考點23 物質結構與性質(選修3)

1、圓學子夢想 鑄金字品牌溫馨提示： 此題庫為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調節(jié)合適的觀看比例，關閉Word文檔返回原板塊。 考點23 物質結構與性質（選修3)一、選擇題1.(2013重慶高考3)下列排序正確的是()A.酸性:H2CO3C6H5OHCH3COOHB.堿性:Ba(OH)2Ca(OH)2KOHC.熔點:MgBr2SiCl4BND.沸點:PH3NH3離子晶體分子晶體?！窘馕觥窟xD。選項具體分析結論A碳酸的酸性大于苯酚的酸性錯誤B金屬性:BaCa,因而堿性:Ba(OH)2Ca(OH)2錯誤CBN為原子晶體,SiCl4為分子晶體,MgBr2為離子晶體,因而熔點:BNMgBr2Si

2、Cl4錯誤D氨氣分子和水分子之間都存在氫鍵,因而沸點反常得高,由于水分子之間的氫鍵強于氨氣分子之間的氫鍵,因此水的沸點高于氨氣分子正確2.(2013上海高考13)X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結構,工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質;Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等;Z元素+2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同;W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關這些元素性質的說法一定正確的是()A.X元素的氫化物的水溶液顯堿性B.Z元素的離子半徑大于W元素的離子半徑C.Z元素的單質在一定條件下能與X元素的單質反應D.Y元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點【

3、解題指南】本題的解答思路為【解析】選C。通過液化空氣法可分離得到N2或O2,則X可能為N或O,O的氫化物H2O呈中性,A錯誤。Y元素原子最外層上s、p電子數(shù)相等,則最外層電子排布為ns2np2,可能為C或Si,C的最高價氧化物CO2熔點和沸點都很低,D錯誤。Z元素的+2價陽離子核外電子排布與氖原子相同,因此Z為Mg;W元素原子M層有一個未成對的p電子,則其最外層電子排布可能為3s23p1或3s23p5,因此W可能為Al或Cl。Mg、Al、Cl均為第3周期元素,離子半徑Mg2+Al3+,Cl-Mg2+,B錯誤。Mg在一定條件下可與O2或N2反應,C正確。3.(2013四川高考4)短周期主族元素W

4、、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W、X原子的最外層電子數(shù)之比為43,Z原子比X原子的核外電子數(shù)多4。下列說法正確的是()A.W、Y、Z的電負性大小順序一定是ZYWB.W、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是WXYZC.Y、Z形成的分子的空間構型可能是正四面體D.WY2分子中鍵與鍵的數(shù)目之比是21【解析】選C?！癢、X原子的最外層電子數(shù)之比為43”,則其最外層電子數(shù)不能為8、6,則W、X應為碳和鋁元素;“Z原子比X原子的核外電子數(shù)多4”,故Z為氯元素,則Y可能為硅、磷或硫元素。碳元素的電負性大于Si,故A錯;原子半徑C小于Si,故B錯;SiCl4的空間構型為正四面體,故C正確;CS2的結構式為SC

5、S,鍵和鍵數(shù)目之比為11,故D錯。二、非選擇題4.(2013福建高考31)化學物質結構與性質(1)依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律,參照如圖中B、F元素的位置,用小黑點標出C、N、O三種元素的相對位置。(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應直接得到:4NH3+3F2NF3+3NH4F上述化學方程式中的5種物質所屬的晶體類型有(填序號)。a.離子晶體b.分子晶體c.原子晶體 d.金屬晶體基態(tài)銅原子的核外電子排布式為 。(3)BF3與一定量的水形成(H2O)2BF3晶體Q,Q在一定條件下可轉化為R:晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及(填序號)。a.離子鍵 b.共價鍵c.配位鍵 d.金

