选三《物质结构与性质》高考试题分析讲解

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名称 选三《物质结构与性质》高考试题分析讲解
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2011-11-07 12:43:49

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选修三<<物质结构与性质>>
(福建)30.[化学—物质结构与性质](13分)
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许昌是_________________。
(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:
若该反应中有4mol N—H键断裂,则形成的键有___________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在________(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
分别位于正四面体得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,能被该有机化合物是别的是
________________(填标号)。
a.CF4 b. CH4 c. NH4+ d.H2O
【解析】(1)基态氮原子的价电子排布式是2s22p3 ,学生可能审题时没注意到是价电子排布式。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>C
(3)①NH3分子的空间构型是三角锥型,NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3,而肼(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,所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3,这个与H2O,H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。
②反应中有4mol N-H键断裂,即有1molN2H4参加反应,生成1.5molN2,则形成的π键有3mol。   
③N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,可见它是离子晶体,晶体内肯定不存在范德华力。
(4)要形成氢键,就要掌握形成氢键的条件:一是要有H原子,二是要电负性比较强,半径比较小的原子比如F,O,N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项就是c和d,但题中要求形成4个氢键,氢键具有饱和性,这样只有选c。
这题中的(3)(4)两问亮点较多,让人耳目一新,其中第(4)耐人回味,这样子就把氢键的来龙去脉和特点考查彻底!高!
(新课标)37.【物质结构与性质】
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,如下图所示:
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,BF4-的立体结构为_______;
(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原子之间的化学键为________,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,阿伏伽德罗常数为NA)。
【解析】(1)由题意可知:B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;
B2O3+2NH32BN+3H2O;
(2)基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1;B与N 均位于第二周期,电负性从左向右依次递减,所以N的电负性大于B;BN中B元素的化合价为+3.
(3)BF3分子为平面正三角形结构,F-B-F的键角是120°;B原子的杂化轨道类型为sp2;BF4-的立体结构为正四面体。
(4)B、N均属于非金属元素,二者形成的化学键是极性共价键;根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中,层与层之间靠分子间作用力结合。
(5)金刚石晶胞是立方体,其中8个顶点各有1个碳原子,6个面的面心各有1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=8×1/8+6×1/2+4=8,因此一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子。一个晶胞中的质量为,一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5cm)3,因此立方氮化硼的密度是cm-3。
【答案】(1)B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;
B2O3+2NH32BN+3H2O;
(2)1s22s2sp1;N;+3.
(3)120°;sp2;正四面体。
(4)共价键(或极性共价键);分子间作用力。
(5)
(江苏卷)21.(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的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)分子中Y原子轨道的杂化类型为 ▲ ,
1mol含有键的数目为 ▲ 。
(2)化合物的沸点比化合物的高,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13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,反应的化学方程式为 ▲ 。
【答案】A.(12分)
(1)sp杂化
3mol或3×6.2×1023个
(2)NH3分子间存在氢键
(3)N2O
(4)CuCl
CuCl+2HCl=====H2CuCl3 (或CuCl+2HCl=====H2[CuCl3]
(上海卷)32.(8分)【化学—物质结构与性质】
氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为 个.
(2)H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。
的沸点比高,原因是 。
(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+原子采用 杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因为 。
(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a g·cm-3, NA表示阿伏伽德罗常数,则CaO晶胞体积为 cm3
【解析】(1)氧元素的基态核外电子排布式为:1s22s22p4,4个电子在三个轨道中排布,故未成对的电子个数是两个。
(2)化学键是强烈的相互作用;氢键的作用力比化学键弱,但比范德华力的作用力要强。可形成分子间的氢键,而形成的是分子内的氢键,故前者比后者的沸点要高。
(3) H3O+的空间构型为三角锥型,故O原子的杂化方式为sp3;H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小,使得键角变大。
(4)根据NaCl的晶胞可知,一个晶胞含有4个CaO,设晶胞的体积为V,则:×NA×a=56,则V=。
【答案】(1) 2
(2)O—H键、氢键、范德华力
形成的是分子内的氢键,而可形成分子间的氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大。
(3)sp3 H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小
(4)
(安徽卷)25.(14分)
W、X、Y、Z 是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10,X和Ne的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的电负性在同周期主族元素中最大。
(1)X位于元素周期表中第______周期第______族;
(2)X的单质和Y的单质相比,熔点较高的是_______(写化学式);Z的气态氢化物和溴化氢相比,较稳定的是________(写化学式)
(3)Y与Z形成的化合物和足量水反应,生成一种弱酸和一种强酸,该反应的化学方程式是_______。
(4)在25°C、101kPa下,已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1mol电子放热190.0kJ,该反应的热化学方程式是_________。
【答案】(14分)
(1)三 1A 2
(2)Si HCl
(3)SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl(其他合理答案匀可)
(4)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1520.0kJ·mol-
(重庆卷)26.(15分)用于金属焊接的某种焊条,其药皮由大理石、水泥、硅、铁等配制而成。
(1)Al的原子结构示意图为______________;Al与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________。
(2)30Si的原子的中子数为_________; SiO2的晶体类型为__________________。
(3)Al3+与Yn-的电子数相同,Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性,则该族氢化物中沸点最低的是________。
(4)焊接过程中,药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体,该气体是__________。
(5)经处理后的熔渣36.0 g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2),加入足量稀盐酸,分离得到11.0 g固体;滤液中加入过量NaOH溶液,分离得到21.4 g固体;则此熔渣中Al2O3的质量分数为__________________。
【解析】(1) Al的原子结构示意图为,Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al + 2OH- + 2H2O == 2AlO2- + 3H2↑;(2)30Si的原子的中子数为30-14=16,SiO2的晶体类型为原子晶体;(3)“Al3+与Yn-的电子数相同,Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性”,则Y是F,第ⅦA族氢化物中沸点最低的是HCl,而不是HF,因为HF分子之间存在氢键;(4)“使金属不被氧化的气体”可由药皮的成分分析得出,大理石分解可生成CO2,CO2可以做保护气。
(5)“加入足量稀盐酸,分离得到11.0 g固体”,该固体为SiO2;“滤液中加入过量NaOH溶液,分离得到21.4 g固体”,该固体为Fe(OH)3,为=0.2 mol,故Fe2O3为0.1 mol,质量为16 g,则Al2O3的质量为(36.0 g-11.0 g-16 g)=9 g,质量分数为=25%。
【答案】(1),2Al + 2OH- + 2H2O == 2AlO2- + 3H2↑
(2)16 原子晶体 (3)HCl (4) CO2 (5)25%
(山东卷)32.(8分)【化学—物质结构与性质】
氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为 个.
(2)H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。
(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用 杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因为 。
(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为agcm-3,表示阿伏加德罗常数,则CaO晶胞体积为 Cm3。
【答案】【化学—物质结构与性质】
(1)2
(2)O—H键、氢键、范德华力;
(3)sp3;H2O中O原子有2对孤对电子,H2O+中O原子只有1对孤对电子,排斥力较小
(4)
(海南卷)19【选修3——物质结构与性质】(20分)
19-I(6分)下列分子中,属于非极性的是
A.SO2 B.BeCl2 C.BBr3 D.COCl2
19-II(14分)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CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:
(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为___________;
(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是_______;
(3)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为CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为__________。
【答案】19-I C、D
  19-II
  (1)【Ar】3d84s2
  (2)>
  (3)6 6
  (4)LaNi
  (5)①σ键,π键; 配位键 ②氢键 ③sp2、sp320-I A、B