物質結構與性質(2011~2014高考題)_第1頁
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文檔簡介

1、物質結構與性質1(6分)(2012廣東)如圖是部分短周期元素化合價與原子序數的關系圖,下列說法正確的是()A.原子半徑:ZYXB.氣態氫化物的穩定性:RWC.WX3和水反應形成的化合物是離子化合物D.Y和Z兩者最高價氧化物對應的水化物能相互反應【答案】BD【解析】為短周期元素,有兩種元素既有+4價,又有4價,故前一種元素為碳,后一種元素為硅,故R為Si元素,X的化合價為2價,沒有正化合價,故X為O元素,Y的化合價為+1價,處于A族,原子序數大于O元素,故Y為Na元素,Z為+3價,為Al元素,W的化合價為+6、2價,故W為S元素,A、同周期隨原子序數增大,原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑增大

2、,故原子半徑NaAlO,即YZX,故A錯誤;B、雖然非金屬性SSi,但SiH4的分解溫度比H2S高,較穩定,故B正確;C、SO3與H2O化合生成H2SO4,H2SO4是共價化合物,故C錯誤;D、NaOH與Al(OH)3能發生反應:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,故D正確;故選BD點評:本題考查結構性質與位置關系、元素周期律等,難度不大,根據推斷元素是解題的關鍵,根據化合價結合原子序數進行推斷,首先審題中要抓住“短周期元素”幾個字2X、Y、Z是原子序數依次遞增的短周期元素,3種元素的原子核外電子數之和與Ca2的核外電子數相等,X、Z分別得到一個電子后均形成稀有氣體原子的穩定電子

3、層結構。下列說法正確的是A原子半徑:ZYXBZ與X形成化合物的沸點高于Z的同族元素與X形成化合物的沸點CCaY2與水發生氧化還原反應時,CaY2只作氧化劑DCaX2、CaY2和CaZ2等3種化合物中,陽離子與陰離子個數比均為12【答案】B【解析】Ca2+的核外電子數為18,X、分別得到一個電子后均形成稀有氣體原子的穩定電子層結構說明X、Z能形成負1價離子,故X為H、Z為F,而X不可能為F、Z不可能為Cl;由此可進一步推出Y為O。原子半徑:O>F>H,A項錯誤;HF分子間存在氫鍵,故其沸點是同主族元素氫化物中最高的,B項正確;CaO2與水發生反應時,O22歧化,既作氧化劑,又作還原劑

4、,C項錯誤;CaO2中的陽離子與陰離子個數比均為1:1,D項錯誤。【考點定位】本題考查短周期元素的性質推斷和元素周期表知識。3以下有關原子結構及元素周期律的敘述正確的是 A. 以A族元素銫的兩種同位素比多4個質子 B. 同周期元素(除0族元素外)從左到右,原子半徑逐漸減小 C. 第A族元素從上到下,其氫化物得穩定性逐漸增強 D. 同主族元素從上到下,單質的熔點逐漸降低【答案】B【解析】正確答案:B銫的同位素具有相同的質子數,A錯;同周期元素(除0族元素外)從左到右,原子半徑逐漸減小,B對;第VIIA族元素從上到下,其氫化物的穩定性逐漸減弱,C錯;第VIIA族元素從上到下,單質的熔點逐漸升高,D

5、錯;選B。4短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對位置如圖1所示。下列說法正確的是A.元素X與元素Z的最高正化合價之和的數值等于8B.原子半徑的大小順序為:rX>rY>:rZ>rW>rQC.離子Y2-和Z 3+的核外電子數和電子層數都不相同D.元素W的最高價氧化物對應的水化物的酸性比Q的強【答案】A【解析】答案:A【分析】該題以“周期表中元素的推斷”為載體,考查學生對元素周期表的熟悉程度及其對表中各元素性質和相應原子結構的周期性遞變規律的認識和掌握程度。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。推出的元素為:X:N ; Y :O

6、; Z: Al ; W :S ; Q :ClA.元素最高正化合價一般等于其主族數。B.同周期原子半徑從左到右依次減小,同主族從上到下依次增大。C.離子Y2和Z 3都為10微粒,核外電子數和電子層數都相同。D. 元素最高價氧化物對應的水化物的酸性是與非金屬性一致的,因此酸性Q的強。5某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數是次外層電子數的一半,該元素A.在自然界中只以化合態的形式存在 B.單質常用作半導體材料和光導纖維C.最高價氧化物不與酸反應 D.氣態氫化物比甲烷穩定【答案】A【解析】略6元素的原子結構決定其性質和周期表中的位置。下列說法正確的是A.元素原子的最外層電子數等于元素的最高化合價B

