专题6物质结构与性质提能力

1、高考第二轮复习高分专题训练1下列推论正确的是()A SiH4 的沸点高于 CH 4，可推测 PH 3 的沸点高于 NH 3BNH 4 为正四面体结构，可推测PH 4 也为正四面体结构C CO 2 晶体是分子晶体，可推测SiO2 晶体也是分子晶体DC2H 6 是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H 8 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 NH 3 分子间存在氢键，其沸点高于PH 3。选项 B， PH 4与 NH 4 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

2、在一条直线上，且C3H 8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 <20，请写出 X基态原子的核外电子排布式_。(2)A 、 B、 C、 D 、 E、 F、 G、 H 八种短周期元素，其单质的沸点如图2 所示。请回答：上述元素中，某些元素的常见单质所形成的晶体为分子晶体，这些单质分子中既含有 键又含有键的是 _(填化学式 )。已知 D、 F、 G 三种元素的离子具有跟E 相同的电子层结构，则B、 C、 D 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为(用相关元素符号表示)_ 。已知 H 的电负性为1.5，而氯元素的电负性为3.0，二者形

3、成的化合物极易水解，且易升华。据此推测该化合物的化学键类型为_。原子序数比A 小 1 的元素与D 元素形成的化合物的空间构型为_，中心原子的杂化方式为_ 。解析： (1)根据图 1 中 X 的前五级电离能，从其第三电离能开始突增，因此其最外层有1两个电子，故X 为 Mg( 注意 Be 原子只有4 个电子，没有第五电离能)，其基态原子的核外电子排布式为22621s 2s 2p 3s 。(2) 根据图 2 中元素单质的沸点，可知 A H 为 C Al 。 单质形成的晶体为分子晶体的有 N 2、O2、 F2、Ne 等，其中 N 2、 O2 中既含有键又含有键。 B、C、D 三种元素分别为 N 、O、

4、 F ，第一电离能大小顺序为：F>N>O( 注意 N、 O 电离能反常 )。 Al 、Cl 形成的化合物为 AlCl 3，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)1s22s22p6 3s2(2) N2、 O 2 F>N>O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MnF

5、e电离能I 1717759I 21 5091 5611/kJ ·molI 33 2482 957比较两元素的I 2、 I 3 可知， Mn 2 再失去一个电子比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C FC ClC BrC IC CC Si键长 /pm98161182204154170请结合相关晶体结构的知识回答下列问题： CF 4、 CCl 4、 CBr 4、 CI 4 中 C 原子的杂化方式为_。 CF 4、 CCl 4、 CBr 4、 CI 4 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

6、，晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞2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 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 (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) sp3CF4CI 4(4)2 14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)Y 2X 2分子中 Y原子轨

7、道的杂化类型为 _， 1 mol Y 2X 2 含有 键的数目为_。(2)化合物 ZX 3 的沸点比化合物YX 4 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H nWCl 3，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

8、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)C 2H 2 中 C 原子轨道的杂化类型是sp杂化； 1 mol C 2H 2 中含有 3 mol 键， 2 mol 键。(2)NH 3 的沸点比 CH 4 高的原因是 NH 3 分子间存在氢键， 而氢键的作用力比普通的分子间作用力强。3(4) 根据晶胞示意图， Cu 为 4 个， Cl 为 8×1 6× 14(个 )，则化学式为CuCl ，其与浓82盐酸发生非氧化还原反应生成H nCuCl 3，由于 Cu

9、显 1 价，推出 n 2，则反应的化学方程式为： 2HCl( 浓 ) CuCl=H 2CuCl 3。答案： (1)sp 杂化3 mol 或 3× 6.02× 1023 个(2)NH 3 分子间存在氢键(3)N 2O(4)CuClCuCl 2HCl( 浓 )=H 2CuCl 3(或 CuCl 2HCl( 浓 )=H 2CuCl 3)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CuSO 4 溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：(1)CuSO 4 可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_ ；(2)CuSO 4 粉末常用来检验一些有机物中的

10、微量水分，其原因是_ ；(3)SO 42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CaF 2 的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为 _。解析： (3) 硫酸根中

