高中化学选修三习题附答案（精华版）

1、评卷人得分1金属钛(ti) 被誉为第 ii 卷（非选择题）一、综合题：共 4 题 每题 15 分 共 60 分线线_：号订订考_：级班_： 名装姓_装_:校学外内21 世纪金属，具有良好的生物相容性，它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(ti 3n4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以 ticl 4 为原料，经过一系列反应可以制得ti 3n4 和纳米 tio 2(如图 1)。如图中的 m 是短周期金属元素，m 的部分电离能如下表：i 1i2i 3i 4i 5电离能 /kj mol 17381451773310540 136

2、30请回答下列问题：(1) ti 的基态原子外围电子排布式为 。(2) m 是(填元素符号 )，该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积，配位数为 。(3) 纳米 tio2 是一种应用广泛的催化剂， 纳米 tio2 催化的一个实例如图 2 所示。化合物甲的分子中采取 sp2方式杂化的碳原子有 个，化合物乙中采取 sp3 方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为 。(4) 有一种氮化钛晶体的晶胞与 nacl 晶胞相似，如图 3 所示，该晶胞中 n、ti 之间的最近距离为 a pm，则该氮化钛的密度为 gcm 3( na 为阿伏加德罗常数的值， 只列计算式 ) 。该晶体中与 n 原子距离相等且最

3、近的 n 原子有 个。离子晶体naclkclcao晶格能/kj mol5) 科学家通过 x射线探明 kcl 、mgo 、cao、tin 的晶体与 nacl 的晶体结构相似。 且知三种离子晶体的晶格能数据如下：kcl 、cao、tin 三种离子晶体熔点由高到低的顺序为 。【答案】 (1)3d 24s2(2)mg12(3)7onc(4)12(5)tincaokcl【解析】本题主要考查的是物质的结构和性质。 (1)ti 位于第四周期，第 ivb 族，外围电子排布为 3d24s2，故答案为 3d24s2；(2) 金属 m 的第三电离能远远大于第二电离能，所以 m 应为短周期第

4、 iia 族元素，又因 m 可把 ti 置换出来，所以 m 应为 mg ，其晶体堆积模型为六方最密堆积，配位数为 12，故答案为： mg ，12；(3) 化合物甲的分子中采取 sp2杂化的碳原子由苯环上的 6 个碳原子和羧基中的一个，共 7 个，根据化合物乙的结构可知试卷第 1 页，总 8 页sp3杂化的原子有羟基中的氧，氨基中的氮，碳链上的三个碳，c、n、o 都位于第二周期，原子序数递增，电负性逐渐增大，所以它们的电负性关系为：onc ，故答案为： 7，onc ；(4) 由晶胞结构可知， n 原子位于立方体晶胞的 8 个顶点， 6 个面心，而 ti 原子位于立方体晶胞的12 个棱中点和 1

5、个体心，根据均摊法可算出该晶胞中 n 原子个数为 8+6=4 ，该晶胞中 ti 原子数为： 12+1=4 ，晶胞质量为 m= 4+4=，晶胞中 n、ti 之间的最近距离为立方体边长的一半，所以立方体边长为 2a pm，则晶胞的体积 v=(2 a10-10)3 cm3，所以晶体的密度 =；以顶点的 n 原子为例，顶点的n 原子离面心上的 n 原子距离最近，则与顶点n 原子同层上的有 4 个晶胞中的 4 个面心上的 n 原子，同样上层 4 个，下层 4 个，共 12 个，故答案为， 12； (5)由表中数据可知，离子晶体所带电荷越大，晶格能也越大，kcl 中，离子都带1 个单位的电荷， cao 中

6、离子都带 2 个单位的电荷，tin 中离子都带 3 个单位的电荷，所以晶格能tincaokcl ，而晶格能越大，离子晶体熔点越高，所以三种离子晶体熔点由高到低的顺序为：tincaokcl ，故答案为： tincaokcl 。【备注】无2x 、y、z、w 、r、q 为前 30 号元素，且原子序数依次增大。x 是所有元素中原子半径最小的，y 有三个能级，且每个能级上的电子数相等， z 原子单电子数在同周期元素中最多，w 与 z 同周期， 第一电离能比z 的低，r 与 y 同一主族， q 的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题： (1)r 核外电子排布式为。(2) x 、

