【导与练】高考化学大二轮 知识点分类精编（真题+模拟题+综合演练题）物质结构与性质 选修3.doc

选修3物质结构与性质高考试题考点一 原子结构与性质1.(2013年上海化学,13,3分)x、y、z、w是短周期元素,x元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;w元素原子的m层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是()a.x元素的氢化物的水溶液显碱性b.z元素的离子半径大于w元素的离子半径c.z元素的单质在一定条件下能与x元素的单质反应d.y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点解析:根据题意知z元素为mg,y元素原子最外电子层排布为ns2np2,是c或si,x为n或o,w为al或cl。n的氢化物的水溶液显碱性,但o的氢化物h2o显中性,h2o2显弱酸性,a错误;若w为cl,则mg2+半径小于cl-,b错误;氮气或氧气均能与镁反应,c正确;co2形成的晶体为分子晶体,熔沸点低,d错误。答案:c2.(2012年上海化学,6,3分)元素周期表中铋元素的数据见右图,下列说法正确的是()a.bi元素的质量数是209b.bi元素的相对原子质量是209.0c.bi原子6p亚层有一个未成对电子d.bi原子最外层有5个能量相同的电子解析:209.0表示的是bi元素的相对原子质量,a错误,b正确;根据洪特规则,bi原子6p亚层中的3个电子分别占据3个轨道,故有三个未成对电子,c项错;bi原子最外层6p亚层中的3个电子的能量略高于6s亚层中的2个电子的能量,d项错。答案:b3.(2013年安徽理综,25,15分)x、y、z、w是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:元素相关信息xx的最高价氧化物对应的水化物化学式为h2xo3yy是地壳中含量最高的元素zz的基态原子最外层电子排布式为3s23p1ww的一种核素的质量数为28,中子数为14(1)w位于元素周期表第周期第族;w的原子半径比x的(填“大”或“小”)。(2)z的第一电离能比w的(填“大”或“小”); xy2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是;氢元素、x、y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。(3)振荡下,向z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加naoh溶液直至过量,能观察到的现象是 ;w的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是 。(4)在25 、101 kpa下,已知13.5 g的z固体单质在y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kj,该反应的热化学方程式是 。解析:根据短周期元素x的最高化合价为+4,可知x为碳或硅,又因y为o,结合原子序数yx,则可确定x为c,根据z的最外层电子排布式可写出其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p1,即z为铝元素;再结合w的质量数与中子数关系可确定w的质子数为14,即w为si。(1)si位于元素周期表第三周期、a族,同主族元素原子半径从上到下依次增大,则w(si)的原子半径比x(c)的要大。(2)因周期元素从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,故z(al) 的第一电离能比w(si)的要小。xy2(co2)为分子晶体,由固态变为气态,克服的是分子间作用力。由c、h、o组成的分子中,存在分子间氢键的物质很多,如:ch3ch2oh、ch3cooh等。(3)z单质即为铝,铝和盐酸反应生成氯化铝,向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,先生成氢氧化铝沉淀,氢氧化钠过量时,氢氧化铝沉淀溶解。w单质为硅,硅和氢氟酸反应生成sif4和h2两种气体。(4)13.5 g铝的物质的量为0.5 mol,所以该反应的热化学方程式为4al(s)+3o2(g)2al2o3(s)h=-3 352 kjmol-1。答案:(1)三a大(2)小分子间作用力乙酸(其他合理答案均可)(3)先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变成无色溶液si+4hfsif4+2h2(4)4al(s)+3o2(g)2al2o3(s)h=-3 352 kjmol-1(其他合理答案均可)4.(2012年安徽理综,25,16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:zz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: 。解析: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的基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子。