高优指导2017版高三化学一轮复习 选考部分 物质结构与性质（课件+试题）（打包6套）鲁科版选修3.zip

1原子结构与元素的性质(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 5 个小题,每题 6 分,共 30 分,每小题只有一个选项符合题意)1.美国“海狼”号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质,下列关于 Al、Na 原子结构的分析中正确的是( )A.原子半径:AlNaB.第一电离能:AlNaC.电负性:NaAlD.基态原子未成对电子数:NaAl答案:B解析:根据元素周期律,原子半径:NaAl,电负性:NaAl,Al 基态原子为[Ne]3s 23p1,Na 基态原子为[Ne]3s1,故未成对电子数相等。2.在基态原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是( )A.最易失去的电子能量最高B.电离能最小的电子能量最高C.p 轨道电子能量一定高于 s 轨道电子能量D.在离核最近区域内运动的电子能量最低答案:C解析:原子在反应中失去的电子应是离核最远的外层电子,其能量最高,A 项正确;电离能最小的电子离原子核最远,受原子核的吸引力最小,能量最高,B 项正确;处于高能层中的 s 轨道电子的能量要比处于较低能层中 p 轨道电子的能量高,C 项错误;能量越低的电子尽量排布在离原子核越近的轨道上,D项正确。3.下列表示钠原子的式子中能反映电子自旋状态的是( )A.○+11BNaC.1s22s22p63s1D.答案:D4.下列关于元素电负性大小的比较中,不正确的是( )A.OSSeTeB.CNOFC.PSOFD.KNaMgAl答案:A5.下列各项叙述中,正确的是( )A.镁原子由 1s22s22p63s2→1s 22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态B.价电子排布为 5s25p1的元素位于第 5 周期第ⅠA 族,是 s 区元素C.所有原子任一能层的 s 电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同D.24Cr 原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d44s2答案:C解析:A 项镁原子由基态转化为激发态,要吸收能量;价电子排布为 5s25p1的元素位于第 5 周期ⅢA族,是 p 区元素;原子轨道处于全空、全满或半充满状态时,能量最低,故 24Cr 原子的电子排布式应是 1s22s22p63s23p63d54s1。二、非选择题(本题共 6 个小题,共 70 分)26.(10 分)原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别处于第 1 至第 4 周期,其中,A 原子核是一个质子;B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态,B 与 C 可形成正四面体形分子,D 原子外围电子排布为 3d104s1。请回答下列问题:(1)这四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),第一电离能最小的是 (填元素符号); (2)C 的外围电子排布式为 ,B 核外未成对电子数为 ; (3)D 元素能形成+1、+2 两种价态的离子,从其核外电子排布情况分析,较稳定的离子是 。答案:(1)Cl Cu(2)3s23p5 2(3)Cu+解析:由已知得 A 是氢元素(第 1 周期),B 是碳元素(第 2 周期),C 应是第 3 周期的氯元素,D 是铜元素(第 4 周期)。(1)非金属性越强,电负性越大;金属性越强,第一电离能越小。(2)C 为氯元素,外围电子排布为 3s23p5,B 为碳元素,最外层电子排布为 2s22p2,未成对电子数为2。(3)Cu+核外 3d 轨道全充满,较稳定。7.(2015 山东泰安模拟)(10 分)有 A、B、C、D、E、F、G 7 种前 4 周期元素,G 的原子序数最大。已知:A、B、C 3 种元素的原子次外层电子排布都是( n-1)s2(n-1)p6;D、E、F 3 种元素的原子序数分别等于 A、B、C 的最外层电子数;G 元素原子的最外层电子数和 A 相同,内层电子排布均符合 2n2;C的气态单质在标准状况下每升的质量为 3.17 g;A 与 C 能形成离子化合物 AC,A 离子比 C 离子少一个能级;E 原子的最外电子层中 p 能级的电子数等于前一能级的电子总数。回答下列问题:(1)上述元素的基态原子中,含有 2 个未成对电子的元素是 (填元素符号);它们位于元素周期表的 区。 (2)A 与 D 能形成离子化合物 AD,则 AD 的电子式是 。 (3)C 元素基态原子的价电子排布式为 。 F 元素基态原子最外层电子的轨道表示式为。〚导学号 95380286〛 答案:(1)C、S p(2)Na+[∶H] -(3)3s23p5 解析:由于 A、B、C 3 种元素的原子次外层电子排布都是( n-1)s2(n-1)p6,说明 A、B、C 都在第 3 周期。由 C 的气态单质在标准状况下每升的质量为 3.17 g,可求得单质 C 的摩尔质量为 71 g·mol-1,即 C 是氯,F 为氮。根据 A 与 C 能形成离子化合物 AC,A 离子比 C 离子少一个能级,说明 A 是钠,D 为氢。