6、屬鍵e.氫鍵 f.范德華力R中陽離子的空間構型為,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=1.110-10;水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內氫鍵。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 ?！窘忸}指南】解答本題時應注意以下3點:(1)掌握第一電離能的變化規(guī)律,要注意洪特規(guī)則特例的影響。(2)掌握晶體的結構特點及判斷方法。(3)正確理解各類化學鍵的特征,氫鍵、范德華力、原子雜化方式等相關概念?！窘馕觥?1)同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第2周期中第A族元素的第一電離能比相鄰的第A族和第A族元素大,第A族元

7、素的第一電離能大于第A族。(2)4NH3+3F2NF3+3NH4F中NH3、F2、NF3的晶體類型為分子晶體;Cu為金屬晶體;NH4F為離子晶體。(3)晶體Q()中含有共價鍵、配位鍵、氫鍵、范德華力,不存在離子鍵和金屬鍵。R中陽離子的空間構型為三角錐形,陰離子的中心原子軌道采用sp3雜化。(4)因為能形成分子內氫鍵,更難電離出H+,所以Ka2(水楊酸)Ka(苯酚)。答案:(1)(2)a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(3)a、d三角錐形sp3(4)NOCBeBLi,介于B、N之間的元素為O、C、Be,共三種。(4)B原子與X原子形成配位鍵,因為B為缺電子

8、原子,只能作中心原子,故形成配位鍵時提供孤對電子的原子是X。答案:(1)a (2)2BN (3)sp2sp33 (4)X6.(2013新課標全國卷37)化學選修3:物質結構與性質前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的價電子層中未成對電子均只有1個,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,它們價電子層中的未成對電子數(shù)分別為4和2,且原子序數(shù)相差為2?；卮鹣铝袉栴}:(1)D2+的價層電子排布圖為 。(2)四種元素中第一電離能最小的是,電負性最大的是(填元素符號)。(3)A、B和D三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。該化合物的化學式為;D的配位數(shù)為;列式計算該

9、晶體的密度gcm-3。(4)A-、B+和C3+三種離子組成的化合物B3CA6,其中化學鍵的類型有;該化合物中存在一個復雜離子,該離子的化學式為,配位體是 。【解析】由題目信息可以推出:A為F,B為K,C為Fe,D為Ni。(1)D2+的價電子排布圖為;(2)K的4s軌道只有1個電子,失電子能力比較強,鐵元素的4s軌道有2個電子,3d軌道有6個電子,鎳元素的4s軌道有2個電子,3d軌道有8個電子,故這四種元素中第一電離能最小的元素是K,一般來說,元素的非金屬性越強,電負性就越大,所以這四種元素中電負性最大的元素是F;(3)由題干晶胞示意圖可以看出,晶胞中氟原子位置:棱上16個,面上4個,體內2個,

10、故每個晶胞平均占有氟原子個數(shù)為161/4+41/2+2=8;鉀原子的位置:棱上8個,體內2個,故每個晶胞平均占有鉀原子個數(shù)為81/4+2=4;鎳原子的位置:頂點8個,體心1個,故每個晶胞平均占有鎳原子個數(shù)為81/8+1=2。所以這三種原子個數(shù)比為KNiF=428=214,故該化合物的化學式為K2NiF4;該化合物是離子晶體,配位數(shù)是指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目,由圖可以看出Ni的配位數(shù)是6;由密度公式知該晶體的密度為m/V=(394+592+198)/(NA4004001 30810-30)gcm-33.4 gcm-3;(4)這三種離子形成的化合物為K3FeF6,它是一種離子化合物,

11、所以其中化學鍵的類型有離子鍵和配位鍵,復雜離子為FeF63-,配位體是F-。答案:(1)(2)KF(3)K2NiF46394+592+1986.02102340021 30810-30 gcm-33.4 gcm-3(4)離子鍵、配位鍵FeF63-F-7.(12分)(2013新課標全國卷37)硅是重要的半導體材料,構成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎。回答下列問題:(1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為,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)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體,其中原子與原子之間以相結合,其晶胞中共有8個原子,其中在面心位置貢獻個