7、y 、z、w 形成的有机物 yw(zx 2 )2 中y 、z 的杂化轨道类型分别为，离子的立体构型是。(3) y 、r 的最高价氧化物的沸点较高的是 ( 填化学式 )，原因是 。(4) 将 q 单质的粉末加入到 zx 3 的浓溶液中，并通入w 2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为 。(5) w 和 na 的一种离子化合物的晶胞结构如图， 该离子化合物为( 填化学式 ) 。na+的配位数为， 距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞的密度为 g 3c，m阿伏加德罗常数为 na，则两个最近的 w 离子间距离为nm。( 用含 、na 的计算式表示 )【答案】 (

8、1) 1s22s22p63s23p2(2) sp2、sp3；平面三角形；(3) sio2 ；sio2 为原子晶体 ,co2 为分子晶体； (4) 2cu+8nh 3+o 2+2h 2o2cu(nh 3)42+4oh - ；(5) na2 o； 4； 立方体；107【解析】本题考查物质结构综合推断题，涉及原子核外电子排布，化合物中心原子的杂化，分子空间构型，晶胞的有关计算等。 x 、y 、z、w 、r、q 为前 30 号元素，且原子序数依次增大。x 是所有元素中原子半径最小的，是 h 元素； y 有三个能级，且每个能级上的电子数相等，电子排布式为1s22s22p2，是 c 元素； z 原子单电子

9、数在同周期元素中最多，是n 元素； w 与 z 同周期，第一电离能比z 的低，原子序数比 n 大，是 o 元素；r 与 y 同一主族， 是 si 元素；q 的最外层只有一个电子， 其他电子层电子均处于饱和状态，是 cu 元素。(1)r(si) 试卷第 2 页，总 8 页线线_：号订_考订_核外电子排布式为1s22s22p63s23p2(2) x 、y 、z、w 形成的有机物 co(nh 2)2 中 c、n 的杂化轨道类型分别为sp2、sp3 ；离子中心原子 n 孤电子对数形成 3 个，立体构型是平面三角形；(3) y 、r 的最高价氧化物分别是co2 和sio 2，沸点较高的是 sio 2；

10、sio 2 为原子晶体 ,co2 为分子晶体； (4) 将 q(cu) 单质的粉末加入到 zx 3(nh 3)的浓溶液中，并通入 o2，充分反应后溶液呈深蓝色， 生成铜氨络离子， 该反应的离子方程式为2cu+8nh 3+o2+2h 2o2cu(nh 3)42+4oh - ；(5) 该晶胞中钠离子位于晶胞体心，有8 个，氧离子位于顶点和面心，分摊4 个，所以化学式为 na2o； na+的配位数为 4；距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为立方体；晶胞体积为，则两个最近的w 离子间距离为 107 nm【备注】无3 化学 选修 3：物质结构与性质 在元素周期表中，除稀有气体外几乎所有元

11、素都能氢形成氢化物。(1) 氨气属于共价型氢化物，工业常用氨气和醋酸二氨合铜cu(nh 3 )2ac 的混合液来吸收一氧化碳(醋酸根ch 3coo-简写为 ac-)。反应方程式为： cu(nh 3)2ac+co+nh 3cu(nh 3)3coac请写出基态 cu+离子的价电子排布式 。氨水溶液中各元素原子的第一电离能从大到小排列顺序为 ，理由是；其中 nh 3应为( 填“极性”或“非极性 ”分)子。醋酸分子 (ch 3cooh) 中的两个碳原子的杂化方式分别是 。_：级班_生成物 cu(nh 3)3coac 中所含化学键类型有a.离子键b.金属键c.共价键d.配位键( 填序号 )。_： 名装姓

