2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 歷屆高考真題備選題庫(kù) 第十二章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 新人教版.doc
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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 歷屆高考真題備選題庫(kù) 第十二章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 新人教版 1.(xx·課標(biāo)Ⅰ)早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)準(zhǔn)晶是一種無(wú)平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過(guò)________方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。 (2)基態(tài)Fe原子有________個(gè)未成對(duì)電子,F(xiàn)e3+的電子排布式為________??捎昧蚯杌洐z驗(yàn)Fe3+,形成的配合物的顏色為________。 (3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸,而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________,1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為________。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是________。Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有________個(gè)銅原子。 (4)Al單質(zhì)為面心立方晶體,其晶胞參數(shù)a=0.405 nm,晶胞中鋁原子的配位數(shù)為________。列式表示Al單質(zhì)的密度________ g·cm-3(不必計(jì)算出結(jié)果)。 解析:(1)區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體可運(yùn)用X射線衍射的方法。(2)基態(tài)鐵原子的3d能級(jí)上有4個(gè)未成對(duì)電子,F(xiàn)e3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,F(xiàn)e(SCN)3呈血紅色。(3)由乙醛的結(jié)構(gòu)式(HCHHCOH)知,-CH3、-CHO上的碳原子分別為sp3、sp2雜化。由于1個(gè)乙醛分子中含有4個(gè)CH鍵、1個(gè)CCS鍵、1個(gè)CO鍵,共有6個(gè)σ鍵,故1 mol乙醛分子中含有6NA個(gè)σ鍵。乙酸分子之間能形成氫鍵而乙醛分子之間不能形成氫鍵,故乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛。根據(jù)均攤原理,一個(gè)晶胞中含有的氧原子為4+6×+8×=8(個(gè)),再結(jié)合化學(xué)式Cu2O知一個(gè)晶胞中含有16個(gè)銅原子。(4)面心立方晶胞中粒子的配位數(shù)是12。一個(gè)鋁晶胞中含有的鋁原子數(shù)為8×+6×=4(個(gè)),一個(gè)晶胞的質(zhì)量為×27 g,再利用密度與質(zhì)量、晶胞參數(shù)a的關(guān)系即可求出密度,計(jì)算中要注意1 nm=10-7 cm。 答案:(1)X射線衍射 (2)4 1s22s22p63s23p63d5 血紅色 (3)sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子間氫鍵 16 (4)12 2.(xx·江蘇單科)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗(yàn)醛基,也可用于和葡萄糖反應(yīng)制備納米Cu2O。 (1)Cu+基態(tài)核外電子排布式為_____________________________________________。 (2)與OH-互為等電子體的一種分子為________________________________(填化學(xué)式)。 (3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是________;1 mol乙醛分子中含有σ鍵的數(shù)目為________。 (4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。 (5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示,銅晶體中每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為________。 解析:(1)Cu為29號(hào)元素,Cu+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)OH-為10電子粒子,HF為與OH-互為等電子體的分子。(3)醛基的空間構(gòu)型是平面三角形,所以醛基中碳原子的軌道雜化類型為sp2。由乙醛的結(jié)構(gòu)式可以得出,1個(gè)乙醛分子中含6個(gè)σ鍵,所以1 mol乙醛分子中含σ鍵6 mol即6×6.02×1023個(gè)。(4)乙醛在堿性條件下可以被氫氧化銅氧化生成乙酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。(5)根據(jù)銅晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可以看出,在每個(gè)銅原子周圍與其距離最近的銅原子每層有4個(gè),共有3層,所以銅晶體內(nèi)每個(gè)銅原子周圍與其距離最近的銅原子共有12個(gè)。 答案:(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 (2)HF (3)sp2 6×6.02×1023個(gè) (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O (5)12 3.(xx·浙江自選模塊)請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)N、Al、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下: 電離能 I1 I2 I3 I4 …… Im/kJ·mol-1 578 1817 2745 11 578 …… 則該元素是__①__(填寫元素符號(hào))。 (2)基態(tài)鍺(Ge)原子的電子排布式是__②__。Ce的最高價(jià)氯化物分子式是__③__。該元素可能的性質(zhì)或應(yīng)用有__④__。 A.是一種活潑的金屬元素 B.其電負(fù)性大于硫 C.其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料 D.其最高價(jià)氯化物的沸點(diǎn)低于其溴化物的沸點(diǎn) (3)關(guān)于化合物,下列敘述正確的有__⑤__。 A.分子間可形成氫鍵 B.分子中既有極性鍵又有非極性鍵 C.分子中有7個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵 D.該分子在水中的溶解度大于2-丁烯 (4)NaF中熔點(diǎn)__⑥__BF的熔點(diǎn)(填>、=或<),其原因是__⑦_(dá)_。 答案:①Al ②1s22s22p63s23p63d104s24p2 ③GeCl4 ④C、D ⑤B、D ⑥> ⑦兩者均為離子化合物,且陰陽(yáng)離子電荷數(shù)均為1,但后者的離子半徑較大,離子鍵較弱,因此其熔點(diǎn)較低 4.(xx·福建理綜)(1)元素的第一電離能:Al________Si(填“>”或“<”)。 (2)基態(tài)Mn2+的核外電子排布式為________。 (3)硅烷(SinH2n+2)的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是________。 (4)硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm-(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示: ①在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型有________;配位鍵存在于________原子之間(填原子的數(shù)字標(biāo)號(hào));m=________(填數(shù)字)。 ②硼砂晶體由Na+、Xm-和H2O構(gòu)成,它們之間存在的作用力有________(填序號(hào))。 A.離子鍵 B.共價(jià)鍵 C.金屬鍵 D.范德華力 E.氫鍵 解析:(1)通常情況下,同周期元素,第一電離能從左到右逐漸增大,故Al<Si; (2)Mn的核外電子數(shù)為25,故Mn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5); (3)硅烷是分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越大,熔沸點(diǎn)越高; (4)①由中心原子B的球棍模型可知,硼原子能形成3條、4條共價(jià)鍵,B原子為sp2、sp3雜化;B原子提供空軌道,O原子提供孤對(duì)電子,故4,5原子之間形成配位鍵;由陰離子的組成可知,Xm-為[H4B4O9]m-,得出m=2;②Na+與Xm-分子間存在離子鍵,H2O分子間存在氫鍵和范德華力。 答案:(1)< (2)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) (3)硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越強(qiáng)(或其他合理答案) (4)①sp2、sp3 4,5(或5,4) 2 ②ADE 5.(xx·安徽理綜)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素,其相關(guān)信息如下表: 元素 相關(guān)信息 X X的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍 Y Y的基態(tài)原子最外層電子排布式為:nsnnpn+2 Z Z存在質(zhì)量數(shù)為23,中子數(shù)為12的核素 W W有多種化合價(jià),其白色氫氧化物在空氣中會(huì)迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色 (1)W位于元素周期表第________周期第________族,其基態(tài)原子最外層有________個(gè)電子。 (2)X的電負(fù)性比Y的________(填“大”或“小”);X和Y的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是________(寫化學(xué)式)。 (3)寫出Z2Y2與XY2反應(yīng)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:________。 (4)在X的原子與氫原子形成的多種分子中,有些分子的核磁共振氫譜顯示有兩種氫,寫出其中一種分子的名稱:________。氫元素、X、Y的原子也可共同形成多種分子和某種常見無(wú)機(jī)陰離子,寫出其中一種分子與該無(wú)機(jī)陰離子反應(yīng)的離子方程式:________。 解析:根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律以及“中子數(shù)+質(zhì)子數(shù)=質(zhì)量數(shù)”和題中有關(guān)信息可推知元素X、Y、Z、W分別為C、O、Na、Fe。(1)Fe的價(jià)電子排布式為3d64s2,故可知其位于周期表的第四周期第Ⅷ族,最外層電子數(shù)是2。(2)非金屬性:O>C,故電負(fù)性:C<O;非金屬性越強(qiáng)其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,因此C、O的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是H2O。(3)在Na2O2與CO2的反應(yīng)中,氧化劑與還原劑均為Na2O2,因此可寫出化學(xué)方程式: (4)在由C、H形成的分子中,含有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子的分子有丙烷、2-甲基丙烷等;由H、C、O形成的酸有HCOOH、CH3COOH等,形成的常見無(wú)機(jī)陰離子為HCO,故反應(yīng)的離子方程式為CH3COOH+HCO===CH3COO-+CO2↑+H2O等。 答案:(1)四?、?,(2)小 H2O,(3), (4)丙烷(其他合理答案均可) CH3COOH+HCO===CH3COO-+CO2↑)+H2O(其他合理答案均可) 6.(2011·新課標(biāo)全國(guó)理綜)氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂為起始物,經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN,如圖所示: 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)由B2O3制備BF3、BN的化學(xué)方程式依次是________________________、__________________________;,(2)基態(tài)B原子的電子排布式為____________;B和N相比,電負(fù)性較大的是____________,BN中B元素的化合價(jià)為__________;,(3)在BF3分子中,F(xiàn)—B—F的鍵角是________,B原子的雜化軌道類型為________,BF3和過(guò)量NaF作用可生成NaBF4,BF的立體構(gòu)型為________; (4)在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中,層內(nèi)B原子與N原子之間化學(xué)鍵為________,層間作用力為________; (5)六方氮化硼在高溫高壓下,可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼,其結(jié)構(gòu)與金剛石相似,硬度與金剛石相當(dāng),晶胞邊長(zhǎng)為361.5 pm.立方氮化硼晶胞中含有________個(gè)氮原子、________個(gè)硼原子,立方氮化硼的密度是________g·cm-3(只要求列算式,不必計(jì)算出數(shù)值.阿伏加德羅常數(shù)為NA). 解析:本題主要考查新型陶瓷材料的制取、電子排布、雜化以及晶胞的有關(guān)計(jì)算,意在考查考生的推理分析能力.(1)已知反應(yīng)物和主要的生成物,根據(jù)原子守恒判斷出次要生成物,寫出化學(xué)方程式,配平即可.(2)B原子核外有5個(gè)電子,其基態(tài)電子排布式為:1s22s22p1;BN中N的電負(fù)性較大,N為-3價(jià),那么B就為+3價(jià).(3)因?yàn)锽F3的空間構(gòu)型為平面三角形,所以F—B—F的鍵角為120°.(4)六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似,故B、N以共價(jià)鍵相結(jié)合構(gòu)成分子晶體,其層間作用力是分子間作用力. 答案:(1)B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O B2O3+2NH32BN+3H2O (2)1s22s22p1 N ?。? (3)120° sp2 正四面體 (4)共價(jià)鍵(極性共價(jià)鍵) 分子間作用力 (5)4 4 7.(2011·福建理綜)氮元素可以形成多種化合物. 回答以下問(wèn)題: (1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是________. (2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________. (3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物.