人教版高中化学选修3选3综合练习Word格式.docx

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解析　

（1）基态Fe原子核外有26个电子，每个电子的运动状态均不相同，故基态Fe原子核外有26种运动状态不相同的电子；

基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，则Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5，其价电子排布图为

。

（2）NaH是离子化合物，由Na＋和H－构成，其电子式为Na＋[

H]－。

NaOH由Na＋和OH－构成，其中OH－含有极性键（O—H键），故1molNaOH含有的σ键数目为NA。

OH－中O原子形成1个σ键，且O原子有3对孤对电子，故O原子采取sp3杂化。

Fe3＋与SCN－形成配合物的反应为典型的可逆反应，说明生成的配合物稳定性较弱，易分解生成Fe3＋、SCN－，据此推知配位原子的配位能力较弱。

（3）NaH和NaOH均由离子构成，均属于离子晶体；

离子晶体的熔点与晶格能的大小有关，晶格能越大，晶体的熔点越高，而晶格能的大小与离子半径、所带电荷数有关。

H－的半径小于OH－的半径，则NaH的晶格能大于NaOH，因此NaH的熔点高于NaOH的熔点。

（4）某单质铁的晶体为体心立方堆积，则Fe原子的配位数为8；

每个晶胞中含有Fe原子个数为1＋8×

＝2，结合球体的体积公式“V＝

πr3”可知，2个Fe原子的总体积为

πr3（Fe）；

设晶胞的棱长为a，由[4r（Fe）]2＝3a2可得a＝

，则晶胞的体积为

3，故单质铁的原子空间利用率为

＝

2．[2017·

湖北襄阳调研]图1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体。

回答下列问题（需要用到元素符号或分子式的，请用相应元素的元素符号或分子式作答）：

图1

（1）a与b对应的元素可形成10电子中性分子X，写出带一个单位正电荷的1个X的等电子体________。

将X溶于水后的溶液滴入到CuSO4溶液中至过量，再加入适量乙醇，可析出一种深蓝色晶体，其化学式为__________________________________。

（2）元素c位于元素周期表的____________区，d原子次外层有____________对自旋相反的电子，c、d单质的晶体堆积方式类型分别是________、________。

A．简单立方堆积B．体心立方堆积

C．六方最密堆积D．面心立方最密堆积

（3）d的一种氯化物为白色立方结晶，熔点430℃，沸点1490℃，其熔融态导电性差，晶胞结构如图2。

该氯化物固体属于______晶体，其中氯原子的配位数为________。

图2

（4）e元素与氧可形成如图3中A所示的正四面体离子eO

，其中e在正四面体的体心，eO

四面体通过共用顶角氧离子可形成B，则B的化学式为________。

图3

（5）单质a、f对应的元素以1∶1的原子个数比形成的分子（相同条件下对H2的相对密度为39）中含__________个σ键和____________个π键，其中f原子的杂化轨道类型为____________________。

答案　

（1）H3O＋　[Cu（NH3）4]SO4·

H2O

（2）s　9　B　D

（3）分子　4

（4）Si3O

（5）12　1　sp2杂化

解析　根据c、d均是热和电的良导体，且d的熔点高于c，确定c是Na，d是Cu。

根据熔点高低可判断a是H2，b是N2，e是Si，f是金刚石。

（1）a与b对应的关系为H与N，形成的10电子中性分子X是NH3，与NH3互为等电子体的带一个单位正电荷的是H3O＋。

NH3与Cu2＋可形成配位键，故深蓝色晶体为[Cu（NH3）4]SO4·

H2O。

（2）Na位于第三周期ⅠA族，位于s区，Cu原子的M层有9个轨道，均充满电子，故有9对自旋相反的电子，钠单质采用体心立方堆积，铜单质采用面心立方最密堆积。

（3）根据这种氯化物熔、沸点较低、熔融态导电性差确定其应为分子晶体，其中与氯原子相连的Cu原子有4个，故配位数为4。

（4）B中含有3个Si原子和9个O原子，根据化合价可判断其化学式为Si3O

（5）该分子的相对分子质量＝39×

2＝78，则分子式为C6H6，分子中含有6个C—Cσ键和6个C—Hσ键，形成一个大π键，C原子采用sp2杂化。

3．物质的结构决定物质的性质。

请回答下列涉及物质结构和性质的问题：

（1）第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有________种。

（2）某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为____________。

（3）乙烯酮（CH2===C===O）是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在（C2H5O）3P===O存在下加热脱H2O得到。

乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是______________，1mol（C2H5O）3P===O分子中含有的σ键与π键的数目比为______________。

（4）已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下：

物质

氢键/X—H…Y

键能/kJ·

mol－1

（HF）n

F—H…F

28.1

冰

O—H…O

18.8

（NH3）n

N—H…N

5.4

解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因______________。

（5）碳化硅的结构与金刚石类似（如图所示），其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。

碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有______个，与碳原子等距离最近的碳原子有________个。

已知碳化硅晶胞边长为apm，则碳化硅的密度为________g·

cm－3。

答案　

（1）3

（2）3d84s2

（3）sp2和sp　25∶1

（4）单个氢键的键能是（HF）n>

冰>

（NH3）n，而平均每个分子含氢键数：

冰中2个，（HF）n和（NH3）n只有1个，汽化时要克服的氢键的总键能是冰>

（HF）n>

（5）4　12　

解析　

（1）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，即半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期相邻元素的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O3种元素。

（2）某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，C原子的未成对电子数为2，则该元素为Ni，价层电子排布式为3d84s2。

（3）在CH2===C===O中，左端碳原子形成一个π键，为sp2杂化，中间位置碳原子形成两个π键，为sp杂化；

单键全是σ键，双键有一个σ键，1mol（C2H5O）3P===O分子中含有的σ键的数目为25NA，π键的数目为NA，则σ键与π键的数目比为25∶1。

（NH3）n。

（5）碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有4个，与碳原子等距离最近的碳原子有12个。

该晶胞中含有的碳原子个数为8×

1/8＋6×

1/2＝4，硅原子个数为4，则根据公式a3×

10－30×

ρ×

NA＝4×

40g·

mol－1，得ρ＝

g·

4．黑火药是我国古代的四大发明之一。

黑火药爆炸时发生的反应为2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑。

回答下列问题：

（1）基态钾原子的核外电子排布式为____________，第一电离能：

K________（填“>

”或“<

”）Na。

（2）NO

的空间构型为________。

（3）固态硫易溶于CS2，熔点为112℃，沸点为444.8℃。

其分子结构为

，S8中硫原子的杂化轨道类型是________，S8分子中至多有________个硫原子处于同一平面。

（4）N2分子中σ键与π键的个数比为________，N2的沸点比CO的沸点________（填“高”或“低”）。

（5）K2S的晶胞结构如图所示。

其中K＋的配位数为________，S2－的配位数为________；

若晶胞中距离最近的两个S2－核间距为acm，则K2S晶体的密度为____________g·

cm－3（列出计算式，不必计算出结果）。

答案　

（1）1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1　<

（2）平面正三角形

（3）sp3　4

（4）1∶2　低

（5）4　8　

解析　

（1）基态K原子核外有19个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。

同主族元素的第一电离能随原子核外电子层数的增多而逐渐减小，故K的第一电离能小于Na。

中N原子形成3个N—O键，且不含孤对电子，则N原子采取sp2杂化，故NO

的空间构型为平面正三角形。

（3）由S8分子结构可知，每个S原子形成2个S—S键，且含有2对孤对电子，则S原子的杂化轨道类型为sp3杂化，S8分子中至多有4个硫原子处于同一平面。

（4）N2分子的结构式为N≡N，每个N2分子中含有1个σ键和2个π键，故σ键和π键的个数比为1∶2。

N2和CO都是分子晶体，其熔、沸点主要受分子间作用力影响，在相对分子质量相同的情况下，分子的极性对其熔、沸点产生影响，CO分子的极性使其分子间作用力略大，故N2的沸点低于CO。

（5）K2S晶胞中，每个K＋周围等距离且最近的S2－有4个，则K＋的配位数为4。

每个S2－周围等距离且最近的K＋有8个，则S2－的配位数为8。

晶胞中距离最近的两个S2－核间距为acm，为每个面对角线长度的

，则晶胞的棱长为

acm，故K2S晶体的密度为ρ＝

5．原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期。

自然界中存在多种A的化合物，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的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。

