届高考化学精选考点突破元素与结构综合28解析版29.docx

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届高考化学精选考点突破元素与结构综合28解析版29

元素与结构综合

1．三氟化氮（NF3）是一种无色、无臭的气体。

三氟化氮在一定条件下与水蒸气能发生氧化还原反应，反应产物中生成酸X、酸Y和一种无色气体（遇空气变成红棕色），其中酸X是一种弱酸，酸Y为常见的含氧强酸。

（1）NF3的空间构型为__________。

（2）酸X是弱酸（难电离）的可能原因是______。

（3）工业上通过NH3和氟气（F2）反应制备NF3，请结合题给信息，判断NF3主要表现出来的化学性质是_______。

（4）NF3的一种下游产品三聚氟氰（分子式为：

C3N3F3），分子结构中显示有环状结构，请从价键理论和物质的相对稳定性角度写出三聚氟氰的结构式________。

【答案】

（1）三角锥形

（2）H—F键的键能大，难断裂；HF在水中存在HF之间、HF与H2O的氢键

（3）氧化性（4）

【解析】

（1）NF3分子中N原子的价层电子对数为3+

=4，N原子的杂化轨道形式为sp3杂化，有一个孤对电子，则空间构型为三角锥形；

（2）HF在水中不完全电离，是因为F的半径太小，电负性太高，使H-F键键能大，结合能力强，同时HF分子之间氢键太强，且HF和水分子之间也存在氢键，F-离子在水中溶剂化过于明显，导致HF电离不顺利；（3）NH3和氟气（F2）反应制备NF3，反应中N元素化合价升高，NH3为还原剂，NF3是氧化产物，则NF3表现出来的化学性质是氧化性；（4）三聚氟氰（C3N3F3）分子中C原子形成共价键的键数是4，N原子形成共价键的键数为3，F原子形成共价键的键数是1，C、N形成六元环结构，F原子与C原子形成C-F键，C与N之间存在C＝N双键和C－N，且单双键交替结构相对稳定，则三聚氟氰的结构式为

。

2．

（1）HClO分子中各原子均满足稳定结构。

写出HClO的电子式_____________。

（2）碳酸氢钠水溶液呈碱性，试分析原因：

__________________（用离子方程式表示）。

（3）维生素B1的结构简式如图所示，维生素B1晶体溶于水的过程，需要克服的微粒间作用力，除范德华力外还有___________________。

【答案】

（1）

（2）HCO3-+H2O

H2CO3OH-（3）离子键和氢键

【解析】

（1）HClO分子中，中心原子为O原子，分别与H原子和Cl原子形成一对共用电子对，其电子式为

；

（2）碳酸氢钠为强碱与弱酸形成的酸式盐，碳酸氢钠的水溶液中存在水解反应：

HCO3-+H2O

H2CO3OH-，因此其水溶液呈碱性；（3）根据维生素B1的结构简式分析可知，维生素B1中含有氯离子及另一种有机离子，存在离子键，分子中同种原子形成非极性键，不同种原子形成极性键，维生素B1晶体溶于水的过程，需要克服的微粒间作用力，除范德华力外还有离子键和氢键。

3．

（1）比较元素非金属性的相对强弱：

N________O（填“>”、“<”或“=”）；用一个化学方程式说明N2与O2氧化性的相对强弱________。

（2）离子化合物MgO2可被用于治疗消化道疾病，各原子均满足8电子稳定结构。

写出

的电子式________。

（3）半导体材料单晶硅的熔点高、硬度大，主要原因是________。

【答案】

（1）＜4NH3+3O2

2N2+6H2O

（2）

（3）硅原子之间通过共价键结合，形成空间立体网状结构的原子晶体

【解析】

（1）同周期元素从左到右非金属性增强，所以非金属性N＜O；氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物，反应4NH3+3O2