7、.多電子原子中,在離核較近的區域內運動的電子能量較高C.P,S,Cl得電子能力和最高價氧化物對應的水化物的酸性均依次增強D.元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素【答案】C【解析】略7X、Y、Z、M、W為五種短周期元素。X、Y、Z是原子序數依次遞增的同周期元素,且最外層電子數之和為15;X與Z可形成XZ2分子;Y與M形成的氣態化合物在標準狀態下的密度為;W的質子數是X、Y、Z、M四種元素質子數之和的 。下列說法正確的是A.原子半徑:W>Z>Y>X>MB.XZ2 、X2M2 、W2Z2均為直線型的共價化合物C.由X元素形成的單質不一定是原子晶體D.由X、

8、Y、Z、M四種元素形成的化合物一定既有離子鍵,又有共價鍵【答案】C【解析】正確答案:C由題意可知,X、Y、Z、M、W這五種短周期元素的排列,不是按原子序數依次遞增排列的,其中只有X、Y、Z三種元素是原子序數依次遞增的同周期元素,由X、Y、Z的最外層電子數之和為15,X與Z可形成XZ2分子,可推出X、Y、Z分別為C、N、O三種元素;再根據Y與M形成的氣態化合物在標準狀況下的密度,就可計算出該氣態化合物的相對分子質量為17,從而確定M為H元素,最后根據W的質子數是X、Y、Z、M四種元素質子數之和的1/2,推出W為Na 元素。所以,原子半徑應是WXYZM(即NaCNOH),A選項錯。B選項中CO2

9、、C2H2 均為直線型共價化合物,而Na2O2 不是直線型共價化合物(折線型化合物),B錯誤。C選項是正確的,例如石墨、C60、碳納米管、石墨烯等碳單質就不是原子晶體。D選項中,X、Y、Z、M四種元素可形成化合物 (NH4)2CO3 、NH4HCO3 、CO(NH2)2(尿素)等,前二種為離子化合物,而尿素為共價化合物,所以D錯。8 科學家最近研制出可望成為高效火箭推進劑的(如下圖所示)。已知該分子中N-N-N鍵角都是108.1°,下列有關的說法正確的是 A.分子中N、O間形成的共價鍵是非極性鍵 B.分子中四個氧原子共平面C.該物質既有氧化性又有還原性D.15.2g該物資含有6.02

10、×個原子【答案】C【解析】略9化學選修3:物質結構與性質(15分)早期發現的一種天然準晶顆粒由三種Al、Cu、Fe元素組成。回答下列問題:(1)準晶是一種無平移周期序,但有嚴格準周期位置序的獨特晶體,可通過 方法區分晶體、準晶體和非晶體。(2)基態鐵原子有 個未成對電子,三價鐵離子的電子排布式為: ,可用硫氰化鉀奉驗三價鐵離子,形成配合物的顏色為 (3)新制備的氫氧化銅可將乙醛氧化為乙酸,而自身還原成氧化亞銅,乙醛中碳原子的雜化軌道類型為 ; 一摩爾乙醛分子中含有的鍵的數目為: 。乙酸的沸點明顯高于乙醛,其主要原因是: 。氧化亞銅為半導體材料,在其立方晶胞內部有四個氧原子,其余氧原子

11、位于面心和頂點,則該晶胞中有 個銅原子。(4)鋁單質為面心立方晶體,其晶胞參數a0405nm,晶胞中鋁原子的配位數為 。列式表示鋁單質的密度 g·cm3(不必計算出結果)【答案】(1)X射線衍射;(2)4個;1s22s22p63s23p63d5 或Ar3d5;血紅色;(3)sp3;sp2;6NA;乙酸的分子間存在氫鍵,增加了分子之間的相互作用;16;(4)12;【解析】試題分析:(2)從外觀無法區分三者,但是用X光照射會發現:晶體會對x射線發生衍射,而非晶體不會對x射線發生衍射。準晶體介于二者之間。因此通過有無衍射現象即可確定。(2)26號元素Fe核外電子排布是1s22s22p63s

12、23p63d64s2,即可見在基態Fe原子上有4個未成對的電子,當Fe原子失去4s的2個電子后,再失去1個3d電子就得到了Fe3+. 因此Fe3+的電子排布式是1s22s22p63s23p63d5. Fe3+與SCN-形成的多種配位化合物的顏色但是血紅色的。可利用這一性質來檢驗Fe3+。(3)新制的Cu(OH)2在加入時可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸,而它自身則被還原為磚紅色的Cu2O。反應的方程式是:CH3CHO+ 2Cu(OH)2=CH3COOH+Cu2O+2H2O。在分子乙醛中,甲基碳原子的雜化軌道類型為sp3雜化 ;而醛基上碳原子是sp2雜化;乙酸的沸點明顯高于乙醛,其主

