精修版高考化學二輪復習 高考非選擇題專項練：物質結構綜合題 A17頁含解析

精品文檔高考化學高考非選擇題專項練(一)物質結構綜合題A【題型特點】物質結構綜合題是安徽高考必考的熱點試題,能力層面以物質的組成、結構和性質為主考查學生根據已有知識及題目所給的事實和條件,歸納相關信息,對化學問題進行邏輯推理和論證,從而得出正確結論的能力,知識層面考查元素在周期表的位置、電子排布式、化學鍵、物質的性質(如電負性、第一電離能、金屬性、非金屬性、熔沸點)等。物質結構綜合題的解答:(1)認真審題,充分利用題目所給信息,不遺漏信息如原子序數(shù)遞增、前4周期等,準確推出各元素(平時要善于歸納元素的性質、結構等知識)。(2)答題:根據題目要求結合元素周期表、元素周期律規(guī)范答題,如元素的位置可根據電子層數(shù)=周期序數(shù),最外層電子數(shù)=主族序數(shù)解答,電負性或第一電離能的大小或金屬性強弱等可根據元素周期律回答。1.X、Y、Z、W是元素周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的四種元素,其相關信息如下表:元素相關信息XX的基態(tài)原子核外只有三個能級,且各能級電子數(shù)相等YY的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內層電子總數(shù)的三倍ZZ的基態(tài)原子價電子排布為nsn-1WW的單質是一種常見的紅色金屬,在潮濕的空氣中易生成綠色的銹斑(1)W位于元素周期表第周期族,其基態(tài)原子核外有個未成對電子。(2)與Z同周期且依次相鄰的兩種元素的原子與Z比較,三者第一電離能的大小順序為;Y的氫化物在同族的氫化物中沸點反常,其原因是 。(3)寫出W的單質在潮濕的空氣中生成綠色銹斑的化學方程式,并標出電子轉移的方向和數(shù)目: 。(4)在X、Y與氫三種元素組成的多種分子中,有些分子的核磁共振氫譜顯示有三種氫,且數(shù)目比為123,寫出其中一種分子的名稱:。X、Y可以形成多種弱酸根離子,寫出其中一種離子水解的離子方程式: ?！窘馕觥坑深}中所給信息可以推出X為碳元素,Y為氧元素,Z為鎂元素,W為銅元素。(2)與Z同周期且依次相鄰的兩種元素分別為Na和Al,同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢,但當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結構時,原子的能量較低,元素的第一電離能較大,故I1(Mg)>I1(Al)>I1(Na)。Y的氫化物為H2O,因為水分子間存在氫鍵,所以沸點反常,高于同族氫化物的沸點。(3)W單質生成綠色銹斑,是銅與空氣中CO2、H2O、O2反應生成Cu2(OH)2CO3,電子轉移由銅指向氧。(4)由C、H、O三種元素組成的有機物,符合題給條件要求的為乙醇;C、O可以組成多種弱酸根離子,如C、C2等。答案:(1)4B1(2)I1(Mg)>I1(Al)>I1(Na)H2O分子間存在氫鍵(3)(4)乙醇C+H2OHC+OH-(或C2+H2OHC2+OH-等合理答案均可)2.(2014黃山三模)A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期中五種常見元素,其相關信息如下表:元素相關信息A原子核外L層電子數(shù)是K層的2倍B其一種單質被稱為地球生物的“保護傘”C元素的第一電離能是第3周期所有元素中最小的D基態(tài)原子最外層電子排布為(n+1)sn(n+1)p(n+2)E可形成多種氧化物,其中一種為具有磁性的黑色晶體請回答下列問題:(1)C在元素周期表中位于第周期、第族;D的基態(tài)原子核外電子排布式是。(2)B、C、D的簡單離子半徑由大到小的順序為(用化學符號表示,下同),B、D的簡單氫化物中穩(wěn)定性較大的是。(3)B的常見單質和C的單質按物質的量比12反應生成的化合物中化學鍵的類型為;該化合物屬于晶體。(4)E形成的黑色磁性晶體發(fā)生鋁熱反應的化學方程式是。