选修三物质结构与性质专项练习

1、物质结构专项练习1、人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测是钛(Ti) ，它被誉为 “未来世纪的金属 ”。试回答下列问题：(1) Ti 元素在元素周期表中的位置是第周期， 第族；其基态原子的价电子层排布为 ；(2) 在 Ti 的化合物中， 可以呈现 +2、+3、+4 三种化合价， 其中以 +4 价的 Ti 最为稳定； 偏钛酸钡的热稳定性好， 介电常数高， 在小型变压器、 话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图，它的化学式是 ；另一种为绿色，但相已知 Ti 3+可形成配位数为 6 的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，

2、关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl 3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液b分别往待测溶液中滴入 AgNO 3 溶液，均产生白色沉淀； c沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO 3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液与 AgNO 3 溶液反应得到的沉淀质量的 2/3。则绿色晶体配合物的化学式为 ，绿色晶体中含有的化学键类型是。2、Al 和 Si、Ge和 As 在元素周期表金属和非金属过渡位置上， 在其单质和化合物在建筑业、 电子工业和石 油化工等方面应用广泛。请回答

3、下列问题：(1) As 的价层电子构型为(2) AlCl 3 是化工生产中的常用催化剂， 熔点为 192.6，熔融状态以二聚体 A12C16形式存在， 其中铝原子 与氯原子的成键类型是(3 )超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝( AlN )在绝缘材料中的应用广泛， AlN 晶体与金刚石类似，每个 Al 原子与个 N 原子相连，与同一个 Al 原子相连的 N 原子构成的空间构型为。在四大晶体类型中， AlN 属 于 晶体。(4)Si 和 C 同主族， Si、C和 O成键情况如下：在 C和O 之间可以形成双键形成 CO 2分子，而 Si和 O则不能和碳那样形成有限分子原因是(5)SiCl 4(l )常用

4、作烟雾剂，原因 Si 存在 3d轨道，能同 H2O(l)配位而剧烈水解，在潮湿的空气中发烟， 试用化学方程式表示其原理3、纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。A 和 B 的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料。已知A 和 B 为短周期元素，其原子的第一至第四电离 能如下表所示：电离能 (kJ/mol)I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540某同学根据上述信息，推断 B 的核外电子排布如右图所示， 该同学所画的电子排布图违背了 。3p2p1s根据价层电子对互斥理论，预测 A 和氯元素形成的简单分子空间构型为 已知

5、金刚石中的 CC 的键长为 154.45pm， C60中 CC 键长为 145140pm，有同学据此认为 C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由 。 科学家把 C60 和 K 掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该 物质在低温时是一种超导体。该物质的 K 原子和 C60 分子的个数比为继 C60 后，科学家又合成了 Si60、N60， C、Si、N 原子电负性由大到小的顺序 是。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的 3 个硅原子形成共价键， 且每个硅原子最外层都满足 8 电子稳定结构，则 Si60 分子中 键的数目为 。4、A、B、C、D四种元素处于同一周期，在同族元素中

6、，A 的气态氯化物的沸点最高， B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的， C的电负性介于 A、B之间，D 与B相邻。（1）C 的原子的价电子排布式为 。（2）A、B、C 三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是（写元素符号） 。（3）B 的单质分子中存在 个 键。（4）D 和 B 形成一种超硬、耐磨、耐高温的新型化合物，该化合物属于 晶体，其硬度比金刚石 填（ “太”或 “小”）。（5）A 的气态氢化物的沸点在同族中最高的原因是 。5今有位于元素周期表短周期中 X 、Y 、Z 三种元素。已知： 三者原子序数之和为 25；元素 Y 的原 子价电子排布为 ns2npn+2 X 和 Y

7、 在不同条件下可形成 X2Y 和 X2Y 2两种固态化合物， Y 和 Z 在不同条件下 可形成 ZY 和 ZY 2两种气态化合物；元素 Z 的硫化物与元素 Z 的氯化物，常温下均为液态，且二者的相 对分子质量之比为 38： 77。据此填写下列空白：（1）写出元素符号： X；Y； Z。晶体，根据原子轨道重叠方（2）X2Y2 属于晶体，构成晶体的微粒是 （填微粒符号）（3）Z 的硫化物的分子空间构型是，ZY 2形成的晶体属于式的不同， Z 的氯化物分子中含有的共价键种类及数目是。6、下图是 Na、Cu、Si、H、C、N 等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d 均是热和电的良导体。（1）请写出上图中