12、原子。(4)單質硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中反應制得SiH4,該反應的化學方程式為 。(5)碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示,簡要分析和解釋下列有關事實:化學鍵CCCHCOSiSiSiHSiO鍵能/(kJmol-1)356413336226318452 硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多,原因是 。SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是。(6)在硅酸鹽中,SiO44-四面體如下圖(a)通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網狀四大類結構型式。圖(b)為一種無限長單鏈結構的多硅酸根,其中Si原

13、子的雜化形式為,Si與O的原子數(shù)之比為,化學式為?！窘馕觥?1)基態(tài)硅原子中,電子占據(jù)的最高能層為第三層,符號為M,該能層中有3個能級:3s、3p和3d,3s能級有1個原子軌道,3p能級有3個原子軌道,3d能級有5個原子軌道,所以該能層具有的原子軌道數(shù)為9,填充的電子數(shù)為4。(2)硅在自然界中主要以硅酸鹽和二氧化硅等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體,其中原子與原子之間以硅硅共價鍵相結合,其晶胞中共有8個原子,其中在面心位置的有6個原子,每個面心原子貢獻二分之一,所以6個面心原子對該晶胞貢獻3個原子。(4)根據(jù)題意:工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中反應

14、制得SiH4,該反應的化學方程式為Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2。(5)分析表格中CC鍵、CH鍵、SiSi鍵、SiH鍵的鍵能,可以得出:CC鍵和CH鍵較強,所形成的烷烴穩(wěn)定,而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成,所以硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多;分析表格中CH鍵、CO鍵、SiH鍵、SiO鍵的鍵能,可以得出:CH鍵的鍵能大于CO鍵,CH鍵比CO鍵穩(wěn)定,而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵,所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵,所以SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物。(6)題干圖(b)為一種無限長單鏈結構的多硅酸根,其

15、中每個硅原子和4個氧原子形成四面體結構,所以硅原子的雜化形式為sp3,Si與O的原子數(shù)之比為13,化學式為SiO3n2n-(或SiO32-)。答案:(1)M94(2)二氧化硅(3)共價鍵3(4)Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2(5)CC鍵和CH鍵較強,所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低,易斷裂。導致長鏈硅烷難以生成CH鍵的鍵能大于CO鍵,CH鍵比CO鍵穩(wěn)定。而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵,所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵(6)sp313SiO3n2n-(或SiO32-)8.(2013海南高考19)【選修3物質結構與性質】.下列化

16、合物中,含有非極性共價鍵的離子化合物是()A.CaC2B.N2H4C.Na2S2 D.NH4NO3.圖A所示的轉化關系中(具體反應條件略),a、b、c和d分別為四種短周期元素的常見單質,其余均為它們的化合物,i的溶液為常見的酸。a的一種同素異形體的晶胞如圖B所示。回答下列問題:(1)圖B對應的物質名稱是,其晶胞中的原子數(shù)為,晶體的類型為。(2)d中元素的原子核外電子排布式為 。(3)圖A中由二種元素組成的物質中,沸點最高的是,原因是 _ ,該物質的分子構型為,中心原子的雜化軌道類型為。(4)圖A中的雙原子分子中,極性最大的分子是 。(5)k的分子式為,中心原子的雜化軌道類型為,屬于分子(填“極

17、性”或“非極性”)?！窘忸}指南】解答本題的關鍵是利用題目中的轉化關系結合圖B推測出各物質,然后運用物質結構的有關規(guī)律和原理解決具體問題?？筛鶕?jù)題意和所學知識,假設B,然后代入轉化關系?！窘馕觥?CaC2的電子式為,Na2S2的電子式為Na+SS2-Na+,二者屬于含有非極性鍵的離子化合物。N2H4為共價化合物;NH4NO3中沒有非極性鍵。.根據(jù)各物質的轉化關系,a與水反應生成一種單質和一種化合物,a的一種同素異形體的晶胞如圖B,圖B對應的物質為金剛石,所以a為碳單質,b為H2,c為O2,d為Cl2,f為CO,g為CO2,i為HCl,k為COCl2。答案:.A、C.(1)金剛石8原子晶體(2)1