12、_装_(2) 某离子型氢化物化学式为xy 2，晶胞结构如图所示，其中6 个 y 原子( 用)阿拉伯数字 16 标注。已知 1、2、3、4 号 y 原子在晶胞上、下面上。则5、6 号 y 原子均在晶胞( 填“侧面 ”或“内部 ”。)_校:根据以上信息可以推知，xy 2 晶体的熔沸点 (填“”“或=”“【解析】本题考查了物质结构与性质。(1) cu 元素为 29 号元素，原子核外由 29 个电子，故基态 cu+离子的价电子排布式为 3d10。氨水溶液中含有n、o、h 三种元素， n 原子的 2p 轨道为半充满结构，相对稳定，o 与 h 比较， o 原子核电荷数大，非金属性强，难失电子，故第一电离能

13、由大到小的顺序为n o h。甲基中 c原子形成 4 个单键，杂化轨道数目为4，采用 sp3杂化，羧基中 c原子形成 3 个 键，杂化轨道数为 3，采用 sp2 杂化。试卷第 3 页，总 8 页铜离子与氨气之间存在配位键，氨气中n 与 h 形成共价键， cu(nh 3)3co + 与 ac -之间是离子键，故该题选abd。(2) x 位于 8 个顶点和一个体心， 晶胞中一共含有 2 个 x ，由化学式 xy 2 可知，该晶胞中含有4 个 y ，又 1、2、3、4 号 y 原子在晶胞的上下面上，则实际为2 个 y 原子，则 5、6 号 y 原子均在晶胞内部。 xy 2 晶体为离子晶体、固态氨为分子

14、晶体，所以xy 2 晶体的熔沸点比固态氨高。一个晶胞中含有2 个 xy 2，xy 2 的摩尔质量为 m g/mol ，则晶胞的质量为 g，若该晶胞的边长为anm，则晶胞的体积为 =a310-21cm3，晶胞的密度为 g/cm3，则= a310-21，解得 na =。【备注】无4. 如图分别是金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。(1) 四种物质互称为。写出碳原子的基态电子排布图 。(2) 试比较：第一电离能i 1(c) 、i 1(n) 、i1(o) 由大到小的顺序为。(3) 石墨中存在的作用力有。a. 共价键b. 金属键c. 氢键d. 配位键e.分子间作用

15、力石墨中碳原子采取的杂化方式是 。(4) c 的熔沸点比 a( 填“高”或“低”原)因是。(5) 金刚石晶胞结构如下图所示， 若金刚石的密度为 g cm-3，试计算碳原子的半径为 pm( 用含 式子表示，不必化简 )。【答案】 (1) 同素异形体(2) i1(n) i1(o) i 1(c)(3)abesp 2(4) 低金刚石是原子晶体，而足球烯为分子晶体(5)【解析】本题考查同素异形体、核外电子排布、第一电离能、杂化方式等、晶胞的结构和计算等。(1) 金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管都是碳的单质， 根据结构示意图可以看出它们结构都不同，所以它们互为同素异形体；碳是 6 号元素，根据构造原理可知碳

16、的基态电子排布图为：；(2) 根据元素周期律可知同一周期元素第一电离能逐渐增大，但是n 原子的最外层处于半满结构，比较稳定，所以第一电离能最大，所以 i 1(n) i 1(o) i1(c) ；(3) 石墨是层状结构，在同一层内碳与碳之间形成c-c 单键，是 键，而在层与层之间是通过分子间作用力相结合，所以石墨中存在的作用力是键和分子间作用力，故选abe ，在层内每个试卷第 4 页，总 8 页线线_：号订_考订_碳与周围三个碳形成共价键，所以碳的杂化方式为sp2； (4)a 是金刚石，原子晶体， c 是足球烯为分子晶体， 所以 c的沸点低 ； (5) 根据图 a 及题目中的描述，根据金刚石晶胞的