根据 G 元素原子的最外层电子数和 A 相同,内层电子排布均符合 2n2,且 G 的原子序数最大,说明 G 是铜。根据 E 原子的最外电子层中 p 能级的电子数等于前一能级的电子总数,说明 E 是碳,B 为硫。8.(2015 安徽马鞍山质检)(18 分)A、B、C、D、E、F、G、H 是元素周期表前 4 周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:元素 相关信息A 原子核外有 6 种不同运动状态的电子C 基态原子中 s 电子总数与 p 电子总数相等续表 元素 相关信息D 原子半径在同周期元素中最大E 基态原子最外层电子排布式为 3s23p13F 基态原子的最外层 p 轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反G 基态原子核外有 7 个能级且能量最高的能级上有 6 个电子H 是我国使用最早的合金中的最主要元素请用化学用语填空:(1)A 元素位于元素周期表第 周期 族;B 元素和 C 元素的第一电离能比较,较大的是 ;C元素和 F 元素的电负性比较,较小的是 。 (2)B 元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子构型为 ,B 元素所形成的单质分子中 σ 键与 π 键数目之比为 。 (3)G 元素的低价阳离子的离子结构示意图是 , F 元素原子的价电子的轨道表示式是 , H 元素的基态原子核外电子排布式是 。 (4)G 的高价阳离子的溶液与 H 单质反应的离子方程式为 ;与E 元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,写出该两性物质与 D 元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式: 。 〚导学号 95380287〛答案:(1)2 ⅣA N Cl(2)三角锥形 1∶2(3)○+26 1s 22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d 104s1(4)2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+ Be(OH) 2+2NaOH Na2BeO2+2H2O解析:A 的原子核外有 6 种不同运动状态的电子,即核外共有 6 个电子,A 为碳元素。C 的基态原子中s 电子总数与 p 电子总数相等,则核外电子排布式为 1s22s22p4,C 是氧元素。由于 A、B、C 原子序数依次增大,故 B 是氮元素。E 的基态原子最外层电子排布式为 3s23p1,是铝元素。D 的原子半径在同周期元素中最大,且 D 的原子序数比 C 大比 E 小,故 D 是钠元素。F 的基态原子的最外层 p 轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,说明 p 轨道上有 5 个电子,是氯元素。G 的基态原子核外有 7 个能级且能量最高的能级上有 6 个电子,则其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2,是铁元素。H 是我国使用最早的合金中的最主要元素,是铜元素。9.(2015 太原模拟)(12 分)有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:元素 结构、性质等信息A 是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂B B 与 A 同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性续表 元素 结构、性质等信息C 元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写:(1)A 原子的核外电子排布式为 。 (2)B 元素在周期表中的位置为 ;离子半径:B (填“大于”或“小于”)A。 (3)C 原子的核外电子轨道表示式是 4,其原子核外有 个未成对电子,能量最高的电子为 轨道上的电子,其轨道呈 形。 (4)D 原子的电子排布式为 ,D -的结构示意图是 。 答案:(1)1s 22s22p63s1(2)第 3 周期ⅢA 族 小于(3) 3 p 纺锤(4)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s 23p5 ○+17解析:根据题中信息可推出 A 为 Na,B 为 Al,C 为 N,D 为 Cl。(1)A 为 Na,其核外电子排布式为 1s22s22p63s1。(2)B 为 Al,其在元素周期表中的位置为第 3 周期ⅢA 族,Na +与 Al3+核外电子排布相同,核电荷数 Al3+大于 Na+,故 r(Al3+)r(Na+)。(3)C 为 N,其轨道表示式为 ,其中有 3 个未成对电子,能量最高的为 p 轨道上的电子,其轨道呈纺锤形。(4)D 为 Cl,其核外电子排布式为 1s22s22p63s23p5,简化电子排布式为[Ne]3s 23p5,Cl-的结构示意图为○+17。10.(10 分)A、B、C、D 是四种短周期元素,E 是过渡元素,A、B、C 同周期,C、D 同主族,A 的原子结构示意图为○+7 x,B 是同周期第一电离能最小的元素,C 的最外层有三个成单电子,E 的外围电子排布式为 3d64s2。回答下列问题:(1)写出下列元素的符号:A ,B ,C ,D 。 (2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 ,碱性最强的是 。 (3)用元素符号表示 D 所在周期第一电离能最大的元素是 ,电负性最大的元素是 。 (4)画出 D 的核外电子排布图 , 这样排布遵循了 原理和 规则。 答案:(1)Si Na P N(2)HNO3 NaOH(3)Ne F(4) 泡利 洪特解析:由 A 的原子结构示意图可知, x=2,原子序数为 14,A 是硅元素,则 B 是钠元素,C 的最外层电子的排布式为 3s23p3,是磷元素,则短周期 D 元素是氮元素;E 的电子排布式为[Ar]3d 64s2,核电荷数为18+8=26,是铁元素,位于 d 区的第 4 周期第Ⅷ族。非金属性最强的是氮元素,对应的 HNO3酸性最强,金属性最强的是钠元素,对应的 NaOH 碱性最强。D 所在周期第一电离能最大的元素是稀有气体氖,电负性最大的元素是非金属最强的氟。11.(2015 四川广安模拟)(10 分)下图为周期表中部分元素的某种性质(X 值)随原子序数变化的关系。5(1)短周期中原子核外 p 轨道上电子数与 s 轨道上电子总数相等的元素是 (写元素符号)。 (2)同主族内不同元素的 X 值变化的特点是 ,同周期内,随着原子序数的增大,X 值变化的总趋势是 。 周期表中 X 值的这种变化特点体现了元素性质的 变化规律。 (3)X 值较小的元素集中在元素周期表的 。 a.左下角b.右上角c.分界线附近(4)下列关于元素该性质的说法中正确的是 (选填代号)。 a.X 值可反映元素最高正化合价的变化规律b.X 值可反映原子在分子中吸引电子的能力c.X 值大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱答案:(1)O、Mg(2)同一主族,从上到下,X 值逐渐减小 逐渐增大 周期性(3)a(4)b、c解析:(1)由于 p 轨道最多容纳 6 个电子,s 轨道最多容纳 2 个电子,因此短周期中原子核外 p 轨道上电子数与 s 轨道上电子总数相等的元素其电子排布可能为 1s22s22p4或 1s22s22p63s2,即分别为 O 和Mg。(2)根据图示,同主族元素从上到下,X 值逐渐减小,同周期元素从左到右,X 值逐渐增大。(3)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。(4)X 值为元素的电负性,能够反映原子在分子中吸引电子的能力,能衡量元素金属性和非金属性的强弱。1化学键与分子间作用力(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 6 个小题,每小题 5 分,共 30 分,每小题只有一个选项符合题意)1.(2015 广东佛山模拟)下列关于共价键的说法正确的是( )A.一般来说 σ 键键能小于 π 键键能B.原子形成双键的数目等于基态原子的未成对电子数C.相同原子间的双键键能是单键键能的两倍D.所有不同元素的原子间的化学键至少具有弱极性答案:D解析:σ 键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键,π 键是原子轨道以“肩并肩”的方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键,原子轨道以“头碰头”的方式比“肩并肩”的方式重叠的程度大,电子在核间出现的概率大,形成的共价键强,因此 σ 键的键能大于 π 键的键能,A 项错误;原子形成共价键时,共价键的数目是成键的电子对数目,不等于基态原子的未成对电子数,因为部分成对电子受激发而成为单电子,B 项错误;因为单键都是 σ 键,双键中有一个 σ 键和一个 π 键,σ 键的键能大于 π 键的键能,故双键键能小于单键键能的两倍,C 项错误;因为不同元素的电负性是不同的,所以不同元素原子间的化学键至少有弱极性,D 项正确。2.在乙烯分子中有 5 个 σ 键和 1 个 π 键,它们分别是( )A.sp2杂化轨道形成 σ 键,未杂化的 2p 轨道形成 π 键B.sp2杂化轨道形成 π 键,未杂化的 2p 轨道形成 σ 键C.C—H 之间是 sp2杂化轨道形成 σ 键,C—C 之间是未杂化的 2p 轨道形成 π 键D.C—C 之间是 sp2杂化轨道形成 σ 键,C—H 之间是未杂化的 2p 轨道形成 π 键答案:A解析:在乙烯分子中,每个碳原子的 2s 轨道与 2 个 2p 轨道杂化形成 3 个 sp2杂化轨道,其中 2 个sp2杂化轨道分别与 2 个氢原子的 1s 轨道形成 C—H σ 键,另外 1 个 sp2杂化轨道与另一个碳原子的 sp2杂化轨道形成 C—C σ 键;2 个碳原子中未参与杂化的 2p 轨道形成 1 个 π 键。3.氯化硼的熔点为-107 ℃,沸点为 12.5 ℃,在其分子中键与键之间的夹角为 120°,它能水解。下列有关叙述正确的是( )A.氯化硼液态时能导电而固态时不导电B.氯化硼中心原子采用 sp1杂化C.氯化硼分子呈正三角形,属非极性分子D.其分子空间结构类似氯化磷答案:C解析:氯化硼是共价化合物,液态时不能导电,A 项错误;氯化硼中的硼为 sp2杂化,无孤对电子,B 项错误;氯化硼中的硼为 sp2杂化,无孤对电子,分子中键与键之间的夹角为 120°,是平面三角形结构,属于非极性分子,C 项正确;PCl 3中 P 为 sp3杂化,有 1 个孤电子对,是三角锥形,D 项错误。4.C、—CH 3、C 都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是( )A.