2N2+6H2O，能说明O2的氧化性大于N2；

（2）根据离子化合物MgO2各原子均满足8电子稳定结构，可知氧原子和氧原子之间存在非极性共价键，MgO2的电子式是

；（3）硅原子之间通过共价键结合，形成空间立体网状结构的原子晶体，所以单晶硅的熔点高、硬度大。

4．硼是一种奇特的元素，它来自超新星爆发和宇宙射线的散列辐射。

（1）写出BF3电子式___________，B与F形成共价键时，共用电子对偏向_____原子，判断依据是_________________。

（2）硼酸（H3BO3）在水中电离出阴离子[B（OH）4]-，请写出硼酸的电离方程式___________。

【答案】

（1）

氟

B与F同周期，核电荷数F＞B，原子半径B＞F，非金属性F＞B

（2）B（OH）3+H2O

[B（OH）4]-+H+

【解析】

（1）BF3中每个氟原子与硼原子形成一对共用电子对，则电子式为

；由不同种非金属元素形成的共价键为极性共价键，共用电子对偏向于吸引电子能力强的元素，非金属性越强，吸引电子能力越强，B与F同周期，核电荷数F＞B，原子半径B＞F，非金属性F＞B，则共用电子对偏向于氟原子；

（2）硼酸（H3BO3）能电离，它在水中能结合水电离出的OH−，形成[B（OH）4]-离子，则硼酸还电离出氢离子，则其电离方程式为：

B（OH）3+H2O

[B（OH）4]-+H+。

5．

（1）醋酸可通过分子间氢键双聚形成八元环，画出该结构_____。

（以O…H—O表示氢键）

（2）已知碳化镁Mg2C3可与水反应生成丙炔，画出Mg2C3的电子式_____。

（3）工业上，异丙苯主要通过苯与丙烯在无水三氯化铝催化下反应获得，写出该反应方程式_____。

（4）将乙酸乙酯与H218O混合后，加入硫酸作催化剂，乙酸乙酯在加热条件下将发生水解反应，写出产物中不含18O的物质的结构简式_____。

【答案】

（1）

（2）

（3）

（4）CH3CH2OH

【解析】

（1）醋酸可通过分子间氢键双聚形成八元环，画出该结构为：

；

（2）已知碳化镁Mg2C3可与水反应生成丙炔，根据生成丙炔含有碳碳三键和碳碳单键反推Mg2C3的电子式为

；（3）工业上，异丙苯主要通过苯与丙烯在无水三氯化铝催化下反应获得，该反应方程式

；（4）将乙酸乙酯与H218O混合后，加入硫酸作催化剂，根据生成乙酸乙酯的理解，羧酸脱羟基，醇脱羟基上的氢，因此乙酸乙酯在加热条件下将发生水解反应，H218O中—H连接醇的部分，—18OH连接羧酸的部分，因此产物中不含的物质的结构简式CH3CH2OH。

6．

（1）按系统命名法，

的名称是：

______。

（2）石灰氮Ca（CN）2是离子化合物，其中CN-离子内部均满足各原子8电子稳定结构，写出Ca（CN）2的电子式：

______。

（3）氮的氢化物之一肼（N2H4）是一种油状液体，常做火箭燃料，与水任意比互溶，并且沸点高达113℃。

肼的沸点高达113℃的原因是______。

【答案】

（1）3，4-二甲基己烷

（2）

（3）分子间存在氢键

【解析】

（1）选择分子中最长碳链为主链，在该物质分子中最长碳链上含有6个C原子，把支链当作取代基，给主链上C原子编号，以确定支链在主链碳原子上的位置，该物质名称为3，4-二甲基己烷；

（2）石灰氮Ca（CN）2是离子化合物，阳离子Ca2+与阴离子CN-之间通过离子键结合，在阴离子CN-离子内部C与N原子形成三对共用电子对，C原子再得到1个电子形成带一个单位负电荷的阴离子，从而使阴离子中每个原子满足各原子8电子稳定结构，则Ca（CN）2的电子式为：

