含原子数为４× １４＝ １,单位面积 原 子 数 为 １ a２ 个􀅰pm－２,n截 面 面 积 为a× ２a＝ ２a２pm２,每个角原子被４个相邻晶胞共享,体心 原子完全属于本截面,所含原子数为 ４×１４( ) ＋１＝２, 单位面积原子数为 ２ ２a２ ＝ ２ a２ 个􀅰pm－２,因此催化活性 较低的是n截面,该截面单位面积含有的 Fe原子为 ２ a２ 个􀅰pm－２. 答案:(１)４　Ⅷ　４∶５　(２)①N　O　②sp２　③O　 (３)① ３a４ 　②n　 ２ a２ ３．解析:(１)Mn的原子序数为２５,位于元素周期表第四周 期ⅦB族;基态 Mn的电子排布式为:[Ar]３d５４s２,未成对 电子数有５个,同周期中,基态原子未成对电子数比 Mn多 的元素是Cr,基态Cr的电子排布式为[Ar]３d５４s１,有６个 未成对电子; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２３１ 化学 (２)由均摊法得,晶胞中 Mn的数目为１＋８× １８ ＝２ ,O 的数目为２＋４×１２＝４ ,即该氧化物的化学式为 MnO２; MnOx 晶体有 O 原子 脱 出 时,出 现 O 空 位,即x 减 小, Mn的化合价为＋２x,即 Mn的化合价降低;CaO 中 Ca 的化合价为＋２价、V２O５ 中 V 的化合价为＋５价、Fe２O３ 中Fe的化合价为＋３、CuO中Cu的化合价为＋２,其中CaO 中Ca的化合价下降只能为０,其余可下降得到比０大的价 态,说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质; (３)BF－４ 中B形成４个σ键(其中有１个配位键),为sp３ 杂化,空间构型为正四面体形;咪唑环存在 Π６５ 大π键,N 原子形成３个σ键,杂化方式为sp２; (４)由 HMF和 FDCA 的结构可知,HMF和 FDCA 均能 形成分子间氢键,但 FDCA 形成的分子间氢键更多,使 得FDCA的熔点远大于 HMF. 答案:(１)四　ⅦB　Cr (２)MnO２　降低　A (３)正四面体形　sp２ (４)FDCA形成的分子间氢键更多 ４．解析:(１)Fe为２６号元素,基态Fe原子的价电子排布式为 ３d６４s２.元素的金属性越强,其电负性越小,元素的非金属 性越强则其电负性越大,因此,橄榄石(MgxFe２－xSiO４)中, 各元素 电 负 性 大 小 顺 序 为 O＞Si＞Fe＞ Mg;因 为 MgxFe２－xSiO４ 中 Mg、Si、O的化合价分别为＋２、＋４和 －２,x＋２－x＝２,根据化合物中各元素的化合价的代数 和为０,可以确定铁的化合价为＋２. (２)Na与 Si均 为 第 三 周 期 元 素,NaCl熔 点 明 显 高 于 SiCl４,原因是:钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体, 其熔点较高;而SiCl４ 为分子晶体,其熔点较低.由表中 的数据可知,SiCl４、GeCl４、SnCl４ 熔点变化趋势为随着同 族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是: SiCl４、GeCl４、SnCl４ 均形成分子晶体,分子晶体的熔点由 分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高; 随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大, SiCl４ 的空间结构为正四面体形,其中 Si的价层电子对 数为４,因此Si的轨道杂化方式为sp３. (３)结合投影图可知,晶体结构图中实线部分为１个晶 胞,Mg位于晶胞顶点,数目为４× １６ ＋４× １ １２＝１ ;有２ 个B位于晶胞体内,B原子数目为２,故该物质的化学式 为 MgB２;如图 ,B位于边长为a的正 三角形的中心,故 B—B 的最 近 距 离 为 ３２a× １ ３ ×２＝ ３ ３a . 