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【备战2017】高考化学一轮复习同步(精讲+精练+精析):专题23 物质结构与性质(选修)试题(含解析)

资料类别: 化学/同步

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专题23  物质结构与性质(选修)

物质结构与性质这部分知识主要出现在选择题及选考题中。在选择题中,主要是有关原子结构的计算、同位素、元素周期律中物质或元素性质的递变规律、元素在周期表中的位置与其性质的关系、化合物中原子的电子排布、分子的结构、晶体的结构和性质、新发现的元素等。在非选择题中,主要考查元素的推断,物质的结构、性质、位置三者的关系。通过近几年的高考情况以及最新的考试说明,该部分知识在一些省市中考查选择题,新课标、山东、江苏等试卷以选考题的形式出现,重点考查原子结构和同位素的考点,常以重大科技成果为题材,寓教于考;化学键类型与晶体类型的判断、成键原子最外层8电子结构的判断、离子化合物和共价化合物的电子式、各类晶体物理性质的比较、晶体的空间结构等。


☆★考点一:原子结构与性质
1、原子核外电子运动状态,以及电子云、电子层(能层)、原子轨道(能级)的含义.
电子云:用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近,电子出现的机会大,电子云密度越大;离核越远,电子出现的机会小,电子云密度越小.
电子层(能层):根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q.
原子轨道(能级即亚层):处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不同类型的原子轨道上运动,分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道,s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形,d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7.
2、能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式.

①根据构造原理,基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。
②根据构造原理,可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示,由下而上表示七个能级组,其能量依次升高;在同一能级组内,从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。
3、元素电离能和元素电负性
(1)第一电离能:气态电中性基态原子失去1个电子,转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示,单位为kJ/mol。  
(2)元素的电负性:元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。
【例1】有XYZ三种短周期元素,原子半径大小关系为r(Y)>r(X)>r(Z),原子序数之和为16,X,Y,Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如下变化,其中B和C均为10电子分子。下列说法不正确的是

A.X元素位于VIA             B.A不能溶解于B中
C.B的沸点大于C的沸点       D.A和C不可能发生氧化还原反应。
【答案】D
考点:考查无机框图题推断

☆★考点二:化学键与物质的性质
1、离子键
(1)化学键:相邻原子之间强烈的相互作用.化学键包括离子键、共价键和金属键.
(2)离子键:阴、阳离子通过静电作用形成的化学键.
离子键强弱的判断:离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,离子晶体的熔沸点越高.
2、共价键的主要类型σ键和π键
(1)共价键的分类和判断:σ键(“头碰头”重叠)和π键(“肩碰肩”重叠)、极性键和非极性键,还有一类特殊的共价键-配位键.
(2)共价键三参数.
	概念	对分子的影响		键能	拆开1mol共价键所吸收的能量(单位:kJ/mol)	键能越大,键越牢固,分子越稳定		键长	成键的两个原子核间的平均距离(单位:10-10米)	键越短,键能越大,键越牢固,分子越稳定		键角	分子中相邻键之间的夹角(单位:度)	键角决定了分子的空间构型		共价键的键能与化学反应热的关系:反应热= 所有反应物键能总和-所有生成物键能总和.
3、极性键和非极性键
(1)共价键:原子间通过共用电子对形成的化学键
(2)键的极性
极性键:不同种原子之间形成的共价键,成键原子吸引电子的能力不同,共用电子对发生偏移
非极性键:同种原子之间形成的共价键,成键原子吸引电子的能力相同,共用电子对不发生偏移
(3)分子的极性
①极性分子:正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子
非极性分子:正电荷中心和负电荷中心相重合的分子
②分子极性的判断:分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定.
  非极性分子和极性分子的比较
	非极性分子	极性分子		形成原因	整个分子的电荷分布均匀,对称	整个分子的电荷分布不均匀、不对称		存在的共价键	非极性键或极性键	极性键		分子内原子排列	对称	不对称		举例说明:
分子	共价键的极性	正负电荷中心	结论	举例		同核双原子分子	非极性键	重合	非极性分子	H2、N2、O2		异核双原子分子	极性键	不重合	极性分子	CO、HF、HCl		异核多原子分子	分子中各键的向量和为零	重合	非极性分子	CO2、BF3、CH4			分子中各键的向量和不为零	不重合	极性分子	H2O、NH3、CH3Cl		③相似相溶原理:极性分子易溶于极性分子溶剂中(如HCl易溶于水中),非极性分子易溶于非极性分子溶剂中(如CO2易溶于CS2中)
4、分子的空间立体结构
常见分子的类型与形状比较
分子类型	分子形状	键角	键的极性	分子极性	代表物		A	球形			非极性	He、Ne		A2	直线形		非极性	非极性	H2、O2		AB	直线形		极性	极性	HCl、NO		ABA	直线形	180°	极性	非极性	CO2、CS2		ABA	V形	≠180°	极性	极性	H2O、SO2		A4	正四面体形	60°	非极性	非极性	P4		AB3	平面三角形	120°	极性	非极性	BF3、SO3		AB3	三角锥形	≠120°	极性	极性	NH3、NCl3		AB4	正四面体形	109°28′	极性	非极性	CH4、CCl4		AB3C	四面体形	≠109°28′	极性	极性	CH3Cl、CHCl3		AB2C2	四面体形	≠109°28′	极性	极性	CH2Cl2		
							直 线	三角形	V形	四面体	三角锥	V形 H2O		【例2】下列有关说法不正确的是 
A.SO42-的空间构型是正四面体形
B.CS2分子中各原子均达8电子稳定结构
C.CH3COOH分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种
D.H2O2分子是既含极性键又含非极性键的非极性分子
【答案】D
考点:考查分子的结构与性质  

