大題突破－化學(xué)一選修3－物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、大題突破【化學(xué)一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）1.近現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，制造坦克戰(zhàn)車最常用的裝甲材料是經(jīng)過軋制和熱處理后的合金鋼，熱處理后整個裝甲結(jié)構(gòu)的化學(xué)和機械特性和最大限度的保持一致。鋼中合金元素的百分比含量為：鉻0.51.25 鎳0.51.5 鉬0.30.6 錳0.81.6 碳0.3（1）鉻元素的基態(tài)原子的價電子層排布式是 。（2）C元素與其同主族下一周期元素組成的晶體中，C原子的雜化方式為 元 素MnFe電離能/kJ·mol1I1717759I215091561I332482957（3）Mn和Fe的部分電離能數(shù)據(jù)如表：根據(jù)表數(shù)據(jù)，氣態(tài)Mn2再失去一個電子比氣態(tài)Fe2再失去一個電子

2、難，其原因是 。 （4）鎳（Ni）可形成多種配合物，且各種配合物有廣泛的用途。 某鎳配合物結(jié)構(gòu)如右圖所示，分子內(nèi)含有的作用力有 （填序號）。A氫鍵 B離子鍵 C共價鍵D金屬鍵 E配位鍵組成該配合物分子且同屬第二周期元素的電負(fù)性由大到小的順序是 。 (5)金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni(CO)4，呈四面體構(gòu)型。423K時，Ni(CO)4分解為Ni和CO，從而制得高純度的Ni粉。試推測：四羰基鎳的晶體類型是 （6）鐵能與氮形成一種磁性材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，則該磁性材料的化學(xué)式為 2.碳元素是構(gòu)成物質(zhì)種類最多的一種元素，許多物質(zhì)與我們的生活息息相關(guān)。（1）氫氣作為一種清潔

3、能源，必須解決它的儲存問題，C60可用作儲氫材料。已知金剛石中的CC的鍵長為154.45pm，C60中CC鍵長為145140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點高于金剛石，你認(rèn)為是否正確 ，理由是 。C60K（2）科學(xué)家把C60和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物， 其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。寫出基態(tài)碳原子的電子排布圖 ，該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為 。（3）繼C60后，科學(xué)家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是 。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si60分子中鍵的數(shù)目為 。（4

4、）Fe(CO)5是一種常見的配合物，可代替四乙基鉛作為汽油的抗爆震劑。寫出CO的一種常見等電子體分子的結(jié)構(gòu)式 ；兩者相比較沸點高的為 （填分子式）。Fe(CO)5在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)，已知：反應(yīng)過程中，斷裂的化學(xué)鍵只有配位鍵，由此判斷該反應(yīng)所形成的化學(xué)鍵類型為 。（5）NiXO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值為0.88，晶胞邊長為4.28×1010m。晶胞中兩個Ni原子之間的最短距離為_m（精確至0.01）。若晶體中的Ni分別為Ni2、Ni3，此晶體中Ni2與Ni3的最簡整數(shù)比為_。3.（1）主族元素A的簡單陽離子不與任何原

5、子具有相同的核外電子排布。元素B與氮元素同周期，B的原子序數(shù)大于氮，而第一電離能比氮的小。A與B能形成兩種化合物A2B2和A2B，其中B的雜化方式分別為 、 。A2B、NH3、SiH4的鍵角由大到小依次為 （填化學(xué)式）。A2B由液態(tài)形成晶體時密度減小，主要原因是 。（2）新型無機材料在許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。陶瓷發(fā)動機的材料選用氮化硅，它硬度大、化學(xué)穩(wěn)定性強，是很好的高溫陶瓷材料。除氫氟酸外，氮化硅不與其他無機酸反應(yīng)，抗腐蝕能力強。氮化硅的晶體類型是 ，氮化硅與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。（3）MgCO3和Ca CO3都為離子晶體，熱分解的溫度分別為402和900，請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系說明它們熱

6、分解溫度不同的原因： 。（4）砷化鎵廣泛用于雷達(dá)、電子計算機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等尖端技術(shù)中。鎵的基態(tài)原子價電子排布式為 ，砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似，其晶胞邊長為a pm，則每立方厘米該晶體中所含砷元素的質(zhì)量為 g（用NA表示阿伏加德羅常數(shù)）。4.（1）過渡金屬元素鐵能形成多種配合物，如：Fe(H2NCONH2)6 (NO3)3 三硝酸六尿素合鐵()和Fe(CO)x等?；鶓B(tài)Fe3+的M層電子排布式為 。配合物Fe(CO)x的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x= 。 Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點為20.5，沸點為103，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于 （