8、 b 单质对应元素原子的电子排布式 。（2）单质 a、f 对应的元素以原子个数比 1：1 形成的分子（相同条件下对 H2的相对密度为 13）中含个 键和 个键。（3）a与 b的元素形成的 10个电子中性分子 X 的空 间构型为 。（4）右图是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸 的结构：请简要说明该物质易溶于水的原因7、有 A、B、C、D、E五种元素，其中 A、B、C属于同一周期， A 原子 最外层 p 能级的电子数等于次外层的电子数总数； B 原子最外层中有两个 不成对的电子； D、E 原子核内各自的质子数与中子数相等；B 元素可分别与A、C、D、E生成 RB2型化合物，并知在 DB2和 E

9、B2中，D与 B的质量比为 7：8；E与 B的质量比为 1：1。试回答：（1）写出 D 原子的电子排布式。（2）用电子式表示 AE 2 的形成过程。（3）B 、C 两元素的第一电离能较大的元素是：（填写元素符号）。（4）C 的单质中 键的数目为，B 、D 两元素的气态氢化物的稳定性大小关系为：>（ 填写化学式）。8 下表是元素周期的一部分，其中所列字母分别代表某一元素。abcdefghj请根据表中所列元素，回答下列问题：（1）基态原子的价电子层中，未成对电子数最多的元素是（填写表中字母）；写出其价电子的轨道表示式 ；当此元素的原子与 a 元素的原子形成简单的分子时，该元素的原子以形式杂化

10、，所形成简单分子的立体构型为 ，该分子为 分子（填 “极性”或“非极性 ”）。（2）写出 j 元素基态原子的电子排布式；d、g、j 分别与 a 形成化合物，推断所形成的化合物沸点由高到低的排列顺序为（填化学式）。（3）可用来组成酸、碱、盐三类物质至少需要的元素有（填写表中字母）； e、f 单质及 ef合金中硬度由大到小的顺序为（填写名称）9、下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。ABCDE试回答下列问题：（ 1）请写出元素 D 的基态原子电子排布式（2） D、 E 两元素的部分电离能数据列于下表：元素DE电离能1 /kJ m·olI1717759I215091

11、561I332482957比较两元素的 I 2、I 3 可知，气态 D2再失去一个电子比气态E2再失去一个电子难。对此，你的解释3） C 在空气中燃烧产物的分子构型为，与其互为等电子体的单质的分子式为10 下表为周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。请回答下列问题：（1）表中属于 ds区的元素是（填编号 ）。（2）表中元素的 2个原子与元素的 2个原子形成的分子中元素的杂化类型是 ；和形成的常见化合物的化学键类型是 。（3）元素的外围电子排布式为 ，该元素原子中未成对电子数为 。（4）在周期表中位于对角线的元素的性质也有一定的相似性。试写出元素的氢氧化物与 NaOH 溶液反应的 化学方程式

12、： .11、聚合铁 （简称 PFS），化学式为： Fe2（OH）n（SO4）3-n/2m，（n<5n<10） 。现代污水处理工艺中常利用 PFS在水 体中形成絮状物，以吸附重金属离子。（1） PFS 中铁显价，铁原子的电子排布式是 。 O元素的第一电离能 N 元素的第一电离能 (填“大于”或“小于”)，原因是 与 H+以配位键结合成 H 3O+的立体结构为(2) 水在不同的温度和压力条件下可以形成 11 种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92g/cm3 到约为水的一倍半。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最 多的化合物。其中冰 的晶体结构为一个如右图所示的立方晶胞，每

13、个水分子可与 周围 个水分子以氢键结合，晶体中， 1mol 水可形成 mol 氢键。金红石或钛铁矿与焦炭混合，通人氯气并加热制得TiCl 4：，将 TiCl 4 蒸馏并提纯， 在氩气保护下与镁共热得到钛：MgCl 2 和过量Mg 用稀盐酸溶解后得海绵状钛，再在真空熔化铸成钛锭。 请回答下列问题：(1)Ti 元素在元素周期表中的位置是 ，钛原子的基态电子排布式为 。 (2) 已知 Ti 3+可形成配位数为 6 的配合物。现有钛的两种颜色的配合物，一种为紫色，另一种为绿色，相关 实验证明，两种物质的组成皆为 TiCl 36H2O。为测定这两种配合物的成键情况，设计了如下实验： a分别取等质量的两种

