2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 歷屆高考真題備選題庫 第十二章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 新人教版.doc
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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 歷屆高考真題備選題庫 第十二章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 新人教版1(xx課標(biāo))早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成。回答下列問題:(1)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨特晶體,可通過_方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子有_個未成對電子,F(xiàn)e3的電子排布式為_??捎昧蚯杌洐z驗Fe3,形成的配合物的顏色為_。 (3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸,而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為_,1 mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為_。乙酸的沸點明顯高于乙醛,其主要原因是_。Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子,其余氧原子位于面心和頂點,則該晶胞中有_個銅原子。(4)Al單質(zhì)為面心立方晶體,其晶胞參數(shù)a0.405 nm,晶胞中鋁原子的配位數(shù)為_。列式表示Al單質(zhì)的密度_ gcm3(不必計算出結(jié)果)。解析:(1)區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體可運用X射線衍射的方法。(2)基態(tài)鐵原子的3d能級上有4個未成對電子,F(xiàn)e3的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,F(xiàn)e(SCN)3呈血紅色。(3)由乙醛的結(jié)構(gòu)式(HCHHCOH)知,CH3、CHO上的碳原子分別為sp3、sp2雜化。由于1個乙醛分子中含有4個CH鍵、1個CCS鍵、1個CO鍵,共有6個鍵,故1 mol乙醛分子中含有6NA個鍵。乙酸分子之間能形成氫鍵而乙醛分子之間不能形成氫鍵,故乙酸的沸點明顯高于乙醛。根據(jù)均攤原理,一個晶胞中含有的氧原子為4688(個),再結(jié)合化學(xué)式Cu2O知一個晶胞中含有16個銅原子。(4)面心立方晶胞中粒子的配位數(shù)是12。一個鋁晶胞中含有的鋁原子數(shù)為864(個),一個晶胞的質(zhì)量為27 g,再利用密度與質(zhì)量、晶胞參數(shù)a的關(guān)系即可求出密度,計算中要注意1 nm107 cm。答案:(1)X射線衍射(2)41s22s22p63s23p63d5血紅色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵16(4)122(xx江蘇單科)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗醛基,也可用于和葡萄糖反應(yīng)制備納米Cu2O。(1)Cu基態(tài)核外電子排布式為_。(2)與OH互為等電子體的一種分子為_(填化學(xué)式)。(3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是_;1 mol乙醛分子中含有鍵的數(shù)目為_。(4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示,銅晶體中每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為_。解析:(1)Cu為29號元素,Cu基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(2)OH為10電子粒子,HF為與OH互為等電子體的分子。(3)醛基的空間構(gòu)型是平面三角形,所以醛基中碳原子的軌道雜化類型為sp2。由乙醛的結(jié)構(gòu)式可以得出,1個乙醛分子中含6個鍵,所以1 mol乙醛分子中含鍵6 mol即66.021023個。(4)乙醛在堿性條件下可以被氫氧化銅氧化生成乙酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu(OH)2CH3CHONaOHCH3COONaCu2O3H2O。(5)根據(jù)銅晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可以看出,在每個銅原子周圍與其距離最近的銅原子每層有4個,共有3層,所以銅晶體內(nèi)每個銅原子周圍與其距離最近的銅原子共有12個。答案:(1)Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp266.021023個(4)2Cu(OH)2CH3CHONaOHCH3COONaCu2O3H2O(5)123(xx浙江自選模塊)請回答下列問題:(1)N、Al、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下:電離能I1I2I3I4Im/kJmol15781817274511 578則該元素是_(填寫元素符號)。(2)基態(tài)鍺(Ge)原子的電子排布式是_。Ce的最高價氯化物分子式是_。該元素可能的性質(zhì)或應(yīng)用有_。