7、填晶體類型）； （2）O和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖，距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構(gòu)成的幾何體為 。已知該晶胞的密度為 g/cm3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，求晶胞邊長 a = cm。 (用含、NA的計算式表示)（3）下列有關(guān)的說法正確的是 。A第一電離能大?。篠PSi B電負(fù)性順序：CNOFC因為晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點低DSO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)類似，分子結(jié)構(gòu)也都呈直線型，相同條件下SO2的溶解度更大E分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點越高（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，Y

8、原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W的原子序數(shù)為29?；卮鹣铝袉栴}： Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為 ，1mol Y2X2含有鍵的數(shù)目為 。 化合物ZX3的沸點比化合物YX4的高，其主要原因是 。 元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是 。大題突破【化學(xué)一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）1.【知識點】核外電子排布、雜化軌道、電離能、電負(fù)性、晶體結(jié)構(gòu)【答案解析】（1）3d54S1 (2分) （2） sp3 (2分)（3）Mn2轉(zhuǎn)化為Mn3時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3

9、d4狀態(tài)（或Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)。）(2分)(4)ACE (2分); ONC (2分) (5)分子晶體（1分） (6)Fe4N(2分)）解析：（1）鉻元素原子序數(shù)是24，,基態(tài)原子核外電子排布是1s22S22p63S23p63d54S1，其價電子層的排布是3d54S1（2）C元素同主族下一周期元素是Si，兩者組成的晶體是SiC，其中每個碳形成4個碳硅鍵類似于金剛石，也和甲烷中的碳原子雜化一樣，所以是碳原子是sp3 雜化（3）Mn2轉(zhuǎn)化為Mn3時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)，而Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3時，3d能

10、級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)。（4）氧的電負(fù)性很強，與另外一個羥基形成氫鍵；配合物中含碳氧鍵、碳?xì)滏I、碳氮雙建等共價鍵；氮鎳間是配位鍵，不是離子鍵也不是金屬鍵。同周期非金屬越強電負(fù)性越強，所以電負(fù)性O(shè)NC（5）四羰基鎳的熔沸點相對不高，加熱易分解，應(yīng)是分子晶體。（6）根據(jù)計算法則氮原子在立方體中心為1個，鐵原子在8個頂點(每個頂點原子占1/8)和6個面上(每個面上的原子占1/2)，則每個晶胞含鐵原子為4個，所以磁性材料的化學(xué)式為Fe4N【思路點撥】本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要有電離能、電負(fù)性等基礎(chǔ)知識，還有晶胞、分子結(jié)構(gòu)的簡單計算，難度不大。2.【知識點】電子排布圖，晶胞

11、的計算，熔沸點的比較，化學(xué)鍵【答案解析】（15分，除注明外其余沒空1分）（1）不正確； C60是分子晶體，熔化時不斷開C-C鍵（2分）（2） ；3:1（3）N>C>Si30（2分）（4）NNCO金屬鍵（5）3.03×10-10（2分）8:3（2分）解析：（1）因為C60是分子晶體，熔化時不斷開C-C鍵，熔點較低。（2）碳原子6號元素，基態(tài)碳原子的電子排布圖。晶胞中C60分子1個在中心和8個頂點上，每個晶胞含2個C60分子；12個K原子在晶胞的面上，每個晶胞含K原子數(shù) 為6個，則該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為3：1（3）非金屬性越強電負(fù)性越強，C、Si、N原子電負(fù)性由

12、大到小的順序是N>C>Si，Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，說明硅原子跟相鄰的3個硅原子形成3個鍵和1個鍵，即2個硅原子1個鍵，則Si60分子中鍵的數(shù)目為30（4）CO的一種常見等電子體分子為N2，結(jié)構(gòu)式NN。兩者分子量相同（28），且兩者都是雙原子分子，但是一個是極性分子（CO）另一個是非極性分子，在其它條件相同下，極性分子的相互吸引力大于非極性分子，故極性分子CO的沸點會高。反應(yīng)過程中，斷裂的化學(xué)鍵只有配位鍵，生成了鐵單質(zhì)，所以生成了金屬鍵。（5）NiXO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，晶胞中兩個Ni原子之間的最短距離為

