全国卷高考题考点14物质结构与性质Word格式文档下载.docx
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而最后一问的化学计算则需把握好相关信息,再利用中和反应的简单计算即可得出结论。
【规范解答】
(1)①钾为活泼金属,电负性比较小;
C、N、O在同周期,非金属性逐渐增强,电负性也逐渐增大;
②K2S是离子化合物,属于离子晶体,产物中含极性共价键的分子为CO2,其空间构型为直线形,中心原子轨道杂化类型为sp;
③HCN中CN-与N2结构相同,含有三个键,一个
键和两个
键;
另外H和C之间形成一个
键,所以HCN分子中
键数目之比为2∶2,即为1∶1。
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,应该都属于第Ⅷ族元素,原子序数T比Q多2,可以确定T为
,Q为
,所以T的基态原子外围电子(价电子)排布为3d84s2,Q2+即Fe2+的未成对电子数是4。
K^S*5U.C#O%
(3)中和生成的H+需浓度为0.1200mol·
L-1NaOH溶液25.00mL,则可以得出H+的物质的量为0.12×
25.00×
10-3mol=0.0030mol,所以x=0.0030/0.0015=2;
Cr的化合价为+3价,x=2可以得知n=1,即该配离子的化学式为
[CrCl(H2O)5]2+。
答案:
(1)①O>N>C>K②离子晶体sp③1∶1K^S*5U.C#O%
(2)3d84s24
(3)[CrCl(H2O)5]2+
2.(2010·
安徽高考·
T25·
14分)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的
四种常见元素,其相关信息如下表;
元素
相关信息
X
X的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等
Y
常温常压下,Y单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积
Z
Z和Y同周期,Z的电负性大于Y
W
W的一种核素的质量数为63,中子数为34
(1)Y位于元素周期表第_____周期第_____族,Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是__________(填化学式)
(2)XY2是一种常用的溶剂,XY2的分子中存在__________个
键。
在H-Y,H-Z两种共价键中,键的极性较强的是__________,键长较长的是__________。
(3)W的基态原子核外电子排布式是_______________。
W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是______________________________。
(4)处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质Y。
已知:
XO(g)+1/2O2(g)=XO2(g)△H=-283.0kJ·
mol-1
Y(s)+O2(g)=YO2(g)△H=-296.0kJ·
此反应的热化学方程式是______________________________。
【命题立意】考查根据原子结构和物质的性质进行元素的推断,同时考查分子的结构、核外电子排布式的书写及盖斯定律的应用。
(1)通过图表中的信息,不难推断出,X为碳,Y为硫,Z为氯,W为铜。
(2)分子的极性取决于形成分子的两元素的电负性的差异,电负性相差越大,则分子极性越大。
硫的原子半径比氯的大,所以H-S的键长比H-Cl键长长。
(4)将题中的两个热化学方程式①②进行恰当的变形,将②式反写,然后再与①式×
2相加,故△H3=
-△H2+2△H1=-270kJ/mol
【答案】
(1)3VIAHClO4
(2)2H-ZH-Y
(3)[Ar]3d104s12Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2
(4)2CO(g)+SO2(g)====S(s)+2CO2(g)△H=-270kJ/mol
【类题拓展】
1.判断一个反应是放热反应还是吸热反应,主要从两个角度进行,宏观上,根据反应物的总能量与生成物的总能量大小判断;
微观上,根据形成新键释放的总能量与断键所吸收的总能量大小进行。
2.盖斯定律的内容:
化学反应不管是一步完成还是分步完成,其反应热总是相同的。
也就是说,化学反应热只与反应的始态和终态有关,而与具体反应的途径无关。
因此,它可以计算某些难以直接测量的反应焓变。
3.盖期定律运用技巧:
(1)运用盖斯定律的技巧:
参照目标热化学方程式设计合理的反应途径,对原热化学方程式进行恰当“变形”(反写、乘除某一个数),然后方程式之间进行“加减”,从而得出求算新热化学方程式反应热△H的关系式。
(2)具体方法:
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热也必须乘上该数;
②热化学方程式“加减”时,同种物质之间可相“加减”,反应热也随之“加减”;
(3)将一个热化学方程式颠倒时,H的“+”“-”号也随之改变,但数值不变。
3.(2010·
海南高考·
T19·
20分)
19-I(6分)下列描述中正确的是
A.CS2为V形的极性分子
B.ClO3-的空间构型为平面三角形
C.SF6中有6对完全相同的成键电子对
D.SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化
19-Ⅱ(14分)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
请回答下列问题:
(1)Ni原子的核外电子排布式为______________________________;