13、要原因是 乙酸的相對分子質量比乙醛大,而且在分子間存在氫鍵,增加了分子之間的相互作用,所以沸點比乙醛高。在Cu2O的一個晶胞中含有的O原子的個數是:4+8×1/8+6×1/2=8.由于Cu:O=2:1.因此在一個晶胞中含有的Cu原子的個數是16個。(4)在Al晶體的一個晶胞中與它距離相等且最近的Al原子在通過這個頂點的三個面心上,而通過一個頂點可以形成8個晶胞,由于每個面重復數了2次,所以在晶胞中原子的配位數為(3×8)÷2=12.在一個晶胞中含有的Al原子的個數是8×1/8+6×1/2=4.因此Al單質的密度g/cm3.考

14、點:考查晶體、非晶體、準晶體的區分方法、原子結構、離子的檢驗、金屬晶體的密度計算的知識。10化學選修3:物質結構與性質(15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數依次增大。A的核外電子總數與其電子層數相同,b的價電子層中的未成對電子有3個,c的最外層電子數為其內層電子數的3倍,d與c同主族,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

15、式,寫兩種)。(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為3的酸是 ;酸根呈三角錐結構的酸是 。(填化學式)(4)c和e形成的一種離子化合物的晶體結構如圖1,則e離子的電荷為 。(5)這5種元素形成的一種1:1型離子化合物中,陰離子呈四面體結構,陽離子呈軸向狹長的八面體結構(如圖2所示)。該化合物中陰離子為 ,陽離子中存在的化學鍵類型有 ;該化合物加熱時首先失去的組分是 ,判斷理由是 。【答案】(1)N (2)sp3 H2O2、N2H4(3)HNO2、HNO3 H2SO3(4)+1(5)SO42 共價鍵和配位鍵 H2O H2O與Cu2的配位鍵比NH3與Cu2的弱【解析】試題分析

16、:根據題意知,周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數依次增大。a的核外電子總數與其電子層數相同,則a為氫元素;b的價電子層中的未成對電子有3個,則b為氮元素;c的最外層電子數為其內層電子數的3倍,則c為氧元素;d與c同主族,則d為硫元素;e的最外層只有1個電子,但次外層有18個電子,則e為銅元素。(1)同周期由左向右第一電離能呈遞增趨勢,但當元素原子的軌道呈全滿、全空、半充滿狀態時,較穩定;同主族由上到下第一電離能逐漸減小,氮原子2p軌道為半充滿狀態,較穩定,則N、O、S中第一電離能最大的是N;e為銅元素,價層電子軌道示意圖為。(2)a為氫元素,和其他元素形成的二元共價化合物中,分子

17、呈三角錐形,該分子為氨分子,中心原子的雜化方式為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、C2H6等。(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為3的酸是HNO2、HNO3;酸根呈三角錐結構的酸是H2SO3。(4)根據O和Cu形成的離子化合物的晶胞結構判斷,該化合物的化學式為Cu2O,則e離子的電荷為+1。(5)根據題給信息知,這5種元素形成的一種1:1型離子化合物中,陰離子呈四面體結構,為硫酸根;陽離子呈軸向狹長的八面體結構結合圖2知,該化合物的化學式為Cu(NH3)4(H2O)2SO4。則該化合物中陰離子為SO42,陽離子中存在的化學鍵

18、類型有共價鍵和配位鍵;該化合物加熱時首先失去的組分是H2O,判斷理由是H2O與Cu2的配位鍵比NH3與Cu2的弱。考點:考查物質結構與性質,涉及元素推斷、元素周期律,核外電子排布規律,共價鍵與分子結構和性質,晶體結構相關知識。11(13分)X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數依次增大。XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態原子的M層與K層電子數相等;R2離子的3d軌道中有9個電子。請回答下列問題:(1)Y基態原子的電子排布式是_;Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是_。(2)XY2離子的立體構型是_;R2的水合離子中,提供孤電子對的是原子是_。(3)Z與某元素形成的化合物的晶

19、胞如右圖所示,晶胞中陰離子與陽離子的個數之比是_。(4)將R單質的粉末加入XH3的濃溶液中,通入Y2,充分反應后溶液呈深藍色,該反應的離子方程式是_。【答案】(1)1s22s22p4;Cl (2)V形;O (3)2:1(4)2Cu8NH3·H2OO2=2Cu(NH3)424OH6H2O【解析】試題分析:X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數依次增大。XY2是紅棕色氣體,該氣體是NO2,則X是氮元素,Y是氧元素;X與氫元素可形成XH3,該氣體是氨氣;Z基態原子的M層與K層電子數相等,則該元素的原子序數是28212,即為鎂元素;R2離子的3d軌道中有9個電子,因此R的原子序數是1892