17、结构图可知，金刚石晶胞是面心立方堆积完之后还在四个四面体里有原子，也就是说在金刚石晶胞的体对角线上连排了四个原子，并且相切，所以体对角线长度就是碳原子半径的8 倍，设晶胞边长为 a，碳原子的半径为 r，即 a=8r，碳原子的质量 =，又每个晶胞中含有碳原子个数 =4+8+6=8，由 =，得 a=2， a=8r， r =a=。【备注】无5. 已知： a、b、c、d、e、f、g 七种元素的核电荷数依次增大，属于元素周期表中前四周期的元素。其中 a 原子在基态时 p 轨道半充满且电负性是同族元素中最大的； d、e 原子核外的 m 层中均有两个未成对电子； g 原子核外价电子数与 b 相同，其余各层均

18、充满。 b、e 两元素组成化合物 b2e 的晶体为离子晶体。 c、f 的原子均有三个能层， c 原子的第一至第四电离能 (kjmol-1 )分别为 578、1 817、2 745、11 575；c 与 f 能形成原子数目比为 1 3、熔点为 190 的化合物 q。(1) b 的单质晶体为体心立方堆积模型，其配位数为； e 元素的最高价氧化物分子的立体构型是 。f 元素原子的核外电子排布式是 ，g 的高价离子与 a 的简单氢化物形成的配离子的化学式为。(2) 试比较 b、d 分别与 f 形成的化合物的熔点高低并说明理由 。-3_：级班_(3) a 、g 形成某种化合物的晶胞结构如图所示。若阿伏加

19、德罗常数为na，该化合物晶体的密度为a g cm ，其晶胞的边长为cm。_： 名(4) 在 1.01 105 pa、t1 时，气体摩尔体积为 53.4 l成为。mol -1，实验测得 q 的气态密度为 5.00 g l-1，则此时 q 的组装姓_装_:校学外内【答案】 (1)8 ；平面三角形； 1s22s22p63s23p5；cu(nh 3)4 2(2) nacl 的熔点高于 sicl 4，因为 nacl 是离子晶体， sicl 4 是分子晶体(3)(4)al 2cl 6【解析】本题考查了物质的结构和性质。a 、b、c、d、e、f、g 七种元素的核电荷数依次增大，属于元素周期表中前四周期的元素

20、。其中 a 原子在基态时 p 轨道半充满且电负性是同族元素中最大的，因此 a 是 n 元素。d、e 原子核外的 m 层中均有两个未成对电子，则d 的 m 层为 3s2 3p2，则 d 是 si 元素。 e 的 m 层为 3s2 3p4， 则 e 是 s元素。 b、e 两元素组成化合物 b2e 的晶体为离子晶体，所以b 为 ia 族的金属，则 b 是钠元素。 g 原子核外最外层电子数与b 相同，则 g 的最外层电子数为1，其余各层均充满，且g 的原子序数最大，因此g 是铜元素。 c、f 的原子均有三个能层，因此c、f 在第三周期。 c 的逐级电离能前三个数据接近，第四电离能突变， 所以易失去三个

21、电子， 为第 a 族元素， 则 c 是铝元素。 c 与 f 能形成原子数目比为1 3、熔点为 190 的化合物 q ，说明 f 为-1 价，即 f 为 cl 元素， q 是 alcl 3。(1)金属钠的单质晶体为体心立方堆积模型，其配位数为 8，e 元素的最高价氧化物分子是三氧化硫，其中心原子s 原子含有的孤对电子对数为(632) 0，所以三氧化硫分子的立体构型是平面三角形。根据构造原理可知， cl 元素原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p5， g 的高价离子 cu 2 与 a 的简单氢化物 nh 3 形成的配离子的化学式为 cu(nh 3)4 2+。(2)b 、d 分别与 f

