高考化学二轮复习 物质结构与性质（配高考真题分类详解）.doc

十二、物质结构与性质1(2013高考四川卷) 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43，z原子比x原子的核外电子数多4。下列说法正确的是 () aw、y、z的电负性大小顺序一定是zywbw、x、y、z的原子半径大小顺序可能是wxyz cy、z形成的分子的空间构型可能是正四面体 dwy2分子中键与键的数目之比是21解析：选c。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clcsi。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xyzw。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键和两个键。2(2013高考安徽卷)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：hchoo2co2h2o。下列有关说法正确的是()a该反应为吸热反应 bco2分子中的化学键为非极性键chcho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：选c。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个键，一个未参加杂化的p轨道与o原子的2p轨道形成键。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。3(2013高考安徽卷)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：先根据题给条件判断元素的种类，再结合具体元素及其化合物的性质进行分析，在解决问题时要注意相关知识的综合应用。(1)根据题给信息，可以初步判断x为第a族元素，当判断出y为o元素时，即可确定x为c元素；z的最外层电子数为3，共有三个电子层，所以z为al元素；由质子数质量数中子数，可以确定w的质子数为14，所以w为si元素。由此可以判断w位于元素周期表第三周期第a族；w和x是同一主族元素，且w在x的下一周期，所以w的原子半径大于x的原子半径。(2)z和w属于同周期元素，同周期元素的第一电离能从左向右呈逐渐增大趋势，所以z的第一电离能小于w的；xy2为co2，属于分子晶体，所以由固态变为气态时克服的作用力为分子间作用力；h、c、o三种元素可组成多种能形成同种分子间氢键的化合物，比如乙酸等。(3)z单质即为铝，铝和盐酸反应生成氯化铝，向氯化铝中滴加氢氧化钠溶液，发生的反应主要分为两个阶段。第一阶段：先生成氢氧化铝沉淀；第二阶段：氢氧化钠过量时，氢氧化铝沉淀溶解。w单质即为硅，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)h3 352 kjmol1。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si4hf=sif42h2(4)4al(s)3o2(g)=2al2o3(s)h3 352 kjmol1(其他合理答案均可)4(2013高考新课标全国卷)化学选修3：物质结构与性质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/ (kjmol1)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，sio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)si的原子序数为14，则核外电子数为14，电子排布式为1s22s22p63s23p2，依据核外电子能量排布原理，电子由离核近的区域依次由里向外排布，所以电子占据的最高能层符号为m，该能层具有的原子轨道为s、p、d轨道，共计9个原子轨道，电子数为4。(2)硅元素在地壳中的含量居第二位，自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，无游离态的硅。(3)结合金刚石的晶体结构，单质硅属于原子晶体，每个硅原子和四个硅原子以共价键结合成空间网状结构。晶胞结构为面心立方晶胞，在面心上有6个硅原子，每个硅原子为两个晶胞共有，所以一个晶胞中在面心位置对该晶胞贡献3个硅原子。(4)反应的化学方程式可依据原子守恒写出。mg2si和nh4cl反应的产物为sih4、mgcl2、nh3，反应的化学方程式为mg2si4nh4cl=sih44nh32mgcl2。(5)依据图表中键能数据分析，cc键、ch键键能大，难断裂；sisi键、sih键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成。sih4稳定性小于ch4，更易生成氧化物，是因为ch键键能大于co键的，ch键比co键稳定。sih 键键能远小于sio键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的sio键。(6)依据图(a)可知，sio的结构类似于甲烷分子的结构，为正四面体结构，si原子的杂化形式和甲烷分子中碳原子的杂化形式相同，为sp3杂化；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个si原子、3个氧原子，si原子和o原子数之比为13，化学式可表示为sio3或sio。答案：(1)m94(2)二氧化硅共价键3(4)mg2si4nh4cl=sih44nh32mgcl2(5)cc键和ch键较强，所形成的烷烃稳定。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键不稳定而倾向于形成稳定性更强的sio键(6)sp313sio3(或sio)5(2013高考山东卷) 化学物质结构与性质卤族元素包括f、cl、br等。(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是_。 (2)利用“卤化硼法”可合成含b和n两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有b原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。(3)bcl3和ncl3中心原子的杂化方式分别为_和_。第一电离能介于b、n之间的第二周期元素有_种。