①NH3分子的空間構(gòu)型是________;N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是________. ②肼可用作火箭燃料,燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是: N2O4(l)+2NH2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1038.7 kJ·mol-1 若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂,則形成的π鍵有________mol. ③肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4.N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同,則N2H6SO4晶體內(nèi)不存在________(填標(biāo)號(hào)) a.離子鍵 b.共價(jià)鍵 c.配位鍵 d.范德華力 (4)圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu),其分子內(nèi)4個(gè)氮原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)(見圖2),分子內(nèi)存在空腔,能嵌入某離子或分子并形成4個(gè)氫鍵予以識(shí)別. 下列分子或離子中,能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是________(填標(biāo)號(hào)). a.CF4 b.CH4 c.NH d.H2O 解析:本題考查了原子核外電子排布、雜化軌道理論、分子結(jié)構(gòu)等知識(shí),同時(shí)考查了考生的觀察能力和分析推理能力.(3)肼分子中有4個(gè)N-H鍵,故有4 mol N-H 鍵斷裂時(shí),有1 mol 肼發(fā)生反應(yīng),生成1.5 mol N2,則形成2×1.5 mol =3 mol π鍵.SO中存在配位鍵、共價(jià)鍵,N2H與SO之間存在離子鍵,離子晶體中不存在范德華力.(4)與4個(gè)氮原子形成4個(gè)氫鍵,要求被嵌入微粒能提供4個(gè)氫原子,并至少存在“N…H”、“H…O”、“H…F”三類鍵中的一種,對(duì)照條件知,NH符合此要求. 答案:(1)2s22p3 (2)N>O>C (3)①三角錐形 sp3?、??、踕 (4)c 第二節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(xx·江蘇單科)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Y是地殼中含量最高的元素,Z2+與Y2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),W與X同主族。下列說(shuō)法正確的是( ) A.原子半徑的大小順序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X) B.Y分別與Z、W形成的化合物中化學(xué)鍵類型相同 C.X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性比W的弱 D.Y的氣態(tài)簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng) 解析:選D 由題意可推出X、Y、Z、W依次為:C、O、Mg、Si。根據(jù)同一周期主族元素從左到右原子半徑依次減小,同一主族元素從上到下,原子半徑依次增大,則r(Mg)>r(Si)>r(C)>r(O),A選項(xiàng)錯(cuò)誤;Y與Z形成MgO,含有離子鍵,Y與W形成SiO2,含有共價(jià)鍵,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;元素非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng),酸性:H2CO3>H2SiO3,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;元素非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,則H2O>SiH4,D選項(xiàng)正確。 2.(xx·課標(biāo)Ⅱ)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè),c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族;e的最外層只有1個(gè)電子,但次外層有18個(gè)電子。回答下列問(wèn)題: (1)b、c、d中第一電離能最大的是________(填元素符號(hào)),e的價(jià)層電子軌道示意圖為________。 (2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中,分子呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化方式為________;分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是________(填化學(xué)式,寫出兩種)。 (3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是________;酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是________。(填化學(xué)式) (4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1,則e離子的電荷為________。 (5)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。該化合物中,陰離子為________,陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類型有________;該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是________________,判斷理由是________________________________________。 解析:由題意推出元素a、b、c、d、e依次是H、N、O、S、Cu。(1)N、O、S中第一電離能最大的是N,Cu的價(jià)層電子軌道示意圖為○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓ ○↑ 。(2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中,分子呈三角錐形的是NH3,NH3中的N原子的雜化方式為sp3,分子中既含有極性共價(jià)鍵又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是H2O2、N2H4。(3)這些元素的含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4,分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3,酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3。(4)由圖可知,e和c的個(gè)數(shù)比為2∶1,則化學(xué)式為Cu2O,e離子的電荷為+1。(5)由該化合物的陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)可知,該陽(yáng)離子可以表示為[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,結(jié)合陰離子呈四面體結(jié)構(gòu),可知陰離子為SO,即該化合物是Cu(NH3)4(H2O)2SO4;陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵和配位鍵;由于陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng),則H2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱,故加熱該化合物時(shí),首先失去的組分是H2O。 答案:(1)N ○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓ ○↑ (2)sp3 H2O2、N2H4 (3)HNO2、HNO3 H2SO3 (4)+1 (5)SO 共價(jià)鍵和配位鍵 H2O H2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱 3.