知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂（主要成分Na₂B₄O₇）为起始物，经过一系列反应可以得到BN和有机合成催化剂BF₃的过程如下．请根据题意回答下列问题：
（1）写出由B₂O₃制备BF₃的化学方程式    ，BF₃中B原子的杂化轨道类型为    ，BF₃分子空间构型为    ．
（2）在硼、氧、氟、氮中第一电离能由大到小的顺序是（用元素符号表示）    ．
（3）已知：硼酸的电离方程式为H₃BO₃+H₂O⇌[B（OH）₄]^-+H⁺，试依据上述反应写出[B（OH）₄]^-的结构式    ，并推测1molNH₄BF₄（氟硼酸铵）中含有    个配位键．
（4）由12个硼原子构成如图1的结构单元，硼晶体的熔点为1873℃，则硼晶体的1个结构单元中含有    个B-B键．

（5）氮化硼（BN）晶体有多种相结构．六方相氮化硼（晶体结构如图2）是通常存在的稳定相，可作高温润滑剂．立方相氮化硼（晶体结构如图3）是超硬材料，有优异的耐磨性．
①关于这两种晶体的说法，不正确的是    （填字母）．
a．两种晶体均为分子晶体
b．两种晶体中的B-N键均为共价键
c．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
d．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
②六方相氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为    ，其结构与石墨相似却不导电，原因是    ．
③立方相氮化硼晶体中，每个硼原子连接    个六元环．该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现．根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是    ．

难度：中等

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2．利用周期表中同族元素的相似性，可预测元素的性质．
（1）P元素的基态原子有    个未成对电子，白磷的分子式为P₄，其结构如图1所示．

科学家目前合成了N₄分子，N原子的杂化轨道类型是    ，N-N键的键角为    ；N₄分解后能产生N₂并释放出大量能量，推测其用途为    ．
（2）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为    ．
（3）立方氮化硼晶体的结构如图2所示：
该晶体中，B原子填充在N原子的    空隙，且占据此类空隙的比例为     （填百分数）．
（4）N与As是同族元素，B与Ga是同族元素，立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似，两种晶体中熔点较高的是    ；立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm，则其密度为    g•cm^-3 （用含a的式子表示，设N_A为阿伏加德罗常数的值）．

难度：中等

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3．磷元素在生产和生活中有广泛的应用．
（1）P原子价电子排布图为    ．
（2）四（三苯基膦）钯分子结构如图1：

P原子以正四面体的形态围绕在钯原子中心上，钯原子的杂化轨道类型为    ；判断该物质在水中溶解度并加以解释    ．该物质可用于图2所示物质A的合成：物质A中碳原子杂化轨道类型为    ；一个A分子中手性碳原子数目为    ．
（3）在图1中表示出四（三苯基膦）钯分子中配位键：
（4）PCl₅是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正六面体形阴离子，熔体中P-Cl的键长只有198nm和206nm两种，这两种离子的化学式为    ；正四面体形阳离子中键角小于PCl₃的键角原因为    ；该晶体的晶胞如图3所示，立方体的晶胞边长为a pm，N_A为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为    g/cm³．
（5）PBr₅气态分子的结构与PCl₅相似，它的熔体也能导电，经测定知其中只存在一种P-Br键长，试用电离方程式解释PBr₅熔体能导电的原因    ．

难度：中等

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4．工业上常用CO与H₂在由Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇，甲醇在Cu的催化作用下可氧化生成甲醛．

（1）图1是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图，请判断该排布图    （填“正确”或“错误”），理由是    （若判断正确，该空不用回答）．
（2）写出两种与CO互为等电子体的离子    ．在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为    ．
（3）由黄铜矿冶炼的铜单质也可以参杂锌原子成为黄铜，写出黄铜合金中两种金属原子的外围电子排布式    ；    ．
（4）甲醛与足量新制Cu（OH）₂悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu₂O，写出该反应的化学方程式
已知Cu₂O晶胞的结构如图2所示：
①在该晶胞中，Cu⁺的配位数是    ．
②若该晶胞的边长为a pm，则Cu₂O的密度为    g•cm^-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）

