特色专题 物质结构与性质 a.docVIP

1．[2015·福建高考]科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。 (1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_____。 (2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。 a．固态CO2属于分子晶体 b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子 c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2 d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp (3)在Ni催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。 基态Ni原子的电子排布式为________，该元素位于元素周期表中的第________族。 Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有________mol σ键。 (4)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。 　　参数 分子　　 分子直径/nm 分子与H2O的结合能E /kJ·mol－1 CH4 0.436 16.40[来源:学科网][来源:学科网ZXXK] CO2 0.512 29.91 ①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。 ②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是___________。 答案　(1)H、C、O (2)ad (3)①1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)Ⅷ②8 (4)①氢键、范德华力②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4 解析　(1)根据电负性的递变规律得，H、C、O的电负性逐渐增大。(2)固态CO2由CO2分子构成，为分子晶体，a对；CH4中含有极性键，但为非极性分子，b错；CH4、CO2为分子晶体，熔点由分子间作用力大小决定，与键能大小无关，c错；CH4中C的杂化类型为sp3，CO2中C的杂化类型为sp，d对。(3)①基态Ni原子核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，Ni位于元素周期表第四周期Ⅷ族。②1 mol Ni(CO)4中Ni与O之间形成4 mol σ键、C与O之间形成4 mol σ键，共有8 mol σ键。(4)①可燃冰为甲烷的水合物，分子间存在范德华力，水分子间还存在氢键。②根据提供的数据，CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4，因此科学家提出该设想。 2．[2015·江苏高考]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sp27NA(或7×6.02×1023) (3)H2F＋H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键 解析　(1)Cr为24号元素，基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，形成离子时，先失去最外层上的电子，所以Cr3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。H2O中的O含有孤对电子，所以O为配位原子。(2)甲基中的C原子为sp3杂化，羧基中的C原子为sp2杂化。单键全部为σ键，1个双键中有1个π键、1个σ键，所以1 mol CH3COOH中含有7 mol σ键。(3)H2O和H2F＋互为等电子体。H2O分子与CH3CH2OH分子之间可以形成氢键，且两者都是极性分子，故两者是互溶的。 3．[2014·课标全国卷]早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：点击观看解答视频 (1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。 (2)基态Fe原子有____个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为_____。可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合