物质结构与性质测试题.docx
- 文档编号:23949798
- 上传时间:2023-05-22
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:288.72KB
物质结构与性质测试题.docx
《物质结构与性质测试题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物质结构与性质测试题.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
物质结构与性质测试题
物质结构与性质测试题
1.[化学——选修3:
物质结构与性质]
下表是元素周期表的一部分。
表中所列的字母分别代表一种化学元素。
(1)A、B、C原子的第一电离能由小到大的顺序是 (用元素符号表示);Q3+的核外电子排布式为 。
(2)写出与B
互为等电子体的分子 (只写一种),B
的电子式为 ,1molB
中含有的π键数目为 。
(3)B形成的气态氢化物的沸点高于E形成的气态氢化物的沸点,原因是 。
(4)化合物甲由B、D两元素组成,已知甲是一种重要的结构材料,硬度大,耐磨损,晶胞如图1所示,甲的晶体中B、D两种元素原子的杂化方式均为 。
图1
图2
(5)法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因在巨磁电阻效应(GMR效应)研究方面的成就而获得诺贝尔物理学奖。
如图2的化合物具有GMR效应,则该化合物的化学式为 。
【答案】
(1)C (2)CO2(或N2O等其他合理答案) [∶ ∶∶N∶∶ ∶]+ 2NA (3)氮的气态氢化物分子间能形成氢键 (4)sp3杂化 (5)CaTiO3 【解析】 (1)同周期元素第一电离能呈增大趋势,注意ⅡA族与ⅢA族、ⅤA族与ⅥA族反常。 (2)N 与CO2、N2O等是等电子体,其空间构型相同。 (4)N原子形成3个共价键,还有1对孤对电子,所以为sp3杂化,C原子形成4个共价键,采取sp3杂化。 (5)利用均摊法,N(Ca)在体心,有1个,M(Ti)在8个顶点,共8× =1个,C(O)处于面心,共6× =3个。 2.【物质结构与性质】 乙炔是一种重要的化工原料,如图是制备乙炔及用乙炔生产其他物质的关系图。 (1)由电石制乙炔的化学方程式为 。 (2)基态Ca2+的电子排布式为 。 (3) 分子中,H—C键与C—C键间的夹角是 ,其中心原子的杂化类型是 。 (4)氯乙烯(CH2 CHCl)是无色易液化气体,液化后的氯乙烯中,Cl原子与C原子之间的化学键类型是 ,氯乙烯分子间的作用力是 。 (5)假设如图是电石(碳化钙)的晶胞,那么一个晶胞中含有 个钙原子, 个碳原子;该晶胞中存在一处错误,请指出: 。 【答案】 (1)CaC2+2H2O +Ca(OH)2 (2)1s22s22p63s23p6 (3)180° sp (4)共价键 范德华力 (5)4 8 白球的半径应该大于一个黑球的半径 【解析】 (1)碳化钙水解可以制备乙炔,同时生成氢氧化钙。 (3)乙炔分子是直线形分子,中心碳原子采取sp杂化方式。 (4)氯乙烯是共价化合物,液化后原子间作用形式是共价键,分子间作用形式是范德华力。 (5)由碳化钙晶胞可知,Ca2+在晶胞的8个顶点和6个面上,故晶胞中Ca2+数为8×1/8+6×1/2=4, 在晶胞的12条棱上和体心中,故晶胞中 数为12×1/4+1=4,即有8个碳原子。 3.新能源与新材料的开发利用已成为经济发展的新动力。 请回答下列相关问题。 (1)生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一,该催化合成反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。 写出基态Zn原子核外的价电子排布式: 。 甲醇分子中碳原子的杂化方式为 。 (2)富勒烯衍生物具有良好的光电性能。 富勒烯(C60)的结构如图1所示,1molC60分子中σ键的数目为 。 科学家把C60和K原子掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能,其晶胞如图2所示。 该化合物中的K原子和C60的个数比为 。 (3)多元化合物薄膜太阳能电池材料主要为无机盐,如砷化镓、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。 