(5)已知:2AB(g)+B2(g)2AB2(g) H=-566.0 kJmol-1D(s)+B2(g)DB2(g)H=-296.0 kJmol-1處理含AB、DB2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉化為固態(tài)單質D,請寫出此反應的熱化學方程式:。【解析】根據A的信息可知是C;O3是地球生物的“保護傘”,即B是O;C是第3周期中第一電離能最小的,是Na;D的最外層電子排布式是3s23p4,是S;四氧化三鐵是磁性氧化鐵,即E是Fe。(1)Na在元素周期表的第3周期,第A族;S的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4。(2)相同電子層結構的微粒,核電荷數(shù)大的半徑小,同主族帶相同電荷的離子半徑由上到下逐漸增大,因此r(S2-)>r(O2-)>r(Na+),非金屬性O>S,因此簡單氫化物穩(wěn)定性H2O>H2S。(3)Na2O2含離子鍵和非極性共價鍵,是離子晶體。(4)8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3(5)根據蓋斯定律兩式相減得2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)H=-270.0 kJmol-1答案:(1)3A1s22s22p63s23p4(2)r(S2-)>r(O2-)>r(Na+)H2O(3)離子鍵和非極性共價鍵離子(4)8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3(5)2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) H=-270.0 kJmol-13.(2014安慶二模)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常見的元素,其相關信息見下表:元素相關信息XX的基態(tài)原子核外的三個能級上電子數(shù)相等YY與X同周期,Y基態(tài)原子p能級的成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)相等ZZ的單質是一種銀白色活潑金屬,在空氣中燃燒后生成淡黃色的固體W向含W2+的溶液中滴加強堿,其白色氫氧化物在空氣中迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色(1)W位于周期表的第周期族,其基態(tài)原子最外層有個電子。(2)X的最簡單氫化物分子呈形結構,Z在空氣中燃燒生成的淡黃色的固體中含有的化學鍵類型為。(3)若將金屬Z投入含WCl3的溶液中,發(fā)生反應的離子方程式為 。(4)工業(yè)上冶煉W過程涉及以下兩個熱化學方程式:3W2Y3(s)+XY(g)2W3Y4(s)+XY2(g) H=-15.73 kJmol-1W3Y4(s)+XY(g)3WY(s)+XY2(g)H=+640.4kJmol-1則反應W2Y3(s)+XY(g)2WY(s)+XY2(g)的H=?！窘馕觥扛鶕}意X的電子排布是1s22s22p2,是C,Y為第2周期元素,2p能級上成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)相等,則2p能級排布是2p4,是O;Z是Na,W是Fe。(1)Fe在周期表的第4周期第族,最外層是第4層,有2個電子。(2)C的最簡單氫化物是甲烷,為正四面體結構,鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉,含離子鍵和非極性共價鍵。(3)鈉與氯化鐵溶液反應首先是鈉與水反應生成氫氣和氫氧化鈉,而后氫氧化鈉與氯化鐵反應生成氫氧化鐵沉淀:6Na+6H2O+2Fe3+6Na+3H2+2Fe(OH)3(4)根據蓋斯定律H=(-15.73 kJmol-1+640.4 kJmol-12)3=+421.69 kJmol-1答案:(1)42(2)正四面體離子鍵、(非極性)共價鍵(3)6Na+6H2O+2Fe3+6Na+3H2+2Fe(OH)3(答案合理即可)(4)+421.69 kJmol-1【方法規(guī)律】常見的元素推斷的信息(1)其最高價氧化物對應的水化物酸性最強的元素。