高三化学二轮复习——物质结构与性质(选修3)

高三化学二轮复习——物质结构与性质(选修3)

复习建议：4课时(题型突破2课时习题2课时)

1．

(2018·课标全国Ⅰ，35)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：

(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填标号)。

(2)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________。

(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为________。LiAlH4中，存在________(填标号)。

A．离子键B．

σ键

C．π键D．氢键

(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。

可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol－1，O===O键键能为________kJ·mol －1，Li2O晶格能为________kJ·mol－1。

(5)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏

加德罗常数的值为N A，则Li2O的密度为________g·cm－3(列出计算式)。

解析(1)根据能级能量E(1s)

(4)锂原子的第一电离能是指1 mol气态锂原子失去1 mol电子变成1 mol气态锂

离子所吸收的能量，即为1 040 kJ·mol－1

2

＝520 kJ·mol－1。O===O键键能是指1 mol

氧气分子断裂生成气态氧原子所吸收的能量，即为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol －1。晶格能是指气态离子结合生成1 mol晶体所释放的能量或1 mol晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量，则Li2O的晶格能为2 908 kJ·mol－1。(5)1个氧

化锂晶胞含O的个数为8×1

8＋6×1

2

＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入

密度公式计算可得Li2O的密度为

8×7＋4×16

N A（0.466 5×10－7）3

g·cm－3。

答案(1)D C(2)Li＋核电荷数较大

(3)正四面体sp3AB(4)520498 2 908

(5)

8×7＋4×16

N A（0.466 5×10－7）3

2．(2018·课标全国Ⅱ，35)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：

H2S S8FeS2SO2SO3H2SO4

熔点/℃－85.5 115.2 ＞600

(分解) －75.5 16.8 10.3

沸点/℃－60.3 444.6 －10.0 45.0 337.0

回答下列问题：

(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_____________________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。

(2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是________________________________。

(3)图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为___________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。

(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm，FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为N A，其晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于S2－2所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。

解析(1)基态Fe原子核外有26个电子，按照构造原理，其核外电子排布式为[Ar]3d64s2，按照洪特规则，价层电子3d上6个电子优先占据5个不同轨道，故价层电子的电子排布图为。基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，电子占据最高能级为3p，p能级的电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。(2)价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H2S中S的成键电子对数为2，孤电子对数为

6－1×2

2＝2，故价层电子对数为4(或价层电子对数为

6＋1×2

2

＝4)，同理，SO2中S的价层电子对数为

6＋0×2

2＝3，SO3中S的价层电子对数为

6＋0×3

2＝3，H2S中S的价层电子对数不同于SO2、SO3。(3)S8和SO2均为分子晶体，分子间存在的作用力均为范德华力，S8的相对分子质量大，分子间范德

华力强，故熔点和沸点高。(4)气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有σ键和π键两种。固态SO3为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故原子的

杂化轨道类型为sp3。(5)该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×1

4＋1＝4，

S2－2位于顶点和面心，个数为8×1

8＋6×

1

2＝4，故晶体密度为

M

N A×4 g÷(a×10

－7

cm)3＝

4M

N A a3×10

21 g·cm－3。根据晶胞结构，S2－2所形成的正八面体的边长为该晶胞

中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的

2

2，故该正八面体的边长为

2

2

a nm。

答案(1)哑铃(纺锤)

(2)H2S(3)S8相对分子质量大，分子间范德华力强(4)平面三角2sp3杂化

(5)

4M

N A a3×10

21

2

2a

3．(2018·课标全国Ⅲ，35)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：

(1)Zn原子核外电子排布式为_____________________________________。

(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是___________________

_____________________________________________________。

(3)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是__________________________________________________________。

(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为________，C原子的杂化形式为________。

(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为________：六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为N A，Zn的密度为____________________________________________g·cm－3(列出计算式)。

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