2020届高三《新题速递·化学》3月第01期(考点13-14)
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2020届高三《新题速递·化学》3月第01期(考点13-14)

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资料简介
2020 届高三《新题速递? 化学》 考点 13?14 考点 13 考点 14 考点 13 物质结构与性质(选修) 有机化学基础(选修) 物质结构与性质(选修) 1. (全国百强名校 2020 届高三下学期领军考试)最新研制的人造纳米“竹子”可充分利用太阳能,并将其有 效转化为氢能源。“竹子”的竹节和竹茎,分别由硫化镉和硫化锌两种不同的半导体材料组成。 (1)已知 Cd 与 Zn 位于同一副族,且在 Zn 的下一周期,则 Cd 的价电子排布图为___。已知 Zn 与 Cu 的能 量变化如图所示,试解释步骤②吸收能量大于步骤④的原因___ (2)CdS 燃烧可生成 CdO 和 SO2,SO2 在空气中遇到微尘会缓慢转化为 SO3。SO2 中 S 的杂化方式为___, SO3 分子的空间构型为___。 (3)O、S、Se 为同主族元素,已知其对应氢化物的相关数据如下表: ①H2Se 沸点高于 H2S 的原因为___。 ②H2O 的分解温度高于 H2S 的原因为___。 (4)已知 ZnS 熔点为 2830℃;CdS 熔点为 1750℃,则二者属于___晶体,ZnS 熔点更高的原因为___。 cm (5)如图为 ZnS 的晶胞图。若已知最近的锌离子之间距离为 apm,则 ZnS 晶体的密度为___g? (列出计 算式即可) -3 【答案】 (1) 2 (2) sp Cu+的 3d 轨道为全满结构,能量低,更稳定 平面三角形 ②原子半径:O (3) ①H2Se 和 H2S 均为分子晶体,H2S 相对原子质量小,分子间作用力小,沸点低 <S,故共价键 O-H 键的键长小于 S-H 键,键能:O-H>S-H,因此 H2O 的稳定性高于 H2S,分解温度更高 (或 O-H 键比 S-H 键稳定,H2O 的分解温度比 H2S 更高,或其他合理答案) (4) 离子 4? ( 由于离子半径 Cd 大于 Zn ,故晶格能 ZnS>CdS,则熔点 ZnS>CdS 6 5? 3 2 N A ?1 0 2+ 2+ (5) 2a ? 1 0 ) 3 【解析】 【分析】 10 2 (1)Zn 的价层电子排布式为 3d 4s ,根据 Zn 与 Cd 在周期表的位置关系分析;全满状态时结构稳定,再 失去一个电子时需要的能量更多; (2)利用中心原子价电子对互斥理论分析杂化类型和空间构型; (3)①分子晶体的相对分子质量越大熔沸点越高; ②半径越小,键长越短,键能越大分析; (4)根据熔沸点判断晶体类型;离子半径越小,晶格能越大,熔沸点越高; (5)根据晶胞的结构,利用密度公式计算。 【详解】 10 2 10 2 (1) 由于 Zn 的价层电子排布式为 3d 4s , 可见与 Zn同一副族且在 Zn 下一周期的 Cd的价电子排布为 4d 5s ; 价电子排布图为: ;由能量变化图可知 I1(Cu)<I1(Zn),I2(Cu)>I2(Zn),由于 Cu 的 + + 3d 轨道为全满结构, Cu+ 能量低, 较稳定, Zn 的 4s 轨道有一个电子, 再失去一个电子时需要的能量更多; 而 (2)SO2 中 S 的的价层电子对数=2+ =3+ 1 2 1 2 (6-2× 2)=3,所以硫原子采用 sp2 杂化,SO3 中 S 的的价层电子对数 (6-3× 2)=3,所以硫原子采用 sp2 杂化,空间构型为平面三角形; (3)①H2Se 和 H2S 均为分子晶体,由于分子晶体相对原子质量 H2Se>H2S,故分子间作用力 H2Se>H2S, 因此沸点 H2Se>H2S; ②由于原子半径:O<S,故共价键 O-H 键的键长小于 S-H 键,键能:O-H>S-H,因此 H2O 的稳定性高于 H2S,则分解温度高于 H2S; (4)由于 ZnS 熔点为 2830℃;CdS 熔点为 1750℃,都比较高,故都属于离子晶体;由于离子半径 Cd 大 于 Zn ,故晶格能 ZnS>CdS,则熔点 ZnS>CdS; (5)由于最近的 Zn 原子间的距离(即顶点与面心之间的距离)为 apm,故面对角线为 2apm,则晶胞的边 10-10cm,故晶胞的体积为( 2 a× -10)3cm3,而晶胞中 Zn 原子都在晶胞的顶点和面上, 10 长为 2 apm= 2 a× S 数目有 8× +6× =4 个, 原子在晶胞的内部, 共有 4 个, 即一个晶胞中有 4 个 ZnS, 则质量为 4× 8 2 1 1 2+ 2+ 65 ? 