(Cl)(2)其單質與水反應最劇烈的非金屬元素。(F)(3)其氣態(tài)氫化物與其最高價氧化物對應的水化物能反應的元素。(N)(4)其氣態(tài)氫化物與其低價態(tài)氧化物能反應生成該元素單質的元素。(S、N)(5)在空氣中,其一種同素異形體易自燃的元素。(P)(6)其氣態(tài)氫化物的水溶液能雕刻玻璃的元素。(F)(7)其兩種同素異形體對人類生存最為重要的元素。(O)(8)其單質能導電的非金屬元素。(C)(9)其單質能與強堿溶液作用的元素。(Al、Si、S、P、Cl)(10)其單質能夠在空氣、二氧化碳、氮氣、氯氣等氣體中燃燒的元素。(Mg)4.X、Y、Z、W、T是原子序數(shù)依次增大的前四周期的元素,其中有兩種是金屬元素。其相關信息如下表:元素相關信息XX的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代YY基態(tài)原子的s軌道電子與p軌道電子數(shù)相等ZZ的單核離子是所在周期中半徑最小的WW的單質被譽為“信息革命的催化劑”,常用作半導體材料TT有多種化合物,其白色氫氧化物在空氣中會迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色(1)X、Y、Z三種元素的電負性由大到小的順序是(用元素符號表示,下同);原子半徑由小到大的順序是。(2)T2+的電子排布式為;T的單質在高溫下與Y的氫化物反應,其化學方程式為 ;工業(yè)上用W的氧化物與X的單質高溫下反應制得W單質的粗產品,其化學反應方程式為 。(3)兩種氫化物X2H2和H2Y2沸點相差很大,其沸點較高的是,兩者沸點相差很大的原因是 。(4)在25、101 kPa下,已知W穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物在Y的氣態(tài)單質中完全燃燒,恢復至原來狀態(tài),平均每消耗4 gW穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物放熱190.0 kJ,則該反應的熱化學方程式為 。【解析】通常用C鑒定文物的年代,則X是C,Y的基態(tài)原子排布為1s22s22p4,是O,W是Si,根據T的氫氧化物的顏色變化可知是Fe,5種元素有2種是金屬,則Z是金屬,而且單核離子半徑在同周期中最小,原子序數(shù)在814之間,應該是Al。(1)非金屬性越強,電負性越大,因此電負性由大到小的順序是O>C>Al,根據同周期原子半徑由左向右逐漸減小,同主族由上到下逐漸增大知原子半徑O<C<Al。(2)Fe2+的電子排布式為3d6,鐵與水蒸氣反應為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。用碳制備硅的反應是SiO2+2CSi+2CO。(3)C2H2與H2O2沸點較高的是H2O2,因為H2O2分子間存在氫鍵。(4)4 g SiH4燃燒放熱190.0 kJ,則1 mol SiH4燃燒放熱190.0 kJ324=1 520.0 kJ,熱化學方程式為SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(l)H=-1 520.0 kJmol-1。答案:(1)O>C>AlO<C<Al(2)3d63Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2SiO2+2CSi + 2CO(3)H2O2H2O2分子間存在氫鍵(4)SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(l) H=-1 520.0 kJmol-1【易錯提醒】本題的SiO2+2CSi +2CO反應易寫為SiO2+CSi+CO2;Fe2+的電子排布式容易寫為3d44s2;H2O2分子間存在氫鍵容易答成H2O2分子中存在氫鍵。