(4)若bcl3与xyn 通过b原子与x原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤对电子的原子是_。解析：(1)f、cl、br的原子半径逐渐增大，元素的电负性逐渐减弱，a对。f元素的非金属性非常强，目前f元素无正化合价，b错。hf易形成分子间氢键，其沸点高于hcl、hbr，c错。f2、cl2、br2都形成分子晶体，且分子间作用力随相对分子质量的增大而增强，因此其熔点逐渐升高，d错。(2)b的原子半径大于n的原子半径，则晶胞结构示意图中代表b原子，代表n原子，根据晶胞结构，每个晶胞中含有b原子的个数为81/812个，含有n原子的个数为41/412个，b、n原子的个数比为11，则该功能陶瓷的化学式为bn。(3)杂化轨道用于形成键和容纳孤对电子。bcl3分子中b原子形成3个键，无孤对电子，则b原子采取sp2杂化。ncl3中n原子形成3个键，且有1对孤对电子，则n原子采取sp3杂化。be、b、n、o原子的最外层电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p3、2s22p4，be原子的2s轨道处于全充满的稳定状态，故其第一电离能大于b；n原子的2p轨道处于半充满的稳定状态，故其第一电离能大于o，因此元素的第一电离能介于b和n元素之间的第二周期的元素有be、c、o3种。(4)bcl3与xyn通过b原子和x原子间的配位键形成配合物，b原子只有空轨道，无孤对电子，因此形成配位键时，x原子提供孤对电子，b原子提供空轨道。答案：(1)a(2)2bn(3)sp2sp33(4)x6(2013高考江苏卷)物质结构与性质元素x位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素z的原子最外层电子数是其内层的3倍。(1)x与y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。在1个晶胞中，x离子的数目为_。 该化合物的化学式为_。(2)在y的氢化物(h2y)分子中，y原子轨道的杂化类型是_。(3)z的氢化物(h2z)在乙醇中的溶解度大于h2y，其原因是_。(4)y 与z 可形成yz。yz的空间构型为_(用文字描述)。写出一种与yz互为等电子体的分子的化学式：_。(5)x的氯化物与氨水反应可形成配合物x(nh3)4cl2,1mol该配合物中含有键的数目为_。 解析：根据x位于第四周期，其基态原子内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，可知外围电子层排布式为3d104s2，x为zn元素。元素y基态原子的3p轨道上有4个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p4，y为s元素，z是o元素。(1)1个晶胞中x离子的数目为864。y离子的数目为144，x与y离子的个数比为11，则该化合物的化学式为zns。(2)h2s中s原子采取sp3杂化。(3)h2o与乙醇分子之间可以形成氢键，h2s与乙醇分子之间不能形成氢键，所以h2o在乙醇中的溶解度大于h2s。(4)so中s原子采用sp3杂化，so为正四面体型结构。与so互为等电子体的分子可以是ccl4或sicl4等。(5)zn(nh3)4cl2中nh3与zn2形成配位键，配位键属于键。nh3中有3个键，所以1 mol配合物中共有16 mol(或166.021023个)键。答案：(1)4zns(2)sp3(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(4)正四面体ccl4(或sicl4等)(5)16 mol(或166.021023个)7.(2013高考福建卷)化学物质结构与性质(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：4nh33f2nf33nh4f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ka1.11010；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“7；y的单质是一种黄色晶体；r基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。y、z分别与钠元素可形成化合物q和j，j的水溶液与agno3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀l；z与氢元素形成的化合物与g反应生成m。请回答下列问题： (1)m固体的晶体类型是_。(2)y基态原子的核外电子排布式是_；g分子中x原子的杂化轨道类型是_。(3)l的悬浊液中加入q的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是_。(4)r的一种含氧酸根ro具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是_。解析：氢化物的水溶液显碱性的物质中学阶段接触的只有nh3，故x为n元素；黄色单质为硫单质，故y为s元素；根据电子排布规律，电子先排布4s轨道后排布3d轨道，故r基态原子的外层电子排布式为3d64s2，r为fe元素；能与agno3溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀的离子为cl，故z为cl元素。(1)nh4cl固体属于离子晶体。(2)s基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4；在nh3分子中n原子采用sp3杂化方式。(3)agcl中加入na2s后，由于ag2s的溶解度小于agcl的溶解度，发生了沉淀的转化。(4)加入硫酸后溶液变为黄色，说明生成了fe3，加入硫酸后生成的无色气体只能为o2，根据电子守恒和原子守恒可以写出离子方程式为4feo20h=4fe33o210h2o。答案：(1)离子晶体(2)1s22s22p63s23p4sp3杂化(3)ag2s的溶解度小于agcl的溶解度(4)4feo20h=4fe33o210h2o9(2013高考浙江自选模块)物质结构与性质请回答下列问题：(1)n、ai、si、zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：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“”)的熔点，其原因是_。解析：应用“结构决定性质，性质反映用途”作理论指导，分析、解决相关问题。(1)分析表中数据可知，该元素的逐级