☆★考点三:晶体结构与性质
1、离子晶体
①离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量,晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量.晶格能越大,离子晶体的熔点越高、硬度越大.
②离子晶体:通过离子键作用形成的晶体.
典型的离子晶体结构:NaCl型和CsCl型.氯化钠晶体中,每个钠离子周围有6个氯离子,每个氯离子周围有6个钠离子,每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子;氯化铯晶体中,每个铯离子周围有8个氯离子,每个氯离子周围有8个铯离子,每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子。

NaCl型晶体	CsCl型晶体		
每个Na+离子周围被6个C1—离子所包围,同样每个C1—也被6个Na+所包围。	
每个正离子被8个负离子包围着,同时每个负离子也被8个正离子所包围。		晶胞中粒子数的计算方法--均摊法.
位置	顶点	棱边	面心	体心		贡献	1/8	1/4	1/2	1		2、分子晶体
(1)分子间作用力的含义,化学键和分子间作用力的区别
分子间作用力:把分子聚集在一起的作用力.分子间作用力是一种静电作用,比化学键弱得多,包括范德华力和氢键.
范德华力一般没有饱和性和方向性,而氢键则有饱和性和方向性.
(2)分子晶体的含义,分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响.
分子晶体:分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体.典型的有冰、干冰.
分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断:组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量,熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高.
(3)氢键的存在对物质性质的影响
NH3、H2O、HF中由于存在氢键,使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高
影响物质的性质方面:增大溶沸点,增大溶解性
表示方法:X—H……Y(N O F) 一般都是氢化物中存在
3、原子晶体
(1)原子晶体:所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体
(2)典型的原子晶体有金刚石(C)、晶体硅(Si)、二氧化硅(SiO2)
金刚石是正四面体的空间网状结构,最小的碳环中有6个碳原子,每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键;晶体硅的结构与金刚石相似;二氧化硅晶体是空间网状结构,最小的环中有6个硅原子和6个氧原子,每个硅原子与4个氧原子成键,每个氧原子与2个硅原子成键
(3)共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断:原子半径越小,形成共价键的键长越短,共价键的键能越大,其晶体熔沸点越高.如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅.
4、分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别.
晶体类型	原子晶体	分子晶体	金属晶体	离子晶体		粒子	原子	分子	金属阳离子、自由电子	阴、阳离子		粒子间作用(力)	共价键	分子间作用力	复杂的静电作用	离子键		熔沸点	很高	很低	一般较高,少部分低	较高		硬度	很硬	一般较软	一般较硬,少部分软	较硬		溶解性	难溶解	相似相溶	难溶(Na等与水反应)	易溶于极性溶剂		导电情况	不导电
(除硅)	一般不导电	良导体	固体不导电,熔
化或溶于水后导电		实例	金刚石、水晶、碳化硅等	干冰、冰、纯硫酸、H2(S)	Na、Mg、Al等	NaCl、CaCO3
NaOH等		
【例3】晶体的叙述中,正确的是
A.原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
B.分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定
C.分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
D.离子晶体不一定能溶于水,但一定不含非极性共价键
【答案】A
力越大,则含有该分子的晶体的熔沸点就越高,与物质的稳定性无关,错误;C.分子晶体中,共价键的键能越大,含有该化学键的物质稳定性就越强,错误;D.离子晶体不一定能溶于水,其中可能含非极性共价键,也可能不含有非极性共价键,错误。
考点:考查晶体的熔沸点、物质的稳定性的关系的知识。