(xx·安徽理綜)我國(guó)科學(xué)家研制出一種催化劑,能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化,其反應(yīng)如下:HCHO+O2CO2+H2O。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B.CO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵 C.HCHO分子中既含σ鍵又含π鍵 D.每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2 解析:選C 本題考查化學(xué)基本概念,意在考查考生對(duì)化學(xué)基本概念的理解能力。該反應(yīng)中甲醛被氧氣氧化生成CO2和H2O,為放熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2中的CO鍵屬于極性鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;HCHO的結(jié)構(gòu)式為,分子中既含σ鍵又含π鍵,C項(xiàng)正確;每生成1.8 g H2O消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L O2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.(xx·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ理綜)前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè),并且A-和B+的電子數(shù)相差為8;與B位于同一周期的C和D,它們價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2,且原子序數(shù)相差為2。 回答下列問(wèn)題: (1)D2+的價(jià)層電子排布圖為________。 (2)四種元素中第一電離能最小的是________,電負(fù)性最大的是________(填元素符號(hào))。 (3)A、B和D三種元素組成的一個(gè)化合物的晶胞如圖所示。 ①該化合物的化學(xué)式為________;D的配位數(shù)為________; ②列式計(jì)算該晶體的密度________g·cm-3。 (4)A-、B+和C3+三種離子組成的化合物B3CA6,其中化學(xué)鍵的類型有________;該化合物中存在一個(gè)復(fù)雜離子,該離子的化學(xué)式為________,配位體是________。 解析:本題考查了考生對(duì)離子的價(jià)層電子排布圖、基態(tài)原子的第一電離能及電負(fù)性大小比較、晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算、配合物等知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。由元素C的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)為4知,其不可能位于短周期,結(jié)合題意知,元素C位于第四周期,進(jìn)一步可推出元素A為F,元素B為K,元素C為Fe,元素D為Ni。(2)K原子易失電子,第一電離能最小,F(xiàn)的非金屬性最強(qiáng),電負(fù)性最大。(3)根據(jù)分?jǐn)偡?,可以求得化合物的化學(xué)式為K2NiF4,晶體的密度可由晶胞的質(zhì)量除以晶胞的體積求得。(4)Fe3+提供空軌道,F(xiàn)-提供孤對(duì)電子,兩種離子間形成配位鍵。 答案:(1) (2)K F (3)①K2NiF4 6 ②=3.4 (4)離子鍵、配位鍵 [FeF6]3- F- 5.(xx·山東理綜)鹵族元素包括F、Cl、Br等。 (1)下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì),正確的是________。 (2)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷,右圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,則每個(gè)晶胞中含有B原子的個(gè)數(shù)為________,該功能陶瓷的化學(xué)式為________。 (3)BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為________和________。第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有________種。 (4)若BCl3與XYn通過(guò)B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物,則該配合物中提供孤對(duì)電子的原子是________。 解析:本題考查元素及物質(zhì)的性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)、雜化理論、第一電離能及配位鍵等,意在考查考生靈活應(yīng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)的能力。(1)同主族元素從上到下元素的電負(fù)性逐漸減小,a對(duì);氟無(wú)正價(jià),b錯(cuò);HF分子間存在氫鍵,所以熔沸點(diǎn)在同族元素氣態(tài)氫化物中最高,c錯(cuò);F2、Cl2、Br2三種物質(zhì)的晶體均是分子晶體,組成相似,則相對(duì)分子質(zhì)量越大分子間作用力越大,熔點(diǎn)越高,d錯(cuò)。(2)由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,根據(jù)均攤法,可得B原子為8×+1=2個(gè),N原子為4×+1=2個(gè),則該功能陶瓷的化學(xué)式為BN。(3)BCl3中價(jià)層電子對(duì)數(shù)為:(3+3)/2=3,B原子為sp2雜化;NCl3中價(jià)層電子對(duì)數(shù)為:(5+3)/2=4,N原子為sp3雜化。同周期元素的第一電離能從左到右逐漸增大,但是由于氮原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,其第一電離能比氧的大,鈹原子的2s軌道處于全滿狀態(tài),鈹?shù)牡谝浑婋x能比硼的大,所以第一電離能介于硼和氮之間的第二周期元素有鈹、碳、氧3種。(4)B原子最外層有3個(gè)電子,與Cl形成3個(gè)單鍵后,仍缺少2個(gè)電子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以在B原子與X形成的配位鍵中,X提供孤對(duì)電子。 答案:(1)a (2)2 BN (3)sp2 sp3 3 (4)X 6.(xx·福建理綜)[化學(xué)—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](1)依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律,參照右圖中B、F元素的位置,用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。 (2)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到: 4NH3+3F2NF3+3NH4F ①上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有________(填序號(hào))。 a.離子晶體 b.分子晶體 c.原子晶體 d.金屬晶體 ②基態(tài)銅原子的核外電子排布式為________。 (3)BF3與一定量的水形成(H2O)2·BF3晶體Q,Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R: ①晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及________(填序號(hào))。 a.離子鍵 b.共價(jià)鍵 c.配位鍵 d.金屬鍵 e.氫鍵 f.范德華力 ②R中陽(yáng)離子的空間構(gòu)型為________,陰離子的中心原子軌道采用________雜化。 (4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水楊酸第一級(jí)電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷,相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是________________________。 解析:本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí),意在考查考生知識(shí)的遷移和應(yīng)用能力。(1)第2周期元素的第一電離能從左向右逐漸增大,但由于N元素的2p軌道處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以N元素的第一電離能大于O,據(jù)此可標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。(2)①NH3、F2、NF3屬于分子晶體,NH4F為離子晶體,Cu為金屬晶體。②Cu的核電荷數(shù)為29,3d軌道上全充滿,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(3)①晶體Q中不存在陰、陽(yáng)離子和金屬元素,所以不存在離子鍵和金屬鍵,B原子與O原子間存在配位鍵,H2O與之間存在氫鍵,Q中還存在共價(jià)鍵、范德華力。②H3O+中O原子存在一對(duì)孤對(duì)電子,其空間構(gòu)型為三角錐形;陰離子的中心原子為B,采用sp3雜化。(4)由于存在分子內(nèi)氫鍵,更難電離出H+,所以的電離平衡常數(shù)小于。 答案:(1)如圖 (2)①a、b、d?、?s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (3)①a、d?、谌清F形 sp3 (4)< 中形成分子內(nèi)氫鍵,使其更難電離出H+ 7.(xx·江蘇)元素X 位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p 軌道上有4個(gè)電子。元素Z 的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。 (1)X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。 ①在1個(gè)晶胞中,X離子的數(shù)目為________。 ②該化合物的化學(xué)式為________。 (2)在Y的氫化物(H2Y)分子中,Y原子軌道的雜化類型是________。 (3)Z的氫化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是________。 (4)Y與Z可形成YZ。 ①YZ的空間構(gòu)型為________(用文字描述)。 ②寫出一種與YZ互為等電子體的分子的化學(xué)式:________。 (5)X的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1 mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為________。 解析:本題主要考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí),意在考查考生的空間想象能力及對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解能力。X的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,X為Zn;Y的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,Y為S;根據(jù)Z的信息可知Z為O。(1)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,X分別位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,根據(jù)晶胞中原子的“分?jǐn)偡ā笨捎?jì)算一個(gè)晶胞中的X原子數(shù)為:8×1/8+6×1/2=4。②Y原子全部在晶胞中,故一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Y原子。故該化合物的化學(xué)式為ZnS。(2)H2S分子中S原子有兩對(duì)成鍵電子和兩對(duì)孤對(duì)電子,所以H2S分子中S原子的軌道雜化類型為sp3雜化。(3)H2O與乙醇可以形成分子間氫鍵,使得水與乙醇互溶;而H2S與乙醇不能形成分子間氫鍵,故H2S在乙醇中的溶解度小于H2O。(4)①SO的中心原子S周圍有4對(duì)成鍵電子,形成以S為體心,O為頂點(diǎn)的正四面體結(jié)構(gòu);②SO中S、O最外層均為6個(gè)電子,故SO中原子最外層共有32個(gè)電子;CCl4、SiCl4中原子的最外層電子總數(shù)均為4+7×4=32,故SO、CCl4、SiCl4為等電子體。(5)[Zn(NH3)4]Cl2中[Zn(NH3)4]2+與Cl-形成離子鍵,而[Zn(NH3)4]2+中含有4個(gè)Zn—N鍵(配位鍵)和12個(gè)N—H鍵,共16個(gè)共價(jià)單鍵,故1 mol該配合物中含有16 mol σ鍵。 答案:(1)①4?、赯nS (2)sp3 (3)水分子與乙醇分子之間形成氫鍵 (4)①正四面體?、贑Cl4或SiCl4等 8.(xx·新課標(biāo)全國(guó)理綜)VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含VIA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)S單質(zhì)的常見形式為S8,其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如下圖所示,S原子采用的軌道雜化方式是________; (2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______; (3)Se原子序數(shù)為________,其核外M層電子的排布式為________________; (4)H2Se的酸性比H2S________(填“強(qiáng)”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為________,SO離子的立體構(gòu)型為________。 (5)H2SeO3和K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,K2為1.2×10-2,請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋: ①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因: ________________________________________________________________________; ②H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因:______________________________________。 (6)ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,其晶胞邊長(zhǎng)為540.0 pm,密度為________________________________ g·cm-3(列式并計(jì)算),a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為 ____________________________________________ pm(列式表示)。 解析:(1)每個(gè)S原子與另外2個(gè)S原子形成2個(gè)共價(jià)單鍵,所以S原子的雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=2+2=4,故S原子為sp3雜化。(2)同主族元素從上到下,元素的第一電離能逐漸減小,故第一電離能O>S>Se。(3)Se位于第四周期,與S的原子序數(shù)相差18,故其原子序數(shù)為34。由于其核外M層有18個(gè)電子,故M層的電子排布式為3s23p63d10。(4)Se的原子半徑大于S的原子半徑,H2Se與H2S相比,H2Se中Se原子對(duì)H原子的作用力較弱,H2Se在水中更容易電離出H+,所以其酸性較強(qiáng);SeO3中Se原子采取sp2雜化且有3個(gè)配位原子,故其立體構(gòu)型為平面三角形;SO中S原子采取sp3雜化且有3個(gè)配位原子,故其立體構(gòu)型為三角錐形。