5.(2014六安三模)X、Y、Z、W是四種短周期元素,其相關信息如下表:元素相關信息XX的最高正價和最低負價的代數(shù)和為6YY元素的第一電離能比同周期中相鄰兩元素的要高Z工業(yè)上在冰晶石存在下,用電解法冶煉其單質W通常情況下,W和Y組成的氣態(tài)化合物的水溶液呈堿性(1)Y單質分子中鍵和鍵的個數(shù)比是;XW鍵和YW鍵相比,鍵能較小的是(用元素符號表示);X、Y、W三種元素能形成的化合物中既有離子鍵,又有極性共價鍵,則該物質的化學式為 。(2)比X原子序數(shù)大12的元素基態(tài)原子核外電子排布式是。(3)與X的簡單氣態(tài)氫化物分子具有相同的電子數(shù)的非金屬單質是(填寫化學式),元素Y的簡單氣態(tài)氫化物的沸點遠高于同族相鄰元素的氣態(tài)氫化物的沸點。其主要原因是 。(4)在25、101 kPa下,已知6.75 g Z單質在O2中完全燃燒后恢復至原狀態(tài),放熱209.5 kJ,該反應的熱化學方程式是 。【解析】根據X、Z的信息知X是Cl,Z是Al,根據同周期的第一電離能的變化趨勢知Y是A族或A族元素,根據W與Y形成的氣態(tài)化合物的水溶液呈堿性知Y是N,W是H。(1)N2的結構式為NN,鍵與鍵的個數(shù)比為12,非金屬性Cl>N,則NH鍵鍵能小些,N、H、Cl形成的化合物既含離子鍵又含極性鍵的是NH4Cl。(2)比Cl的原子序數(shù)大12的是29號元素銅,電子排布式為3d104s1。(3)HCl分子含18個電子,則與其有相同電子數(shù)的非金屬單質是F2,氨氣的沸點比同主族的相鄰元素的氫化物高,是因為氨分子間存在氫鍵。(4)根據題意1 mol Al燃燒放熱838 kJ,熱化學方程式為4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) H=-3 352 kJmol-1答案:(1)12NHNH4Cl(2)1s22s22p63s23p63d104s1(或3d104s1)(3)F2氫化物分子之間存在氫鍵(4)4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) H=-3 352 kJmol-1(答案合理即可)【加固訓練】(2014六安模擬)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種元素,其相關信息如下表:元素相關信息X其基態(tài)原子最外層的電子排布式為nsnnpn,其單質與化合物是科學研究的熱點Y植物的根瘤菌或雷電時能將其游離態(tài)轉化為化合態(tài)成為植物的營養(yǎng)素Z其單質及很多化合物具有強氧化性,常見的單質是光合作用的產物之一W是地殼中含量僅次于鋁元素的金屬元素,其+6價酸根的鉀鹽是一種新型高效消毒劑(1)Z的基態(tài)原子核外電子排布式為。在X、Y、Z、W組成的常見單質中,屬于原子晶體的單質是(填名稱)。(2)在相同條件下X、Y、Z元素中,第一電離能最大的是(寫元素符號),簡單氫化物最穩(wěn)定的是(寫氫化物電子式)。(3)非金屬性:Y>X,能證明該結論的化學方程式為 。(4)W3Y是一種優(yōu)良的磁性材料,它可以通過W(XZ)5和Y的簡單氫化物(在Ar的保護下加熱至185200)反應而制得,同時還有兩種常見的還原性氣體產生。則其反應方程式為: 。(5)已知:對于反應體系所有物質全為氣體的反應,反應焓變可用鍵能來估算:H2Z(l)H2Z(g)H=+44 kJmol-1HH和ZH的鍵能分別為436.0 kJmol-1和462.8 kJmol-1Z的氫化物分解的能量變化如圖:則Z2分子的鍵能為 。【解析】據表X的最外層電子排布式可知n是2,則X是C,Y是N,Z是O,W是Fe。(1)O的核外電子排布式為1s22s22p4,單質是原子晶體的是金剛石。(2)N的2p能級是半充滿結構,因此C、N、O中第一電離能最大的是N,非金屬性最強的是O,水的電子式為H。