22、形成的化合物分别是氯化钠和四氯化硅。因为nacl 是离子晶体， sicl 4 是分子晶体，所以 nacl 的熔点高于 sicl 4。(3) 根试卷第 5 页，总 8 页据晶胞的结构可知， n 原子在顶点，含有的个数为8 1 个。铜在棱边，含有的个数为12 3 个，即化学式为 cu3n。设边长为 x cm，则 na 1，解得 x。 (4) 根据 mv 5.00 g/l 53.4 l/mol 267 g/mol ，是 alcl 3 相对分子质量的 2 倍，所以其化学式为al 2cl 6。【备注】无6. 第四周期过渡元素mn 、fe、ti 可与 c、h、o 形成多种化合物。(1) 下列叙述正确的是。

23、( 填字母) a hcho 与水分子间能形成氢键b. hcho 和 co2 分子中的中心原子均采用sp2 杂化c. 苯分子中含有 6 个 键和 1 个大 键，苯是非极性分子d. co2 晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低(2)mn 和 fe 的部分电离能数据如下表：元素mnfe1i215091561i332482957电离能/kj moli1717759mn 元素价电子排布式为，气态 mn 2 再失去一个电子比气态fe2 再失去一个电子难，其原因是。(3) 铁原子核外有种运动状态不同的电子。(4) 根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中ti 属于区。(5) ti

24、的一种氧化物 x ，其晶胞结构如图所示，则x 的化学式为。(6) 电镀厂排放的废水中常含有剧毒的cn 离子，可在 x 的催化下，先用 naclo 将 cn 氧化成 cno ，再在酸2性条件下 cno 继续被 naclo 氧化成 n 和 co2 。 h、c、n、o 四种元素的电负性由小到大的顺序为。与 cno 互为等电子体微粒的化学式为(写出一种即可 )。氰酸 (hocn) 是一种链状分子，它与异氰酸(hnco) 互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式。【答案】 (1)ad (2)3d 54s2；mn2 转化为 mn 3 时，3d 能级由较稳定的 3d5 半充满

25、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 3d6状态转变为较稳定的3d5 半充满状态 )(3)26 (4)d (5) tio 2 (6) hcn o co2、n2o、scn nc oh试卷第 6 页，总 8 页线线_：号订订考_：级班_： 名装姓_装【解析】本题考查了物质的结构与性质。(1)甲醛中含有羟基，由于氧元素的电负性大，所以甲醛与水可以形成氢键，故 a 正确。二氧化碳为直线型分子，中心原子c 原子为 sp 杂化，故 b 错。苯中碳碳键含有6 个 键， 每个碳氢键含有一个键，所以苯分子中一共含有12 个 键和 1 个大 键，故 c 错。常温下

26、二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为原子晶体，所以co2 晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故d 正确。 (2)25 号元素锰， 价电子个数为 25-18=7，价电子排布为 3d54s2， mn 2+转化为 mn 3+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，而铁为 26 号元素，价电子排布为3d64s2， fe2+转化为 fe3+时， 3d 能级由不稳定的 3d6状态转变为较稳定的 3d 5半充满状态， 故气态 mn 2+再失去一个电子比气态fe2+再失去一个电子难。 (3) 铁的核外电子数是 26，则铁原子核外有 26 种运动状态不同的电子。 (4) 区的划

27、分来自于按照构造原理最后填入电子的轨道名称， ti 是 22 号元素，其价电子排布式为3d24s2，所以 ti 元素位于 d 区。 (5) 根据晶胞结构可知，氧原子位于面心处与晶胞内， ti 原子位于顶点处和体心处，则根据均摊原理可知，结构中氧原子的个数为4 24 个， ti原子个数为 1 82，所以化学式为 tio 2。(6) 非金属性越强，电负性越大。因此同周期自左向右电负性逐渐增大，则 h、c、n、o 四种元素的电负性由小到大的顺序为hc n o。价电子数与原子数分别都相等的互为等电子体，则与cno 互为等电子体微粒的化学式为co2 (n 2o) 、scn 等。氰酸 (hocn) 是一种

28、链状分子，它与异氰酸 (hnco) 互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，因此分子中c 与 n 形成三键，其余均是单键，所以氰酸的结构式nc o h。【备注】无评卷人得分三、推断题：共 1 题 每题 15 分 共 15 分7. 【化学 选修 3：物质结构与性质】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 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