高考化学考点训练6 物质结构与性质.docx
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高考化学考点训练6物质结构与性质
(45分钟50分)
1.(7分)(2012·江苏高考)一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
①Mn2+基态的电子排布式可表示为______________________________________。
②NO
的空间构型是______________________________________(用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。
①根据等电子体原理,CO分子的结构式为________________________。
②H2O分子中氧原子轨道的杂化类型为________________________。
③1molCO2中含有的σ键数目为________________________。
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。
不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为________________________。
2.(7分)(2012·安徽高考)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。
其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y
Y的基态原子最外层电子排布式为:
nsnnpn+2
Z
Z存在质量数为23,中子数为12的核素
W
W有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第______周期第______族,其基态原子最外层有______个电子。
(2)X的电负性比Y的______(填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是______(写化学式)。
(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:
______________________________________________________。
(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中,有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢,写出其中一种分子的名称:
______。
氢原子与X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子。
写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式:
__________________________________________________________。
3.(7分)(2012·浙江高考)请在标有序号的空白处填空。
(1)可正确表示原子轨道的是①。
A.2sB.2dC.3pxD.3f
(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式:
②。
(3)下列物质变化,只与范德华力有关的是③。
A.干冰熔化B.乙酸汽化C.乙醇与丙酮混溶
D.
溶于水E.碘溶于四氯化碳F.石英熔融
(4)下列物质中,只含有极性键的分子是④,既含离子键又含共价键的化合物是⑤;只存在σ键的分子是⑥,同时存在σ键和π键的分子是⑦。
A.N2B.CO2C.CH2Cl2D.C2H4
E.C2H6F.CaCl2G.NH4Cl
(5)用“>”“<”或“=”填空:
第一电离能的大小:
Mg⑧Al;
熔点的高低:
KCl⑨MgO。
4.(7分)(2012·湖南十二校联考)三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在半导体加工、太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用。
NF3是一种三角锥形分子,键角102°,沸点129℃;可在铜的催化作用下由F2和过量NH3反应得到。
(1)写出制备NF3的化学方程式:
_______________________________________。
(2)NF3的沸点比NH3的沸点(-33℃)低得多的主要原因是________________________________________________。
(3)与铜属于同一周期,且未成对电子数最多的元素基态原子核外电子排布式为________________________________________。
(4)理论上HF、NaAlO2和NaCl按6∶1∶2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H2O和一种微溶于水的重要原料,该物质含有三种元素,则该物质的化学式为________________,其中心离子是________________,配位数为________。
(5)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:
kJ·mol-1),回答下面各题:
①在周期表中,最可能处于同一族的是________和________。
②T元素最可能是________区元素。
若T为第2周期元素,E是第3周期元素中原子半径最小的元素,则T、E形成化合物的空间构型为________________,其中心原子的杂化方式为________________。
5.(7分)原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中,a的最外层电子数为其周期数的2倍;b和d的A2B型氢化物均为V形分子,c的+1价离子比e的-1价离子少8个电子。
回答下列问题:
(1)元素a为________,c为________;
(2)由这些元素形成的双原子分子为________________________;
(3)由这些元素形成的三原子分子中,分子的空间结构属于直线形的是________,非直线形的是________________(写2种);
(4)这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中,其晶体类型属于原子晶体的是________,离子晶体的是________,金属晶体的是________,分子晶体的是________;(每空填一种)
(5)元素a和b形成的一种化合物与c和b形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具中,该反应的化学方程式为________________________________。
6.(7分)(2012·南通二模)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。
已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如表所示:
(1)某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图所示:
该同学所画的电子排布图违背了_____________________。
(2)ACl2分子中A的杂化类型为________________________________________。
(3)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。
已知金刚石中C—C键长为154.45pm,C60中C—C键长为140pm~145pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确______(填“是”或“否”),并阐述理由_________________________________________________________。
(4)科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。
写出基态钾原子的价电子排布式____________,该物质的钾原子和C60分子的个数比为____________。
(5)继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子的电负性由大到小的顺序是____________,NCl3分子的VSEPR模型为____________。
Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si60分子中π键的数目为____________。