(3)非金屬性的強弱比較方法可根據氫化物的穩(wěn)定性、最高價含氧酸酸性強弱比較:HNO3+NaHCO3NaNO3+CO2+H2O(4)該反應的還原性氣體可能是CO、H2。再根據質量守恒定律寫出反應。(5)根據圖像有H2O(l)H2(g)+O2(g)H=+285.8 kJmol-1,H2O(l)H2O(g)H=+44 kJmol-1則根據蓋斯定律可知H2O(g)H2(g)+O2(g)H=+241.8 kJmol-1,設O2的鍵能為a,+241.8=2462.8-0.5a-436,a=495.6 kJmol-1。答案:(1)1s22s22p4金剛石(2)NH(3)HNO3+NaHCO3NaNO3+CO2+H2O(4)6Fe(CO)5+2NH32Fe3N+30CO+3H2(5)495.6 kJmol-16.H、N、O、Na、Fe是五種常見的元素。(1)Fe在周期表中的位置為,其基態(tài)原子核外有個未成對電子。(2)O、Na可按原子個數(shù)比11形成化合物A,則A中所含化學鍵的類型為。(3)H、N、O的第一電離能由大到小的順序為 。(4)在結構上N2H4和NH3相似,性質相似,則N2H4與HCl反應的化學方程式為;N2水解反應方程式為。(5)2013年12月2日嫦娥三號發(fā)射取得圓滿成功,此次發(fā)射用的火箭是長征三號乙運載火箭,發(fā)射火箭時用N2H4作燃料,H2O2作氧化劑。已知3.2 g N2H4(l)在上述反應中放出64.22 kJ的熱量;2H2O2(l)2 H2O(l)+ O2(g)H1=-196.4 kJmol-1,H2O(g)H2O(l)H2=-44 kJmol-1,則N2H4(l)與O2反應生成H2O(g)的熱化學方程式為 。【解析】(1)Fe位于元素周期表的第4周期第族,外圍電子排布式為3d64s2,其基態(tài)原子核外有4個未成對電子。(2)A是過氧化鈉,含離子鍵和共價鍵(3)因為氮原子的p能級為半充滿,所以第一電離能N最大,因此是N >O>H。(4)可類比NH3的性質及N的水解解答。(5)3.2 g N2H4(l)為0.1 mol,在反應中放出64.22 kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)H=-642.2 kJmol-1,根據蓋斯定律將所得反應方程式-+2可得N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-533.8 kJmol-1。答案:(1)第4周期第族4(2)離子鍵、共價鍵(3)N>O>H(4)N2H4+2HClN2H6Cl2N2+ H2ON2H4H2O +H+(5)N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) H=-533.8 kJmol-17.T、R、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見元素,原子序數(shù)依次增大,相關信息如下表:元素相關信息TT元素形成的非金屬單質可作電解池的惰性電極WW原子核外有兩個未成對電子XX原子的第一電離能至第四電離能分別是:I1=578 kJmol-1,I2=1 817 kJmol-1,I3=2 745 kJmol-1,I4=11 575 kJmol-1Y常溫常壓下,Y單質是固體,其氧化物是形成酸雨的主要物質ZZ的一種同位素的質量數(shù)為63,中子數(shù)為34(1)Z在周期表中的位置為,T、R、W元素的電負性由大到小順序為(用元素符號作答)。(2)R2分子中存在個鍵。(3)寫出X與NaOH溶液反應的離子方程式 。超高導熱絕緣耐高溫納米XR在絕緣材料中應用廣泛,晶體與金剛石類似,屬于晶體。R的最簡單氫化物容易液化,理由是 。(4)W與Y的非金屬性較強的是(用元素符號作答)。(5)T與氫元素可以形成一種中學常見的相對分子質量不超過28,且T、H個數(shù)比為11的分子,若該物質在氧氣中充分燃燒并恢復到常溫時,每轉移1 mol電子放熱130 kJ,寫出表示該物質燃燒熱的熱化學方程式 。