18、s22s22p63s23p5(3)H2O分子間形成氫鍵V形(或角形)sp3(4)HCl(5)COCl2sp2極性9.(2013江蘇高考21 A)物質結構與性質元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內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個電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內層的3倍。(1)X與Y所形成化合物晶體的晶胞如上圖所示。在1個晶胞中,X離子的數(shù)目為 。該化合物的化學式為 。(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YZ42-。YZ42-的空間構型為 (用文字

19、描述)。寫出一種與YZ42-互為等電子體的分子的化學式: 。(5)X的氯化物與氨水反應可形成配合物X(NH3)4Cl2,1 mol該配合物中含有鍵的數(shù)目為 ?！窘馕觥縓為第四周期元素,且內層軌道電子數(shù)全滿,最外層電子數(shù)為2,則其基態(tài)電子排布式應為Ar3d104s2,所以為Zn。Y的3p軌道上有4個電子,則應為S。Z的最外層電子數(shù)是其內層的3倍,故為O。(1)從晶胞圖分析,含有X離子為81/8+61/2=4。Y為4個,所以化合物中X與Y之比為11,則化學式為ZnS。(2)H2S分子中,S有兩對孤電子對,價層電子對數(shù)為2+2=4,所以S為sp3雜化。(3)H2O與乙醇分子間形成氫鍵,增大了H2O在

20、乙醇中的溶解度。(4)SO42-中S無孤電子對,S的價層電子對數(shù)為4,則S為sp3雜化,所以SO42-為正四面體構型。等電子體的原子數(shù)相等,價電子數(shù)相等,SO42-的原子數(shù)為5,價電子數(shù)為32。(5)NH3分子中的鍵數(shù)為3,它與Zn形成的配位鍵也屬于鍵,故1 molZn(NH3)4Cl2中的鍵數(shù)為16 mol。答案:(1)4ZnS(2)sp3(3)水分子與乙醇分子之間形成氫鍵(4)正四面體CCl4或SiCl4等(5)16 mol或166.021023個10.(2013四川高考8)X、Y、Z、R為前四周期元素且原子序數(shù)依次增大。X的單質與氫氣可化合生成氣體G,其水溶液pH7;Y的單質是一種黃色晶

21、體;R基態(tài)原子3d軌道的電子數(shù)是4s軌道電子數(shù)的3倍。Y、Z分別與鈉元素可形成化合物Q和J,J的水溶液與AgNO3溶液反應可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z與氫元素形成的化合物與G反應生成M。請回答下列問題:(1)M固體的晶體類型是 。(2)Y基態(tài)原子的核外電子排布式是 ;G分子中X原子的雜化軌道類型是 。(3)L的懸濁液中加入Q的溶液,白色沉淀轉化為黑色沉淀,其原因是 。(4)R的一種含氧酸根RO42-具有強氧化性,在其鈉鹽溶液中加入稀硫酸,溶液變?yōu)辄S色,并有無色氣體產生,該反應的離子方程式是 。【解題指南】解答本題時應注意以下3點:(1)黃色的單質為硫,白色的不溶于稀硝酸的銀鹽為氯化銀。(2)水溶液為堿性的氣態(tài)氫化物是氨氣。(3)一般情況下若3d軌道上有電子,4s軌道上所填充的電子數(shù)為2。【解析】氣體G可溶于水且水溶液呈堿性,知氣體G為NH3,氣體G由X的單質與H2化合得到,則X為氮元素,NH3中氮元素是sp3雜化。Y的單質為黃色晶體,知Y為硫元素。R的3d軌道電子數(shù)為4s軌道電子數(shù)的3倍,則R為第4周期元素,4s軌道電子數(shù)為2,3d軌道電子數(shù)為6,R原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,則R為鐵元素。由Y、Z分別與鈉元素可形