20、=29,即為銅元素。(1)氧元素的原子序數是8,則根據核外電子排布規律可知,氧元素基態原子的電子排布式是1s22s22p4;同周期自左向右元素的第一電離能逐漸增大,鎂是第三周期,則所在周期中第一電離能最大的主族元素是Cl元素。(2)根據價層電子對互斥理論可知,NO2離子中心原子氮原子含有的孤對電子對數 1,即氮原子的價層電子對數是3,由于含有一對孤對電子,因此其離子的立體構型是V形;銅離子含有空軌道,而水分子中的氧原子含有孤對電子,因此在Cu2的水合離子中,提供孤電子對的原子是O原子。(3)根據晶胞結構可知,陽離子在8個頂點和體心處各一個,則根據均攤法可知,陽離子個數18× 2個。陰

21、離子在上下面各2個,晶胞內部2個,則陰離子個數4×24個,因此晶胞中陰離子與陽離子的個數之比是4:22:1。(4)將R單質的粉末加入氨氣的濃溶液中,通入氧氣,充分反應后溶液呈深藍色,這說明在反應中銅被氧化氧化為銅離子與氨氣結合形成配位鍵,則該反應的離子方程式是2Cu8NH3·H2OO2=2Cu(NH3)424OH6H2O。考點:考查元素推斷、核外電子排布、第一電離能、晶胞結構與計算、配位鍵等12(12分)【化學物質結構與性質】石墨烯(如圖甲)是一種由單層碳原子構成的平面結構新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結構會發生改變,轉化為氧化石墨烯(如圖乙)(1)圖甲中,

22、1號C與相鄰C形成鍵的個數為_(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)石墨烯可轉化為富勒烯(C60),某金屬M與C60可制備一種低溫超導材料,晶胞如圖丙所示,M原子位于晶胞的棱上與內部,該晶胞中M原子的個數為_,該材料的化學式為_【答案】(1)3(2)sp3;<(3)O、H(4)12;M3C60【解析】試題分析:(1)根據圖甲可知1號C與相鄰C形成鍵的個數為3.(2)圖乙1號碳形成了4個鍵,所以1號C的雜化方式

23、為sp3;圖乙1號C與相鄰C形成的鍵角是109.5,圖甲1號C與相鄰C的鍵角是120。(3)氧化石墨烯中O原子與H2O中的H原子,氧化石墨烯中H原子與H2O中O原子都可以形成氫鍵。(4)根據切割法,晶胞含M原子的個數為:12×1/4+9=12;C60位于頂點和面心,所以晶胞含C60個數為:8×1/8+6×1/2=4,所以化學式為M3C60考點:本題考查化學鍵的判斷、雜化方式和鍵角的判斷、氫鍵、晶胞的計算。 13物質結構與性質含有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制備納米Cu2O。(1)Cu+基態核外電子排布式為 (2)與OH互為等電

24、子體的一種分子為 (填化學式)。(3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是 ;1mol乙醛分子中含有ó的鍵的數目為 。(4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應的化學方程式為 。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結構如圖所示,銅晶體中每個銅原子周圍距離最近的銅原子數目為 。【答案】(1)Ar3d10(2) HF(3) sp2 6mol(4) CH3CHO+NaOH+2Cu(OH)2 H3COONa+Cu2O+3H2O(5) 12【解析】試題分析:(2)等電子體為原子數相同,價電子數相同;(3)醛基中碳原子有碳氧雙鍵,為sp2雜化;根據結構得出共含有6mol鍵;(5)

25、銅晶體中每個銅原子周圍距離最近的銅原子為一個平面上對角線上的原子,每個平面4個,有3各面共12個。考點:本題考查物質結構有關內容。14 “物質結構與性質”模塊(10分)請回答下列問題:(1)N、AI、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數據如下:(2)則該元素是_(填寫元素符號)。Ge原子的電子排布式是_,Ce的最高價氯化物分子式是_ _,該元素可能的性質或應用有_。A是一種活潑的金屬元素B其電負性大于硫C其單質可作為半導體材料D其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點 關于化合物 ,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

26、溶解度大于2-丁烯(4)NaF的熔點 的熔點(填>、<或=),其原因是 【答案】Al GeCl4C、DB、D>兩者均為離子化合物,且陰陽離子電荷數均為1,但后者的離子半徑較大,離子鍵較弱,因此其熔點較低【解析】(1)該元素在第四電離能發生突變,該元素為正三價,為鋁元素;根據能量最低原理和核外電子排布規律不難寫出電子排布式;Ge和C為同族元素,Ge最高價為+4價,氯化物分子式為GeCl4。Ge位于金屬和非金屬分界線附近,既具有金屬性,也具有一定的非金屬性,可作為半導體材料;Ge不是一種活潑的金屬;Ge為金屬,電負性要小于硫;Ge的氯化物和溴化物均為分子晶體,相對分子質量越大,分