☆★考点四:简单配合物
简单配合物的成键情况
概念	表示	条件		共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。	A      B
电子对给予体     电子对接受体                	其中一个原子必须提供孤对电子,另一原子必须能接受孤对电子的轨道。		(1)配位键:一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。即成键的两个原子一方提供孤对电子,一方提供空轨道而形成的共价键。
(2)配合物:由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子(或离子)以配位键形成的化合物称配合物,又称络合物。
①形成条件:
a.中心原子(或离子)必须存在空轨道;
b.配位体具有提供孤电子对的原子.
②配合物的组成
③配合物的性质:配合物具有一定的稳定性.配合物中配位键越强,配合物越稳定.当作为中心原子的金属离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。
【例4】配位化合物的数量巨大,组成和结构形形色色,丰富多彩。请指出配合物 [Cu(H2O)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数
A.Cu2+、H2O、+2、4  		B.Cu+、H2O、+1、4
C.Cu2+、OH-、+2、2  		D.Cu2+、H2O、+2、2
【答案】A



1.[选修3——物质结构与性质]
19–Ⅰ【2016年高考海南卷】(6分)
下列叙述正确的有
A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
【答案】19-Ⅰ BC                               (6分)
考点:原子结构、元素周期律   
【名师点睛】本题考查了物质的性质,知道范德华力主要影响物质的物理性质(如熔点、沸点、溶解性等)。(1)对于组成和结构相似的分子,其相对分子质量越大,范德华力越大,物质的溶、沸点越高。(2)溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大,则溶质分子的溶解度越大。中学所学化学键主要是三个:共价键、离子键、金属键。化学键对物质的物理性质和化学性质均有影响,主要对化学性质有影响。
2.【2016年高考海南卷】(14分)
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】
19-Ⅱ (14分)
(1)金属晶体   金属键   12                  (每空1分,共3分)
(2)1s22s22p63s23p5     Ar   HClO4   正四面体    (每空1分,共4分)
(3)①CuCl       (每空2分,共4分)
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)    [Cu(NH3)4]2+    (2分,1分,共3分)
Cu(II),故深蓝色溶液中阳离子的化学式为[Cu(NH3)4]2+ 。
考点:考查物质结构与性质,涉及原子结构与元素的性质,分子结构和晶胞计算。
【名师点睛】本题考查较为综合,题目难度较大。答题时注意电子排布式的书写方法,把握分子空间构型、等电子体、分子极性等有关的判断方法。关于核外电子排布需要掌握原子结构“三、二、一”要点:三个原理:核外电子排布三个原理——能量最低原理、泡利原理、洪特规则;两个图式:核外电子排布两个表示方法——电子排布式、电子排布图;一个顺序:核外电子排布顺序——构造原理。
3.【2016年高考江苏卷】[物质结构与性质] 
[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:
4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN

(1)Zn2+基态核外电子排布式为____________________。
(2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_____________。
【答案】(1)1s22s22p62s23p63d10(或[Ar] 3d10)(2)3;(3)sp3和sp;(4)NH2-;
(5); 


【考点定位】本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道类型、共价键、等电子体以及配位键等有关判断
【名师点晴】物质结构与性质常考知识点有:(1)电子排布式、轨道表示式、成对未成对电子、全满半满(2)分子立体构型(3)氢键(4)晶体类型、特点、性质(5)分子的极性(6)性质比较:熔沸点、稳定性、溶解性、电负性、电离能(7)杂化(8)晶胞(9)配位键、配合物(10)等电子体(11)σ键和π键。出题者都想尽量在一道题中包罗万象,考查面广一点,所以复习时不能留下任何知识点的死角。核心知识点是必考的,一定要牢固掌握基础知识;细心审题,准确运用化学用语回答问题是关键。其中杂化类型的判断和晶胞的分析和计算是难点,杂化类型的判断可以根据分子结构式进行推断,杂化轨道数=中心原子孤电子对数(未参与成键)+中心原子形成的σ键个数,方法二为根据分子的空间构型推断杂化方式,①只要分子构型为直线形的,中心原子均为sp杂化,同理,只要中心原子是sp杂化的,分子构型均为直线形。②只要分子构型为平面三角形的,中心原子均为sp2杂化。③只要分子中的原子不在同一平面内的,中心原子均是sp3杂化。④V形分子的判断需要借助孤电子对数,孤电子对数是1的中心原子是sp2杂化,孤电子对数是2的中心原子是sp3杂化。该题的另一个难点是配位键的表示,注意掌握配位键的含义,理解配体、中心原子等。
4.【2016年高考上海卷】(本题共12分)
NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:
(1)NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl
(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2
已知HCN(Ki=6.3×10-10)有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。
完成下列填空:
(5)上述反应涉及到的元素中,氯原子核外电子能量最高的电子亚层是___________;H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。
(6)HCN是直线型分子,HCN是___________分子(选填“极性”或“非极性”)。HClO的电子式为___________。
【答案】
 
(5)2p;HN>O>B  (1分)(4)30  (2分)
(5)①ad  (2分);  ②3:1  (1分);立方氮化硼晶体内无自由移动的电子  (1分)
     ③1 2  (1分);高温、高压  (1分)


考点:考查元素电离能的变化规律,配合物,分子构型,几种典型的晶体结构
3.【2016届南通一调】选做题:A.[物质结构与性质]
丁二酮肟是检验Ni2+的灵敏试剂。
(1)Ni2+基态核外电子排布式为        。丁二酮肟分子中C原子轨道杂类型为      ,1mol丁二酮肟分子所含键的数目为        。
(2)Ni能与CO形成四羰基镍[Ni(CO) 4],四羰基镍熔点-19.3℃,沸点42.1℃,易溶于有机溶剂。
①Ni(CO)4固态时属于       晶体(填晶体类型)。
②与CO互为等电子体的阴离子为       (填化学式)。
(3)Ni2+与Mg2+、O2—形成晶体的晶胞结构如图所示(Ni2+未画出),则该晶体的化学式为         。
【答案】A.(1)[Ar]3d8    sp3和sp2    15mol(或15×6.02×1023)    
(2)①分子  ②CN-    (3)Mg2NiO3
考点:考查化学元素推断
4.【江西省临川二中2015届高三第一次综合测试】(15分)
(1)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2 ,Q基态原子的外围电子(价电子)排布式为        , T2+的未成对电子数是              ;
(2)中国古代四大发明之一黑火药,它的爆炸反应为
S+2KNO3+3C引燃 A+N2↑+3CO2↑  (其中A的化学式未知)
①除S外,上列元素的电负性从大到小依次为            。
②在生成物中,A的晶体类型为_______; CO2中心原子轨道的杂化类型是_______。
③已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为     。
(3)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______;该晶体中,原子之间的作用力是__________;上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2结构相似,该晶体储氢后的化学式应为_____       。
【答案】(1)3d64s2  (2分)     2  (2分)
(2)① O>N>C>K(2分)       ②离子晶体 (1分); SP (1分)    ③1:1(2分)
(3) 3:1  (2分)    金属键;(1分)    H8AuCu3   (2分)  