(2)同周期从左到右,电负性逐渐增大,所以c的电负性小于o。(3)na2o2与co2反应的化学方程式为2na2o2+2co22na2co3+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(ch3cch)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hc,因此能与hc反应的分子必须为羧酸,如ch3cooh、hcooh等。答案:(1)四2(2)小h2o(3)或(4)丙烷(其他合理答案均可)ch3cooh+hcch3coo-+h2o+co2(其他合理答案均可)5.(2012年福建理综,30,13分)(1)元素的第一电离能:alsi(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图所示,呈现这种变化关系的原因是 。(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: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)。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.氢键解析:(1)同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势,故第一电离能alsi。(2)mn是25号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,故mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(3)硅烷形成的晶体是分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越强,沸点越高。(4)由球棍模型可以看出,大黑球为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;4号b原子三个sp3杂化轨道与除5号o原子外的三个o原子形成键后还有一个空轨道,而5号o原子能提供孤电子对而形成配位键;由图示可以看出该结构可以表示为b4h4o9m-,其中b为+3价,o为-2价,h为+1价,可知m=2。在晶体中na+与xm-之间为离子键,由(4)题干中所给信息知硼砂含结晶水,h2o分子间存在氢键和范德华力。答案:(1)oc。(3)nh3中n采取sp3杂化,含有一对孤电子对,故为三角锥形;n2h4可视为nh3分子中的一个氢原子被nh2取代形成,取代反应只是由一个原子团代替了氢原子,故不会影响n原子的杂化方式,所以与nh3相同,为sp3杂化。有4 mol nh键断裂则有1 mol n2h4反应,生成 mol n2,因1 mol n2含有2 mol 键,故生成 mol n2会生成3 mol 键。(nh4)2so4为离子晶体,故n2h6so4也为离子晶体,含有离子键,n2和s中含有共价键,n2与n相似,含有配位键和共价键,离子晶体中无范德华力。(4)由题意知:能与4个氮原子形成4个氢键,则要求被嵌入的微粒能提供4个氢原子,并至少存在“nh”、“ho”、“hf”三类键中的一种,对照选项,只n符合要求。答案:(1)2s22p3(2)noc(3)三角锥形sp33d(4)c7.(2011年江苏化学,21,12分)原子序数小于36的x、y、z、w四种元素,其中x是形成化合物种类最多的元素,y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的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:(1)y2x2分子中y原子轨道的杂化类型为,1 mol y2x2含有键的数目为。(2)化合物zx3的沸点比化合物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。(4)元素w的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物hnwcl3,反应的化学方程式为 。解析:y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,可推知y是c;由x是形成化合物种类最多的元素知x是h;根据信息可写出z的价电子排布式,知z是n;29号元素w是cu。(1)y2x2是c2h2,其结构式为hcch,c原子采取sp杂化,1 mol c2h2中有3na个键。(2)zx3、yx4分别是nh3、ch4,因nh3分子间存在氢键,故nh3的沸点高。(3)y是c,z是n,c的氧化物co2与n的氧化物n2o是等电子体。(4)由图中晶胞结构知白球个数为8+6=4个,黑球个数也为4个,故cu的氯化物中cu与cl原子个数比为11,其化学式是cucl。cucl与浓盐酸的反应为非氧化还原反应,故其生成物中cu为+1价,可由化合物中化合价代数和为零知生成物的化学式应为h2cucl3,即可写出反应cucl+2hclh2cucl3。答案:(1)sp杂化3 mol或36.021023个(2)nh3分子间存在氢键(3)n2o(4)cuclcucl+2hclh2cucl3(或cucl+2hclh2cucl3)8.