2014高考化学专题突破训练专题13物质结构与性质选修3练习卷带解析

2014高考化学专题突破训练专题13物质结构与性质选修3练习卷带解析

‎2014高考化学专题突破训练 专题13物质结构与性质选修3练习卷（带解析）‎ 一、填空题 ‎1.元素H、C、N、O、F都是重要的非金属元素,Fe、Cu是应用非常广泛的金属。‎ ‎(1)Fe元素基态原子的核外电子排布式为       。‎ ‎(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为       。‎ ‎(3)C、N、O三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)在测定HF的相对分子质量时,实验测得值一般高于理论值,其主要原因是                                                                  。‎ ‎(5)C、N两元素形成的化合物C3N4形成的原子晶体,结构类似金刚石,甚至硬度超过金刚石,其原因是                                             。‎ ‎(6)如图为石墨晶胞结构示意图,该晶胞中含有C原子的个数为       。‎ ‎【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2  (2)5∶1  (3)N＞O＞C ‎(4)HF分子间存在氢键,易形成缔合分子(HF)n ‎(5)氮原子半径小于碳原子半径,氮碳形成的共价键键长比碳碳键长短,键能更大  (6)4‎ ‎【解析】(1)铁是26号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子的物质是CH2=CH2,单键全是σ键,双键中有1个π键和1个σ键,故σ键与π键的个数比为5∶1。(3)同一周期从左往右,第一电离能有逐渐增大趋势,且前四周期中ⅤA元素第一电离能比相邻元素大,故C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。(4)HF分子之间能形成氢键使分子缔合在一起,故在测定HF的相对分子质量时,实验测得值一般高于理论值。(5)原子晶体的硬度大小与共价键的强弱有关,共价键键长越短,共价键越强,原子晶体硬度越大,因N原子半径小于C原子半径,故C3N4晶体的硬度大于金刚石的硬度。(6)顶点为8个晶胞所共有,棱上为4个晶胞所共有,面心为2个晶胞所共有,体内为晶胞所独有,石墨晶胞中含有C原子的个数=×8+×4+×2+1=4。‎ ‎2.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。‎ ‎(1)基态Ni原子的价电子(外围电子)排布式为       ;‎ ‎(2)金属镍能与CO形成配合物Ni(CO)4,写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式       、       ;‎ ‎(3)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应。‎ 如①CH2=CH2、②HC≡CH、③、④HCHO,其中碳原子采取sp2杂化的分子有       (填物质序号),HCHO分子的立体结构为       形;‎ ‎(4)Ni2+和Fe2+的半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO       FeO(填“＜”或“＞”);‎ ‎(5)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为       ;‎ ‎【答案】(1)3d84s2‎ ‎(2)N2  CN-(或)‎ ‎(3)①③④ 平面三角  (4)＞  (5)LaNi5或Ni5La ‎【解析】(1)根据构造原理可知,基态Ni原子的价电子(外围电子)排布式为3d84s2。‎ ‎(2)价电子数与原子数都分别相等的粒子是等电子体,因此与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式分别是N2和CN-或。‎ ‎(3)乙烯、苯、甲醛都是平面形结构,因此碳原子都是sp2杂化。乙炔是直线形结构,所以碳原子是sp杂化,因此答案选①③④。甲醛分子中中心碳原子价层电子对数==3,且没有弧对电子,因此甲醛是平面三角形结构。‎ ‎(4)NiO和FeO形成的晶体都是离子晶体,构成离子晶体的离子半径越小,电荷数越多,离子键越强,晶格能越大,熔点就越高,所以NiO的熔点大于FeO的熔点。‎ ‎(5)根据晶胞的结构可知,La原子的个数是8×1/8=1,Ni原子个数是8×1/2+1=5,所以化学式是LaNi5或Ni5La。‎ ‎3.一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)([Cu(NH3)4]SO4·H2O)是一种重要的染料及农药中间体。请回答下列相关问题:‎ ‎(1)Cu的核外电子排布式为       。‎ ‎(2)N的L层中有       对成对电子;N立体构型是       ,其中心原子的杂化方式为       。‎ ‎(3)氨水溶液中存在多种氢键,任表示出其中两种       ;‎ ‎(4)[Cu(NH3)4]SO4·H2O中呈深蓝色的离子是       ,该微粒中的“电子对给予一接受键”属于       键;‎ ‎(5)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式     。‎ ‎【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1‎ ‎(2)1 正四面体  sp3‎ ‎(3)O—H…N  N—H…O(或O—H…O)‎ ‎(4)[Cu(NH3)4]2+ 配位(或共价)‎ ‎(5)CuCl ‎【解析】(1)Cu在第4周期ⅠB族,电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1;(2)N的电子排布式为1s22s22p3,L电子层即第二能层,因此只有1对成对电子,N中心原子氮原子采用sp3杂化,空间构型为正四面体形;(3)氨水溶液中氨气分子和氨气分子之间可以形成氢键,水分子和水分子之间可以形成氢键,水分子和氨气分子之间也可以形成氢键(两种形式),氢键通常用“…”表示;(4)配离子[Cu(NH3)4]2+使溶液呈深蓝色,该离子中含有配位键;(5)均摊法,该晶胞中含有铜原子8×+6×=4个,氯原子4个,两者是1∶1的关系,因此该氯化物的化学式为CuCl。‎ ‎4.A、B、C、D是元素周期表中前36号元素,它们的核电荷数依次增大。A原子L层的成对电子数和未成对电子数相等,B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满。请回答下列问题:‎ ‎(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是       (用对应的元素符号表示);基态D原子的电子排布式为               。‎ ‎(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子采取       杂化;B的空间构型为       (用文字描述)。‎ ‎(3)1 mol AB-中含有的π键个数为       。