高三化学复习专题能力训练27.docx

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高三化学复习专题能力训练27

专题能力训练11　物质结构与性质（选修）

（时间:

45分钟　满分:

100分）

非选择题（共5小题,共100分）

1.（2015洛阳模拟）（20分）已知元素X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。

X原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;Z原子L电子层上有2对成对电子,R+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态。

请回答下列问题:

（1）R基态原子的外围电子排布式为　　　　　　　　,其基态原子有　　　种能量不同的电子。

（2）元素X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为（用元素符号表示）　　　　。

（3）与XYZ-互为等电子体微粒的化学式为　　　　　（写出一种即可）,XYZ-的中心原子的杂化方式为　　　　。

（4）R2+与NH3构成的配离子中,提供孤对电子的原子是　　　。

（5）已知Z、R能形成两种化合物,其晶胞如图所示,甲的化学式为　　　,乙的化学式为　　　　;高温时,甲易转化为乙的原因为　　　　　　　　　　　　　。

若甲晶体中一个晶胞的边长为apm,则甲晶体的密度为　　　g·cm-3（写出表达式,用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

2.（2015山东烟台模拟）（20分）电石（CaC2）发生如下反应合成尿素[CO（NH2）2],可进一步合成三聚氰胺。

CaC2

CaCN2

NH2CN

CO（NH2）2→三聚氰胺（结构如图1）。

（1）CO（NH2）2分子中含有σ键的个数为　　　。

在CO（NH2）2晶体中存在　　　（填序号）。

A.非极性键B.极性键

C.氢键D.范德华力

（2）CO（NH2）2的熔点远远低于NaCl,其原因是　　　　　　　　　　　　。

（3）CaCN2中阴离子为C,与C互为等电子体的分子的化学式为　　　　　,可推知C的空间构型为　　　　　。

（4）三聚氰胺在动物体内可转化为三聚氰酸（结构如图2）,三聚氰酸分子中心原子N采取　　　　　　杂化。

三聚氰胺与三聚氰酸的分子相互之间通过　　　　　结合,在肾脏内易形成结石。

（5）如图3是电石的晶胞示意图,则一个晶胞中含有　　　　　　个Ca2+,研究表明,的存在使晶胞呈长方体,该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的有　　　　个。

3.（20分）卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。

（1）卤族元素位于周期表的　　区;溴的价电子排布式为　　　　　　　。

（2）在一定浓度的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合（HF）2形式存在。

使氢氟酸分子缔合的作用力是　　　　　　　　　　。

（3）请根据下表提供的第一电离能数据判断:

最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是　　。

氟

氯

溴

碘

铍

1681

1251

1140

1008

900

（4）已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6（

）和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。

请比较二者酸性强弱:

H5IO6　　HIO4（填“>”“<”或“=”）。

（5）已知Cl为角形,中心氯原子周围有四对价层电子。

Cl中心氯原子的杂化轨道类型为　　　　。

（6）下图为碘晶体晶胞结构。

有关说法中正确的是　　。

碘晶体晶胞

A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构

B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体

D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

（7）已知CaF2晶体（见下图）的密度为ρg·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,相邻的两个Ca2+的核间距为acm,则CaF2的相对质量可以表示为　　　。

氟化钙晶胞

4.（20分）氮元素可形成氢化物、卤化物、氮化物、叠氮化物和配合物等多种化合物。

（1）肼（N2H4）可用作火箭燃料,其原理是N2O4（l）+2N2H4（l）

3N2（g）+4H2O（g）,若反应中有4molN—H键断裂,则形成的π键有　　mol。

（2）F2和过量NH3在铜催化作用下反应生成NF3,NF3分子的空间构型为　　　　。

（3）铁和氨气在640℃可发生置换反应,产物之一的晶胞结构见图a。

写出该反应的化学方程式:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）叠氮化钠（NaN3）分解反应为2NaN3（s）

2Na（l）+3N2（g）,下列有关说法正确的是　　　（填序号）。

A.常温下,N2很稳定,是因为N的电负性大

B.钠晶胞结构见图b,每个晶胞含有2个钠原子

C.第一电离能（I1）:

N>O>P>S

D.NaN3与KN3结构类似,晶格能:

NaN3

（5）配合物Y的结构见图c,Y中含有　　　　（填序号）。

A.极性共价键

B.非极性共价键

C.配位键

D.氢键

Y中碳原子的杂化方式有　　　　。

5.（20分）开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。

（1）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。

①LiH中,离子半径:

Li+　　H-（填“>”“=”或“<”）。

②某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物。

M的部分电离能如下表所示:

738

1451

7733

10540

13630

M是　　（填元素符号）。

（2）某种新型储氧材料的理论结构模型如图所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有　　种。

（3）分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料。

X一定不是　　（填标号）。

A.H2O

B.CH4

C.HCl

D.CO（NH2）2

参考答案

1.答案:

（1）3d104s1　7

（2）N>O>C

（3）CO2或N2O或SCN-　sp

（4）N

（5）CuO　Cu2O　Cu2O中的Cu+的3d能级是全充满状态,而原子处于全充满、半充满、全空是稳定结构　

解析:

