高考化学选修3物质结构与性质.docx

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高考化学选修3物质结构与性质

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

铜及其化合物在工业上有重要用途，如[Cu（NH3）4]SO4·H2O是一种杀虫剂。

（1）Cu元素基态原子的电子排布式为____________________。

（2）元素N、O、S的第一电离能的大小顺序为____________________。

（3）不考虑空间构型，[Cu（NH3）4]SO4·H2O中的配离子结构可用示意图表示为____________________。

（4）铜离子是人体内多种酶的辅助因子，人工模拟酶是当前研究的热点。

某化合物Y与Cu（Ⅰ）（Ⅰ表示化合价为+1价）结合形成如右图所示的离子：

①该离子中含有化学键的类型有__________（填字母）。

A.极性键B.离子键C.非极性键D.配位键

②该离子中C原子的杂化方式有_______________。

（5）向[Cu（NH3）4]SO4溶液中通入SO2至微酸性，有白色沉淀生成。

分析表明该沉淀中Cu、S、N的物质的量之比为1:

1:

1，经测定该沉淀的晶体里有一种三角锥形的阴离子和一种正四面体的阳离子。

①[Cu（NH3）4]SO4中存在的化学键类型有__________（填字母）。

A.共价键B.氢键C.离子键D.配位键E.分子间作用力

②上述白色沉淀的化学式为_______________。

（6）铜元素和氮元素形成某种化合物的晶胞结构如右图所示，则其化学式为__________（每个球均表示1个原子）。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

已知A、B、C、D、E的核电荷数依次增大，且原子序数均小于36，其中A、B、C是同一周期依次相邻的非金属元素。

化合物DC共有20个电子，且D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。

E是第四周期中原子核外电子未成对电子数最多的元素。

请填写以下空白：

（1）A、B、C的第一电离能的大小顺序为_______________，其中电负性最大的是_______________（用元素符号表示）。

（2）B的简单氢化物的分子空间构型是__________，其中心原子采取__________杂化。

（3）C的简单氢化物的沸点比它同主族相邻元素氢化物的沸点高的原因是____________。

C的简单氢化物分子为__________（填“极性”或“非极性”）分子。

（4）写出化合物AC2的电子式_______________，一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为_______________。

（5）E的核外电子排布式是_______________，E的单质形成的晶体是__________晶体。

（6）D的单质与AC2可以发生反应得到A的单质，其化学反应方程式为_______________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

碱土金属指元素周期表中的第ⅡA族元素，它们的单质和化合物在生活、生产中有广泛应用。

（1）基态镁原子核外电子云有__________个伸展方向。

铍的第一电离能__________硼（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）据报道，工业上利用第ⅡA族金属氧化物MO吸收硝酸厂废气中氮的氧化物，转化成M（NO3）2。

根据MO晶格能递变规律，MgO、BaO、CaO、SrO吸收氮的氧化物能力由强到弱的顺序为____________________。

（3）氯化铍（BeCl2）的电子式为_______________，常温下BeCl2分子的立体构型为__________，铍原子杂化类型为__________。

（4）氟化钙晶胞如图所示。

设NA代表阿伏伽德罗常数的值，晶体的密度为ρg·cm-3。

①阳离子的配位数为__________。

②晶胞边长α=_______________cm（用含ρ、NA代数式表示）。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

2013年12月2日凌晨，搭载着嫦娥三号的长征三号乙运载火箭发射升空并准确入轨，发射圆满成功。

嫦娥三号探月卫星和携带“玉兔号”月球车的制造均离不开各种晶体材料。

下面是一些晶体材料的结构示意图。

（1）如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是__________。

（2）如图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

①写出铜原子的核外电子排布式_______________。

②该晶胞“实际”拥有的铜原子数是__________个，其配位数为__________。

（3）嫦娥三号探月卫星上的PIC元件（热敏电阻）的主要成分——钡钛矿晶体，该晶体经X射线分析鉴定，重复单元为立方体，边长αcm，其结构如图丙所示。

顶点位置被Ti4+占据，体心位置被Ba2+占据，所有棱心位置被O2-占据。

①写出该晶体的化学式_______________。

②若晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏伽德罗常数值为NA，则α=_______________cm。