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO________FeO(填“<”或“>”);
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_______________、_______________;
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如下左图所示。
该合金的化学式为_______________;
(5)丁二酮肟常用于检验Ni2+:
在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如上右图所示。
①该结构中,碳碳之间的共价键类型是
键,碳氮之间的共价键类型是______________,氮镍之间形成的化学键是_______________;
②该结构中,氧氢之间除共价键外还可存在_______________;
③该结构中,碳原子的杂化轨道类型有_______________。
【命题立意】本题考查了中心原子的杂化类型、原子核外电子的能级排布顺序、晶胞的结构、晶体的熔点高低的比较、化学键的类型等知识点。
【思路点拨】
(1)根据中心原子的杂化类型,判断分子的空间构型及分子的极性;
(2)注意晶胞中原子个数的计算方法:
在晶胞结构中,顶点原子为8个晶胞所共用,对本晶胞来讲,只拥有此原子的1/8,棱上的原子为4个晶胞所共用,对本晶胞来讲,只拥有此原子的1/4,面上的原子为2个晶胞所共用,对本晶胞来讲,只拥有此原子的1/2,晶胞内的原子完全属于本晶胞。
【规范解答】19-ICS2的结构式为S=C=S,C与S形成两个
键和两个π键,无孤对电子,C为sp杂化,键角为180°
,故CS2是直线形的非极性分子,A错误;
ClO3-中Cl为sp3杂化,Cl在四面体中间,3个O原子及一对孤对电子占据四个顶点,故ClO3-的空间构型为三角锥形,B错误;
SF6中S最外层的6个电子分别与6个F原子各形成一对共用电子对,而且完全相同,C正确;
SiF4中Si与4个F形成4个
键,故Si为sp3杂化;
SO32-中的S原子与3个O原子形成3个
键,还有一对孤对电子,故S为sp3杂化,D正确;
19-Ⅱ
(1)Ni为第28号元素,其核外电子数为28,各能级电子排布的顺序为1s2、2s2、3s2、3p6、4s2、3d8,故Ni原子的核外电子排布式为1s22s22P63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,均为离子化合物,Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,离子半径越小,阴、阳离子的核间距越小,离子键的键能越大,破坏离子键所需的能量越大,故熔点越高。
(3)NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,在氯化钠晶胞中Na+和Cl-的配位数均为6,故NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6;
(4)根据晶胞示意图,8个La原子均位于顶点上,故本晶胞含有的La原子数为8×
1/8=1;
Ni原子有8个在面上,1个在晶胞内部,故本晶胞含有的Ni原子数为8×
1/2+1=5;
故其化学式为LaNi5。
(5)碳氮之间为双键,双键由1个б键和1个π键组成,氮镍之间形成的化学键是配位键。
氧氢之间除共价键外还可存在氢键。
碳原子的杂化轨道类型有两种,一种是-CH3中的C形成4个
键,是sp3杂化;
一种是C=N中的C形成3个
键,为sp2杂化。
【答案】19-IC、D
19-Ⅱ
(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2
(2)>(3)66(4)LaNi5(5)①
键π键配位键②氢键③sp2杂化、sp3杂化
4.(2010·
江苏高考·
T21A·
12分)乙炔是有机合成工业的一种原料。
工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
(1)CaC2中C22-与O22+互为等电子体,O22+的电子式可表示为____________;
1molO22+中含有的
键数目为__________________。
(2)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。
Cu+基态核外电子排布式为______。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。
丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是____________;
分子中处于同一直线上的原子数目最多为____________。
(4)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中含有哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。
CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-数目为______。
【命题立意】本题以乙炔、碳化钙、氢氰酸为例考查等电子原理、杂化轨道、电子排布式、晶体结构等物质结构与性质部分的重点内容,设置相关情境考查学生的信息获取、加工、应用能力。
【思路点拨】注意等电子原理、杂化轨道、电子排布式、晶体结构等理论知识在具体情境下的应用,注意题给信息。
(1)等电子体电子式相似,应参照C22-的电子式书写O22+的电子式;
三键中只有一个为
键,其余均为
(2)Cu+失去的是4s轨道上的一个电子;
(3)杂化轨道数等于
键和孤对电子对之和;
(4)注意观察晶胞,上下左右前后各一个,但晶胞沿一个方向被拉长,所以距离最近的C22-数目为4,而不是6。
(1)
2NA
(2)1s22s22p63s23p63d10
