物质结构综合题-高考化学二轮复习练习

1.(2019全国Ⅲ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题:

(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是　　　　　,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态　　　　　(填“相同”或“相反”)。 

(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为　　　　　,其中Fe的配位数为　　　　　。 

(3)苯胺()的晶体类型是　　　　　。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是　　　　　;P的　　　　　杂化轨道与O的2p轨道形成　　　　　键。 

(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为　　　　　(用n代表P原子数)。 

答案:(1)Mg　相反　(2)　4　(3)分子晶体　苯胺分子之间可以形成氢键　(4)O　sp3　σ　(5)(PnO3n+1)(n+2)-

2.磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题:

(1)基态砷原子的价电子排布式为　　　　　。 

(2)生产农药的原料 PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　,电负性由大到小的顺序为　　　　。 

(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂,其中碳原子的杂化轨道类型为　　　　　,所含共价键的类型为　　　　　,写出一种与COS键合方式相同且立体构型也相同的微粒:　            。

(4)H2O与H2S为同族元素的氢化物,H2O可以形成H9或H3O+,而H2S几乎不能形成类似的H9或H3S+,其原因是  　            。 

(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ℃,其晶胞结构如图所示。

①磷化铝的晶体类型为　　　　　。 

②A、B点的原子坐标如图所示,则C点的原子坐标为　　　　　　　。 

③磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm,其密度为　　　　　　　　　　　　 g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的数值)。 

答案:(1)4s24p3　(2)Cl>P>S　Cl>S>P　(3)sp　σ键和π键(写“极性键”也可)　CO2(或CS2、BeF2等)

(4)氧的电负性大且原子半径小,H2O分子间及与H+可形成氢键,而硫的电负性较小且原子半径大,几乎不能形成氢键

(5)①原子晶体　②　③

3.由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途。

回答下列问题:

(1)基态氯原子核外电子占有的原子轨道数目为　　　　。 

(2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是　　　　,该分子的立体构型为　　　　　。 

(3)PH4Cl的电子式为　　　　　　　　　,Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中π键与σ键个数比为　　　　　。 

(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如图甲)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 pm和69 pm,则熔点:MgO　　　　(填“>”“<”或“=”)NiO,理由是　 　        。 

甲

乙

答案:(1)9　(2)sp3　三角锥形

(3)[H]+]-　1∶1

(4)>　Mg2+半径比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大

解析:(1)基态氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,其核外电子占有的原子轨道数为9。

(2)PCl3中P原子杂化轨道数为×(5+3)=4,采取sp3杂化方式,有1对孤电子对,所以该分子立体构型为三角锥形。

(3)PH4Cl的电子式为[H]+]-;Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中Ni与C形成配位键(即σ键),CO中含有1个σ键和2个π键,则σ键个数为1×4+4=8,π键个数为2×4=8,所以个数之比为1∶1。

(4)Mg2+的半径比Ni2+小,所带电荷数相同,所以氧化镁的晶格能大于氧化镍,则熔点:MgO>NiO。

4.氮元素是重要的非金属元素,可形成卤化物、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。

(1)NF3、NCl3、NBr3沸点由高到低的顺序是　　　　　,这三种化合物中N原子的杂化类型是　　　　　　,分子的立体构型是　　　　　。 

(2)Mg3N2遇水发生剧烈反应,生成一种有刺激性气味的气体,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可部分电离出H+和,请写出两种与互为等电子体的分子:　　　　　　　　　　。 

(4)Fe2+、Cu2+、Co3+等过渡金属离子都能与叠氮化物、氰化物形成配合物。Fe2+的核外电子排布式为　　　　　　　　;配合物[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为　　　　,Co3+与NH3之间的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)NaN3与KN3相比,NaN3的晶格能　　　(填“>”“=”或“<”)KN3的晶格能。 

(6)某元素X与N形成的氮化物中,X+中K、L、M三个电子层均充满了电子,它与形成晶体的结构如图所示。X+的符号是　　　;晶体中与距离最近的X+有　　　个。 

答案:(1)NBr3>NCl3>NF3　sp3杂化　三角锥形

(2)Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑

(3)N2O、CO2、CS2或BeCl2(任写两种)

(4)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6　6　配位键

(5)>　(6)Cu+　6

解析:(1)NF3、NCl3、NBr3均形成分子晶体,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越大,其沸点越高,则沸点:NBr3>NCl3>NF3。三种化合物中N原子均形成3个σ键,且有一对孤电子对,故N原子都采取sp3杂化,三种分子都为三角锥形结构。

(3)根据等电子体原理可知,与互为等电子体的分子有N2O、CO2、CS2、BeCl2等。

(5)NaN3与KN3都为离子晶体,NaN3与KN3相比,离子半径:r(K+)>r(Na+),则NaN3的晶格能大于KN3的晶格能。

(6)X+中K、L、M三个电子层均充满了电子,X+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,为Cu+。由晶胞结构可知,该晶体的配位数为6,与距离最近的X+有6个。