苏教版高中化学选修3物质结构与性质 综合练习.docx
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苏教版高中化学选修3物质结构与性质综合练习
物质结构与性质综合练习
可能用到的原子量:
H1C12N14O16Na23Al27Cl35.5K39I127
第Ⅰ卷(选择题,72分)
一、选择题(本题包括18小题,每小题4分,共72分,每小题只有一个选项符合题意)
1.2003年,IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)推荐原子序数为110的元素的符号为Ds,以纪念该元素的发现地(Darmstadt,德国)。
下列关于Ds的说法不正确的是()
A.Ds原子的电子层数为7 B.Ds是超铀元素
C.Ds原子的质量数为110 D.Ds为金属元素
2.某元素的3p能级上有两个未成对电子,因此其()
A.第三电子层上有4个电子B.最高正价为+2
C.最高正价为+4D.第二电子层没有未成对电子
3.下列叙述正确的是()
A.发生化学反应时失去电子越多的金属原子,还原能力越强
B.金属阳离子被还原后,一定得到该元素的单质
C.核外电子总数相同的原子,一定是同种元素的原子
D.能与酸反应的氧化物,一定是碱性氧化物
4.下列离子中外层d轨道达半充满状态的是()
A.Cr3+B. Fe3+C.Co3+D .Cu+
5.下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间作用力完全相同的是()
A.碘的升华和干冰气化B.二氧化硅和干冰熔化
C.苯和硝酸钾熔化D.食盐和冰熔化
6.有关晶体的下列说法中正确的是()
A.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
B.原子晶体中共价键越强,熔点越高
C.冰熔化时水分子中共价键发生断裂
D.氯化钠熔化时离子键未被破坏
7.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是()
A.X与Y形成化合物是,X可以显负价,Y显正价
B.第一电离能可能Y小于X
C.最高价含氧酸的酸性:
X对应的酸性弱于于Y对应的
D.气态氢化物的稳定性:
HmY小于HmX
8.下列对有关微粒结构的表示或说法不正确的是()
A.氮分子的电子式为:
:
N:
:
:
N:
B.氨分子的空间构型为三角锥型,属于极性分子
C.白磷属于分子晶体,空间构型为正四面体,键角60°,是非极性分子
D.NH4+离子中的四个N—H键虽然形成方式不同,但键能、键长、键角都相同
9.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.60.0g水晶晶体中,含有“Si—O”键的数目为NA
B.34g过氧化氢分子中可以形成极性共价键的数目为NA
C.状况下,22.4L甲烷和氨气的混合气体所含有的电子总数约为10NA
D.1molT2气体分子(超重氢分子)中所含的中子总数为2NA
10.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子,运用价层电子对互斥理论,下列说法正确的是()
A.若n=2,则分子的立体结构为V形
B.若n=3,则分子结构为三角锥形
C.若n=4,则分子的立体结构为正四面体形
D.以上说法都不正确
11.下列说法中错误的是()
A.键长越短,键能越大,分子越稳定
B.分子的性质与键角无关
C.分子具有一定的键角,表明共价键具有方向性,由键角可知分子的形状
D.π键的电子云形状的特征为镜象对称,σ键的电子云形状的特征为轴对称
12.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。
钛酸钡晶体的晶胞结构如图所示,它的化学式是()
A.BaTi8O12B.BaTi4O6
C.BaTi2O4D.BaTiO3
13.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是()
A.NH3和H2OB.CH4和Br2C.H2S和CCl4D.CO2和HCl
14.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是()
A.两种原子的电子层上全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子
D.原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d轨道上尚未排有电子的两种原子
15.关于氢键,下列说法正确的是()
A.每一个水分子内都含有两个氢键
B.H2O分子之所以非常稳定,就是由于氢键所致
C.氢键只能存在于同种物质分子之间(如:
HF、H2O、NH3等各自分子之间)
D.冰和水中都有氢键
16.如图是CsCl晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm,氯化铯的式量为M,NA为阿伏加德罗常数,则CsCl晶体的密度为(单位:
g/cm)
()
A.8M/a3NAB.a3M/8NA
C.M/a3NAD.a3M/NA
17.A、B分别为第三、四两周期同一主族的不同元素
的原子,它们原子核内的质子数等于中子数。
①若
A为IIA族,其质量数为X,则B的质子数为Y。
②若A为IVA族,其质子数为m,则B的质量数为n,则Y和n的值是()
A.(x/2+18)和(2m+18)B.(x/2+8)和(2m+18)
C.(x/2+8)和(2m+36)D.(x/2+18)和(2m+36)
18.2001年诺贝尔化学奖授予了三位研究不对称合成的化学家诺尔斯、野依良治和夏普雷斯。
