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各地高考模拟选修
2007年各地高考模拟选修
物质结构与性质
垦利一中袁林庆
1.周期表前20号元素中有A、B、C、D、E五种元素。
已知它们都不是稀有气体元素,且原子半径依次减小,其中A、E同族,A与C、B与E原子的电子层数都相差2,A、B原子的最外层电子数之比为1︰4,A和C能以原子个数比1︰l形成一种化合物。
(1)写出元素符号:
B,C,E。
(2)由A、B、C、E四种元素中两种所形成的化合物中
①属于离子化合物且能与水反应产生氢气,则其与水反应的方程式为:
。
②所形成的晶体为分子晶体的是(写化学式,下同)(只填一种)
③所形成的晶体属于原子晶体的是晶体中所含有的化学键间的键角有种。
2.已知A、B、C、D、E五种元素都是元素周期表中前20号元素,原子序数依次增大,E的特征电子排布式为4s2。
A、B、C、D四种元素在元素周期表中的相对位置如下表所示。
……
A
B
C
D
根据以上信息,回答下列问题:
(1)元素C在元素周期表中的位置是周期族;
D的电子排布式为:
。
(2)A和D的氢化物中,沸点较高的是,
原因是;
A和B的离子中,半径较小的是(填离子符号)。
(3)A和E可组成离子化合物,其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如右图所示(阳离子用“●”表示,位于该正方体的顶点或面心;阴离子用“〇”表示,均位于小正方体中心)。
该化合物的电子式是。
(4)A和E化合物的晶胞1/8的体积为2.0×10-23cm3,求A和E组成的离子化合物的密度,请列式并计算(结果保留一位小数):
_______________________________。
3.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。
A元素的原子最外层电子排布为ns1,B元素的原子价电子排布为ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,D元素原子的M电子层的p亚层中有1个电子。
(1)C原子的电子排布式为,若A元素的原子最外层电子排布为1s1,则按原子轨道的重迭方式,A与C形成的化合物中的共价键属于键。
(2)当n=2时,B与A构成的分子为BA4,该分子的立体结构为_________,B与C形成的晶体属于晶体。
当n=3时,B与C形成的晶体中微粒间的作用力是
(3)若D元素与Fe形成某种晶体,该晶体的晶胞如右图所示。
则,晶体的化学式__________________(用元素符号表示);若晶胞的边长为anm,则合金的密度为________g/cm3。
4.有A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大。
已知:
A和C、B和D分别位于同主族,且B、D质子数之和是A、C质子数之和的2倍;E在同周期元素中原子半径最小。
(1)A2B和A2D的沸点较高者是(填化学式),其原因是;
(2)B形成的双原子分子里,从轨道重叠的角度来看共价键的类型有;
(3)E原子的电子排布式为:
;
(4)用多孔的石墨电极电解滴有酚酞的C和E形成的化合物的饱和溶液。
接通电源一段时间后,极(填电极名称)附近出现红色;另一极的电极反应式为,可用检验该极所得产物。
电解的总反应方程式为
5.随着纳米技术的飞速发展,四氧化三铁纳米颗粒在磁性记录、磁流体、吸波、催化、医药等领域有着广泛的应用。
“共沉淀法”是制备四氧化三铁纳米颗粒的常见方法,具体步骤为:
将一定量的FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O制成混合溶液加入到烧瓶中,在N2气氛下,滴加氨水、搅拌、水浴恒温至混合液由橙红色逐渐变成黑色,继续搅拌15min,磁铁分离磁性颗粒,用蒸馏水洗去表面残留的电解质,60℃真空干燥并研磨,可得直径约10nmFe3O4磁性颗粒。
(1)“共沉淀法”中N2的作用是_____________,制备的总离子反应方程式为__________________。
(2)在医药领域,四氧化三铁纳米颗粒经表面活性剂修饰后,被成功制成磁性液体,又称磁流体(见图a)。
磁流体属于__________分散系,负载药物后通过静脉注射或动脉注射进入人体,利用四氧化三铁具有_____________功能,在外界磁场的作用下,富集于肿瘤部位,当外磁场交变时,可控释药。
(3)科学研究表明,Fe3O4是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离子键而组成的复杂离子晶体。
O2-的重复排列方式如图b所示,该排列方式中存在着两种类型的由O2-围成的空隙,如1、3、6、7的O2-围成的空隙和3、6、7、8、9、12的O2-围成的空隙,前者为正四面体空隙,后者为正八面体空隙,Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中,则Fe3O4晶体中,正四面体空隙数与O2-数之比为_______,其中有______%正四面体空隙填有Fe3+,有________%正八面体空隙没有被填充。