第一电离能: As Se(填“>”、“<”或“=”)。 二氧化硒分子的空间构型为 。 (4)金属酞菁配合物可应用于硅太阳能电池中,一种镁酞菁配合物的结构如图3所示,请在图中用箭头表示出配位键的位置。 【答案】 (1)3d104s2 sp3 (2)90NA 3∶1 (3)> 角形(答“折线形”或“V形”也可) (4) 【解析】本题考查物质结构理论,意在考查考生的知识迁移能力与推理能力。 (1)Zn是30号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,价电子排布式为3d104s2。 (2)C60分子中,每个C原子与相邻的C原子分别形成2个单键和一个双键,单键都是σ键,双键中有1个σ键,相当于1molC原子形成1.5molσ键,所以1molC60分子中σ键的数目为90NA。 该化合物中的K原子和C60的个数比为2×6× ∶(8× +1)=3∶1。 (3)As与Se同周期,As是ⅤA族元素,其基态原子的价电子排布式为4s24p3,4p轨道为半充满状态,原子较稳定,其第一电离能大于处于ⅥA族的元素Se。 二氧化硒(SeO2)分子的空间构型与SO2分子的空间构型一样,均为角形。 (4)该配合物结构中,N原子以一个单键和一个双键与其他原子结合时,还存在一对孤对电子,而Mg2+的3s2轨道是空的,使得2个N原子与Mg2+间形成配位键。 4.钒(V)、砷(As)、镍(Ni)均为第四周期元素,钒位于ⅤB族,砷位于ⅤA族,镍位于Ⅷ族。 请回答下列相关问题。 (1)基态钒原子的电子排布式为 ,钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价,这几种价态中,最稳定的是 价。 (2)砷与氯气反应可得到AsCl3、AsCl5两种氯化物。 其中属于非极性分子的是 ,AsCl3分子的中心原子杂化类型是 ,分子的空间构型是 。 (3)高纯度砷可用于生产具有半导体“贵族”之称的新型半导体材料GaAs,镓(Ga)为第四周期、ⅢA族元素,Ga与As相比,第一电离能较大的是 。 (4)镍和镧形成的一种合金具有储氢功能,该合金储氢后的晶胞如下图所示: 镍和镧形成的这种合金的化学式是 ,1mol镧形成的该合金能储存 mol氢气。 【答案】 (1)[Ar]3d34s2(或1s22s22p63s23p63d34s2) +5 (2)AsCl5 sp3 三角锥形 (3)砷 (4)LaNi5 3 【解析】本题考查物质结构理论,涉及原子的电子排布式、原子杂化类型、分子的空间构型及晶胞分析等,意在考查考生的知识迁移能力与推理能力。 (1)基态钒原子的电子排布式为[Ar]3d34s2,当原子价层电子全部失去时,形成的离子最外层达到稳定的电子层结构,故+5价最稳定。 (2)AsCl5分子中砷的价电子均成键,故它是非极性分子;AsCl3分子中的价层电子对数为4,其中孤电子对数为1,因此砷原子为sp3杂化,分子的空间构型为三角锥形。 (4)由晶胞结构知,8个La全在晶胞顶点,故一个晶胞中La个数为8× =1,8个Ni在晶胞面上,1个Ni在晶胞内,故一个晶胞中Ni个数为8× +1=5,因此该合金化学式为LaNi5;8个H2在晶胞棱上,2个H2在晶胞面上,故一个晶胞中H2个数为8× +2× =3,因此1molLa形成的该合金能储存3mol氢气。 5.氮、磷、氧、钠、硫、氯均是中学化学中常见的元素。 请回答下列问题: (1)硫元素基态原子的核外电子排布式为 ,氮、氧、硫、钠的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。 (2)上述元素形成的简单氢化物中,中心原子为sp3杂化的氢化物分子式为 。 (3)已知S2Cl2的沸点为138℃,该分子中每个原子最外层均达到8个电子的稳定结构,则S2Cl2分子的结构式为 。 (4)多聚磷酸钠是一种高品质的海产品添加剂,由Na+与多聚磷酸根离子组成,多聚磷酸根离子是由多个磷氧四面体通过共用角顶氧原子而形成的(其组成如图所示),则含有n个磷原子的多聚磷酸钠的组成通式可表示为 。 【答案】 (1)1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4) N>O>S>Na (2)CH4、H2O、H2S、NH3 (3)Cl—S—S—Cl (4)Nan+2PnO3n+1 【解析】本题考查物质结构理论,意在考查考生的知识迁移能力与推理能力。 (2)甲烷、水、硫化氢、氨四种分子的中心原子均为sp3杂化。 (3)S2Cl2中各原子最外层均达到8个电子的稳定结构,因氯、硫原子的价电子数分别为7个、6个,故两个硫原子之间要形成一个键,结构式为Cl—S—S—Cl。 (4)由给出的多聚磷酸根离子组成示意图知,含有n个磷原子,相当于n个磷酸根离子中去掉了(n-1)个氧原子,所带电荷数为-2×(3n+1)+5n=-(n+2),由化合价规则知含n个磷原子的多聚磷酸钠的组成通式为Nan+2Pn 6.蛋白质是构成生命的基础物质,而氮元素则是构成蛋白质的基本元素之一。 请回答下列问题: (1)基态N原子中,电子占据的最高能级符号为 ,该能级具有的原子轨道数为 、电子数为 。 (2)地壳中的氮元素主要以游离态存在于大气中,但在自然雷电或机动车缸体内高温的作用下可以生成 (写化学式)这种氮的化合物。 (3)蛋白质水解的最终产物为氨基酸,其中丙氨酸的结构简式为 其中N与C形成的化学键类型为 ,1mol丙氨酸分子中含有的σ键为 mol。 (4)下图是血红素的结构简式。 血红素分子中N原子的杂化方式有 。 (5)酶是生物体中的一种重要蛋白质,如图甲和图乙是酶参与生命活动时的中间物质。 微粒间的相互作用包括化学键和分子间作用力,甲分子微粒间不同于乙离子微粒间的相互作用有 。 【答案】 (1)2p 3 3 (2)NO (3)共价键 12 (4)sp2、sp3 (5)氢键、范德华力 【解析】本题考查物质结构与性质,意在考查考生对物质结构的理解,考查考生的空间想象能力。 (1)N原子共有1s、2s和2p三个能级,其中2p能级是最高能级,p能级含有三个原子轨道,N原子2p能级上有3个电子。 (2)空气中的氮气和氧气在雷电或机动车缸体内高温条件下生成NO。 (3)氨基酸分子中化学键均为共价键。 (4)由图中N原子与其他原子形成的化学键可知其中两个N原子形成N C键,故这两个N原子采取sp2杂化,而另外两个N原子形成单键,且这两个N原子还各有1对孤对电子,故这两个氮原子采取sp3杂化。 (5)甲分子和乙离子相同的是都含有共价键,与乙离子不同的是甲分子中存在N与H之间、O与H之间的氢键,及甲分子与甲分子之间的范德华力。 7.a、b、c、d、e是元素周期表中五种元素,其中a、b、c、d为短周期元素,e为过渡元素。 a、b、d同周期,c、d同主族。 a的原子结构示意图为 b与c形成的化合物的电子式为 ;e原子最外层只有1个电子,且第一、二、三层电子数之比为1∶4∶9。 请回答下列问题: (1)a、b、c、d四种元素的原子半径大小顺序是 (用元素符号表示,下同),第一电离能最小的是 ,电负性最大的是 。 (2)a、b、c、d四种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (填化学式),c元素的简单氢化物的空间构型为 ,中心原子的杂化方式为 。 (3)d的氯化物有dCl3和dCl5两种形式,而同主族的c元素的氯化物只有cCl3,而没有cCl5。 其原因是 。 (4)e的氧化物的晶胞如图所示。 该化合物的化学式为 ,O原子的配位数为 。 【答案】 (1)Na>Si>P>N Na N (2)HNO3 三角锥形 sp3 (3)N元素位于第二周期,其原子无d轨道,而P元素位于第三周期,其原子存在d轨道 (4)Cu2O 4 【解析】本题考查物质结构理论,意在考查考生对物质结构理论的综合应用能力及知识迁移能力。 由a的原子结构示意图分析得a应为硅元素,位于第三周期;因为a、b、d同周期,b与c形成的化合物中b元素显+1价,故b应为Na;又因c元素显-3价,则c应为氮或磷,但d为第三周期元素,且c与d同主族,故d应为磷元素,c应为氮元素;根据e的相关信息知e为Cu元素。 (1)Na、Si、P同周期,所以其原子半径大小顺序为Na>Si>P,P、N同主族,所以原子半径: P>N。 四种元素中,Na是活泼金属,其第一电离能最小。 N是四种元素中最活泼的非金属元素,电负性最大。 (2)四种元素中N的非金属性最强,其最高价氧化物对应的水化物(硝酸)酸性最强。 NH3的空间构型为三角锥形,N原子采取sp3杂化。 (4)4个e原子在晶胞内,而顶点上的8个O原子属于该晶胞的只有8× =1个,还有1个O原子在晶胞内,故该晶胞中含有的O原子为2个,e原子为4个,因为e为Cu,故该化合物的化学式为Cu2O;由晶胞结构可知O原子的配位数为4。 8.