考点:物质结构与性质。
5.【哈尔滨市第六中学2014-2015学年度上学期期末考试】Cu3N具有良好的电学和光学性能,在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中,发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。
(1)N位于周期表中第      周期      族,与N3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是                      。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为                   
(3)Cu+电子排布式为            ,其在酸性溶液中不稳定,可发生歧化反应生成Cu2+和Cu,但CuO在高温下会分解成Cu2O,试从结构角度解释高温下CuO何会生成Cu2O:                                      。

(4)在Cu的催化作用下,乙醇可被空气氧化为乙醛,乙醛分子中碳原子的杂化方式是                          ,乙醛分子中H—C—O的键角     (填“大于”“等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C一0的键角。
(5)[Cu(H20)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H20被Cl-取代有两种不同的结构,试画出[Cu(H20)2(C1)2]具有极性的分子的结构式:                                      。
(6)Cu3N的晶胞结构如右图,N3-的配位数为     ,Cu+半径为a pm,N3-    半径为b pm,Cu3N的密度         g·cm-3。(阿伏加德罗常数用NA表示)
【答案】 (1)二  VA        V形  (2)N>O>C  (3)1s22s22p6 3s23p63d10 
Cu+价电子排布式为3d10,为全充满结构,更稳定
(4)sp2、sp3       大于  (5)    (6)6   
考点:考查物质的结构与性质,晶胞的计算、杂化方式的判断、核外电子排布式的书写
6.【哈尔滨市第六中学2014-2015学年度上学期期末考试】硼元素在化学中有很重要的地位,硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。
(1)三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体,其分子的立体构型为    ,B原子的杂化类型为                         。
(2)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。下图是磷化硼晶体的晶胞示意 图,则磷化硼的化学式为                ,该晶体的晶体类型是                         。

(3)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3B03分子间通过氢键相连(如上图)。  
①硼酸分子中B最外层有          个电子,1 molH3B03的晶体中有       mol氢键。  
②硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)3·H2O,它电离生成少量[B(OH)4] 一和H+,则硼酸为    元酸,[B(OH)4]一含有的化学键类型为            。
(4)H3P04的K1、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13,硝酸完全电离,而亚硝酸K=5.1×10-4, 请  根据结构与性质的关系解释:
①H3PO4的K1远大于K2的原因                                ; 
②硝酸比亚硝酸酸性强的原因                                               。

(5)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为a cm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为            (用含有a的代数式表示)。在一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为          g(氧离子的半径为1.40×10-10m, 1.732)。
【答案】(1)平面三角形  sp2
    (2)BP  原子晶体    
(3)①6   3    ②一  共价键、配位键    
(4)第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离    硝酸中N呈正5价,N—O—H中O的电子更向N偏移,容易离出氢离子 
(5)   (2分)
考点:考查物质的结构与性质,晶胞计算,酸性的判断,杂化方式的判断,化学键的判断
7.【四川省石室中学2015届高三一诊模拟化学试题】(本体包括I、II两部分,共14分)
【I】工业上用CO2和NH3为原料合成尿素,尿素的化学式为CO(NH2)2。尿素可用于制有机铁肥,主要代表物有三硝酸六尿素合铁(III),化学式为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。
 (1)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是      ▲    .
 (2)尿素分子中C和N原子的杂化方式分别是          ▲       。
 (3)NH4+中H—N—H键角比NH3中H—N—H键角大,原因为     ▲    .
【Ⅱ】在元素用期表中,某稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s24p6,与其同周期的A、B、C、D四种元素,它们的原子最外层电子数依次为2、2、1、7。其中A、C两元素原子的次外层电子数为8,B、D两元素原子的次外层层电子数为18.E、D两元素处于同族,且在该族元素中,E的气态氢化物的沸点量高。
(4))B元素在周期表中的位置  ▲  ;D元素的价电子排布式为   ▲  .