它们互为等电子体,碳原子均采取 sp2杂化B.C 与 NH3、H 3O+互为等电子体,几何构型均为正四面体形C.C 中的碳原子采取 sp2杂化,所有原子均共面D.C 与 OH-形成的化合物中含有离子键答案:C解析:A 项,C 为 8e-,—CH3为 9e-,C 为 10e-;B 项,三者为三角锥形;C 项,C 中 C 的价层电子对数为 3,为 sp2杂化,平面三角形;D 项,CH 3OH 中不含离子键。5.通常情况下,NCl 3是一种油状液体,其分子空间构型与 NH3相似,下列对 NCl3和 NH3的有关叙述正确的是( )A.分子中 N—Cl 键键长与 CCl4分子中 C—Cl 键键长相等2B.在氨水中,大部分 NH3与 H2O 以氢键(用“…”表示)结合形成 NH3·H2O 分子,则 NH3·H2O 的结构式为C.NCl3分子是非极性分子D.NBr3比 NCl3易挥发答案:B解析:根据题意,NCl 3的空间结构与 NH3相似,也应为三角锥形,故为极性分子,故 C 项错误;根据NH3·H2O N+OH-,故 B 项正确;NBr 3的结构与 NCl3相似, 因 NBr3的相对分子质量大于 NCl3的相对分子质量,故沸点 NBr3大于 NCl3,所以 NBr3不如 NCl3易挥发,故 D 项错误;因 N 原子的半径小于 C 原子的半径,所以 C—Cl 键键长大于 N—Cl 键,故 A 项错误。6.化合物 NH3与 BF3可以通过配位键形成 NH3·BF3,下列说法正确的是( )A.NH3与 BF3都是三角锥形B.NH3与 BF3都是极性分子C.NH3·BF3中各原子都达到 8 电子稳定结构D.NH3·BF3中,NH 3提供孤电子对,BF 3提供空轨道答案:D解析:NH 3是三角锥形,而 BF3是平面三角形结构,B 位于中心,因此,NH 3是极性分子,但 BF3是非极性分子,A、B 都不对;NH 3分子中有 1 对孤电子对,BF 3中 B 原子最外层只有 6 个电子,正好有 1 个空轨道,二者通过配位键结合而使它们都达到稳定结构,D 正确;但 H 原子核外只有 2 个电子,C 是错误的。二、非选择题(本题共 5 个小题,共 70 分)7.(2015 陕西宝鸡联考)(16 分)均由两种短周期元素组成的 A、B、C、D 化合物分子,都含有 18 个电子,它们分子中所含原子的数目依次为 2、3、4、6。A 和 C 分子中的原子个数比为 1∶1,B 和 D分子中的原子个数比为 1∶2。D 可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题:(1)A、B、C、D 分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为 (用元素符号回答)。 (2)A 与 HF 相比,其熔、沸点较低,原因是 。 (3)B 分子的立体构型为 形,该分子属于 (填“极性”或“非极性”)分子。由此可以预测 B 分子在水中的溶解度较 (填“大”或“小”)。 (4)A、B 两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为 (填化学式),若设 A 的中心原子为 X,B 的中心原子为 Y,比较下列物质的酸性强弱(填“”“OClS(2)HF 分子之间存在氢键(3)V 极性 大(4)HClO4H2SO4 OClS。(2)A 为 HCl,因为 HF 的分子之间存在氢键和范德华力,而 HCl 分子之间只存在范德华力,所以HF 的熔、沸点高于 HCl。(3)B 分子为 H2S,其结构类似于 H2O,因为 H2O 分子中 O 原子以 sp3杂化,分子构型为 V 形,所以H2S 分子也为 V 形,属于极性分子。3(4)A、B 的中心原子为 Cl 和 S,形成的酸分别为 HClO4和 H2SO4,因为非金属性:ClS,所以酸性HClO4H2SO4;X、Y 的化合价越高对应的含氧酸的酸性越强,所以 HClONH(2)V 形 S、Si(3)sp3杂化 乙二胺分子间能形成氢键而三甲胺分子之间不能形成氢键(4)ABD解析:(1)根据洪特规则及能量最低原理可知,当铜原子的 3d 轨道上的电子处于全充满状态,整个体系能量最低,即基态 Cu 原子的核外电子排布式为[Ar]3d 104s1。元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性由强到弱为 O、N、H。(3)乙二胺中氮原子轨道的杂化类型等同于氨分子,根据分子构型,四面体形(三角锥形、V 形)分子为 sp3杂化。根据乙二胺的结构简式可知乙二胺分子间存在氢键,而三甲胺分子间不能形成氢键,氢键可以使熔、沸点升高。(4)根据配离子的结构简式可知在乙二胺中存在碳碳之间的非极性键,C 与 H,N 与 H,C 与 N 之间的极性键,还有 N 与 Cu 之间的配位键。9.(2015 郑州模拟)(12 分)Ti、Fe、Cu、Ni 为过渡金属元素,在工业生产中有重要的应用。(1)Ti(BH4)2是一种重要的储氢材料。在基态 Ti2+中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。 (2)Fe、Fe 2+都能被硝酸氧化。HNO 3中氮原子轨道的杂化类型为 。 (3)常温下 Fe(CO)5呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为 103 ℃。据此可以判断其晶体的类型为 ,Fe(CO)5中铁的化合价为 0,则该物质中含有的化学键类型有 (填字母)。 