考点23 物质结构与性质选修3Word下载.docx
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(4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为 。
列式表示铝单质的密度 g·
cm-3(不必计算出结果)。
【解题指南】解答本题要注意以下3点:
(1)核外电子在排布时应遵循洪特规则特例;
(2)分子间氢键能够使物质的沸点升高;
(3)取1mol晶体计算出该晶体一个晶胞的质量,再计算出一个晶胞的体积,然后根据公式计算晶体的密度。
【解析】
(1)区别晶体、准晶体与非晶体最可靠的方法是X-射线衍射。
(2)26号元素铁的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,由此可知基态铁原子的3d轨道上有4个未成对电子,当铁原子失去4s轨道上的两个电子和3d轨道上的一个电子时形成三价铁离子,因此三价铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,三价铁离子遇硫氰酸根离子变成红色。
(3)乙醛中甲基上的碳为sp3杂化,醛基上的碳原子为sp2杂化;
乙醛分子中有5个单键、一个双键,其中五个单键全是σ键,双键中一个是σ键,一个是π键;
乙酸分子间存在分子间氢键,因此沸点较高;
氧化亚铜晶胞中含有氧原子个数为4+8×
1/8+6×
1/2=8,根据氧化亚铜的化学式可知,晶胞中铜原子和氧原子的个数之比为2∶1,所以晶胞中铜原子个数为16个。
(4)在晶体中,与铝原子距离相等且最近的铝原子共有3×
4=12个,所以在晶胞中铝原子的配位数为12,一个晶胞中含有铝原子的个数是8×
1/2=4,晶体的密度为ρ===g·
cm-3。
答案:
(1)X-射线衍射
(2)4 1s22s22p63s23p63d5 红色
(3)sp3、sp2 6NA
CH3COOH存在分子间氢键 16 (4)12
2.(2014·
浙江高考·
自选模块·
15)请回答下列问题:
(1)31Ga基态原子的核外电子排布式是 。
某种半导体材料由Ga和As两种元素组成,该半导体材料的化学式是 ,其晶体结构类型可能为 。
(2)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。
该物质的结构式为:
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
(3)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
【解题指南】解答本题时应注意以下三点:
(1)熟悉每个主族所含的元素。
(2)单键含1个σ键,双键含1个σ键和1个π键。
(3)熟练掌握晶体类型与形成晶体作用力的对应关系。
(1)Ga与Al同主族,位于第4周期ⅢA族,从而可得其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1。
由于Ga和As组成的物质是半导体材料,不是离子化合物,Ga最外层有3个电子,As最外层有5个电子,两者以共价键形成GaAs,属于原子晶体。
(2)双键含1个σ键和1个π键,其中还有Cl-与N+的离子键,A错误、B正确;
与氯化钠晶体相比,维生素B1中的阳离子比Na+半径大,晶格能小,熔点低,C错误;
维生素B1中的—NH2是碱性基团,能与盐酸反应,D正确。
(3)维生素B1中含有离子键,水中含有氢键和分子间作用力,维生素B1溶于水时需要克服维生素B1中的离子键、水中的氢键和范德华力。
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1 GaAs 原子晶体
(2)B、D (3)D
3.(2014·
海南高考·
19)
【选修3——物质结构与性质】Ⅰ.对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)下列叙述正确的是 ( )
A.SiX4难水解 B.SiX4是共价化合物
C.NaX易水解D.NaX的熔点一般高于SiX4
Ⅱ.碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为 。
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 、 。
(3)C60属于 晶体,石墨属于 晶体。
(4)石墨晶体中,层内C—C键的键长为142pm,而金刚石中C—C键的键长为154pm,其原因是金刚石中只存在C—C间的 共价键,而石墨层内的C—C间不仅存在 共价键,还有 键。
(5)金刚石晶胞含有 个碳原子。
若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r= a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率
(不要求计算结果)。
【解题指南】解答本题时应注意以下3点:
(1)原子结构决定化合物中化学键的类型以及晶体类型;
(2)同素异形体的概念和判断;
(3)晶胞的计算和晶体结构的计算。
【解析】Ⅰ.钠位于第ⅠA族,是活泼金属元素,易失电子,钠的卤化物为离子化合物,而硅位于第ⅣA族,既不易失电子也不易得电子,因此硅的氯化物为共价化合物;
硅的卤化物易发生水解而NaX一般不水解,氢卤酸中只有氢氟酸为弱酸,其余为强酸,所以正确的叙述为B、D。
Ⅱ.C60为分子晶体,金刚石为原子晶体,石墨为混合晶体,它们均属于碳元素的不同单质,因此互称同素异形体;
金刚石为空间立体网状结构,每一个碳原子与四个相邻碳原子形成共价键,因此碳原子杂化方式为sp3杂化,化学键只有σ键;
而石墨层内为平面正六边形,层间为分子间作用力,所以石墨中碳原子的杂化方式为sp2杂化,即石墨层内不仅存在σ键还存在π键;
金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4,然后依据晶胞计算确定在晶体中碳原子数目,碳原子数目为n=8×
1/2+4=8;
根据硬球接触模型可以确定,体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴,因此有·
(a)=2r,则r=a;
然后可以确定原子的占有率为(8×
πr3)/a3=。
Ⅰ.B、D
Ⅱ.
