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高考化学突破七大题
七、突破物质结构
1. 有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个末成对电子，A+比B-少一个电子层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个末成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数。R是由A、B两元素形成的离子化合物，其中A与D离子数之比为2：1.请回答下列问题。
（1）A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺序为下列的__________(填序号)
①A单质>B单质>R ②R>A单质>B单质
③B单质>R>A单质 ④A单质>R >B单质
(2)CB3分子的空间构型是___________,其固体时的晶体类型为____________。
（3）写出D原子的核外电子排布式____________________,C的氢化物比D的氢化物在水中溶解度大的多的原因__________________________。
(4)D和Fe形成一种黄色晶体FeD2，FeD2晶体中阴、阳离子数之比为_____________,
FeD2物质中具有的化学键类型为______________________________。
1.（1）②（1分）（2）三角锥（1分） 分子晶体（1 分）
（3）1S22S22P63S23P4(2分) NH3 与水分子形成氢键且发生化学反应（2分，两个要点，每个要点1分）
（4）1：1（1分） 离子键、非极性键（或离子键、共价键）（2分）
2. 氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。请
回答下列问题。
（1)砷原子核外电子排布式为　　　　　　　　　
(2)晶体中之间的键型为　　　　　　　，该化学键能够形成的原 因是　　　　　　　　　　（
（3）中氮原子的杂化类型为　　　　　，的空间构型为　　　　　
（4）已知：
分析上表中四种物质的相关数据，请回答：
①CH4和S iH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是　　　　　　
②CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度高低的原因是＿＿＿＿＿＿
结合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HC1的混合气体降温时　　先液化。
（5）电负性（用X表示）也是元素的一种重要性质，下表给出8种元素的电负性数值：
请回答下列有关问题：
①估计钙元素的电负性的取值范围：　　　＜X＜　　　
②经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AIC13中形成的化学键的类型及其理由是＿＿　　　　　＿。
3.（1）金属钛(22Ti) 将是继铜、铁、铝之后人类广泛使用的第四种金属，写出Ti元素的基态原子电子排布式为 __；
（2）COCl2俗称光气，分子中C原子采取 杂化成键；其中碳氧原子之间共价键含有 （填字母）：
a．2个σ键；b．2个π键；c．1个σ键、1个π键。
（3）①短周期某主族元素M的逐级电离能情况如下图A所示，则M元素位于周期表的第 族
②第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如下图B所示，其中序号“8”代表 （填元素符号）；其中电负性最大的是 （填图B中的序号）。
（4）由C原子跟Si原子以1 : 1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体Si相同。两者相比熔点更高的是 （填化学式）试从结构角度加以解释： ______________________________________________________________________。
（5）某化合物的晶体中的晶胞堆积方式如下图所示：
请回答：该化合物的化学式是： 。
3.（12分） (1)1s22s22p63s23p63d24s2 (2分) (2) sp2 （1分） c（1分）
(3)①ⅡA (1分) ②Si(1分);2(1分)
(4) SiC(1分);因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体，由于C的原子半径小，SiC 中C—Si 键键长比晶体Si 中Si—Si键短，键能大，因而熔沸点高(2分)
(5)CaTiO3(2分) ,
4.有A、B、C、D四种元素，A元素的原子的所有能级具有相同的电子数，由B元素形成的单质在常温常压为易挥发的液体，可从海水是提取，C的外围电子构型为3d104s1。D位于A的下一个周期，是构成地球上矿物界的主要元素。请回答下列问题：
（1）元素A能形成多种单质，其中的一种单质能用作电极、润滑剂与制造铅笔等。A与D所形成的化合物属于 晶体，其中心原子是以 杂化成键；
（2）B的核外电子排布式为 ，
（3）向含有C的硫酸盐中逐滴滴加氨水，所观察到的现象是
；再向上述溶液中加入乙醇，有 ；原因是
；
（4）A的氢化物比D的氢化物相比，熔点高是的 ，理由是
；
（5）下列说法中正确的（ ）
a.岩浆晶出规则是晶格能高的晶体最后才析出
b.钾型与铜型都是密置层堆积方式
c.在干冰晶体内，每一个CO2周围有12个紧邻的分子
d.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点要高