27、子間作用力越大,Ge的溴化物沸點更高。分子中含有碳碳非極性共價鍵,也含有碳氫極性共價鍵,B項正確;分子中含有4個C-H和3個C-C 和2個C-O,3個鍵,1個C=C和2個C=O ;該分子中含有兩個醛基,溶解度要大于2-丁烯。(4)兩者均為離子化合物,晶格能越大,熔點越高;兩者陰陽離子電荷數均為1,但后者的離子半徑較大,晶格能小,因此其熔點較低。【考點定位】本題考查較為綜合,涉及電子排布式、分子的立體構型、雜化軌道類型、化學鍵類型等知識,具有一定的難度。15化學選修3:物質結構與性質(15分)前四周期原子序數依次增大的元素A,B,C,D中,A和B的價電子層中未成對電子均只有1個,且A-和B+的電

28、子相差為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分別為4和2,且原子序數相差為2。回答下列問題:(1)D2+的價層電子排布圖為_。(2)四種元素中第一電離最小的是_,電負性最大的是_。(填元素符號)(3)A、B和D三種元素責成的一個化合物的晶胞如圖所示。該化合物的化學式為_;D的配位數為_;列式計算該晶體的密度_g·cm-3。(4)A-、B+和C3+三種離子組成的化合物B3CA6,其中化學鍵的類型有_;該化合物中存在一個復雜離子,該離子的化學式為_,配位體是_。15【答案】(1)(2)K F(3)K2NiF4 6 =3.4(4)離子鍵、配位鍵、FeF63- F-【解

29、析】根據題意,A為F元素,B為K元素,C為Fe元素,D為Ni元素。(1)Ni2+的價層電子排布圖為(2)四種元素中第一電離最小的是K,電負性最大的是F。(3)根據晶胞結構可知:F為,K為,Ni為,則化學式為K2NiF4。Ni的配位數為6,所以可以求出該晶體的密度:=3.4。(4)A-、B+和C3+三種離子組成的化合物是K3FeF6,其中化學鍵的類型有離子鍵、配位鍵;該化合物中存在復雜離子FeF63-,配位體是F-。【考點定位】物質結構與性質、核外電子排布、能級、電負性、晶胞的分析、計算、化學鍵類型、配位數、配位體16化學選修3:物質結構與性質(15分)硅是重要的半導體材料,構成了現代電子工業的

30、基礎。請回答下列問題:(1)基態Si原子中,電子占據的最高能層符號為 ,該能層具有的原子軌道數為 、電子數為 。(2)硅主要以硅酸鹽、 等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體,其中原子與原子之間以 相結合,其晶胞中共有8個原子,其中在面心位置貢獻 個原子。(4)單質硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應來制備。工業上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中反應制得SiH4,該反應的化學方程式為 。(5)碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示,簡要分析和解釋下列有關事實:化學鍵CCCHCOSiSiSiHSiO鍵能/(kJmol-1356413336226318452硅與碳同族,也有

31、系列氫化物,但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多,原因是 。SiH4的穩定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。(6)在硅酸鹽中,SiO4- 4四面體(如下圖(a)通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網狀四大類結構型式。圖(b)為一種無限長單鏈結構的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為 ,Si與O的原子數之比為 ,化學式為 。16【答案】(1)M 9 4(2)二氧化硅(3)共價鍵 3(4)Mg2Si + 4NH4Cl = SiH4 + 4NH3 + 2MgCl2(5)CC鍵和CH鍵較強,所形成的烷烴穩定。而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成。CH鍵的鍵能

32、大于CO鍵,CH鍵比CO鍵穩定。而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵,所以SiH鍵不穩定而傾向于形成穩定性更強的SiO鍵。(6)sp3 13 SiO32n- n(或SiO2- 3)【解析】(1)基態Si原子中,有14個電子,核外電子排布式為1s22s22p63s23p2,電子占據的最高能層符號為M。該能層具有的原子軌道數為1個s軌道,3個p軌道,5個d軌道。(2)硅主要以硅酸鹽、二氧化硅等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質硅存在與金剛石都屬于原子晶體,其中原子與原子之間以共價鍵相結合,其晶胞中共有8個原子,其中在面心位置貢獻為6×1/23個原子。(4)Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中

33、反應制得SiH4,該反應的化學方程式為Mg2Si + 4NH4Cl = SiH4 + 4NH3 + 2MgCl2。(5)硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多,原因是CC鍵和CH鍵較強,所形成的烷烴穩定。而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成。SiH4的穩定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是CH鍵的鍵能大于CO鍵,CH鍵比CO鍵穩定。而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵,所以SiH鍵不穩定而傾向于形成穩定性更強的SiO鍵。(6)在硅酸鹽中,SiO4- 4為四面體結構,所以Si原子的雜化形式為sp3,Si與O的原子數之比為13,化學式為SiO3

