典型题2014高考化学二轮复习知识点总结物质结构与性质

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典型题2014高考化学二轮复习知识点总结物质结构与性质

‎【典型题】2014高考化学二轮复习名师知识点总结:物质结构与性质 一、选择题 ‎1.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4:3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是(  )‎ A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W B.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z C.Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体 D.WY2分子中σ键与π键的数目之比是2:1‎ 解析:根据所给信息和原子的结构推断出具体的元素,然后根据具体的元素及其化合物性质进行解答。‎ 因为原子的最外层电子数不超过8个,且W、X为主族元素,故W、X的最外层电子数分别为4和3;结合Z的电子数比X多4且W、X、Y、Z原子序数依次增大可知,W为C元素,则X为Al元素,Z为Cl元素,Y为Si、P、S三种元素中的一种。A.若Y为Si元素,则电负性Cl>C>Si。B.因为C元素在第二周期,其余三种元素在第三周期,故原子半径X>Y>Z>W。C.若Y为Si元素,SiCl4的空间构型为正四面体。D.CS2分子的结构式为S===C===S,一个分子中含有两个σ键和两个π键。‎ 答案:C 点拨:知识:元素推断、元素电负性、原子半径、分子空间结构、共价键类型。能力:考查考生逻辑推理能力以及分析解决问题的能力。试题难度:中等。‎ ‎2.(2013·安徽卷·7)我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O。下列有关说法正确的是(  )‎ A.该反应为吸热反应 B.CO2分子中的化学键为非极性键 C.HCHO分子中既含σ键又含π键 D.每生成‎1.8 g H2O消耗‎2.24 L O2‎ 解析:从题给信息入手分析,结合原子成键特点,在准确理解相关概念的前提下进行判断。‎ A.通过分析化学方程式可知,该反应等同于甲醛的燃烧,属于放热反应。B.CO2的结构式为O===C===O,可见CO2中的共价键是由不同元素的原子形成的,属于极性键。C.甲醛中碳原子采取sp2杂化,有三个等同的sp2杂化轨道伸向平面三角形的三个顶点,分别形成3个σ键,一个未参加杂化的p轨道与O原子的2p轨道形成π键。D.根据题给化学方程式可知,每生成‎1.8 g水消耗0.1‎ ‎ mol氧气,但由于题中并没有给出温度和压强,所以不能确定氧气的体积一定为‎2.24 L。‎ 答案:C 点拨:知识:吸热、放热反应,化学键类型,原子杂化、σ键和π键的特点,气体摩尔体积等。能力:考查在新情境下灵活应用上述知识解决新问题的能力。试题难度:中等。‎ ‎3.下列数据是对应物质的熔点(℃):‎ BCl3‎ Al2O3‎ Na2O NaCl AlF3‎ AlCl3‎ 干冰 SiO2‎ ‎-107‎ ‎2 073‎ ‎920‎ ‎801‎ ‎1 291‎ ‎190‎ ‎-57‎ ‎1 723‎ 据此做出的下列判断中错误的是(  )‎ A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 解析:从表中的数据可以看出,AlCl3是分子晶体,AlF3是离子晶体,所以A项对,B项错;干冰是分子晶体,而SiO2是原子晶体,C、Si是同主族元素,C项对;Na2O与Al2O3,虽属于不同族元素的氧化物,但都是离子晶体,D项对。‎ 答案:B ‎4.短周期非金属元素X和Y能形成XY2型化合物,下列有关XY2的判断不正确的是(  )‎ A.XY2一定是分子晶体 B.XY2的电子式可能是: : :X: : :‎ C.XY2水溶液不可能呈碱性 D.X可能是ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素。‎ 解析:短周期常见由金属元素形成的XY2型化合物有很多,可结合具体例子分析,A项说法错误,XY2可能是分子晶体(CO2),也有可能是原子晶体(SiO2);如果是CO2或者CS2电子式可能是: : :X: : :形式,B项说法正确;根据常见XY2型化合物,XY2水溶液不可能呈碱性,C项说法正确;ⅣA、VA或ⅥA族元素都有可能为+2或者+4价,所以都有可能形成XY2型化合物,D项说法也正确。‎ 答案:A ‎5.两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等,则在周期表前10号元素中,满足上述关系的元素共有(  )‎ A.1对          B.2对 C.3对 D.4对 解析:前10号元素的核外电子层数与最外层电子数分别为1H,1、1;2He,1、2;3Li,2、1;4Be,2、2;5B,2、3;‎6C,2、4;7N,2、5;8O,2、6;‎9F,2、7;10‎ Ne,2、8。核外电子层数之比与最外层电子数之比:①1:2与1:2为H和Be;②2:1与2:1为C和He;③2:2与2:2无合适的元素。‎ 答案:B ‎6.下列关于σ键和π键的理解不正确的是(  )‎ A.σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成 B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转 C.双键中一定有一个σ键、一个π键,三键中一定有一个σ键、两个π键 D.气体单质中一定存在σ键,可能存在π键 解析:p电子云重叠时,首先头碰头最大重叠形成σ键,py、pz电子云垂直于px所在平面,只能“肩并肩”地重叠形成π键,双键中有一个σ键、一个π键,三键中有一个σ键、两个π键,π键不能单独形成,A、B正确。σ键特征是轴对称,π键呈镜面对称,不能绕键轴旋转,C正确。稀有气体为单原子分子,不存在化学键,D不正确。‎ 答案:D ‎7.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构,其中不正确的是(  )‎ A.NH为正四面体形 B.CS2为直线形 C.HCN为折线形(V形) D.PCl3为三角锥形 解析:NH、CS2、HCN、PCl3结构中价层电子对数分别为4对、2对、4对,VSEPR模型分子为正四面体形、直线形、直线形、空间四面体形,其中前三者中心原子均参与成键,立体结构就是VSEPR模型,PCl3分子中有1对孤对电子,所以立体结构为三角锥形。‎ 答案:C ‎8.下列有关物质结构和性质的说法中,正确的是(  )‎ A.元素非金属性Cl>S的实验依据是酸性HCl>H2S。‎ B.碳元素的电负性小于氧元素,每个CO2分子中有4个σ键 C.同周期主族元素的原子形成的简单离子的电子层结构一定相同 D.Na、Mg、Al三种元素,其第一电离能由大到小的顺序为Mg>Al>Na 解析:选项A的实验依据应是元素最高价氧化物的水化物的酸性HClO4>H2SO4。选项B,每个CO2分子中有2个σ键。选项C,同周期主族元素的原子形成的简单离子的电子层结构不一定相同,如 Na+和Cl-。‎ 答案:D ‎9.NH3、H2O等是极性分子,CO2、BF3、CCl4等是极性键构成的非极性分子。根据上述事实可推ABn型分子是非极性分子的经验规律是(  )‎ A.在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键 B.在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量 C.在ABn分子中每个共价键的键长都相等 D.分子中不能含有氢原子 解析:由题给信息可以判断若ABn型分子是非极性分子,则ABn型分子中A原子的所有价电子都参与成键,与相对原子质量大小、键长以及是否含有氢原子无关。‎ 答案:A 二、非选择题 ‎10.(2013·成都市第二次诊断·8)利用15N可以测定亚硝酸盐对地下水质的污染情况。‎ ‎(1)下列说法正确的是________。‎ A.14N与15N为同种核素 B.14N的第一电离能小于‎14C C.15NH3与14NH3均能形成分子间氢键 D.CHNH2与CH3CHNH2互为同系物 ‎(2)15N的价层电子排布图为________;15NH4Cl的晶胞与CsCl相同,则15NH4Cl晶体中15NH的配位数为________;15NH中15N的杂化轨道类型为________。‎ ‎(3)工业上电解法处理亚硝酸盐的模拟工艺如图。已知阳极区发生化学反应:‎ ‎2NO+8H++6Fe2+===N2↑+6Fe3++4H2O ‎①阳极电极反应方程式是________(不考虑后续反应);‎ ‎②若硫酸溶液浓度过大,阴极区会有气体逸出,该气体为_______‎ ‎(填化学式);该现象表明c(H+)越大,H+氧化性越________;‎ ‎③若电解时电路中有0.6 mol电子转移,且NaNO2有剩余,则电解池中生成Na2SO4________mol。‎ 解析:(1)A项,质子数相同而中子数不同的核素互为同位素;B项,N的价电子层为半充满结构,更加稳定;C项,含有N元素,故能形成氢键;D项,二者结构相似,分子组成相差一个“CH2”。(3)③由电极反应知转移0.6 mol电子时生成Fe2+ 0.3 mol,故消耗NaNO2 0.1 mol,根据钠元素守恒可知生成Na2SO4 0.05 mol。‎ 答案:(1)CD ‎(2) 8 sp3杂化 ‎(3)①Fe-2e-===Fe2+‎ ‎②H2 强 ③0.05‎ 点拨:本题考查电化学,考查考生对电极反应的掌握情况。难度中等。‎ ‎11.(2013·东北三省四市联考(二)·37)A、B、C、D、E、F均为周期表中前四周期元素,其原子序数依次增大,其中A、B、C为短周期非金属元素。A是形成化合物种类最多的元素;B原子基态电子排布中只有一个未成对电子;C是同周期元素中原子半径最小的元素;D的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多;E与D相邻,E的某种氧化物X与C的氢化物的浓溶液加热时反应常用于实验室制取气态单质C;F与D的最外层电子数相等。‎ 回答下列问题(相关回答均用元素符号表示):‎ ‎(1)D的基态原子的核外电子排布式是______________。‎ ‎(2)B的氢化物的沸点比C的氢化物的沸点________(填“高”或“低”),原因是______________________。‎ ‎(3)A的电负性________(填“大于”或“小于”)C的电负性,A形成的氢化物A2H4中A的杂化类型是________。‎ ‎(4)X在制取C单质中的作用是________,C的某种含氧酸盐常用于实验室中制取氧气,此酸根离子中化学键的键角________(填“>”“=”或“<”)109°28′。