6.氮及其化合物在生活、生产和科技等方面有重要的应用。
请回答下列问题:
(1)氮元素基态原子的价电子排布式为;
(2)在氮气分子中,氮原子之间存在着个σ键和————个π键;
(3)氮、氧、氟是同周期相邻的三种元素,比较:
①氮原子的第一电离能(填“大于”、“小于”或“等于”)氧原子的第一电离能;
②N2分子中氮氮键的键长(填“大于”、“小于”或“等于”)F2分子中氟氟键的键长;
(4)氮元素的氢化物——NH3是一种易液化的气体,该气体易液化的原因是
;
(5)配合物[Cu(NH3)4]Cl2中含有4个配位键,若用2个N2H4代替其中的2个NH3,得到的配合物[Cu(NH3)2(N2H4)2]Cl2中含有配位键的个数为。
7.下列表示分子结构的图示中,●表示短周期的几种元素的“原子实”[指原子除去最外电子层电子后剩余的部分,周围小黑点表示没有用于形成共价键的最外层电子,短线代表共价键。
例如X2(X代表卤素原子):
]
试回答下列问题:
(1)A、B、C、D四种“图示”中,所表示的物质可分为四组共种。
这些物质的分子中的电子总数可能为或。
(2)分子的空间构型为正四面体的物质的分子式是。
该组中,物质的稳定性顺序是;它们沸点的变化与其余各组相比(填“相同”或“不相同”),其原因是。
(3)写出上述物质中的两种间相互反应生成离子化合物的化学方程式
(任写一个)。
8.有A、B、C、D四种元素,其中A元素和U元素的原子都有1个未成对电子,A+比B-少一个电子层,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道已充满;C原子的p轨道中有3个未成对电子,其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大;D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,其最高价氧化物中含D的质量分数为40%,且其核内质子数等于中子数。
R是由A、D两元素形成的离子化合物,其中A+与D2-离子数之比为2:
1。
请回答下列问题:
(1)A元素形成的晶体属于A2密堆积型式,则其晶体内晶胞类型应属于____(填写“六方”、“面心立方”或“体心立方”)。
(2)B—的电子排布式为____,在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是________杂化。
(3)C的氢化物的空间构型为_________,其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是__________。
(4)B元素的电负性_______D元素的电负性(填“>”,“<”或“=”);用一个化学方程式说明B、D两元素形成的单质的氧化性强弱:
_____。
(5)如图所示是R形成的晶体的晶胞,设晶胞的边长为acm。
试计算R晶体的密度。
(阿伏加德罗常数用NA表示)
9.已知HCN是一种极弱酸,其电离产生的CN-离子能与人体血红蛋白中心离子Fe2+结合,因而有剧毒。
通常Fe2+、Fe3+均极易与CN-形成络离子:
[Fe(CN)6]3-、[Fe(CN)6]4-,其中[Fe(CN)6]3-在中性条件下能发生水解,生成Fe(OH)3。
试回答下列问题:
(1)写出HCN分子的结构式_________________________________。
(2)[Fe(CN)6]3-在中性条件下水解可生成Fe(OH)3,同时还能生成的微粒有_____、_____。
(3)有一种蓝色晶体,其化学式可写作KaFe(Ⅱ)bFe(Ⅲ)c(CN)d(H2O)e,其中Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)分别代表Fe2+、Fe3+离子,晶体的理想结构特征是:
(如图)
①Fe2+和Fe3+分别占据每个立方体互不相邻的顶角上;
②CN-离子以直线形排布在立方体的每条棱边的中间,(成键方式为Fe2+←C≡N→Fe3+)
③每个立方体的中心均被一个K+或者一个H2O分子占据。
综上所述,试判断:
在该晶体的结构中,每个Fe2+周围结合的C原子围成的空间呈形;此晶体组成中a∶b∶c∶d∶e=_______________________。
10.下图是元素周期表中的一部分,表中所列字母分别代表一种化学元素,其中j单质能被磁铁吸引,请回答下列问题:
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
(1)上述所列元素的原子中,最外层电子层上只有两个电子的是(填“元素符号”)。
(2)下列叙述正确的是。
A.i单质的水溶液能使石蕊试液褪色
B.k的碳酸正盐受热容易分解
C.e的最高价氧化物对应水化物可以使氯化亚铁溶液变黄色
D.常温下纯净的单质j在干燥空气中可以稳定存在
(3)d元素的某种单质具有平面层状结构,同一层中的原子构成许许多多的正六边形,此单质与熔融的f单质相互作用,形成某种青铜色的物质(其中的元素f用“●”表示),原子分布如图所示,该物质的化学式为。
(4)液态时e的氢化物类似H2O,也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子,则电离方程式为。