34、2n- n(或SiO2- 3)。【考點定位】物質結構與性質、核外電子排布、化學鍵、雜化類型、晶體結構17X、Y、Z、R為前四周期元素且原子序數依次增大。X的單質與氫氣可以化合生成氣體G,其水溶液pH>7;Y單質是一種黃色晶體;R基態原子3d軌道的電子數是4s軌道電子數的3倍。Y、Z分別與鈉元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液與AgNO3溶液反應可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z與氫元素形成的化合物與G反應生成M。請回答下列問題:(1)M固體的晶體類型是 。(2)Y基態原子的核外電子排布式是 ;G分子中X原子的雜化軌道的類型是 。(3)L的懸濁液加入Q的溶液,白色沉淀轉化為黑色沉淀,其原因

35、是 。(4)R的一種含氧酸根RO42具有強氧化性,在其鈉鹽中加入稀硫酸,溶液變為黃色,并有無色氣體產生,該反應的離子方程式是 。17【答案】(1)離子晶體(2)1s22s22p63s23p4sp3(3)Ag2S的溶解度比AgCl小(4)4FeO4220H=4Fe33O210H2O【解析】根據題意G為NH3,則X為N,Y是S,R的外圍電子排布式為3d64s2,是Fe,J為氯化鈉,Z是Cl,M是NH4Cl,是離子晶體,NH3為三角錐型,N采取sp3雜化,白色AgCl轉化為黑色的Ag2S,是沉淀的轉化,原因是Ag2S溶解度小些,FeO42有強氧化性,根據題意生成Fe3和無色氣體(推斷為氧氣)。【考點

36、定位】本題考查物質結構,元素周期律,能力層面考查考生的推理能力。18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隨核電荷數的變化趨勢,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,下圖為其晶胞結構示意圖,則每個晶胞中含有B原子的個數為 ,該功能陶瓷的化學式為 。(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原子間的配位鍵結合形成配合物,則該配合物中提供孤對電子的原子是 。18【答案】(1)a;(2)2;BN;(3)sp2;sp3;3;(4)X。【解析】 (1)

37、根據鹵族元素的原子結構和性質,可知電負性歲核電荷數的遞增而減小,a對;F元素無正價,b錯;氫化物的沸點氟化氫中由于氫鍵的存在,沸點最高,c錯;單質的熔沸點隨核電荷數的遞增而升高,氟氣和氯氣常溫下為氣體,溴單質為液體,d錯;選a;(2)同周期元素原子半徑隨核電荷數的遞增逐漸減小,故B原子的半徑大于N原子,也就是B原子位于晶胞的8個頂點和中間,其每個晶胞中含有8×1/8+1=2個;N原子位于晶胞中和棱上,故每個晶胞中含有4×1/4+1=2個;化學式可寫為:BN;(3)BCl3的分子構型為正三角形,其中心原子的雜化方式分別為sp2; NCl3為三角錐形,其中心原子的雜化方式分別為

38、sp3;由于氮原子的2p軌道是半滿狀態,其第一電離能大于O和C元素;Be原子的2s軌道為全滿狀態,故其第一電離能介于B和N之間,故共有:Be、C、O三種;(4)B原子的最外層有三個電子,其和氯原子成鍵時全部電子都參與成鍵不存在孤對電子,故提供孤對電子的是X。【考點定位】此題綜合考查了物質結構與性質模塊的元素性質、晶體的結構和性質、雜化軌道和配位鍵等知識。19化學物質結構與性質(1)依據第2周期元素第一電離能的變化規律,參照下圖B、F元素的位置,用小黑點標出C、N、O三種元素的相對位置。(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應直接得到:4NH3+3F2 Cu=NF3+3NH4F上述化學

39、方程式中的5種物質所屬的晶體類型有_(填序號)。a離子晶體 b分子晶體 c原子晶體 d金屬晶體基態銅原子的核外電子排布式為_。(3)BF3與一定量水形成(H2O)2·BF3晶體Q,Q在一定條件下可轉化為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Ka=1.1 ×10-10;水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內氫鍵。據此判斷,相同溫度下電離平衡常數Ka2(水楊酸)_Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是_。

