1、- 1 -专题二十六 物质的结构与性质1.(2013 四川理综,4,6 分) 短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大 ,W、X 原子的最外层电子数之比为 43,Z 原子比 X 原子的核外电子数多 4。下列说法正确的是( )A.W、Y、Z 的电负性大小顺序一定是 ZYWB.W、X、Y、Z 的原子半径大小顺序可能是 WXYZC.Y、 Z 形成的分子的空间构型可能是正四面体D.WY2 分子中 键与 键的数目之比是 21答案 C2.(2013 课标,37,15 分)化学选修 3:物质结构与性质 硅是重要的半导体材料, 构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态 Si 原子中 ,电子
2、占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 ,电子数为 。 (2)硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。 (3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体, 其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有 8 个原子, 其中在面心位置贡献 个原子。 (4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用 Mg2Si 和 NH4Cl 在液氨介质中反应制得 SiH4,该反应的化学方程式为 。 (5)碳和硅的有关化学键键能如下所示, 简要分析和解释下列有关事实 :化学键 CC CH CO SiSi SiHSiO键能/(kJmol-1) 356 413 336 226 318 452硅与碳同族
3、,也有系列氢化物, 但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。 SiH4 的稳定性小于 CH4,更易生成氧化物, 原因是 。 (6)在硅酸盐中,Si 四面体如图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中 Si 原子的杂化形式为 ,Si 与 O 的原子数之比为 ,化学式为 。 答案 (1)M 9 4(2)二氧化硅(3)共价键 3(4)Mg2Si+4NH4Cl SiH4+4NH3+2MgCl2(5)C C 键和 CH 键较强, 所形成的烷烃稳定。而硅烷中 SiSi 键和 SiH 键的键能较低, 易断裂, 导致长链硅难以生
4、成C H 键的键能大于 CO 键,C H 键比 CO 键稳定。而 SiH 键的键能却远小于 SiO 键,所以 SiH 键不稳定而倾向于形成稳定性更强的 SiO 键(6)sp3 13 SiO3(或 Si)- 2 -3.(2013 安徽理综,25,15 分)X 、Y 、Z、W 是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:元素 相关信息X X 的最高价氧化物对应的水化物化学式为 H2XO3Y Y 是地壳中含量最高的元素Z Z 的基态原子最外层电子排布式为 3s23p1W W 的一种核素的质量数为 28,中子数为 14(1)W 位于元素周期表第 周期第 族;W 的原子半径比 X
5、的 ( 填“ 大”或“小”)。 (2)Z 的第一电离能比 W 的 ( 填“大” 或“小”);XY2 由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ;氢元素、X 、 Y 的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称 。 (3)振荡下,向 Z 单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量,能观察到的现象是 ;W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是 。 (4)在 25 、101 kPa 下, 已知 13.5 g 的 Z 固体单质在 Y2 气体中完全燃烧后恢复至原状态 ,放热419 kJ,该反应的热化学方程式是 。 答案 (15 分)(1)三 A 大(
6、2)小 分子间作用力 乙酸(其他合理答案均可)(3)先生成白色沉淀, 后沉淀逐渐溶解 ,最后变成无色溶液Si+4HF SiF4+2H2(4)4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) H=-3 352 kJmol-1(其他合理答案均可)4.(2013 四川理综,8,11 分)X 、Y、Z 、R 为前四周期元素且原子序数依次增大。X 的单质与氢气可化合生成气体 G,其水溶液 pH7;Y 的单质是一种黄色晶体;R 基态原子 3d 轨道的电子数是 4s轨道电子数的 3 倍。Y 、Z 分别与钠元素可形成化合物 Q 和 J,J 的水溶液与 AgNO3 溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 L;Z 与
7、氢元素形成的化合物与 G 反应生成 M。请回答下列问题:(1)M 固体的晶体类型是 。 (2)Y 基态原子的核外电子排布式是 ;G 分子中 X 原子的杂化轨道类型是 。 (3)L 的悬浊液中加入 Q 的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是 。 (4)R 的一种含氧酸根 R 具有强氧化性 ,在其钠盐溶液中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是 。 答案 (1)离子晶体(2 分)(2)1s22s22p63s23p4(2 分) sp3 杂化(2 分)(3)Ag2S 的溶解度小于 AgCl 的溶解度(2 分)(4)4Fe+20H+ 4Fe3+3O2+10H2O(3 分)5.