其中阳离子空间构型为。
(5)d和h均能与氧气反应形成RO2型的氧化物,若要鉴别这两种氧化物可以选择
溶液,观察到的现象是。
(6)将等物质的量的f、g单质投入足量水中,反应后向溶液中逐滴加入浓度为1mol·L-1的盐酸溶液,至100mL时沉淀达到最大值,则投入f的物质的量为mol。
11.20世纪80年代日本科学家应用电子计算机模拟出结构类似于C60(分子结构如右图1所示)的物质N60,计算机模拟结果显示,N60与C60有相似的结构但稳定性较差。
科学家预测,将N2进行冷冻或加压,然后运用高强度激光照射能转变为N60分子团,该分子团具有极强的挥发性,在受热情况下瞬间分解为N2并释放出大量的能量,2004年7月德俄两国化学家共同宣布,在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮(局部结构如右图2),这种高聚氮的晶体中每个氮原子都通过三根单键与其它氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构。
已知E(N-N)=167KJ/mol, E(N=N)=418KJ/mol,E(N≡N)=942KJ/mol。
(E表示键能,即打开1mol气态化学键所需要的能量)
回答下列问题:
(1)N60和高聚氮的分子中每个N原子最外层有______个电子,晶体类型______(填“相同”或“不同”);
(2)N60稳定性较差的原因可能是______________________________;
(3)写出N60晶体受热分解为N2热化学反应方程式:
__________________________;
(4)N60和高聚氮潜在的商业用途可能是_____________________________________。
12.一种Al-Fe合金的晶胞(晶体的最小单元)如右图所示。
(1)确定该合金的化学式__________________;
(2)若晶胞的边长为anm,则合金的密度为________g/cm3;
(3)取一定质量的该合金粉未溶于足量的稀氢氧化钠溶液中,待反应完全后得到气体6.72L。
过滤,将残渣用蒸馏水洗净后,取其质量的1/10,投入100mL一定浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,共收集到NO气体0.672L(气体体积均在标况下测定)。
①计算稀硝酸的物质的量浓度;
②最终所得溶液中Fe3+的物质的量浓度(假设溶液仍为100mL)。
13.根据下列五种1—20号元素的电离能数据(单位:
kJ/mol),回答下列问题。
元素代号
I1
I2
I3
I4
X
2080
4000
6100
9400
Y
500
4600
6900
9500
Z
740
1500
7700
10500
M
580
1800
2700
11600
N
420
4100
6400
8900
(1)据上表可推断,上述五种元素,处于周期表中同一族的是(填字母)。
A.X和YB.Z和MC.M和ND.Y和ME.Y和N
(2)电解它们熔融的最高价氧化物,阴极电极反应式正确的是(填字母)。
A.X2++2e-→XB.Y2++2e-→YC.Z3++3e-→Z
D.M3++3e-→ME.N2++2e-→N
(3)若X元素原子的最外层有2个P电子,则X的氢化物的化学键类型是,其空间构型是。
(4)M元素原子的最外层电子排布式是,Z元素的单质形成的晶体类型是。
14.有A、B、C、D、E五种元素,其中A、B、C属于同一周期,A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子数总数;B原子最外层中有两个不成对的电子;D、E原子核内各自的质子数与中子数相等;B元素可分别与A、C、D、E生成RB2型化合物,并知在DB2和EB2中,D与B的质量比为7:
8;E与B的质量比为1:
1。
试回答:
(1)写出D原子的电子排布式。
(2)用电子式表示AE2的形成过程。
(3)B、C两元素的第一电离能较大的元素是:
(填写元素符号)。
(4)根据VSEPR模型预测C的氢化物的立体结构为,中心原子C的轨道杂化类型为。
(5)C的单质中π键的数目为,B、D两元素的气态氢化物的稳定性大小关系为:
>(填写化学式)。
15.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。
试回答下列问题:
(1)请写出元素o的基态原子电子排布式______________________________,g元素的价电子的四个量子数依次是______________________________。
(2)d的氢化物中心原子的杂化方式是______________________________。
(3)o元素所在族的符号是______________________________。
(4)d的氢化物与l的氢化物反应后的产物中包含的化学键是____________________。
(5)f、l、q的氢化物中沸点最高的是____________________。
(写化学式)
(6)j原子形成的晶体与j原子跟c原子以1:
1相互交替结合而形成的jc晶体类型相同。
则j晶体的熔点__________jc晶体的熔点(填“大于”“等于”“小于”)原因是:
______________________________________________________________________________。
16.下图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
(1)请写出上图中d单质对应元素原子的电子排布式。
(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:
1:
1形成的分子中含个
键,个
键。
(3)a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为;将X溶于水后的溶液滴入到含d元素高价离子的溶液中至过量,生成的含d元素离子的化学式为,其中X与d的高价离子之间以键组合。
(4)下列是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构:
请简要说明该物质易溶于水的原因
。
17.人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广泛应用的金属则被科学家预测为是钛(Ti)。
钛外观似钢,具有银灰光译。
钛的特性是强度大,密度小(4.51g/cm3),硬度大,熔点高(1675℃),自1791年英国牧师格列高尔发现钛至今,钛和钛的合金已被广泛用于制造飞机、火箭、卫星、宇宙飞船、舰艇、汽轮机、化工设备、电讯器材、人造骨骼等,被誉为“未来世纪的金属”。
试回答下列问题:
(1)Ti元素在元素周期表中的位置是第周期,第族;其基态原子的价电子层排布为。
(2)在Ti的化合物中,可以呈现+2、+3、+4三种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。
①偏钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。
偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如下图,它的化学式是。
②已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。
现有含钛的两种颜色的晶体,一种为紫色,另一为绿色,但相关实验证明,两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。
为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品样配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。
则绿色晶体的化学式为,绿色晶体中含有的化学键类型是,该配合物中的配位体是。
18.A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数依次增大,B、C同周期,A、D同主族。
A、B能形成两种常温下为液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2∶1和1∶1。
E自然界中含量最多的金属元素。
根据以上信息回答下列问题:
(1)甲、乙两分子中含有非极性共价键的物质的结构式是__________________,C元素在周期表中的位置是___________。
(2)C和D的离子中,半径较小的是__________(填离子符号)。
(3)C、D、E可组成离子化合物DxEC6,其晶胞结构如下图所示,阳离子D+位于正方体的棱的中点和正方体内部;阴离子EC6x-位于该正方体的顶点和面心。
该化合物的化学式是____________。
19.已知一些单质、化合物的沸点(1.01×105Pa,单位:
℃)如下表所示:
①
He:
-268.8
Ne:
-246
Ar:
-185.7
Kr:
-153.3
②
F2:
-188.1
Cl2:
-34.6
Br2:
+58.8
I2:
+184
③
NH3:
-33
PH3:
-83
AsH3:
-55
SbH3:
-18.8
④
H2O:
+100
H2S:
-61
H2Se:
-41
H2Te:
-2
⑤
HF:
+20
HCl:
-85
HBr:
-67
HI:
-36
结合上表有关信息回答下列问题:
(1)判断下列说法不正确的是(填“序号”)。
A.同周期元素的氢化物,原子序数越大,沸点越高
B.上表中H2O、HF中由于含有氢键,故其分子特别稳定
C.上表中,多数物质的沸点均与相对分子质量存在一定的关系
D.周期表中各主族元素的单质其沸点都随原子序数的增大而升高
E.氢化物的稳定性越高,其沸点越高
(2)写出②系列中物质主要化学性质的递变规律(任写一种):
;能说明该递变规律的化学事实是(任写一例,用离子方程式表示)。
(3)部分XX’型卤素互化物(X、X’表示不同的卤原子)和卤素单质的沸点也与其相对分子质量存在着如右图所示的关系。
试推测ICl的沸点所处的最小范围_______(填“物质的化学式”)。
2007年各地高考模拟选修
物质结构与性质
1.
