名校精品解析系列化学名校试题精品解析分类汇编 E单元 物质结构元素周期律1.docx
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名校精品解析系列化学名校试题精品解析分类汇编E单元物质结构元素周期律1
E单元 物质结构元素周期律
目录
E单元 物质结构元素周期律1
E1原子结构1
E2元素周期表和元素周期律1
E3分子结构化学键1
E4晶体结构1
E5物质结构元素周期律综合1
E1原子结构
【题文】(理综卷(化学解析)·2015届湖北省荆门市高三元月调研考试(2015.01))37.【化学一一选修物质结构与性质】(15分)
有A、B、C、D、E、F六种元素,A是周期表中原子半径最小的元素,B是电负性最大的元素,C的2p轨道中有三个未成对的单电子,F原子核外电子数是B与C核外电子数之和,
D是主族元素且与E同周期,E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物,D与B可形成离子化合物其晶胞结构如右图所示。
请回答下列问题。
(1)E元素原子基态时的价电子排布式为;
(2)A2F分子中F原子的杂化类型是_____;
(3)C元素与氧形成的离子CO
的立体构型是__________;写出一种与CO
互为等电子体的分子的分子式________;
(4)将E单质的粉末加入CA3的浓溶液中,通入O2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是______________________________________________________;
(5)从图中可以看出,D跟B形成的离子化合物的化学式为;若离子化合物晶体的密度为ag·cm-3,则晶胞的体积是(写出表达式即可)。
【知识点】原子结构晶体结构E1E4
【答案解析】
(1)3d104s1(2分)
(2)sp3(2分)
(3)V形(2分) O3或SO2(2分)
(4)2Cu+8NH3·H2O+O2===2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O(2分)
(5)CaF2(2分)
(3分)
解析:
由题意可知,A为氢元素,B为氟元素,C为氮元素,F为硫元素;E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物,为铜元素;D是主族元素且与铜元素同周期,并且D与氟元素形成的离子化合物的晶胞中含有8个F原子和(8×1/8+6×1/2)=4个D原子,可知其化学式为DF2,D的化合价为+2价,为钙元素。
(1)铜原子基态时的价电子排布式为3d104s1;
(2)
(2)A2F分子即H2S中S原子中含有2个σ键和2个孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化;
(3)氮元素与氧形成的离子NO
的立体构型是V形;根据等电子体是原子数相同,价电子数相同的微粒,与CO
互为等电子体的分子的分子式O3或SO2;
(4)将铜单质的粉末加入NH3的浓溶液中,通入O2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是2Cu+8NH3·H2O+O2===2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O;
(5)根据分析,D跟B形成的离子化合物的化学式为CaF2;根据晶胞结构可以知道一个晶胞中有4个Ca2+和8个F-,CaF2的摩尔质量为78g·mol-1,一个晶胞的质量为
;
【思路点拨】本题考查了原子结构、晶体结构等知识,首先根据原子结构推出各元素,再一一解答。
【题文】(理综卷(化学解析)·2015届湖北省荆门市高三元月调研考试(2015.01))7.下列有关化学用语
表示正确的是
A.四氯化碳分子比例模型:
B.COS的电子式是
C.次氯酸的结构式为H-Cl-OD.