（4）执行这次任务的长征三号乙改进型运载火箭的三子级推进剂为液氢和液氧，其燃烧产物为无污染的H2O，其中心原子的杂化类型为__________，其分子空间构型为__________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

大环主体分子氮杂环杯芳烃、杯芳烃等在催化、萃取等方面有广泛的用途。

（1）一种氮杂环杯芳烃结构如图a，分子中氮原子的杂化方式有_______________。

（2）图b为对-叔丁基杯[4]芳烃，由4个羟基构成杯底，羟基间的相互作用力是__________。

（3）杯芳烃可对稀土La3+及Fe3+进行萃取，基态Fe3+核外电子排布式为_______________。

（4）不同大小的杯芳烃能识别中性分子或离子，如氯仿、苯、C60、CO32-、SCN-、N3-等。

①下列说法正确的是__________（填字母）。

A.氯仿是极性分子，苯是非极性分子

B.C60分子中σ键与π键的个数比是1:

1

C.CO32-呈平面三角形，SCN-、N3-呈直线型

②C60晶胞（如右图）中，与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有__________个，其距离为_______________cm；已知C60晶体内相邻C60球体间的距离是304pm，与石墨平面层间距离（335pm）相比较，说明C60晶体中C60和C60间的作用力属于__________（填“离子键”、“共价键”或“分子间作用力”），两者数据存在差异的原因是____________________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

辉钼在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯（如C60）更有优势。

从不同角度观察辉钼的晶体结构见下图。

已知：

Mo位于第五周期第ⅥB族。

（1）与钼同族的第四周期元素（A）基态原子的电子排布式为____________________，其中能量较高的能级上电子共有__________种不同的运动状态。

（2）碳、硅、硫三种元素的电负性的强弱顺序为_______________，A与钼相比第一电离能较小的元素是__________（填元素符号）。

（3）晶体硅中硅原子的杂化类型为__________，晶体硅和C60相比熔点较高的是__________，作出此判断的依据是___________________________________。

（4）辉钼晶体中每个Mo原子周围距离最近的S原子数目为__________。

（5）辉钼的化学式为__________，辉钼纳米粒子具有优异的润滑性能，其可能的原因是______________________________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

X、R、W、Y、Z是元素周期表中前四周期的五种元素，其原子序数依次增大。

其中X、R、W同周期，X、Y同主族。

X元素的原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层上的电子总数，W原子最外层p轨道中有一个轨道填充了2个电子。

Z的单质是一种紫红色金属，Z可与W形成Z2W、ZW等化合物。

根据上述信息回答下列问题：

（1）写出Z元素基态原子的核外电子排布式____________________。

（2）XW2的熔沸点比YW2的熔沸点__________（填“高”或“低”），原因是____________。

（3）1个XW2分子中含有__________个σ键，__________个π键。

（4）X、R、W、Y四种元素中，第一电离能最大的是__________（填元素符号），它们简单氢化物的稳定性最差的是__________（填化学式）。

（5）W的简单氢化物在固态时的密度比液态时的密度__________（填“大”、“小”或“相同”），原因是_________________________。

（6）右图是Z2W的一个晶胞，该晶胞中含有__________个Z原子。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

A、B、C、D四种元素的原子序数逐渐增大，B原子内层电子数与最外层电子数之比为2:

5，A、B两种元素形成的分子X和离子Y+都是10电子微粒。

C元素原子的p轨道的电子总数与s轨道的电子总数相等，且原子核外含有未成对电子。

D元素是我国使用最早合金的主要成分。

试回答下列问题：

（1）D元素在元素周期表中的位置是_______________，价电子排布式为_______________。

（2）在X、Y+中，B原子的轨道杂化方式分别是__________，X的空间构型是__________。

（3）B元素的第一电离能比C元素的第一电离能__________（填“大”或“小”），原因是____________________。

（4）向含D2+的溶液中滴加过量X的溶液，可观察到的现象是_________________________。

D2+与X分子之间的作用力是_______________。

（5）D单质的晶胞结构如图所示，晶胞的边长为αnm，密度为ρg·cm-3，则D的相对原子质量为_______________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

随着PM2.5的监测范围不断扩大，人们对空气质量更加关注。

被污染的空气重杂质的成分有多种，其中计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、NO2、O3、可吸入颗粒物等，CO2、氟氯烃、CH4等没有列入其中。

请回答下列问题：

（1）下列分子中，由极性键形成的非极性分子是__________。

a.N2b.CH4c.SO2d.CO2

（2）下列说法不正确的是__________。

a.CCl3F与CCl2F2互为等电子体b.SO2和CO2、SiO2均为分子晶体

c.CCl2F2分子中碳原子采取sp2杂化d.HCl分子易溶于水，而难溶于四氯化碳

（3）CO易与血红蛋白中的Fe2+结合成稳定的配合物而使人中毒。

①Fe的基态原子电子排布式为____________________。

②1个CO分子中含有π键数目为__________，σ键数目为__________。

③请写出CO分子的两种等电子体_______________。

（4）为减轻SO2污染，火力发电厂常在燃煤中加入CaO以固硫。

CaO晶胞结构如右图所示，其中Ca2+的配位数为__________，CaO晶体与NaCl晶体中离子排列方式相同，CaO和NaCl晶格能分别为3401kJ·mol-1和786kJ·mol-1，则CaO晶体和NaCl晶体中熔点较高的是__________，其原因是_________________________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