表彰他们在不对称合成方面取得的优异成绩。
在有机物分子中,当一个碳原子连接有4个不同的原子或原子团时,这种碳原子称为“手性碳原子”,在碳原子旁标有“*”记号。
凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。
如下列有机物含有一个手性碳原子,具有光学活性,当该物质发生下列化学变化时,生成的新有机物无光学活性的是()
A.与金属钠发生置换反应B.与氢气发生加成反应
C.与甲酸在一定条件下发生酯化反应D.与新制银氨溶液共热
第Ⅱ卷(非选择题,共78分)
二、本题共2小题,共15分。
19.(10分)已知氯化铝的熔点为190℃(2.202×lO5Pa),但它在180℃即开始升华。
(1)氯化铝是____________。
(填“离子化合物”“‘共价化合物”)
(2)在500K和1.01×105Pa时,它的蒸气密度(换算为标准状况时)为11.92g·L-1,试确定氯化铝在蒸气状态时的化学式为____________。
(3)无水氯化铝在空气中强烈的“发烟”,其原因是__________。
(4)设计一个可靠的实验,判断氧化铝是离子化合物还是共价化合物。
你设计的实验是___________________________________________·
20.(5分)现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一种为橙黄色,另一种为紫红色。
请设计实验方案将这两种配合物区别出来。
三、本题共3小题,共41分。
21.(10分)下表是元素周期表的一部分。
表中所列的字母分别代表某一化学元素。
如果给核外电子足够的能量,这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。
核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响:
A.原子核对核外电子的吸引力B.形成稳定结构的倾向
下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol-1):
锂
X
Y
失去第一个电子
519
502
580
失去第二个电子
7296
4570
1820
失去第三个电子
11799
6920
2750
失去第四个电子
9550
11600
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量。
。
②表中X可能为以上13种元素中的(填写字母)元素。
用元素符号表示X和j形成化合物的化学式。
③Y是周期表中族元素。
④以上13种元素中,(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
22.(18分)已知五种元素为短周期元素,其原子序数的大小顺序为C>A>B>D>E;A、C同周期,B、C同主族;A与B形成离子化合物,A2B中所有离子的电子数相同,其电子总数为30;D和E可形成4核10个电子分子。
试回答下列问题:
(1)写出五种元素名称A________,B________,C________,D________,E________;
(2)用电子式表示A2C的形成过程________________________________;
(3)D与E形成常见离子的空间构型为________________;
(4)A、B两元素形成的化合物A2B2属于__________晶体(填类型),晶体内存在的化学键有___________;A2B晶体的熔点_______(填“>”“=”“<”)A2C晶体的熔点;
(5)由A、B、C、E四种元素,可以共同形成两种不同化合物,它们的水溶液可以反应生成一种气体,请写出离子方程式:
___________________________。
23.(13分)已知元素的电负性和原子半径一样,也是元素的一种基本性质,下面给出14
种元素的电负性:
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性
1.61
2.04
1.57
2.55
3.16
3.98
0.98
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
1.31
3.04
0.93
3.44
2.19
2.58
1.90
(1)根据上表给出数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是_____________________________________________________________________。
(2)预测Br与I元素电负性的大小关系是__________________,电负性最小的元素在周期表中的位置是________________________。
(放射性元素除外)
(3)离子化合物和共价化合物之间没有绝对的界限,习惯上把SrI2看作离子化合物,把BaS看作共价化合物。
(电负性:
Sr=0.95;I=2.66;Ba=0.89;S=2.58)我们把两成键原子的电负性差值用△X表示,请找出用△X来判断离子键或共价键的数值范围:
即当△X___________时一般为共价键,当△X___________时一般为离子键。
试判断AlBr3中化学键的类型是__________。
四、本题共2小题,共22分。
24.(6分)为了消除人体碘缺乏病,我国政府规定食用盐必须是加碘食盐,简称碘盐。
所谓碘盐就是在食盐中加入一定量的碘酸钾(KIO3)。
计算(精确到0.1):
(1)碘酸钾中碘元素的质量分数。
(2)若成人每天食用7g碘盐,从中摄取0.15mg碘,那么1kg碘盐中含碘多少毫克?