；（3）肼是由N2H4分子构成的分子晶体，在分子内含有4个N-H键和1个N-N键，由于N原子半径小，元素的非金属性强，使得在N2H4

分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，导致物质的熔沸点较高。

7．

（1）比较相同条件下微粒得到电子的能力Fe3+____Cu2+（填“>”、“<”或“=”）

（2）已知Mg3N2遇水会剧烈反应生成白色沉淀和有刺激性气味的气体，写出Mg3N2与足量稀盐酸反应的化学方程式___________________。

（3）相同条件下冰的密度比水小，主要原因是______________。

【答案】

（1）>

（2）Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl

（3）冰晶体中水分子间形成的氢键比液态水中形成的氢键多，微观结构里空隙较大

【解析】

（1）FeCl3溶液能够腐蚀Cu线路板，发生反应：

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，在该反应中Fe3+是氧化剂，Cu是还原剂，Fe2+是还原产物，Cu2+是氧化产物，由于氧化性：

氧化剂>氧化产物，所以氧化性：

Fe3+>Cu2+；

（2）Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体，该气体为NH3，根据元素守恒知，另一种生成物是Mg（OH）2，所以该反应方程式为：

Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑，则Mg3N与足量稀盐酸反应生成氯化镁和氯化铵，反应的化学方程式为：

Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl；（3）冰和水的密度不同主要是由于水分子间存在氢键，氢键在水呈液态时使一个水分子与4个水分子相连，而当水凝固时氢键会拉伸水分子之间的距离，使水分子之间距离增大，体积也就增大了，密度也就小了，所以冰晶体中水分子间形成的氢键比液态水中形成的氢键多，微观结构里空隙较大。

8．

（1）KClO3在673K时可分解为固体A和固体B（物质的量之比为3∶1），其中固体A所含元素与KClO3完全相同。

写出相应的化学反应方程式___。

比较KClO3和固体A的热稳定性：

KClO3_______固体A（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）NaCN各原子均满足8电子稳定结构。

写出NaCN的电子式_________。

【答案】

（1）4KClO3

3KClO4＋KCl＜

（2）Na+[:

C

N:

]ˉ

【解析】

（1）KClO3在673K时可分解为固体A和固体B（物质的量之比为3∶1），其中固体A所含元素与KClO3完全相同，KClO3发生歧化反应，氯部分化合价升高，另一部分氯化合价降低，化学反应方程式4KClO3

3KClO4＋KCl。

从反应得出，KClO3分解时固体A尚末分解，热稳定性：

KClO3＜固体A；

（2）NaCN属于离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CN-中碳和氮形成叁键，NaCN的电子式Na+[:

C

N:

]ˉ。

9．

（1）已知金刚石中C—C键能小于C60中C—C键能，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，认为此说法是否正确_______（填“正确”或“不正确”），并闸述理由___________________________________。

（2）格式试剂RMgX（R表示烃基、X表示卤素）遇水剧烈反应，生成可燃性烃RH和______________。

（3）64g自燃性气体SiH4在25℃、101Kpa下充分完全燃烧生成液态水和固态氧化物时放出akJ热量，写出该自燃性气体燃烧热的热化学方程式______________。

【答案】

（1）不正确C60是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏攻共价键，而分子间作用力较弱，所需能量较低，金刚石是原子晶体，熔化时破坏共价键，C60故熔点低于金刚石

（2）Mg（OH）X或[MgX2和Mg（OH）2]

（3）SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O（l）ΔH=−a/2kJ·mol−1

【解析】

（1）虽然金刚石中C—C键能小于C60中C—C键能，C60是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键，而分子间作用力较弱，所需能量较低，金刚石是原子晶体，熔化时破坏共价键，故C60熔点低于金刚石；故答案为：

不正确；C60是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键，而分子间作用力较弱，所需能量较低，金刚石是原子晶体，熔化时破坏共价键，故C60熔点低于金刚石。