核外电子有6种不同的运动状态,则核外有6个电子,即X是C,Z原子的L电子层上有2对成对电子,是2p4,为O,根据原子序数递增知Y是N,R+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态,分别有2、8、18个电子,即R是Cu。

（1）Cu的基态原子的外围电子排布式为3d104s1,核外电子分布在1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s7个能级,因此其基态原子有7种能量不同的电子。

（2）同周期第一电离能由左向右呈增大的趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子由于原子轨道呈全满或半满状态,它们第一电离能比相邻元素大,即第一电离能:

N>O>C。

（3）与CNO-互为等电子体微粒的化学式有CO2、N2O、SCN-等,互为等电子体的物质结构相似,二氧化碳的结构是直线形,碳原子采取sp杂化,因此CNO-的中心原子的杂化方式为sp。

（4）氮原子有孤对电子,Cu2+有空轨道,即N提供孤对电子。

（5）根据均摊法知甲含铜原子4个,氧原子:

8×+4×+2×+1=4,化学式为CuO,乙含铜原子4个,氧原子:

8×+1=2,化学式为Cu2O,CuO易转变为Cu2O,是因为Cu2O中的Cu+的3d能级是全充满状态,而原子或离子处于全充满、半充满、全空是稳定结构。

1个甲中含4个CuO,质量为（4×80）÷NAg,晶胞体积为（a×10-10）3cm3,密度是g·cm-3。

2.答案:

（1）7　BCD

（2）CO（NH2）2为分子晶体,微粒间为分子间作用力,NaCl为离子晶体,微粒间为离子键,离子键比分子间作用力大很多

（3）CO2或N2O　直线形

（4）sp3　氢键

（5）4　4

解析:

（1）CO（NH2）2分子结构简式为

分子中有2个C—N、4个N—H和1个C

O,所以CO（NH2）2分子有7个σ键和1个π键;由结构可知CO（NH2）2晶体中存在极性键、氢键、范德华力。

（2）CO（NH2）2为分子晶体,NaCl为离子晶体,离子键比分子间作用力大很多。

（3）与C互为等电子体的分子有N2O和CO2;等电子体具有相同的价电子数、原子总数,结构相似,二氧化碳分子是直线形,所以C的空间构型是直线形。

（4）三聚氰酸分子中心原子N上价层电子对数=σ键个数+（a-xb）=3+（5-3×1）=4,采取sp3杂化,三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间能形成氢键,所以是通过分子间氢键结合,在肾脏内易形成结石。

（5）Ca2+为位于顶点和面心数目为8×+6×=4;据图,晶胞沿一个方向拉长,则该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的只有同一平面内的4个。

3.答案:

（1）p　4s24p5　

（2）氢键　（3）碘　（4）<　（5）sp3杂化　（6）A　（7）a3ρNA

解析:

（1）溴位于第四周期第ⅦA族,所以价电子数为7;（3）应注意铍不属于卤素原子;（4）后者的非羟基氧为3个,前者只有1个,所以后者酸性强;（5）中心原子氯原子形成两个σ键,孤电子对数==2,sp3杂化;（6）在立方体的顶面上,有5个I2,4个方向相同,结合其他面考虑可知A项正确;每个晶胞中有4个碘分子,B项错误;此晶体是分子晶体,C项错误;碘原子间只存在非极性共价键,范德华力存在于分子与分子之间,D项错误;（7）一个晶胞中含有Ca2+为顶点

（1）+面心（3）=4;含有F-为8个;相邻的Ca2+是顶点与面心的距离最短,所以该晶胞的棱长为acm,一个晶胞的体积为2a3cm3,一个晶胞的质量为g,依据ρ=列式计算。

4.答案:

（1）3　

（2）三角锥形　

（3）8Fe+2NH3

2Fe4N+3H2　

（4）BC

（5）ABCD　sp2、sp3

解析:

（1）当有4molN—H键断裂时,消耗1molN2H4,生成molN2,形成3molπ键;

（2）N最外层有5个电子与3个F形成3个σ键,还余2个电子形成1个孤电子对,为sp3杂化,三角锥形;（3）1个晶胞含有4个铁原子、1个氮原子,所以化学式为Fe4N,依据元素守恒还生成氢气;（4）N2很稳定是因为形成N≡N,A项错误;结构相似,K+的离子半径比较大,所以晶格能小,D项错误;（5）—CH3中碳原子以4个单键与4个原子相连为sp3杂化、其余碳原子均形成3个σ键,1个π键,无孤对电子,为sp2杂化。

5.答案:

（1）①1　②C　③H>B>Li　

（2）①<　②Mg　（3）3　（4）BC

解析:

（1）①Ti3+的核外电子排布式为[Ar]3d1;③由B可知H的化合价为-1价,所以H的电负性大于B;

（2）①Li+、H-的核外电子排布相同,原子序数越大,离子半径越小;②由M的第二与第三电离能的差值可知M为ⅡA族元素,为第三周期元素Mg;（3）依据碳原子连接其他碳原子的个数进行分析,碳原子与4个、3个、2个碳原子相连,分别为sp3、sp2、sp杂化;（4）CH4、HCl不能形成氢键。