A是一種活潑的金屬元素B其電負(fù)性大于硫C其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料D其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點 (3)關(guān)于化合物,下列敘述正確的有_。A分子間可形成氫鍵B分子中既有極性鍵又有非極性鍵C分子中有7個鍵和1個鍵D該分子在水中的溶解度大于2丁烯(4)NaF中熔點_BF的熔點(填、或兩者均為離子化合物,且陰陽離子電荷數(shù)均為1,但后者的離子半徑較大,離子鍵較弱,因此其熔點較低4(xx福建理綜)(1)元素的第一電離能:Al_Si(填“”或“”)。(2)基態(tài)Mn2的核外電子排布式為_。(3)硅烷(SinH2n2)的沸點與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是_。(4)硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示:在Xm中,硼原子軌道的雜化類型有_;配位鍵存在于_原子之間(填原子的數(shù)字標(biāo)號);m_(填數(shù)字)。硼砂晶體由Na、Xm和H2O構(gòu)成,它們之間存在的作用力有_(填序號)。A離子鍵B共價鍵C金屬鍵D范德華力E氫鍵解析:(1)通常情況下,同周期元素,第一電離能從左到右逐漸增大,故AlSi;(2)Mn的核外電子數(shù)為25,故Mn2的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5);(3)硅烷是分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越大,熔沸點越高;(4)由中心原子B的球棍模型可知,硼原子能形成3條、4條共價鍵,B原子為sp2、sp3雜化;B原子提供空軌道,O原子提供孤對電子,故4,5原子之間形成配位鍵;由陰離子的組成可知,Xm為H4B4O9m,得出m2;Na與Xm分子間存在離子鍵,H2O分子間存在氫鍵和范德華力。答案:(1)(2)1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)(3)硅烷的相對分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越強(或其他合理答案)(4)sp2、sp34,5(或5,4)2ADE5(xx安徽理綜)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素,其相關(guān)信息如下表:元素相關(guān)信息XX的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍YY的基態(tài)原子最外層電子排布式為:nsnnpn2ZZ存在質(zhì)量數(shù)為23,中子數(shù)為12的核素WW有多種化合價,其白色氫氧化物在空氣中會迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色(1)W位于元素周期表第_周期第_族,其基態(tài)原子最外層有_個電子。(2)X的電負(fù)性比Y的_(填“大”或“小”);X和Y的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是_(寫化學(xué)式)。(3)寫出Z2Y2與XY2反應(yīng)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:_。(4)在X的原子與氫原子形成的多種分子中,有些分子的核磁共振氫譜顯示有兩種氫,寫出其中一種分子的名稱:_。氫元素、X、Y的原子也可共同形成多種分子和某種常見無機陰離子,寫出其中一種分子與該無機陰離子反應(yīng)的離子方程式:_。解析:根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律以及“中子數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)量數(shù)”和題中有關(guān)信息可推知元素X、Y、Z、W分別為C、O、Na、Fe。(1)Fe的價電子排布式為3d64s2,故可知其位于周期表的第四周期第族,最外層電子數(shù)是2。(2)非金屬性:OC,故電負(fù)性:CO;非金屬性越強其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,因此C、O的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是H2O。(3)在Na2O2與CO2的反應(yīng)中,氧化劑與還原劑均為Na2O2,因此可寫出化學(xué)方程式:(4)在由C、H形成的分子中,含有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子的分子有丙烷、2甲基丙烷等;由H、C、O形成的酸有HCOOH、CH3COOH等,形成的常見無機陰離子為HCO,故反應(yīng)的離子方程式為CH3COOHHCO=CH3COOCO2H2O等。答案:(1)四2,(2)小H2O,(3),(4)丙烷(其他合理答案均可)CH3COOHHCO=CH3COOCO2)H2O(其他合理答案均可)6.(2011新課標(biāo)全國理綜)氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料以天然硼砂為起始物,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN,如圖所示:請回答下列問題:(1)由B2O3制備BF3、BN的化學(xué)方程式依次是_、_;,(2)基態(tài)B原子的電子排布式為_;B和N相比,電負(fù)性較大的是_,BN中B元素的化合價為_;,(3)在BF3分子中,F(xiàn)BF的鍵角是_,B原子的雜化軌道類型為_,BF3和過量NaF作用可生成NaBF4,BF的立體構(gòu)型為_;(4)在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中,層內(nèi)B原子與N原子之間化學(xué)鍵為_,層間作用力為_;(5)六方氮化硼在高溫高壓下,可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼,其結(jié)構(gòu)與金剛石相似,硬度與金剛石相當(dāng),晶胞邊長為361.5 pm.