(5)所給兩種酸均為二元酸,當(dāng)?shù)谝徊诫婋x出H+后,由于生成的陰離子對(duì)正電荷有吸引作用,因此較難再電離出H+。H2SeO3中Se為+4價(jià),而H2SeO4中Se為+6價(jià),Se的正電性更高,導(dǎo)致Se—O—H中O原子的電子向Se原子偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易電離出H+,即酸性越強(qiáng)。(6)每個(gè)晶胞的質(zhì)量為(540.0×10-10cm)3×ρ;運(yùn)用均攤法可求得每個(gè)晶胞中含有4個(gè)“ZnS”,故每個(gè)晶胞的質(zhì)量又可表示為。因此有:(540.0×10-10cm)3×ρ=×4 g,解得ρ=4.1 g·cm3;如圖所示, b位于正四面體的中心(類似于CH4分子中的C)。設(shè)ab=ac=x pm,∠abc=109°28′,ac=×540.0 pm=270 pm。在三角形abc中,由余弦定理得:ac2=x2+x2-2x·x·cos∠abc,代入數(shù)據(jù)解得:x= pm。 答案:(1)sp3 (2)O>S>Se (3)34 3s23p63d10 (4)強(qiáng) 平面三角形 三角錐形 (5)①第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子?、贖2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se為+4價(jià),而H2SeO4中的Se為+6價(jià),正電性更高,導(dǎo)致Se—O—H中O的電子更向Se偏移,越易電離出H+ (6)=4.1 或或135 9.(xx·山東理綜)金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應(yīng)用廣泛。 (1)下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說(shuō)法正確的是________。 a.金屬鍵具有方向性與飽和性 b.金屬鍵是金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用 c.金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子 d.金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子吸收并放出可見光 (2)Ni是元素周期表中第28號(hào)元素,第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是________。 (3)過(guò)渡金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18,則n=________。CO與N2結(jié)構(gòu)相似,CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為________。 (4)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為________,甲醇分子內(nèi)的O—C—H鍵角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子內(nèi)的O—C—H鍵角。 解析:(1)金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性,a錯(cuò);金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作用,b對(duì);金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下電子發(fā)生定向移動(dòng),c錯(cuò);金屬具有光澤是因?yàn)樽杂呻娮幽軌蛭詹⒎懦隹梢姽猓琩錯(cuò)。(2)Ni的外圍電子排布為3d84s2,3d能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子,第二周期中未成對(duì)電子數(shù)為2的元素有C、O,其中C的電負(fù)性較小。(3)中心原子Ni的價(jià)電子數(shù)為10,配體CO中1個(gè)O提供2個(gè)電子,故n=4。CO中C和O間為叁鍵,含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵。(4)甲醇分子內(nèi)C為sp3雜化,而甲醛分子內(nèi)C為sp2雜化,故甲醇分子內(nèi)O—C—H鍵角比甲醛分子內(nèi)O—C—H鍵角小。 答案:(1)b (2)C(碳) (3)4 1∶2 (4)sp3 小于 10.(xx·江蘇)一項(xiàng)科學(xué)研究成果表明,銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。 (1)向一定物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀經(jīng)高溫灼燒,可制得CuMn2O4。 ①M(fèi)n2+基態(tài)的電子排布式可表示為_____________________________________。 ②NO的空間構(gòu)型是__________________________________________(用文字描述)。 (2)在銅錳氧化物的催化下,CO被氧化為CO2,HCHO被氧化為CO2和H2O。 ①根據(jù)等電子體原理,CO分子的結(jié)構(gòu)式為___________________________。 ②H2O分子中O原子軌道的雜化類型為__________________________________。 ③1 mol CO2中含有的σ鍵數(shù)目為_______________________________________。 (3)向CuSO4溶液中加入過(guò)量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考慮空間構(gòu)型,[Cu(OH)4]2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_____________________________________________。 解析:(1)Mn的原子序數(shù)為25,價(jià)電子排布式為3d54s2,先失去4s2軌道上的兩個(gè)電子,即得Mn2+。根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論,NO中N原子采用sp2雜化,所以NO的空間構(gòu)型為平面三角形。(2)CO與N2互為等電子體,根據(jù)氮?dú)夥肿拥慕Y(jié)構(gòu)式可以寫出CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)。H2O分子中O原子存在兩對(duì)孤對(duì)電子,配位原子個(gè)數(shù)為2,價(jià)電子對(duì)數(shù)目為4,所以O(shè)原子采用sp3雜化。二氧化碳分子內(nèi)含有兩個(gè)碳氧雙鍵,一個(gè)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵,一個(gè)π鍵,則1 mol CO2中含有2 mol σ鍵。(3)Cu2+中存在空軌道,而OH-中O原子上有孤對(duì)電子,故O與Cu之間以配位鍵結(jié)合。 答案:(1)①1s222p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②平面三角形 (2)①C≡O(shè)?、趕p3?、?×6.02×1023個(gè)(或2 mol) (3) (或) 11.(2011·山東理綜)氧是地殼中含量最多的元素. (1)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為________個(gè). (2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為________________________________________________________________________. 的沸點(diǎn)比高,原因是___________________. (3)H+可與H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用________雜化.H3O+中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大,原因?yàn)開________________________________________. (4)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu),已知CaO晶體密度為a g·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù),則CaO晶胞體積為________cm3. 