答案:(１)３d６４s２　O＞Si＞Fe＞Mg　＋２ (２)钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体、而 SiCl４ 为 分子晶体　随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依 次升高,其原因是:SiCl４、GeCl４、SnCl４ 均形成分子,分子 晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则 其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用 力依次增大　正四面体　sp３ (３)１　MgB２　 ３ ３a 考点２　其他材料类 １．B　A．甘油分子中有３个羟基,分子间可以形成更多的 氢键,且 O元素的电负性较大,故其分子间形成的氢键 较强,因此甘油是黏稠液体,A正确;B．王水溶解铂,是 因为浓盐酸提供的 Cl－ 能与被硝酸氧化产生的高价态的 铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解,而不是浓 盐酸增强了浓硝酸的氧化性,B不正确;C．冰晶体中水 分子间形成较多的氢键,由于氢键具有方向性,因此,水 分子间形成氢键后空隙变大,冰晶体中水分子的空间利 用率相对较低,冰的密度小于干冰,C正确;D．石墨属于 混合型晶体,在石墨的二维结构平面内,每个碳原子以 C—C键与相邻的３个碳原子结合,形成六元环层.碳 原子有４个价电子,而每个碳原子仅用３个价电子通过 sp２ 杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键,还有１个电 子处于碳原子的未杂化的２p轨道上,层内碳原子的这 些p轨道相互平行,相邻碳原子p轨道相互重叠形成大 π键,这些p轨道的电子可以在整个层内运动,因此石墨 能导电,D正确. ２．解析:(１)ⅣA 族 元 素 基 态 原 子 的 价 层 电 子 排 布 为 ns２np２,其核外未成对电子数为２,因最外层电子数均为 ４,所以在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价 为＋４; (２)CaC２ 俗称电石,为离子化合物,由 Ca２＋ 和 C２－２ 构成, 两种离子间存在离子键,C２－２ 中两个 C原子之间存在非 极性共价键,因此,该化合物中不存在的化学键类型为 极性共价键和配位键,故选bd; (３)聚甲基硅烷􀰷Si CH３ H 􀰻,含 C、Si、H 三种元素,其电负性 大小顺序:C＞H＞Si,则电负性最大的元素是 C,硅原子 与周围的４个原子形成共价键,没有孤电子对,价层电子 对数为４,则硅原子的杂化轨道类型为sp３; (４)根据表中数据可知,SnF４ 的熔点均远高于其余三种 物质,SnF４ 属于离子晶体,SnCl４、SnBr４、SnI４ 属于分子 晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,SnCl４、SnBr４、 SnI４ 三种物质的相对分子质量依次增大,分子间作用力 依次 增 强,熔 点 升 高,故 原 因 为:SnF４ 属 于 离 子 晶 体, SnCl４、SnBr４、SnI４ 属于分子晶体,离子晶体的熔点比分 子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作 用力越强,熔点越高; (５)由PbS晶胞结构图可知,该晶胞中有４个 Pb和４个 S,距离每个Pb原子周围最近的S原子数均为６,因此Pb 的配位数为６.设NA 为阿伏加德罗常数的值,则NA 个 晶胞的质量为４×(２０７＋３２)g,NA 个晶胞的体积为 NA × (５９４ × １０－１０ cm )３, 因 此 该 晶 体 密 度 为 ４×(２０７＋３２) NA×(５９４×１０－１０)３ g􀅰cm－３ (或 ９５６ NA×(５９４×１０－１０)３ g􀅰cm－３). 答案:(１)２　＋４ (２)bd (３)C　sp３ (４)SnF４ 属于离子晶体,SnCl４、SnBr４、SnI４ 属于分子晶 体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对 分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高 (５)６　 ４× (２０７＋３２) NA×(５９４×１０－１０)３ g􀅰cm－３ (或 ９５６ NA×(５９４×１０－１０)３ g􀅰cm－３) ３．