25.(16分)在离子晶体中,阴阳离子按一定规律在空间排列,如图
(1)所示即是NaCl的晶体结构,这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
①在晶体中,每个Na+离子周围与它最接近的、且距离相等的Cl-共有个。
每个Na+离子周围与它最接近的、且距离相等的Na+共有个。
而Na+离子数目与Cl-离子数目之比为。
②在离子晶体中,阴阳离子具有球对称的电子云。
它们可以被看成是不等径的刚性圆球,并彼此相切(如图⑵所示)。
离子键的键长是相邻阴阳离子的半径之和(如图⑶所示),已知a为常数。
a
(1)
(2)(3)
③试回答下列问题:
NaCl晶体中离子键的键长为。
Na+离子半径与Cl-离子
半径比r+/r-=。
(已知√2=1.414,√3=1.732,√5=2.236)
④NaCl晶体中不存在分子,但在温度达到1413℃时,NaCl晶体形成气体,并以分子形式存在,现有29.25gNaCl晶体,强热使温度达到1450℃,测得气体体积为5.6L(已折算为标准状况),则此时氯化钠气体的分子式为。
⑤纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因,假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好等于氯化钠晶胞的大小和形状,则这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分数为。
答案与解析
1.答案:
C解析:
由原子序数推断该元素在周期表中的位置的一般方法是,首先记住稀有气体的原子序数分别为2、10、18、36、54、86、118(如果填满的话),再把原子序数与最接近的稀有气体做比较,确定所在的周期数和纵行(即族序数)。
110号元素在118号元素之前8个纵行,所以不难推出,它位于第七周期,Ⅷ族。
然后根据在周期表中的位置确定它的性质。
2.答案:
D解析:
由于3p能级上已有两个未成对电子,所以该原子的核外电子排布为
1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,故D正确。
3.答案:
C解析:
金属的还原能力与其失去电子的难易有关,与失去电子的多少无关,故A错误;Fe3+可还原为Fe2+,故B错误;原子的核外电子数==核内质子数==原子序数,故C正确;氧化铝能与酸反应,但它是两性氧化物,故D错误。
4.答案:
B解析:
Fe的电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,当失去最外层和次外层3个电
子后生成Fe3+,其电子排布为1s22s22p63s23p63d5,d轨道达半充满状态。
5.答案:
A解析:
碘和干冰都是分子晶体,克服分子间作用力;B选项二氧化硅克服共价
键;C选项硝酸钾克服的是离子键,苯克服分子间作用力;C选项食盐克服离子键。
6.答案:
B解析:
本题主要考查学生对晶体类型与化学键类型的关系的理解。
分子的稳定性与化学键强弱有关,分子间的作用力的大小只影响晶体的熔沸点高低,故A错。
冰熔化时克服的是分子间的作用力,水分子并未被破坏,共价键未发生断裂,故C错。
离子晶体熔化时,克服的是离子键,故D错。
原子晶体中共价键越强,键能越大,键越牢固,熔点越高;在熔化时离子间距离发生了变化,离子键也发生了变化而被破坏。
故选B。
7.答案:
C解析:
根据元素周期表中元素电负性变化规律:
同一周期从左向右电负性逐渐增大,同一主族从上往下电负性逐渐减小。
可以确定同周期的X、Y的原子序数X>Y,然后即可判断正误。
8.答案:
A解析:
在A中,氮气分子中两个氮原子之间以三键结合,三对共用电子对应该
纵向排列,因每个氮原子各提供三个电子。
9.答案:
C解析:
在A中,1mol二氧化硅中含有2mol“Si—O”键;在B中,1分子过氧化氢中含2个极性共价键,故34g过氧化氢分子中可以形成极性共价键的数目是2NA;在D中,一个超重氢分子中含有4个中子,故本题中应该中子总数为4NA。
10.答案:
C解析:
若中心原子A上没有未用于成键的孤对电子,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子结构为直线形;当n=3时分子为平面三角形;当n=4时分子结构为正四面体形。
故选C。
11.答案:
B解析:
分子的极性与键角有关,溶解性与极性有关,故B错。
12.答案:
D解析:
结合识图考查晶体结构知识及空间想象能力。
解题关键:
由一个晶胞想象出在整个晶体中,每个原子为几个晶胞共用是解题的关键。
Ba在立方体的中心,完全属于该晶胞;Ti原子处于立方体的顶点上,为8个晶格共用,O原子处于立方体的12条棱的中点,每条棱为4个立方体共用,故每个O原子只有1/4属于该晶胞。