A.离子键B.极性共价键C.非极性共价键D.配位键(4)NO 能被 FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H 2O)5]SO4,该配合物中心离子的配位数为 。 答案:(1)M 9(2)sp2(3)分子晶体 BD(4)64解析:(1)在基态 Ti2+中,电子占据的最高能层符号为 M,该能层具有的原子轨道数为 9。(2)HNO3中氮原子轨道的杂化类型为 sp2。(3)在常温下 Fe(CO)5呈液态,熔点和沸点较低,是分子晶体具备的性质,故属于分子晶体;在化合物 Fe(CO)5中含有的化学键类型为碳原子和氧原子之间的极性共价键,铁元素和羰基之间形成配位键。(4)在此配合物中配体由 1 个 NO 和 5 个 H2O 分子构成,故该配合物中心离子的配位数为 6。10.(2015 福建厦门质检)(12 分)芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。(1)天冬酰胺所含元素中, (填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。 (2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有 种。 (3)H2S 和 H2Se 的参数对比见下表。化学式 键长/nm 键角 沸点/℃H2S 1.34 92.3° -60.75H2Se 1.47 91.0° -41.50①H 2Se 的晶体类型为 ,含有的共价键类型为 。 ②H 2S 的键角大于 H2Se 的原因可能为 。 (4)已知钼(Mo)位于第 5 周期ⅥB 族,钼、铬、锰的部分电离能如下表所示:编号A 6 990 9 220 11 500 18 770B 6 702 8 745 15 455 17 820C 5 257 6 641 12 125 13 860A 是 (填元素符号),B 的价电子排布式为 。 答案:(1)氮(2)2(3)①分子晶体 极性键 ②S 的电负性强于 Se,形成的共用电子对斥力大,键角大(4)Mn 3d 54s1解析:(1)组成天冬酰胺的 H、C、N、O 分别有 1、2、3、2 个未成对电子;(2)碳原子全形成单键为sp3杂化,有 1 个双键的为 sp2杂化,故有 2 种杂化方式;(3)①H 2S 和 H2Se 的熔、沸点均较低,为分子晶体,不同种元素形成的为极性键;②S 的电负性强于 Se,形成的共用电子对斥力大,故 H2S 键角大;(4)钼、铬、锰价电子数分别为 6、6、7,根据电离能判断得出 A、B、C 分别有 7、6、6 个价电子,相同级别的电离能 B 大于 C,所以 B 为铬,A 为锰;铬的价电子排布式为 3d54s1。11.(16 分)(1)(2014 全国Ⅰ)新制备的 Cu(OH)2可将乙醛(CH 3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成 Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,1 mol 乙醛分子中含有的 σ 键的数目为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。 (2)(2014 全国Ⅱ)周期表前四周期的元素 a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同,b 的价电子层中的未成对电子有 3 个,c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍,d与 c 同族;e 的最外层只有 1 个电子,但次外层有 18 个电子。回答下列问题:①a 和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为 ;分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式,写出两种)。 ②这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为 3 的酸是 ;酸根呈三角锥结构的酸是 。(填化学式) 5(3)(2014 浙江自选)维生素 B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式为:①以下关于维生素 B1的说法正确的是 。 A.只含 σ 键和 π 键B.既有共价键又有离子键C.该物质的熔点可能高于 NaClD.该物质易溶于盐酸②维生素 B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有 。 A.离子键、共价键B.离子键、氢键、共价键C.氢键、范德华力D.离子键、氢键、范德华力〚导学号 95380289〛答案:(1)sp 3、sp 2 6 NA CH 3COOH 存在分子间氢键(2)①sp 3 H 2O2、N 2H4 ②HNO 2、HNO 3 H 2SO3(3)①BD ②D解析:(1)乙醛的结构式为 ,①号碳原子形成 4 个 σ 键,为 sp3杂化;②号碳原子形成3 个 σ 键,无孤电子对,杂化类型为 sp2。(2)①H 元素可以和 N 元素形成三角锥形分子 NH3,在 NH3中,中心原子 N 原子的杂化方式为 sp3杂化;H 元素与 N 元素形成的 N2H4,H 元素与 O 元素形成的 H2O2,都是既含有极性键又含有非极性键的化合物。