物质的结构与性质考前押题教师版.docx

1、物质的结构与性质考前押题教师版选修3 物质的结构与性质调研1 据报道，2017年12月28日，我国具有完全自主知识产权的全球首段光伏高速公路在山东济南亮相，该公路的修建离不开高纯度的硅材料。SiO2、SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4等原料都可作为高纯度硅的硅源。（1）基态硅原子最高能层上的电子排布式为_，基态硅原子自旋方向相反的两类电子数目的差是_，与硅同周期的元素中第一电离能由大到小的前三种元素依次为_。（2）SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4四种分子中，属于正四面体构型的是_，属于非极性分子的是_，它们的沸点由低到高的顺序为_，硅与氢元素间也可形成

2、结构类似于烃的一系列有机硅化物，如SiH4、Si2H4，则Si2H4中键与键个数比为_，SiO2晶体中，硅原子的杂化轨道类型为_。（3）C、N、Si三种元素均可形成结构如图1所示组成分别为C60、N60、Si60的分子，研究表明，使这三种分子完全转化为相应原子所需要的能量N60C60Si60，原因是：_，图2是Si60的晶胞模型（一个小黑点代表一个Si60分子），则Si60的晶体类型是_，一个晶胞的质量为_ g。【答案】（1）3s23p2 2 Ar、Cl、P （2）SiCl4 SiCl4 SiH3ClSiH2Cl2SiHCl3CN，键能NNCCSiSi，破坏分子所需要的能量：N60C60Si6

3、0 分子晶体 （2）四种氯化物中，硅均为sp3杂化，但因键长问题，故只有SiCl4是正四面体，由于电负性的原因，只有SiCl4是非极性分子；由于它们属于组成、结构相似的分子，故沸点随着相对分子质量的增大而升高。由题给信息知，Si2H4的结构简式为H2Si=SiH2，故分子中键与键个数之比为51。在SiO2的晶体结构中，每个硅原子分别与4个氧原子成键，构成四面体，故为sp3杂化。（3）破坏分子就要使其共价键断裂，由于原子半径SiCN，键能NNCCSiSi，故破坏分子所需要的能量N60C60Si60。该晶胞中的六个面上各有一个Si60分子，八个顶点上也各有一个，依均摊原理可求出一个晶胞中含有Si6

4、0的数目为8+6=4，质量为1680 g/mol=g。1黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物，火法炼铜时发生反应：2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2。（1）Fe在周期表中的位置为_；Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是_。（2）CuFeS2中Cu元素有_个未成对电子，Cu2S中Cu元素基态时电子排布式为_。（3）SO2分子的立体构型为_，SO2可氧化生成SO3，SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是_。（4）已知FeO、FeS熔点分别为1369、1193，解释熔点FeO高于FeS 的原因_。（5）C

5、u的晶胞如图所示，晶体密度为 gcm3。晶胞中等距最近的Cu原子有_个，晶胞的边长为_（用含和NA的式子表示）。【答案】（1）第4周期第族 OSFe （2）1 Ar3d10 （3）V形 sp3（4）FeO、FeS都是离子晶体，离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔、沸点越高，因为半径O2-S2-，所以熔点FeO高于FeS （5）12 cm【解析】（1）Fe在周期表中的位置为第4周期第族；Fe、S、O原子的第一电离能由大到小的顺序是OSFe。（2）CuFeS2中Cu为+2价，基态价电子排布式为3d9，因此还有1个未成对电子。Cu2S中Cu元素为+1价，基态电子排布式为Ar3

6、d10。（4）FeO、FeS都是离子晶体，离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔、沸点越高，因为半径O2-S2-，所以熔点FeO高于FeS。（5）铜采用的是面心立方晶胞，等距最近的铜原子为12个；1 mol晶胞所占有的体积为V cm3cm3，而每个晶胞的体积为V0 cm3，则晶胞的边长为acm。2已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素。相关信息如下：X元素是宇宙中最丰富的元素Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1Z元素被誉为“太空金属”，也有“生物金属”之称，其基态原子次外层有2个未成对电子R元素在元素周期表的第十一列Q元素在周期表里与R元素在

7、同一个分区请回答下列问题：（1）YX3中心原子的杂化轨道类型是 ，离子化合物YX5的电子式是 。（2）CO与Y2属于等电子体，1 个CO分子中含有的键数目是 个。（3）工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物A(A可看做一种含氧酸盐)。A晶体的晶胞为正方体(如图)。制备A的化学方程式是 ；在A晶体中，Z的配位数为 ；在A晶体中，若将Z元素置于立方体的体心，Ba元素置于立方体的顶点，则O元素处于立方体的 。（4）R2+离子的外围电子层电子排布式为 。R2O的熔点比R2S的 (填“高”或“低”)。（5）Q元素和硫(S)元素能够形成化合物B。B晶体的晶胞为正方体(如图)，若晶胞棱长为540.0

