- 物质性质的研究
- 共799题
[化学一选修3：物质结构与性质]（15分）
（1）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是元素周期表原子半径最小的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未 成对的电子，w的原子序数为29。回答下列问题：
①Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为_________，1molY2X2含有
②化合物ZX3的沸点比化台物YX4的高，其主要原因是_____________。
③元素Y的一种氧化物与元素z的一种氧化物互为等电子体，元素z的这种氧化物的分子式是_____________。
（2）铁元素能形成多种配合物，如：Fe(CO)x
①基态Fe3＋的M层电子排布式为___________________________。
②配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18．则x=_________。常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体属于
（填晶体类型）：
（3）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为_________。已知该晶胞的密度为
（4）下列有关的说法正确的是_____________。
E.分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
正确答案
（1）①sp杂化（2分） 3 NA或3×6.02×1023个 （2分）
②NH3分子间存在氢键（2分） ③N2O（2分）
（2）①3s23p63d5 （1分） ② 5（1分） 分子晶体 （1分）
（3）立方体（1分） 
（4）BC （2分）（漏选得1分，多选、错选不得分）
试题分析：（1）X是元素周期表原子半径最小的元素，则X是H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y是C元素；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，则Z是N元素；W是Cu元素。①C2H2分子中C原子周围有2个σ键，所以C原子是sp杂化；1molC2H2含有
②氨气分子间存在氢键，使分子间作用力增大，沸点升高；
③C的氧化物有CO和CO2，CO与N2是等电子体，CO2与N2O是等电子体；
（2）①基态Fe3＋的M层有13个电子，电子排布式为3s23p63d5 ；
②配合物Fe（CO）x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，8+2x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体；
（3）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物为Na2O，该晶胞结构中黑球有8×1/8+6×1/6=4，白球在内部，共有8个，所以黑球为O2-，以晶胞中上面心O2-离子为研究对象，距一个O2-周围最近的Na+离子有8个，位于晶胞中上层4个Na+及上面晶胞中的下层4个Na+，8个Na+离子构成的几何体中每个都是正方形，形成立方体结构；该晶胞质量是4×62/NAg，晶胞密度ρ=4×62/NA/a3，所以a=
（4）A、P的最外层3p轨道是半充满状态，是稳定状态，所以第一电离能最大，错误；B、根据元素周期律判断电负性顺序：C
A-E是周期表中1一36号的元素，它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下。
A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsnnpn，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0；C与B同周期，其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素；D元素在周期表中位于C元素的下一周期，其电负性在同周期元素中最大；E原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第IA族元素。
（1）请写出E原子基态的电子排布式____________。
（2）A与C形成的最简单化合物(甲）分子的立体结构是____________，其中C原子的杂化方式是______
（3）A与D元素形成的化合物（乙）与甲相比,沸点较低的是（写化学式）____________原因是________________________
（4）B元素可形成B70单质，它在一定条件下吸收可见光后可高效杀灭癌细胞，有望成为癌症治疗药物的候选材料。它与金属钾掺杂在一起的化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），则该化合物中B70与钾原子个数比为______。
正确答案
（8分）
（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2分)
（2）三角锥形(1分)；sp3杂化(1分)
（3）HCl(1分)；NH3分子之间存在氢键，HCl分子间不存在氢键(1分)
（4）1:3(2分)
试题分析：A原子的基态只有一种形状的电子云，容易形成共价键为H；B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsnnpn，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0，最外层4个电子，说明n=2，为C；C与B同周期，其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素，推断只能为N；第三周期电离能最大的D为Cl；在第四周期，最外层1个电子只有K、Cu，排除K,E是Cu。
（1）Cu电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1。
（2）NH3分子的立体结构是：三角锥形；中心原子N的价层电子对数(5+3)/2=4，为sp3杂化。
（3）由于NH3分子间存在氢键，熔沸点较高。
（4）结合晶胞图像可知B70共1/8×8+1=2个，钾原子个数1/2×2×6=6个。
原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d的A2B型氢化物均为V型分子，c的+1价离子比e的﹣1价离子少8个电子．
回答下列问题：
（1）元素a为 ，c为 ；
（2）由这些元素形成的双原子分子为 ；
（3）由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线型的是 ，非直线型的是 （写两种）；
（4）这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是 ，离子晶体的是 ，金属晶体的是 ，分子晶体的是 ；（每空填一种）
（5）元素a和b形成的一种化合物与c和d形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具，该反应的化学方程式为 ．
正确答案
（1）C、Na（2）CO（3）CO2；H2O、H2S（4）金刚石；氯化钠；钠；硫或一氧化碳（5）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍，所以a是C元素；b和d的A2B型氢化物均为V型分子，且b的原子序数小于d的原子序数，所以b是O元素，d是S元素；c的+1价离子比e的﹣1价离子少8个电子，且都是短周期元素，所以c是Na元素，e是Cl元素．
解：原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍，所以a是C元素；b和d的A2B型氢化物均为V型分子，且b的原子序数小于d的原子序数，所以b是O元素，d是S元素；c的+1价离子比e的﹣1价离子少8个电子，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．
故答案为：C、Na．
（2）由这些元素形成的双原子分子为CO．
故答案为：CO．
（3）由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是CO2，非直线形的是：H2O H2S．
故答案为：CO2；H2O、H2S．
（4）这些元素的单质或由他们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是金刚石，离子晶体的是NaCl，金属晶体的是Na，分子晶体的是 S 或CO．
故答案为：金刚石；氯化钠；钠；硫或一氧化碳．
（5）元素a和b形成的一种化合物是一氧化碳，与c和b形成的一种化合物是过氧化钠，二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．
点评：本题以元素 推断为载体考查了物质的结构和性质，能正确推断元素是解本题的关键，难度不大．
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC2的晶体为离子晶体，其阳离子与阴离子的个数比为1：1，D的二价阳离子比C的简单阴离子多一个电子层。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E原子序数为26.回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）.