‎ ‎(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和D的原子个数比是       。‎ ‎(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23 cm3,储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则LaNin中n=       (填数值);氢在合金中的密度为       。‎ ‎【答案】(1)C＜O＜N  1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1‎ ‎(2)sp2 平面三角形 ‎(3)2NA或2×6.02×1023‎ ‎(4)1∶5‎ ‎(5)5  0.083 g·cm-3‎ ‎【解析】A原子L层的电子排布图为,故A为C元素;地壳中含量最多的元素是O元素,故C为O元素;最外层p轨道的电子为半充满结构的元素是ⅤA族元素,结合A和C的核电荷数可知B为N元素;据D的描述可知,其四个电子层的电子数分别为2、8、18、1,故为Cu元素。(1)由于N元素p轨道处于半充满状态,故第一电离能最大,则有C＜O＜N,基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)根据价层电子对互斥理论可知在H2CO3分子中的C原子以及N中的N原子上都没有孤电子对,故C原子采用sp2杂化方式,N空间构型为平面三角形结构。(3)在CN-中,C原子与N原子之间是共价三键,故含有的π键个数为2NA。(4)如图,钙在立方体的顶点,故含有8×=1个,而Cu原子位于面上和体心中,故有8×+1=5个。(5)结合(4)以及合金的化学式可知n=5,氢在合金中的密度= g·cm-3="0.083" g·cm-3。‎ ‎5.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:‎ ‎(1)X元素原子基态时的电子排布式为       ,该元素的符号是       。‎ ‎(2)Y元素原子的电子排布图为       ,元素X与Y的电负性比较:X       Y(填“＞”或“＜”)。‎ ‎(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为       。‎ ‎(4)由元素X与镓元素组成的化合物A为第三代半导体。已知化合物A的晶胞结构如图所示。(黑球位于立方体内,白球位于立方体顶点和面心)‎ 请写出化合物A的化学式       ;化合物A可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃下反应制得,反应的化学方程式为                   。‎ ‎(5)已知(CH3)3Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式为           。‎ ‎【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3  (其他合理答案也给分)  As ‎(2) ＜‎ ‎(3)三角锥形 ‎(4)GaAs  (CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4‎ ‎(5)sp2杂化 ‎【解析】X的最外层电子排布为4s24p3,故为33As;2p轨道有两个未成对电子,可能是6C或8O,因Y能够与砷形成As2Y3化合物,故Y为8O;As、O、Z的原子序数之和为42,故Z为1H。‎ ‎(2)周期表中氧元素在砷元素的右上方位置,故电负性氧大于砷。‎ ‎(3)AsH3的结构与氨相似,为三角锥形。‎ ‎(4)As位于晶胞内,有4个。Ga的个数为:8×1/8+6×1/2=4,故化学式为GaAs。‎ ‎(5)因分子为非极性分子,故空间结构对称,Ga原子处于正三角形的中心,而三个C原子位于三角形的三个顶点上。中心原子Ga为sp2杂化。‎ ‎6.决定物质性质的重要因素是物质结构,请回答下列问题。‎ ‎(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:‎ 电离能/kJ·mol-1‎ I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ A ‎578‎ ‎1 817‎ ‎2 745‎ ‎11 578‎ B ‎738‎ ‎1 451‎ ‎7 733‎ ‎10 540‎ ‎ ‎ A通常显       价,A的电负性       B的电负性(填“＞”、“＜”或“=”)。 ‎ ‎(2)紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因                          。‎ 组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是       。‎ 共价键 C—C C—N C—S 键能/kJ·mol-1‎ ‎347‎ ‎305‎ ‎259‎ ‎(3)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:‎ 离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/kJ·mol-1‎ ‎786‎ ‎715‎ ‎3 401‎ 则该4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是:       。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有       个。‎ ‎(4)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是       。‎ ‎(5)某配合物的分子结构如图所示,其分子内不含有     (填序号)。‎ A离子键；B极性键；C金属键；D配位键；E氢键；F非极性键 ‎【答案】(1)+3 ＞‎ ‎(2)紫外光具有的能量比蛋白质分子中主要化学键C—C、C—N和C—S的键能都大,紫外光的能量足以使这些化学键断裂,从而破坏蛋白质分子  sp2和sp3‎ ‎(3)TiN＞MgO＞CaO＞KCl  12‎ ‎(4)CrO2‎ ‎(5)C ‎【解析】(1)根据A的第4电离能突然增大很多,A通常显示+3价;根据B的第3电离能突然增大,可判断B通常显示+2价,故在周期表中,A在B的右边,故A的电负性大于B。‎ ‎(2)根据表中数据可知紫外光光子所具有的能量大于蛋白质中各种化学键的键能,因此紫外光会破坏蛋白质中化学键进而破坏蛋白质。‎ ‎(3)离子晶体晶格能越大,熔沸点越高。而晶格能与阴阳离子所带的电荷的乘积成正比,与阴阳离子之间的距离成反比,且电荷的影响更大,TN中阴阳离子各带3个单位电荷,CaO中各带2个单位电荷,MgO中各带2个单位电荷,KCl中各带1个单位电荷,故熔沸点高低为:TN＞MgO＞CaO＞KCl。如果中心黑点代表Mg2+,则到每条棱的中点最近,故有12个。‎ ‎(4)V的价电子排布为3d34s2,故V5+没有未成对电子,而Cr的价电子排布为3d54s1,故Cr4+有2个未成对的电子,故CrO2作为录音带磁粉原料。‎ ‎(5)根据图示可看出,O为阴离子,带一个单位负电荷,故含离子键;N与Ni之间存在配位键,O和H之间的虚线为氢键,N和C、C和H等之间是极性共价键,C和C之间为非极性共价键。‎