立方氮化硼晶胞中含有_個氮原子、_個硼原子,立方氮化硼的密度是_gcm3(只要求列算式,不必計算出數(shù)值阿伏加德羅常數(shù)為NA)解析:本題主要考查新型陶瓷材料的制取、電子排布、雜化以及晶胞的有關(guān)計算,意在考查考生的推理分析能力(1)已知反應(yīng)物和主要的生成物,根據(jù)原子守恒判斷出次要生成物,寫出化學(xué)方程式,配平即可(2)B原子核外有5個電子,其基態(tài)電子排布式為:1s22s22p1;BN中N的電負(fù)性較大,N為3價,那么B就為3價(3)因為BF3的空間構(gòu)型為平面三角形,所以FBF的鍵角為120.(4)六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似,故B、N以共價鍵相結(jié)合構(gòu)成分子晶體,其層間作用力是分子間作用力. 答案:(1)B2O33CaF23H2SO42BF33CaSO43H2OB2O32NH32BN3H2O(2)1s22s22p1N 3(3)120sp2正四面體(4)共價鍵(極性共價鍵)分子間作用力(5)447(2011福建理綜)氮元素可以形成多種化合物回答以下問題:(1)基態(tài)氮原子的價電子排布式是_(2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是_(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物NH3分子的空間構(gòu)型是_;N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是_肼可用作火箭燃料,燃燒時發(fā)生的反應(yīng)是:N2O4(l)2NH2H4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1038.7 kJmol1若該反應(yīng)中有4 mol NH鍵斷裂,則形成的鍵有_mol.肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4.N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同,則N2H6SO4晶體內(nèi)不存在_(填標(biāo)號)a離子鍵b共價鍵c配位鍵 d范德華力(4)圖1表示某種含氮有機化合物的結(jié)構(gòu),其分子內(nèi)4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點(見圖2),分子內(nèi)存在空腔,能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別下列分子或離子中,能被該有機化合物識別的是_(填標(biāo)號)aCF4 bCH4cNH dH2O解析:本題考查了原子核外電子排布、雜化軌道理論、分子結(jié)構(gòu)等知識,同時考查了考生的觀察能力和分析推理能力(3)肼分子中有4個NH鍵,故有4 mol NH 鍵斷裂時,有1 mol 肼發(fā)生反應(yīng),生成1.5 mol N2,則形成21.5 mol 3 mol 鍵SO中存在配位鍵、共價鍵,N2H與SO之間存在離子鍵,離子晶體中不存在范德華力(4)與4個氮原子形成4個氫鍵,要求被嵌入微粒能提供4個氫原子,并至少存在“NH”、“HO”、“HF”三類鍵中的一種,對照條件知,NH符合此要求答案:(1)2s22p3(2)NOC(3)三角錐形sp33d(4)c第二節(jié)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1(xx江蘇單科)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Y是地殼中含量最高的元素,Z2與Y2具有相同的電子層結(jié)構(gòu),W與X同主族。下列說法正確的是()A原子半徑的大小順序:r(W)r(Z)r(Y)r(X)BY分別與Z、W形成的化合物中化學(xué)鍵類型相同CX的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性比W的弱DY的氣態(tài)簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強解析:選D由題意可推出X、Y、Z、W依次為:C、O、Mg、Si。根據(jù)同一周期主族元素從左到右原子半徑依次減小,同一主族元素從上到下,原子半徑依次增大,則r(Mg)r(Si)r(C)r(O),A選項錯誤;Y與Z形成MgO,含有離子鍵,Y與W形成SiO2,含有共價鍵,B選項錯誤;元素非金屬性越強,最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性越強,酸性:H2CO3H2SiO3,C選項錯誤;元素非金屬性越強,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,則H2OSiH4,D選項正確。2(xx課標(biāo))周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價電子層中的未成對電子有3個,c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族;e的最外層只有1個電子,但次外層有18個電子。回答下列問題:(1)b、c、d中第一電離能最大的是_(填元素符號),e的價層電子軌道示意圖為_。(2)a和其他元素形成的二元共價化合物中,分子呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化方式為_;分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是_(填化學(xué)式,寫出兩種)。