(1)Si,O,H。
(2)①KH+H2O=KOH+H2↑;②SiH4;③SiO2,两种。
2.
(1)第三ⅢA1s22s22p63s23p5
(2)AA的氢化物分子间可以形成氢键,而D的氢化物不能Na+
(3)
(4)(2分)
=3.2g/cm-3
3.
(1)1s22s22p4(2分)σ
(2)正四面体形分子共价键或极性共价键
(3)Fe2Al;5.56×1023/a3NA
4.
(1)H2O,分子间形成了氢键
(2)σ键π键
(3)1s22s22p63s23p63d104s24p5
(4)阴(1分);2Cl――2e-→Cl2↑,湿润的淀粉碘化钾试纸。
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
5.
(1)防止Fe2+被氧化Fe2++2Fe3++8NH3·H2O=Fe3O4↓+8NH4++4H2O
(2)胶体吸附
(3)2:
112.5%50%
6.
(1)2s22p3
(2)12
(3)①大于②小于
(4)氨分子之间容易形成氢键,使其沸点升高而容易液化4
7.
(1)810或18
(2)CH4SiH4CH4>SiH4不相同H2ONH3HF分子间形成氢键,而CH4不能
(3)NH3+HCl=NH4Cl
8.
(1)体心立方
(2)ls22s22p63s23p6,sp3
(3)三角锥形;氨分子间形成氢键,所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高
(4)>;H2S+Cl2=2HCl+S↓
(5)
9.
(1)H-C≡N
(2)HCN、CN-(3)正八面体1∶1∶1∶6∶1
10.
(1)He、Be
(2)ACD
(3)NaC8
(4)2NH3
NH4++NH2-正四面体
(5)品红褪色(其他合理答案均可:
酸性高锰酸钾溶液,溴水等)
(6)0.1
11.
(1)8 不同
(2)N-N键能较小
(3)N60(S)=30N2(g);△H=-13230KJ/mol
(4)用作高能量炸药或火箭燃料
12.(10分)
(1)Fe2Al(2分)
(2)5.56×1023/a3NA(2分)
(3)n(Al)=n(H2)×2/3=0.2mol(1分)
所以n(Fe)=2×0.2mol=0.4mol;和HNO3反应的Fe为0.04mol
n(HNO3)=0.03mol+0.03mol×3=0.12mol (1分)
c(HNO3)=0.12mol/0.1L=1.2mol/L (1分)
设:
生成Fe2+和Fe3+的物质的量分别为x、y
则:
x+y=0.04mol①2x+3y=0.09mol② (1分)
解得:
x=0.03moly=0.01mol (1分)
C(Fe3+)=0.1mol/L(1分)
13.
(1)E
(2)D
(3)共价键、正四面体(4)ns2np1、金属晶体
14.
(1)1s22s22p63s23p2
(2)
(3)N
(4)三角锥形,sp3
(5)2,H2O,SiH4
15.
(1)
3,0,0,
(或
)
(2)
(3)IIIB(4)离子键,共价键,配位键(5)HF
(6)小于;因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,SiC中C—Si键的
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