②这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子价层电子对数为 3 的是 HNO2、HNO 3;酸根呈三角锥结构的是 H2SO3。(3)①由结构可知含有 Cl-,所以一定含有离子键,含有氨基,可与盐酸反应,知 D 选项正确;②维生素 B1含有范德华力,含有—NH 2、—OH,可以形成氢键,D 选项正确。1晶体的聚集状态与物质性质(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 5 个小题,每小题 6 分,共 30 分,每小题只有一个选项符合题意)1.(2015 河北衡水中学调研)据某科学杂志报道,国外科学家发现了一种新的球形分子,它的分子式为 C60Si60,其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”,经测定其中包含 C60,也有 Si60结构。下列叙述正确的是( )A.该物质有很高的熔点、很大的硬度B.该物质形成的晶体属于分子晶体C.该物质分子中 Si60被包裹在 C60里面D.该物质的相对分子质量为 1 200答案:B解析:由分子式及信息可知该物质为分子晶体,A 项错误,B 项正确;Si 的原子半径大于 C,所以 Si60的体积大于 C60的体积,C 项错误;相对分子质量为(12+28)×60=2 400,D 项错误。2.(2015 上海模拟)下面的排序不正确的是( )A.晶体熔点由低到高:CF 4碳化硅晶体硅C.熔点由高到低:NaMgAlD.晶格能由大到小:NaFNaClNaBrNaI答案:C解析:选项 A 中晶体熔点与分子间作用力有关,相对分子质量大,分子间作用力大,选项 A 正确;选项B 中硬度与共价键的键能有关,由于 Si—Si 键的键长大于 C—Si 键的键长大于 C—C 键的键长,键长越长,键能越小,选项 B 正确;选项 C 中熔点与金属键的强弱有关,金属性强,金属键弱,因此正确的顺序为 AlMgNa;选项 D 中晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷数有关,选项 D 正确。3.下列说法正确的是( )A.原子晶体中只存在非极性共价键B.因为 HCl 的相对分子质量大于 HF,所以 HCl 的沸点高于 HFC.干冰升华时,分子内共价键不会发生断裂D.金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物答案:C解析:A 项 SiO2中存在极性键;B 项 HF 分子间存在氢键,故 HF 沸点高;D 项 AlCl3为共价化合物。4.已知 C3N4晶体很可能具有比金刚石还大的硬度,且原子间均以单键结合。下列关于 C3N4晶体的说法正确的是( )A.C3N4晶体是分子晶体B.C3N4晶体中,C—N 键的键长比金刚石的 C—C 键的键长要长C.C3N4晶体是每个 C 原子连接 4 个 N 原子,每个 N 原子连接 3 个 C 原子D.C3N4晶体中微粒间通过离子键结合答案:C解析:由题知 C3N4晶体中微粒间以共价键结合,形成空间网状结构的原子晶体;因原子半径:CN,故C3N4晶体中,C—N 键的键长比金刚石的 C—C 键的键长要短;利用 C、N 价电子数目可知,C 3N4晶体中每个 C 原子连接 4 个 N 原子,每个 N 原子连接 3 个 C 原子。5.(2015 江苏盐城模拟)钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示,它的化学式是( )A.BaTi8O12 B.BaTi4O5C.BaTi2O4 D.BaTiO3答案:D2解析:仔细观察钛酸钡晶体的晶胞结构示意图可知:Ba 2+在立方体的中心,完全属于该晶胞;Ti 4+处于立方体的 8 个顶角,每个 Ti4+为与之相连的 8 个立方体所共用,即每个 Ti4+只有属于该晶胞;O 2-处于立方体的 12 条棱的中点,每条棱为 4 个立方体共用,即每个 O2-只有属于该晶胞。则晶体中Ba2+、Ti 4+、O 2-的个数比为 1∶(8×)∶(12×)=1∶1∶3。二、非选择题(本题共 6 个小题,共 70 分)6.(2015 长沙模拟)(16 分)(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如[Fe(H 2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和 Fe(CO)x等。①基态 Fe3+的 M 层电子排布式为 。 ②配合物 Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为 18,则 x= 。 (2)O 和 Na 形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图,距一个阳离子最近的周围所有阴离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞的密度为 ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为 NA,求晶胞边长 a= cm。(用含 ρ 、 NA的计算式表示) (3)下列有关说法正确的是 。 A.第一电离能大小:SPSiB.