专题六物质结构与性质选修三.DOC

1、第一部分 专题六 物质结构与性质（选修三）基础等级评价1(2010海南高考)下列描述中正确的是( )ACS 2 为形的极性分子BClO 的空间构型为平面三角形 3CSF 6 中有 6 对完全相同的成键电子对DSiF 4 和 SO 的中心原子均为 sp3 杂化23解析：CS 2类似于 CO2 分子的构型， 应是直线型非极性分子，A 不正确；ClO 中有 4 对 3电子对，其中 3 个 键电子对 ，1 个孤电子对，应呈三角锥形，B 不正确；S 提供 6 个电子分别和 6 个 F 的成单电子形成 6 对完全相同的成键电子对， C 正确；SiF 4、SO 的中心原子都23有 4 个电子对，均为 sp3

2、杂化答案：CD2(2010四川高考)下列说法正确的是( )A原子最外层电子数为 2 的元素一定处于周期表 A 族B主族元素 X、Y 能形成 XY2 型化合物，则 X 与 Y 的原子序数之差可能为 2 或 5C氯化氢的沸点比氟化氢的沸点高D同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同解析：本题考查的知识点是元素周期表和元素周期律，意在考 查考生对该部分知识的理解与应用He 原子最外层电子数 为 2，元素周期表副族中某些元素原子最外层电子数也是2，A 错；形成 XY2 型化合物的 X、Y 可以分别是A 族和A 族，如 MgCl2，此时原子序数相差 5，X、Y 也可以分别是A 族和A 族，如 CO2，此时

3、原子序数相差 2，B 正确；由于 HF 中存在氢键，故氯化氢的沸点低于氟化 氢的沸点， C 错；CO 2 晶体是分子晶体， SiO2 晶体是原子晶体，D 错答案：B3(2010全国卷)下列判断错误的是( )A熔点：Si 3N4NaClSiI4B沸点：NH 3PH3AsH3C酸性：HClO 4H2SO4H3PO4D碱性：NaOHMg(OH) 2Al(OH)3解析：本题考查元素周期律，意在考 查考生对化学基本概念和基本原理的理解和 应用能力Si 3N4、NaCl、SiI4 分别为原子晶体、离子晶体和分子晶体，故熔点高低顺序为：Si3N4NaClSiI4，A 项正确；NH 3、PH3、AsH3 均为

4、分子晶体，且分子的组成和结构相似，由于 NH3 分子间存在氢键，其沸点最高，而 PH3 的相对分子质量小于 AsH3 的，因此分子间作用力 PH3 小于 AsH3，则沸点 PH3 低于 AsH3，B 项错误；元素的非金属性越 强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，由于非金属性： ClSP，故酸性：HClO 4H2SO4H3PO4，C 项正确；元素的金属性越强，其最高价氧化物 对应的水化物的碱性越 强，由于金属性： NaMgAl，故碱性：NaOHMg(OH) 2Al(OH)3 ，D 项正确答案：B4(2010浙江高考)有 X、Y 、Z、W、M 五种短周期元素，其中 X、Y 、Z 、W 同周期

5、，Z、M 同主族；X 与 M2 具有相同的电子层结构；离子半径：Z 2 W ；Y 的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料下列说法中，正确的是( )AX、M 两种元素只能形成 X2M 型化合物B由于 W、Z、M 元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C元素 Y、Z、W 的单质晶体属于同种类型的晶体D元素 W 和 M 的某些单质可作为水处理中的消毒剂解析：本题考查元素的推断、元素化合物知 识，意在考 查考生的推理能力和知 识面本题的突破口在 Y 上，短周期元素形成的单质中，熔点高、硬度大的半导体材料是硅，由此可推知 X、Z、W、M 分别是 Na、S、Cl 和 O 元素 A

6、项钠元素和氧元素可形成 Na2O 和 Na2O2 两种化合物，不正确；B 项因 H2O 分子间存在氢键，其相 对分子 质量最小，沸点却最高，不正确；C 项，硅单质是原子晶体，硫 单质和氯气是分子晶体，不正确；D 项， 氯气和臭氧都可以用作水处理中的消毒剂，正确答案：D5(2010山东高考)碳族元素包括 C、Si、Ge 、Sn、Pb.(1)碳钠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