(2011年新课标全国理综,37,15分)氮化硼(bn)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到bf3和bn。如下图所示:请回答下列问题:(1)由b2o3制备bf3、bn的化学方程式依次是 、 ;(2)基态b原子的电子排布式为;b和n相比,电负性较大的是,bn中b元素的化合价为;(3)在bf3分子中,fbf的键角是,b原子的杂化轨道类型为,bf3和过量naf作用可生成nabf4,b的立体构型为;(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内b原子与n原子之间的化学键为,层间作用力为;(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361.5 pm。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gcm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏加德罗常数为na)。解析:(1)由图可知b2o3与caf2和h2so4反应即生成bf3,同时还应该产生硫酸钙和水,方程式为b2o3+3caf2+3h2so42bf3+3caso4+3h2o;b2o3与氨气在高温下反应即生成bn,方程式为b2o3+2nh32bn+3h2o;(2)b的原子序数是5,所以基态b原子的核外电子排布式为1s22s22p1;b和n都属于第二周期,同周期自左向右电负性逐渐增大,所以b和n相比,电负性较大的是n,b最外层有3个电子,所以化合价是+3价;(3)依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的价层电子对数n=(3+3)=3且中心原子无孤电子对,所以bf3分子为平面正三角形结构,fbf的键角是120,杂化轨道类型为sp2;b的价层电子对数n=(3+4+1)=4,且中心原子无孤电子对,所以b的结构为正四面体。(4)b、n均属于非金属元素,借助于石墨的结构可知,两者形成的化学键是极性共价键,而层与层之间靠分子间作用力结合。(5)依据金刚石的晶胞结构及化学式bn可知立方氮化硼晶胞中含有4个n原子,4个b原子。则一个晶胞的质量可表示为4 g,一个晶胞的体积可表示为(361.510-10)3cm3,则晶体的密度可表示为 gcm-3。答案:(1)b2o3+3caf2+3h2so42bf3+3caso4+3h2ob2o3+2nh32bn+3h2o(2)1s22s22p1n+3(3)120sp2正四面体(4)共价键(或极性共价键)分子间作用力(5)449.(2009年山东理综,32,8分)c和si元素在化学中占有极其重要的地位。(1)写出si的基态原子核外电子排布式。从电负性角度分析c、si和o元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为。(2)sic的晶体结构与晶体硅的相似,其中c原子的杂化方式为,微粒间存在的作用力是。(3)氧化物mo的电子总数与sic的相等,则m为(填元素符号)。mo是优良的耐高温材料,其晶体结构与nacl晶体相似。mo的熔点比cao的高,其原因是 。(4)c、si为同一主族的元素,co2和sio2化学式相似,但结构和性质有很大不同。co2中c与o原子间形成键和键,sio2中si与o原子间不形成上述健。从原子半径大小的角度分析,为何c、o原子间能形成,而si、o原子间不能形成上述键。解析:(1)同周期从左右,电负性增大,则csi,所以电负性为:ocsi。(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以杂化方式是sp3 ,由题给信息知:sic也是sp3杂化,sic为原子晶体,存在共价键。(3)sic电子总数是20个,则氧化物为mgo;晶格能与所组成离子所带电荷成正比,与离子半径成反比,mgo与cao的离子电荷数相同,mg2+半径比ca2+小,mgo晶格能大,熔点高。(4)si的原子半径较大,si、o原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的键。答案:(1)1s22s22p63s23p2ocsi(2)sp3共价键(3)mgmg2+半径比ca2+小,mgo晶格能大(4)si的原子半径较大,si、o原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的键考点二 分子结构与性质1.(2013年安徽理综,7,6分)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分子中既含键又含键d.每生成1.8 g h2o消耗2.24 l o2解析:该反应相当于hcho的燃烧,燃烧反应均放热,a项错误;根据co2的结构式:oco可知,碳氧之间的化学键为极性键,b项错误;由hcho的结构式:可知,碳氧之间存在一个键和一个键,碳氢之间各存在一个键,c项正确;生成1.8 g h2o,消耗o2的物质的量为0.1 mol,但不一定是在标准状况下,故其体积不一定是2.24 l,d项错误。答案:c2.