2020届福建高三化学选修三——物质结构和性质大题周练以钼为载体

1、2020届福建高三化学选修三一一物质结构和性质大题周练(以铝为载体)2020届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届1.化学选彳3:物质结构与性质据化学进展报道，金属硫化物纳米材料如 ZnS、”。$2等在处理废水中重金属离子等方面有重要应用。”。$2的层状结构如图所示。工业上，以铝精矿为原料提纯铝的流程如图所示：空气SOXg COt(4)回答下列问题:(1)铝与铭位于同族，基态铝原子比铭多一个电子层，基态铝原子的外围电子排布 式为。能量最高的能层电子云形状是 。(2)SO2中S原子价层有 对孤对电子；CO3-空间构型是 ;与CO2分 子互为等电子体的离子有 (写化学式)。(3)

2、SO2和CO2组成类型相似，但是 CO2的键角大于SQ,其原因是。 CO2分子中搬和兀键数目之比为(4)H 2SC4的酸性比H2SO3强的主要原因是(5)ZnS晶胞如图所示。Zn2-的配位数为 。(6)铝晶胞如图所示。它的堆积模型是 ;该晶胞的原子空间利用率(4为。(提示：原子空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比，用含斌子表示。)1 / 162.铝是我国丰产元素，铝钢是制火箭发动机，核反应堆重要材料.(1)铝元素原子序数为 42,请写出它的核外电子排布式：在周期表中，处在第 周期 族.(2)铝金属晶格类型属体心立方晶格，原子半径为136pm,相对(3)铝能形成六核簇何物，如一种铝含卤离子Mo

3、6Cl84+, 6个铝形成八面体骨架,原子质量为95.94 ,则该晶体铝的密度为 ;晶体的空间 利用率为 ;氯原子以三桥基与铝原子相连，则该离子中8个C的空间构型为(4)辉铝矿是最重要的铝矿(其成分主要为M0S2),它在403K, 202650Pa下，跟苛 性碱溶液反应，铝则以 moo2-体型进入溶液，硫也氧化进入溶液，写出该反应的离 子方程式： ; 在密闭容器中，用稀硝酸来溶解辉铝矿，氧化条件在423 - 523K, 1114575 -1823850Pa氧压下进行，反应结果铝以铝酸形成存在 (铝酸不溶于硫酸)，而硝酸几 乎没有消耗，相当于催化剂，请用化学方程式加以解释： .3.新华网合肥20

4、11年7月21日电，安徽省矿产资源储量评审中心公布：安徽省地质 矿产勘查局在本省金寨县沙坪沟探明一处世界级的巨型铝矿，铝金属总储量达到 220万吨以上，潜在经济价值超过6 000亿元，铝是制备二维材料的重要金属，英国科学家因制备二维晶体材料-石墨烯获得2010年诺贝尔物理学奖，他们利用“胶带+铅笔”制得单层石墨烯(即从石墨表面剥离下来仅一个原子厚度的材料).之后,人们又制备出一些氮化硼和二硫化铝的二维晶体.根据材料提供的信息，回答相关问题.(1)已知铭的原子序数为 24,铝原子和铭原子的电子排布相似，铭原子比铝原子少18个电子，写出铝(Mo)原子外围电子排布式： .(2)铝晶体类型是 ,粒子之

5、间作用力是 .(3)二维晶体二硫化铝、石墨烯都是平面结构，石墨烯中碳原子的杂化轨道类型是(4)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料，有多种晶体结构，如二维结构.第一 电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种.(5)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中， 层内B原子与N原子之间的化学键 为 ,层间作用力为 ;六方氮化硼晶体的层内 B原子数与B- N键 数之比为 推知：六方氮化硼晶体的硬度 (填“大”、“小”或“无 法判断”)，理由是： .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361.5pm ,立方氮化硼的密度是 g?cm-3 (只要求列算

6、 式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为Na).2020届福建高三化学选修三一一物质结构和性质大题周练(以铝为载体)4.近年来随着石墨烯等二维层状纳米材料研究热潮的兴起，二维层状化合物-类石墨烯二硫化铝引起了物理、化学、材料、电子等众多领域研究人员的广泛关注。类石 墨烯二硫化铝有类似石墨烯的片状结构，单层或多层二硫化铝可组成具有“夹心三明治”式的层状结构的化合物。目前合成方法主要有：方法1: 一定量Na2MoO4、S粉、N2H4 ?H2O和去离子水在一定条件合成纳米级二 硫化电目。方法2:以MoO3和KSCN为原料，在一定条件下合成二硫化铝。请回答下列问题：(1)在周期表中，铝位于第五周期且与铭

