2020届一轮复习人教版物质结构与性质作业

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物质结构与性质 ‎1.A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：‎ ‎(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素名称为________。‎ ‎(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________。‎ ‎(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________________________。‎ ‎(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________。‎ ‎【答案】(1)氮　(2)Cl　K　(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2‎ ‎(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1‎ ‎2.C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。‎ ‎①Si位于元素周期表第________周期第________族。‎ ‎②N的基态原子核外电子排布式为________；Cu的基态原子最外层有________个电子。‎ ‎③用“＞”或“＜”填空：‎ 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al____Si N____O 金刚石____晶体硅 CH4____SiH4‎ ‎(2)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中P原子的核外电子排布式为________________________________________。‎ ‎(3)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是______________(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为________________________________________________________________________。‎ ‎(4)①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：‎ 电离能 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ ‎……‎ In/(kJ·mol－1)‎ ‎578‎ ‎1 817‎ ‎2 745‎ ‎11 578‎ ‎……‎ 则该元素是________(填写元素符号)。‎ ‎②基态锗(Ge)原子的电子排布式是________。Ge的最高价氯化物的分子式是________。‎ ‎③Ge元素可能的性质或应用有________。‎ A．是一种活泼的金属元素 B．其电负性大于硫 C．其单质可作为半导体材料 D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点 ‎【答案】(1)①三　ⅣA　②1s22s22p3　1‎ ‎③＞　＜　＞　＜‎ ‎(2)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)‎ ‎(3)N　↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓ ↑ ‎ ‎(4)①Al　②1s22s22p63s23p63d104s24p2　GeCl4　③CD ‎3．Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。‎ ‎(1)Na位于元素周期表第________周期第__________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_____________________________________。‎ ‎(2)用“>”或“<”填空：‎ 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 Si______S O2－______Na＋‎ NaCl______Si H2SO4______HClO4‎ Ⅱ.下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：______________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：‎ 元素 o p 电离能/(kJ·mol－1)‎ I1‎ ‎717‎ ‎759‎ I2‎ ‎1 509‎ ‎1 561‎ I3‎ ‎3 248‎ ‎2 957‎ 比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图甲所示，其中电负性最大的是____________(填图中的序号)。‎ ‎(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是____________(填元素符号)。‎ ‎【答案】(1)三　ⅠA　2　1s22s22p63s23p2‎ ‎(2)<　>　<　<‎ ‎(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量 ‎(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定 ‎(5) 2　(6)Al ‎4.a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如表所示。‎ a 原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同 b 基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1‎ c 在周期表所列元素中电负性最大 d 位于周期表中第4纵行 e 基态原子M层全充满，N层只有一个电子 请回答：‎ ‎(1)d属于________区的元素，其基态原子的价电子排布图为___________________。‎ ‎(2)b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。‎ ‎(3)c的氢化物水溶液中存在的氢键有________种，任意画出一种________。‎ ‎(4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为__________(用化学式表示)。若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A，则A的空间构型为________；A的中心原子的轨道杂化类型为________；与A互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。‎ ‎【答案】(1)d　　(2)N>O>C　‎ ‎(3)4　F—H…F(或F—H…O或O—H…F或O—H…O)‎ ‎(4)SiO2>CO2　平面三角形　sp2　SO3(或BF3)(其他合理答案均可)‎ ‎【解析】由表中信息可知a、b、c、d、e分别C、N、F、Ti、Cu元素。‎ ‎(1)Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2，属于d区元素，其基态原子的价电子排布图为5.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：‎ ‎(1)写出基态As原子的核外电子排布式________。‎ ‎(2)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)‎ ‎(3)AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。‎ ‎【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3‎ ‎(2)大于　小于　(3)三角锥形　sp3‎ ‎【解析】(1)As元素在周期表中处于第ⅤA族，位于P元素的下一周期，则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第ⅢA族，则原子半径：Ga＞As。Ga、As原子的价电子排布式分别为4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能：Ga＜As。(3)As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个As—Cl键，且含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的立体构型为三角锥形。 ‎ ‎6.