4.（1）原子晶体 sp3 （各1分，共2分） （2）[Ar]3d104s24p5或1s22s22p63s23p63d104s24p5（1分） （3）开始有蓝色沉淀生成，随着氨水的滴入，沉淀的量逐渐增加至最多后开始溶解，最后蓝色沉淀完全消失，形成深蓝色的透明溶液 （2分） 深蓝色晶体析出 （1分） [Cu(NH3)4]SO4·H2O易溶于极性溶剂，难溶于极性较小或非极性溶剂 （1分） （4）SiH4 （1分） CH4与SiH4是组成与结构相似的物质，而CH4比SiH4的相对分子质量要小，分子间的作用力要小，所以熔点要低 （1分） （5）c（1分）
5.水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。
（1）水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为 ；
（2）写出与H2O分子互为等电子体的微粒（写两种） 、 。
（3）水分子在特定条件下容易得到一个H＋，形成水合氢离子（H3O＋）。下列对上述过程的描述不合理的是
A．氧原子的杂化类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变 D．微粒中的键角发生了改变
（4）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是______(请用相应的编号填写)
A B C D E
（5）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示)，已知冰的升华热是51 kJ/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol)，则冰晶体中氢键的“键能”是_________kJ/mol；
（6）将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了
一种呈蓝色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式：
。
5.（1）1S22S22P4；(2分)（2）H2S或NH2-；(2分)
（3）A；(1分)（4）BC；(1分)（5）20； (1分)
（6）Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+ (2分)
6. 下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
①
② ③ ④ ⑤ ⑥
⑦ ⑧
⑨ ⑩
试填空。
（1）写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式 。
（2）元素③与⑧形成的化合物中元素③的杂化方式为： 杂化，其形成的化合物的晶体类型是：______________ _ _。
（3）元素④、⑤的第一电离能大小顺序是： ＞ （用元素符号表示）；元素④与元素①形成的X分子的空间构型为： 。请写出与N3—互为等电子体的分子、离子的化学式 ， （各写一种）。
（4）在测定①与⑥形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是： 。
（5）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质，写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应后盐的化学式 。
（6）元素⑩在一定条件下形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示，则在图1和图2的结构中与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为： 。
6.（1）3d54s1
（2）sp3 ； 分子晶体
（3）N＞Ｏ；三角锥形 ， CO2，或CS2、N2O、BeCl2） CNO-
（4）HF分子之间有氢键，形成（HF）n
（5）Na2BeO2
（6）2∶3，（或8∶12、4∶6）
7. 上世纪60年代，第一个稀有气体化合物Xe[PtF6]被合成出来后，打破了“绝对惰性”的观念。在随后的几年内，科学家又相继合成了氙的氟化物、 氧化物等。
⑴Pt与Ni在周期表中位于同一族，写出基态Ni原子的核外电子排布式________________________________。
⑵金属Pt内部原子的堆积方式与铜相同，右图正方体是Pt晶胞的示意图，试说出Pt原子在晶胞中的位置__________________________。
⑶稀有气体（氡除外）中，只有较重的氙能含成出多种化合物，其可能原因是___________________（填字母代号）
A．氙的含量比较丰富 B．氙的相对原子质量大
C．氙原子半径大，电离能小 D．氙原子半径小，电负性大
⑷已知XeO3分子中氙原子上有1对孤对电子，则XeO3为____________分子（填“极性”或“非极性”），试写出一种由短周期主族元素组成的与XeO3互为等电子体的分子式________________________。
⑸在一定压强下，将HF和HCl的混合气体降温时，哪一种物质首先液化？试解释其原因。________________________________________________________________。
7. ⑴1s22s22p63s23p63d84s2 ⑵正方体的八个顶点和六个面心 ⑶C ⑷极性 PCl3（或NCl3或NF3） ⑸HF先液化，因为HF分子间存在氢键，而HCl分子间没有，HF的沸点高于HCl
亮点：问题（2）来自于教材
8. （1）原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请你回答下列问题：
①具有（n-1）d10ns2电子构型的元素位于周期表中 区和 族。
②日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了铬元素，该元素基态原子未
