选修3 提能力Word文档下载推荐.docx
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②B、C、D三种元素分别为N、O、F,第一电离能大小顺序为:
F>
N>
O(注意N、O电离能反常)。
③Al、Cl形成的化合物为AlCl3,根据其化合物的物理性质,可以推断其含有共价键。
④B和F形成的化合物BF3为平面三角形结构,中心原子B的杂化方式为sp2。
(1)1s22s22p63s2
(2)①N2、O2 ②F>
O
③极性共价键(或共价键,或共价键与配位键)
④平面三角形 sp2
3.(2011·
临沂摸底)
(1)如图是氖元素的一种核素的表示方法。
请按该图的式样表示出中子数为28,质量数为52的铬元素(Cr)的一种核素。
(2)Mn、Fe两元素的部分电离能数据见下表:
元素
Mn
Fe
电离能
/kJ·
mol-1
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
比较两元素的I2、I3可知,Mn2+再失去一个电子比Fe2+再失去一个电子难。
原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下表列出了一些共价键的键长:
共价键
C—F
C—Cl
C—Br
C—I
C—C
C—Si
键长/pm
98
161
182
204
154
170
请结合相关晶体结构的知识回答下列问题:
①CF4、CCl4、CBr4、CI4中C原子的杂化方式为________。
②CF4、CCl4、CBr4、CI4四种物质中热稳定性最强的是________,沸点最高的是
________。
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。
面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
(2)Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)
(3)①sp3 ②CF4 CI4
(4)2∶1
4.(2011·
江苏高考)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,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。
回答下列问题:
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1molY2X2含有σ键的数目为________。
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是________。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是________。
(4)
元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是________,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为_________________________________
_________________________________________________________
_______________。
本题考查杂化类型、化学键的判断,根据晶胞写化学式及物质沸点高低比较等知识,意在考查考生综合运用物质结构原理的能力。
X是形成化合物种类最多的元素,则为H元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,则Y为C元素;
由Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子,推出Z为N元素,W的原子序数为29,则为Cu元素。
(1)C2H2中C原子轨道的杂化类型是sp杂化;
1molC2H2中含有3molσ键,2molπ键。
(2)NH3的沸点比CH4高的原因是NH3分子间存在氢键,而氢键的作用力比普通的分子间作用力强。
(4)根据晶胞示意图,Cu为4个,Cl为8×
+6×
=4(个),则化学式为CuCl,其与浓盐酸发生非氧化还原反应生成HnCuCl3,由于Cu显+1价,推出n=2,则反应的化学方程式为:
2HCl(浓)+CuCl===H2CuCl3。
(1)sp杂化 3mol或3×
6.02×
1023个
(2)NH3分子间存在氢键
(3)N2O
(4)CuCl CuCl+2HCl(浓)===H2CuCl3(或CuCl+2HCl(浓)===H2[CuCl3])
海南高考)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)SO
的立体构型是________,其中S原子的杂化轨道类型是________;
(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,Au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Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________;
该晶体中,原子之间的作用力是________;
(5)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。
若将Cu原子与Au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____________________。
(3)硫酸根中心原子的价层电子对为:
孤对电子数6-2×
4+2=0,成键电子对数4,所以为正四面体结构,中心原子为sp3杂化;
(4)Au电子排布或类比Cu,只是电子层多两层,由于是面心立方,晶胞内N(Cu)=6×
=3,N(Au)=8×
=1;
(5)CaF2结构如图所示,所以氢原子在晶胞内有8个,可得储氢后的化学式为H8AuCu3。
(1)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·
5H2O晶体,显示水合铜离子特征蓝色
(3)正四面体 sp3 (4)6s1 3∶1 金属键 (5)H8AuCu3
南京模拟)
已知A、J、D、E、G是元素周期表中1~36号元素,其原子序数依次增大。
A与另外四种元素既不在同一周期,也不在同一主族。
J和D同主族,E和G同周期;
