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高中化学物质的结构与性质专项训练100附解析

一、物质的结构与性质的综合性考察
1．五种短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大。X、Y是非金属元素X、Y、Q元素的原子最高能级上电子数相等；Z元素原子的最外层电子数是次外层的两倍；W元素原子核外有三种不同的能级且原子中p亚层与s亚层电子总数相等；Q元素电离能分别是I1=496，I2=4562，I3=6912。回答下列问题：
(1)基态Q原子的核外电子排布式是____________________。
(2)Q、W形成的化合物Q2W2中的化学键类型是______________。
(3)Y能与氟元素形成YF3，该分子的空间构型是_______，该分子属于______分子(填“极性”或“非极性”)。Y与X可形成具有立体结构的化合物Y2X6，该结构中Y采用______杂化。
(4)Y(OH)3是一元弱酸，其中Y原子因缺电子而易形成配位键，写出Y(OH)3在水溶液中的电离方程式_______________。
(5)Z的一种单质晶胞结构如下图所示。

①该单质的晶体类型为___________。
②含1molZ原子的该晶体中共有_____mol化学键。
③己知Z的相对原子质量为M，原子半径为rpm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为____g·cm-3。
2．铁被称为“第一金属”，铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。
(1)铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用___________摄取铁元素的原子光谱。
(2)FeCl3的熔点为306℃，沸点为315℃。由此可知FeCl3属于______晶体。FeSO4常作净水剂和补铁剂，SO42-的立体构型是____________。
(3)铁氰化钾K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的重要试剂。
①基态N原子的轨道表示式为___________。
②写出一种与铁氰化钾中配体互为等电子体的极性分子的化学式_______。
③铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为____________。
④铁氰化钾中，不存在___________(填字母标号)。
A.离子键B.σ键C.π键D.氢键E.金属键
(4)有机金属配位化合物二茂铁[(C5H5)2Fe]是汽油中的抗震剂。分子中的大π键可用符号πmn表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π66)，则中的大π键应表示为________，其中碳原子的杂化方式为________。
(5)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1mol[Fe(CO)5]分子中含_____molσ键。
(6)某种磁性氮化铁的结构如图所示，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。其中铁原子周围最近的铁原子个数为_____；六棱柱底边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为_________g/cm3(列出计算式)。

3．据《科技日报》报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C的含氧化合物。请回答下列问题：
（1）在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，某基态原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”（指能量相同的原子轨道在全满、半满、全空状态时，体系的能量最低），该原子的外围电子排布式为_____。
（2）在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素是_____（填元素符号）。
（3）铜的焰色反应呈绿色，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为_____。
（4）石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中的C-H键，导致C与H之间的作用力_____(“减弱”或“不变”)。铁晶体中粒子之间作用力类型是_____。
（5）常温下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。
①它们的沸点分别为64.7℃、-19.5℃、100.8℃，其主要原因是_____；
②CH4和HCHO比较，键角较大的是_____，主要原因是_____。
（6）钴晶胞和白铜(铜镍合金)晶胞分别如图1、2所示。

①钴晶胞堆积方式的名称为_____；
②已知白铜晶胞的密度为dg·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为_____pm(列出计算式)。
4．铁与人类密切相关，几乎无处不在，地壳中大约5%是铁，是含量仅次于铝的金属.根据所学知识回答下列问题：
（1）铁原子价电子轨道表示式为______，与铁同周期的元素的基态原子中，最外层电子数与铁相同的元素共有_____种（包含铁）。
（2）下列关于铁的说法，不正确的是_____（填选项字母）
A．基态铁原子的电子排布