解析:本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),意在考查考生對(duì)原子核外電子排布、化學(xué)鍵、晶體等知識(shí)的理解和應(yīng)用能力. (1)氧原子基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p4,2p軌道上有2個(gè)電子未成對(duì).(2)氫鍵屬于分子間作用力,比化學(xué)鍵弱,但比范德華力強(qiáng).(3)H3O+中O原子為sp3雜化.(4)以1個(gè)晶胞為研究對(duì)象,1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ca2+、4個(gè)O2-,根據(jù)m=ρ·V,則×4=aV,V=. 答案:(1)2 (2)O—H鍵、氫鍵、范德華力 形成分子內(nèi)氫鍵,而形成分子間氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增大 (3)sp3 H2O中O原子有2對(duì)孤對(duì)電子,H3O+中O原子只有1對(duì)孤對(duì)電子,排斥力較小 (4) 12.(xx·山東理綜)碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb. (1)碳鈉米管由單層或多層石墨層卷曲而成,其結(jié)構(gòu)類似于石墨晶體,每個(gè)碳原子通過(guò)________雜化與周圍碳原子成鍵,多層碳納米管的層與層之間靠________結(jié)合在一起. (2)CH4中共用電子對(duì)偏向C,SiH4中共用電子對(duì)偏向H,則C、Si、H的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_______________. (3)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷SnBr2分子中Sn—Br鍵的鍵角________120°(填“>”、“<”或“=”). (4)鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)是:Pb4+處于立方晶胞頂點(diǎn),Ba2+處于晶胞中心,O2-處于晶胞棱邊中心.該化合物化學(xué)式為________,每個(gè)Ba2+與________個(gè)O2-配位. 解析:本題以第ⅣA族元素為載體,考查考生對(duì)選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》知識(shí)的綜合應(yīng)用能力. (1)石墨晶體是混合型晶體,同一層內(nèi)碳原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合成正六邊形結(jié)構(gòu),層與層之間通過(guò)范德華力結(jié)合,故碳鈉米管中碳原子的雜化方式為sp2雜化,層與層之間靠范德華力結(jié)合. (2)電負(fù)性越大,非金屬性越強(qiáng),即吸引電子對(duì)的能力越強(qiáng),故電負(fù)性的大小關(guān)系為C>H>Si. (3)在SnBr2分子中,中心原子Sn有2對(duì)成鍵電子,1對(duì)孤對(duì)電子,采用sp2雜化,故鍵角小于120°. (4)1個(gè)晶胞中有1個(gè)Ba2+,Pb4+的個(gè)數(shù)為8×=1,O2-的個(gè)數(shù)為12×=3,故化學(xué)式為BaPbO3.每個(gè)Ba2+與12個(gè)O2-配位. 答案:(1)sp2 分子間作用力(或:范德華力) (2)C>H>Si (3)< (4)BaPbO3 12 第三節(jié) 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(xx·山東理綜)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。 (1)圖甲中,1號(hào)C與相鄰C形成σ鍵的個(gè)數(shù)為________。 (2)圖乙中,1號(hào)C的雜化方式是________,該C與相鄰C形成的鍵角________(填“>”“<”或“=”)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。 (3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有________(填元素符號(hào))。 (4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),某金屬M(fèi)與C60 可制備一種低溫超導(dǎo)材料,晶胞如圖丙所示,M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為________,該材料的化學(xué)式為______________。 解析:(1)圖甲中,1號(hào)C與相鄰的3個(gè)C以公價(jià)鍵相連,即形成3個(gè)σ鍵。(2)圖乙中,1號(hào)C除與3個(gè)C形成化學(xué)鍵外,還與羥基氧原子形成化學(xué)鍵,故該C采取sp3雜化。其與相鄰碳原子形成鍵角小于120%,即小于圖甲中形成鍵角。(3)氧化石墨烯中含有羥基,羥基氧原子可與水分子中的氫原子形成氫鍵,羥基氫原子可與水分子中的氧原子形成氫鍵。(4)通過(guò)晶胞結(jié)構(gòu)可知,有12個(gè)M原子在晶胞的12條棱上,由分?jǐn)偡芍@12個(gè)M原子屬于該晶胞的只有12×1/4=3(個(gè));還有9個(gè)M原子在晶胞內(nèi)部,故該晶胞中M原子為12個(gè)。該晶胞中含有的C60為8×1/8+6×1/2=4(個(gè)),即一個(gè)晶胞可表示為M12(C60)4,即化學(xué)式為M3C60。 答案:(1)3 (2)sp3?。肌?3)O、H (4)12 M3C60 2.(xx·天津理綜)元素單質(zhì)及其化合物有廣泛用途,請(qǐng)根據(jù)周期表中第三周期元素相關(guān)知識(shí)回答下列問(wèn)題: (1)按原子序數(shù)遞增的順序(稀有氣體除外),以下說(shuō)法正確的是________。 a.原子半徑和離子半徑均減小 b.金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng) c.氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性減弱,酸性增強(qiáng) d.單質(zhì)的熔點(diǎn)降低 (2)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的元素名稱為________,氧化性最弱的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子是________。 (3)已知: 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 類型 離子化合物 離子化合物 離子化合物 共價(jià)化合物 熔點(diǎn)/℃ 2 800 2 050 714 191 工業(yè)制鎂時(shí),電解MgCl2而不電解MgO的原因是___________________________; 制鋁時(shí),電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是______________________________。 (4)晶體硅(熔點(diǎn)1 410 ℃)是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過(guò)程如下: Si(粗)SiCl4SiCl4(純)Si(純) 寫出SiCl4的電子式:________;在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測(cè)得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________。 (5)P2O5是非氧化性干燥劑,下列氣體不能用濃硫酸干燥,可用P2O5干燥的是________。 