发布时间 : 星期日 文章2020届高考化学一轮复习选修3-2分子结构与性质作业更新完毕开始阅读a3e4c25985254b35eefdc8d376eeaeaad0f31622
课时分层提升练 四十 分子结构与性质
1.(2019·开封模拟节选)第四周期有18种元素,其相关化合物在化工、医药、材料等领域均有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态钙原子核外电子云形状为________,电子占据的最高能层符号是________。 (2)五氧化二钒(V2O5)是硫酸工业中重要的催化剂,基态钒原子的价电子排布式为____________________。
(3)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,其中“亚铁”是关键成分, K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe的试剂,1 mol CN中含π键的数目为________,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe,从结构角度来看,Fe易被氧化成Fe的原因是______________________。
(4)镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为____________________(用元素符号表示);其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂,其熔点为-49.5 ℃,沸点为83.1 ℃,则其晶体类型为________,中心原子的杂化类型为________;砷酸酸性弱于硒酸,从分子结构的角度解释原因_____________ _________________。
【解析】(1)基态钙原子核外电子排布式为1s2s2p3s3p4s,由于s、p两个能级的电子云形状分别为球形和哑铃形,所以基态钙原子核外电子云形状为球形和哑铃形;电子占据的最高能层是第四层,符号是N。
(2)钒的原子序数为23,所以其基态的价电子排布式为3d4s。
(3)在CN内部有一个σ,两个π键,所以1 mol CN中含π键的数目为2NA;Fe的价电子排布式为3d,Fe的价电子排布式为3d,3d是半充满状态,比较稳定,所以Fe易被氧化成Fe。 (4)同周期主族元素的第一电离能从左到右是依次增大的,但其中ⅡA和ⅢA,以及ⅤA和ⅥA之间存在有全满和半满的情况,所以有反常现象,因此镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge>Ga;四氯化锗的熔沸点都很低,所以其晶体为分子晶体;中心原子即Ge的杂化类型为sp,可以和四个氯原子形成四个等价的共价键;砷酸的分子式为H3AsO4,而硒酸的分子式为H2SeO4,所以在分子结构上,砷酸分子中的非羟基氧原子数少于硒酸的,所以砷酸酸性弱于硒酸。
答案:(1)球形和哑铃形 N (2)3d4s (3)2NA Fe的3d半满状态更稳定 (4)As>Se>Ge>Ga 分子晶体 sp 硒酸中非羟基氧原子较多(或其他合理解释)
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【加固训练】
(2019·哈尔滨模拟)已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A (1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。 (2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点________(填“高”或“低”),理由是__________。 (3)A的氢化物分子中的中心原子采取________杂化,E的低价氧化物分子的空间构型是____________。 (4)F的核外电子排布式是____________,F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为________,颜色为____________。 (5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示(其中A显-3价),则其化学式为________(每个球均表示1个原子)。 (6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,则其化学式为____________,其晶体中所含的化学键类型为____________。 【解析】根据题意,C元素是地壳中含量最高的金属元素,则C为铝元素;A原子核外有三个未成对电子,原子序数小于铝元素,其电子排布式为1s2s2p,则A为氮元素;E原子核外的M层中只有两对成对电子,电子排布式为1s2s2p3s3p,则E为硫元素;化合物B2E的晶体为离子晶体,B应为第ⅠA族元素,且原子序数在氮元素和铝元素之间,则B为钠元素;D单质的晶体类型在同周期的单质中没有相同的,D处于第三周期,故D为硅元素;F原子核外最外层电子数与B相同,其余各层均充满,且原子序数最大,电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s,故F为铜元素。 (1)在元素周期表中,同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,据此可判断四种元素的第一电离能的顺序为:Na 2 2 6 2 6 10 1 2 2 6 2 42 2 3 故NaCl晶体熔点高; (3)A的氢化物为NH3,氮原子价层电子对数为3+=4,则氮原子采取sp杂化;E 3 的低价氧化物为SO2,硫原子孤电子对数为形; =1,价层电子对数为2+1=3,则为V (4)F为铜元素,其核外电子排布式为:1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s,铜离子与氨气可以配位键形成配离子,其化学式为[Cu(NH3)4]; 2+ 22626101101 (5)F为Cu,A为N,且N为-3价,由晶胞结构图可知,氮原子在顶点,则氮原子数为8×=1, 铜原子在棱心,则铜原子数为12×=3,所以化学式为Cu3N; (6)A、C形成的化合物为AlN,根据化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,可判断晶体类型为原子晶体,化学键类型为共价键。 答案:(1)Na (2)高 NaCl为离子晶体,而SiCl4为分子晶体 (3)sp V形 (4)1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s [Cu(NH3)4] 深蓝色 (5)Cu3N (6)AlN 共价键 2.钛(22Ti)铝合金在航空领域应用广泛,回答下列问题: (1)基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar]________,其中s轨道上总共有________个电子。 (2)六氟合钛酸钾(K2TiF6)中存在[TiF6]配离子,则钛元素的化合价是________,配位体________。 (3)TiCl3可用作烯烃定向聚合的催化剂,例如丙烯用三乙基铝和三氯化钛做催化剂时,可以发生下列聚合反应:nCH3CH CH2 ",CH(CH3)-CH2",,该反应中涉及的物质中 2-2+ 2 2 6 2 6 10 1 10 1 3 碳原子的杂化轨道类型有________________________;反应中涉及的元素中电负性最大的是________。三乙基铝是一种易燃物质,在氧气中三乙基铝完全燃烧所得产物中分子的立体构型是直线形的是________。 (4)钛与卤素形成的化合物的熔沸点如下表所示, TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ -25 39 150 沸点/℃ 136.5 230 377 分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定规律的原因是______________。 【解析】(1)Ti原子的核外有22个电子,最外层有2个电子,基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar]3d4s;s轨道上总共有8个电子。(2)[TiF6]中F元素化合价为-1,化合价代数和等于-2,则Ti元素的化合价为+4;配体是F。(3)单键碳有4个σ键,无孤对电子,为sp杂化;双键碳有3个σ键,无孤对电子,为sp杂化;涉及的元素中Cl的非金属性最强,所以Cl的电负性最大;在氧气中三乙基铝完全燃烧生成氧化铝、二氧化碳、水,氧化铝是离子化合物、CO2为直线形分子、H2O是“V”型分子,所以分子的立体构型是直线形的是CO2;(4)TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶体,而且组成和结构相似,其相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增大,因而三者的熔点和沸点依次升高。 答案:(1)3d4s 8 (2)+4 F (3)sp、sp Cl CO2 (4)TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶体,而且组成和结构相似,其相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增大,因而三者的熔点和沸点依次升高 【加固训练】 (2019·西安模拟)ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在医药生产中有许多重要用途。请回答下列问题: (1)基态氮原子的价电子排布图(或轨道表示式)是________________; 基态砷原子的电子排布式为________________。 (2)砷与同周期ⅦA族的溴的第一电离能相比,较大的是________。 (3)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是______。 (4)①肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。则N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。 ②Na3AsO4可作杀虫剂。AS 的空间构型为________________,与其互为等电子体的一种 2 32 2 -2-3 2 2 2- 分子为________________________。