成对电子数为 。
（2）等电子原理——原子总数相同、价电子总数相同的粒子具有相似的化学键特征，它们
的许多性质是相近的。写出二种由多个原子组成的含有与N3－电子数相同的粒子的化学
式 、 。
（3）氯化亚砜（SOCl2）是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。氯化亚砜
分子的几何构型是 ；中心原子采取 杂化方式。
（4）苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重
危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4种类型，苏丹红Ⅰ号的分子结构如图1所
示。
苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构，则其在水中的溶解度会______ ___(填“增大”或“减小”)，原因是 。
8. （1）ds; ⅡB 6
（2）N2O CO2 CNS－
（3）三角锥型 sp3
（4）增大 因为苏丹红I形成分子内氢键，而修饰后的分子可形成分子间氢键，与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度
9. 随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气（主要成分是CH4）为原料经合成气（主要成分为CO、H2）制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁［Fe(CO)5］等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：
（1）［Fe(CO)5］中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式：　　　　　　　　　　　　；
（2）原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO互为等电子体的分子和离子分别为　　　　　　和　　　　　　　（各举一种即可，填化学式），CO分子的结构式可表示成　　　　　　　　。
（3）［Fe(CO)5］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)5］的晶体类型为　　　　　　　，它的空间构型为　　　　　　　　　　　，类似于PCl5，PCl5中心原子的轨道杂化方式为　　　　　，若有两个氯原子被其他相同原子所取代，则其取代产物的结构有　　　　种。
（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有　　　　　　，CH3OH的熔、沸点比CH4高，其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
9. （1）1s22s22p63s23p63d64s2或［Ar］3d64s2
（2）N2、CN－、C≡O
（3）分子晶体　三角双锥　dsp3　三种
（4）CH4和CH3OH　CH3OH形成分子间氢键
10、超导体是一类特殊的电子导体，一定温度以下它的电阻率会突然下降为零。
⑴ YBCO－123是一种由Ba、Y（钇）、Cu、O四种元素组成的铜基超导材料，其晶胞如右图所示，YBCO－123的化学式可表示为： 。
⑵ 最近我国科学家研制出世界上首例性能优于铜基超导材料的铁基超导材料：(La1－xSrx)OFeAs，其中铁的化合价为＋3。
① 写出Fe3＋的基态电子排布式 。
② 该铁基超导材料中As位于元素周期表中第VA族。第VA族元素气态氢化物的沸点列于下表：
氢化物 NH3 PH3 AsH3 SbH3
沸点（℃） －31 －89 －63 －14
AsH3分子的空间构型为 ；第VA族元素气态氢化物的沸点先由高到底再由低到高的原因是 。
⑶ N元素的电负性小于O，但N的第一电离能大于O。试分析其原因
。
⑷ N3－与CO2互为等电子体，写出N3－的电子式 ，其中心原子的轨道杂化类型为 。
10. ⑴ YBa2Cu3O7
⑵① 1s22s22p63s23p63d5
② 三角锥型 第VA族元素的氢化物在晶体时都是分子晶体，PH3、AsH3、SbH3的分子间没有氢键，相对分子质量越大，范德华力越大，它们的沸点依次升高，但NH3分子间能形成氢键，其沸点比相邻的 PH3高
⑶ N的原子半径大于O，得电子能力大于O，故N元素的电负性小于O；N得2p能级半充满，故N的第一电离能大于O
⑷ sp
11. Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：
元 素 Mn Fe
电离能/kJ·mol－1 I1 717 759
I2 1509 1561
I3 3248 2957
回答下列问题：
⑴ Mn元素的基态原子电子排布式为 ，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是 ；
⑵ Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。
① 与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 ；
② 六氰合亚铁离子（Fe(CN)64－）中的配体CN－中C原子的杂化轨道类型是 ，写出一种与NH3互为等电子体的阳离子的结构式 ；
⑶ 三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，
在300℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮
等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为 ；