故晶体的化学式为BaTiO3。
13.答案:
A解析:
本题可采用排除法解答。
在B中,CH4是由极性键构成的非极性分子,Br2是非极性键构成的非极性分子,故B错误;在C中,H2S是由极性键构成的极性分子,CCl4是由极性键构成的非极性分子,故C错误;在D中,CO2是由极性键构成的非极性分子,HCl是由极性键构成的极性分子,故D错误。
14.答案:
B解析:
第一周期的氢、氦和第二周期的锂、铍的原子电子层上全是s电子,显然它们分属于不同周期,故A错;3p能级上只有一个空轨道的原子是硅和3p能级上只有一个未成对电子的原子是氯,同在第三周期,故B正确;最外层电子排布为2s22p6的原子是第二周期的氖,而最外层电子排布为2s22p6的离子可能是第二周期的氧离子、氟离子,也可能是第三周期的钠离子、镁离子、铝离子,故C错;原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d轨道上尚未排有电子的原子可能是第三周期的所有原子,也可能是第四周期的钾、钙,故D错。
15.答案:
D解析:
氢键主要是存在于某些电负性较强的元素(如F、O、N)与氢元素形成的分子之间的一种作用力,也可存在与分子内部的原子团之间,如邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间即存在氢键,故C错误。
在B中,水分子稳定,与水分子中的化学键较强有关,故B错误。
16.答案:
C解析:
本题是考查结合数学知识进行晶体密度的有关计算。
因为一个晶胞的边长为acm,则其体积为a3cm3,故1mol氯化铯的体积为a3NAcm3,而1mol氯化铯的质量为Mg,故CsCl晶体的密度为a3NAg·cm-3,选C。
17.答案:
C解析:
本题考查元素周期表的结构知识。
注意掌握第三周期和第四周期同主族元素之间原子序数(质子数)相差8或18,即可作出正确判断。
18.答案:
B解析:
关键是掌握“手性碳原子”的定义和熟练掌握所给有机物与选项中的物质的反应原理。
19.解析:
根据氯化铝熔点低及在180℃时开始升华,判断其为共价化合物。
氯化铝蒸气时
相对分子质量即为11.92×22.4=267,所以分子式为Al2Cl6。
答案:
(1)共价化合物
(2)Al2Cl6(3)氯化铝与空气中的水发生水解反应产生HCl气体,HCl在空气中形成酸雾而“发烟”。
(4)在其熔融状态下,试验其是否导电;若不导电是共价化合物。
20.解析:
[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2两种配合物晶体是同分异构体,组成元素和响应个数完全相同,但结构却不同。
在[Co(NH3)6]Cl3中Co3+与6个NH3分子配合成[Co(NH3)6]3+,3个Cl-都是外界离子。
[Co(NH3)5Cl]Cl2中Co3+与5个NH3分子和一个Cl-配合成[Co(NH3)5Cl]2+,只有2个Cl-是外界离子。
由于配合物中内界以配位键结合很牢固,难以在溶液中电离,而内界和外界之间以离子键结合,在溶液中能够完全电离。
不难看出,相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的Cl-数是不同的,我们可以利用这一点进行鉴别。
答案:
称取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两种溶液中分别滴加足量的AgNO3溶液,静置过滤、干燥、称量。
所得AgCl固体多的原晶体为[Co(NH3)6]Cl3,另一种为[Co(NH3)5Cl]Cl2。
21.答案:
①Li原子失去一个电子后,Li+已形成稳定结构,此时再失去一个电子很困难
②aNa2O和Na2O2 ③ⅢA或第三主族 ④m
22.答案:
(1)A:
钠;B:
氧;C:
硫;D:
氮;E:
氢
××
S
××
×
×
××
S
××
×
·
×
·
(2)Na·++·Na→Na+[]2-Na+
(3)正四面体(4)离子晶体;离子键、非极性共价键;>
(5)HSO
+H+=H2O+SO2↑
23.答案:
(1)对同周期元素而言,随核电荷数增加,电负性增大(希有气体元素除外)。
(2)Br>I第六周期第IA主族。
(3)≤1.70,≥1.70,共价键。
24.解析:
(1)碘酸钾中碘元素的质量分数:
×100%=
×100%=59.3%
(2)1kg碘盐中含碘的质量:
=21.4mg
25.解析:
由题意29.25g氯化钠在1450℃时为0.25mol,故其摩尔质量为117g·mol-1,所以氯化钠气体的分子式为Na2Cl2。
答案:
①6、12、1:
1;③a/2、√2-1④Na2Cl2⑤96.3%
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