解析:(１)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形 体.图１所示的几种碳单质,它们的组成元素均为碳元 素.因此,它们互为同素异形体;其中金刚石属于原子 晶体,石墨属于混合型晶体,C６０属于分子晶体,碳纳米管 不属于原子晶体;C６０间的作用力是范德华力; (２)已知酞菁分子中所有原子共平面,则其分子中所有 的 C原子和所有的 N原子均为sp２ 杂化,且分子中存在 大π键,其中标号为①和②的 N原子均有一对电子占据 了一个sp２ 杂化轨道,其p轨道只能提供１个电子参与 形成大π键,标号为③的 N原子的 p轨道能提供一对电 子参与 形 成 大 π 键,因 此 标 号 为 ③ 的 N 原 子 形 成 的 N—H易断裂从而电离出 H＋ ;钴酞菁分子中,失去了２ 个 H＋ 的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子.因 此,钴离子的化合价为＋２,氮原子提供孤对电子与钴离 子形成配位键. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３３１ 详解详析 (３)由 Al２Cl６ 的空间结构结合相关元素的原子 结 构 可 知,Al原子价层电子对数是４,其与其周围的４个氯原子 形成四面体结构,因此,二聚体中 Al的轨道杂化类型为 sp３.AlF３ 的熔点为１０９０℃,远高于 AlCl３ 的１９２℃,由 于F的电负性最大,其吸引电子的能力最强,因此,可以 判断铝氟之间的化学键为离子键.由 AlF３ 的晶胞结构 可知,其中含灰色球的个数为１２×１４＝３ ,小灰色球的个 数为８×１８＝１ ,则灰色的球为 F－ ,距 F－ 最近且等距的 Al３＋ 有２个,则 F－ 的配位数为２.若晶胞参数为apm, 则晶胞的体积为(apm)３＝a３×１０－３０cm３,晶 胞 的 质 量 为 ８４g NA ,则其晶体密度ρ＝ ８４×１０３０ NA􀅰a３ g􀅰cm－３. 答案:(１)同素异形体　金刚石　范德华力 (２)③　＋２　配位 (３)sp３　离子　２　８４×１０ ３０ NA􀅰a３ 作业１７　有机化合物 考点１　有机物的组成、分类与结构 １．B　A．该分子含１个手性碳原子,如图所示 , A项正确;B．该分子中存在多个sp３ 杂化的碳原子,故该 分子所在的碳原子不全部共平面,B项错误;C．该物质 含有醇羟基,且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢 原子,故该物质可以发生消去反应,C项正确;D．该物质 含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确. ２．B　A．“分子客车”能装载多种稠环芳香烃,故芳烃与“分 子客车”通 过 分 子 间 作 用 力 形 成 分 子 聚 集 体———超 分 子,A 项 正 确;B．“分 子 客 车”的 长 为 ２．２nm、高 为 ０．７nm,从长的方向观察,有与并四苯分子适配的结构, 从高的方向观察则缺少合适结构,故平躺装载的稳定性 大于直立装载的稳定性,B项错误;C．芘与“分子客车” 中中间部分结构大小适配,故从分子大小适配看“分子 客车”可装载２个芘,C项正确;D．芘、并四苯、蒄中π电 子数逐渐增多,与“分子客车”的结合常数逐渐增大,而 结合常数越大越稳定,故芳烃π电子数越多越有利于和 “分子客车”结合,D项正确. ３．B　A．由该物质的结构可知,其分子式为:C８H１５O６N,故 A错误;B．该物质结构中含有多个醇羟基,能发生缩聚 反应,故B正确;C．组成和结构相似,相差一个或若干个 CH２ 原 子 团 的 化 合 物 互 为 同 系 物,葡 萄 糖 分 子 式 为 C６H１２O６,该物质分子式为:C８H１５O６N,不互为同系物, 故 C错误;D．