14物质结构与性质

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（最新最全）2012年高考试题+模拟新题分类汇编专题14N单元　物质结构与性质N1原子结构与元素的性质N2化学键N3分子的结构与性质N4晶体结构与性质N5物质结构与性质综合32．N5　[2012·山东卷][化学—物质结构与性质]金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是________。a．金属键具有方向性与饱和性b．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(2)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________________________________________________________________________。(4)甲醛(H2C===O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为____________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。32．[答案](1)b(2)C(碳)(3)4　1∶2(4)sp3　小于[解析](1)金属键没有方向性和饱和性，a错；金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用，b对；金属导电是因为自由电子在外加电场作用下发生定向移动，c错；金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，d错。(2)Ni的外围电子排布为3d84s2,3d能级上有2个未成对电子。第二周期中未成对电子数为2的元素有C、O，其中C的电负性小。(3)CO中C和O以三键结合，含有1个σ键、2个π键。客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 (4)甲醇分子内C的成键电子对数为4，无孤电子对，杂化类型为sp3，甲醇分子内O—C—H键角比甲醛分子内O—C—H键角小。37．N5　[化学——选修3物质结构与性质](15分)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是____________；图0(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为____________；(3)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为____________；(4)H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为____________，SO离子的立体构型为____________；(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为__________g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为________pm(列式表示)。图037．[答案](1)sp3　(2)O>S>Se(3)34　3s23p63d10客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 (4)强　平面三角形　三角锥形(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H＋(6)＝4.1　或或135[解析](1)S8分子内的每个S原子σ键电子对数是2，孤电子对数是2，价层电子对数是4，杂化类型为sp3。(2)同主族元素，从上往下第一电离能逐渐减小，所以从大到小的顺序为：O＞S＞Se。(3)由元素周期表可知Se的原子序数为34，其M层的电子排布为：3s23p63d10。(4)原子半径越大，其氢化物越容易电离出氢离子，所以H2Se的酸性比H2S强；SeO3的价层电子对数是3，Se原子上无孤电子对，故分子的立体构型是平面三角形；SO的价层电子对数是4，S原子上孤电子对数是1，所以离子的空间构型是三角锥形。(6)ZnS晶胞是立方体，其中8个顶点有8个S2－离子，6个面心上各有1个S2－离子，立方体内部还有4个Zn2＋离子，所以一个ZnS晶胞中含有的S2－离子数＝8×＋6×＝4，Zn2＋离子数＝4×100%＝4，则一个晶胞的质量为4×，体积为(540×10－10cm)3，所以密度为＝4.1g·cm－3。30．N5　[2012·福建卷][化学—物质结构与性质](13分)(1)元素的第一电离能：Al________Si(填“>”或“<”)。(2)基态Mn2＋的核外电子排布式为______________________。(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 图0(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示：图0①在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有____________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。②硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。A．离子键　B．共价键　C．金属键　D．范德华力E．氢键30．[答案](1)<(2)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(3)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)(4)①sp2、sp3　4,5(或5,4)　2②ADE[解析]本题考查物质结构与性质，涉及电离能、电子排布式、沸点比较、杂化、配位键等知识。(2)基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，失去最外层2个电子后形成Mn2＋，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(3)硅烷是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，沸点越高。(4)①由球棍模型可以看出，黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，采取sp2杂化，4号B原子形成4个键，采取sp3杂化；B与O之间的电负性差别没有H与O之间的大，故5号O上面的孤对电子带电较为密集，因此可提供电子给4号B，从而形成配位键。由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]m－，其中B为＋3价，O为－2价，H为＋1价，根据化合价可知m＝2。②在晶体中Na＋与Xm－之间为离子键，H2O分子间存在范德华力和氢键，而该阴离子也能与水分子形成氢键。25．N5B3K2　(16分)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 XX的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn＋2ZZ存在质量数为23，中子数为12的核素WW有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色(1)W位于元素周期表第________周期第________族，其基态原子最外层有________个电子。(2)X的电负性比Y的________(填“大”或“小”)；X和Y的气态氢化物中，较稳定的是________(写化学式)。(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：____________________________。(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中，有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢，写出其中一种分子的名称：____________。氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子，写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式：________________________________。25．