高中化学选修3物质结构与性质高考模拟试题汇编试题一20题含答案.docx
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高中化学选修3物质结构与性质高考模拟试题汇编试题一20题含答案
高中化学(选修3:
物质结构与性质)
高考模拟试题汇编试题
(一)20题
1、[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分)
第四周期过渡元素如铁、锰、铜、锌等在太阳能电池、磁性材料等科技方面有广泛的应用,回答下列问题:
(1)Fe的基态原子共有 种不同能级的电子。
(2)已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是___________________________。
比较铁与锰的第三电离能(I3):
铁____锰(填“>”、“=”或“<”),原因是________________。
(3)某含铜化合物的离子结构如图所示。
①该离子中存在的作用力有______________;
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键e.范德华力
②该离子中N原子的杂化类型有____________。
(4)如图是晶体Fe3O4的晶胞,该晶体是一种磁性材料,能导电。
①晶胞中二价铁离子处于氧离子围成的______(填空间结构)空隙。
②晶胞中氧离子的堆积方式与某金属晶体原子堆积方式相同,该堆积方式名称为________。
③解释Fe3O4晶体能导电的原因_________________;若晶胞的体对角线长为anm,则Fe3O4晶体的密度为________g·cm-3(阿伏加德罗常数用NA表示)。
答案:
[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分)
(1)7(1分)
(2)CuO中铜的价层电子排布为3d94s0,Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是(1分)小于(1分)
Mn2+、Fe2+的价电子排布式分别为3d5、3d6,Mn2+处于3d5半满较稳定结构,再失去一个电子所需能量较高,所以第三电离能Fe小于Mn
(3)①bc (1分)②sp2、sp3(1分)
(4)①正四面体
②面心立方堆积
③电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移
2、[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分)
由P、S、C1、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题。
(1)基态C1原子核外电子排布式____________________,P、S、C1的第一电离能由大到小顺序为_________________。
(2)SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是___________,该分子构型为_________。
(3)Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中
键个数比为_________。
(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如图1)相同,其中
的离子半径分别为66pm和69pm。
则熔点:
MgO_______NiO(填“>”、“<”或“=”),理由是_________________________。
(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为_________。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图2),已知
的半径为am,每平方米面积上分散的该晶体的质量为_________g。
(用a、NA表示)
答案:
[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分)
3、[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分)
锗在自然界中非常分散,几乎没有比较集中的锗矿,因此被人们称为“稀散金属”。
回答下列问题:
(1)基态锗原子最外层电子排布图为___________,Ge原子的电子发生跃迁时会吸收或放出不同的光,可用___________(填仪器名称)摄取其原子光谱,从而鉴定Ge元素的存在。
(2)锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠:
Na2GeO3;二锗酸钠:
Na2Ge2O5;四锗酸钠:
Na2Ge4O9等),也能形成类似于烷烃的锗烷(GenH2n+2)。
①Na2GeO3中锗原子的杂化方式为______________________________
②锗与碳同族,性质及结构有一定的相似性,据此推测1mol二锗酸钠(Na2Ge2O5)中含有的的
键的数目为________________。
③至今没有发现n大于5的锗烷,根据下表提供的数据分析其中的原因________________。
化学键
C—C
C—H
Ge—Ge
Ge—H
键能(kJ/mol)
346
411
188
288
(3)有机多元膦酸锗配合物,是由Ge(Ⅳ)与(O3PHCH2)2NCH2CH2N(CH2HPO3)2形成的,其结构如下:
舒中高三仿真理综第18页(共20页)
①该配合物中,下列作用力不存在的有_________________
A.极性键B.非极性键C.金属键D.配位键E.氢键F.
键
②该配合物中Ge(Ⅳ)的配位数是________;配位原子是___________(填元素符号)
③试解释磷酸(H3PO4)酸性为什么与亚硝酸相近?