氮、磷及其化合物在社会、生活中有广泛用途。

（1）氮、磷原子第一电离能依次大于氧、硫的第一电离能，其主要原因是__________。

A、氮、磷的原子半径依次大于氧、硫的原子半径

B、氮、磷的电负性依次大于氧、硫的原子半径

C、基态氮、磷原子外围电子排布式为ns2np3，np3达到半充满结构

D、氮、磷得电子能力依次强于氧、硫的得电子能力

（2）几种共价键键能数据如下表所示：

共价键

N≡N

N＝N

N－N

C≡C

C＝C

C－C

键能/kJ·mol-1

946

418

193

812

615

348

①N2分子断裂第一个π键的键能为__________kJ·mol-1。

②乙烯能和氢气发生加成反应，而N2不能和H2发生加成反应的主要原因是_________________________。

（3）氮、磷的卤化物有多种。

NF3可以通过下列反应制备：

4NH3+3F2====NF3+3NH4F

下列说法正确的是__________。

A、上述反应中，涉及四种类型晶体

B、NH3沸点高于NF3的原因是氨存在分子内氢键

C、NH3、NF3分子中N原子杂化类型和立体构型都相同

D、NH4F中含离子键、极性共价键和配位键

（4）磷的含氧酸有三种，结构简式如下（箭头代表配位键）：

已知含氧酸分子中氢氧键在水分子作用下能断裂，电离出H+。

等体积等物质的量浓度的磷酸、亚磷酸、次磷酸溶液与足量氢氧化钠溶液完全反应，消耗氢氧化钠质量比为__________。

预测在相同温度下，上述三种酸中电离常数最大的是__________（填化学式）。

（5）白磷（P4）分子结构如图所示：

白磷在不充足氧气中燃烧生成X，在充足氧气中燃烧生成Y。

X分子可以看成是白磷分子中每个磷磷键之间插入一个氧原子而成；Y分子可以看成是白磷分子中每个磷磷键之间插入一个氧原子，磷与氧原子再形成双键而成。

①X的分子式为__________；Y的分子式为__________。

②X、Y分子中σ键数目之比为__________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

研究物质的性质需要从原子、分子水平上认识物质构成的规律，已知C、N、O、S、Cl、Al、Fe是我们比较熟悉的元素，请根据有关化学知识解决下列问题：

（1）上述涉及的元素中，原子半径最小的元素是__________；其中具有5种不同能级电子的元素有__________种。

（2）Fe元素基态原子的核外电子排布式为_________________________。

（3）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____________（用元素符号表示）。

（4）C、N两元素形成的化合物C3N4形成原子晶体，结构类似金刚石，甚至硬度超过金刚石，其原因是______________________________。

（5）光气是由C、O、Cl组成的，其分子式为COCl2，其中各原子最外层都满足8电子稳定结构，COCl2分子空间构型为____________，中心原子采取的杂化方式为__________。

（6）一种Al-Fe合金的立体晶胞如图所示，该合金的化学式为__________，铝原子的配位数为__________。

若晶体的密度为ρg·cm-3，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离为__________cm（用含ρ的代数式表示，不必化简）。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期元素，X元素有一种原子没有中子，Y元素3个能级上的电子数相等，Q元素能形成两种常温下呈液态的氢化物。

R元素有4个电子层，且最内层与最外层、L层与M层上电子数分别相等，W元素3d能级上有4个未成对电子。

请回答下列问题：

（1）W元素基态原子的电子排布式为_________________________。

（2）Y、Z、Q三元素第一电离能从大到小的顺序为__________，原子半径从小到大的顺序为__________。

（3）Y2X2分子中Y的杂化类型为__________，YQ2分子的空间构型为__________，Y2X4分子中σ键与π键的个数比为__________。

（4）RQ晶胞如甲图所示，RQ晶体中R离子的配位数为__________。

（5）Ni元素的某配合物的分子结构如乙图所示，其分子内含有__________（填序号）。

A、离子键B、极性键C、金属键

D、配位键E、氢键F、非极性键

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

氮、磷、砷是原子序数依次增大的第VA族元素，它们的化合物有着独特的性质和重要用途。

（1）基态砷原子的核外电子排布式为_________________________。

氮、磷、砷的第一电离能顺序为__________＞__________＞__________（填元素符号）。

（2）已知N2O为直线形结构，结构式为N=N=O。

则N2O是__________（填“极性”或“非极性”）分子，中间的氮原子的杂化轨道类型为__________杂化。

（3）已知下列数据：

物质

熔点/K

沸点/K

分解温度/K

NH3

195.3

239.7

1073

PH3

139.2

185.4

713.2

NH3的熔、沸点均高于PH3的原因是____________________；PH3的分解温度远高于其沸点，其原因是_________________________。

（4）根据价层电子对互斥理论，氨分子中的键角__________（填“＞”“＜”或“＝”）109°28′；PO43-的空间构型为__________。

（5）磷化铝的结构与金刚石相似，其结构单元如图所示：

①经过计算，该晶体的化学式是__________。

②该晶体中__________（填“存在”或“不存在”）配位键。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

辉钼（MoS2）在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯（如C60）更有优势。

回答下列问题：

（1）钼位于第五周期ⅥB族。

与钼相邻的上一周期的同族元素的符号为__________，该元素基态原子的电子最后排布的能级为__________，该能级上总的电子数为__________。

（2）晶体硅中每个硅相邻的最近的硅原子有__________个，其中硅原子的轨道杂化类型为__________。

（3）C60和晶体硅相比较，熔点更高的是__________。

（4）晶体钼为体心立方结构，则每个晶胞含有的钼原子的个数为__________。

（5）碳和硫的有关数据如下表所示：

元素

原子半径

电负性

第一电离能

碳

67pm

2.55

1125.8kJ·mol-1

硫

88pm

2.58

1036.7kJ·mol-1

①由上述数据可得出结论，碳元素的非金属性比硫__________（填“强”或“弱”）。

②试写出能证明该结论的化学方程式______________________________。

（6）从不同角度观察辉钼的晶体结构见下图。

根据MoS2的晶体结构回答：

钼的配位数为__________。

钼与硫之间的化学键为__________（填序号）。

A、极性键B、非极性键C、配位键D、金属键E、范德华力

辉钼纳米粒子的润滑性能非常优异，其原因是______________________________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

