2014届高考化学二轮专题复习 物质结构与性质（选修3）练习卷
（带解析）
一、填空题
1.砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为 ;砷与溴的第一电离能较大的是 。
(2)AsH 3是无色稍有大蒜味的气体。AsH 3的沸点高于PH 3,其主要原因是 。
(3)Na 3AsO 4可作杀虫剂。As 的空间构型为 ,与其互为等电子体的一种分子
为 。 (4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示。该化合物的化学式为 ,As 原子采取 杂化。
(5)GaAs 等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs 晶体中,每个As 与 个Ga 相连,As 与Ga 之间存在的化学键有 (填字母)。
A ．离子键
B ．σ键
C ．π键
D ．氢键 E.配位键 F.金属键 G.极性键
【答案】(1)[Ar]3d 104s 24p 3 Br(或溴)
(2)AsH 3的相对分子质量大于PH 3的,故AsH 3分子间的范德华力大于PH 3的
(3)正四面体 CCl 4(或其他合理答案)
(4)As 4O 6 sp 3
(5)4 BEG
【解析】(1)从K 开始数数到As 为15,所以As 的核外电子排布式为[Ar]3d 104s 24p 3,为第四周期ⅤA 族的元素,第一电离能小于同周期第ⅦA 族的元素;(4)As 、O 最外层电子数分别为5、6,分别形成3、2个共价键达到8电子稳定结构,所以黑球为O 、灰球为As;As 形成3个σ键,参加成键的电子数为3,孤对电子对数==1;(5)金刚石中一个碳原子与四个碳原子相连,Ga 、As 最外层电子数分别为3、5,Ga 、As 形成三个σ键,Ga 还差2个电子达到8电子稳定结构,As 有一对孤对电子,两者之间形成配位键
2.A 、B 、C 、D 、E 、F 为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A 含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;C 的最外层有6个运动状态不同的电子;D 是短周期元素中电负性最小的元素;E 的最高价氧化物的水化物酸性最强;F 除最外层原子轨道处于半充满状态,其余能层均充满电子。G 元素与D 元素同主族,且相差3个周期。
(1)元素A 、B 、C 的第一电离能由小到大的是 (用元素符号表示)。
(2)E 的最高价含氧酸中E 的杂化方式为 。
(3)F 原子的外围电子排布式为 。
(4)DE,GE 两种晶体,都属于离子晶体,但配位数不同,其原因是 。
(5)已知DE 晶体的晶胞如图所示,若将DE 晶胞中的所有E 离子去掉,并将D 离子全部换为A 原子,再在其中的4个“小立方体”中心各放置一个A 原子,且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A 原子与最近的4个A 原子以单键相连,由此表示A 的一种晶体的晶胞(已知A —A 键的键长为a cm,N A 表示阿伏加德罗常数的数值),则该晶胞中含有 个A 原子,该晶体的密度是 g·cm -3(列式表示)。
【答案】(1)C (2)sp 3杂化 (3)3d 104s 1 (4)正负离子的半径比不同 (5)8 【解析】A 的核外电子排布式为1s 22s 22p 2,为碳;D 为Na,C 为O,所以B 只能为N;E 为Cl;F 为第4周期的元素,最外层的电子排布式为4s 1,为Cu; G 为Cs;(5)NaCl 晶胞中有Na +4个,所以碳晶胞中 含有4+4个碳原子,1 mol 晶胞的质量为96 g,一个晶胞的质量为 g,如图选择C 点碳原子作为 中心原子,C 点碳原子为sp 3杂化,∠ACB=109°28',AC="BC=a" cm,依据三角函数可知AB=2asin cm,AD=×2asin cm=asin cm,晶胞的体积(2asin cm)3。 3.MnO 2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料MnO 2中加入CoTiO 3纳米粉体, 可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。 (1)写出基态Mn 原子的核外电子排布式 。 (2)CoTiO 3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO 3晶体中1个Ti 原子、1个Co 原子,周围距离最 近的O 原子数分别为 个、 个。 (3)二氧化钛(TiO 2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。O 2在其催化作用下,可将CN -氧化成CNO -,进而得到N 2。与CNO -互为等电子体的分子、离子化学式 分别为 、 (各写一种)。 (4)三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。 三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是 ,1 mol 三聚氰胺分子中σ键的数目为 。 【答案】(1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 2 (2)6 12 (3)CO 2(或N 2O 、CS 2、BeCl 2等合理均可) CNS -(或) (4)sp 2、sp 3 15N A 【解析】(1)钛原子周围的氧原子直接查即可,Co 原子周围的氧原子用均摊法,选择一个顶点为中心,此顶点周围有8个晶胞,一个晶胞中有3个氧原子,两个晶胞共面,为;(3)等电子体的常用 解法,①同主族元素替代,如S 替代O 可得CNS -;②同周期相邻元素,如O 替代N 可得CO 2;— NH 2中的N 原子形成3个σ键,环上的N 原子形成2个σ键,分子中的N 原子均有一对孤对电子,所以分别为sp 3、sp 2杂化;3个—NH 2中含有9个σ键,环上有6个σ键 4.