7、电子对互斥理论推断 SnBr2 分子中 SnBr 键的键角 _120(填“” 、“”或“”)(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb 4 处于立方晶胞顶点，Ba 2 处于晶胞中心，O 2 处于晶胞棱边中心该化合物化学式为 _，每个 Ba2 与_个 O2配位解析：本题以第A 族元素为载 体，考查考生对选修 3物质结构与性质知识的综合应用能力(1)石墨晶体是混合型晶体，同一层内碳原子之间以共价键结合成正六边形结构，层与层之间通过范德华力结合，故碳 钠米管中碳原子的杂化方式 为 sp2杂化， 层与层之间靠范德华力结合(2)电负性越大，非金属性越强，即吸引电子对的能力越强，故电负性的大小关系为

8、CHSi.(3)在 SnBr2 分子中，中心原子 Sn 有 2 对成键电子，1 对孤对电子，孤电子对两个 SnBr键产生排斥作用，故键角小于 120.(4)1 个晶胞中有 1 个 Ba2 ，Pb4 的个数为 8 1，O 2 的个数为 12 3，故化学式18 14为 BaPbO3.每个 Ba2 与 12 个 O2 配位答案：(1)sp 2 分子间作用力(或范德华力)(2)CHSi (3) (4)BaPbO 3 12 发展等级评价(限时 45 分钟， 满分 100 分)(45 分钟， 100 分)1(8 分)(2010 山东潍坊 4 月)短周期元素 A、B 、C 、D 四种元素A 元素的原子最外层

9、电子排布式为 ms1，B 元素的原子价电子排布式为 ns2np2，C 元素位于第二周期且原子中p 亚层与 s 亚层电子总数相等，D 元素原子的 M 电子层的 p 亚层中有 3 个未成对电子(1)C 基态原子的价电子排布式为_，若 A 为非金属元素，则按原子轨道的重叠方式，A 与 C 形成的化合物中的共价键属于_键(填“”或“”) (2)当 n2 时，B 的最简单气态氢化物的分子构型为_，中心原子的杂化方式为_，BC 2 属于_( 填“极性”或“非极性”)分子；当 n3 时，B 与 C 形成的晶体属于_晶体(3)若 A 元素的原子最外层电子排布为 2s1，B 元素的原子价电子排布为3s23p2，

10、 A、B 、C、D 四种元素的第一电离能由大到小的顺序是_( 用元素符号表示)解析：由题中所给信息可知元素 C、D 分别为 O、P.(1)A 为 非金属时是 H 元素，H 原子的 s 轨道与 O 原子的 p 轨道以“头碰头”方式重叠，属于 键(2)n2 时，B 为 C 元素，B 的最简单气态氢化物是甲烷，分子构型为正四面体，C 原子采取 sp3杂化， n3 时，B 为 Si 元素，SiO 2 属于原子晶体答案：(1)2s 22p4 (2)正四面体 sp 3 杂化 非极性 原子(3)OPSiLi2(12 分)(2010 广东高考)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

11、(1)CaC2 中 C 与 O 互为等电子体，O 的电子式可表示为22 22 22_；1 mol O 中含有的 键数目为_22(2)将乙炔通入Cu(NH 3)2Cl 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(CH =H2CCN) 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(如右图所示) ，但 CaC2 晶体中哑铃形 C 的存在，使晶胞沿一个方向拉长 CaC2 晶体中 1 个 Ca2 周围22距离最近的 C 数目为_ 22解析：本题主要考查电子式的有关知识及

12、晶胞的有关计算，意在考查化合物结构理论的综合运用能力 (1)等电子体结构相似，则 O 的电子式与 C 相似，为22 22：OO：2 ；1 mol O 中含有 2 mol 键，即 2NA 个 键；(2)Cu 的基态核外电子排布式22为 1s22s22p63s23p63d10；(3)丙烯腈 中碳碳双键上碳原子采用的是 sp2杂化，而 CN 键上的碳原子采用 sp 杂 化，碳碳双键是平面结构，而 CN 是直线形结构，丙烯腈的结构为，所以在同一直线上的原子最多为 3 个(4)如果晶胞按纵向拉长， 则 1 个 Ca2 周围距离最近的 C 为同一水平面上的 4 个22答案：(1)：OO： 2 2N A(2