下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：‎ ‎2Cr2O＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→‎ ‎4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH ‎(1)Cr3＋基态核外电子排布式为____________________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是______(填元素符号)。‎ ‎(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。‎ ‎(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_____________________________。‎ ‎【答案】(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3　O ‎(2)sp3和sp2　7NA(或7×6.02×1023)‎ ‎(3)H2F＋　H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键 ‎7.B、C、N是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然界中广泛存在。‎ ‎(1)基态硼原子的电子排布式为________；C、N元素的第一电离能由大到小的顺序为________。‎ ‎(2)BF3与一定量的水可形成如图1的晶体R。‎ ‎①晶体R中各种微粒间的作用力涉及________(填字母)；‎ a．离子键　b．共价键　c．配位键　d．金属键 ‎②R中阴离子的空间构型为________。‎ ‎(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2溶液可形成配离子(结构如图2)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为________；乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于铵，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________________________________________________。‎ ‎(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，其结构与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；它的晶体结构如图3所示，六方相氮化硼质地软的原因是________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】(1)1s22s22p1　N＞C　(2)①abc　②四面体 ‎(3)sp3‎ 杂化　乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键　(4)层与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软 ‎【解析】(1)硼原子核外有5个电子，其核外电子排布式为1s22s22p1，C、N两种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞C。‎ ‎8.M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：‎ ‎(1)单质M的晶体类型为________，晶体中原子间通过________作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为________。‎ ‎(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是________(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是________(写化学式)，该酸根离子的立体构型为________。‎ ‎(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。‎ ‎①该化合物的化学式为________，已知晶胞参数a＝0.542 nm，此晶体的密度为__________g·cm－3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)‎ ‎②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是__________________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为________。‎ ‎【答案】(1)金属晶体　金属键　12‎ ‎(2)1s22s22p63s23p5　Ar　HClO4　正四面体 ‎(3)①CuCl　或 ‎②Cu＋可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)　[Cu(NH3)4]2＋‎ ‎【解析】(1)根据题给信息推断M为铜元素，Y为氯元素。单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方密堆积，铜原子的配位数为12。‎ ‎(2)氯元素为17号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5‎ ‎，同周期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大，故其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最强的是HClO4，该酸根离子中氯原子为sp3杂化，没有孤对电子，立体构型为正四面体形。‎ ‎(3)①每个晶胞中含有铜原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4，氯原子个数为4，该化合物的化学式为CuCl，则1 mol晶胞中含有4 mol CuCl,1 mol晶胞的质量为4×99.5 g，又晶胞参数a＝0.542 nm，此晶体的密度为或 g·cm－3。②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu＋可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu＋被氧化为Cu2＋，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为[Cu(NH3)4]2＋。 ‎ ‎9.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：‎ ‎(1)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是_________________________________。‎ ‎(2)GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为______，‎ Ga与As以______键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。‎ ‎【答案】(1)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 ‎(2)原子晶体　共价　×100%‎ ‎10.在一定条件下，金属相互化合形成的化合物称为金属互化物，如Cu9Al4、Cu5Zn8等。‎ ‎(1)某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于________________(填“晶体”或“非晶体”)。‎ ‎(2)基态铜原子有________个未成对电子；Cu2＋的电子排布式为________________________；在CuSO4溶液中加入过量氨水，充分反应后加入少量乙醇，析出一种深蓝色晶体，该晶体的化学式为________________，其所含化学键有________________，乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为________________。‎ ‎(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为________。(SCN)2对应的酸有硫氰酸(HSCN)、异硫氰酸(HNCS)两种。理论上前者沸点低于后者，其原因是___________________________________________________________。‎ ‎(4)ZnS的晶胞结构如图1所示，在ZnS晶胞中，S2－的配位数为________________。‎ ‎(5)铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图2所示，其晶胞边长为a nm，该金属互化物的密度为____g·cm－3。(用含a、NA的代数式表示)‎ ‎【答案】(1)晶体　(2)1　1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9　Cu(NH3)4SO4　共价键、离子键、配位键　sp3　(3)5NA 异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能　(4)4‎ ‎(5)(或其他合理答案)‎