40、19【答案】(1)(2)a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(3)a、d三角錐型 sp3(4)< 中形成分子內氫鍵,使其更難電離出H【解析】(1)同周期從左到右,第一電離能逐漸升高,但受到全滿、半滿的影響,出現兩處反常,Be>B,N>O;(2)NH3、NF3、F2為分子晶體;Cu為金屬晶體,NH4F為離子晶體;銅位于第B族,故電子排布式為Ar3d104s1;(3)晶體Q為分子晶體,分子內部存在共價鍵,O與B之間存在配位鍵,與分子間存在氫鍵和分子間作用力(范德華力);B采用sp3雜化,存在孤對電子,故為三角錐形;(4)因為存在分子內氫鍵,減

41、弱了氫離子的電離,故電離常數減小。【考點定位】以物質結構為基礎,考查原子結構、分子結構、分子間作用力、晶體結構等相關知識。20(15分)(2012重慶)金剛石、SiC具有優良的耐磨、耐腐蝕特性,應用廣泛(1)碳與短周期元素Q的單質化合僅能生成兩種常見氣態化合物,其中一種化合物R為非極性分子碳元素在周期表中的位置是 ,Q是 ,R的電子式為 (2)一定條件下,Na還原CCl4可制備金剛石,反應結束冷卻至室溫后,回收其中的CCl4的實驗操作名稱為 ,除去粗產品中少量鈉的試劑為 (3)碳還原SiO2制SiC,其粗產品中雜質為Si和SiO2現將20.0g SiC粗產品加入到過量的NaOH溶液中充分反應,

42、收集到0.1mol氫氣,過濾得SiC固體11.4g,濾液稀釋到1L生成氫氣的離子方程式為 ,硅酸鹽的物質的量濃度為 (4)下列敘述正確的有 (填序號)Na還原CCl4的反應、Cl2與H2O的反應均是置換反應水晶、干冰熔化時克服粒子間作用力的類型相同Na2SiO3溶液與SO3的反應可用于推斷Si與S的非金屬性強弱鈉、鋰分別在空氣中燃燒,生成的氧化物中陰陽離子數目比均為1:220【答案】(1)第二周期第A族;氧(或O);(2)過濾;水(或乙醇)(3)Si+2OH+H2OSiO32+2H2;0.17 molL1(4)【解析】試題分析:(1)Q為氧,非極性分子R為CO2;(2)將不溶性固體和液體分離通

43、常采用的方法是過濾;由于Na可以與水(或乙醇)發生反應;(3)根據反應的方程式計算生成Na2SiO3的物質的量,進而計算濃度;(4)Na還原CCl4的反應屬于置換反應,但Cl2與H2O反應生成HCl和HClO;水晶屬于原子晶體,而干冰屬于分子晶體;元素的非金屬性越強,對應的最高價氧化物的水化物的酸性越強;鈉、鋰分別在空氣中燃燒,生成的氧化物分別為Na2O2、Li2O解:(1)由題給信息“碳與Q的單質化合僅能生成兩種常見氣態化合物,其中一種化合物R為非極性分子”可推知Q為氧,非極性分子R為CO2根據周期序數=電子層數,主族序數=最外層電子數可以確定碳在周期表中的位置是第二周期第A族,CO2的電子

44、式為,故答案為:第二周期第A族;氧(或O);(2)金剛石是不溶于CCl4的固體,CCl4是液體,將不溶性固體和液體分離通常采用的方法是過濾;由于Na可以與水(或乙醇)發生反應,而金剛石不與水(或乙醇)反應,所以除去粗產品中少量的鈉可用水(或乙醇),故答案為:過濾;水(或乙醇);(3)根據硅與NaOH反應的化學方程式Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2可寫出其離子方程式為Si+2OH+H2OSiO32+2H2;計算溶液中硅酸鹽的物質的量濃度需要根據化學方程式進行計算:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H228 g 1 mol 2 molm(Si) n1(Na2SiO3) 0.1

45、 molm(Si)=1.4g,n1(Na2SiO3)=0.05 mol,粗產品中SiO2的質量為m(SiO2)=20.0g11.4g1.4 g=7.2 gSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O60g 1mol2g n2(Na2SiO3)n2(Na2SiO3)=0.12mol,則n(Na2SiO3)=n1(Na2SiO3)+n2(Na2SiO3)=0.12mol+0.05mol=0.17mol,硅酸鹽的物質的量濃度為=0.17mol/L,故答案為:Si+2OH+H2OSiO32+2H2;0.17 molL1;(4)Na還原CCl4的反應屬于置換反應,但Cl2與H2O反應生成HCl和HClO,

46、不是置換反應,故錯誤;水晶屬于原子晶體,而干冰屬于分子晶體,熔化時克服粒子間作用力的類型不相同,故錯誤;Na2SiO3溶液與SO3的反應,說明酸性H2SiO3比H2SO4弱,則可用于推斷Si與S的非金屬性強弱,故正確;鈉、鋰分別在空氣中燃燒,生成的氧化物分別為Na2O2、Li2O,陰陽離子數目比均為1:2,故正確故答案為:點評:本題綜合元素化合物知識,題目難度中等,注意從質量守恒的角度結合反應的化學方程式計算,(3)為易錯點21(12分)(2012山東)化學物質結構與性質金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應用廣泛(1)下列關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