7、同族。基态铝原子价电子排布图为 , 它的核外有 个运动状态不同的电子。(2) “三明治”式层状结构的二硫化铝晶体中，单层M0S2结构内存在的作用力是;层与层之间存在的作用力是 。(3)方法1使用原料含有的相关元素中，N、O、S原子的第一电离能由小到大排序为,从原子结构的角度分析，原因是 。(4)方法2中使用了 KSCN,与SCN-互为等电子体的分子有 (写一种即可)。 已知SCN中每个原子最外层都达到 8电子稳定结构且为直线形，ImolSCN-中含 敏 的数目为。SON-可参与配合物的形成，其中可作配位原子的是 。(5)金属铝的晶胞结构如图所示， 其晶胞堆积模型是 ;已知铝晶体密度为pg? c

8、m-3 ,用NA表示阿伏加德罗常数的值，则金属铝的晶胞中两个铝原子的最小核间品巨为 pm。.金属铝(Mo)常用于工业、军事等领域，已被多个国家列为战略金属，我国的铝储 量居世界第二。已知铝在元素周期表中呈现的信息如右图所示，回答下列问题：3 / 1642 Md 铜W.96（1）铝位于元素周期表的位置是第 周期第 族，基态Mo原子核外有 种不同运动状态的电子，其中核外电子占据最高能层的符号是 。（2）辉铝（M0S2）在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯（如C60）更有优势，可用H2s硫化（NH4）2MoO4溶液生产辉铝。O、N、S的第一电离能由大到小的顺序, H2s中心原子的杂化轨道类型为 。（3

9、）MoS 2纳米粒子具有类似于石墨的层状结构，具有优异的润滑性能，其原因是（4）Mo能与CO形成Mo（CO）6的配合物，其中 Mo的化合价为 ,其配体分 子与出具有相似的化学结构，则该配体分子中艇与 觥数目之比为 。（5）金属铝晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式为堆积。若晶体铝的密度为 p g cm-3 ,铝原子半径为 r pm , NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示铝的相对原子质量， 则铝晶胞中原子的空间利用率为（用含有p、r、Na、M的代数式表布）。.不锈钢的种类很多，除含铁元素以外，还含有较多的Cr（铭）、Ni（馍）、Mo（铝），少量的Si（硅）、C（碳）,微量的S（硫卜P（磷）

10、.（1）上述元素中属于第三周期且第一电离能从大到小排列的是 （2）Mo（铝）处于第五周期，且与 Cr（铭）元素位于同一族，则基态 Mo（铝）原子的外围 电子（价电子）排布式是 .（3）CH4的沸点比SiH4低，原因是 。（4）馍元素能形成多种配合物，配离子Ni（CN） 42-中不含有的是 （填选项编号）.A.离子键B.配位键C.瓢D.融E氢键（5）碳元素有多种单质，其中 C60分子有独特的球形结构:Go分子中原子轨道杂化类型是 .（6）碳的另一种单质石墨呈层状结构，有一碳镁新型材料就是在石墨碳原子层间加2020届福建高三化学选修三一一物质结构和性质大题周练（以铝为载体）入镁原子层，两层俯视图：

11、该材料的化学式为 . （1）下列有关说法正确的是。A.用金属的电子气理论能合理地解释金属易腐蚀的原因B.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成C草酸二甲酯分子中 搬和 旗个数比为6： 1D.MgCO3的热稳定性强于BaCO3E.根据火山喷出的岩浆中冷却时ZnS比HgS先析出，能判断ZnS的晶格能大于 HgS（2）已知SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 C、2.8 C、-33 C .依据上述实验事 实回答：$门04中Sn的杂化类型为 , SbCl5的晶体类型为 , SbCl3的空间构型 为。实验测得在极性溶剂中 SbCl5的溶解度比SbCh的溶解度小得多，其主要原因是

12、（3）人们一直致力于人工固氮的研究，以获得廉价的氮肥。科学家先后提出并合成了固氮酶的多种模拟物。其中一类是含Mo（铝）、Fe、S原子的类立方体结构，如下图所示：图中所有实线均代表化学键，左右两边对称，各含一个类立方体的结构。每个类立方体含有4个Fe原子、4个S原子，它们位于立方体的8分顶点，且同种原子不相邻。（已知元素电负性分别为：S- 2.5 Fe- 1.8 Mo - 1.8）Mo与Cr是同族元素，并且位于相邻周期，写出基态 Mo原子的价电子的轨道表 达式为。铝是一种人体必需的微量元素。工业上可用辉铝矿（MoS 2）焙烧除硫得三氧化铝，写出该过程的化学方程式 。上述一个类立方体中 4个Fe原