13、)1s22s22p63s23p63d10(3)sp 杂化、sp 2 杂化 3 (4)43(13 分)(2009 江苏高考)生物质能是一种洁净、可再生能源生物质气( 主要成分为CO、CO 2、H 2 等)与 H2 混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一(1)上述反应的催化剂含有 Cu、Zn、Al 等元素写出基态 Zn 原子的核外电子排布式_(2)根据等电子原理，写出 CO 分子的结构式_ (3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制 Cu(OH)2 的碱性溶液反应生成 Cu2O 沉淀甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是_；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_甲醛分子的空间构型是_；1 mol 甲醛分

14、子中 键的数目为_在 1 个 Cu2O 晶胞中(结构如图所示)，所包含的 Cu 原子数目为_解析：(1)Zn 为 30 号元素，根据核外 电子排布规律即可得出(2)根据 CO 与 N2 互为等电子体，具有相似结构推断 CO 的结构式为 CO.(3)CH3OH 与 HCHO 均为分子晶体，相对分子质量非常接近，而沸点相差较大，是因为CH3OH 分子间存在氢键形成 氢键的条件是：有 N、O、F 原子，并且 N、O、F 上存在孤电子对；有连接在 N、O、F 上的 H 原子 中碳为 sp2杂化，空间构型为平面三角形甲醛分子中 CH 键均为 键，碳氧双 键中有一个 键，故一个分子中共有 3 个 键弄清晶

15、胞中位于顶点与体心的空心圆为 O，则 O 原子数8 12,4 个位于体心的黑点为18Cu，Cu 原子数为 4，满足 N(Cu)N (O)21.答案：(1)1s 22s22p63s23p63d104s2 或Ar 3d104s2(2)CO( 或 C O)(3)甲醇分子之间形成氢键 sp 2 杂化平面三角形 3N A 44(15 分)(2010 东北三校模拟)下表为元素周期表的一部分请回答下列问题：(1)上述元素中，属于 s 区的是 _(填元素符号)(2)写出元素的基态原子的电子排布式_(3)元素第一电离能为_( 填“大于”或“小于”)(4)元素气态氢化物的中心原子有_对孤对电子，其 VSEPR 模

16、型为_；中心原子的杂化类型为：_；该分子为_分子( 填“极性”或“非极性”) 向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液，可观察到的现象为_(5)元素的钠盐晶胞结构如图所示，每个 Na 周围与之距离最近的 Na 的个数为_若设该晶胞的棱长为 a cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则该钠盐的密度为_解析：(1)元素周期表中第A 族和A 族的元素( 再加上氦)属于 s 区(2)是铁元素，原子序数是 26.(3)在元素周期表的同一主族中，从上到下元素的金属性逐渐增强，第一电离能逐渐减小(5)题中所给结构是一个 NaCl 晶胞，以面心上的 钠离子为中心，与其最近距离(等于最小正方形的对角线的长度)的同种离子在三

17、维空间里共有 4312；根据均摊法，该晶胞相当于4NaCl，则 1 mol 晶胞就是 4 mol NaCl，结合密度体积质量可列：设密度为x，NAa3x458.5 gmol 1 .答案：(1)H Mg Ca(2)1s22s22p63s23p63d64s2(3)大于(4)1 四面体 sp 3 极性 先产生蓝色沉淀，后溶解得深蓝色溶液(5)12 g/cm3234NAa35(13 分)(2010 安徽高考)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，

18、常在火山口附近沉积Z Z 和 Y 同周期，Z 的电负性大于 YW 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_( 写化学式) (2)XY2 是一种常用的溶剂，XY 2 的分子中存在_个 键在 HY、HZ 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、YO 2 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) O2(g)=XO2(g) H283.0 kJmol 1

19、12Y(s)O 2(g)=YO2(g) H296.0 kJmol 1此反应的热化学方程式是_解析：本题主要考查元素的位、构、性知识，意在考查考生的分析推理能力X 的核外电子排布式为 1s22s22p2，是 C 元素；Y 是 S 元素；Z 是 Cl 元素；W 的原子序数为 633429，是 Cu 元素(1)Cl 的非金属性比 S 的非金属性 强，所以 HClO4 的酸性比 H2SO4 的酸性强(2)CS2 分子中有 2 个双键，双键中有一个键是 键，一个键是 键Cl 的电负性比 S 的电负性强，所以 HCl 键的极性比 HS 键的极性强；S 的原子半径比 Cl 的原子半径大，所以 HS 键的键长