第三代太阳能电池就是铜铟镓硒CIGS（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜硅系太阳能电池。

（1）基态Cu2+的价电子排布式表示为_______________。

（2）硒与相邻元素砷、溴相比较，第一电离能最小的是__________（用元素符号表示）。

（3）H2Se的酸性比H2S__________（填“强”或“弱”）。

气态SeO3分子的立体构型为__________。

（4）硼与镓同主族，硼酸（H3BO3）是一元弱酸。

硼酸中硼原子杂化类型为__________。

（5）硅烷（SinH2n+2）的沸点随着相对分子质量的增大而增大，其原因是______________。

（6）金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是____________________，反应的离子方程式为____________________。

（7）硅与碳是同一主族元素，碳形成的石墨晶体结构如右图所示（已知石墨的层间距为335pm，C-C键键长为142pm），计算石墨晶体的密度为__________。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

卤族元素的单质和化合物有很多，我们可以利用所学知识认识和理解它们。

（1）氯的价电子排布式为_______________，位于周期表__________区。

（2）卤素单质熔沸点的变化规律是_______________，原因是____________________。

（3）氟化氢和氯化氢的熔沸点较高的是__________，原因是____________________。

（4）硼和氟可以生成BF3，其分子空间构型为__________，其中B原子的杂化方式为__________。

（5）下列各项所述的数字不是6的是__________。

A、在NaCl晶体中，与一个Na+最近且距离相等的Cl-的个数

B、在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数

C、在二氧化碳晶体中，与一个CO2最近且距离相等的CO2分子个数

D、在石墨晶体的片层结构中，最小的环上碳原子个数

（6）已知CaF2晶体（见右图）的密度为ρg·cm-3，NA为阿伏伽德罗常数，相邻的两个Ca2+的核间距为αcm，则一个CaF2晶胞中含有__________个F-，CaF2的式量可以表示为_______________（用代数式表示）。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

第四周期中的18种元素具有重要的用途。

（1）金属钒（V）在材料化学上有重要用途，被称为“合金的维生素”，基态钒原子的价电子排布式为_______________。

第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，但Ga的第一电离能却明显低于Zn，原因是____________________。

（2）已知四溴化锗是电子工业中的一种常用试剂，其熔点为26.1℃，沸点为186℃，则GeBr4的晶体类型为__________，中心原子的杂化类型为__________，与SiBr4相比，沸点较低的是__________。

（3）第四周期第ⅤA～ⅧA族的元素中，电负性由大到小的顺序为_______________（用元素符号表示）。

（4）如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是________，图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为αcm，金属铜的密度为ρg·cm-3，则阿伏伽德罗常数可表示为_______________mol-1（用含α、ρ的代数式表示）。

37、【化学选修3：

物质结构与性质】

X、R、W、Y、Z是元素周期表中前四周期的五种元素，其原子序数依次增大。

其中X、R、W同周期，X、Y同主族。

X元素的最外层p轨道上的电子数等于前一电子层上的电子总数，W原子最外层的p轨道中有一个轨道填充了2个电子。

Z的单质是一种紫红色金属，Z可与W形成Z2W、ZW等化合物。

根据上述信息回答下列问题：

（1）写出Z元素基态原子的核外电子排布式_________________________。

Z元素位于周期表的__________区。

（2）XW2的熔沸点比YW2的熔沸点__________（填“高”或“低”），原因是__________。

（3）1个XW2分子中含有_____