(3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是_;酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是_。(填化學(xué)式)(4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1,則e離子的電荷為_。(5)這5種元素形成的一種11型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。該化合物中,陰離子為_,陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有_;該化合物加熱時首先失去的組分是_,判斷理由是_。解析:由題意推出元素a、b、c、d、e依次是H、N、O、S、Cu。(1)N、O、S中第一電離能最大的是N,Cu的價層電子軌道示意圖為 。(2)a和其他元素形成的二元共價化合物中,分子呈三角錐形的是NH3,NH3中的N原子的雜化方式為sp3,分子中既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵的化合物是H2O2、N2H4。(3)這些元素的含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4,分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3,酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3。(4)由圖可知,e和c的個數(shù)比為21,則化學(xué)式為Cu2O,e離子的電荷為1。(5)由該化合物的陽離子結(jié)構(gòu)可知,該陽離子可以表示為Cu(NH3)4(H2O)22,結(jié)合陰離子呈四面體結(jié)構(gòu),可知陰離子為SO,即該化合物是Cu(NH3)4(H2O)2SO4;陽離子中存在的化學(xué)鍵有共價鍵和配位鍵;由于陽離子呈軸向狹長,則H2O與Cu2的配位鍵比NH3與Cu2的弱,故加熱該化合物時,首先失去的組分是H2O。答案:(1)N (2)sp3H2O2、N2H4(3)HNO2、HNO3H2SO3(4)1(5)SO共價鍵和配位鍵H2OH2O與Cu2的配位鍵比NH3與Cu2的弱3(xx安徽理綜)我國科學(xué)家研制出一種催化劑,能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化,其反應(yīng)如下:HCHOO2CO2H2O。下列有關(guān)說法正確的是()A該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)BCO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵CHCHO分子中既含鍵又含鍵D每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2解析:選C本題考查化學(xué)基本概念,意在考查考生對化學(xué)基本概念的理解能力。該反應(yīng)中甲醛被氧氣氧化生成CO2和H2O,為放熱反應(yīng),A項錯誤;CO2中的CO鍵屬于極性鍵,B項錯誤;HCHO的結(jié)構(gòu)式為,分子中既含鍵又含鍵,C項正確;每生成1.8 g H2O消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L O2,D項錯誤。4(xx新課標(biāo)全國理綜)前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的價電子層中未成對電子均只有1個,并且A和B的電子數(shù)相差為8;與B位于同一周期的C和D,它們價電子層中的未成對電子數(shù)分別為4和2,且原子序數(shù)相差為2?;卮鹣铝袉栴}:(1)D2的價層電子排布圖為_。(2)四種元素中第一電離能最小的是_,電負(fù)性最大的是_(填元素符號)。(3)A、B和D三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。該化合物的化學(xué)式為_;D的配位數(shù)為_;列式計算該晶體的密度_gcm3。(4)A、B和C3三種離子組成的化合物B3CA6,其中化學(xué)鍵的類型有_;該化合物中存在一個復(fù)雜離子,該離子的化學(xué)式為_,配位體是_。解析:本題考查了考生對離子的價層電子排布圖、基態(tài)原子的第一電離能及電負(fù)性大小比較、晶胞結(jié)構(gòu)分析與計算、配合物等知識的掌握和應(yīng)用能力。由元素C的價電子層中未成對電子數(shù)為4知,其不可能位于短周期,結(jié)合題意知,元素C位于第四周期,進一步可推出元素A為F,元素B為K,元素C為Fe,元素D為Ni。(2)K原子易失電子,第一電離能最小,F(xiàn)的非金屬性最強,電負(fù)性最大。(3)根據(jù)分?jǐn)偡?,可以求得化合物的化學(xué)式為K2NiF4,晶體的密度可由晶胞的質(zhì)量除以晶胞的體積求得。(4)Fe3提供空軌道,F(xiàn)提供孤對電子,兩種離子間形成配位鍵。答案:(1)(2)KF(3)K2NiF463.4(4)離子鍵、配位鍵FeF63F5(xx山東理綜)鹵族元素包括F、Cl、Br等。(1)下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢,正確的是_。(2)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷,右圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為_,該功能陶瓷的化學(xué)式為_。(3)BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為_和_。第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有_種。