ⅤA 族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA 族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题: (1)白磷单质中的P 原子采用的轨道杂化方式是 。 (2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,N 、P 、As 原子的第一电离能由大到小的顺序为 。 (3)As 原子序数为 ,其核外M 层和N 层电子的排布式为 。 (4)NH 3的沸点比PH 3 (填“高”或“低”),原因是 。 P 的立体构型为 。 (5)H 3PO 4的K 1、K 2、K 3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13。硝酸完全电离,而亚硝酸K=5.1×10-4,请根据结构与性质的关系解释: ①H 3PO 4的K 1远大于K 2的原因 ; ②硝酸比亚硝酸酸性强的原因 。 (6)NiO 晶体结构与NaCl 晶体类似,其晶胞的棱长为a cm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为 cm(用含有a 的代数式表示)。在一定温度下NiO 晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如下页图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平 方米面积上分散的该晶体的质量为 g(氧离子的半径为1.40×10-10 m)。 【答案】(1)sp 3 (2)N>P>As (3)33 3s 23p 63d 104s 24p 3 (4)高NH 3分子间存在较强的氢键,而PH 3 分子间仅有较弱的范德华力正四面体 (5)第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离硝酸中N呈+5价,N—O—H中O的电子更向N 偏移,越易电离出氢离子 (6)a=1.83×10-3 【解析】(1)一个P原子与其他3个P原子形成3个σ键,还有一对孤对电子;(4)P的孤对电子对数==0,为sp3杂化,正四面体;(6)如图两个最近的阳离子核间的距离为AB;作辅助线,BD 垂直AD,∠DAB="60°,BD=AB" sin 60°,设横向上有x个氧离子,纵向上有y个氧离子,横、纵向的长分别为2x·1.40×10-10m、2y·1.40×10-10 m,2x·1.40×10-10 m×2y·1.40×10-10 m×sin60°="1" m2,所以每平方米面积上 分散的氧离子个数为x·y=个,NiO的物质的量为 mol,即可求出质量 5.太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空: (1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为。 (2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示),用原子结构观点加以解释。 (3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具 有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF 3能与NH 3 反应生成BF 3 ·NH 3 。BF 3 ·NH 3 中B原子的 杂化轨道类型为,B与N之间形成键。 (4)单晶硅的结构与金刚石相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得上图所示的金刚砂(SiC)结构;在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目 为。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d10 (2)Br>As>Se As、Se、Br原子半径依次减小,原子核对外层电子的吸引力依次增强,元素的第一电离能有增大的趋势;Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为 4s24p3,As的4p电子排布处于半充满状态,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se 大 (3)sp3配位 (4)12 【解析】(3)B原子与F原子形成3个共价键,与NH 3 中的N原子形成一个配位键,无孤对电子,所以采取sp3杂化;(4)因为C、Si在晶胞中的位置可互换,所以把白点看成碳原子,找一个顶点的白点作为中心原子,然后用均摊法即可求出 6.(1)锌是一种重要的金属,锌及其化合物有着广泛的应用。 ①指出锌元素在周期表中的位置:周期,族,区。 ②NH 3 分子中氮原子的杂化轨道类型为,基态氮原子的核外电子排布式是。 ③如图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞,其中Zn和X通过共价键结合,该化合物的化学式为;该化合物的晶体熔点比干冰高得多,原因是。 (2)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C 60 可用作储氢材料。 ①已知金刚石中的C—C的键长为154.45 pm,C 60 中C—C键长为140~145 pm,有同学据此认为 C 60 的熔点高于金刚石,你认为是否正确,并阐述理由。 ②科学家把C 60 和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如右图所示,该物质在低温时 是一种超导体。该物质的K原子和C 60 分子的个数比为。 ③继C 60后,科学家又合成了Si 60 、N 60 。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是。Si 60 分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si 60 分子中π键的数目为。 【答案】(1)①四ⅡB ds②sp3杂化1s22s22p3③ZnX该晶体为原子晶体