单键均为σ键,双键含有１个σ键和１个π 键,该物质结构中含有 C􀪅O,即分子中σ键和 π键均 有,故 D错误. ４．C　A．根据a和c的结构简式可知,a与b发生取代反应 生成c和 HCl,A 正确;B．a中含有酚羟基,酚羟基呈弱 酸性能与 NaOH 反应,b可在 NaOH 溶液中发生水解反 应,生成醇类,B正确;C．根据c的结构简式可知,冠醚中 有 四 种 不 同 化 学 环 境 的 氢 原 子,如 图 所 示: ,核磁共振氢谱有４组 峰,C 错 误;D．c 可 与 K＋ 形 成 鳌 合 离 子 ,该 物 质 在 苯 中 溶 解 度 较 大, 因此c可增加 KI在苯中的溶解度,D正确;故答案选 C. 考点２　有机物的结构与性质分析 １．CD　由图示可知,M 到 N多一个碳原子,M 与X发生加 成反应得到 N,X 为甲醛,N 与 CH２(COOC２H５)２ 发生 先加成后消去的反应,得到 P,P先在碱性条件下发生取 代反应,再酸化得到 Q. A．M 属于醛类,醛基的碳原子为１号,名称为２Ｇ甲基丙 醛,A 正 确;B．根 据 分 析,若 M＋X→N 原 子 利 用 率 为 １００％,则 X 为 HCHO,B 正 确;C．N 有 醛 基 和 —CH２OH,能 使 酸 性 高 锰 酸 钾 溶 液 褪 色,Q 有 碳 碳 双 键,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性高锰酸 钾溶液鉴别 N和 Q,C错误;D．P到 Q 第一步在碱性条 件下酯基和羟基发生取代反应形成环状结构,生成物有 CH３CH２OH,没有 CH３COOH,D错误. ２．B　A．连接４个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳 原子,分子中有５个手性碳原子,如图中用∗标记的碳原 子: ,故 A 正确;B．由鹰爪甲素的结 构简式可知,其分子中有过氧键,过氧键热稳定性差,所 以不能在１２０℃条件下干燥样品,故 B错误;C．鹰爪甲 素的分子式为 C１５H２６O４,如果有苯环,则分子中最多含 ２n－６＝１５×２－６＝２４个氢原子,则其同分异构体的结 构中不可能含有苯环,故 C正确;D．由鹰爪甲素的结构 简式可知,其分子中含羟基,即有氧氢键,所以其红外光 谱图中会出现３０００cm－１以上的吸收峰,故 D正确. ３．C　A．该分子中存在—CH３,因此不可能所有原子共平 面,故 A项错误;B．该分子中能与 NaOH 反应的官能团 为２个酚羟基、１个酯基(酚酯基)、１个羧基,除酚羟基形 成的酯基外,其余官能团消耗 NaOH 的比例均为１∶１, 因此１molM最多能消耗５molNaOH,故 B项错误;C． M 中存在羟基、羧基等,能够发生取代反应,存在苯环结 构,因此能发生加成反应,故 C 项正确;D．M 中存在羟 基、羧基,能形成分子间氢键,由于存在羟基与羧基相邻 的结构,因此也能形成分子内氢键,故 D项错误;综上所 述,说法正确的是 C项. ４．B　A．该分子不饱和度为４,碳原子数为１９,氢原子数为 ２×１９＋２－４×２＝３２,化学式为C１９H３２O３,A 正确;B．醚 键含有２个 C—Oσ键,酯基中含有３个 C—Oσ键,如 图: C 　① O 􀪅􀪅 　②O　③C ,则１个分子中含有５个 C—Oσ键,B 错误;C．手性碳原子是连接４个不同基团的 C原子,其 含 有 ３ 个 手 性 碳 原 子, 如 图: ,C 正 确;D．其 含 有—COOCH３ 基团,酯基水解时生成甲醇,D正确. ５．B　X中不饱和键均可以与 H２ 发生加成反应,除环外,X 的不饱和度为６,则１molX最多能和６molH２ 发生加 成反应,A错误;饱和碳原子采用sp３ 杂化,碳碳双键的 碳原子采用sp２ 杂化,１个 Y 分子中,采用sp３ 杂化的碳 原子有２个,采用sp２ 杂化的碳原子有４个,数目比为 １∶２,B正确; 中１号碳原子为饱和碳原 子,与２、３、４号碳原子直接相连,这４个碳原子不可能全 部共面,C 错 误;Z 分 子 中 含 有 碳 碳 双 键,能 使 Br２ 的 CCl４ 溶液褪色,D错误. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４３１ 化学