13、子所在的顶点连接所构成的空间几何体为 在类立方体结构中，一种最近的S原子和S原子间距离为apm,该结构的密度为 g/cm3（已知Na,只需列式，无需化简）。8.化学-物质结构与性质科技日报报道：辉铝（MoS2）在纳米 电子设备制造领域比硅 或富勒烯（如C60）更有优势.从不同角度观察 MoS2的晶体结构见右图.已知： Mo 位于第五周期WB族.5 / 16皿fan(1)晶体硅中硅原子的轨道杂化类型为 (2)电负性：C S(填“ ”或“ ”). 晶体硅和M0S2比较，焙点较高的是 (4)Mo元素基态原子的价电子排布式为 .根据M0S2的晶体结构回答：每个Mo原子周围距离最近的 S原子数目为 .M

14、o - S之间的化学键为 (填序号).A.极性键B.非极性键C.配位键D.金属键E范德华力MoS2纳米粒子具有优异的润滑性能，其原因是 2020届福建高三化学选修三一一物质结构和性质大题周练(以铝为载体)答案和解析1.【答案】(1)4d 55s1 ;球形；(2)1 ;平面三角形；SCN、N3等任一种；(3月02中C采取sp杂化，SQ中S采取sp2杂化；1 ： 1;(4)H 2so4中S显+6价，H2s03中S显+4价，硫的价态较高，氢氧键的电子对偏向硫的 程度较大，容易断裂氢氧键；(5)4 ;(6)体心立方堆积;【解析】【分析】本题考查物质结构和性质，涉及核外电子排布、等电子体、空间构型的判断

15、、晶胞的计算等知识点，难点是晶胞的计算，灵活运用公式是解本题关键，难度中等。【解答】 原子序数为24,基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，铝原子和铭原子的电子排布相似，铭原子比铝原子少18个电子，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1; 4 铝(Mo)原子外围电子排布式：4d 55s1 ,核外电子占据最高能层为 5s,则其电子云形状为球形；故答案为：4d 55s1；球形；(2)SO2分子中S原子形成2个血，孤电子对数为622二=1 ； C03-中C原子孤电子对数4+2-2 X3 = 0,价层电子对数=3 + 0 = 3

16、,空间构型为平面三角形；CQ为三原子分子,价电子总数为16,则CQ的等电子体为离子的为：SCN(或N3),故答案为：1;平面三角形；SCN、N3等任一种；(3)SO2的价层电子对数为 3, S采取sp2杂化，而C02的价层电子对数为 2, C采取sp杂 化，C02的键角大于S02, CO2分子中 FNOCBeB Li,第一电离能介于 B、N之间的第二周期元素有 3种；故答案为：3 ；(5)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，层间作用力为范德华力；六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键，六方氮化硼晶体的层内B原子数与B- N键数之比为1

17、: 3;该物质的层状结构中不存在自由移动的电子，所以不导电,9 / 16故答案为：3： 1；六方氮化硼晶体属于混合型晶体，由于层与层之间范德华力很弱，其 硬度小故答案为：共价键；范德华力；1： 3；小；由于层与层之间范德华力很弱，其硬度小；金刚石晶胞是立方体，其中 8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示：,所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8x1+6 X1+ 4=8,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子.-82个晶胞中的质量为2X4, 一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5pm) 3,根据P= ?=25X4-3(361.5 x T00 )3

18、N?a g ?m(361.5 X10)3N?A 原子序数为24,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,铝原子和铭原子的电子排布相似，铭原子比铝原子少18个电子，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1；(2)铝为金属晶体；金属晶体间存在金属键；(3)根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式；(4)同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素来解答；(5)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，层间作用力为范德华力；六方相氮化硼晶体层内

19、一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键；六方氮化硼晶体重由于层与层之间范德华力很弱，其硬度小；金刚石晶胞是立方体，其中 8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示：,所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8 X 1+ 6 X；+ 4=8,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子.一82个晶胞中的质量为 善，一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5pm) 3,根据p=弋计算密度.n?aV本题考查较为全面，涉及到核外电子排布、分子空间构型、杂化类型的判断以及有关晶 体的计算，但解题具有较强的方法性和规律性，学习中注意总结如何书写电子排布式， 有关晶体计算等方