20、比 HCl 键 的键长长(3)Cu 元素原子的 3d 轨道处于全满状态Cu 2S 煅烧时生成 SO2，不是 SO3.(4)将已知反应的前一个方程式乘以 2，再减去后一个方程式得：2CO(g)SO 2(g) = 2CO2(g)S(s) H270.0 kJmol1 .答案：(1)三 A HClO 4(2)2 HCl HS(3)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d 104s1)2Cu2S3O 2 2Cu2O2SO 2= = = = =高 温 (4)2CO(g)SO 2(g) = 2CO2(g)S(s)H270.0 kJmol 16(12 分)(2009 山东高考)C 和 Si 元

21、素在化学中占有极其重要的地位(1)写出 Si 的基态原子核外电子排布式_从电负性角度分析，C、Si 和 O 元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为 _(2)SiC 的晶体结构与晶体硅的相似，其中 C 原子的杂化方式为 _，微粒间存在的作用力是_(3)氧化物 MO 的电子总数与 SiC 的相等，则 M 为_(填元素符号)MO 是优良的耐高温材料，其晶体结构与 NaCl 晶体相似MO 的熔点比 CaO 的高，其原因是_.(4)C、Si 为同一主族的元素， CO2 和 SiO2 化学式相似，但结构和性质有很大不同CO 2 中 C 与 O 原子间形成 键和 键，SiO 2 中 Si 与 O 原子间不形成上

22、述 键从原子半径大小的角度分析，为何 C、O 原子间能形成，而 Si、O 原子间不能形成上述 键_.解析：(1)根据基态原子核外电子排布的规律去写；在 C、Si 和 O 元素中，吸引 电子的能力由强到弱的顺序是 OCSi.(2)在 SiC 晶体结构中，每个 C 原子与 Si 原子形成四个完全相同的 CSi 键，所以 C 原子的杂化方式为 sp3杂化微粒间存在的作用力是共价键(3)SiC 的电子总数为 20，所以 M 的电子数为(208) 12 ，故 M 为 Mg；MgO 和 CaO 均属于离子晶体，Mg 2 半径比 Ca2 小，MgO 中离子键强，晶格能大，故熔点高(4)键是由 pp 轨道肩并

23、肩重叠而形成的，且 键强弱与重叠的程度成正比而 Si 原子的原子半径较大，Si 、O 原子 间距离较大， pp 轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成稳定的 键 答案：(1)1s 22s22p63s23p2 OCSi(2)sp3 共价键(3)Mg Mg 2 半径比 Ca2 小，MgO 晶格能大(4)C 的原子半径较小， C、O 原子能充分接近，pp 轨道肩并肩重叠程度较大，形成较稳定的 键；Si 的原子半径较大，Si、O 原子间距离较大， pp 轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的 键7(15 分)(2010 大连模拟)有 A、B 、C 、D、E、F 六种元素，A 是周期表中原子半径最小的元素

24、， B 是电负性最大的元素，C 的 2p 轨道中有三个未成对的单电子，F 原子核外电子数是 B 与 C 核外电子数之和，D 是主族元素且与 E 同周期，E能形成红色(或砖红色)的 E2O 和黑色的 EO 两种氧化物， D 与 B 可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示请回答下列问题(1)E 元素原子基态时的电子排布式为_(2)A2F 分子中 F 原子的杂化类型是 _，F 的氧化物 FO3 分子空间构型为_(3)CA3 极易溶于水，其原因主要是_，试判断 CA3 溶于水后，形成 CA3H2O 的合理结构：_(填字母代号) ，推理依据是_.(4)从图中可以看出，D 跟 B 形成的离子化合物的化学式为