（1）E在周期表中的位置 （指明周期和族）。
（2）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 .
（3）B的氢化物的分子空间构型是 ；AC32-的中心原子采取 杂化.
（4）写出任意一种由两种元素组成的与DC2中的阴离子互为等电子体的微粒的化学式 。
（5）E的高价态离子和低价态离子均能与A、B两元素按原子个数比1：1形成的带一个单位负电荷的阴离子组成六配位的配离子。写出该配离子的化学式 （任写一种）.
（6）X是周期表中电负性最大的元素，该元素与D元素组成的离子化合物的晶胞如右图所示。该离子化合物的化学式为 .
正确答案
（1）第四周期第Ⅷ族 （2）C＜O＜N （3）三角锥形 sp2
（4）IF、BrF、ClF、BrCl、Icl、Ibr、Cl0-等 （5）［Fe（CN）6］3-或者［Fe（CN）6］4-（6）CaF2
试题分析：由题给信息科推知A：C；B：N；C：O；D：Ca；E：Fe.(1)Fe时26号元素，它在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。（2）Ｃ的核外电子排布是1s22s22p2;Ｎ的核外电子排布是1s22s22p3;Ｏ的核外电子排布是1s22s22p4.当原子核外的电子处于全充满或半充满或全空时是稳定的。的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N。（3）NH3的分子空间构型是三角锥形。N在锥顶，三个H原子在锥底。CO32-的中心C原子采sp2杂化方式。（4）原子数相同，各原子最外层电子数之和相同的微粒互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。与C22-互为等电子体的微粒有IF、BrF、ClF、BrCl、Icl、Ibr、Cl0-等。（5）E的高价态离子和低价态离子均能与A、B两元素按原子个数比1：1形成的带一个单位负电荷的阴离子组成六配位的配离子是［Fe（CN）6］3-或者［Fe（CN）6］4-。（6）X是周期表中电负性最大的元素，X是F.该元素与D元素组成的离子化合物的晶胞如右图所示。Ca2+:8×1/8+6×1/2=4;F-：8×1=8.Ca2+：F-=4:8=1:2.所以该离子化合物的化学式为CaF2。
氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是 。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是 。
（3）（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4（1）+2N2H4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=" —103" 8．7kJ．mol—1
若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4，N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在 （填标号）
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．范德华力
（4）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，在与石墨结构相似的六方氮化硼晶钵中，层内B原子与N原子之间的化学键为___ 。
（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为3．615×l0—10m，立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子，立方氮化硼的密度是 g．cm一3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）
正确答案
（1）2s22p3（2分）
（2）N＞O＞C（2分）
（3）①sp3 （2分） ②3（2分） ③d（2分）
（4）共价键（1分）
（5）4（1分） 4（1分） 
试题分析：（1）根据构造原理可写出基态氮原子的价电子排布式是2s22p3。
（2）非金属性越强，第一电离能越大。但由于N中的2p是半充满，稳定性强，所以第一电离能大于O的，顺序为N＞O＞C。
（3）①NH3分子中中心原子含有1对孤对电子，所以是三角锥形结构。NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3，而肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的，所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3，这个与H2O，H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。
②根据反应式可知，当反应中有4mol N－H键断裂时，必然会生成1.5mol氮气。由于三键中含有2个π键，所以形成的π键有3mol。
③硫酸铵是离子化合物，含有离子键、极性键、配位键。但没有范德华力。所以答案选d。
（4）B与N为非金属元素，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键。
（5）金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×1/8 + 6×1/2 + 4 ＝ 8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，故“每个BN分子”所占的体积为(361.5×10－10cm)3/4 ，每mol的体积为(361.5×10－10cm)3×NA/4，每mol的质量为(361.5×10－10cm)3×NA×ρ/4＝25，故立方氮化硼的密度是 
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