20、法.4.【答案】 + 计，下|四 42化学键 分子间作用力或范德华力S O N同周期的氮、氧原子中，氮原子最外层2P能级为半充满结构，比较稳定；同主族的氧、硫2020届福建高三化学选修三一一物质结构和性质大题周练(以铝为载体)原子中，硫原子核外电子层数较多，第一电离能较小CO2(或CS、N2O等)2Na(或2 X6.02 X 1023) S、N 体心立方堆积 2v5x3-X1010 /p Na【解析】解：(1)在周期表中，铝位于第五周期且与铭同族，为第 VIB族，基态铝原子 .八 44 价电子为4d能级上5个电子、6s能级上1个电子，其价电子排布图为j十打打不 向, 其核外有几个电子，它的核外

21、有几个运动状态不同的电子，该原子核外有 42个电子， 所以其核外有42个运动状态不同的电子，C.故答案为：I同中；42；(2) “三明治”式层状结构的二硫化铝晶体中，单层M0S2结构内存在的作用力是 Mo - S原子之间的共价键；层与层之间存在的作用力是分子间作用力或范德华力，故答案为：共价键；范德华力或分子间作用力；(3)同一周期元素，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素，所以其第一电离能大小顺序为S O N,因为为同周期的氮、氧原子中，氮原子最外层2P能级为半充满结构，比较稳定；同主族的氧、硫原子中，硫原子核外电子层数较多，第一电离能较小

22、，故答案为：S O O S; sp3(3)层与层之间的范德华力较弱，外力作用下易发生滑动(4)0 ; 1:22x1% x (r X-10 )3(5)体心立方；三p na【解析】【分析】本题考查晶胞计算及原子结构，为高频考点，把握元素周期表的结构、电子排布、杂化 理论、均摊法计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度 中等。【解答】(1)铝为42号元素，其价电子排布式为 4d55s铝位于元素周期表的位置是第五周期VIB族；基态Mo原子核外有42种不同运动状态的电子，其中核外电子占据最高能层 的符号是O;故答案为：五；VIB ; 42; O;(2)同一周期，元素的第一电离能随

23、着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第VA族元素大于第VIA族元素，N为VA族元素，同一主族，元素的第一电离能随着原子序数的 增大而减小，因此所以第一电离能大小顺序是：N O S; H2s分子中，S原子形成2个(M,孤对电子数为622,X 1 = 2 ,则为sp3杂化；故答案为：NOS； sp3；(3)MoS 2结构和石墨相似，MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层 之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动；故答案为：层与层之间的范德华力较弱，外力作用下易发生滑动；(4)Mo(CO) 6的配合物中CO(分子)为配体，其中Mo的化合价为0价，其配体分子与N2具 有相似的

24、化学结构，含三键，则该配体分子中搬与兀键数目之比为1: 2;故答案为：0； 1： 2;1(5)据堆积方式图知：这种堆积方式为体心立方堆积；晶胞中Mo原子数为8 X-+ 1 = 22020届福建高三化学选修三一一物质结构和性质大题周练(以铝为载体)个，Mo原子的体积为2 x4兀x(r X10-10 )3cm3,晶胞的体积为 cm3,则铝晶胞中原2y4.it x (r X-10 )3子的空间利用率为 = 2M。pA2X4.% x (r x-10) )3故答案为： 体心立方；2M。p -.【答案】(1)P S Si;(2)4d 55s1；(3)CH 4和SiH4都是分子晶体，相对分子质量大的沸点高；

25、(4)AE ;(5)sp 2 杂化;(6)MgC 2。【解析】解：(1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，上述元素中属于第三周期 且第一电离能从大到小排列的是：P S Si,故答案为：P S Si；(2)Cr(铭)元素是24号元素，？4Cr外围电子排布式为3d 54s1 , Mo(铝)处于第五周期，且 与Cr(铭)元素位于同一族，则基态 Mo(铝)原子的外围电子(价电子)排布式是4d55s1，故 答案为：4d55s1；(3)CH 4和SiH4是组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量大的沸点高，故答案为：CH4和S

26、iH4都是分子晶体，相对分子质量大的沸点高；(4)配离子Ni(CN) 42-中CN-含有 避和兀键，CN-和馍间为配位键，不含有离子键、氢 键，故选：AE ；每个碳原子形成3个姗，且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故答案为：sp2;(6)1个Mg原子被1个正六边形占有，每个碳为3个正六边形共有，则 1个正六边形中1含有6 *三=2个碳原子，所以化学式为 MgC2,故答案为：MgC2 3本题考查了核外电子排布式的书写、 化学键的分类、杂化方式等知识点，也是高考热点， 难度中等。.【答案】BE; sp3;分子晶体；三角锥形；SbC%为非极性分子，SbCh为极性分子，依 一h n 1 iti 11