_______________________。
(4)①ZnGeP2常作为军事上的红外制导材料,其理想晶胞如图所示。
可利用_________
________________(填写测量方法)测得晶胞参数a=b=0.5466nm,c=1.0703nm,该晶体的密度为_____________________(列出算式即可,阿伏加德罗常数用NA表示)。
②原子的分数坐标,即将晶胞参数a、b、c均看做“1”所得出的三维空间坐标,则ZnGeP2晶胞图中标号为“2”的P原子的分数坐标为________________________。
答案:
[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明的外,每空1分)
(1)
;光谱仪
(2)①sp2
②6NA
③因为Ge—Ge和Ge—H的键能较小,键容易断裂,形成的锗烷不稳定(2分)
(3)①C
②4O
③因为H3PO4和HNO2中的非羟基氧的数目相同都是1个
(4)①X射线衍射法
(2分)
②
(2分)
4、[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分)
铜及其化合物有着十分重要的用途:
如氨基乙酸铜[结构简式为(H2NCH2COO)2Cu]常用作食品补铜剂及矿物元素饲料添加剂,他化铜纳米晶在光电转化中有卷广泛地应用;确酸铜可用作配制农药等。
(1)基态硒原子的电子排布式为,基态氮原子电子的空间运动状
有种,与硒同周期相邻的三种元素第一电离能由大到小的顺序为。
(2)(H2NCH2COO)2Cu氨基乙酸铜中,碳原子的杂化轨道类型是,与氮原子成键的原子(含氮原子本身)形成的空间构型是。
(3)硫酸铜晶体的组成可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O,实验测得该物质中存在氢键且水分子成“键”情况与冰中类似,则1mol[Cu(H2O)4]SO4·H2O中氢键数目为NA。
(4)硫酸铜在高温下分解有可能得到CuO、Cu2O、SO2、SO3等物质,其中CuO的熔点为1026℃。
①CuO的晶体类型是,熔点Cu2O>Cu2S的原因是。
②SO2与SO3中,属于非极性分子的是,SO2在溶剂水与溶剂CCl4中,相同温度能溶解更多SO2的溶剂是。
③铜的某种氧化物的晶胞如下图所示,则该氧化物的化学式为,若组成粒子氧、铜的半径分别为rOpm、rCupm,密度ρg/cm3.阿伏加德罗常数值为NA,则该晶胞的空间利用率为(用含π的式子表示)。
答案:
[选修3:
物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分)
(1)[Ar]3d104s24p4 5(1分) Br>As>Se(1分)
(2)sp2、sp3三角锥(1分)
(3)2(1分)
(4)①离子晶体(1分)离子半径O2- ②SO3(1分)H2O(1分) ③Cu2O 5、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) Al、Fe、Cu 是重要的材料元素,在生产生活中有着广泛的应用。 回答下列问题: (1)基态Fe2+的核外电子排布式为[Ar],有个未成对电子。 (2)氯化铝熔点为194℃,而氧化铝熔点为2050℃,二者熔点相差很大的原因是 。 (3)已知Al 的第一电离能为578kJ/mol、第二电离能为1817kJ/mol、第三电离能为2745kJ/mol、第四电离能为11575kJ/mol。 请解释其第二电离能增幅较大的原因____。 (4)甲醇重整制氢反应中,铜基催化剂如CuO/SiO2具有重整温度低、催化选择性高的优点。 Cu、Si、O元素电负性由大到小的顺序是;SiO2中Si原子采取杂化。 (5)一种铜的溴化物晶胞结构如右图所示: 该晶胞中铜的配位数是___,与溴紧邻的溴原子数目是,由图中P点和Q点的原子坐标参数可确定R点的原子坐标参数为;已知晶胞参数为apm,其密度为g/cm3 。 (列出计算式即可) 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) (1)3d6(1分)4(1分) (2)氧化铝是离子晶体,而氯化铝是分子晶体 (3)Al原子失去一个电子后,其3s上有2个电子为全满状态,较稳定 (4)O>Si>Cusp3 (5)4(1分)12(1分)(1/4,1/4,1/4)(1分) 6、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) 已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的主族元素,F位于第四周期,其他相关信息如下表所示: 元素 相关信息 A 最高化合价为+1价、最低化合价为-1价 B 原子的价电子排布为nsnnpn C 基态时p轨道半充满且电负性在同族元素中最大 D 基态原子的已成对电子总数是未成对电子总数的3倍 E 第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子 F 基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2 回答下列问题: (1)E的原子结构示意图为。 (2)F原子轨道电子能量高低: 4s3d(填“>”“<”或“=”)。 (3)BD32-的中心原子杂化轨道的类型为,ED32-的空间构型是。 (4)A、B、C、D组成的化合物是一种常见的有机化肥,化学键均为极性键,其结构式为,与其该分子结构中σ键与π键的个数之比为,与其互为同分异构体的无机物是(填化学式)。 (5)A2E的晶体类型为,其熔点(填“高于”或“低于”)A2D晶体,原因是。 (6)F形成的晶体内部原子堆积方式与金属镁相同,则F晶体的堆积方式为图1中的 。 (7)FE是一种重要的半导体材料。 其品胞结构如图2所示,该品胞中F原子的配位数为,F的原子半径为134pm,E的原子半径为120pm,则FE晶体的空间利用率为(列计算式即可)。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空1分) (1) (2)< (3)sp2三角锥形 (4) (2分)7: 1NH4CNO (5)分子晶体低于H2O分子间含有氢键,熔沸点高 (6)乙 (7)4 (2分) 7、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) 金刚石、石墨、C60和石墨烯都是碳的同素异形体,其结构示意图如下: (1)石墨晶体中含有的作用力有___________________________。 (2)金刚石质硬但脆,金刚石能被砸碎的原因是_____________________________; 金刚石、石墨、C60的熔点由高到低的顺序是_______________________________。 (3)C60 晶体的堆积方式为________________;晶体中C60 的配位数为__________。 (4)石墨烯具有神奇的特性,两位科学家由于对石墨烯研究做出重大贡献而获得了2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯即单层石墨。 石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为__________;碳碳键的键角是_____________;碳原子和碳碳键的个数比是_______;12g石墨烯中含有___个六元环。 (5)碳化硅的结构与金刚石类似,设碳化硅的密度为a g/cm3,碳化硅晶体内碳硅键的键长为__________pm (用NA表示阿伏加德罗常数的值,列表达式即可) 。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空1分) (1)共价链、金属键、范德华力(3分,各1分) (2)共价键具有方向性,当受到大的外力作用会发生原子间错位而断裂 石量、金刚石、C60 (3)面心立方堆积或分子密堆积12 (4)sp2120°2: 3或2/33.01×1023 (5) (3分) 8、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) 金属及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。 回答下列问题: (1)下列关于金属及金属键的说法不正确的是。 (填字母代号) a.金属键没有方向性与饱和性 b.金属键是金属原子与自由电子间的相互作用 c.金属熔沸点不同的原因可以用金属键强弱解释 d.金属键可解释金属材料的延展性,不能解释金属有良好的导电性 (2)钒广泛用于催化及钢铁工业,基态钒原子的价层电子轨道排布式为_________________。 (3)二茂铁又叫双环戊二烯基铁[Fe(C5H5)2],熔点是172.5~173℃,100℃以上升华,二茂铁属于晶体。 已知分子中的大π键可用符号 表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为 )。 已知二茂铁的每个茂环带有一个单位负电荷,则每个环中的大π键应表示为________________。 (4)铜可以形成一种离子化合物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,其中阴离子的空间构型是, 该化合物加热时首先失去的组分是H2O,原因是____________________________________。 (5)最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性,该物质形成的晶体的立方晶胞结构如图所示。 ①与Mg紧邻的Ni有________个。 ②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。 该晶胞中原子的坐标参数为a为(0,0,0);b为(1/2,1/2,0);d为(1,1,1)。 则c原子的坐标参数为____________。 该晶体的晶胞结构的另一种表示中,碳原子位于各顶角位置,则Ni位于(填“棱心”、“面心”或“体心”) ③若晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度ρ=___________g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) (1)bd (2) (3)分子(1分)∏ (4)正四面体(1分)H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱 (5)①12(1分) ②1,1/2,1/2(1分)棱心(1分) ③ 9、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) 氮、磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。 (1)基态磷子价电子排布的轨道表示式为____________________。 (2)元素B、N、O的第一电离能由大到小的顺序为____________________。 (3)食品添加剂NaNO2中NO2中心原子的杂化类型是__________,NO2互为等电子体的分子的化学式为____________________。 (写1种即可)。 (4)N2H4是火箭的燃料,与氧气的相对分子质量相同,它在常温常压下是液态,而氧气是气态,造成这种差异的主要原因是____________________。 (5)磷化硼是一种耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。 磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高温下在氢气中反应合成。 ①三溴化磷分子的空间构型是__________,三溴化硼键角是____________________。 ②磷化硼晶体晶胞如左图所示: 其中实心球为磷原子,在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为________,磷原子的配位数为____________________。 该结构中有一个配位键,提供空轨道的原子是__________,己知晶胞边长apm,阿伏加德罗常数为NA。 则磷化硼晶体的密度为____________________g/cm3。 ③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(右图中虚线圆圈表示P原子的投影),用实线圆圈画出B原子的投影位置(注意原子体积的相对大小)。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) (1) (1分) (2)N>O>B(1分) (3)sp2杂化(1分)SO2、O3(写1个即可)(1分) (4)N2H4分子间存在氢键,O2分子间只有范德华力,氢键比范德华力强 (5)①三角锥形(1分)120(1分) ②面心立方最密堆积(1分)4(1分)B(1分) ③ 或 10、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) 硒化锌是一种半导体材料,回答下列问题。 (1)锌在周期表中的位置_______;Se 基态原子价电子排布图为______。 元素锌、硫和硒第一电离能较大的是________(填元素符号)。 (2)Na2SeO3分子中Se原子的杂化类型为;H2SeO4的酸性比H2SeO3 强,原因是。 (3)气态SeO3分子的立体构型为_______;下列与SeO3互为等电子体的有__(填序号)。 A.CO32-B.NO3-C.NCl3D.SO32- (4)硒化锌的晶胞结构如图所示,图中X和Y点所堆积的原子均为______(填元素符号);该晶胞中硒原子所处空隙类型为_____(填“立方体”、“正四面体”或正八面体”);若该品晶胞密度为ρg/cm3,硒化锌的摩尔质量为Mg/mol。 用NA代表阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a为_______nm。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) (1)第四周期IIB族(1分) (1分)S(1分) (2)sp3H2SeO4的非羟基氧比H2SeO3多(或H2SeO4中Se 的化合价更高) (3)平面三角形AB (4)Zn(1分)正四面体(1分) 11、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) X、Y、Z、R为前四周期原子序数依次增大的元素。 X原子有3个能级,且每个能级上的电子数相等;Z原子的不成对电子数在同周期中最多,且Z的气态氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最低;X、Y、R三元素在周期表中同族。 (1)R元素在周期表中的位置是____________________,其基态原子的价层电子排布图为_____________________________。 (2)右图表示X、Y、Z的四级电离能变化趋势,其中表示Y的 曲线是_________(填标号)。 (3)化合物(XH2=X=O)分子中X原子杂化轨道类型是__________ ___,1mol(X2H5O)3Z=O分子中含有的σ键与π键 的数目比为_______________。 (4)Z与氯气反应可生成一种各原子均满足8电子稳定结构的化合物,其分子的空间构型为________________。 (5)某R的氧化物晶胞结构如右图所示,该物质的化学式 为____________。 已知该晶体密度为ρg/cm3,距离最近的两个 原子的距离为dpm,则R的相对原子质量为____________。 (阿伏加德罗常数为NA) (6)X形成的一种常见单质,性质硬而脆,原因是_________________________。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) (1)四周期IVA族(1分)略(1分) (2)C(1分) (3)sp、sp225︰1 (4)三角锥形 (5)GeO( )3·ρNA·1/4–16 (6)碳碳键键能大,故硬;但共价键有方向性,受大外力时,会发生原子错位而断裂 12、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) 金刚石、石墨、C60和石墨烯都是碳的同素异形体,其结构示意图如下: (1)石墨晶体中含有的作用力有。 (1)石墨晶体中存在的作用力有 (2)金刚石质硬但脆,金刚石能被砸碎的原因是; 金刚石、石墨、C60的熔点由高到低的顺序是。 (3)C60晶体的堆积方式为;晶体中C60的配位数为。 (4)石墨烯具有神奇的特性,两位科学家由于对石墨烯研究做出重大贡献而获得了2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯即单层石墨。 石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为;碳碳键的键角是;碳原子和碳碳键的个数比是;12g石墨烯中含有个六元环。 (5)碳化硅的结构与金刚石类似,设碳化硅的密度为ag/cm3,碳化硅晶体内碳硅键的键长为pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列表达式即可)。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) (1)共价键、金属键、范德华力(3分) (2)共价键具有方向性,当受到大的外力作用会发生原子间错位而断裂 石墨、金刚石、C60(1分) (3)面心立方堆积或分子密堆积(1分)12(1分) (4)sp2(1分)1200(1分)2: 3或2/3(1分)3.01×1023(1分) (5) (3分) 13、[选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) 碳、氧、氮、镁、铬、铁、铜是几种重要的元素,请回答下列问题: (1)在第二周期的元素中,第一电离能介于B 与N之间的元素有种。 (2)查阅相关资料发现MgO的熔点比CuO的熔点高得多,其原因是。 (3)Fe 与CO能形成一种重要的催化剂Fe(CO)5,该分子中σ键与π键个数比为。 请写出一个与CO互为等电子体的离子: 。 (4)金属铬是一种银白色,极硬,耐腐蚀的金属,铬的化合物种类繁多,如: Gr2(SO4)3、K2Cr2O7以及配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+。 ①K2Cr2O7具有很强的氧化性,能直接将CH3CH2OH 氧化成CH3COOH,试写出基态铬原子的价层电子排布式: ;CH3COOH 分子中碳原子的杂化类型为;乙醇和丙烷相对分子质量相近,但乙醇的熔、沸点比丙烷高很多,试解释其主要原因: 。 ②该配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+中,中心离子的配位数为,NH3的VSEPR模型为。 ③图26为Cu-Cr形成的一种合金的晶胞(假设晶体中原子之间彼此相切),单独属于该晶胞的Cu原子共有三个,其原子坐标可分别表示为: ( ,0,0)、 (0, ,0)、;已知晶胞中Cr 和Cu原子间的最近距离为 a pm,则该晶体的密度为g·cm-3 (用含a的代数式表示,设N A为阿伏加德罗常数的值)。 答案: [选修3: 物质结构与性质](15分,除注明外,每空2分) (1)3 (2)Mg2+半径比Cu2+半径小,MgO的晶格能比CuO高,因此MgO的熔点高(2分) (3)1∶1(2分) (其他合理的答案也给分) (4)①3d54s1sp3、sp
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