11、心原子的价层电子对为：孤对电子数6 2× 42 0，成键电子对数 4，所以为正四面体结构，中心原子为3杂化；sp(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) 6×12 3，N (Au) 8× 18 1；(5)CaF 2 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 H 8AuCu 3。答案： (1)Cu 2H 2 SO4(浓 )=CuSO 4 SO2 2H 2O(2) 白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO 4·5H 2O 晶体，显示水合铜离子特征蓝色(3) 正四面体sp3(4)6s1

12、3 1金属键(5)H 8 AuCu 342已知 A、 J、 D、 E、 G 是元素周期表中1 36 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 NJ 3，其中 N J 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

13、型为 _，NJ 3 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 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 EJ 2，而 E 为 Ca ，故 J、 D 位于第 A 族，即 J、 D 分别为 F、 Cl。答案： (1)1s22s2

14、2p6 3s23p63d54s2(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)CaF 2(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 (N 2H 4)分子可视为 NH 3 分子中的一个氢原子被 NH 2(氨基 )取代形成的另一种氮的氢化物。 NH 3 分子的空间构型是_； N2H 4 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：5N2O4(l

15、) 2N 2H 4(l)=3N 2(g) 4H 2O(g) 1H 1038.7 kJ mol·若该反应中有4 mol N H 键断裂，则形成的键有 _mol 。肼能与硫酸反应生成N 2H6SO4。 N2H 6SO4 晶体类型与硫酸铵相同，则N2H 6SO4 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 )。a CF 4b CH 4d H 2Oc NH

16、 4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 N H键断裂时，有 1 mol 肼发生反应，生成1.5 mol N 2，则形成2中存在2× 1.5 mol 3 mol 键。 SO4之间存在离子键，离子晶体中不存在范德华力。(4)与 4 个配位键、共价键， N2H 62与 SO42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“N H”、“ H O” 、“ H F ” 三类键中的一种，对照条件知，NH 4符合此要求。答案： (1)2s22p3(2)N>

17、O>C(3) 三角锥形sp3 3 d(4)c4 2011 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 1520496419第一电离能 (kJ ·mol )6那么三种元素A 、B、 C 的元素符号分别为_ ，形成其

18、单质晶体的化学键类型是_ 。(1)F 与 I 同主族， BeF 2 与 H2 O 都是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B Cl 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 I 2 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

19、、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加，第一电离能逐渐减小，故A、 B、 C 分别为 Li 、 Na、 K 。(2)BeF 2 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 2 2， Be 原子的杂化类型为 sp 杂化； H 2 O 分子的中心原子为 O，其价2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6 2 4， O 原子杂化类型2为 sp3。(3) 硼原子价电子数为3，Cl 提供 3 个电子，

20、硼原子的价层电子对数为3 3 3，因价层2电子对中没有孤对电子，故BCl 3 为平面正三角形结构，分子中B Cl 键的键角为 120°。(4)由碘晶胞可知， I 2 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)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：7请回答下列问题：(1) 由 B2O3 制备 BF3、 BN 的化学方程式依次是：_

21、 、_ ；(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 BF 3 分子中， F BF 的键角是 _， B 原子的杂化轨道类型为_，BF 3 和过量 NaF 作用可生成NaBF 4 ，BF4 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_g·cm 3

22、(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 BF 3 的空间构型为平面三角形， 所以 F B F 的键角为 120°。(4)六方氮化硼晶体结构与石墨相似，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： (

23、1)B 2O3 3CaF 2 3H 2SO4=2BF 3 3CaSO 4 3H 2O高温B2O32NH 3=2BN 3H 2O(2)1s22s22p1N 3(3)120 °sp2正四面体(4) 共价键 (极性共价键 ) 分子间作用力(5)4 425× 43 10× N A361.5× 106C60 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：8(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

24、C、Mg 、X 、Y 四种元素的电离能 (单位： kJ/mol) ，请根据表中数据，回答有关问题：元素第一电第二电第三电第四电第五电第六电离能离能离能离能离能离能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 C 60 独特的分子结构， 可以将

25、C 60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C 60H 24、 C60H 36 和 C60H 48。在 80 215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 C 60 可以吸收 _ mol H 2。(3) 已知： N N 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。 N 60 与 C60 相比，分子结构相似，但原子的杂化类型不同，N 60 具有微弱的

26、碱性。则HN 60I 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 C n)，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_。A C C 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_