(4)若BCl3與XYn通過B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物,則該配合物中提供孤對電子的原子是_。解析:本題考查元素及物質(zhì)的性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)、雜化理論、第一電離能及配位鍵等,意在考查考生靈活應(yīng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識的能力。(1)同主族元素從上到下元素的電負(fù)性逐漸減小,a對;氟無正價,b錯;HF分子間存在氫鍵,所以熔沸點在同族元素氣態(tài)氫化物中最高,c錯;F2、Cl2、Br2三種物質(zhì)的晶體均是分子晶體,組成相似,則相對分子質(zhì)量越大分子間作用力越大,熔點越高,d錯。(2)由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,根據(jù)均攤法,可得B原子為812個,N原子為412個,則該功能陶瓷的化學(xué)式為BN。(3)BCl3中價層電子對數(shù)為:(33)/23,B原子為sp2雜化;NCl3中價層電子對數(shù)為:(53)/24,N原子為sp3雜化。同周期元素的第一電離能從左到右逐漸增大,但是由于氮原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,其第一電離能比氧的大,鈹原子的2s軌道處于全滿狀態(tài),鈹?shù)牡谝浑婋x能比硼的大,所以第一電離能介于硼和氮之間的第二周期元素有鈹、碳、氧3種。(4)B原子最外層有3個電子,與Cl形成3個單鍵后,仍缺少2個電子達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以在B原子與X形成的配位鍵中,X提供孤對電子。答案:(1)a(2)2BN(3)sp2sp33(4)X6(xx福建理綜)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律,參照右圖中B、F元素的位置,用小黑點標(biāo)出C、N、O三種元素的相對位置。(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到:4NH33F2NF33NH4F上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有_(填序號)。a離子晶體 b分子晶體c原子晶體 d金屬晶體基態(tài)銅原子的核外電子排布式為_。(3)BF3與一定量的水形成(H2O)2BF3晶體Q,Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R:晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及_(填序號)。a離子鍵b共價鍵c配位鍵d金屬鍵e氫鍵f范德華力R中陽離子的空間構(gòu)型為_,陰離子的中心原子軌道采用_雜化。(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka1.11010;水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷,相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)_Ka(苯酚)(填“”或“”),其原因是_。解析:本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識,意在考查考生知識的遷移和應(yīng)用能力。(1)第2周期元素的第一電離能從左向右逐漸增大,但由于N元素的2p軌道處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以N元素的第一電離能大于O,據(jù)此可標(biāo)出C、N、O三種元素的相對位置。(2)NH3、F2、NF3屬于分子晶體,NH4F為離子晶體,Cu為金屬晶體。Cu的核電荷數(shù)為29,3d軌道上全充滿,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。(3)晶體Q中不存在陰、陽離子和金屬元素,所以不存在離子鍵和金屬鍵,B原子與O原子間存在配位鍵,H2O與之間存在氫鍵,Q中還存在共價鍵、范德華力。H3O中O原子存在一對孤對電子,其空間構(gòu)型為三角錐形;陰離子的中心原子為B,采用sp3雜化。(4)由于存在分子內(nèi)氫鍵,更難電離出H,所以的電離平衡常數(shù)小于。答案:(1)如圖(2)a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(3)a、d三角錐形sp3(4)SSe。(3)Se位于第四周期,與S的原子序數(shù)相差18,故其原子序數(shù)為34。由于其核外M層有18個電子,故M層的電子排布式為3s23p63d10。(4)Se的原子半徑大于S的原子半徑,H2Se與H2S相比,H2Se中Se原子對H原子的作用力較弱,H2Se在水中更容易電離出H,所以其酸性較強;SeO3中Se原子采取sp2雜化且有3個配位原子,故其立體構(gòu)型為平面三角形;SO中S原子采取sp3雜化且有3個配位原子,故其立體構(gòu)型為三角錐形。(5)所給兩種酸均為二元酸,當(dāng)?shù)谝徊诫婋x出H后,由于生成的陰離子對正電荷有吸引作用,因此較難再電離出H。H2SeO3中Se為4價,而H2SeO4中Se為6價,Se的正電性更高,導(dǎo)致SeOH中O原子的電子向Se原子偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易電離出H,即酸性越強。(6)每個晶胞的質(zhì)量為(540.01010cm)3;運用均攤法可求得每個晶胞中含有4個“ZnS”,故每個晶胞的質(zhì)量又可表示為。因此有:(540.01010cm)34 g,解得4.1 gcm3;如圖所示,b位于正四面體的中心(類似于CH4分子中的C)。