O2-离子结构示意图:
【知识点】分子结构原子结构E1E3
【答案解析】B解析:
A、氯原子与碳原子的半径比例不合适,氯原子的半径大于碳原子的半径,故A错误;B、COS的电子式类似二氧化碳的电子式,故B正确;C、次氯酸分子中氧原子分别与氢原子、氯原子成键,的结构式为H-O-Cl,故C错误;D、核电荷数错误,应该是8,故D错误。
故答案选B
【思路点拨】本题考查了分子结构、原子结构,比较简单,需要认真看图,注意比例模型中不同原子的相对大小。
【题文】(化学卷(解析)·2015届山西省山大附中高三12月月考(2014.12))3.X、Y、Z、W是分别位于第2、3周期的元素,原子序数依次递增。
X与Z位于同一主族,Y元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应,Z原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,Y、Z、W原子的最外层电子数之和为14。
下列说法正确的是
A.原子半径由小到大的顺序:
X B.Z的最高价氧化物能与水反应生成相应的酸 C.Y单质在一定条件下可以与氧化铁发生置换反应 D.室温下,0.1mol/LW的气态氢化物的水溶液的pH>1 【知识点】元素推断E1E2 【答案解析】C解析: 由题可以推出X是碳,Y为铝,Z为硅,W为氯元素, A、根据同周期元素的原子半径从左到右减小得,原子半径大小的顺序为W 故答案选C 【思路点拨】本题考查了元素推断,首先根据原子结构特征或物质的性质推出X、Y、Z、W四种元素,再一一解答即可。 【题文】(化学卷(解析)·2015届山东省泰安市高三上学期期末考试(2015.01))19.(8分)短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如右图所示。 已知在同周期元素的常见简单离子中,W的离子半径最小,X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。 X Y Z W (1)X元素在元素周期表中的位置是。 (2)X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上。 ①液态YH3的电离方式与液态H2Z类似,则液态YH3中阴离子的电子式为; ②在一定条件下X2H4与H2Z可发生反应,化学方程式为, 反应类型为。 (3)以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用,这种容器不能贮存强碱溶液,用离子方程式表示其原因为。 (4)超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域。 其制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成,且原子个数比均为1∶1;其反应的化学方程式为。 【知识点】元素推断铝及其化合物的性质E1C2 【答案解析】 (1)第二周期 IVA族(1分) (2)① (1分) ②CH2=CH2+H2O CH3CH2OH(1分) 加成反应(1分) (3)Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-(1分) 2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑(1分) (4)Al2O3+N2+3C===2AlN+3CO (2分) 解析: 短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示,已知在同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,根据元素的相对位置可知,W应该是第三周期元素,所以W一定是铝元素,则X、Y、Z分别是C、N、O。 (1)碳元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA族; (2)①根据2NH3 NH4++NH2-,阴离子的电子式为: ;②乙烯在催化剂作用下与水发生加成反应生成乙醇,CH2=CH2+H2O CH3CH2OH;(3)铝在空气中会形成致密的氧化铝薄膜,对容器有保护作用,而氧化铝能与强碱反应,故不能储存强碱溶液,Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-;2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑(4)根据制作原理,W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成,且原子个数比均为1∶1;则依据原子守恒可知,两种化合物应该是AlN和CO,所以其反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C===2AlN+3CO。 【思路点拨】本题考查了元素推断、铝及其化合物的性质,W的简单离子半径最小,以及元素的相对位置得到W是铝元素,以此作为突破口推出各元素是解答的关键。 【题文】(化学卷(解析)·2015届山东省泰安市高三上学期期末考试(2015.01))2.