‎ ‎(5)已知F与C的某种化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式是__________________,若F与C原子最近的距离为a cm,则该晶体的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的数值为NA)。‎ 解析:A是形成化合物种类最多的非金属元素,A为碳元素;B是非金属元素,基态电子排布中只有一个未成对电子,即为氟元素;C是短周期元素,同周期元素中原子半径最小,即氯元素;D的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多,即d轨道5个电子,最外层1个电子,所以为Cr元素;E与D相邻,即E为Mn元素,其氧化物MnO2‎ 与浓盐酸反应生成氯气;F的最外层电子数为1,只能是d轨道全充满,即铜元素。(1)D是24号元素,由于未成对电子数最多,所以d轨道5个电子,4s轨道1个电子。(2)氟化氢分子间除范德华力外还存在分子间氢键,氯化氢分子间只存在范德华力,所以氟化氢的沸点高。(3)氯元素非金属性强,电负性大。(4)氯酸钾常用于实验室中制取氧气,ClO中存在孤对电子,根据价层电子互斥理论,微粒中键角小于109°28′。(5)用均摊法可求出晶胞中存在4个氯原子、4个铜原子,可得出化学式为CuCl,Cu与Cl原子最近的距离为a cm,通过数学几何知识求出图示中的边长为cm。‎ 答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1‎ ‎(2)高 HF分子间能形成氢键 ‎(3)小于 sp2杂化 ‎(4)氧化剂 <‎ ‎(5)CuCl [或或或)]‎ 点拨:本题考查元素推断、物质结构与性质相关知识。难度较大。‎ ‎12.(2013·山东省青岛市统一质检·32)太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空:‎ ‎(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为________;‎ ‎(2)硒为第四周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为________(用元素符号表示),用原子结构观点加以解释:________。‎ ‎(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为________,B与N之间形成________键。‎ ‎(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构;在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为________。‎ 解析:(1)铜原子失去最外层的一个电子变为亚铜离子(Cu+)。(3)因为BF3中的硼元素具有空轨道,NH3中有孤对电子,能够与B形成配位键生成BF3·NH3,故BF3·NH3‎ 中B原子是sp3杂化。‎ 答案:(1)1s22s22p63s23p63d10‎ ‎(2)Br>As>Se As、Se、Br原子半径依次减小,原子核对外层电子的吸引力依次增强,元素的第一电离能依次增大;Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,根据洪特规则特例可知,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大 ‎(3)sp3 配位(答共价不得分) ‎ ‎(4)12‎ 点拨:本题考查电子排布式、电离能的比较、杂化类型的判断,考查考生灵活解决问题的能力。难度中等。‎ ‎13.(2013·武汉市4月调研·37)Ⅰ.下列有关说法正确的是________。‎ A.相同类型的离子晶体,晶格能越大,形成的晶体越稳定 B.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成 C.用金属的电子气理论能合理地解释金属易腐蚀的原因 D.H3O+、NH4Cl和[Ag(NH3)2]+中均存在配位键 Ⅱ.碳及其化合物在自然界中广泛存在。‎ ‎(1)基态碳原子的价电子排布图可表示为________。‎ ‎(2)第一电离能:碳原子________(填“>”“<”或“=”)氧原子,原因是__________________________。‎ ‎(3)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似。每个冰晶胞平均占有________个水分子,冰晶胞与金刚石晶胞排列方式相同的原因是__________________________。‎ ‎(4)C60的晶体中,分子为面心立方堆积,已知晶胞中C60分子间的最短距离为d cm,可计算C60晶体的密度为________g/cm3。‎ ‎(5)请写出一个反应方程式以表达出反应前碳原子的杂化方式为sp2,反应后变为sp3:________________________________。‎ 解析:Ⅰ.C项,用金属的电子气理论只能解释金属的物理性质,不能解释金属易腐蚀;D项,H3O+中H和O,NH4Cl中N和H、[Ag(NH3)2]+中Ag和N存在配位键。‎ Ⅱ.(3)金刚石的晶胞中8个C在顶点,6个碳在面心,4个C在内部,则每个冰晶胞平均占有水分子个数为8×+6×+4=8。(4)C60的晶体为面心立方堆积,则含C60的个数为8×+6×=4,设晶胞的边长为a,则a=2d,a=d,故晶体的密度为×4÷(d)3=。