[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及农药中间体,在工农业生产中有广泛应用。 请回答下列有关问题。 (1)Cu的基态原子价层电子排布式为 ,N、O、S的第一电离能由大到小排列的顺序为 。 (2)[Cu(NH3)4]SO4中不可能存在 (填字母)。 a.离子键 b.配位键 c.σ键d.非极性键 (3)H2O与NH3的中心原子轨道杂化类型相同,均为 杂化,但两种分子中键角不同: H—O—H键角约为105°、H—N—H键角约为107°,导致这种差异的可能原因是 。 (4)Cu元素与H元素可形成一种红色晶体,其晶胞结构如下图所示,则该化合物的化学式为 ,一个晶胞的质量为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】 (1)3d104s1 N>O>S (2)d (3)sp3 孤电子对对成键电子有排斥作用,H2O中氧原子有2个孤电子对,而NH3中氮原子只有1个孤电子对 (4)CuH g 【解析】本题考查物质结构理论,涉及原子的电子排布式、化学键、元素的第一电离能、原子杂化方式及晶胞计算等知识点,意在考查考生将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。 (1)氮元素原子2p能级处于半充满状态,其第一电离能比氧元素的大,氧元素的第一电离能比硫元素的大。 (2)Cu2+与NH3间形成的是配位键,N与H、S与O间形成的是极性键(含σ键),[Cu(NH3)4]2+与S 之间形成离子键。 (4)观察晶胞结构知,12个顶点上(顶点上原子为6个晶胞共用)各有一个Cu、上下两个面中心各有一个Cu、晶胞体内有3个Cu;6个棱上(棱上原子为3个晶胞共用)各有一个H,体内有4个H,故一个晶胞中有6个Cu、6个H,化学式为CuH,晶胞质量为65g·mo ×6mol/NA。 9.为了促进燃料充分燃烧,减少汽车尾气对大气的污染并提高汽油的抗爆震性能,目前在汽油中常加入乙醇、甲醇、恶唑以及环戊二烯三羰基锰(CMT)等添加剂。 (1)写出基态锰原子的核外电子排布式: 。 (2)恶唑的结构式为 1mol恶唑分子中含有 molσ键,其中N原子的杂化方式为 杂化。 (3)锰类金属添加剂不仅可有效提高辛烷值,而且可大大减少汽车尾气中CO、NOx、C2H4的排放。 ①N2O分子的立体构型为 ,推断的理由是 。 ②C、N、O元素的电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)。 ③CO2、N2属于 分子(填“极性”或“非极性”)。 (4)甲醇、乙醇的沸点都比相同碳原子数的烷烃的沸点高得多,其原因是 。 (5)CMT是一种配合物,其结构如图甲所示,CO与Mn之间的化学键为 ;锰的氧化物可与镧的氧化物合成汽车尾气净化催化剂。 某锰的氧化物晶胞结构如图乙所示,晶胞中Mn4+数目为 。 【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2 (2)8 sp2 (3)①直线形 CO2为直线形结构,N2O与CO2互为等电子体,而等电子体结构相似 ②O>N>C ③非极性 (4)甲醇和乙醇都能形成分子间氢键 (5)配位键 2 【解析】本题考查物质结构与性质,意在考查考生运用物质结构理论解决实际问题的能力。 (2)1个恶唑分子中有6个单键、2个双键,由于每个双键中都含有1个σ键,所以1个恶唑分子中共有8个σ键。 氮原子是sp2杂化。 (3)①根据等电子体结构的相似性解答。 ②同周期从左向右,元素的电负性逐渐增大。 ③CO2、N2的结构对称,正负电荷的中心重合,是非极性分子。 (4)分子间氢键可使物质熔沸点升高、溶解度增大等。 (5)金属原子或离子与分子以配位键相结合;晶胞中Mn4+数目为8×1/8+1=2。 10.Ⅰ.叶绿素含有碳、氢、氧、氮、镁五种元素,叶绿素a的分子式为C55H72O5N4Mg。 (1)基态Mg原子中,次外层电子轨道排布图为 ,原子核外电子云有 种不同的伸展方向;Mg和Al相比,第一电离能较大的是 。 (2)组成叶绿素的元素中的三种能形成原子个数比为2∶3∶4的离子化合物,则该化合物中阳离子的空间构型为 。 Ⅱ.有机铁肥三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)可用硝酸铁和尿素在适当条件下合成: Fe(NO3)3+6H2NCONH2 [Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。 (3)尿素分子中N原子的 杂化轨道与C原子形成共价键。 (4)尿素分子中σ键与π键数目之比为 。 (5)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是 ,与N 互为等电子体的两种分子是 。 (6)金属铁的晶体在不同的温度下有如图所示两种堆积方式,若体心立方晶胞的边长为acm,面心立方晶胞的边长为bcm,则体心立方晶胞与面心立方晶胞的密度比为 。 【答案】Ⅰ. (1) 3 Mg (2)正四面体 Ⅱ.(3)sp3 (4)7∶1 (5)配位键 SO3、BF3 (6)b3∶2a3 【解析】本题主要考查原子结构、第一电离能、空间构型、杂化方式、化学键等,意在考查考生分析处理信息并解决问题的能力。 Ⅰ. (1)Mg是12号元素,根据构造原理可知,基态Mg原子的电子排布式为1s22s22p63s2,其次外层电子轨道排布图为 ;s电子云为球形,无伸展方向,p电子云有3种伸展方向,故Mg核外电子云的伸展方向有3种;因为Mg的3s轨道全充满,较稳定,故其第一电离能比Al的大。 (2)符合条件的离子化合物是NH4NO3,N 中N的价电子全与H成键,N上无孤对电子,故N 的空间构型是正四面体。 Ⅱ.(3)—NH2中N原子与NH3中N原子的杂化方式相同,均为sp3杂化。 (5)等电子体指的是原子总数、价电子总数均相同的微粒,N 的原子总数为4,价电子总数为24,与SO3、BF3互为等电子体。 (6)体心立方晶胞中铁原子数为1+8× =2,面心立方晶胞中铁原子数为1+6× =4,体心立方晶胞与面心立方晶胞的密度比为 ∶ =b3∶2a3。 11.元素周期表第三周期除稀有气体外,包括Na、Mg、Al…S、Cl7种元素。 (1)下列有关这些元素的说法正确的是 。 a.Mg、Al、Si的电负性和第一电离能均逐渐增大 b.Na、Mg、Al…S、Cl7种元素的最高正化合价从+1到+7 c.Na+、Mg2+、Al3+、S2-、Cl-等简单离子的半径逐渐减小 d.Na、Mg、Al…S、Cl7种元素的最高价氧化物是碱性氧化物或酸性氧化物 (2)磷化铝是一种有毒物质,遇水剧烈水解,其水解产物的化学式为 。 磷化铝的晶胞结构如图所示。 由此可知一个晶胞中含有的Al原子个数为 ,磷化铝中P与Al之间的化学键是 。 (3)PCl3和SiCl4的中心原子的杂化方式分别为 和 。 其中 为非极性分子。 (4)二氯化硫(SCl2)是有机合成的氯化剂,二氯化硫的键角 (选填“>”、“<”或“=”)180°;在工业上,由二氯化硫和三氧化硫反应可制得氯化亚砜(SOCl2),其结构可表示为 其中σ键与π键的个数之比为 。 【答案】 (1)b (2)PH3、Al(OH)3 4 共价键、配位键 (3)sp3 sp3 SiCl4 (4)< 3∶1 【解析】本题考查物质结构与性质,意在考查考生对物质结构的理解,及应用物质结构解释物质性质的能力。 (1)Mg、Al、Si的电负性逐渐增大,但第一电离能Mg比Al大,原因是Mg的3s轨道电子全充满,而3p轨道为空,a项错误;Na+、Mg2+、Al3+半径逐渐减小,S2-、Cl-半径逐渐减小,但S2-、Cl-比Na+、Mg2+、Al3+多一个电子层,故S2-、Cl-的半径均比Na+、Mg2+、Al3+大,c项错误;氧化铝为两性氧化物,d项错误。 (2)由磷化铝的晶胞结构图可知,其化学式为AlP,则Al为+3价,P为-3价,故磷化铝水解的产物为PH3、Al(OH)3;从给出的晶胞结构可知,两种元素所代表的原子均为4个(4个黑色原子在晶胞内;灰色原子的个数为8× +6× =4);Al最外层3个电子,分别与P原子最外层的3个电子形成共价键,P原子的另外1对电子与Al原子共用,形成配位键。 (3)PCl3的中心P原子有3对共用电子对和1对孤电子对,故为sp3杂化,SiCl4的中心Si原子有4对共用电子对,故也为sp3杂化;PCl3为三角锥形结构,SiCl4为正四面体结构,故后者为非极性分子。 (4)SCl2中心S原子除2对共用电子对外,还有2对孤电子对,故不是直线结构,键角小于180°; 中含有1个S O键,故有1个π键,3个σ键。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物质 结构 性质 测试