(1)同素异形体
(2)sp3 sp2
(3)分子 混合
(4)σ σ π(或大π或p-pπ)
(5)8 =
4.(2014·
上海高考·
四大题)合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体,铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac
完成下列填空:
(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是 。
(选填编号)
a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.及时移走产物
(2)铜液中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式:
(3)简述铜液吸收CO及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)。
。
(4)铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为 。
其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是 。
通过比较 可判断氮、磷两种元素的非金属性强弱。
(5)已知CS2与CO2分子结构相似,CS2的电子式是 。
CS2熔点高于CO2,其原因是
(1)减压使气体的浓度减小,速率减小,a错误;
增加NH3的浓度反应速率加快,b正确;
升温反应速率加快,c正确;
及时移走产物使产物浓度减小,反应速率减小,d错误。
(2)过量的氨和二氧化碳反应生成(NH4)2CO3。
(3)铜液吸收CO的反应是气体体积减小的反应,加压平衡右移;
反应是放热反应,降温平衡右移。
再生是采取减压、升温使平衡左移,并将得到的气体储存起来。
(4)铜液的组成元素中,短周期元素有氢、碳、氮、氧,同周期从左到右元素的原子半径逐渐减小。
氮原子核外有7个电子,最外层上有5个电子,2s和2p轨道上分别有2、3个电子。
元素的非金属性越强,对应元素的气态氢化物越稳定。
(5)CS2与CO2分子结构相似,CO2分子中含有两个碳氧双键,则CS2的电子式为。
分子组成相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。
(1)b、c
(2)2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3
(3)①低温、加压下吸收CO;
②然后将铜洗液转移至另一容器中;
③高温、低压下释放CO,然后将铜洗液循环使用
(4)C>
N>
O>
H NH3和PH3的稳定性
(5) CS2和CO2都是分子晶体,CS2的相对分子质量大,分子间作用力大
5.(2014·
四川高考·
8)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。
XY2是红棕色气体;
X与氢元素可形成XH3;
Z基态原子的M层与K层电子数相等;
R2+的3d轨道中有9个电子。
请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是 ;
Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 。
(2)X的立体构型是 ;
R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是 。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是 。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)常见的红棕色气体是二氧化氮;
(2)利用价层电子对互斥理论可以判断分子的空间构型。
【解析】X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大,XY2是红棕色的气体,该气体是NO2,则X是氮元素,Y是氧元素;
X与氢元素可形成XH3,该气体是氨气;
Z基态原子的M层与K层电子数相等,则该元素的原子序数是2+8+2=12,即为镁元素,R2+的3d轨道上有9个电子,因此R的原子序数是18+9+2=29,即为铜元素。
(1)氧元素的原子序数是8,根据核外电子排布规律可知,氧元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p4。
同周期自左向右元素的第一电离能有逐渐增大的趋势,镁是第3周期的元素,其所在的周期中第一电离能最大的主族元素是氯元素。
(2)根据价层电子对互斥理论可知,N的立体构型是V型;
铜离子含有空轨道,而水分子中的氧原子含有孤电子对,因此在Cu2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是氧原子。
(3)根据晶胞结构可知,阳离子在8个顶点和体心位置,因此晶胞中阳离子个数为1+8×
1/8=2,阴离子在上下面各2个,晶胞内部2个,则阴离子个数=4×
1/2+2=4,因此晶胞中阴离子与阳离子的个数比为2∶1。
(4)将铜单质的粉末加入氨气的浓溶液中,通入氧气,充分反应后溶液呈深蓝色,这说明在反应中铜被氧化成铜离子,与氨气结合形成配位键,则该反应的离子反应方程式是2Cu+8NH3·
H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。
(1)1s22s2