(5)已知B离子类似Cu2+与NH3形成配合离子,且两者配位数也相同,1mol该配离子中含有    ▲    molσ键。
(6)A元素可与E元素形成离子化合物,它的晶胞如右图所示,E离子的配位数为  ▲    。每个A离子周围与之最近等距的A离子有  ▲   个.
(7)已知铜元素能形成多种化合物。
①CuSO4·5H2O也可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下图所示。下列说法正确的是  ▲    (填字母).
 
A.在上述结构示意图中,所有氧原子都采用sp3杂化     B.该晶体中电负性最大的元素是O
C.该晶体属于原子晶体                             D.该晶体中的水在不同温度下会分步失去
②YBCD-12也是一种含Cu元素的化合物,化学式为YBa2Cu3O6.95。已知该化合物中各元素的化合价为:Y为+3价、Ba为+2价、O为—2价、Cu为+2价和+3价。则该化合物中+2价Cu和+3价Cu的原子个数之比为  ▲  .
【答案】(1)N>O>C(1分)(2)sp2 、 sp3(1分);(3)NH3分子中N原子上的有一对孤对电子,孤对电子对成键电子的排斥作用大于成键电子对孤对电子的排斥作用(1分)。(4)第四周期第IIB(1分)。4s24p5(1分);(5)16(2分);(6)4(1分);12(1分);(7)B、D(2分);2:1(1分)。

考点:考查元素的推断及元素在周期表中的位置、元素的原子结构、原子的价电子排布式、原子的杂化、元素电离能的比较、微粒结构不同的原因、物质的晶体结构及晶体中元素的原子个数比例关系的知识。



1. [化学一选修3:物质结构与性质](15分)
根据元素周期表中第四周期元素的相关知识,回答下列问题:
(1)第四周期元素的基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有________种;写出Cu+
的核外电子排布式________。
(2)按电子排布,可将周期表里的元素划分成五个区域,第四周期元素中属于s区的元素有_____种,
属于d区的元素有________种。
(3)CaO晶胞如右图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为________;CaO的焰色反应为砖红色,许多金
属或它们的化合物都可以发生焰色反应,其原因是________________

