高中化学选修三习题附答案

1、最新资料推荐第 II 卷（非选择题）评卷人得分一、综合题：共4 题 每题 15 分 共 60 分1 金属钛 (Ti) 被誉为 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 3 N 4 ) 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 3 N 4 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 1738145177331054013630请回答下列问题：(1

2、)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 TiO 2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO 2 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_ cmg 3 (N A 为阿伏加德罗常数的值，只列计算式 )。该晶体中与N 原子距离相等且最近的N 原子有个。离子晶体NaClKClCaO1最新资料推

3、荐晶格能 /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 2 4s 2(2)Mg 12(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3d 2 4s 2 ，故答案为 3d 2 4s 2 ；(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 IIA族元素，又因 M可把

4、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Sp 2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 Sp 3 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 个体心，根据均摊法可算出该晶胞中N 原子个数为 8+6=

5、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2 a pm ，则晶胞的体积 V=(2 a10 -10 )3 cm 3 ，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 中离子都带2 个单位的电荷， TiN中离子都带3 个单位的电

6、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2最新资料推荐2 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，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、Y 、Z 、W 形成的有机物 YW(ZX 2 )2中、

7、 的杂化轨道类型分别为，离子的立体构型是。Y Z(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 cm，阿伏3加德罗常数为NA，则两个最近的 W 离子间距离为nm。 (用含 、N A的计算式表示 )【答案】 (1) 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2(2) sp 2 、sp

8、 3 ；平面三角形；(3) SiO2 ； SiO 2 为原子晶体 ,CO 2 为分子晶体；(4) 2Cu+8NH 3 +O 2 +2H 2 O2Cu(NH 3 )4 2+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1s 2 2s 2 2p 2，是 C 元素； Z 原子单电子数在同周期元素中最多，是N

9、 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Cu3最新资料推荐元素。 (1)R(Si) 核外电子排布式为1s 2 2s2 2p 6 3s 2 3p2 (2) X 、Y 、 Z 、W 形成的有机物 CO(NH2 ) 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CO 2和SiO 2，沸点较高的是；为原子晶体,CO 2为分子晶体；(4)将Q(Cu)SiO

10、 2 SiO 2单质的粉末加入到ZX 3(NH3 )的浓溶液中，并通入O 2 ，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+8NH3 +O2+2H 2 O2Cu(NH3 ) 4 2+ +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Na 2 O ；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 10 7nm【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素都能氢形成氢化物。(1) 氨气属于共价型氢化

11、物，工业常用氨气和醋酸二氨合铜Cu(NH3 )2 Ac的混合液来吸收一氧化碳 ( 醋酸根CH 3 COO - 简写为 Ac - )。反应方程式为： Cu(NH3 ) 2 Ac+CO+NH3Cu(NH3 )3 COAc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 3 COOH) 中的两个碳原子的杂化方式分别是。生成物 Cu(NH3 )3 COAc中所含化学键类型有_填(序号 )。a. 离子键b.金属键c.共价键d. 配位键(2) 某离子型氢化物化学式为XY 2，晶胞结

12、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、 号Y原子在晶胞上、 下面上。 则5、号Y原子均在晶胞填侧面 或 内部。346_(“” “”)4最新资料推荐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 3d 10 。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，故第一电离能由大到小的顺序为N O H 。甲基中C 原子形成4 个

13、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 sp 2 杂化。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 )3 CO + 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

14、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 =3-213 ，晶胞的密度为g/cm3 ，则 =3-21，解得N A = 。a 10 cma 10【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。5最新资料推荐(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I1 (C) 、 I1 (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. 分子间作用力石墨中碳原子采取的杂化方式是。(4

15、)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) I1 (C)(3)ABEsp2(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的基态电子排布图为：；(2) 根据元素

16、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I1 (N) I1 (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

17、体对角线上连排了四个原子，并且相6最新资料推荐切，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=8 r ，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=8 r ， 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，其余各层均充满。 B 、E 两元素组成化合物 B 2 E 的晶体为离子晶

18、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)A 、G 形成某种化合物的晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数为 N A ，该化合物晶体的密度为 a g cm -3 ，其晶胞的

19、边长为 _ cm。(4) 在 1.01 510Pa 、 T1时，气体摩尔体积为 53.4 L mol -1 ，实验测得 Q 的气态密度为5.00 g L -1 ，则此时 Q 的组成为。【答案】 (1)8；平面三角形； 1s 2 2s 2 2p6 3s 2 3p 5 ；Cu(NH3 )4 2(2)NaCl 的熔点高于 SiCl4 ，因为 NaCl是离子晶体， SiCl 4是分子晶体(3)(4)Al 2 Cl 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。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

20、大的，因此 A 是 N 元素。7最新资料推荐、 原子核外的M层中均有两个未成对电子， 则D的M层为3s23p2 ，则 D 是 Si 元素。E 的 M 层为 3s 23p4 ，D E则 E是 S 元素。 B 、 E 两元素组成化合物B 2 E 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，所以易失去三个电子，为第A 族元素，则 C 是铝元素。 C 与 F

21、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(6 3 2)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1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ， 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(NH3 )4 2+ 。 (2)B、D 分别与 F 形成的化合物分别是氯化钠和四氯化硅。因为Na

22、Cl 是离子晶体， SiCl 4是分子晶体，所以 NaCl 的熔点高于 SiCl 4 。(3) 根据晶胞的结构可知， N 原子在顶点，含有的个数为81个。铜在棱边，含有的个数为12 3个，即化学式为Cu 3 N 。设边长为 x cm ，则 N A 1 ，解得 x。 (4)根据M 5.00 g/L 53.4 L/mol267 g/mol，是 AlCl3相对分子质量的 2 倍，所以其化学式为VAl 2 Cl 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。 ( 填字母 )A HCHO与水分子间能形成氢键B HCHO和 CO

23、 2 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 CO 2 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：8最新资料推荐元素MnFeI1717759电离能I215091561/kJmol1I332482957Mn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 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

24、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 ，再在酸性条件下 CNO 继续被 NaClO 氧化成 N 2 和 CO 2 。 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)3d5 4s2 ； 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3d 4 状态 ( 或 Fe2 转化

25、为 Fe3 时， 3d能级由不稳定的 3d 6状态转变为较稳定的3d 5 半充满状态 )(3)26 (4)d (5) TiO2(6) H C N O CO 2 、N 2 O、SCN N CO H【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 9最新资料推荐键，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。常温下二氧化碳为分子晶体， 二氧化硅为原子晶体， 所以 CO 2 晶体的熔点、 沸点都比二氧化硅

26、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3d 5 4s 2 ，Mn 2+ 转化为 Mn 3+ 时，3d能级由较稳定的3d 5半充满状态转变为不稳定的3d 4 状态，而铁为 26号元素，价电子排布为 3d 6 4s 2 ，Fe2+ 转化为 Fe3+ 时， 3d能级由不稳定的3d 6 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 Fe 2+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

27、价电子排布式为 3d 2 4s 2 ，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 42 4 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H C 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CO 2 (N 2 O) 、SCN 等。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，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