(2013年上海化学,5,2分)374 、22.1 mpa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力,并含有较多的h+和oh-,由此可知超临界水()a.显中性,ph等于7b.表现出非极性溶剂的特性c.显酸性,ph小于7d.表现出极性溶剂的特性解析:只要是纯水一定呈中性,超临界水仍然呈中性,由题干可知水的电离程度大了,c(h+)变大,则ph小于7,a、c项错误;根据相似相容的原理可以知道b项正确(有机物大多数是非极性分子),d项错误。答案:b3.(2011年四川理综,7,6分)下列推论正确的()a.sih4的沸点高于ch4,可推测ph3的沸点高于nh3b.n为正四面体结构,可推测p也为正四面体结构c.co2晶体是分子晶体,可推测sio2晶体也是分子晶体,d.c2h6是碳链为直线型的非极性分子,可推测c3h8也是碳链为直线型的非极性分子解析:nh3分子间存在氢键,沸点反常偏高大于ph3,a项错误。n、p是同主族元素,形成的离子:n和p结构类似都是正四面体构型,b项正确,co2是分子晶体,而sio2是原子晶体,c项错误。c2h5中两个ch3对称,是非极性分子,而c3h8是锯齿形结构,是极性分子,d项错误。答案:b4.(双选题)(2010年海南化学,191,6分)下列描述中正确的是()a.cs2为v形的极性分子b.cl的空间构型为平面三角形c、sf6中有6对完全相同的成键电子对d.sif4和s的中心原子均为sp3杂化解析:cs2与co2结构类似,为直线形非极性分子,a错误;由价层电子对互斥理论可知cl中中心原子的价层电子数n=(7+1)=4,孤电子对数为1,所以cl是三角锥形,b错误;硫原子最外层有6个电子,和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对,c正确;sif4和s的空间构型分别为正四面体和三角锥形,但中心原子均采用的是sp3杂化,d正确。答案:cd5.(2013年浙江自选模块,15,10分)请回答下列问题:(1)n、al、si、zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:电离能i1i2i3i4ia/kjmol-15781 8172 74511 578则该元素是(填写元素符号)。(2)基态锗(ge)原子的电子排布式是。ge的最高价氯化物分子式是。该元素可能的性质或应用有。a.是一种活泼的金属元素b.其电负性大于硫c.其单质可作为半导体材料d.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点(3)关于化合物,下列叙述正确的有。a.分子间可形成氢键b.分子中既有极性键又有非极性键c.分子中有7个键和1个键d.该分子在水中的溶解度大于2丁烯(4)naf的熔点(填“”、“=”或“”)b的熔点,其原因是 。解析:(1)由题中所给数据知,该元素的电离能有:i3i4,故该元素原子最外层有3个电子,结合题意为al元素。(2)ge位于元素周期表中第四周期第a族,原子最外层4个电子,所以基态原子的电子排布式为ar3d104s24p2;ge的最高价为+4价,故其最高价氯化物分子式为gecl4;ge位于元素周期表中金属与非金属的分界线附近且排在si的下一周期,故a错;借助于si元素比较其电负性,ge两者均为离子化合物,且阴、阳离子的电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此其熔点较低6.(2013年新课标全国理综,37,15分)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态si原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为、电子数为。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。(4)单质硅可通过甲硅烷(sih4)分解反应来制备。工业上采用mg2si和nh4cl在液氨介质中反应制得sih4,该反应的化学方程式为 。(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键ccchcosisisihsio键能/(kjmol-1)356413336226318452硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。sih4的稳定性小于ch4,更易生成氧化物,原因是 。(6)在硅酸盐中,si四面体如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根;其中si原子的杂化形式为,si与o的原子数之比为,化学式为。解析:(1)基态硅原子有三个电子层,最外层能量最高,其符号为m,3s轨道数为1,3p为3,3d为5,合计轨道数为9,电子数为4。(2)硅主要以sio2、硅酸盐形式存在于地壳中。(3)在硅晶体中,硅原子间以共价键结合,晶胞的6个面中各有一个硅原子,依据均摊法知,面心位置贡献了3个硅原子。(4)由题干信息知:mg2si与nh4cl反应,其产物应有sih4、mgcl2,再结合原子守恒分析知还有nh3,则其反应式为:mg2si+4nh4cl4nh3+2mgcl2+sih4。(5)物质内化学键的强弱影响物质的稳定性,进而影响物质构成种类数。