(4)由叠氮化钾(KN3)热分解可得纯N2:2KN3(s)=2K(l)+3N2(g),下列有关说法正确的是________(填选项字母)。
A.NaN3与KN3结构类似,前者晶格能较小
B.晶体钾的晶胞结构如图所示:,每个晶胞中分摊2个钾原子
C.氮的第一电离能大于氧
D.氮气常温下很稳定,是因为氮的电负性小
(5)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。O2在其催化作用下,可将CN-
氧化成CNO-。CN-的电子式为_______,CNO-的中心原子的杂化方式为_______。
(6)在CrCl3溶液中,一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6-n]x+ (n和x均为正整数)的配离子,将其
通过氢离子交换树脂(R-H),可发生离子交换反应:[CrCln(H2O)6-n]x++xR-H→Rx[CrCln(H2O)6-n]+xH+。将含0.0015 mol[CrCln(H2O)6-n]x+的溶液,与R-H完全交换后,中和生成的H+需浓度为0.1200 mol/LNaOH溶液25.00 mL,则该配离子的化学式为_______。
【答案】(1)3    1s22s22p63s23p63d10  (2)2   8
(3)6  激发态的电子从能量高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长光的形式释放能量。
(4)B C    (5)     sp杂化  (6)[CrCl(H2O)5]2+
 考点:考查核外电子排布,元素第一电离能,元素周期表,离子晶体,晶胞结构,等电子体,中和滴定等
2.(化学—选修3:物质结构与性质)
有A、B、C、D、E、F六种元素,A是周期表中原子半径最小的元素,B是电负性最大的元素,C的2p轨道中有三个未成对电子,F原子核外电子数是B 与C核外电子数之和,D 是主族元素且与E同周期,E能形成红色或砖红色E2O和黑色的EO两种氧化物,D与B可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示。请回答下列问题:
(1)E+离子基态时的电子排布式为_______________。
(2)A2F的分子空间构型为____________________,
FO3分子中F原子的杂化方式 ______________。
(3)CA3极易溶于水,其原因主要是______________。
(4)从图中可以看出,D 与B形成的离子化合物的化学式为______________(用元素符号表示),该离子晶体的密度为ag·cm-3,则晶胞的体积是____________(写出表达式即可,不用化简)。
(5)已知E单质的晶体为面心立方最密堆积 (在晶胞的顶点和面心均含有一个E原子),则 E的晶体中E原子的配位数为    。
【答案】(15分)(1)1s22s22p63s23p63d10 或[Ar]3d10 (2分)    (2)  V形  sp2 (各2分)
(3)NH3分子与H2O 分子间形成氢键(2分)   
    (4)CaF2 (2分);   (3分)       (5)12(2分)
【解析】
试题分析:有A、B、C、D、E、F六种元素,A为氢元素;B为氟元素;C为氮元素;F为硫元素;E为Cu元素,D与B可形成离子化合物,由晶胞结构图1可知,晶胞中D位于顶点与面心上,故晶胞中含有D元素数目为8×+6×=4,F原子处于晶胞内部,晶胞含有氟原子数目为8,故为DF2,D为+2价,D是主族元素,且与副族元素E同周期,故D为Ca元素。
(1)E是Cu元素,是29号元素,原子基态时的电子排布式为[Ar]3d104s1;
(2)A2F分子是H2S,S原子成2个S-H键,含有2对孤对电子对,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化;
(3)NH3中N元素的电负性很强,与水分子之间形成氢键,且二者都是极性分子,故氨气极易溶于水,
(4)由晶胞结构图可知,晶胞中D位于顶点与面心上,故晶胞中含有D元素数目为:8×+6×=4,F原子处于晶胞内部,晶胞含有氟原子数目为8,故为CaF2,晶胞的质量为,晶体的密度为ρ(g•cm-3),则晶胞的体积是;
(5)Cu单质为面心立方最密堆积,以面心上的Cu为中心可以做三个切面,每个切面上有四个Cu原子,
则Cu原子的配位数为12个。
考点:本题考查了位置结构性质的相互关系应用;原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学键和等知识,题目综合性较大,难度较大。
3.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,前四种元素为短周期元素。A位于元素周期表s区,电子层数与未成对电子数相等;B基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每轨道中的电子总数相同;D原子核外成对电子数为未成对电子数的3倍;F位于第四周期d区,最高能级的原子轨道内只有2个未成对电子;E的一种氧化物具有磁性。
(1)E基态原子的核外电子轨道式为____________________________________________。第二周期基态原子未成对电子数与F相同且电负性最小的元素名称为_______________。
(2)CD3-的空间构型为_______________________。
(3)A、B、D三元素组成的一种化合物X是家庭装修材料中常含有的一种有害气体,X分子中的中心原子采用_____________杂化。
(4)F(BD)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=________。根据等电子原理,B、D 分子内σ键与π键的个数之比为______________。
(5)一种EF的合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,F位于顶点,E位于面心,该合金中EF的原子个数之比为_________________。若晶胞边长a pm,则合金密度为______________g·cm3(列式表达,不计算)。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2   碳;(2)平面正三角形; (3)sp2;(4)4  1:2;
(5)1:3;
考点:原子结构及表示;原子轨道的杂化;化学键;晶胞结构及计算
 














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