元素G是周期表中的第7列元素,E的最外层电子数与最内层电子数相同,E跟J可形成离子化合物,其晶胞结构(其中J原子在晶胞内部)如图。
请回答下列问题:
(1)D元素-1价离子的电子排式为______________________________________;
G元素原子的价电子排布式为________。
(2)元素J与氮元素可以形成化合物NJ3,其中N—J键的化学键类型为________,根据价层电子对互斥理论可以判断NJ3的空间构型为________,NJ3分子中N原子的杂化方式为________杂化。
(3)A、J形成的化合物AJ的相对分子质量比A、D形成的化合物AD的相对分子质量小,但AJ的沸点比AD高,其原因是___________________________________________
(4)从晶胞图可以得出:
E与J形成的离子化合物的化学式为____________________。
(5)含有E元素的化合物焰色反应为________色,焰色反应的原理是_____________
根据提示的信息可推知A为H,E、G分别为Ca、Mn;
分析E、J形成的晶胞可知E、J形成的化合物化学式为EJ2,而E为Ca,故J、D位于第ⅦA族,即J、D分别为F、Cl。
(1)1s22s22p63s23p6 3d54s2
(2)共价键(或极性共价键) 三角锥形 sp3
(3)前者分子间存在氢键
(4)CaF2
(5)砖红 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,以光的形式释放出能量
福建高考)氮元素可以形成多种化合物。
回答以下问题:
(1)基态氮原子的价电子排布式是________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是________;
N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1038.7kJ·
若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的π键有________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。
N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4晶体
内不存在________________________________________________________________
(填标号)
a.离子键 b.共价键
c.配位键d.范德华力
(4)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是________(填标号)。
a.CF4b.CH4
c.NH
d.H2O
本题考查了原子核外电子排布、杂化轨道理论、分子结构等知识,同时考查了考生的观察能力和分析推理能力。
(3)肼分子中有4个N-H键,故有4molN-H键断裂时,有1mol肼发生反应,生成1.5molN2,则形成2×
1.5mol=3molπ键。
SO
中存在配位键、共价键,N2H
与SO
之间存在离子键,离子晶体中不存在范德华力。
(4)与4个氮原子形成4个氢键,要求被嵌入微粒能提供4个氢原子,并至少存在“N…H”、“H…O”、“H…F”三类键中的一种,对照条件知,NH
符合此要求。
(1)2s22p3
(2)N>
O>
C
(3)①三角锥形 sp3 ②3 ③d (4)c
潍坊模拟)2011年3月11日日本发生了9.0级强地震。
福岛第一核电站1号机组12日下午发生氢气爆炸。
随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘-131和铯—137,碘-131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺疾病。
日本政府计划向核电站附近居民发放防止碘-131辐射的药物碘片。
(1)Cs(铯)的最外层电子排布式为6s1,与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素A、B、C的电离能如下表:
元素代号
A
第一电离能(kJ·
mol-1)
520
496
419
那么三种元素A、B、C的元素符号分别为_________________________________,
形成其单质晶体的化学键类型是________________________________________。
(1)F与I同主族,BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别是________、________。
(3)与碘同主族的氯具有较高的活泼性,能够形成大量的含氯化合物,如金属氯化物,非金属氯化物等。
BCl3是一种非金属氯化物,该物质分子中B—Cl键的键角为________。
(4)碘—131是碘单质,其晶胞结构如下图甲所示,该晶胞中含有________个I2分子;
KI的晶胞结构如下图乙所示,每个K+紧邻________个I-。
(1)由铯的最外层电子排布式为6s1,可知A、B、C为第ⅠA族,而ⅠA族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K,又由提供的A、B的第一电离能的差值与B、C的第一电离能的差值相差不大可知,A、B、C不可能有H元素,而同主族元素随着电子层数的增加,第一电离能逐渐减小,故A、B、C分别为Li、Na、K。
(2)BeF2分子内中心原子为Be,其价电子数为2,F提供2个电子,所以Be原子的价层电子对数为
=2,Be原子的杂化类型为sp杂化;
H2O分子的中心原子为O,其价电子数为6,H提供2个电子,所以O原子的价层电子对数为
=4,O原子杂化类型为sp3。
(3)硼原子价电子数为3,Cl提供3个电子,硼原子的价层电子对数为
=3,因价层电子对中没有孤对电子,故BCl3为平面正三角形结构,分子中B—Cl键的键角为120°
。
(4)由碘晶胞可知,I2在晶胞的8个顶点和6个面上,故一个晶胞中含有4个I2分子;
KI晶胞与NaCl晶胞结构相似,每个K+紧邻6个I-。
(1)Li、Na、K 金属键
(2)sp sp3
(3)120°
(4)4 6
5.(2011·
新课标全国卷)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。