sih键的键能小,稳定性差,sih4易生成稳定性强的氧化物。(6)因si与o形成四面体结构,则其杂化形式为sp3杂化,图(b)中每个四面体中有两个氧原子是与其他四面体共用的,则每个四面体占有该氧原子的,所以每个四面体共占有这两个氧原子为:2=1,另1个氧原子为该四面体所有,还含有1个sio键属于该四面体,综上所述,一个四面体中,含1个si原子,氧原子:1+1+1=3,所以,可知硅与氧原子数之比为13,其化学式为si或sio3。答案:(1)m94(2)二氧化硅(3)共价键3(4)mg2si+4nh4clsih4+4nh3+2mgcl2(5)cc键和ch键较强,所以形成的烷烃较稳定,而硅烷中sisi键和sih键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成ch键的键能大于co键,ch键比co键稳定,而sih键的键能却远小于sio键,所以sih键不能稳定存在,而倾向于形成更稳定的sio键(6)sp313sio3或si7. (2013年福建理综,31,13分)(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照右图中b、f元素的位置,用小黑点标出c、n、o三种元素的相对位置。(2)nf3可由nh3和f2在cu催化剂存在下反应直接得到:4nh3+3f2nf3+3nh4f上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有(填序号)。a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体基态铜原子的核外电子排布式为 。(3)bf3与一定量的水形成(h2o)2bf3晶体q,q在一定条件下可转化为r:晶体q中各种微粒间的作用力不涉及(填序号)。a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键e.氢键f.范德华力r中阳离子的空间构型为,阴离子的中心原子轨道采用杂化。(4)已知苯酚()具有弱酸性,其ka=1.110-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数ka2(水杨酸)ka(苯酚)(填“”或“”),其原因是 。解析:(1)依据元素周期律,同周期元素的第一电离能从左向右依次增大,但n元素的2p轨道处于半充满状态,较稳定,故其第一电离能大于氧的。(2)nh3、f2、nf3属于分子晶体,nh4f为离子晶体,cu为金属晶体。cu的核电荷数为29,3d轨道上全充满,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或ar3d104s1。(3)由q知,h2o与bf3h2o分子间有氢键,bf3h2o分子内有共价键和配位键,其分子间有分子间作用力(范德华力)。h3o+中有孤对电子,由价层电子对互斥理论知,其空间构型为三角锥形,阴离子的中心原子b有四个键,故采用sp3杂化。(4)分子内氢键的存在,使h+难以电离出,故ka2ka。答案:(1)如图所示(2)a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或ar3d104s1(3)a、d三角锥形sp3(4)”、“”或“=”填空:第一电离能的大小:mgal;熔点的高低:kclmgo。解析:(1)第二个电子层无d轨道,第三个电子层无f轨道,a、c正确。(2)ga是31号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p1或ar3d104s24p1。(3)a项干冰是分子晶体,熔化时破坏范德华力。b项乙酸分子间存在氢键,汽化还与氢键有关。c项乙醇分子间存在氢键。d项中水分子之间存在氢键。e项中,溶质分子之间、溶剂分子间以及i2与ccl4之间都只存在范德华力。f项石英是原子晶体,熔融时破坏共价键。(4)c2h4、c2h6中含有ch为极性键,cc键为非极性键。双键中有一个键,一个键。三键中有一个键,两个键。(5)镁原子的s轨道全充满,属于较为稳定的状态,第一电离能大于铝。kcl中离子所带电荷低于mgo(k+mg2+、cl-mg2+、cl-o2-),所以kcl的熔点低于mgo。答案:(1)ac(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(3)ae(4)bcgceabd(5)10.(2012年江苏化学,21a,12分)一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(cumn2o4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(hcho)。(1)向一定物质的量浓度的cu(no3)2和mn(no3)2溶液中加入na2co3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得cumn2o4。mn2+基态的电子排布式可表示为。n的空间构型是(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下,co被氧化为co2,hcho被氧化为co2和h2o。根据等电子体原理,co分子的结构式为。h2o分子中o原子轨道的杂化类型为。