高考化学二轮复习 题型专练（十一）物质结构与性质（选考）（含解析）-人教版高三全册化学试题.docx

题型专练(十一)物质结构与性质(选考)1.(2019·河南开封一模)决定物质性质的重要因素是物质的结构。请回答下列问题:(1)已知元素M是组成物质Ca5(PO4)3F的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能,用符号I1至I5表示)如表所示:I1I2I3I4I5电离能kJ·mol-1589.81145.44912.464918153元素M化合态常见化合价是价,其基态原子电子排布式为。(2)Ca3(PO4)3F中非金属元素电负性由大到小的顺序为。(3)PO43-的中心原子的杂化方式为,该离子的空间构型为,键角为,其等电子体有(请写出两种)。(4)CaF2晶胞结构如图所示,则CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的Ca2+数目为;已知Ca2+和F-半径分别为acm、bcm,阿伏加德罗常数为NA,M为摩尔质量,则晶体密度为g·cm-3(不必化简)。(5)已知MgO与CaO的晶体结构相似,其摩氏硬度的大小关系为,原因为。答案(1)+21s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2(2)F>O>P(3)sp3正四面体形109°28'SO42-、CCl4等(4)124MNA[4(a+b)3]3(5)MgO>CaOMg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能较大解析(1)根据元素M气态原子I1~I5的大小可以看出:I1、I2相差不大,I2、I3相差较多,说明M原子最外层有2个电子。在Ca5(PO4)3F中元素有Ca、P、O、F四种元素,只有Ca元素最外层有2个电子,容易失去最外层的2个电子,化合价为+2价;根据原子核外电子排布规律可知Ca基态原子电子排布式为[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2。(2)Ca3(PO4)3F中非金属元素有P、O、F三种,元素的非金属性F>O>P,元素的非金属性越强,其电负性越大,故按电负性由大到小的顺序排列为F>O>P。(3)PO43-的中心原子P的价层电子对数是4,故P原子杂化方式为sp3杂化;由于孤电子对数为0,该离子的空间构型为正四面体形,键角为109°28',其等电子体有SO42-、CCl4等。(4)根据CaF2晶胞结构可知:在每个晶胞中与Ca2+离子距离最近且等距离的Ca2+有3个(顶点Ca2+与面心Ca2+最近),顶点Ca2+可被8个晶胞共用,每个Ca2+计算了2次,所以与Ca2+离子距离最近且等距离的Ca2+有(3×8)÷2=12个;将CaF2晶胞分成8个小立方体,立方体中心为F-离子,顶点为Ca2+,晶胞中共有4个钙离子、8个氟离子。小立方体的对角线为2(a+b),则晶胞的对角线为4(a+b),晶胞的边长为4(a+b)3,根据晶体密度计算公式可得该晶体的密度ρ=mV=4MNA[4(a+b)3]3g·cm-3。(5)MgO与CaO的晶体结构相似,由于离子半径Ca2+>Mg2+,离子半径越大,与O2-的核间距就越大,晶格能就越小,物质的硬度就越小,故其摩氏硬度的大小关系为MgO>CaO。2.(2019·辽宁葫芦岛二模)铁、钴、镍等过渡元素在工业生产和科学研究中具有重要作用,回答下列问题。(1)Fe3+简化的电子排布式为,第四电离能I4(Co)I4(Fe)(填”>”或”<”)。(2)FeSO4常用作净水剂和补铁剂,SO42-的空间构型为,其中硫原子采用杂化,任意写出一种SO42-的等电子体:。(3)Fe(CO)x常温下呈液态;熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于(填晶体类型),若配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=。(4)氮化铁晶体的晶胞如图1所示,该氮化铁晶体的化学式为。(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与O2-紧邻且等距离的Fe2+数目为,Fe2+与O2-最短核间距为pm。答案(1)[Ar]3d5<(2)正四面体sp3ClO4-、S2O32-、PO43-(任写一种)(3)分子晶体5(4)Fe3N(5)6336ρ×NA×1010解析(1)Fe在第四周期Ⅷ族,基态原子简化电子排布式为:[Ar]3d64s2,则Fe3+简化电子排布式为[Ar]3d5;Co基态原子简化电子排布式为:[Ar]3d74s2,气态Co原子失去三个电子后会变为[Ar]3d6,更易生成[Ar]3d5,Fe3+3d能级为半充满结构,较稳定,故第四电离能I4(Co)<I4(Fe)。(2)SO42-的价层电子对数为4,无孤电子对,则其空间构型为正四面体,杂化类型为sp3;等电子体是指价电子数相同,原子数相同,结构相似的离子或分子,则与SO42-互为等电子体的有ClO4-、S2O32-、PO43-等。(3)Fe(CO)x常温下呈液