【解析】根據非金屬單質可作電解池的惰性電極可知T為C,根據Y的信息可知Y為S,根據X原子的第一電離能至第四電離能數(shù)據可知第四電離能突然增大,表明第4個電子與外層3個不是同一電子層,即其原子最外層有三個電子,結合原子序數(shù)依次增大推知是鋁,再根據原子序數(shù)遞增結合W原子核外有兩個未成對電子可知是O,R為N,Z的質子數(shù)為63-34=29,為銅。(2)N2結構式為NN,含1個鍵。(3)金剛石是原子晶體,因此AlN是原子晶體,氨分子間形成分子間氫鍵,因此其容易液化。(4)根據同主族由上到下非金屬性越來越弱,O與S的非金屬性較強的是O。(5)相對分子質量不超過28的烴有甲烷、乙烯和乙炔,根據C、H個數(shù)比可知是乙炔,轉移1 mol電子放熱130 kJ,則1 mol乙炔參加反應,轉移10 mol電子,放熱1 300 kJ。答案:(1)第4周期第B族O>N>C(2)1(3)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2原子氨分子間形成氫鍵(4)O(5)C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) H=-1 300 kJmol-1【講評建議】本題難度適中,在講解本題時,應提醒學生注意以下幾點:解答第(1)小題,Cu的位置可能因對主族或副族的符號的意義認識不清而答成A或B副族;電負性可能因思維定式為第一電離能而答成N>O>C或沒有用元素符號作答或沒有答成由大到小的順序,正確率可能在40%。解答第(2)小題,注意不能因思維定式答成鍵的個數(shù)。解答第(3)小題,對晶體類型不記得或概念混淆而把AlN答成是分子晶體;氨分子容易液化因不規(guī)范答題或不能理解氨氣沸點的影響因素而造成錯誤,如答成氨分子中有氫鍵或NH鍵較強等,正確率可能在40%。解答第(4)小題,不能根據同主族的非金屬性由上到下逐漸減小作答,正確率可能在70%。解答第(5)小題,不能根據轉移電子數(shù)求參加反應的物質的物質的量,說明分析問題的能力不足;熱化學方程式的書寫可能沒有標物質的狀態(tài)、H的數(shù)值和符號錯誤、單位沒有寫等?！炯庸逃柧殹縓、Y、Z、T、W五種原子序數(shù)遞增的短周期元素,其部分性質或結構如下:(用元素符號或化學式作答)元素編號元素性質或原子結構X有一種同位素為XY元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物對應的水化物能發(fā)生化合反應Z原子的最外層電子數(shù)是周期數(shù)的3倍T同周期元素中形成的簡單離子半徑最小W原子的M層上有1個未成對的p電子R生活中常見的金屬,有可變化合價(1)R在周期表中的位置 。(2)X、Y、Z、T原子半徑大小順序: 。(3)Y、Z的最簡單氫化物穩(wěn)定性強的是 。(4)YW3分子中各原子為8電子穩(wěn)定結構,是(填“極性分子”或“非極性分子”),空間構型為 。(5)T元素的某些鹽類常用作凈水,請結合離子反應給予說明 。(6)由X、Y和Z三種元素構成的強電解質,對水電離均起抑制或促進作用,各舉一例 。(7)RW3加到X2Z2的溶液中有氣體產生,寫出該反應的化學方程式 ?！窘馕觥勘绢}是物質結構、元素周期律推斷題,考查元素原子半徑、物質穩(wěn)定性、化學方程式、分子的空間構型等。根據表中的信息X、Y、Z、T、W、R分別為H、N、O、Al、Cl、Fe。(2)根據元素周期律可知原子半徑大小:Al>N>O>H。(3)H2O比NH3穩(wěn)定。(6)HNO3對水電離起抑制作用或NH4NO3對水電離起促進作用。(7)H2O2在FeCl3催化下分解。答案:(1)第4周期族(2)Al>N>O>H(3)H2O(4)極性分子三角錐形(5)Al3+3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,Al3+水解生成的Al(OH)3膠體有吸附性,可除去水中懸浮的雜質(其他答案合理即可)(6)HNO3或NH4NO3(其他答案合理也可)(7)2H2O22H2O+O2