2021年专题6物质结构与性质提能力

1、 1下列推论正确的是()ASiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3BNH为正四面体结构，可推测PH也为正四面体结构CCO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体DC2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子解析：本题考查物质结构的相关知识，通过演绎推理考查考生思维的严密性。选项A，由于NH3分子间存在氢键，其沸点高于PH3。选项B，PH与NH结构相似，为正四面体结构。选项C，SiO2是原子晶体。选项D，C3H8中3个C原子不在一条直线上，且C3H8为极性分子。答案：B2(1)图1为元素X的前五级电离能的数值示意图。已知X的原子序数NO(注

2、意N、O电离能反常)。Al、Cl形成的化合物为AlCl3，根据其化合物的物理性质，可以推断其含有共价键。B和F形成的化合物BF3为平面三角形结构，中心原子B的杂化方式为sp2。答案：(1)1s22s22p63s2(2)N2、O2FNO极性共价键(或共价键，或共价键与配位键)平面三角形sp23(1)如图是氖元素的一种核素的表示方法。请按该图的式样表示出中子数为28，质量数为52的铬元素(Cr)的一种核素。 (2)Mn、Fe两元素的部分电离能数据见下表：元素MnFe电离能/kJmol1I1717759I21 5091 561I33 2482 957比较两元素的I2、I3可知，Mn2再失去一个电子比

3、Fe2再失去一个电子难。原因是_。(3)下表列出了一些共价键的键长：共价键CFCClCBrCICCCSi键长/pm98161182204154170请结合相关晶体结构的知识回答下列问题：CF4、CCl4、CBr4、CI4中C原子的杂化方式为_。CF4、CCl4、CBr4、CI4四种物质中热稳定性最强的是_，沸点最高的是_。(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为_。 (2)Mn2转化为Mn3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(或Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较

4、稳定的3d5半充满状态)(3)sp3CF4CI4(4)214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

5、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：本题考查杂化类型、化学键的判断，根据晶胞写化学式及物质沸点高低比较等知识，意在考查考生综合运用物质结构原理的能力。X是形成化合物种类最多的元素，则为H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，则Y为C元素；由Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，推出Z为N元素，W的原子序数为29，则为Cu元素。(1)C2H2中C原子轨道的杂化类型是sp杂化；1 mol C2H2中含有3 mol 键，2 mol 键。(2)NH3的沸点比CH4高的原因是NH3分子间存在氢键，而氢键

6、的作用力比普通的分子间作用力强。(4)根据晶胞示意图，Cu为4个，Cl为864(个)，则化学式为CuCl，其与浓盐酸发生非氧化还原反应生成HnCuCl3，由于Cu显1价，推出n2，则反应的化学方程式为：2HCl(浓)CuCl=H2CuCl3。答案：(1)sp杂化3 mol或36.021023个(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl2HCl(浓)=H2CuCl3(或CuCl2HCl(浓)=H2CuCl3)1铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的

7、化学方程式为_；(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_；(3)SO的立体构型是_，其中S原子的杂化轨道类型是_；(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为_；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_；该晶体中，原子之间的作用力是_；(5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_。解析：(3)硫酸根中心原子的价

8、层电子对为：孤对电子数62420，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；(4)Au电子排布或类比Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N(Cu)63，N(Au)81；(5)CaF2结构如图所示，所以氢原子在晶胞内有8个，可得储氢后的化学式为H8AuCu3。答案：(1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(2)白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO45H2O晶体，显示水合铜离子特征蓝色(3)正四面体sp3(4)6s131金属键(5)H8AuCu32已知A、J、D、E、G是元素周期表中136号元素，其原子序数依次增大。A与另外四种元素既不在同一周期，也不在

9、同一主族。J和D同主族，E和G同周期；元素G是周期表中的第7列元素，E的最外层电子数与最内层电子数相同，E跟J可形成离子化合物，其晶胞结构(其中J原子在晶胞内部)如图。请回答下列问题：(1)D元素1价离子的电子排式为_；G元素原子的价电子排布式为_。(2)元素J与氮元素可以形成化合物NJ3，其中NJ键的化学键类型为_，根据价层电子对互斥理论可以判断NJ3的空间构型为_，NJ3分子中N原子的杂化方式为_杂化。(3)A、J形成的化合物AJ的相对分子质量比A、D形成的化合物AD的相对分子质量小，但AJ的沸点比AD高，其原因是_。(4)从晶胞图可以得出：E与J形成的离子化合物的化学式为_。(5)含有E

10、元素的化合物焰色反应为_色，焰色反应的原理是_。解析：根据提示的信息可推知A为H，E、G分别为Ca、Mn；分析E、J形成的晶胞可知E、J形成的化合物化学式为EJ2，而E为Ca，故J、D位于第A族，即J、D分别为F、Cl。答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s2(2)共价键(或极性共价键)三角锥形sp3(3)前者分子间存在氢键(4)CaF2(5)砖红激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，以光的形式释放出能量3氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：(1)基态氮原子的价电子排布式是_。(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_。(3)肼(N2H4)分子可视为NH

11、3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是_；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1038.7 kJmol1若该反应中有4 mol NH键断裂，则形成的键有_mol。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在_(填标号)a离子键b共价键c配位键 d范德华力(4)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢

12、键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_(填标号)。aCF4 bCH4cNH dH2O解析：本题考查了原子核外电子排布、杂化轨道理论、分子结构等知识，同时考查了考生的观察能力和分析推理能力。(3)肼分子中有4个NH键，故有4 mol NH 键断裂时，有1 mol 肼发生反应，生成1.5 mol N2，则形成21.5 mol 3 mol 键。SO中存在配位键、共价键，N2H与SO之间存在离子键，离子晶体中不存在范德华力。(4)与4个氮原子形成4个氢键，要求被嵌入微粒能提供4个氢原子，并至少存在“NH”、“HO”、“HF”三类键中的一种，对照条件知，NH符合此要求。答案：(1)2s

13、22p3(2)NOC(3)三角锥形sp33d(4)c42011年3月11日日本发生了9.0级强地震。福岛第一核电站1号机组12日下午发生氢气爆炸。随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘131和铯137，碘131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病。日本政府计划向核电站附近居民发放防止碘131辐射的药物碘片。(1)Cs(铯)的最外层电子排布式为6s1，与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素A、B、C的电离能如下表：元素代号ABC第一电离能(kJmol1)520496419那么三种元素A、B、C的元素符号分别为_，形成其单质晶体的化学键类型是_。(1)F与I同主族，BeF2与H2O都是

14、由三个原子构成的共价化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别是_、_。(3)与碘同主族的氯具有较高的活泼性，能够形成大量的含氯化合物，如金属氯化物，非金属氯化物等。BCl3是一种非金属氯化物，该物质分子中BCl键的键角为_。(4)碘131是碘单质，其晶胞结构如下图甲所示，该晶胞中含有_个I2分子；KI的晶胞结构如下图乙所示，每个K紧邻_个I。解析：(1)由铯的最外层电子排布式为6s1，可知A、B、C为第A族，而A族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由提供的A、B的第一电离能的差值与B、C的第一电离能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增

15、加，第一电离能逐渐减小，故A、B、C分别为Li、Na、K。(2)BeF2分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F提供2个电子，所以Be原子的价层电子对数为2，Be原子的杂化类型为sp杂化；H2O分子的中心原子为O，其价电子数为6，H提供2个电子，所以O原子的价层电子对数为4，O原子杂化类型为sp3。(3)硼原子价电子数为3，Cl提供3个电子，硼原子的价层电子对数为3，因价层电子对中没有孤对电子，故BCl3为平面正三角形结构，分子中BCl键的键角为120。(4)由碘晶胞可知，I2在晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有4个I2分子；KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K紧邻6个I。答案：(1

16、)Li、Na、K金属键(2)spsp3(3)120(4)465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，BF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

17、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_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。解析：本题主要考查新型陶瓷材料的制取、电子排布、杂化以及晶胞的有关计算，意在考查考生的推理分析能力。(1)已知反应物和主要的生成物，根据原子守恒判断出次要生成物，写出化学方程式，配平即可。(2)B原子核外有5个电子，其基态电子排布式为：1s22s22p1；BN中N的电负性较大，N为3价，那么B就为3价。(3)因为BF3的空间构型为平面三角形，所以FBF的键角为120。(4)六方氮化硼晶体结构与石墨

18、相似，故B、N以共价键相结合构成分子晶体，其层间作用力是分子间作用力。 答案：(1)B2O33CaF23H2SO42BF33CaSO43H2OB2O32NH32BN3H2O(2)1s22s22p1N 3(3)120sp2正四面体(4)共价键(极性共价键)分子间作用力(5)446C60以其完美的球形结构受到科学家的高度重视，从此掀起了球形分子的研究热潮，Si60、N60以及Si60C60等球形分子被不断制备出来。请回答下列有关问题：(1)电离能不但能说明原子的失电子能力(金属性)，也能通过电离能判断元素的化合价，下表列举了C、Mg、X、Y四种元素的电离能(单位：kJ/mol)，请根据表中数据，回

19、答有关问题：元素第一电离能第二电离能第三电离能第四电离能第五电离能第六电离能C1 086.52 352.64 620.56 222.737 83147 277Mg737.71 450.77 732.610 54013 63017 995X418.83 0524 4205 8777 9759 590Y538.11 0671 8504 8196 4007 600若X为第四周期的元素，其核外电子排布式为_；根据Y的电离能数据，可以判断Y最可能的化合价为_。(2)利用C60独特的分子结构，可以将C60用作比金属及其合金更为有效的新型吸氢材料。已知常温下较稳定的C60的氢化物有C60H24、C60H36

20、和C60H48。在80215时，C60可以100%回收，并可以用来重新制备C60的氢化物。C60分子中碳的杂化类型为_；理论上，1 mol C60可以吸收_ mol H2。(3)已知：NN键的键能为159 kJ/mol，N=N键的键能为456 kJ/mol，NN键的键能为946 kJ/mol；N60与C60具有相似的分子结构。N60与C60相比，分子结构相似，但原子的杂化类型不同，N60具有微弱的碱性。则HN60I的晶体类型为_；有科学家预言，N60是一种高能材料，请说明其理论依据_。(4)碳的常见同素异形体为金刚石和石墨(分子式可表示为Cn)，氮化硼也有两种常见的结构，分别对应类似于金刚石和石墨结构分子式可表示为(BN)n，下列有关解释正确的是_。ACC键键长与BN键键长相等BC、B、N的电负性相近C(BN)n“分子”中，B、N原子与C原子相似，均能形成四个共价键D(BN)n与Cn可视为等电子体(5)美宾夕法尼亚州立大学中国物理学家郗小星，在世界上首次成功制成大电流硼化镁超导薄膜材料。硼化镁在37 K温度下有超导性，作为超硬超导材料，硼化镁已成为超导材料领域中的一颗新星。如图是硼化镁的晶胞示意图。则硼化镁的化学式为_。解析：(1)比较M