以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如图所示:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是:
________________________________________________________________________、
(2)基态B原子的电子排布式为____________;
B和N相比,电负性较大的是
____________,BN中B元素的化合价为__________;
(3)在BF3分子中,F—B—F的键角是________,B原子的杂化轨道类型为________,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF
的立体构型为________;
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间化学键为________________,层间作用力为________;
(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm。
立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子,立方氮化硼的密度是________g·
cm-3(只要求列算式,不必计算出数值。
阿伏加德罗常数为NA)。
本题主要考查新型陶瓷材料的制取、电子排布、杂化以及晶胞的有关计算,意在考查考生的推理分析能力。
(1)已知反应物和主要的生成物,根据原子守恒判断出次要生成物,写出化学方程式,配平即可。
(2)B原子核外有5个电子,其基态电子排布式为:
1s22s22p1;
BN中N的电负性较大,N为-3价,那么B就为+3价。
(3)因为BF3的空间构型为平面三角形,所以F—B—F的键角为120°
(4)六方氮化硼晶体结构与石墨相似,故B、N以共价键相结合构成分子晶体,其层间作用力是分子间作用力。
(1)B2O3+3CaF2+3H2SO4
2BF3↑+3CaSO4+3H2O
B2O3+2NH3
2BN+3H2O
(2)1s22s22p1 N +3
sp2 正四面体
(4)共价键(极性共价键) 分子间作用力
(5)4 4
6.(2011·
杭州模拟)C60以其完美的球形结构受到科学家的高度重视,从此掀起了球形分子的研究热潮,Si60、N60以及Si60C60等球形分子被不断制备出来。
请回答下列有关问题:
(1)电离能不但能说明原子的失电子能力(金属性),也能通过电离能判断元素的化合价,下表列举了C、Mg、X、Y四种元素的电离能(单位:
kJ/mol),请根据表中数据,回答有关问题:
第一电离能
第二电离能
第三电离能
第四电离能
第五电离能
第六电离能
1086.5
2352.6
4620.5
6222.7
37831
47277
Mg
737.7
1450.7
7732.6
10540
13630
17995
X
418.8
3052
4420
5877
7975
9590
Y
538.1
1067
1850
4819
6400
7600
①若X为第四周期的元素,其核外电子排布式为________;
②根据Y的电离能数据,可以判断Y最可能的化合价为________。
(2)利用C60独特的分子结构,可以将C60用作比金属及其合金更为有效的新型吸氢材料。
已知常温下较稳定的C60的氢化物有C60H24、C60H36和C60H48。
在80~215℃时,C60可以100%回收,并可以用来重新制备C60的氢化物。
C60分子中碳的杂化类型为________;
理论上,1molC60可以吸收________molH2。
(3)已知:
①N—N键的键能为159kJ/mol,N===N键的键能为456kJ/mol,NN键的键能为946kJ/mol;
②N60与C60具有相似的分子结构。
①N60与C60相比,分子结构相似,但原子的杂化类型不同,N60具有微弱的碱性。
则HN60I的晶体类型为________;
②有科学家预言,N60是一种高能材料,请说明其理论依据_____________________
(4)碳的常见同素异形体为金刚石和石墨(分子式可表示为Cn),氮化硼也有两种常见的结构,分别对应类似于金刚石和石墨结构[分子式可表示为(BN)n],下列有关解释正确的是________。
A.C—C键键长与B—N键键长相等
B.C、B、N的电负性相近
C.(BN)n“分子”中,B、N原子与C原子相似,均能形成四个共价键
D.(BN)n与Cn可视为等电子体
(5)美宾夕法尼亚州立大学中国物理学家郗小星,在世界上首次成功制成大电流硼化镁超导薄膜材料。
硼化镁在37K温度下有超导性,作为超硬超导材料,硼化镁已成为超导材料领域中的一颗新星。
如图是硼化镁的晶胞示意图。
则硼化镁的化学式为________。
(1)比较Mg与X的第一电离能可以判断,X为活泼金属,X的第一、二电离能差异较大,故X易失去1个电子,综合判断X为K元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。
Y的第一、二、三电离能的差异较小,第三、四电离能差异较大,因此Y最可能的化合价为+3价。
(2)在C60分子中,1个C原子与周围的3个C原子形成共价键,故C原子采取sp2杂化,形成的3个键中,有2个单键和1个双键,据此可以判断,C60中共有
=30个双键,1molC60与H2加成最多可以消耗30molH2。
(3)N60中,N原子可形成3个共价键,与NH3类似,且N60具有微弱的碱性,这也与NH3类似,类比NH3与HI反应的产物,可以推出HN60I属于离子化合物,则其晶体为离子晶体。
根据N—N键、N
N键的键能,可以计算N60→N2所放出的能量,由此可以推出N60具有很大的内能。
(4)BN中N原子有孤对电子,B有空轨道,它们之间可以形成3个普通共价键和一个配位键,BN的平均电子数与C原子相同,因此可以视为等电子体,而等电子体具有相似的结构和性质,故选CD。
(5)根据硼化镁晶体结构可以计算:
Mg的原子数为12×
+2×
=3,B为6(硼原子均居于晶胞内);
故硼化镁的化学式为MgB2。
(1)①1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1 ②+3
(2)sp2 30
(3)①离子晶体 ②N60可形成90个N—N键,分解生成30个N
N键,每摩尔N60分解放出30mol×
946kJ/mol-90mol×
159kJ/mol=14070kJ的能量,由此可以判断N60为高能材料(或N60分解放出大量的热)
(4)CD (5)MgB2