对下列化学用语的理解和描述均正确的是 A. 电子式可以表示羟基,也可以表示氢氧根离子 B.填充模型 可以表示二氧化碳分子,也可以表示水分子 C.原子结构示意图 可以表示12C,也可以表示14C D.结构示意图为 的阴离子都不能破坏水的电离平衡 【知识点】化学用语的正确使用E1E3 【答案解析】C解析: A、 仅能表示羟基的电子式而不能表示氢氧根的电子式,故A错误;B、该填充模型可以表示水分子,二氧化碳的分子为直线型,该模型不能表示,故B错误;C、碳原子的多种同位素均属于C原子,原子结构示意图相同,故C正确;D 硫离子为符合该结构示意图的阴离子,可以破坏水的电离平衡,故D正确。 故答案选C 【思路点拨】本题考查了化学用语的正确使用,易错点是把羟基和氢氧根混淆。 【题文】(化学卷(解析)·2015届山东省莱芜市莱芜一中高三1月自主考试(2015.01))7.若氧元素只有16O、18O两种核素,下列说法正确的是 A.16O和18O的物理性质和化学性质完全相同 B.通过化学反应可以实现16O与18O的相互转化 C.向 的平衡体系中加入18O2,达到新的平衡后18O只出现在O2与SO3中 D.用惰性电极电解含有H218O的普通水时,阳极可能产生三种相对分子质量不同的氧分子 【知识点】同位素的性质E1 【答案解析】D解析: A、16O和18O的物理性质不完全相同,化学性质相同,故A错误;B、16O与18O的相互转化为物理变化,故B错误;C、因为该反应为可逆反应,故18O也会出现在二氧化硫中,故C错误;D、用惰性电极电解含有H218O的普通水时,阳极可能出现含一个、两个或者不含18O的氧分子,即相对分子质量为32、33、34,故D正确。 故答案选D 【思路点拨】本题考查了同位素的性质,同种元素的不同原子互称同位素,注意同位素间的变化不属于化学变化。 【题文】(化学卷(解析)·2015届山东省德州一中高三1月月考(2015.01))2.对下列化学用语的理解和描述均正确的是 A.电子式 可以表示羟基.也可以表示氢氧根离子 B.填充模型 可以表示二氧化碳分子,也可以表示水分子 C.原子结构示意图 可以表示12C,也可以表示14C D.结构示意图为 的阴离子都不能破坏水的电离平衡 【知识点】化学用语E1E3 【答案解析】C解析: 氢氧根离子的电子式是 ,A错误;二氧化碳分子是直线型,不能用 表示,B错误;C正确; 中的S2-可水解,破坏水的电离平衡,D错误。 【思路点拨】有机物中的“基”是电中性的,而离子是带电的;正确掌握分子结构和分子模型。 【题文】(化学卷(解析)·2015届黑龙江省哈六中高三上学期期末考试(2015.01))27.硼元素在化学中有很重要的地位,硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。 (1)三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体,其分子的立体构型为,B原子的杂化类型为。 (2)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。 下图是磷化硼晶体的晶胞示意图,则磷化硼的化学式为,该晶体的晶体类型是。 (3)硼酸(H3B03)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3B03分子间通过氢键相连(如上图)。 ①硼酸分子中B最外层有个电子,1molH3B03的晶体中有mol氢键。 ②硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)3·H2O,它电离生成少量[B(OH)4]一和H+,则硼酸为 元酸,[B(OH)4]一含有的化学键类型为。 (4)H3P04的K1、K2、K3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: ①H3P04的K1远大于K2的原因;②硝酸比亚硝酸酸性强的原因。 (5)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为acm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为(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1.40×10-10m, 1.732)。 【知识点】原子结构晶体结构E1E3E4 【答案解析】 (1)平面三角形sp2 (2)BP原子晶体(3)①63②一共价键、配位键(4)第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离硝酸中N呈正5价,N—O—H中O的电子更向N偏移,容易离出氢离子(5) ; 解析: (1)BF3分子中,B原子形成了3个σ键,不含孤电子对,故杂化轨道数为3,杂化方式为sp2杂化,BF3分子立体构型为平面三角形。 (2)一个晶胞中含有B原子的个数为8×1/8+6×1/2=4个,P原子个数为4个,故化学式为BP;根据磷化硼晶体中只含共价键且耐磨,故为原子晶体。 (3)①由图可知,B原子形成了三个共价单键,最外层电子数为6;1molH3BO3的晶体中含有3molH原子,每个H原子都与相邻的O原子形成氢键,故氢键个数为3mol;②1molB(OH)3·H2O可电离出1molH+,故硼酸为一元酸;[B(OH)4]-离子中B原子有一个空的2p轨道,而OH-含有孤电子对,两者之间可以形成配位键。 (4)①磷酸能分步电离,第一步电离出的氢离子抑制了第二步电离,所以H3PO4的K1远大于K2,; ②硝酸中N呈+5价,N-O-H中O的电子更向N偏移,导致其越易电离出氢离子,则酸性较大; (5)根据氯化钠的结构,氧离子和相邻的镍离子之间的距离为1/2a,距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的 倍,所以其距离是 cm; 根据图片知,每个氧化镍所占的面积= ,则每平方米含有的氧化镍个数= ,每个氧化镍的质量= g,所以每平方米含有的氧化镍质量= = 【思路点拨】本题考查了原子结构、晶体结构等知识,难点是结合晶体结构的计算。 【题文】(化学卷(解析)·2015届黑龙江省哈六中高三上学期期末考试(2015.01))26.Cu3N具有良好的电学和光学性能,在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中,发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。 (1)N位于周期表中第周期族,与N3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是。 (2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (3)Cu+电子排布式为,其在酸性溶液中不稳定,可发生歧化反应生成Cu2+和Cu,但CuO在高温下会分解成Cu20,试从结构角度解释高温下CuO何会生成Cu2O: 。 (4)在Cu的催化作用下,乙醇可被空气氧化为乙醛,乙醛分子中碳原子的杂化方式是,乙醛分子中H—C—O的键角(填“大于”“等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C一0的键角。 (5)[Cu(H20)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H20被Cl-取代有两种不同的结构,试画出[Cu(H20)2(C1)2]具有极性的分子的结构式: 。 (6)Cu3N的晶胞结构如右图,N3-的配位数为,Cu+半径为apm,N3-半径为bpm,Cu3N的密度为g·cm-3。 (阿伏加德罗常数用NA表示) 【知识点】原子结构晶体结构E1E4 【答案解析】 (1)二VAV形 (2)N>O>C(3)1s22s22p63s23p63d10 Cu+价电子排布式为3d10,为全充满结构,更稳定; (4)sp2、sp3大于 (6)6; 解析: (1)N位于周期表中第二周期第VA族,N3-的电子数是10,与它相同的电子数,且含三原子的分子如H2O,是V型分子; (2)根据同周期左到右第一电离能呈增大趋势,但氮元素p轨道处于半充满稳定状态,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C; (3)Cu+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d10。 CuO在高温下会分解成生成稳定的Cu2O,是因为Cu+价电子为3d10为全充满结构更稳定。 (4)乙醛的结构简式是CH3CHO,甲基中中C是sp3杂化,醛基-CHO中存在碳氧双键,其中的碳原子采取的是sp2杂化,键角是120°。 乙醇中C原子采取的是sp3杂化,键角小于120°,所以键角的大小关系是乙醛大于乙醇。 (5)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构,所以其结构是 (6)观察晶胞的结构知中,顶点的N3-(1/8)对应的三条棱上有3个Cu+(1/4),故N3-: Cu+=1/8: 3/4=1: 6,其配位数是6。 晶胞的体积是V=(2a+2b)3×10-30cm3,质量为206/NA,密度 。 【思路点拨】本题考查了原子结构、晶体结构等知识,理解第一电离能的变化规律,注意其中的特殊性。 【题文】(化学卷(解析)·2015届黑龙江省哈六中高三上学期期末考试(2015.01))10.核反应堆通常使用235U和239Pu作为原料,研究和开发核能可以减少对化石燃料的依赖。 下列有关说法正确的是() A.239Pu比235U原子核内多4个中子B.核反应堆中使用的重水与水互为同位素 C.石油、天然气等化石燃料属于可再生能源D.合理使用核能可有效减少温室气体的排放 【知识点】化学与环境原子结构E1O1 【答案解析】D解析: A、两种原子质量数相差4个,故A错误;B、同位素指的是原子,重水和水是化合物,故B错误;C、化石燃料为不可再生能源,故C错误;D、合理使用核能可减少化石燃料的使用,有效减少温室气体的排放,故D正确。 故答案选D 【思路点拨】本题考查了化学与环境、原子结构等,需要理解同种元素的不同原子互称同位素。 【题文】(邯郸高三1月质检·2015)9.X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示。 