8、 pm，则晶胞密度为 gcm3(列式并计算)。【答案】（1）sp3杂化 （2）2 （3）TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2 6 面心 （4）3d9 高 （5）=4.1【解析】本题是物质结构与性质综合推断题，涉及原子杂化方式、电子式的书写、有关晶胞的计算等。宇宙中最丰富的元素X是H元素，Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1，电子排布式为1s22s22p3，是N元素，Z元素被誉为“太空金属”，也有“生物金属”之称，其基态原子次外层有2个未成对电子，是Ti元素，R元素在元素周期表的第11列，原子序数小于36，是Cu元素，Q元素在周期表里与R元素在同一个分区，是Zn元素。（1）YX3是NH

9、3，中心原子N价层电子对数是4，杂化轨道类型是sp3杂化；离子化合物YX5是氢化铵，电子式是。（2）CO与N2属于等电子体，结构为CO，1个CO分子中含有的键数目是2个。（3）根据晶胞结构，用“均摊法”：一个A晶胞中Ba位于体心，占1个，Ti原子位于晶胞的8个顶点，占1个，O原子位于晶胞的12条棱上，占3个，则A的化学式为BaTiO3，制取A的化学方程式为：TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2； 在A晶体中，离Z最近且等距离的O位于Z的上下左右前后各一个，所以Z的配位数为6；在A晶体中，若将Z元素置于立方体的体心，Ba元素置于立方体的顶点，则O元素处于立方体的面心，才可以使它们的数目比不变

10、。3金属及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（1）下列关于金属及金属键的说法不正确的是_。（填字母代号）a金属键没有方向性与饱和性 b金属键是金属原子与自由电子间的相互作用c金属熔沸点不同的原因可以用金属键强弱解释d电子气理论可解释金属材料的延展性，不能解释金属有良好的导电性（2）钒广泛用于催化及钢铁工业，基态钒原子的价层电子排布图为_。（3）二茂铁又叫双环戊二烯基铁Fe(C5H5)2，熔点是172.5173 ，100 以上升华，二茂铁属于_晶体。已知分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数（如苯分子中的大键可表示为）

11、。已知二茂铁的每个茂环带有一个单位负电荷，则每个环中的大键应表示为_。（4）铜可以形成一种离子化合物Cu(NH3)4(H2O)2SO4，若要确定Cu(NH3)4(H2O)2SO4是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行_实验，其中阴离子的空间构型是_，该化合物加热时首先失去的组分是H2O，原因是_。（5）最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性，该物质形成的晶体的立方晶胞结构如图所示。与Mg紧邻的Ni有_个。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。该晶胞中原子的坐标参数为a为(0，0，0)；b为(1/2，1/2，0)；d为(1，1，1)。则c原子的坐标参数为_。若晶胞中Ni、Mg

12、之间的最短距离为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度_gcm3(用含a、NA的代数式表示)。【答案】（1）bd （2） （3）分子 （4）X射线衍射 正四面体 H2O与Cu2的配位键比NH3与Cu2的弱（5）12 （1，1/2，1/2） 二茂铁属于分子晶体。因为每个环戊二烯中含有5个C原子，且二茂铁的每个茂环带有一个单位负电荷，则每个环中的大键应表示为。（4）铜可以形成一种离子化合物Cu(NH3)4(H2O)2SO4，若要确定Cu(NH3)4(H2O)2SO4是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行X射线衍射实验，其中阴离子是硫酸根，其空间构型是正四面体。由于H2O与Cu2的配位键

13、比NH3与Cu2的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O。（5）根据晶胞结构可知与Mg紧邻的Ni有个。该晶胞中原子的坐标参数为a为(0，0，0)；b为(1/2，1/2，0)；d为(1，1，1)，则c原子的坐标参数为（1，1/2，1/2）。若晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为a pm，则面对角线是2a pm，边长是，则晶体的密度 gcm3。4我国著名化学家申泮文教授对硼烷化学的研究开启了无机化学的新篇章；硼族元素及其化合物应用广泛。回答下列问题：（1）基态B原子的价电子轨道表达式为_，B原子核外电子有 个不同的能级。（2）硼、铝同主族，晶体硼的熔点为2300，金属铝的熔点为660.3，试从晶

14、体结构解释其原因：_。（3）实验测得AlCl3的蒸气是缔合的双分子（Al2Cl6），它的结构和球棍模型如图：已知在Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于_分子（填“极性”或“非极性”），其中Al原子的轨道杂化类型是_。（4）氨硼烷（NH3BH3）是一种高性能新型储氢材料，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是_（填元素符号），写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_（填化学式）。（5）常温常压下硼酸（H3BO3）晶体结构为层状，其二维平面结构如图1所示。试解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因_。（6）氮化硼（BN）晶体是一种特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构与金刚石

15、相似，如图2所示。氮化硼晶体中与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为_。已知立方氮化硼晶体中晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数值为NA，则该晶体的密度表达式为_gcm3。【答案】（1） 3（2）铝为金属晶体，金属键不强，熔点不高；晶体硼为原子晶体，原子间靠共价键结合，且共价键数量多，作用较强，因此其熔点高于铝（3）非极性 sp3 （4）N C2H6 （5）硼酸分子间通过氢键缔合，加热时部分氢键被破坏（6）正四面体 【解析】（1）B原子核外电子排布为1s22s22p1，共占有3个不同的能级；价电子为2s22p1。（2）铝为金属晶体，金属键不强，熔点不高；晶体硼为原子晶体，原子间靠共价键结合，且