設(shè)abacx pm,abc10928,ac540.0 pm270 pm。在三角形abc中,由余弦定理得:ac2x2x22xxcosabc,代入數(shù)據(jù)解得:x pm。答案:(1)sp3(2)OSSe(3)343s23p63d10(4)強平面三角形三角錐形(5)第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se為4價,而H2SeO4中的Se為6價,正電性更高,導(dǎo)致SeOH中O的電子更向Se偏移,越易電離出H(6)4.1或或1359(xx山東理綜)金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應(yīng)用廣泛。(1)下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法正確的是_。a金屬鍵具有方向性與飽和性b金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用c金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生自由電子d金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光(2)Ni是元素周期表中第28號元素,第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是_。(3)過渡金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18,則n_。CO與N2結(jié)構(gòu)相似,CO分子內(nèi)鍵與鍵個數(shù)之比為_。(4)甲醛(H2CO)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為_,甲醇分子內(nèi)的OCH鍵角_(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子內(nèi)的OCH鍵角。解析:(1)金屬鍵沒有方向性和飽和性,a錯;金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用,b對;金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下電子發(fā)生定向移動,c錯;金屬具有光澤是因為自由電子能夠吸收并放出可見光,d錯。(2)Ni的外圍電子排布為3d84s2,3d能級上有2個未成對電子,第二周期中未成對電子數(shù)為2的元素有C、O,其中C的電負(fù)性較小。(3)中心原子Ni的價電子數(shù)為10,配體CO中1個O提供2個電子,故n4。CO中C和O間為叁鍵,含有1個鍵、2個鍵。(4)甲醇分子內(nèi)C為sp3雜化,而甲醛分子內(nèi)C為sp2雜化,故甲醇分子內(nèi)OCH鍵角比甲醛分子內(nèi)OCH鍵角小。答案:(1)b(2)C(碳)(3)412(4)sp3小于10(xx江蘇)一項科學(xué)研究成果表明,銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀經(jīng)高溫灼燒,可制得CuMn2O4。 Mn2基態(tài)的電子排布式可表示為_。NO的空間構(gòu)型是_(用文字描述)。(2)在銅錳氧化物的催化下,CO被氧化為CO2,HCHO被氧化為CO2和H2O。根據(jù)等電子體原理,CO分子的結(jié)構(gòu)式為_。H2O分子中O原子軌道的雜化類型為_。1 mol CO2中含有的鍵數(shù)目為_。(3)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考慮空間構(gòu)型,Cu(OH)42的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_。解析:(1)Mn的原子序數(shù)為25,價電子排布式為3d54s2,先失去4s2軌道上的兩個電子,即得Mn2。根據(jù)價電子對互斥理論,NO中N原子采用sp2雜化,所以NO的空間構(gòu)型為平面三角形。(2)CO與N2互為等電子體,根據(jù)氮氣分子的結(jié)構(gòu)式可以寫出CO的結(jié)構(gòu)式為CO。H2O分子中O原子存在兩對孤對電子,配位原子個數(shù)為2,價電子對數(shù)目為4,所以O(shè)原子采用sp3雜化。二氧化碳分子內(nèi)含有兩個碳氧雙鍵,一個雙鍵中含有一個鍵,一個鍵,則1 mol CO2中含有2 mol 鍵。(3)Cu2中存在空軌道,而OH中O原子上有孤對電子,故O與Cu之間以配位鍵結(jié)合。答案:(1)1s222p63s23p63d5(或Ar3d5)平面三角形(2)COsp326.021023個(或2 mol)(3) (或)11(2011山東理綜)氧是地殼中含量最多的元素(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為_個(2)H2O分子內(nèi)的OH鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為_的沸點比高,原因是_(3)H可與H2O形成H3O,H3O中O原子采用_雜化H3O中HOH鍵角比H2O中HOH鍵角大,原因為_(4)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu),已知CaO晶體密度為a gcm3,NA表示阿伏加德羅常數(shù),則CaO晶胞體積為_cm3.解析:本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),意在考查考生對原子核外電子排布、化學(xué)鍵、晶體等知識的理解和應(yīng)用能力(1)氧原子基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p4,2p軌道上有2個電子未成對(2)氫鍵屬于分子間作用力,比化學(xué)鍵弱,但比范德華力強(3)H3O中O原子為sp3雜化(4)以1個晶胞為研究對象,1個晶胞中含有4個Ca2、4個O2,根據(jù)mV,則4aV,V.