1 mol co2中含有的键数目为。(3)向cuso4溶液中加入过量naoh溶液可生成cu(oh)42-。不考虑空间构型,cu(oh)42-的结构可用示意图表示为 。解析:(1)mn原子序数为25,mn的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。n离子中氮原子的价层电子对数为n=3,n=配位体数,所以无孤电子对,则n为平面三角形结构。(2)co与n2互为等电子体,等电子体具有相似的电子结构与几何构型,所以根据氮分子的结构式可以写出co的结构式co。h2o分子内氧原子有2对孤电子对、2对成键电子,共4对价层电子,采用sp3杂化,分子空间构型为v形。二氧化碳(oco)分子内,一个c连接有2个o原子,所以有2个键,故1 mol co2中含有2 mol 键。(3)cu2+有空轨道,oh-能提供孤电子对,所以cu2+与oh-之间形成配位键,cu2+与oh-以配位键结合。答案:(1)1s22s22p63s23p63d5(或ar3d5)平面三角形(2)cosp326.021023个(或2 na)(3)11.(2012年山东理综,32,8分)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分子内键与键个数之比为。(4)甲醛(h2co)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och键角(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的och键角。解析:(1)金属键没有方向性和饱和性,a项错误;金属导电是因为在外加电场作用下,自由电子产生定向移动,c项错误;由于自由电子的存在使金属很容易吸收光子而发生跃迁,发出特定波长的光波,因而金属往往有特定的金属光泽,d项错误。(2)ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,所以在3d轨道上有两个未成对电子,则第二周期元素中,含有两个未成对电子的元素的价电子排布式有2s22p2和2s22p4,分别是碳元素和氧元素,其中电负性最小的是碳。(3)由题意知co与n2的结构相似,知co的结构为:;co在与过渡金属形成配合物时,c的那对孤电子对参与配位键的形成(o的那对孤电子对不参与配位键的形成),所以每个co提供的电子数为2(靠近c的那对孤电子对)根据中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18可知,ni的价电子数是10,所以配体提供的电子数是8,又因为一个co配体提供两个电子,故n=4;因为氮气的结构式是nn,而co与n2的结构相似,所以co中键与键的个数之比是12。(4)甲醇分子内碳的成键电子对为4,无孤电子对,所以其碳原子是sp3杂化,由于甲醛中的碳氧之间是双键,而甲醇中碳氧间是单键,碳氧双键中存在键,它对ch键的排斥作用较强,所以甲醛中的键角比甲醇中的键角大。答案:(1)b(2)c(碳)(3)412(4)sp3小于12.(2011年山东理综,32,8分)氧是地壳中含量最多的元素。(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为个。 (2)h2o分子内的oh键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。的沸点比高,原因是 。(3)h+可与h2o形成h3o+,h3o+中o原子采用杂化。h3o+中hoh键角比h2o中hoh键角大,原因为 。(4)cao与nacl的晶胞同为面心立方结构,已知cao晶体密度为a gcm-3,na表示阿伏加德罗常数,则cao晶胞体积为cm3。解析:(1)氧元素基态原子,有两个未成对电子。(2)化学键强于氢键,分子间的氢键强于范德华力,也就是从强到弱依次是oh键、氢键、范德华力;由于存在分子间氢键,使沸点升高,而存在分子内氢键,使物质的沸点降低。(3)h3o+中中心原子的价层电子对为4,所以杂化方式为sp3杂化,有一对孤电子对;而h2o中有两对孤电子对,孤电子对数越少,则对所成共价键的排斥力越大,共价键的键角就越大,所以使得h3o+中hoh键角比h2o中hoh键角大。(4)一个cao晶胞内含有4个cao,其质量为4=g,则一个晶胞的体积为: ga gcm-3= cm3。答案:(1)2(2)oh键、氢键、范德华力形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大(3)sp3h3o+中o原子有2对孤电子对,h3o+中o原子只有1对孤电子对,排斥力较小(4)考点三 晶体结构与性质1.(2013年重庆理综,3,6分)下列排序正确的是()a.酸性:h2co3c6h5ohch3coohb.碱性:ba(oh)2ca(oh)2kohc.熔点:mgbr2sicl4bnd.沸点:ph3nh3c6h5oh,a错误;ba和ca同主族,碱性ba(oh)2ca(oh)2,b错误;mgbr2为离子晶体,sicl4为分子晶体,熔点mgbr2sicl4,c错误;因为nh3分子间存在氢键使其沸点高于ph3,常温下nh3为气态,h2o为液态,故沸点h2onh3,d正确。答案:d2.(2013年上海化学,4,2分)下列变化需克服相同类型作用力