已知Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,下列说法中正确的是 A.原子半径: W>Z>Y>X B.最高价氧化物对应水化物的酸性: Z>W>X C.氢化物的稳定性: X>Y>Z D.四种元素的常见单质中,Z单质的熔、沸点最高 【答案】【知识点】位置结构性质之间的关系E1E2 【答案解析】【解析】D解析: Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,Y有2个电子层,最外层电子数为6,Y为O元素,根据四种元素在周期表中的位置可知,X为N元素,Z为S元素,W为Cl元素, A.电子层越多,半径越大,同周期从左向右原子半径在减小,则原子半径为Z>W>X>Y,故A错误; B.非金属性W>X>Z,则最高价氧化物对应的水化物的酸性为W>X>Z,故B错误; C.非金属性Y>X>Z,则氢化物稳定性Y>X>Z,故C错误; D.氧气、氮气、氯气常温下为气体,Z为S,常温下为固体,熔、沸点最高,故D正确; 故答案选D 【思路点拨】本题考查了位置结构性质的相互关系应用,题目难度中等,正确推断元素的种类为解答该题的关键,注意把握元素周期律的递变规律。 E2元素周期表和元素周期律 【题文】(理综卷(化学解析)·2015届广东省惠州一中(惠州市)高三第三次调研考试(2015.01))12.如图X、Y、A、B、C均为短周期主族元素,下列说法不正确的是 A.原子半径大小: Y>C>X>A X A Y C B B.A、B的氢化物的稳定性: A>B C.Y、C的最高价氧化物对应水化物的酸性: Y<C D.B、C简单阴离子的还原性强弱为: B>C 【知识点】元素周期律的应用E2 【答案解析】【解析】D解析: X、Y、A、B、C均为短周期主族元素A.原子半径从左到右递减,从上到下递增,故Y>C>X>A,故A正确; B.非金属性越强,气态氢化物越稳定: A>B,故B正确; C.最高价氧化物对应水化物的酸性与非金属性一致: Y<C,故C正确; D.单质的氧化性越强,阴离子的还原性越弱,氧化性: B>C,简单阴离子的还原性强弱为: B 故答案选D 【思路点拨】本题考查了元素周期律的应用,属于基础知识,难度不大。 【题文】(化学卷(解析)·2015届重庆一中高三一诊模拟考试(2015.01))9.下表为截取的元素周期表前4周期的一部分,且X、Y、Z、R和W均为主族元素。 下列说法正确的是( ) X Y Z R W A.五种元素的原子最外层电子数一定都大于2 B.X、Z原子序数可能相差18 C.Z可能是氯元素 D.Z的氧化物与X单质不可能发生置换反应 【知识点】元素周期表E2 【答案解析】A解析: 根据图知5种元素在2、3、4三个周期,不可能有IA或ⅡA元素,则A正确;X、Z原子序数可能相差8(如X是O、Z是S),B错误;Z是氯元素,则R是稀有气体,而稀有气体不是主族元素,C错误;Z的氧化物如二氧化硅可与X单质(碳)发生置换反应,D错误。 【思路点拨】根据元素在周期表中的位置及是主族元素进行推理或列举。 【题文】(化学卷(解析)·2015届重庆一中高三一诊模拟考试(2015.01))8.(15分)在生产生活中,卤族元素(F、Cl、Br、I)的单质及化合物用途广泛。 (1)溴元素在周期表中的位置为。 (2)下列说法中正确的是。 A.CCl4和XeF2分子中各原子最外层均满足8e-结构 B.Cl2O5和Cl2O7都是酸性氧化物 C.氟非金属性强于氯,故氢氟酸的酸性强于盐酸 D.F-、Cl-、Br-、I-等离子的还原性逐渐增强 (3)已知: HCl的沸点是﹣85.0℃,HF的沸点是19.5℃。 HF的电子式为;从HF、HCl混合气体中分离出HF的方法是。 (4)向NaClO浓溶液中加入Al2(SO4)3浓溶液,迅速生成大量白色沉淀,同时有无色气体产生。 生成白色沉淀的离子方程式为。 无色气体的成分为。 (5)潮湿的氯气与碳酸钠粉末反应可用于制取氯的最低价氧化物,反应还同时生成两种盐,该反应的化学方程式为。 (6)已知: 还原性HSO3¯>I¯,氧化性IO3¯>I2,在下图中画出向含3molNaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液的过程中,析出I2的物质的量与KIO3的物质的量之间关系的曲线。 【知识点】元素周期律离子方程式氧化还原反应计算物质的分离B1B2A4E2E3J2 【答案解析】 (1)第四周期第ⅦA族(2分) (2)BD(2分) (3) (2分)冷凝(2分) (4)3ClO-+Al3++3H2O=3HClO+Al(OH)3↓(2分)O2、HCl(2分) (5)2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(2分) (6)(2分) 解析: (1)溴元素的核电核数为35,在周期表中的位置为第四周期,ⅦA ⑵Xe是稀有气体,原子最外层是稳定结构,则XeF2分子中各原子最外层不可能都满足8e-结构,A错误;Cl2O5和Cl2O7都是酸性氧化物,对应的酸分别是HClO3、HClO4,B正确;氟非金属性强于氯,但氢氟酸的酸性弱于盐酸,根据非金属性强弱判断酸性强弱的酸是最高价含氧酸,而不是无氧酸,C错误;F、Cl、Br、I的非
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