8、2013 江苏单科 ,21(A),12 分元素 X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为 2。元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子。元素 Z 的原子最外层电子数是其内层的 3 倍。- 3 -(1)X 与 Y 所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。在 1 个晶胞中,X 离子的数目为 。 该化合物的化学式为 。 (2)在 Y 的氢化物(H2Y)分子中 ,Y 原子轨道的杂化类型是 。 (3)Z 的氢化物 (H2Z)在乙醇中的溶解度大于 H2Y,其原因是 。 (4)Y 与 Z 可形成 Y。Y 的空间构型为 ( 用文字描述)。 写出一种与 Y 互为等电子体的分子的化学
9、式: 。 (5)X 的氯化物与氨水反应可形成配合物X(NH3)4Cl2,1 mol 该配合物中含有 键的数目为 。 答案 (1)4 ZnS(2)sp3(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(4)正四面体 CCl4 或 SiCl4 等(5)16 mol 或 166.021023 个6.(2013 安徽理综,7,6 分) 我国科学家研制出一种催化剂 ,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2 CO2+H2O。下列有关说法正确的是 ( )A.该反应为吸热反应B.CO2 分子中的化学键为非极性键C.HCHO 分子中既含 键又含 键D.每生成 1.8 g H2O 消耗 2.24 L O
10、2答案 C7.(2013 山东理综,32,8 分)【化学 物质结构与性质】卤族元素包括 F、Cl 、Br 等。(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是 。 (2)利用“卤化硼法”可合成含 B 和 N 两种元素的功能陶瓷,右图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有 B 原子的个数为 ,该功能陶瓷的化学式为 。 (3)BCl3 和 NCl3 中心原子的杂化方式分别为 和 。第一电离能介于 B、N 之间- 4 -的第二周期元素有 种。 (4)若 BCl3 与 XYn 通过 B 原子与 X 原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤对电子的原子是 。 答案 (1)a(2)2
11、 BN(3)sp2 sp3 3(4)X8.(2013 福建理综,31,13 分)化学物质结构与性质(1)依据第 2 周期元素第一电离能的变化规律,参照右图中 B、F 元素的位置, 用小黑点标出C、 N、O 三种元素的相对位置。(2)NF3 可由 NH3 和 F2 在 Cu 催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2 NF3+3NH4F上述化学方程式中的 5 种物质所属的晶体类型有 ( 填序号)。 a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体基态铜原子的核外电子排布式为 。 (3)BF3 与一定量的水形成(H2O)2BF3 晶体 Q,Q 在一定条件下可转化为 R:H3O+Q R晶体 Q
12、 中各种微粒间的作用力不涉及 ( 填序号) 。 a.离子键 b.共价键c.配位键 d.金属键e.氢键 f.范德华力R 中阳离子的空间构型为 ,阴离子的中心原子轨道采用 杂化。 (4)已知苯酚( )具有弱酸性 ,其 Ka=1.110-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断 ,相同温度下电离平衡常数 Ka2(水杨酸) Ka(苯酚)(填“”或“、= 或 两者均为离子化合物,且阴阳离子电荷数均为 1,但后者的离子半径较大,离子键较弱, 因此其熔点较低10.(2013 重庆理综,3, 6 分)下列排序正确的是( )A.酸性:H2CO3C6H5OHCH3COOHB.碱性:Ba(OH)2
13、Ca(OH)2KOHC.熔点:MgBr2SiCl4BND.沸点:PH3NH3H2O答案 D11.(2013 课标,37,15 分)化学 选修 3:物质结构与性质前四周期原子序数依次增大的元素- 6 -A、B 、C、D 中,A 和 B 的价电子层中未成对电子均只有 1 个,并且 A-和 B+的电子数相差为 8;与 B 位于同一周期的 C 和 D,它们价电子层中的未成对电子数分别为 4 和 2,且原子序数相差为2。回答下列问题:(1)D2+的价层电子排布图为 。 (2)四种元素中第一电离能最小的是 , 电负性最大的是 。( 填元素符号) (3)A、B 和 D 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示
14、。该化合物的化学式为 ;D 的配位数为 ; 列式计算该晶体的密度 gcm-3。 (4)A-、B+和 C3+三种离子组成的化合物 B3CA6,其中化学键的类型有 ;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为 , 配位体是 。 答案 (1) (2 分)(2)K F(每空 2 分,共 4 分)(3)K2NiF4 6(2 分,1 分,共 3 分)=3.4(2 分)(4)离子键、配位键 FeF63- F-(2 分,1 分,1 分,共 4 分)12.(2013 四川理综,11,15 分)明矾石经处理后得到明矾KAl(SO4)212H2O。从明矾制备Al、K2SO4 和 H2SO4 的工艺过程如下所示 :
15、焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)212H2O+3S 2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O请回答下列问题:(1)在焙烧明矾的反应中, 还原剂是 。 (2)从水浸后的滤液中得到 K2SO4 晶体的方法是 。 - 7 -(3)Al2O3 在一定条件下可制得 AlN,其晶体结构如右图所示,该晶体中 Al 的配位数是 。 (4)以 Al 和 NiO(OH)为电极,NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池,放电时 NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。 (5)焙烧产生的 SO2 可用于制硫酸。已知 25 、101 kPa 时:2SO2(g)+O2(g) 2SO
16、3(g) H1=-197 kJ/mol;H2O(g) H2O(l) H2=-44 kJ/mol;2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l) H3=-545 kJ/mol。则 SO3(g)与 H2O(l)反应的热化学方程式是 。 焙烧 948 t 明矾(M=474 g/mol),若 SO2 的利用率为 96%,可生产质量分数为 98%的硫酸 t。 答案 (1)S(硫 )(2 分)(2)蒸发结晶(2 分)(3)4(2 分)(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O NaAlO2+3Ni(OH)2(3 分)(5)SO3(g)+H2O(l) H2SO4(l) H=-130 kJ/mol(3 分) 432(3 分)