16、共价键数量多，作用较强，因此其熔点高于铝。（3）Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则属于非极性分子；在Al2Cl6中每个铝原子和4个氯原子形成共价键，故Al原子采取sp3杂化。（5）在H3BO3分子间主要通过氢键相连，加热时部分氢键易被破坏，所以硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大。（6）在氮化硼晶体中，N原子位于晶胞的8个顶点和6个面心，所以有：8+6=4个；B原子位于晶胞的内部，共4个，则一个晶胞中有4个N和4个B。与N原子直接相连接的B原子构成的几何形状和与B原子直接相连接的N原子构成的几何形状一样，均为正四面体，其中N原子在体心，4个B原子在顶点。晶胞的质量：m=V=(11+14

17、) g，故=(a107)3gcm3=gcm3。5钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。Ti的基态原子价电子排布式为_。Fe的基态原子共有_种不同能级的电子。（2）制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl42KCl+2CrO2Cl2+3COCl2。上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中键和键的个数比为_，中心原子的杂化方式为_。（3）NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2+和Fe2+的离

18、子半径分别为690 pm和780 pm。则熔点：NiO_(填“”、“ClC 31 sp2 （3） （4）LaNi5 1236【解析】（1）Ti是22号元素，位于元素周期表中第四周期第IVB族，故Ti的基态原子价电子排布式为 3d24s2，故答案为：3d24s2；Fe是26号元素，原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d等7个能级，故答案为：7；（2）反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价，CrO2Cl2中Cl为+1价，O为2价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负性：OClC，故答案为：OClC；COCl2

19、分子中有1个C=O键和2个CCl键，所以COCl2分子中键的数目为3，键的数目为1，个数比31，中心原子C电子对数=3+（4122）=3，故中心原子杂化方式为sp2，故答案为：31；sp2；（3）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，属于熔点是NiOFeO，故答案为：；（4）该合金的晶胞如图所示，晶胞中心有一个镍原子，其他8个镍原子都在晶胞面上，镧原子都在晶胞顶点。所以晶胞实际含有的镍原子为1+8=5，晶胞实际含有的镧原子为8=1

20、，所以晶体的化学式LaNi5，故答案为：LaNi5； 一个晶胞的质量m=，根据m=V，即V=；LaNi5合金储氢后的密度=0.111 gcm3，由定义式：储氢能力=，故储氢能力=1236，故答案为：1236。 12017江苏铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。（1）Fe3+基态核外电子排布式为_。（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_，1 mol 丙酮分子中含有键的数目为_。（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_。 （4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。 （5）某FexNy的晶胞如题21图1所示，Cu可以完

21、全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(xn) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_。【答案】（1）Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5 （2）sp2和sp3 9 mol （3）HCO（4）乙醇分子间存在氢键 （5）Fe3CuN【解析】（1）铁是26号，Fe3+基态核外电子排布式为Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5。（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个CH 键，1个CC 键，为sp3 杂化，羰基中的C形成3个CC 键，一个键，故C的杂化方式

22、为sp2；据以上分析1 mol 丙酮分子中含有键的数目为9 mol。【名师点睛】22017新课标钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm（填标号）。A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E766.5（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_。（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。（4）K

23、IO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_nm，与K紧邻的O个数为_。（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。【答案】（1）A（2）N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱（3）V形 sp3 （4）0.315 12（5）体心 棱心【解析】（1）紫色波长400 nm435 nm，因此选项A正确。（2）K位于第四周期IA族，电子占据最高能层是第四层，即N层，最后一个电子填充在s能级上，电子云轮廓图为球形；K的原

24、子半径大于Cr的半径，且价电子数较少，金属键较弱，因此K的熔点、沸点比Cr低。（3）与OF2互为等电子体，OF2属于V形，因此几何构型为V形，其中心原子的杂化类型为sp3。（4）根据晶胞结构，K与O间的最短距离是面对角线的一半，即为nm=0.315nm，根据晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个。（5）根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K处于体心，O处于棱心。【名师点睛】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间

25、构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。32017新课标我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_。（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈现异常的原因是_。（3

26、）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。（填标号）A中心原子的杂化轨道类型 B 中心原子的价层电子对数C立体结构 D共价键类型R中阴离子中的键总数为_个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数（如苯分子中的大键可表示为），则中的大键应表示为_。图（b）中虚线代表氢键，其表示式为()NHCl、_、_。（4）R的晶体密度为d gcm3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_。【答案】

27、（1）（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子（3）ABD C 5 (H3O+)O-HN() ()N-HN()（4）【解析】（1）N原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，即电子排布图是；（2）根据图(a)，同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；氮元素的2p轨道为半充满状态，原子相对稳定，不易结合电子；（4）根据密度的定义有，d=g/cm3，解得y=。【名师点睛】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及