27、 rn据相似相容原理SbCb在水中溶解度大；L 1111 J 1 J ; 2MoS2 +?高温？11cc7O22MoO3 + 4SO2；正四面体；a3NA x10【解析】 解：(1)A.金属易腐蚀说明金属活泼，容易失去电子，用金属的电子气理论只能解释金属的物理性质，不能解释金属易腐蚀，故 A错误；B.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成，故B正确；C.草酸二甲酯分子有6个C-H键、4个C-O键、1个C-C、2jC=。双键，单键为键，双键含有1个 曲、1个曲1,分子中 艇和 觥个数比为13: 2,故C错误；D.分解本质是阳离子夺取碳酸根中氧离子，阳离子电荷相等，Mg2+离子半径小于Ba

28、2+离子半径，Mg 2+结合O2-能力更强，故稳定性 MgCO3 V BaCO3,故D错误；13 / 16E.岩浆中冷却时ZnS比HgS先析出，说明ZnS的熔点较高，则ZnS的晶格能大于HgS, 故E正确，故选：BE；(2)SnC4中Sn原子孤电子对数=三=0,杂化轨道数目为 4, Sn原子杂化方式为sp3; SbCl5的熔点很低，属于分子晶体；SbCh中Sb孤电子对数=2r2=1 ,价层电子对数=3+1=4,空间构型为三角锥形，故答案为：sp3;分子晶体；三角锥形；SbCl5为非极性分子，SbCl3为极性分子，依据相似相容原理SbC3在水中溶解度大，故答案为：SbCl5为非极性分子，SbCl

29、3为极性分子，依据相似相容原理 SbCl3在水中溶解则Mo处于周期表中第五周期 MB族, umKnii465s度大；(3)Mo与Cr是同族元素，并且位于相邻周期,价电子排布式4d55s1,价电子轨道排布图为：场大安小t | T| T | f T|四故答案为：L 111 1 ；4d5s辉铝矿(MoS2)焙烧除硫得三氧化铝，还生成二氧化硫，反应方程式为：2MoS2 +?高温？ - 7O22MoO3 + 4SO2，故答案为：2MoS2+ 7O22MoO3+ 4SO2；每个类立方体含有 4个Fe原子、4个S原子，它们位于立方体的 8分顶点，且同种原子不相邻，Fe、S原子位置如图所示:,4个Fe原子所在

30、的顶点连接所构成的空间几何体为正四面体，故答案为：正四面体；在类立方体结构中，一种最近的S原子和S原子间距离为apm,即立方体面对角线长度，可知立方体棱长为2-apm ,立方体体积=(-2a X10-10 cm)3,立方体中Fe原子数目=4X1= ；、S原子数目=4X1=；,立方体中原子总质量 =1 X56+竺g = -44g该结828 22NANA构的密度=44g +(22a X10-10 cm)3 Na 2=萼 X 1030 g/cm 3, a Na故答案为：泉X 1030。a3NA(1)A.用金属的电子气理论只能解释金属的物理性质；B.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成;20

31、20届福建高三化学选修三一一物质结构和性质大题周练(以铝为载体)C.草酸二甲酯分子有 6个C- H键、4个C- O键、1个C- C键、2jC= O双键，单键为(T 键，双4t含有1个罐、1个插建；D.分解本质是阳离子夺取碳酸根中氧离子，阳离子电荷相等，离子半径越小结合氧离子的能力越强；E.晶格能越大，熔点越高，越先析出；(2)SnC4中Sn原子孤电子对数=三上=0,杂化轨道数目为4;熔点很低，符合分子晶体性质；SbC3中Sb孤电子对数=三5=1,价层电子对数=3+1 = 4;相似相溶原理，极性分子易溶于极性溶剂；(3)Mo与Cr是同族元素，并且位于相邻周期，则Mo处于周期表中第五周期 VIB族, 价电子排布式4d55s1； 辉铝矿(MoS2)焙烧除硫得三氧化铝，还生成二氧化硫；每个类立方体含有 4个Fe原子、4个S原子，它们位于立方体的 8分顶点，且同种原子不相邻，Fe、S原子位置如图所示:在类立方体结构中，一种最近的S原子和S原子间距离为