[答案](1)四　Ⅷ　2(2)小　H2O(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO得2e－3＋O失2e－2或＋2CO2===2Na2CO3＋O2(4)丙烷(其他合理答案均可)　CH3COOH＋HCO===CH3COO－＋CO2↑＋H2O(其他合理答案均可)[解析]本题为元素推断题，主要考查原子结构、元素周期表、元素周期律知识，同时考查氧化还原反应及离子方程式的书写，旨在考查考生对物质组成、结构、性质的综合应用能力。由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。(1)Fe位于周期表第四周期第Ⅷ族元素，其基态原子价电子排布式为3d64s2，最外层有2个电子。(2)X(C)、Y(O)位于同一周期，自左向右电负性增大，故X的电负性比Y的小，非金属性越强，气态氢化物越稳定，故较稳定的为H2O。(3)Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，在标电子转移的方向和数目时，应注意Na2O2中氧元素化合价一部分升高，一部分降低。(4)本小题为发散型试题，答案不唯一。烃分子中含有两种氢原子的烃较多，如丙烷(CH3CH2CH3)、丙炔(CH3C≡CH)等，由C、H、O三种元素形成的分子很多，但形成的无机阴离子只有HCO，因此能与HCO反应的分子必须为羧酸，如CH3COOH等。客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 1．[2012·西安质检](1)已知X、Y、Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：电离能/kJ·mol－1I1I2I3I4X5781817274511578Y7381451773310540Z496456269129543则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为______________(用元素符号表示)，元素Y的第一电离能大于X的第一电离能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)A、B、C、D是周期表中前10号元素，它们的原子半径依次减小。D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子M、N、W，且在M、N、W分子中，A、B、C三原子都采取sp3杂化。①A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。②M是含有________键(填“极性”或“非极性”)的________分子(填“极性”或“非极性”)。③N是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因________________________________________________________________________________。④W分子的VSEPR模型的空间构型为________，W分子的空间构型为________。⑤AB－离子中和B2分子的π键数目比为________。(3)E、F、G三元素的原子序数依次增大，三原子的核外的最外层电子排布均为4s1。①E元素组成的单质的晶体堆积模型为________(填代号)。a．简单立方堆积　　　b．体心立方堆积c．六方最密堆积d．面心立方最密堆积②F元素在其化合物中最高化合价为________。③G2＋离子的核外电子排布式为________________________________________________________________________，G2＋和N分子形成的配离子的结构式为________。客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 1．(1)Al>Mg>Na　元素Mg价电子排布式为3s2，处于全充满状态，比Al价电子排布(3s23p1)稳定。则Mg第一电离能大于Al的第一电离能(2)①CN>O(4)H2O分子间存在氢键(5)三角锥形　sp3　(6)[解析]2p轨道有3个单电子(2p3)，则A是氮元素；2p轨道有一个单电子的元素可能是B或F，因原子序数大于氮，故C元素是氟，B元素必为氧；因E的内部各能层均排满，是Na或Cu，而D与E同周期价电子数为2，所以D、E分别是Ca和Cu。(2)N2中存在氮氮三键，其中有一条σ键和两条π键。(3)氮原子的2p轨道处于半满状态较稳定，使其第一电离能大于氧。(6)Ca2＋离子半径大于F－，故Ca2＋处于顶点和面心：8×＋6×＝4；F－在晶胞内部有8个。则ρa3NA＝40×4＋19×8，a＝。4．[2012·山西四校联考]能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。(1)目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，图K42－5是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。图K42－5①Ni在元素周期表中的位置是________________，其基态原子的外围电子排布图是____________。②该合金储氢后，含1molLa的合金可吸附H2的物质的量为________。(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C6H5NO3·1.5H2O)。实验表明，加热至94℃时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 ①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是________________。②对硝基苯酚水合物属于________(填晶体类型)，失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是________。(3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO互为等电子体，且该阴离子中的所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的化学式是________，空间立体构型为________，其中心原子N的杂化方式是________。4．(1)①第四周期，第Ⅷ族　1s22s22p63s23p63d84s2　②3mol(2)①O＞N＞C＞H　②分子晶体　氢键(3)NO　正四面体　sp3[解析](1)②每个晶胞中含La个数为8×＝1；含氢分子数为8×＋2×＝3，故含1molLa的合金可吸附3molH2。(2)②从硝基苯酚水合物的性质看，应为分子晶体。苯酚中的羟基与结晶水之间存在氢键。(3)根据等电子体知识可知，该离子的化学式为NO，等电子体的结构相似，故中心原子氮原子的杂化方式与SO中的硫原子相同，采取sp3杂化，离子为正四面体结构。5．[2012·湖南师大附中]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________，W3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________，O—C—O的键角约为________；客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台 (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X∶Y∶Z＝________；(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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．(1)2s22p4　V形(2)2F2＋2H2O===4HF＋O2(3)MgO　晶格能大　sp2和sp3　120°(4)3∶1∶1(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[解析]最外层电子数是次外层电子数3倍的只能是氧元素；根据Y与氧形成的化合物熔点最高，则Y为Mg，X为氟，Z的原子序数为19，是钾。(3)MgO中离子所带电荷多，Mg2＋半径小，故其晶格能较大，熔点高于NaCl。碳酸二甲酯中来自碳酸的碳原子为sp2杂化，故分子中的O—C—O键角接近120°；来自甲醇的碳原子为sp3杂化。(4)根据晶胞的结构可知，含X为12×＝3，含Y为8×＝1，Z为1。客服热线：025-68801918、68801919-11-学科王_中国领先的教育出版与服务平台