a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2 (6)KClO3可用于實(shí)驗(yàn)室制O2,若不加催化劑,400 ℃時(shí)分解只生成兩種鹽,其中一種是無(wú)氧酸鹽,另一種鹽的陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶1。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: ________________________________________________________________________。 解析:(1)第三周期元素從左到右,原子半徑依次減小,陽(yáng)離子半徑依次減小,陰離子半徑依次減小,但陽(yáng)離子只有兩個(gè)電子層,陰離子有三個(gè)電子層,陽(yáng)離子半徑小于陰離子半徑,a錯(cuò)誤;金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng),b正確;最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性減弱,酸性增強(qiáng),c錯(cuò)誤;第三周期元素的單質(zhì)中,硅的熔點(diǎn)最高,d錯(cuò)誤。(2)第三周期中原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的是氬,氧化性最弱的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子是Na+。(3)工業(yè)上制鎂時(shí),電解MgCl2而不電解MgO的原因是MgO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本。制鋁時(shí),電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是AlCl3為共價(jià)化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電。(4)SiCl4是共價(jià)化合物,電子式為,。根據(jù)生成1.12 kg硅,吸收a kJ熱量,求出生成1 mol硅,吸收0.025a kJ熱量,則熱化學(xué)方程式為:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ΔH=+0.025a kJ·mol-1。(5)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和酸性,不能干燥NH3和HI,可以干燥SO2和CO2;P2O5可以干燥HI,不能干燥NH3。(6)根據(jù)題目信息,可得化學(xué)方程式:4KClO3KCl+3KClO4。 答案:(1)b (2)氬 Na+(或鈉離子) (3)MgO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多資源,增加生產(chǎn)成本 AlCl3為共價(jià)化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電 (4) SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ΔH=+0.025a kJ·mol-1 (5)b (6)4KClO3KCl+3KClO4 3.(xx·新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ理綜)硅是重要的半導(dǎo)體材料,構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為________,該能層具有的原子軌道數(shù)為________,電子數(shù)為________。 (2)硅主要以硅酸鹽、________等化合物的形式存在于地殼中。 (3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以________相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)________個(gè)原子。 (4)單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來(lái)制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。 (5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí): 化學(xué)鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 鍵能/(kJ·mol-1) 356 413 336 226 318 452 ①硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是__________________________ ________________________________________________________________________。 (6)在硅酸鹽中, SiO四面體(如圖a)通過(guò)共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖b為一種無(wú)限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為 ________,Si與O的原子數(shù)之比為________,化學(xué)式為____________________________。 解析:本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面的知識(shí),意在考查考生的觀察能力、推理能力以及語(yǔ)言表達(dá)能力。(1)硅的基態(tài)原子中,能量最高的能層是第三電子層,符號(hào)為M,該能層有9個(gè)原子軌道,電子數(shù)為4。(2)硅還以SiO2形式存在于地殼中。(3)硅晶體中,硅原子間以共價(jià)鍵結(jié)合在一起,其晶胞6個(gè)面上各有一個(gè)硅原子,依據(jù)均攤原則,面心位置貢獻(xiàn)3個(gè)原子。(4)可先寫出:Mg2Si+NH4Cl―→SiH4,由原子守恒知還應(yīng)該有MgCl2生成,配平鎂、氯、硅元素后得Mg2Si+4NH4Cl―→SiH4+2MgCl2,再進(jìn)一步分析知還應(yīng)該有NH3生成,最終結(jié)果為Mg2Si+4NH4Cl===SiH4+2MgCl2+4NH3。(5)某類物質(zhì)數(shù)量的多少與物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的穩(wěn)定性強(qiáng)弱有關(guān),由表中數(shù)據(jù)知C—C鍵、C—H鍵分別比Si—Si鍵、Si—H鍵穩(wěn)定,故烷烴數(shù)量較多。同理因鍵能C—H>C—O、Si—O>Si—H,故SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物。(6)因硅與四個(gè)氧原子形成四個(gè)σ鍵,故硅原子為sp3雜化。在圖a中,硅、氧原子數(shù)目比為1∶4,但圖b中每個(gè)硅氧四面體中有兩個(gè)氧原子是與其他四面體共用的,故依據(jù)均攤原則可確定圖b中硅、氧原子數(shù)目比為1∶3,化學(xué)式為(SiO3)。 答案:(1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共價(jià)鍵 3 (4)Mg2Si+4NH4Cl===SiH4+4NH3+2MgCl2 (5)①C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng),所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成?、贑—H鍵的鍵能大于C—O鍵,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵,所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵 (6)sp3 1∶3 [SiO3](或SiO) 4.(xx·江蘇)元素X 位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p 軌道上有4個(gè)電子。元素Z 的原子最- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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