(5)sp2杂化的碳为形成双键碳原子,sp3杂化的碳为形成单键碳原子,可以是乙烯与Br2、H2、HX、H2O等的加成反应。‎ 答案:Ⅰ.ABD Ⅱ.(1) ‎ ‎(2)< 碳原子的半径比氧原子大,且核电荷数比氧的小,故碳原子核对最外层电子的吸引力小于氧 ‎(3)8 每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键 ‎(4) ‎(5)CH2===CH2+Br2―→BrCH2CH2Br 点拨:本题考查物质结构和性质,考查考生对原子、分子、晶体结构和性质的理解能力。难度较大。‎ ‎14.(2013·南昌市第二次模拟·37)A、B、C、E、F为原子序数依次增大的六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期元素,F为第四周期元素,F还是前四周期中电负极最小的元素。‎ 已知:‎ A原子的核外电子数与电子层数相等;‎ B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个;‎ C原子的第一至第四电离能为I1=738 kJ/mol,I2=1451 kJ/mol,I3=7733 kJ/mol,I4=10540 kJ/mol;‎ D原子核外所有p轨道为全充满或半充满;‎ E元素的族序数与周期序数的差为4;‎ ‎(1)写出E元素在周期表位置:________;D元素的原子的核外电子排布式:__________________________________。‎ ‎(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布为 该同学所画的轨道式违背了________。‎ ‎(3)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:______________。‎ ‎(4)DE3中心原子杂化方式为__________________,其空间构型为______________。‎ ‎(5)某金属晶体中原子堆积方式如图甲,晶胞特征如图乙,原子相对位置关系如图丙,则晶胞中该原子配位数为________;空间利用率为________;该晶体的密度为________。(已知该金属相对原子质量为m,原子半径为a cm)‎ 解析:(1)由题意分析知F为K;A为H;B为N;由电离能知C的+2价稳定,为Mg;D为P;E为Cl。(2)原子的核外电子分能级排布,按构造原理先排能量低的能级,再排能量高的能级,遵循能量最低原理时,该原子才最稳定。该同学未排满3s能级,就排3p能级,违背了能量最低原理。(3)NH5为离子化合物,则为铵盐,存在NH和H-。(4)PCl3中心原子P上的价层电子对=3+(5-3×1)=4,杂化类型为sp3杂化;存在一个孤电子对,故分子构型为三角锥形。(5)由图可知:该金属堆积方式为面心立方最密堆积,原子配位数为12,空间利用率为74%;由图乙可知每个晶胞中含有的原子数为8×+6×=4。设晶胞的棱长为x,由图丙知x2+x2=(‎4a)2,x=‎2a,若该晶体的密度为ρ,则ρ×(‎2a)3=×m,ρ=g·cm-3。‎ 答案:(1)第三周期ⅦA族 1s22s22p63s23p3‎ ‎(2)能量最低原理 ‎(3) ‎ ‎(4)sp3 三角锥形 ‎(5)12 74% g/cm3‎ 点拨:本题考查物质结构与性质,考查考生对物质结构与性质的掌握情况。难度较大。‎ ‎15.(2013·陕西省质检(二)·37)有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:‎ ‎(1)D的元素符号为______。A的单质分子中π键的个数为______。‎ ‎(2)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是__________________________________。‎ ‎(3)A、B、C 3种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。‎ ‎(4)写出基态E原子的价电子排布式:__________________。‎ ‎(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为________,其中A原子的杂化类型是________。‎ ‎(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=________cm。(用ρ、NA的计算式表示)‎ 解析:根据题意及电子排布式的规律判断可知,元素A、B、C、D、E分别是N、O、F、Ca、Cu。(1)A单质是N2,其结构式是NN,含有两个π键。(2)由于H2O的分子间有氢键,使得其沸点是同族元素氢化物中最高的。(3)N的2p能级是半充满状态,比较稳定,其第一电离能比O要大,但比同周期的F要小。(5)NH3的空间构型是三角锥形,其中N是sp3杂化。(6)根据晶胞的结构,应用“均摊法”计算可得,1个晶胞中含有4个Ca2+,8个F-,故其密度为ρ=(312/NA)÷a3,解得a=。‎ 答案:(1)Ca 2‎ ‎(2)H2O分子间存在氢键 ‎(3)F>N>O ‎(4)3d104s1‎ ‎(5)三角锥形 sp3‎ ‎(6) 点拨:本题考查物质结构的推断,考查考生应用所学知识灵活解决问题的能力。难度中等。‎ ‎ ‎
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