（2）格式试剂RMgX（R表示烃基、X表示卤素）遇水剧烈反应，RMgX和水反应生成可燃性烃RH，根据原子守恒，则另外产物可能为Mg（OH）X或[MgX2和Mg（OH）2]。

（3）64g自燃性气体SiH4即物质的量为2mol，在25℃、101Kpa下充分完全燃烧生成液态水和固态氧化物时放出akJ热量，则1molSiH4燃烧放出a/2kJ热量，因此该自燃性气体燃烧热的热化学方程式SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O（l）ΔH=−a/2kJ·mol−1。

10．氢化铝钠（NaAlH4）是一种新型轻质储氢材料，可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。

（1）NaH的熔点为800℃，不溶于有机溶剂。

NaH属于__________晶体，其电子式为__________。

（2）AlCl3可作净水剂，其理由是__________（用必要的化学用语和相关文字说明）。

【答案】

（1）离子

（2）Al3+水解生成的Al（OH）3胶体具有吸附性，即Al3++3H2O

Al（OH）3（胶体）+3H+

【解析】

（1）NaH是由Na+和H-通过离子键结合而成的离子化合物，属于离子晶体，其电子式为：

；

（2）Al3+水解生成的Al（OH）3胶体具有吸附性，可吸附水中的悬浮杂质，因此可作净水剂，其水解离子方程式为：

Al3++3H2O

Al（OH）3（胶体）+3H+。

11．碳及其化合物在生产和生活中有重要意义。

海水中CO2的吸收能力取决于溶解的碳酸盐和硼酸盐生成的CO32-和B（OH）4-浓度。

已知：

298K时，H3BO3+H2O

H++B（OH）4-，Ka=5.7×10-10，碳酸的电离平衡常数：

Ka1=4.3×10-7；Ka2=5.6×10-11

（1）298K时，相同浓度的碳酸钠溶液和硼酸钠溶液，pH较大的是_______溶液。

（2）少量CO2与B（OH）4-反应的离子方程式为___________。

（3）采用高温熔融混合碳酸盐LiaNabKcCO3作电解质吸收并电解CO2制得无定型炭是CO2资源化利用的一种新途径。

此法的阴极电极反应式为________。

【答案】

（1）碳酸钠

（2）CO2+B（OH）4-=HCO3-+H3BO3

（3）3CO2+4e-=C+2CO32-

【解析】

（1）根据电离平衡常数大小可知：

酸性：

H2CO3>H3BO3>HCO3-，所以在298K时，相同浓度的碳酸钠溶液和硼酸钠溶液，CO32-水解程度比较大，最终达到平衡时溶液pH较大的是碳酸钠；

（2）由于酸性：

H2CO3>H3BO3>HCO3-，少量CO2与B（OH）4-反应的离子方程式为CO2+B（OH）4-=HCO3-+H3BO3；（3）采用高温熔融混合碳酸盐LiaNabKcCO3作电解质，吸收并电解CO2制得无定型炭是CO2资源化利用的一种新途径，此法中CO2在阴极得到电子变为C单质，同时得到CO32-，阴极电极反应式为3CO2+4e-=C+2CO32-。

12．

（1）比较结合H+能力的相对强弱：

H2O_____NH3（填“＞”、“＜”或“＝”）；用一个离子方程式说明H3O+和NH4+给出H+能力的相对强弱_____________________________。

（2）NaOCN是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构。

写出NaOCN的电子式_____________________________。

（3）乙酸汽化时，测定气体的相对分子质量，有数据表明其摩尔质量变为120g·mol-1，从结构上分析其可能的原因是_____________________________。