答案:(1)2(2)OH鍵、氫鍵、范德華力形成分子內(nèi)氫鍵,而形成分子間氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增大(3)sp3H2O中O原子有2對孤對電子,H3O中O原子只有1對孤對電子,排斥力較小(4)12(xx山東理綜)碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb.(1)碳鈉米管由單層或多層石墨層卷曲而成,其結(jié)構(gòu)類似于石墨晶體,每個碳原子通過_雜化與周圍碳原子成鍵,多層碳納米管的層與層之間靠_結(jié)合在一起(2)CH4中共用電子對偏向C,SiH4中共用電子對偏向H,則C、Si、H的電負(fù)性由大到小的順序為_(3)用價層電子對互斥理論推斷SnBr2分子中SnBr鍵的鍵角_120(填“”、“”或“”)(4)鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)是:Pb4處于立方晶胞頂點,Ba2處于晶胞中心,O2處于晶胞棱邊中心該化合物化學(xué)式為_,每個Ba2與_個O2配位解析:本題以第A族元素為載體,考查考生對選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識的綜合應(yīng)用能力(1)石墨晶體是混合型晶體,同一層內(nèi)碳原子之間以共價鍵結(jié)合成正六邊形結(jié)構(gòu),層與層之間通過范德華力結(jié)合,故碳鈉米管中碳原子的雜化方式為sp2雜化,層與層之間靠范德華力結(jié)合(2)電負(fù)性越大,非金屬性越強,即吸引電子對的能力越強,故電負(fù)性的大小關(guān)系為CHSi.(3)在SnBr2分子中,中心原子Sn有2對成鍵電子,1對孤對電子,采用sp2雜化,故鍵角小于120.(4)1個晶胞中有1個Ba2,Pb4的個數(shù)為81,O2的個數(shù)為123,故化學(xué)式為BaPbO3.每個Ba2與12個O2配位答案:(1)sp2分子間作用力(或:范德華力)(2)CHSi(3)(4)BaPbO312第三節(jié)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1(xx山東理綜)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。(1)圖甲中,1號C與相鄰C形成鍵的個數(shù)為_。(2)圖乙中,1號C的雜化方式是_,該C與相鄰C形成的鍵角_(填“”“”或“”)圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角。(3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有_(填元素符號)。(4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),某金屬M與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料,晶胞如圖丙所示,M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為_,該材料的化學(xué)式為_。解析:(1)圖甲中,1號C與相鄰的3個C以公價鍵相連,即形成3個鍵。(2)圖乙中,1號C除與3個C形成化學(xué)鍵外,還與羥基氧原子形成化學(xué)鍵,故該C采取sp3雜化。其與相鄰碳原子形成鍵角小于120%,即小于圖甲中形成鍵角。(3)氧化石墨烯中含有羥基,羥基氧原子可與水分子中的氫原子形成氫鍵,羥基氫原子可與水分子中的氧原子形成氫鍵。(4)通過晶胞結(jié)構(gòu)可知,有12個M原子在晶胞的12條棱上,由分?jǐn)偡芍@12個M原子屬于該晶胞的只有121/43(個);還有9個M原子在晶胞內(nèi)部,故該晶胞中M原子為12個。該晶胞中含有的C60為81/861/24(個),即一個晶胞可表示為M12(C60)4,即化學(xué)式為M3C60。答案:(1)3(2)sp3(3)O、H(4)12M3C602(xx天津理綜)元素單質(zhì)及其化合物有廣泛用途,請根據(jù)周期表中第三周期元素相關(guān)知識回答下列問題:(1)按原子序數(shù)遞增的順序(稀有氣體除外),以下說法正確的是_。a原子半徑和離子半徑均減小b金屬性減弱,非金屬性增強c氧化物對應(yīng)的水化物堿性減弱,酸性增強d單質(zhì)的熔點降低(2)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的元素名稱為_,氧化性最弱的簡單陽離子是_。(3)已知:化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3類型離子化合物離子化合物離子化合物共價化合物熔點/2 8002 050714191工業(yè)制鎂時,電解MgCl2而不電解MgO的原因是_;制鋁時,電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是_。 (4)晶體硅(熔點1 410 )是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過程如下:Si(粗)SiCl4SiCl4(純)Si(純)寫出SiCl4的電子式:_;在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。(5)P2O5是非氧化性干燥劑,下列氣體不能用濃硫酸干燥,可用P2O5干燥的是_。aNH3bHIcSO2dCO2 (6)KClO3可用于實驗室制O2,若不加催化劑,400 時分解只生成兩種鹽,其中一種是無氧酸鹽,另一種鹽的陰陽離子個數(shù)比為11。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。