13、晶胞面對角線的1/2即4.28×1010=3.03×10-10 。設(shè)Ni0.88O中Ni2、Ni3個數(shù)分別為a、b根據(jù)化合價得，解得a/b=8:3【思路點撥】本題主要考查電子排布圖，關(guān)于晶胞的計算，物質(zhì)的熔沸點的比較，化學(xué)鍵的知識。難度中等。注意計算時用到的方法。3.【知識點】原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、核外電子排布【答案解析】解析：（1）主族元素A的簡單陽離子不與任何原子具有相同的核外電子排布，說明A是氫元素；元素B與氮元素同周期，B的原子序數(shù)大于氮，而第一電離能比氮的小，則B是氧元素；A與B能形成兩種化合物H2O2、H2O,分子中每個氧原子都有兩對鍵成鍵電子和兩對孤對電子，所以需要

14、四條雜化軌道，所以O(shè)的雜化方式都是是sp3；H2O、NH3、SiH4的空間結(jié)構(gòu)分別是角型、三角錐型、正四面體型，所以鍵角的大小關(guān)系：SiH4NH3H2O，H2O由液態(tài)形成晶體時水分子之間存在氫鍵，使水分子空間結(jié)構(gòu)變大，密度降低。（2）氮化硅（Si3N4）晶體是硅原子和氧原子構(gòu)成的原子晶體，氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3 (3) MgC03和CaC03分解成氧化鎂、氧化鈣和二氧化碳，Mg2+半徑小于Ca2+半徑，所以MgO晶格能大于CaO的晶格能，故，Mg2+比Ca2+更易與陽離子結(jié)合，使碳酸根更易分解，所需溫度低；（4）鎵的基態(tài)原子排布式為為

15、1s22s22p63s23p63d104s24p1，所以價電子排布是4s24p1；砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似，可知一個晶胞中含有4個As原子，一個晶胞中砷元素的質(zhì)量為（75×4）/NA=200/NA晶胞的體積為（a×10-10）3cm3，則每立方厘米該晶體中所含砷元素的質(zhì)量為【思路點撥】本題考查較為綜合，涉及元素周期律的遞變規(guī)律、雜化類型的判斷、電子排布式以及氫鍵等知識，題目難度較大，本題的易錯點為晶胞的有關(guān)計算，注意有關(guān)知識的積累。4.【知識點】配合物的成鍵情況；元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用；晶胞的計算；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷【答案解析】（1） 3s23p63

16、d5（1分） 5（1分）分子晶體（1分） （2）立方體（1分） （1分） （3）BC（2分）（漏選得1分，多選、錯選不得分）（4）sp雜化（2分） 3 NA或3×6.02×1023 個（2分） NH3分子存在氫鍵（2分） N2O（2分） 解析：（1）Fe原子核外有26個電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，F(xiàn)e原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe3+，F(xiàn)e3+電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則M層電子排布式為：3s23p63d5；配合物Fe（CO）x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2，8+2

17、x=18，x=5，分子晶體的熔沸點較低，根據(jù)題給信息知，該物質(zhì)的熔沸點較低，所以為分子晶體；（2） 距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構(gòu)成的幾何體是立方體，該晶胞中鈉離子個數(shù)是8，氧離子個數(shù)=8×1/8+6×1/2=4，則a=（3）A同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能大?。篜SSi；B同一周期元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以電負(fù)性順序：CNOF；C晶格能與離子晶體的熔點成正比，離子半徑與晶格能成反比，離子所帶電荷與晶格能成正比，鈣離子電荷大于鉀離子，且鈣離子半徑小于鉀離

18、子，氯離子所帶電荷小于氧離子，且氯離子半徑大于氧離子，所以氯化鉀的晶格能小于氧化鈣，則氯化鉀的熔點比氧化鈣低；D二氧化硫分子中硫原子的價層電子對是3且含有一個電子對，所以二氧化硫是V形結(jié)構(gòu)，為極性分子，二氧化碳是非極性分子，根據(jù)相似相溶原理知，二氧化硫易溶于水；E分子晶體中，物質(zhì)的熔沸點與其相對分子質(zhì)量成正比；故選BC（4）原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，則X是H元素；Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，則Y是C元素；Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，則Z是N元素，W的原子序數(shù)為29，則W是Cu元素Y2X2是乙炔，分子式為C