电负性顺序:CSSi;同一周期元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以电负性顺序:CNOF;晶格能与离子晶体的熔点成正比,离子半径与晶格能成反比,离子所带电荷与晶格能成正比,钙离子电荷大于钾离子的,且钙离子半径小于钾离子的,氯离子所带电荷小于氧离子,且氯离子半径大于氧离子的,所以氯化钾的晶格能小于氧化钙的,则氯化钾的熔点比氧化钙的低;二氧化硫是 V 形结构,为极性分子,二氧化碳是非极性分子,根据相似相溶原理知,二氧化硫易溶于水;分子晶体中,物质的熔、沸点与其相对分子质量成正比。3(4)原子序数小于 36 的 X、Y、Z、W 四种元素,其中 X 是形成化合物种类最多的元素,则 X 是氢元素;Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子数的 2 倍,最外层电子数不超过 8,所以内层电子数只能是 2,则 Y 是碳元素;Z 原子基态时 2p 原子轨道上有 3 个未成对的电子,则 Z 是氮元素;W 的原子序数为 29,则 W 是铜元素。①Y 2X2是乙炔,分子式为 C2H2,碳氢原子之间存在 σ 键,碳碳叁键中含有一个 σ 键,所以每个碳原子含有 2 个 σ 键,采取 sp1杂化,一个乙炔分子中含有 3 个 σ 键,所以 1 mol Y2X2含有 σ 键 3×6.02×1023个;②氮原子电负性较大,碳原子电负性较小,所以氨气分子中存在氢键,甲烷分子中不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点大于甲烷;③CO 2和 N2O 的原子个数相等、价电子数相等,所以是等电子体。7.(2015 山东烟台联考)(8 分)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用,在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。(1)与碳同周期,且基态原子的核外未成对电子数相等的元素是 (写出元素符号)。 (2)石墨烯是目前人们制造的新物质,该物质是由单层碳原子六边形平铺而成的,像一张纸一样(如图),石墨烯中碳原子的杂化方式为 ;常温条件下丙烯是气态,而相对分子质量比丙烯小的甲醇,常温条件下却呈液态,出现这种现象的原因是 。 答案:(1)O(2)sp2 甲醇分子间存在氢键,而丙烯分子间只有范德华力8.(2015 武汉模拟)(12 分)氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子轨道表示式为 。 (2)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成:已知其阴离子构型为平面正三角形,则其阳离子的构型为 形,阳离子中氮的杂化方式为 。 (3)某氮铝化合物 X 具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成 CO 和 X(X 的晶体结构如图所示),工业制备 X 的化学方程式为 。 (4)X 晶体中包含的化学键类型为 (填字母标号)。 A.离子键 B.共价键C.配位键 D.金属键(5)已知氮化硼与 X 晶体类型相同,且氮化硼的熔点比 X 高,其原因是 。 (6)若 X 的密度为 ρ g·cm-3,则晶体中最近的两个铝原子的距离为 cm(阿伏加德罗常数的值用 NA表示,不必化简)。 答案:(1)(2)直线 sp 1(3)Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO(4)BC(5)氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B—N 键键能大于 Al—N 键键能(6)解析:(1)氮是 7 号元素,价电子数是 5,注意是氮原子的价电子轨道表示式。4(2)氮的最高价氧化物为 N2O5,由两种离子构成,其中阴离子构型为平面正三角形,化学式应为 N,则其阳离子的化学式为 N,其中心原子价电子对数为=2,所以其中的氮原子按 sp1方式杂化,阳离子的构型为直线形。(3)根据 X 的晶体结构图可知,晶胞中含有氮原子为 4,含有铝原子为 8×+×6=4,所以 X 的化学式为 AlN,根据元素守恒可以写出化学方程式为 Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO。(4)根据 X 的结构可知,每个铝和氮周围都有四个共价键,都达八电子稳定结构,而铝原子最外层原来只有 3 个电子,氮原子最外层有 5 个电子,所以在 AlN 中有配位键,根据 AlN 的性质可知它为原子晶体,所以晶体中含有共价键,所以 B、C 正确。(5)氮化硼与 AlN 相比,硼原子半径比铝原子半径小,所以键能就大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比 AlN 高。(6)根据 X 的晶体结构图可知,距离最近的两个 Al 应为侧面中心和顶点的两个铝原子,设边长为 a,则最近距离为/2× a,根据题意 ρ=== ==,故最近距离为。9.(14 分)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的单电子,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 能形成砖红色的 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 元素原子基态时的电子排布式为 。 (2)A2F 分子中 F 原子的杂化类型是 ,F 的氧化物 FO3分子空间构型为 。 (3)CA3极易溶于水,其原因主要是 ,试判断 CA3溶于水后,形成 CA3·H2O的合理结构: (填字母代号),推理依据是 。 (a) (b)(4)从图中可以看出,D 跟 B 形成的离子化合物的化学式为 ;该离子化合物晶体的密度为 a g·cm-3,则晶胞的体积是 (写出表达式即可)。〚导学号 95380291〛 答案:(1)1s 22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d 104s1(2)sp3 平面正三角形(3)与水分子间形成氢键 b 一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根(4)CaF2 解析:由题意可知 A、B、C 分别为 H、F、N,故推出 F 是 S,由题意推出 E 是 Cu,由晶胞的结构用均摊法计算出一个晶胞中含有 8 个 F-,同时含有 4 个 D 离子,故可判断 D 是第 4 周期+2 价的金属元素,故 D 是钙元素。NH 3极易溶于水的原因是能与水分子间形成氢键,根据氢键的表示方法可知 b 是合理的;根据密度=进行计算,应注意一个晶胞中含有 4 个 CaF2。10.(2015 四川资阳联考)(10 分)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)请写出元素 c 的基态原子电子排布式: 。 (2)b 元素的氧化物中 b 与氧元素之间的共价键类型是 ,其中 b 原子的杂化方式是 。 5(3)a 单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知 a 的原子半径为 d,NA代表阿伏加德罗常数的值,a 的相对原子质量为 Mr,则一个晶胞中 a 原子的数目为 ,该晶体的密度为 (用字母表示)。 答案:(1)1s 22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d 54s1)(2)σ 键(或极性共价键) sp 3(3)4 解析:(1)根据洪特规则的特例,d 轨道半充满时更稳定,Cr 的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d54s1而不是 1s22s22p63s23p63d44s2。(2)SiO2硅、氧之间的共价键是“头碰头”的方式,所以是 σ 键,其中 Si 的杂化方式是 sp3。(3)由均摊法计算:8×+6×=4;该晶胞的质量 m=4×,该晶胞的体积 V=(4×d×)3=16d3,晶胞密度ρ ==。11.(2015 成都模拟)(10 分)铜是重要金属,Cu 的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为 。 (2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是。 (3)S 中 S 以 sp3杂化,S 的立体构型是 。 (4)元素金(Au)处于周期表中的第 6 周期,与 Cu 同族,金原子最外层电子排布式为 ;一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中铜原子处于面心,金原子处于顶点位置,则该合金中铜原子与金原子数量之比为 ;该晶体中,原子之间的作用力是 。 (5)CuSO4晶体的构成微粒是 和 ,微粒间的作用力是 ,该晶体属于 晶体。 (6)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由铜原子与金原子构成的四面体空隙中。若将铜原子与金原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与 CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为 。 答案:(1)Cu+2H 2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H 2O(2)白色 CuSO4粉末和水结合生成蓝色的 CuSO4·5H2O 晶体(3)正四面体形(4)6s1 3∶1 金属键(5)Cu2+ S 离子键 离子(6)Cu3AuH8解析:(1)金属铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。(2)白色的 CuSO4粉末与水结合生成蓝色的 CuSO4·5H2O 晶体,该反应常用于检验微量水的存在。(3)硫原子以 sp3杂化,且硫原子结合 4 个氧原子,因此 S 的空间构型为正四面体形。(4)铜的价电子排布式为 3d104s1,最外层只有 1 个电子,最外层电子排布式为 4s1,所以与 Cu 同族的第 6 周期的金原子最外层电子排布式为 6s1。立方最密堆积的结构中,顶点有 8 个金原子,顶点上的原子为 8 个晶胞共用,完全属于该晶胞的有 8×=1(个),6 个面的中心共有 6 个铜原子,面上的原子被 2 个晶胞共用,完全属于该晶胞的有 6×=3(个),所以铜原子与金原子数量之比为 3∶1。金属和合金属于金属晶体,微粒间的作用力为金属键。(5)CuSO4为离子晶体,该晶体由 Cu2+和 S 以离子键结合。(6)氟化钙的晶胞如图所示,在立方体里面有 8 个 F-,每个 F-恰好处于 4 个 Ca2+围成的四面体的中间。若把该铜金合金中的铜原子和金原子等同看待,则铜原子和金原子相当于 CaF2中的 Ca2+,所储氢原子相当于 F-,故其化学式为 Cu3AuH8。6