【答案】

（1）＜H3O+＋NH3＝NH4+＋H2O

（2）

（3）两个气态乙酸分子通过氢键结合

【解析】

（1）水为弱电解质，能微弱的电离生成H3O+，而H3O+又能够与氨气反应生成NH4+，因此结合H+能力的相对强弱：

H2O＜NH3，反应的方程式为：

H3O+＋NH3＝NH4+＋H2O；

（2）NaOCN是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，根据C、N、O的原子最外层的电子数，结合形成8电子稳定结构需要的共用电子对数目可知，NaOCN的电子式为

；（3）乙酸汽化时，测定气体的相对分子质量，有数据表明其摩尔质量变为120g·mol-1，乙酸的相对分子质量为60，说明是两个气态乙酸分子通过氢键结合形成蒸气分子。

13．

（1）双氧水（H2O2）是一种绿色氧化剂，它的电子式为__。

（2）在常压下，乙醇的沸点（78.2℃）比甲醚的沸点（-23℃）高。

主要原因是__。

（3）联氨（又称肼，分子式N2H4）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。

联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似。

①肼的水溶液显碱性原因是__（请用肼在水中一级电离的方程式来表示）。

②联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__。

【答案】

（1）

（2）乙醇分子间形成了氢键，而甲醚却不能

（3）①N2H4+H2O

NH2NH3++OH-②N2H6（HSO4）2

【解析】

（1）双氧水（H2O2）是一种绿色氧化剂，双氧水是共价化合物，电子式为

；

（2）在常压下，乙醇的沸点（78.2℃）比甲醚的沸点（-23℃）高。

主要原因是乙醇分子间形成了氢键，而甲醚却不能；（3）①联氨在水中的电离方程式与氨相似,则联氨的第一步电离方程式为：

N2H4+H2O⇌NH2NH3++OH-，则肼的水溶液显碱性。

②联氨为二元弱碱，第一步电离方程式为：

N2H4+H2O

N2H5++OH-，第二步电离方程式为：

N2H5++H2O

N2H62++OH-，则联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6（HSO4）2。

14．

（1）比较金属性的强弱：

Na_________K（填“>”、“<”或“＝”）；反应Na＋KCl

NaCl＋K↑能发生的原因是________________。

（2）COCl2是共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构。

写出COCl2的结构式__________。

（3）电解熔融氧化铝制备金属铝时，需要定期更换阳极石墨块，理由是_________________（用化学反应方程式表示）。

【答案】

（1）＜该反应为熵增反应

（2）

（3）C+O2

CO2

【解析】

（1）金属性的强弱：

同主族从上往下依次增强，同周期从左往右依次减弱，所以Na的金属性小于K的金属性；反应Na＋KCl⇌NaCl＋K↑能发生，利用钾和钠的沸点的差异，当温度达到钾的沸点之后，单质钾成为蒸汽，熵增加，同时生成物的减少促使反应不断向着正向进行；

（2）COCl2是共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构。

结构式为

；（3）电解熔融氧化铝制备金属铝时，阳极石墨会和氧气反应，被消耗，发生的化学方程式是C+O2

CO2。

15．

（1）比较Br-与Fe2+还原性相对强弱：

Br-_______Fe2+（填“>”、“<”、“=”）；用一个化学方程式说明Br-与Fe2+还原性相对强弱____________________________。

（2）KSCN溶液是高中阶段常用试剂，其阴离子对应酸为HSCN（硫氰化氢），硫氰化氢分子中各原子均具有稀有气体稳定结构。

写出HSCN（硫氰化氢）的结构式_____________________。

（3）元素N与Cl的非金属性均较强，但常温下氮气远比氯气稳定，主要原因是_________________________________________________。

【答案】

（1）＜2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-

（2）H—S—C≡N或H—N=C=S

（3）氮气分子中存在氮氮三键，键能较氯分子中Cl-Cl单键键能大，常温下难以断裂

【解析】

（1）反应2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-中，Fe2+变为Fe3+，化合价升高被氧化，作还原剂，Br2变为Br-，化合价降低，被还原，Br-为还原产物，氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性：