32 N A g, 故密度为 ( 4? 65 ? 32 N A ?10 g? -3。 cm ) 3 2a ? 10 2. (广东省深圳市 2020 年高三线上统一测试)铁元素是最重要的金属元素之一,其不仅是各种钢材的主要 成分,很多含铁化合物也具有重要意义。 (1)按照电子排布,可把元素周期表中的元素划分成五个区,铁元素属于_________区。 (2)Mn 在水溶液中难被氧化,而 Fe 则易被氧化为 Fe ,请从离子的价电子式角度解释 Mn 与 Fe 还 原能力的差别:_________。Mn 的半径_________ Fe 的半径(填“>”、“<”或“=”) 。 (3)金属铁晶体中铁原子采用体心立方堆积,该铁晶体的空间利用率为_________(用含 π 的式子表示) 。 (4)向含 Fe 的溶液中滴加少量的 KSCN 溶液,溶液中生成红色的[Fe(SCN) 2O)5] 。N、H、O 三种 (H 2+ 3+ 元素的电负性由大到小的顺序为_________;[Fe(SCN) 2O)5] 中 Fe 的配位数为_________,H2O 中氧 (H 3+ 2+ 2+ 3+ 2+ 2+ 3+ 2+ 2+ 原子的杂化方式为_________。 (5)二茂铁是一种含铁的有机化合物,其化学式为 Fe(C5H5)2,可看作是 Fe 离子与两个正五边形的环 戊二烯负离子(C5H )配体形成的夹心型分子(如下图 a 所示) 。已知大 π 键可用符号 Π 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 Π ) ,则 C5H 的大 π 键表示为________。二茂铁是黄色针状晶体,熔点 173 ℃(在 100 ℃时开始升华) ,沸点 249 ℃,在 水中难溶,但可溶于很多有机溶剂。下列相互作用中,二茂铁晶体中不存在的是________(填标号) 。 A 离子键 B 配位键 Cσ 键 D 范德华力 2+ (6)一种含有 Fe、Cu、S 三种元素的矿物的晶胞(如上图 b 所示) ,属于四方晶系(晶胞底面为正方形) , Fe Cu 晶胞中 S 原子位于内部, 原子位于体心和晶胞表面, 原子位于晶胞表面。 此矿物的化学式为_________。 若晶胞的底面边长为 A pm,高为 C pm,阿伏伽德罗常数为 NA,则该晶体的密度为__________ g/cm (写出 表达式) 。 【答案】 (1)d (2)Mn 为 3d 构型,d 亚层半满,失去电子则需破坏此稳定结构,Fe 为 3d ,易失去 1 个电子成为稳定 的 3d 构型 (3) 3 8 π 5 2+ 5 2+ 6 3 > (4)O>N>H (5) ? 5 6 6 A sp3 (6)FeCuS2(或 CuFeS2) 【解析】 5 6? 4 ? 6 4 ? A ? C ?N A 2 4 ? ?1 0 3? 2 ?30 (或 8 2 736 ?30 A ? C ? N A ? 10 ) (1)铁元素位于元素周期表 VIII 族,属于 d 区元素; (2)Mn 为 3d 构型,d 亚层半满,失去电子则需破坏此稳定结构,Fe 为 3d ,易失去 1 个电子成为稳定 的 3d 构型,因此 Mn 在水溶液中难被氧化,而 Fe 则易被氧化为 Fe ;Mn 与 Fe 核外电子数相同,质 2+ 3+ 子数多的半径小,故半径 Mn >Fe ; 3 2+ 5 2+ 6 5 2+ 2+ 3+ 2+ 3+ (3)设晶胞中铁原子半径为 r,则晶胞边长为 a= 4r 3 ,则 1 个体心立方堆积的晶胞体积为 64r ,晶胞内共 33 8 πr 3 有 ? 8 +1= 2 个原子,原子总体积为: 8 1 4 3 πr ? 2 ? 3 8 3 π r ,则其空间利用率为: 3 3 64r 3 3 ? 3 8 π; 3

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