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5．（2016•南昌校级模拟）X、Y、Z、M、N、Q P为元素周期表前四周期的7种元素．其中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最高的元素，M的内层电子数是最外层电子数的9倍，N的原子序数比M小1，Q在元素周期表的各元素中电负性最大．P元素的第三电子层处于全充满状态，第四电子层只有一个电子请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是    ，它的外围电子的电子排布图为    ，P元素属于    区元素．
（2）XZ₂分子的空间构型是    ，YZ₂分子中Y的杂化轨道类型为    ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是    （写分子式），理由是    ．
（3）含有元素N的盐的焰色反应为     色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原是
（4）元素M与元素Q形成晶体结构如图1所示，设其晶胞边长为a pm，该化合物的摩尔质量为Dg/mol．求该晶胞密度的计算式为    g/cm³
（5）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示．三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是    ，1mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为    ．

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6．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示．

（1）基态钛原子的价电子排布图为    ，其原子核外共有    种运动状态不相同的电子．
（2）NH₃的中心原子的价层电子对数为    ，其分子立体构型为    ．
（3）1mol化合物甲中含有的σ键数目为    ，化合物乙中采取sp³杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为    ，化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是    ，
（4）配合物五羰基铁[Fe（CO）₅]的配位体是    ；常温下，Fe（CO）₅为黄色液体，易溶于非极性溶剂，熔点为215K，沸点为376K，则Fe（CO）₅的晶体类型为    ．Fe（CO）₅受紫外线照射时，发生反应生成九羰基二铁，写出该反应的化学方程式    ．
（5）某种单质铁的晶体原子空间利用率为68%，则其为    堆积（填“堆积方式”），铁原子的配位数为    ．假设铁原子的半径为a pm，则该种铁的密度为    g/cm³．（列出计算表达式）

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7．（2016•济宁模拟）卤族元素是典型的非金属元素，卤素单质及其化合物在生产和生活中都有重要的用途．请回答下列问题：
（1）光气的分子式为COCl₂，又称碳酰氯，是一种重要的含碳化合物，判断其分子立体构型为    ．
（2）NaCl和MgO都属离子化合物，NaCl的熔点为801.3℃，MgO的熔点高达2800℃．MgO晶体的熔点高于NaCl晶体主要原因是    ．其中基态C1^-的核外电子排布式为：    ．
（3）请根据如表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是    ．
氟氯溴碘铍
第一电离能（kJ•mol^-1） 1681 1251 1140 1008 900
（4）CCl₄分子中的C原子和NF₃分子中的N原子的杂化方式．如果相同，则其杂化方式为    ；如果不相同，则其杂化方式分别为    ．写出CCl₄的一种等电子体的化学式：    ．
（5）CuCl₄^2-是黄色的，而CuCl₂的稀溶液是浅蓝色，说明原因    ．
（6）在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石（Na₃AlF₆），可起到降低A1₂O₃熔点的作用．冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图1甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，O位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是    （填具体的微粒符号）．
（7）已知CaF₂晶体（如图2），其中Ca²⁺的配位数为    ．CaF₂晶体的密度为ρg•cm^-3，N_A为阿伏加德罗常数，相邻的两个Ca²⁺的核间距为a cm，则CaF₂的相对分子质量可以表示为    ．

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8．水是地球表面上普遍存在的化合物，我们可以用我们学习的物质结构与性质的有关知识去认识它．
（1）水的组成元素为氢和氧．氧的基态原子的价电子排布图为    ，氧的第一电离能在同周期元素中由大到小排第    位．
（2）根据杂化轨道理论，水分子中的氧原子采取的杂化形式是    ；根据价层电子对互斥理论，水分子的VSEPR模型名称为    ；根据等电子体原理，写出水合氢离子的一个等电子体（写结构式）    ．
（3）水分子可以形成许多水合物．
①水分子可以作配体和铜离子形成水合铜离子[Cu（H₂O）₄]²⁺，1mol水合铜离子中含有σ键数目为    ．
②图1是水合盐酸晶体H₅O₂⁺•Cl^-中H₅O₂⁺离子的结构．