14、物质的样品配成待测溶液；b分别往待测溶液中滴人过量的 AgNO 3 溶液并充分反应，均产生白色沉淀； c测定沉淀质量并比较，发现由原绿色物质得到沉淀的质量是由原紫色物质得到沉 淀的质量的 2/3 则原绿色配合物的配离子的化学式为(3)TiCl 4 在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则 或“离子 ”晶)体。 13过渡金属元素氧化物的应用研究是目前科学研究的前沿之一，试回答下列问题：2007 年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝 ·费尔和德国科学家彼得 ·格林贝格 尔共同获得， 以表彰他们在巨磁电阻效应( CMR 效应)研究方面的成就。某钙钛型 复合氧化物(如右

15、图)，以 A 原子为晶胞的顶点， A 位可以是 Ca、Sr、 Ba 或 Pb， 当 B 位是 V 、Cr 、 Mn 、Fe 时，这种化合物具有 CMR 效应。 用 A 、B 、O 表示这类特殊晶体的化学式：。已知 La 为 +3 价，当被钙等二价元素 A 替代时，可形成复合钙钛矿化合物 La1-xAxMnO3, (x < 0.1) ，此时一部分锰转变为 +4价。导致材料在某一温度附近有反铁磁 变及金属 -半导体的转变，则 La1-xA xMnO 3 中三价锰与四价锰的物质的量之比为： 数式表示) 下列有关说法正确的是 。 A 镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p 区B 氧的第一电离能比氮的

16、第一电离能大C锰的电负性为 1.59 ， Cr 的电负性为 1.66，说明锰的金属性比铬强TiCl 4 属于(填“原子 ”、“分子”-铁磁、铁磁 -顺磁转。(用含 x 的代(3) 已知下列元素的电负性数据： H ： 2.1, O：3.5, F： 4.0。 OF2 与水的立体结构 相似，但水分子的极性比 OF2强得多，其原因有： OF2 中氧原子上有两对孤对电子， 抵消了 F O 键中共用电子对偏向 F 而产生的极性；从电负性上看， 12钛呈银白色，因它坚硬、强度大、耐热、密度小，被称为高技术金属。目前生产钛采用氯化法，即将参考答案221、（1）四（1分） B （1 分） 3d24S2（2分）

17、（2）BaTiO 3（2分） TiCl（H 2O）5Cl 2·H2O（2 分） 共价键，配位键， 离子键 （2 分 ）232、（l） 4s24p3（ l 分） （2）共价键（或 键） （l 分） （3） 4 （l 分）正四面体（ l 分）原子（ 2分） （4） Si 一 0 大于 C-O 的键，C=O 的键能大于 Si=O的键能，所以 Si和 O成单键，而 C和 O以双键形成稳定分子 （ 2 分）（5）SiCl 4（l） + 3H 2O （l） = H2SiO3 （s） + 4HCl（aq） （ 2 分）3、 能量最低原理 直线型 不正确C60 是分子晶体，熔化时不需破坏化学键31

18、N>C>Si304、（1）2s 2p （2分）（ 2）F N O（1分）（ 3） 2（ 1分）（ 4）原子 （1分） 大（1分）（5）HF 分子之间可以形成氢键从而使熔沸点升高。5、（ 1） Na； O； C（ 2）离子 Na+ O22-（3）直线型 分子 4 个 键（每空 1 分）6、（ 1）1s22s22p3（2分）（ 2）3 2 （各 1分） （3）三角锥形（ 2分）（4）HNO 3是极性分子，易溶于极性的水中； HNO 3分子中的 OH 易与水分子之间形成氢键（ 2 分）7、（1）1s22s22p63s23p2（2）（3）N（4） 2，H 2O， SiH 4（每空 1 分）8、（ 1） c（ 1分）（ 1分） sp3 （1分） 三角锥形（ 1分） 极性（1分）（2）Se 1s22s22p63s23p63d104s24p4（ 1分） H 2O>H 2Se>H2S（1分）（3）acd（ 1 分）镁铝合金 >铝>镁（1 分）9、（ 1）1s22s22p63s23p63d54s2 （2 分） （2） Mn2+的 3d 轨道电子排布为半满状态较稳定（2 分）（3） V 型 （2分） O3 （2 分）5110、（1） （2 分） （2）s