(3)sp杂化sp2杂化3
(4)4
5.(2010·
山东高考·
T32·
8分)
【化学-物质结构与性质】
碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。
(1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过___________杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。
(2)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为____________。
(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn-Br键的键角_______120°
(填“>”“<”或“=”)
(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:
Pb4+处于立方晶胞顶点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心。
该化合物化学式为________,每个Ba2+与_______个O2-配位。
【命题意图】考查物质的结构、元素的电负性及化合物的化学式的确定方法。
(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合,形成无限的六边形平面网状结构,每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道,并含有一个未成对电子,这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。
因碳纳米管结构与石墨类似,可得答案。
(2)共用电子对偏向电负性大的原子,故电负性:
C>H>Si。
(3)SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数目是(4+2)/2=3,配位原子数为2,故Sn原子含有一个弧电子对,SnBr2空间构型为V形,键角小于120°
。
(4)每个晶胞含有Pb4+:
8×
=1个,Ba2+:
1个,O2-:
12×
=3个,故化学式为:
PbBaO3。
Ba2+处于晶胞中心,只有1个,O2-处于晶胞棱边中心,共12个,故每个Ba2+与12个O2-配位。
(1)sp2范德华力
(2)C>H>Si
(3)<
(4)PbBaO312
6.(2010·
新课标全国卷·
37·
15分)
【化学-选修物质结构与性质】
主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。
X、Y和Z分属不同的周期,它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。
在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中,由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。
(1)W元素原子的L层电子排布式________,W3分子的空间构型为________;
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为____________________________;
(3)化合物M的化学式为____________,其晶体结构与NaCl相同,而熔点高于NaCl。
M熔点较高的原因是________________________。
将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂,用于催化碳酸二甲酯与月桂醇交换合成碳酸二月桂酯。
在碳酸二甲酯分子中,碳原子采用的杂化方式有________________,O-C-O的键角为____________________;
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物,其晶胞中X占据所有棱的中心,Y位于顶角,Z处于体心位置,则该晶体的组成为X∶Y∶Z=________________________;
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为____________________。
许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是____________________________________________。
【命题立意】本题主要考查元素周期表中的常见元素及其化合物的性质。
【思路点拨】熟悉常见元素原子的原子结构。
【规范解答】W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,说明W是O。
由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高,化合物M晶体结构与NaCl相同,而熔点高于NaCl可推知,M为MgO,X、Y和Z分属不同的周期,它们的原子序数之和是W原子序数的5倍,可知X为F,Z为K。
在碳酸二甲酯分子中,碳原子形成4个单键采用的杂化方式是sp3,碳原子形成双键采用的杂化方式是sp2。
立方晶体中X个数:
1/4=3;
Y个数:
Z个数:
1/8=1,故该晶体的组成为X∶Y∶Z=3∶1∶1。
(1)2s22p4V形
(2)2F2+2H2O=4HF+O2
(3)MgO晶格能大sp3和sp2120o
(4)3:
1:
1
(5)紫色激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量。
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