47、離子與自由電子間的相互作用c金屬導電是因為在外加電場作用下產生自由電子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,第二周期基態原子未成對電子數與Ni相同且電負性最小的元素是 (3)過濾金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價電子數與配體提供電子總數之和為18,則n= CO與N2結構相似,CO分子內鍵與鍵個數之比為 (4)甲醛(H2CO)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)甲醇分子內C原子的雜化方式為 ,甲醇分子內的OCH鍵角 (填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子內的OCH鍵角21【答案】(1)b(2)c(3)4;1:2(4)sp3;小于【解析】(1

48、)金屬鍵沒有方向性和飽和性,金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用,金屬導電是因為自由電子在外加電場作用下發生定向移動,屬具有光澤是因為自由電子能夠吸收可見光;(2)Ni的外圍電子排布為3d84s2,3d能級上有2個未成對電子;(3)CO配位時,提供碳原子上的一對孤對電子;CO中C和O以三鍵結合;(4)ABm型雜化類型的判斷:中心原子電子對計算公式:電子對數n=(中心原子的價電子數+配位原子的成鍵電子數±電荷數)注意:當上述公式中電荷數為正值時取“”,電荷數為負值時取“+”當配位原子為氧原子或硫原子時,成鍵電子數為零根據n值判斷雜化類型:一般有如下規律:當n=2,sp雜化;n=3,

49、sp2雜化;n=4,sp3雜化;sp3雜化是四面體構型,sp2雜化,分子呈平面三角形解:(1)a金屬鍵沒有方向性和飽和性,故A錯誤; b金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用,故B正確;c金屬導電是因為自由電子在外加電場作用下發生定向移動,故C錯誤;d金屬具有光澤是因為自由電子能夠吸收可見光,故D錯誤,故答案為:b;(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為2的元素有C、O,其中C的電負性小,故答案為:c;(3)中心原子價電子數與配體提供電子總數之和為18,中心原子是Ni,價電子排布3d84s2,共10個電子,CO配位時,提供碳原子上的一對孤對

50、電子,=4;CO中C和O以三鍵結合,含有1個鍵、2個鍵,故答案為:4;1:2;(4)甲醇分子內C的成鍵電子對數為4,無孤電子對,雜化類型為sp3,是四面體結構,甲醛分子中的碳采取sp2雜化,是平面三角形結構,甲醇分子內OCH鍵角比甲醛分子內OCH鍵角小,故答案為:sp3;小于點評:本題考查金屬鍵與金屬的物理性質的關系、原子軌道雜化方式及雜化類型判斷、鍵能、鍵長、鍵角及其應用等,難度不大,(3)是易錯點22原子序數依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中,a的最外層電子數為其周期數的二倍;b和d的A2B型氫化物均為V型分子,c的+1價離子比e的1價離子少8個電子回答下列問題:(1)元素a為 ,c

51、為 ;(2)由這些元素形成的雙原子分子為 ;(3)由這些元素形成的三原子分子中,分子的空間結構屬于直線型的是 ,非直線型的是 (寫兩種);(4)這些元素的單質或由它們形成的AB型化合物中,其晶體類型屬于原子晶體的是 ,離子晶體的是 ,金屬晶體的是 ,分子晶體的是 ;(每空填一種)(5)元素a和b形成的一種化合物與c和b形成的一種化合物發生的反應常用于防毒面具,該反應的化學方程式為 22【答案】(1)C、Na(2)CO(3)CO2;SO2 、ClO2(4)金剛石;氯化鈉;鈉;硫或一氧化碳(5)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2【解析】原子序數依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中,a

52、的最外層電子數為其周期數的二倍,所以a是C元素;b和d的A2B型氫化物均為V型分子,且b的原子序數小于d的原子序數,所以b是O元素,d是S元素;c的+1價離子比e的1價離子少8個電子,且都是短周期元素,所以c是Na元素,e是Cl元素(1)a是C;C是Na故答案為:C、Na(2)由這些元素形成的雙原子分子為CO故答案為:CO(3)由這些元素形成的三原子分子中,分子的空間結構屬于直線形的是CO2,非直線形的是:SO2 ClO2 故答案為:CO2;H2O、H2S(4)這些元素的單質或由他們形成的AB型化合物中,其晶體類型屬于原子晶體的是金剛石,離子晶體的是NaCl,金屬晶體的是Na,分子晶體的是 S 或CO故答案為:金剛石;氯化鈉;鈉;硫或一氧化碳(5)元素a和b形

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