在该离子中，存在的作用力有    ．
a．配位键   b．极性键   c．非极性键   d．离子键    e．金属键   f．氢键    g．范德华力    h．π键   i．σ键
（4）韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中，在20℃时，水分子瞬间凝固形成了“暖冰”．请从结构上解释生成暖冰的原因    ．
（5）最新研究发现，水能凝结成13种类型的结晶体，除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇特的性质：有在-30℃才凝固的超低温冰，它的坚硬程度可和钢相媲美，能抵挡炮弹轰击；有在180℃高温下依然不变的热冰；还有的冰密度比水大，号称重冰．图2为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸．
①该冰中的每个水分子有    个氢键；
②冰融化后，在液态水中，水分子之间仍保留有大量氢键将水分子联系在一起，分子间除了无规则的分布及冰结构碎片以外，一般认为还会有大量呈动态平衡的、不完整的多面体的连接方式．右图的五角十二面体是冰熔化形成的理想多面体结构．假设图2中的冰熔化后的液态水全部形成如图3的五角十二面体，且该多面体之间无氢键，则该冰熔化过程中氢键被破坏的百分比为    ．
③如果不考虑晶体和键的类型，哪一物质的空间连接方式与这种冰连接类似？    ；
④已知O-H…O距离为295pm，列式计算此种冰晶体的密度    g/cm³．
（已知295²=8.70×10⁴，295³=2.57×10⁷，
2
=1.41，
3
=1.73）

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9．（2016•遵义校级模拟）钛呈银白色，因它坚硬、强度大、耐热、密度小，被称为高技术金属．目前生产钛采用氯化法，即将金红石或钛铁矿与焦炭混合，通入氯气并加热制得TiCl₄：
2FeTiO₃+7Cl₂+6C
1173K
.

2TiCl₄+2FeCl₃+6CO；  TiO₂+2Cl₂+2C
1173K
.

TiCl₄+2CO
将TiCl₄蒸馏并提纯，在氩气保护下与镁共热得到钛：TiCl₄+2Mg
1220～1420K
.

Ti+2MgCl₂
MgCl₂和过量Mg用稀盐酸溶解后得海绵状钛，再在真空熔化铸成钛锭．请回答下列问题：
（1）基态钛原子的价电子排布式为    ．
（2）与CO互为等电子体的离子为    （填化学式）．
（3）在CH₂Cl₂、C₆H₆、CO₂、C₂H₄中，碳原子采取sp¹杂化的分子有    ．
（4）TiCl₄在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟．则TiCl₄属于    （填“原子”、“分子”或“离子”）晶体．
（5）与钛同周期的另一种元素钴（Co）可形成分子式均为Co（NH₃）₅BrSO₄的两种配合物，其中一种化学式为[Co（NH₃）₅Br]SO₄，往其溶液中加BaCl₂溶液时，现象是    ；往另一种配合物的溶液中加入BaCl₂溶液时，无明显现象，若加入AgNO₃溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为    ．
（6）在自然界中TiO₂有金红石、板钛矿、锐钛矿三种晶型，其中金红石的晶胞如右图所示，则其中Ti⁴⁺的配位数为    ．

难度：中等

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10．由Cu、N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途．
（1）基态 Cu⁺的价电子排布式为    ．在高温下CuO 能分解生成Cu₂O，试从原子结构角度解释其原因：    ．
（2）化合物A （H₃BNH₃）是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物（HB=NH）₃通过3CH₄+2 （HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得．
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是    ．（填标号）
A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
B．CH₄、H₂O、CO₂分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形
C．第一电离能：O＞N＞C＞B
D．化合物A中存在配位键
②1个（HB=NH）₃分子中有    个σ键．
（3）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式．图（a）是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为    ．图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为    ．

（4）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，其晶胞结构与金刚石类似，一个该晶胞中含有    个氮原子，    个硼原子，设氮原子半径为a pm，硼的原子半径b pm，求该晶胞的空间利用率    ．

难度：中等

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	氟	氯	溴	碘	铍
第一电离能（kJ•mol^-1）	1681	1251	1140	1008	900