历届高考真题备选题库第十二章物质结构与性质

2010~2014年高考真题备选题库第十二章物质结构与性质第一节原子结构与性质1．(2014·课标Ⅰ)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________。可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是________。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。(4)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度________g·cm－3(不必计算出结果)。解析：(1)区分晶体、准晶体和非晶体可运用X射线衍射的方法。(2)基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe(SCN)3呈血红色。(3)由乙醛的结构式(HCHHCOH)知，－CH3、－CHO上的碳原子分别为sp3、sp2杂化。由于1个乙醛分子中含有4个CH键、1个CCS键、1个CO键，共有6个σ键，故1mol乙醛分子中含有6NA个σ键。乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键，故乙酸的沸点明显高于乙醛。根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子为4＋6×12＋8×18＝8(个)，再结合化学式Cu2O知一个晶胞中含有16个铜原子。(4)面心立方晶胞中粒子的配位数是12。一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×18＋6×12＝4(个)，一个晶胞的质量为46.022×1023×27g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1nm＝10－7cm。答案：(1)X射线衍射(2)41s22s22p63s23p63d5血红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)124×276.022×1023×0.405×10－732．(2014·江苏单科)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。(1)Cu＋基态核外电子排布式为_____________________________________________。(2)与OH－互为等电子体的一种分子为________________________________(填化学式)。(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是________；1mol乙醛分子中含有σ键的数目为________。(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为______________________。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。解析：(1)Cu为29号元素，Cu＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)OH－为10电子粒子，HF为与OH－互为等电子体的分子。(3)醛基的空间构型是平面三角形，所以醛基中碳原子的轨道杂化类型为sp2。由乙醛的结构式可以得出，1个乙醛分子中含6个σ键，所以1mol乙醛分子中含σ键6mol即6×6.02×1023个。(4)乙醛在碱性条件下可以被氢氧化铜氧化生成乙酸，反应的化学方程式为2Cu(OH)2＋CH3CHO＋NaOH――→△CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。(5)根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。答案：(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp26×6.02×1023个(4)2Cu(OH)2＋CH3CHO＋NaOH――→△CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O(5)123．(2013·浙江自选模块)请回答下列问题：(1)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：电离能I1I2I3I4……Im/kJ·mol－15781817274511578……则该元素是__①__(填写元素符号)。(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是__②__。Ce的最高价氯化物分子式是__③__。该元素可能的性质或应用有__④__。A．是一种活泼的金属元素B．其电负性大于硫C．其单质可作为半导体材料D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点(3)关于化合物，下列叙述正确的有__⑤__。A．分子间可形成氢键B．分子中既有极性键又有非极性键C．分子中有7个σ键和1个π键D．该分子在水中的溶解度大于2­丁烯(4)NaF中熔点__⑥__BF－4的熔点(填、＝或)，其原因是__⑦__。答案：①Al②1s22s22p63s23p63d104s24p2③GeCl4④C、D⑤B、D⑥⑦两者均为离子化合物，且阴阳离子电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低4．(2012·福建理综)(1)元素的第一电离能：Al________Si(填“＞”或“＜”)。(2)基态Mn2＋的核外电子排布式为________。(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是________。(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示：①在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。②硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。A．离子键B．共价键C．金属键D．范德华力E．氢键解析：(1)通常情况下，同周期元素，第一电离能从左到右逐渐增大，故Al＜Si；(2)Mn的核外电子数为25，故Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)；(3)硅烷是分子晶体，相对分子质量越大，分子间范德华力越大，熔沸点越高；(4)①由中心原子B的球棍模型可知，硼原子能形成3条、4条共价键，B原子为sp2、sp3杂化；B原子提供空轨道，O原子提供孤对电子，故4,5原子之间形成配位键；由阴离子的组成可知，Xm－为[H4B4O9]m－，得出m＝2；②Na＋与Xm－分子间存在离子键，H2O分子间存在氢键和范德华力。答案：(1)＜(2)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(3)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)(4)①sp2、sp34,5(或5,4)2②ADE5．(2012·安徽理综)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn＋2ZZ存在质量数为23，中子数为12的核素WW有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色(1)W位于元素周期表第________周期第________族，其基态原子最外层有________个电子。(2)X的电负性比Y的________(填“大”或“小”)；X和Y的气态氢化物中，较稳定的是________(写化学式)。(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：________。(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中，有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢，写出其中一种分子的名称：________。氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子，写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式：________。解析：根据原子核外电子排布规律以及“中子数＋质子数＝质量数”和题中有关信息可推知元素X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe。(1)Fe的价电子排布式为3d64s2，故可知其位于周期表的第四周期第Ⅷ族，最外层电子数是2。(2)非金属性：O＞C，故电负性：C＜O；非金属性越强其气态氢化物越稳定，因此C、O的气态氢化物中，较稳定的是H2O。(3)在Na2O2与CO2的反应中，氧化剂与还原剂均为Na2O2，因此可写出化学方程式：(4)在由C、H形成的分子中，含有两种化学环境不同的氢原子的分子有丙烷、2­甲基丙烷等；由H、C、O形成的酸有HCOOH、CH3COOH等，形成的常见无机阴离子为HCO－3，故反应的离子方程式为CH3COOH＋HCO－3===CH3COO－＋CO2↑＋H2O等。答案：(1)四Ⅷ2,(2)小H2O,(3),(4)丙烷(其他合理答案均可)CH3COOH＋HCO－3===CH3COO－＋CO2↑)＋H2O(其他合理答案均可)6.(2011·新课标全国理综)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，F—B—F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－4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361.5pm.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(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：(1)B2O3＋3CaF2＋3H2SO4=====△2BF3↑＋3CaSO4＋3H2OB2O3＋2NH3=====高温2BN＋3H2O(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)4425×4361.5×10－103×NA7．(2011·福建理综)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NH3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．①NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________．②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)＋2NH2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1038.7kJ·mol－1若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键有_______