请回答下列问题：

（1）这四种元素中，电负性最大的元素的基态原子的价电子排布图为____________。

（2）A与B形成的化合物B2A2中含有的σ键、π键的数目之比为________。

（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图甲所示，其原子的杂化类型为________；

另一种的晶胞如图乙所示，该晶胞的空间利用率为________（保留两位有效数字，

＝1.732）。

（4）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。

写出沉淀溶解的离子方程式：

___________________________________________________

__________________________________________________________。

（5）图丙为一个由D元素形成的单质的晶胞，该晶胞“实际”拥有的D原子数目为________。

其晶体的堆积模型为____________。

此晶胞中的棱长为acm，D的相对原子质量为M，密度为ρg·

cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为________mol－1（用含M、a、ρ的代数式表示）。

答案　

（1）

（2）3∶2

（3）sp2　34%

（4）Cu（OH）2＋4NH3·

H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O

（5）4　面心立方最密堆积　

解析　A为第一周期元素，且自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；

B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；

D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布式为3d104s1，则D为铜元素；

结合原子序数大小顺序可知，C只能处于第三周期，B与C可形成正四面体形分子，则C为氯元素。

（1）四种元素中电负性最大的是Cl元素，其基态原子的价电子数为7，其基态原子的价电子排布图为

（2）H与C形成的化合物B2A2为C2H2，其结构式是H—C≡C—H，C2H2分子中含有3个σ键、2个π键，则σ键、π键数目之比为3∶2。

（3）图甲是石墨的层状晶体结构，每个C原子与另外3个C原子相连，则C原子采取sp2杂化；

图乙是金刚石的晶胞结构，晶胞含8个碳原子，若晶胞参数为acm，C原子半径为rcm，体对角线的长度为4个碳原子的直径，则有：

8r＝

a，该晶胞的空间利用率为

×

100%＝

100%≈34%。

（5）图丙为一个由D元素形成的单质的晶胞，该晶胞“实际”拥有的D原子数为8×

＋6×

＝4。

晶体的堆积模型为面心立方最密堆积。

cm－3，则有ρ＝

cm－3，故阿伏加德罗常数可表示为NA＝

mol－1。

6．[2017·

湖北八校联考]磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。

（1）基态P原子的核外电子排布式为____________，有________个未成对电子。

（2）磷的一种同素异形体——白磷（P4）的立体构型为________，其键角为________，推测其在CS2中的溶解度________（填“大于”或“小于”）在水中的溶解度。

（3）两种三角锥形气态氢化物膦（PH3）和氨（NH3）的键角分别为93.6°

和107°

，试分析PH3的键角小于NH3的原因___________________________________________________________

（4）常温下PCl5是一种白色晶体，其立方晶系晶体结构模型如图甲所示，由A、B两种微粒构成。

将其加热至148℃熔化，形成一种能导电的熔体。

已知A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体，则A为__________，其中心原子杂化轨道类型为____________，B为____________。

（5）磷化硼（BP）是一种超硬耐磨涂层材料，图乙为其立方晶胞，其中的每个原子均满足8电子稳定结构，试判断其熔点________（填“高于”或“低于”）金刚石熔点。

答案　

（1）1s22s22p63s23p3　3

（2）正四面体形　60°

　大于

（3）电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大

（4）PCl

　sp3　PCl

（5）低于

解析　

（1）基态P原子核外有15个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，有3个未成对电子。

（2）P4为正四面体结构，其键角为60°

，P4为非极性分子，根据“相似相溶”原理，P4易溶于非极性溶剂CS2，难溶于极性溶剂H2O。

（4）根据题意可知，PCl5为离子晶体，则晶体中存在阴、阳离子，A与CCl4互为等电子体，则A为PCl

，根据价电子对互斥理论，其采用sp3杂化，B与SF6互为等电子体，则B为PCl

（5）BP与金刚石都是原子晶体，由于C—C键的键长比B—P键短，则C—C键的键能更大，故金刚石的熔点高于BP。