Fe2+＞Br-；

（2）稀有气体中各原子都是2电子（K层为最外层时）或8电子稳定状态，硫氰化氢分子中各原子均具有稀有气体稳定结构，HSCN（硫氰化氢）的结构式为：

H—S—C≡N或H—N=C=S；（3）元素N与Cl的非金属性均较强，氮气分子中存在氮氮三键键能较氯分子中Cl-Cl单键键能大，常温下难以断裂，故氮气远比氯气稳定。

16．

（1）苏打属于________晶体，与盐酸反应时需要破坏的化学键有_________。

（2）

可与H2反应，请用系统命名法对其产物命名_________。

（3）在蔗糖与浓硫酸的黑面包实验中，蔗糖会变黑并膨胀，请用化学方程式解释膨胀的主要原因：

_________。

【答案】

（1）离子离子键、共价键

（2）3，3，6—三甲基辛烷

（3）C+2H2SO4

CO2↑+2SO2↑+2H2O

【解析】

（1）苏打是Na2CO3，其由Na+和CO32-构成，属于离子晶体，与盐酸反应时，发生复分解反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O，Na+与CO32-之间形成离子键，CO32-中碳原子与氧原子之间形成共价键，HCl中H原子与Cl原子之间形成共价键，因此二者发生反应时，需要破坏的化学键有离子键、共价键，；

（2）

与H2发生加成反应生成

，其为烷烃，选择最长的碳链作为主链，最长的碳链含有8个碳原子，则命名为辛烷，再给主链碳原子进行编号，并使得取代基的位次编号加和最小，因此在3号碳原子上有两个甲基，在6号碳原子上有一个甲基，则命名3，3，6—三甲基辛烷；（3）浓硫酸具有脱水性，将蔗糖里的H、O脱去，剩下炭黑，且浓硫酸具有强氧化性，能够与黑色的炭反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，发生反应C+2H2SO4

CO2↑+2SO2↑+2H2O，因此蔗糖会变黑并膨胀。

17．

（1）比较给出H+的能力的相对强弱：

H2CO3___C6H5OH（填“＞”、“＜”或“＝”）；用一个离子方程式说明CO32‾和C6H5O‾结合H+能力的相对强弱___。

（2）Ca（CN）2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构。

写出Ca（CN）2的电子式___。

（3）常压下，水晶的硬度比晶体硅的硬度大，其主要原因是___。

【答案】

（1）>C6H5OH+CO32-=HCO3-+C6H5O-

（2）

或

（3）两者都为原子晶体，氧原子半径比硅原子半径小，水晶中Si-O键比晶体硅中Si—Si更牢固

【解析】

（1）H2CO3中羟基氢比乙醇中的羟基氢活泼，则H2CO3给出H+的能力比乙醇要强，由反应C6H5OH+CO32-=HCO3-+C6H5O-可说明CO32‾强于C6H5O‾结合H+能力；

（2）Ca核外电子为：

2、8、8、2，失去两个电子为Ca2+；C最外层4个电子，碳原子和氮原子共用3电子对，一个碳周围就有7个电子，得到2电子达稳定结构，所以Ca（CN）2的电子式为

或

；（3）水晶的主要成分是SiO2，晶体硅是硅单质，因为两者都为原子晶体，氧原子半径比硅原子半径小，所以水晶中Si-O键比晶体硅中Si—Si更牢固，水晶硬度更大。

18．

（1）已知Al（OH）3是两性氢氧化物，但不溶于弱碱溶液氨水，也不溶于弱酸碳酸。

试用离子方程式说明原理：

______________、______________。

（2）分子（CN）2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子均满足8电子稳定结构。

写出（CN）2的电子式______________。

（3）请在下图的虚线框中补充完成SiO2晶体的结构模型示意图____，（部分原子已画出），并进行必要的标注。

【答案】

（1）AlO2-+NH4++2H2O=Al（OH）3↓+NH3•H2O

（2）Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑或2Al3++3CO32-+3H