解析:(1)第三周期元素從左到右,原子半徑依次減小,陽離子半徑依次減小,陰離子半徑依次減小,但陽離子只有兩個電子層,陰離子有三個電子層,陽離子半徑小于陰離子半徑,a錯誤;金屬性減弱,非金屬性增強,b正確;最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性減弱,酸性增強,c錯誤;第三周期元素的單質(zhì)中,硅的熔點最高,d錯誤。(2)第三周期中原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的是氬,氧化性最弱的簡單陽離子是Na。(3)工業(yè)上制鎂時,電解MgCl2而不電解MgO的原因是MgO的熔點高,熔融時耗費更多能源,增加生產(chǎn)成本。制鋁時,電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是AlCl3為共價化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電。(4)SiCl4是共價化合物,電子式為,。根據(jù)生成1.12 kg硅,吸收a kJ熱量,求出生成1 mol硅,吸收0.025a kJ熱量,則熱化學(xué)方程式為:SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol1。(5)濃硫酸具有強氧化性和酸性,不能干燥NH3和HI,可以干燥SO2和CO2;P2O5可以干燥HI,不能干燥NH3。(6)根據(jù)題目信息,可得化學(xué)方程式:4KClO3KCl3KClO4。答案:(1)b(2)氬Na(或鈉離子)(3)MgO的熔點高,熔融時耗費更多資源,增加生產(chǎn)成本AlCl3為共價化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電(4) SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol1(5)b(6)4KClO3KCl3KClO43(xx新課標(biāo)全國理綜)硅是重要的半導(dǎo)體材料,構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。回答下列問題:(1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為_,該能層具有的原子軌道數(shù)為_,電子數(shù)為_。(2)硅主要以硅酸鹽、_等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以_相結(jié)合,其晶胞中共有8個原子,其中在面心位置貢獻_個原子。(4)單質(zhì)硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡要分析和解釋下列有關(guān)事實:化學(xué)鍵CCCHCOSiSiSiHSiO鍵能/(kJmol1)356413336226318452硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是_。SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是_。(6)在硅酸鹽中, SiO四面體(如圖a)通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖b為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為 _,Si與O的原子數(shù)之比為_,化學(xué)式為_。解析:本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面的知識,意在考查考生的觀察能力、推理能力以及語言表達能力。(1)硅的基態(tài)原子中,能量最高的能層是第三電子層,符號為M,該能層有9個原子軌道,電子數(shù)為4。(2)硅還以SiO2形式存在于地殼中。(3)硅晶體中,硅原子間以共價鍵結(jié)合在一起,其晶胞6個面上各有一個硅原子,依據(jù)均攤原則,面心位置貢獻3個原子。(4)可先寫出:Mg2SiNH4ClSiH4,由原子守恒知還應(yīng)該有MgCl2生成,配平鎂、氯、硅元素后得Mg2Si4NH4ClSiH42MgCl2,再進一步分析知還應(yīng)該有NH3生成,最終結(jié)果為Mg2Si4NH4Cl=SiH42MgCl24NH3。(5)某類物質(zhì)數(shù)量的多少與物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的穩(wěn)定性強弱有關(guān),由表中數(shù)據(jù)知CC鍵、CH鍵分別比SiSi鍵、SiH鍵穩(wěn)定,故烷烴數(shù)量較多。同理因鍵能CHCO、SiOSiH,故SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物。(6)因硅與四個氧原子形成四個鍵,故硅原子為sp3雜化。在圖a中,硅、氧原子數(shù)目比為14,但圖b中每個硅氧四面體中有兩個氧原子是與其他四面體共用的,故依據(jù)均攤原則可確定圖b中硅、氧原子數(shù)目比為13,化學(xué)式為(SiO3)。答案:(1)M94(2)二氧化硅(3)共價鍵3(4)Mg2Si4NH4Cl=SiH44NH32MgCl2(5)CC鍵和CH鍵較強,所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成CH鍵的鍵能大于CO鍵,CH鍵比CO鍵穩(wěn)定。而SiH鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于SiO鍵,所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的SiO鍵(6)sp313SiO3(或SiO)4(xx江蘇)元素X 位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p 軌道上有4個電子。元素Z 的原子最- 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