25、 _；该离子化合物晶体的密度为 a gcm3 ，则晶胞的体积是_(写出表达式即可)解析：由题意可知 A、B、C 分 别为 H、F、N，故推出 F 是 S，由题意推出 E 是 Cu，由晶胞的结构用均摊法计算出一个晶胞中含有 8 个 F ，同时含有 4 个 D 离子，故可判断 D 是第四周期2 价的金属元素，故 D 是钙元素 NH3 极易溶于水的原因是能与水分子间形成氢键，根据氢键的表示方法可知 b 是合理的；根据密度m /V 进行计算，应注意一个晶胞中含有 4个 CaF2.答案：(1)1s 22s22p63s23p63d104s1 或Ar 3d104s1(2)sp3 平面正三角形(3)与水分子间

26、形成氢键 b 一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根(4)CaF2 478 gmol 1a gcm 36.021023 mol 18(13 分)(2010 课标全国卷)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 的熔点最高请回答下列问题：(1)W 元素原子的 L 层电子排布式为_，W 3 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

27、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酯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_，OCO 的键角约为_；(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 XYZ _；(5)含有元素 Z 的盐的焰色反应为_色许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是_解析：元素原子的最外层电子数不超过 8 个，故 W 元素的次外 层为 K 层，所以 W 元素为 O；X、Y、Z 分别

28、属于不同的周期，且原子序数之和为 40，据此可以确定 X、Y、Z 分别属于2、3、4 三个周期结合题中 X 的单质能够与水反应，故可确定 X 为 F；Y 与 Z 的原子序数之和为 31，Y 的原子序数最小为 11，Z 位于第 4 周期，原子序数最小为 19.若 Y 为 Na，则 Z 为Ca，但钠的氧化物的熔点显然比氧化钙的熔点低，不符合题意所以 Y 元素只能是 Mg，Z 为K.(1)O 的 L 层电 子的排布式为：2s 22p4，O3 分子的空间构型为 V 形；根据杂化轨道理论可知，氧原子成键时采用 sp3杂化，且氧原子中含有孤 对电子，故形成了 V 形结构(2)氟气与水能够剧烈反应，生成氧气

29、：2F 22H 2O = 4HFO 2.(3)M 的化学式为 MgO，属于离子化合物结构相似的离子化合物，比较其熔点的高低，主要看晶格能的大小，晶格能越大，熔点越高，而判断晶格能大小的一个重要参数就是看离子半径的大小碳酸二甲酯分子中存在 C = O 和 CO，前者是平面结构，氧原子采用 sp2杂化，后者氧原子采用 sp3杂化， OCO 的键角约为 120.(4)X 占据立方体的棱中心，故每个晶胞中 实际 含有的 X 的个数为：12 3( 每条棱被四个立方体共有 )，Y 位于顶角，故每个晶胞中实际含有的 X 的个数为：148 1( 每个顶点被 8 个立方体共有 )，Z 位于体心，被立方体独自占据

30、，故个数为 1，所以该18晶体中 X、Y、Z 三种原子的个数比 为 311.(5)钾盐的焰色反应为紫色，发生焰色反应的原因是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)光的形式释放能量答案：(1)2s 22p4 V 形(2)2F2 2H2O = 4HFO 2(3)MgO 晶格能大 sp 3 和 sp2 120(4)311(5)紫 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1(2009宁夏高考)已知 X、Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于 42.X 元素原子的 4p轨道上有 3 个未成对电子，Y 元素原子的

31、最外层 2p 轨道上有 2 个未成对电子X 跟 Y 可形成化合物 X2Y3，Z 元素可以形成负一价离子请回答下列问题：(1)X 元素原子基态时的电子排布式为_，该元素的符号是_；(2)Y 元素原子的价层电子的轨道表示式为_，该元素的名称是_(3)X 与 Z 可形成化合物 XZ3，该化合物的空间构型为_ ；(4)已知化合物 X2Y3 在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为 XZ3，产物还有 ZnSO4 和H2O，该反应的化学方程式是_；(5)比较 X 的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由_.解析：(1)因为 X 原子 4p 轨道上有 3 个未成对电子，可知其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p3 并推出其元素符号 为 As.(2)根据 Y 元素的最外 层 2p 轨道上有 2 个未成对电子，Y 和 Z 元素的原子序数之和为42339，Y 可能为 1s22s22p2 或 1s22s22p4，再根据 Z 可形成负一价离子，推出 Y 电子排布为后者，轨道表示 元素名称为氧Z 为氢(3)X 与 Z 形成的化合物 为 AsH3，其空间构型可类比同主族的氢化物 NH3，为三角锥形