高考化学 试题分类解析 考点23 物质结构与性质选修.docx
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高考化学试题分类解析考点23物质结构与性质选修
考点23物质结构与性质(选修)
1.(2013·上海化学·13)X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。
下列有关这些元素性质的说法一定正确的是
A.X元素的氢化物的水溶液显碱性
B.Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C.Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D.Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
【答案】C
【解析】根据题意,Z元素为Mg,Y元素原子最外电子电子排布为ns2np2,是C或Si,X为N或O,W为Al或Cl,N的氢化物的水溶液显碱性,但O的氢化物的水溶液显中性或弱酸性,A错误,Al3+的半径比Mg2+小,B错误;氮气、氧气均能与镁反应,C正确;CO2形成的晶体熔沸点低,D错误。
【考点定位】本题考查物质结构和元素周期律。
2.(2013·海南化学·19I)(6分)下列化合物中,含有非极性共价键的离子化合物是
A.CaC2B.N2H4
C.Na2S2D.NH4NO3
[答案]AC
[解析]:
略。
3.(2013·上海化学·4)下列变化需克服相同类型作用力的是
A.碘和干冰的升华B.硅和C60的熔化
C.氯化氢和氯化钾的溶解D.溴和汞的气化
【答案】A
【解析】A项变化客服的都是分子间力,正确,硅和C50的融化分别克服的都是共价键,分子间力,B项错误,氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的都是共价键,离子键,C项错误,溴和汞的气化分别克服的都是分子间力金属键,D项错误,
4.(2013·上海化学·5)374℃、22.1Mpa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力,并含有较多的H+和OH-,由此可知超临界水
A.显中性,pH等于7B.表现出非极性溶剂的特性
C.显酸性,pH小于7D.表现出极性溶剂的特性
【答案】B
【解析】超临界水任然呈中性,AC项错误 根据相似相容的原理可以知道B正确(有机物大多数是非极性分子) D错误。
5.(2013·安徽理综·7)
我国科学家研制出一中催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:
HCHO+O2催化剂CO2+H2O。
下列有关说法正确的是
A.该反应为吸热反应B.CO2分子中的化学键为非极性键
C.HCHO分子中既含α键又含π键D.每生成1.8gH2O消耗2.24LO2
【答案】C
【解析】A、该反应在室温下可以进行,故该反应为放热反应,错误;B、二氧化碳结构为
为极性键,错误;C、甲醛中,含有碳氧双键,故期中既含有
键又含有
键,正确;D、氧气的体积,并没有标明状况,故不一定为2.24L,错误。
【考点定位】以除甲醛气体为新的情境,考查了化学反应基本理论和基本概念,涉及化学反应中能量变化,分子结构、化学键以及气体的体积等相关知识。
6.(2013·重庆理综·12)已知:
P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH=akJ·mol-1
P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH= bkJ·mol-1
P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为ckJ·mol-1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2ckJ·mol-1
下列叙述正确的是()
A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔH
C.Cl-Cl键的键能
kJ·mol-1
D.P-P键的键能为
kJ·mol-1
解析:
考察盖斯定律以及键能与反应热的关系。
根据P4是正四面体,P4有6个P—P键,
6E(P—P)+6(Cl—Cl)—12×1.2c=a,6E(P—P)+10(Cl—Cl)—20c=b,Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g)△H=(bkJ·mol-1—akJ·mol-1)/4。
A项,E(P—P) ,正确;D项,经过计算,E(P—P)= ,错误。 选择C。 7.(2013·四川理综化学·8)(11分) X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。 X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。 Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。 请回答下列问题: ⑴M固体的晶体类型是。 ⑵Y基态原子的核外电子排布式是①;G分子中X原子的杂化轨道的类型是②。 ⑶L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是。 ⑷R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是。 答案: (1)M的晶体类型,M为NH4Cl,属离子晶体; (2)Y基态原子的电子排布: 1s22s22p63s23p4,G分子中X原子的杂化轨道类型为sp3杂化; (3)AgCl悬浊液中加入Ag2S,Ksp(AgCl) (4)R的含氧酸跟RO42-为FeO42-,向其钠盐溶液中加入硫酸,溶液变黄,说明生成Fe3+,并有无色气体生成,反应中Fe的化合价降低,只能是O元素的化合价升高,则无色气体比为O2,反应的离子方程式为: 4FeO42-+20H+==4Fe3++3O2↑+10H2O 解析: ①气体G可溶于水且水溶液呈碱性,知气体G为NH3,气体G由X的单质与H2化合得到,则X为N元素。 ②Y的单质为黄色晶体,知Y为S元素。 ③R的3d轨道电子数为为4s轨道的三倍,则R为第四周期元素,4s轨道电子数为2,3d轨道为6,R原子的电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则R为Fe元素。 ④Z的原子序数大于Y,且能与Na化合,则X为Cl元素。 ⑤则Q为Na2S,J为NaCl,I为AgCl,M为NH4Cl 8.(2013·安徽理综·25)(15分) X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表: (1)W位于元素周期表第周期第族;W的原子半径比X的(填“大”或“小”)。 (2)Z的第一电离能比W的(填“大”或“小”); 油固态变为气态所需克服的微粒间作用力是;氢元素、 、 的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。 (3)震荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加 溶液直至过量,能观察到的现象是; 的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是。 (4)在25°、101 下,已知13.5g的 固体单质在 气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 该反应的热化学方程式是。 25 【答案】 (1)三NA小 (2)小分子间作用力(范德华力)甲醛(甲酸) (3)先产生白色沉淀,后沉淀溶解Si+4HF=SiF4 +2H2 (4)2Al+3O2=Al2O3△H=-1675KJmol 【解析】X的最高价氧化对应的水化物为H2XO3,可以确定X为+4价,故可能为C、Si;Y是地壳中含量最高的为O,Z、最外层电子为3s23p1,为Al;W质子数为28-14=14为Si,故综上有X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。 【考点定位】以物质结构为基础,考查原子结构、分子结构,元素周期表和元素周期律,反应热的计算及热化学方程式的书写。 9.[化学——选修3: 物质结构与性质](15分)(2013·新课标卷Ⅱ·37) 前四周期原子序数依次增大的元素A,B,C,D中, A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,平且A-和B+ 的电子相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价 电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数 相差为2。 回答下列问题: (1)D2+的价层电子排布图为_______。 (2)四种元素中第一电离最小的是________, 电负性最大的是________。 (填元素符号) (3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为_________;D的配位数为_______; ②列式计算该晶体的密度_______g·cm-3。 (4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有_____;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为_______,配位体是____。 参考答案: (1) (2)KF (3)①K2NiF4;6 ② =3.4 (4)离子键、配位键;[FeF6]3-; 10、(2013·山东理综·32)(8分)【化学——物质结构与性质】 卤族元素包括F、CL、Br等。 (1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是。 (2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,右图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为。 (3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为和。 第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种。 (4)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物提供孤对电子的原子是。 【答案】 (1)a (2)2;BN(3)sp2;sp3;3(4)X 【解析】 (1)F无正价,b项错误;HF分子之间能形成氢键,沸点最高,c项错误;由于卤族元素的单质均属于分子晶体,随相对分子质量增大范德华力增大,因而沸点逐渐升高。 (2)B的原子半径比N大,因而结构示意图中大球代表B原子,利用晶胞结构很容易计算出含有2个B和2个N,化学式为BN。 (3)利用价层电子对互斥理论计算很容易判断出杂化方式;根据电离能的变化规律(见右图),半充满和全充满的要高,所以第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素。 (4)B原子的所有价电子已经使用,因而提供孤对电子的原子是X。 11.[化学—选修3: 物质结构与性质](15分)(2013·新课标卷I·37) 硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。 回答下列问题: (1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号,该能层具有的原子轨道数为、电子数为。 (2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。 (3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。 (4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。 工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,,该反应的化学方程式为。 (5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实: 1硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 2SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 (6)在硅酸盐中, 四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。 图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根;其中Si原子的杂化形式为。 Si与O的原子数之比为化学式为 12.(2013·江苏化学·21A)(12分) A.[物质结构与性质] 元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。 元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。 元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。 (1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。 在1个晶胞中,X离子的数目为。 该化合物的化学式为。 (2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是 。 (3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是 。 (4)Y与Z可形成YZ42- YZ42-的空间构型为(用文字描述)。 写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式: 。 (5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为。 【参考答案】 (1) 4 ZnS (2)sp3 (3)水分子与乙醇分子之间形成氢键 (4) 正四面体 CCl4或SiCl4 (5)16mol或16×6.02×1023个 【解析】本题考查学生对原子核外电子排布、晶体结构与计算、原子轨道杂化类型、分子空间构型、氢键、配合物等《选修三》中基础知识的掌握和应用能力。 本题基础性较强,重点特出。 元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,显然是锌。 元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,即硫。 元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍,为氧。 (1) 在1个晶胞中,Zn离子的数目为8×1/8+6×1/2=4。 S离子的数目也为4,化合物的化学式为ZnS。 (4) SO42-的空间构型根据VSEPR模型与杂化类型可知无孤对电子为正四面体。 SO42-互为等电子体的分子的化学式CCl4或SiCl4 (5)锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目既要考虑到配体中,还要考虑配体与中心原子之间的配位键,因此1mol该配合物中含有σ键的数目为16mol或16×6.02×1023个。 13.(2013·海南化学·19II)(14分)图A所示的转化关系中(具体反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸,a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。 回答下列问题: (1)图B对应的物质名称是,其晶胞中的原子数为,晶体类型为。 (2)d中元素的原子核外电子排布式为。 (3)图A中由二种元素组成的物质中,沸点最高的是,原因是,该物质的分子构型为,中心原子的杂化轨道类型为。 (4)图A中的双原子分子中,极性最大的分子是。 (5)k的分子式为,中心原子的杂化轨道类型为,属于分子(填“极性”或“非极性”)。 [答案] (1)金刚石8原子晶体 (2)1s22s22p63s23p5 (3)H2O分子间形成氢键V形(或角形)sp3(4)HCl(5)COCl2sp2极性 [解析]: (1)每个原子周围有4个键,判断为金刚石。 (2)a为C,则b为H2、c为O2,因i是常见的酸,只由b、d形成可判断为盐酸,则d为Cl2。 (3)除a、b、c、d外,f为CO,g为CO2,i为HCl,而k与水反应生成CO2与盐酸,该反应没在教材中出现过,且由f、d反应得到,应含C、O、Cl三种元素,只能判断为COCl2(在历届高考中有出现过)。 所有两元素形成的物质中,只有水是液态,其它都是气体。 (4)所有双原子分子中,只有H、Cl电负性差值最大,因而极性最大。 (5)COCl2中羰基的平面结构显示其为sp2杂化。 14.(2013·福建理综·31)[化学—物质结构与性质](13分) (1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照右图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。 (2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到: ①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_________(填序号)。 a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体 ②基态铜原子的核外电子排布式为________。 (3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R: ①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。 a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键e.氢键f.范德华力 ②R中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。 (4)已知苯酚( )具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子 能形成分子内氢键。 据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。 【知识点】化学键、晶体结构、电子排布式的书写、杂化轨道、分子的空间构型以及电离 常数等知识。 【答案】 【解析】 (1)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势。 由于N原子为1S22S22P3达 到半满结构,相对较稳定,所以第一电离能会有所增大,O原子为1S22S22P4,2P轨道有一堆成堆电子,相对于N原子的半满结构,第一电离能会略小于N,即C (2)①Cu属于金属晶体,NH3、F2、NF3属于分子晶体,NH4F属于离子晶体。 ②29Cu的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(这样排列保证了3d轨道的全充满和4s轨道的半充满)或者[Ar]3d104s1。 (3)①H2O分子中的O原子与(H2O)2·BF3分子中的H原子之间存在氢键,(H2O)2·BF3分子中H2O分子和BF3分子之间存在配位键,H2O分子内的O原子与H原子之间存在共价键,Q分子之间存在分子间作用力; ②水合氢离子中O原子有一对孤对电子,会排斥三个氢原子(和氨分子类似),即空间构型为三角锥形 (4)能形成分子内氢键,致使H+更难电离,而苯酚属于弱酸,就能电离出H+,即 Ka2(水杨酸)
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