7.(8分)(2012·徐州考前信息卷)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的3倍,Z元素的最高价氧化物的水化物的酸性最强,W的原子序数为30。
(1)元素W的电子排布式为____________。
(2)X、Y与氢元素形成的化合物XH2-YH中采用sp3杂化的原子有____________,1molXH2-YH中含有σ键的数目为____________。
(3)ZO
的空间构型为___________,与它互为等电子体的离子有____________。
(4)元素W的一种硫化物晶体的晶胞结构如图所示,该硫化物的化学式是______。
元素W的氢氧化物可溶于氨水中,生成和铜氨配离子相同配位数的离子,写出该反应的离子方程式:
_____________________________________________。
答案解析
1.【解析】
(1)①锰的质子数为25,Mn2+有23个电子;
②NO3-中心原子为氮原子,有三对价层电子对,三个配位原子,硝酸根为平面三角形结构;
(2)①一氧化碳与氮气互为等电子体,结构式与氮气类似;
②水中氧原子为中心原子,价层电子对为4对,为sp3杂化;
③一个二氧化碳中有两个σ键,1mol二氧化碳中σ键为2mol;
(3)铜离子与氢氧根之间为配位键。
答案:
(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
②平面三角形
(2)①C≡O②sp3
③2×6.02×1023个(或2mol)
(3)
2.【解析】由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。
(1)Fe位于周期表中第4周期第Ⅷ族,其基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子。
(2)X(C)、Y(O)位于同一周期,自左向右电负性增大,故X的电负性比Y的小,非金属性越强,气态氢化物越稳定,故较稳定的为H2O。
(3)Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2,在标电子转移的方向和数目时,应注意Na2O2中氧元素化合价一部分升高,一部分降低。
(4)本小题为发散型试题,答案不惟一。
烃分子中含有两种氢原子的烃较多,如丙烷(CH3CH2CH3)、丙炔(CH3C≡CH)等,由C、H、O三种元素形成的分子很多,但形成的无机阴离子只有HCO
,因此能与HCO
反应的分子必须为羧酸,如CH3COOH等。
答案:
(1)4Ⅷ2
(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)
3.【解析】
(1)主量子数为2的能级包括s、p;主量子数为3的能级包括s、p、d;
(2)镓(Ga)的原子序数为31,电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。
(3)范德华力存在于分子之间,不含氢键的分子晶体符合题目要求。
乙酸、乙醇、
分子间存在氢键,石英为原子晶体,熔融时破坏的是共价键。
(4)不同元素的原子之间形成的共价键为极性键,同种原子之间形成的共价键是非极性键;活泼金属元素和活泼非金属元素形成离子键,铵盐中存在离子键;只形成单键的共价键只存在σ键,含有双键或三键的物质同时存在σ键和π键。
故只含有极性键的是CH2Cl2、CO2;既含有离子键又含有共价键的化合物是NH4Cl;只存在σ键的分子是CH2Cl2、C2H6;同时存在σ键和π键的分子是N2、CO2、C2H4。
(5)同周期从左到右第一电离能增大,但第2、3、4周期中第ⅡA族的第一电离能比相邻的第ⅠA和第ⅢA族的大;KCl与MgO均为离子晶体,晶格能的大小决定熔点高低,KCl与MgO晶胞类型相同,半径r(K+)>r(Mg2+),电荷Mg2+>K+,故MgO的晶格能大于KCl,故熔点KCl<MgO。
答案:
①A、C②1s22s22p63s23p63d104s24p1
③A、E④B、C⑤G⑥C、E⑦A、B、D⑧>⑨<
4.【解析】
(1)注意条件中的过量氨气。
(2)考查氢键对熔沸点的影响。
(3)铬的外围电子排布为3d54s1。
(4)注意原子守恒。
(5)根据电离能的差值,初步判断Q为0族元素,R为ⅠA族元素,S为ⅡA族
元素,T为ⅢA族元素,U为ⅠA族元素。
三氯化硼为sp2杂化的平面正三角形结构。
答案:
(1)4NH3+3F2
CuNF3+3NH4F
(2)NH3能形成氢键,NF3只有范德华力
(3)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
(4)Na3AlF6Al6
(5)①RU②p平面正三角形sp2
【误区提醒】
(1)分子晶体熔沸点的比较要特别注意氢键的存在;
(2)离子晶体的熔点不一定低于原子晶体,如MgO是离子晶体,熔点是2800℃;而SiO2是原子晶体,熔点是1732℃。
5.【解析】原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d、e中,a的最外层电子数为其周期数的2倍,b和d的A2B型氢化物均为V形分子,c的+1价离子比e的-1价离子少8个电子,可推出元素a为C、b为O、c为Na、d为S、e为Cl。
由这些元素形成的双原子分子为CO、O2、Cl2;由这些元素形成的三原子分子中直线形的为CO2、CS2,非直线形的分子是ClO2、SO2、O3、SCl2等。
这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中,其晶体类型属于原子晶体的是金刚石,离子晶体的是NaCl,金属晶体的是Na,分子晶体的是O2、Cl2、O3或CO;元素a和b形成的一种化合物(CO2)与c和b形成的一种化合物(Na2O2)发生的反应常用于防毒面具中,该反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2。
答案:
(1)CNa
(2)CO、O2、Cl2
(3)CO2、CS2ClO2、SO2(其他合理答案也可)
(4)金刚石NaClNaCO(其他合理答案也可)
(5)2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
6.【解析】
(1)电子在轨道内填充时,3s未排满,不能填充3p轨道。
(2)根据A、B的电离能可知,I3≫I2,故A、B最外层均为2个电子,即分别为Be和Mg。
BeCl2为直线形分子,铍原子为sp杂化。
(3)C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,无需破坏共价键。
(4)在晶胞中C60位于8个顶点和体心,钾原子位于6个面上,故分别为2个和6个。
(5)NCl3分子中氮原子含有3个成键电子对和1个孤电子对,故VSEPR模型为四面体形。
Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,即每个硅原子形成1条硅硅双键,1条硅硅双键连接2个硅原子,故硅原子数目是双键数目的2倍,即硅硅双键有30条,π键有30条。
答案:
(1)能量最低原理
(2)sp杂化
(3)否C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,无需破坏共价键
(4)4s13∶1
(5)N>C>Si四面体形30
7.【解析】
(1)X原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子,则X的价电子排布为2s22p3,为N。
Y原子核外电子数为2+6=8,为O。
Z元素的最高价氧化物的水化物的酸性最强,为Cl。
W的原子序数为30,为Zn,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(2)在NH2OH中,N、O原子均为sp3杂化。
NH2OH的结构式
,1分子NH2OH中含有4个σ键,则1molNH2OH中含有σ键的数目为4NA。
(3)ClO
为正四面体形,其等电子体的离子有SiO44―、PO43―、SO42―等。
(4)根据晶胞结构,晶胞中S2―数为
×8+
×6=4,Zn原子数为4,因此硫化物的化学式为ZnS。
Zn(OH)2可溶于氨水生成[Zn(NH3)4](OH)2,因此离子反应为:
Zn(OH)2+4NH3·H2O====[Zn(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
答案:
(1)[Ar]3d104s2
(2)N、O4NA
(3)正四面体形SiO44―(PO43―、SO42―)等
(4)ZnSZn(OH)2+4NH3·H2O====[Zn(NH3)4]2++2OH-+4H2O