⑷ 金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞
分别如右图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际
含有的Fe原子个数之比为 ；两种堆积方式中Fe原子的配位数分别为 和 。
11. ⑴ 3d54s2 由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d4状态转变为较稳定的3d5半充满状态）
⑵ ① 具有孤对电子 ② sp ⑶ 分子晶体 ⑷ 2∶1 8 12
12. ⑴ 原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互称等电子体，等电子体具有相似的结构特征。试写出短周期元素形成的含有14个电子的分子的化学式：________，其中_____和_____互为等电子体，CO分子的电子式为______________。
⑵ CH3CHO分子中，－CH3中的碳原子采用________杂化方式，－CHO中的碳原子采取______杂化方式。
⑶ 2007年诺贝尔化学奖获得者Gerhard Ertl利用光电子能谱证实：洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则在图示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比值的最大值为_____。
12. ⑴ C2H2、HCN、CO N2 CO ⑵ sp3 sp2 ⑶1∶2
13. 等电子体原理是指两个或两个以上的分子(或离子)，它们的原子数相同，分子(或离子)中价电子数也相同，这些分子(或离子)常具有相似的电子结构，相似的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。
(1)SiO32－、SO32－、NO3－三种离子是等电子体，三种离子的几何构型为__________，其中Si、S、N三种基态原子的第一电离能大小关系为_____________________。
(2)C2O42－和 是等电子体，C2O42－离子具有较强的还原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn原子在元素同期表中的位置是__________，外围电子构型为__________。
(3)二原子14电子的等电子体共同特点是物质中都具有共价叁键，请举出相应的3个例子____________________(可以是分子或离子)。每个分子或离子中含_____个σ键，______个π键。
(4)过去生产上常以SiO2为催化剂的载体，它和近十几年来应用日广的AlPO4是等电子体，在AlPO4中 P为 配位氧。SiO2的晶胞可作如下推导：先将NaCl晶胞中的所有Cl－去掉，并将Na＋全部换成Si原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个Si原子便构成了晶体Si的一个晶胞，则一个硅的晶胞中有________个Si原子。再在每两个相邻的Si原子(距离最近的两个Si原子)中心联线的中点处增添一个O原子，便构成了SiO2晶胞，故SiO2晶胞中有_______个Si原子，______个O原子。
13. (1)平面正三角形(1分) N＞S＞Si(1分)
(2)N2O4(1分) 第四周期ⅤA(1分) 3d54s2(1分)
(3) N2，CO，C22－，CN－(4个中任选3个，每个1分) 1(0.5分) 2(0.5分)
(4)4(1分) 8(1分) 8(0.5分) 16(0.5分)
解析：(1) SiO32－、SO32－、NO3－三种离子中中心原子的杂化类型均为sp2杂化，离子构型为平面正角形，键角为120°(3)π键和σ键共存在，多重键中只有一个是σ键，其余均为π键，如双键中有1个σ键和1个π键，叁键中有1个σ键和2个π键。(4)PO43-中P原子以4个sp3杂化轨道和4个O原子成键，所以P为4配位氧。根据题意可先计算出Si晶胞中Si原子数：8×+6×+4=8(个)，SiO2晶胞中Si原子数目与硅晶胞中Si原子数目相同，再可结合SiO2晶体中硅氧原子数目1:2的特点可确定晶胞中O原子数有16个(对题中描述的复杂结构可视为干扰条件)。
14. 目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。
⑴配合物Ni(CO)4常温为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于 晶体；基态Ni原子的电子排布式为 。
⑵配合物分子内的作用力有 （填编号）。
A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.配位键
⑶很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应。如①CH2=CH2、②CH≡CH、③、④HCHO等，其中碳原子采取sp2杂化的分子有 （填物质序号），预测HCHO分子的立体结构为 形。
⑷氢气是新型清洁能源，镧(La)和镍(Ni)的合金可做储氢材料。该合金的晶胞如右图所示，晶胞中心有一个镍原子，其他镍原子都在晶胞面上，镧原子都在晶胞顶点。该晶体的化学式 。
14. .⑴分子 1s2s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 ⑵ACE ⑶①、③、④ 平面三角⑷LaNi5或Ni5La
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图1 苏丹红Ⅰ的分子结构
HO
N
N
图2 修饰后的分子结构
N
N
OH
O
Cu
Y
Ba
体心立方 面心立方
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