高中化学选修3物质结构与性质习题附答案.doc

《物质结构与性质》同步复习 第1讲 原子结构
1题面
某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：
35Cl
34．969
75．77％
35Cl
35
75．77％
37Cl
36．966
24．23％
37Cl
37
24．23％
平均
35．453
平均
35．485
试回答下列问题：
（1）34．969是表示__________； （2）35．453是表示__________；
（3）35是表示_______________； （4）35．485是表示__________；
（5）24．23％是表示__________；

答案：
（1）34．969是表示同位素35Cl的相对原子质量；
（2）35．453是表示氯元素的相对原子质量；
（3）35是表示35Cl原子的质量数；
（4）35．485是表示氯元素的近似相对原子质量；
（5）24．23％是表示同位素37Cl在自然界存在的氯元素中所占的
原子个数百分比。
5题面
已知A、B、C、D和E 5种分子所含原子数目依次为1、2、3、4和6，
且都含有18个电子。又知B、C和D是由两种元素的原子组成。请回答：
（1）组成A分子的原子的核外电子排布式是 ；
（2）B和C的分子式分别是 和 ；C分子的立体结构呈
型，该分子属于 分子（填“极性”或“非极性”）；
（3）若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成。则D的分
子式是 ，该反应的化学方程式为 ；
（4）若将1mol E在氧气中完全燃烧，只生成1mol CO2和2molH2O，则E
的分子式是 。

答案：（1）1s22s22p63s23p6 （2）HCl H2S V 极性
（3）H2O2 2H2O2MnO2

2H2O+O2↑（4）CH4O
1题面
按所示格式填写下表有序号的表格：
原子序数
电子排布式
价层电子排布
周期
族
17
①
②
③
④
⑤
1s22s22p6
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
3d54s1
⑾
ⅥB

答案：①1s22s22p63s23p5 ②3s23p5 ③3 ④ⅦA ⑤10
⑥2s22p6 ⑦2 ⑧0 ⑨24 ⑩1s22s22p63s23p63d54s1 ⑾4
2题面
(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于_______周期 族；最高价氧化物的化学式为 ，砷酸钠的化学式是 。
(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们最外层电子构型和
元素符号：
①第4周期ⅣB族 ；
②第5周期ⅦA族 .

答案： (1)4 ⅤA As2O5 Na3AsO4
(2)①3d24s2 Ti ②5S25p5 I
4题面
请完成下列各题：
（1）前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的
元素有 种。
（2）第ⅢA、ⅤA原元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为 。在GaN晶体中，每个Ga原子与 个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。在四大晶体类型中，GaN属于 晶体。
（3）在极性分子NCl3中，N原子的化合物为―3，Cl原子的化合价为＋1，
请推测NCl3水解的主要产物是 （填化学式）。

答案：（1）5
（2）1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）
4 正四面体 原子
（3）HClO NH3·H2O
5题面
X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：
（1）X、Y的元素符号依次为 、 ；
（2）XZ2与YZ2分子的立体结构分别是 和 ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 （写分子式），理由是 ；
（3）Q的元素符号是 ，它属于第 周期，它的核外电子排布式为 ，在形成化合物时它的最高化合价为 ；
（4）用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键 。

答案：（1）S C
（2）V形 直线形 SO2 因为CO2是非极性分子，SO2和H2O
都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大
（3）Cr 四 1s22s22p63s23p63d54s1 +6
（4）F—H…F F—H…O O—H…F O—H…O
6题面
不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为E）
如下图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，
并回答下列问题：
（1）同主族内不同元素的E值变化的特点是_____________。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的_______________变化规律。
（2）同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系中正确的是____（填写编号，多选倒扣）
①E（砷）＞E（硒） ②E（砷）＜E（硒
③E（溴）＞E（硒） ④E（溴）＜E（硒）
（3）估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的
范围：____________＜E＜___________。
（4）10号元素E值较大的原因是__________________________。

答案：（1）随着原子序数增大，E值变小周期性
（2）①③ （3）419 738[填“E”（钾）E（镁），也可]
（4）10号元素是氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
描述下列各组物质的熔、沸点变化规律，并说明其原因
A．CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3
B．CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2 CHCH2CH3、C(CH3)4
C．HF、HCl、HBr、HI
D．NaF、MgF2、MgO
E．Na、Mg、Al
F．C、SiC、Si

答案：
A．升高，分子量增大，分子间作用力增大；
B．降低，支链多，分子间作用力减弱；
C．升高，分子量增大，分子间作用力增大，HF中含有氢键熔沸点高；
D．升高，离子间作用力增强；
E．升高，金属阳离子与自由电子之间作用力增大；
F．降低，共价键键能逐渐减小。
现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞：（甲中x处于体心，乙中a处于体心）可推知：甲晶体中x与y的个数比是 ，乙中a与b的个数比是 ，丙晶体的一个晶胞中有 个Ｃ离子，有 个d离子。

答案：
甲中：x∶y=1∶(4×)=2∶1； 乙中：a∶b=1∶(8×)=1∶1
丙中：C离子：12×+1=4个； d离子：8×+6×=4个
石墨的片层结构由正六边形组成(如右图所示)，平均每个
六边形所含碳原子数为______个，所含边数为_______条，
右图是石墨平面层状结构的一个片断，图中这七个六边形
共拥有________个碳原子，______条边。

正确答案：2；3；14；21
BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中
的著名实验，它是锗酸铋的简称。若知：
①在BGO中，锗处于其最高价态；
②在BGO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，
在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构；
③BGO可看成由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO
晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空：
⑴锗和铋的元素符号分别是          和           。
⑵BGO晶体的化学式是                    。
⑶BGO晶体中所含铋氧化物的化学式是                 。

答案：  ⑴Ge、Bi       ⑵2Bi2O3·3GeO2或Bi4(GeO4)3    ⑶Bi2O3
2．如图：晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子
晶体，其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1
个原子，试观察右边图形，回答：
这个基本结构单元由_______个硼原子组成，键角是____，共含有____
个B-B键。

答案：12；60；30
题面
单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据

金刚石
晶体硅
晶体硼
熔点
>3823
1683
2573
沸点
5100
2628
2823
硬度
10
7.0
9.5
①晶体硼的晶体类型属于____________晶体，理由是_____________.
②已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边
三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个B原子.通过观察图形
及推算，此晶体体结构单元由____个B原子组成，键角_________.

答案：①原子
理由：晶体的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间，而金刚石和
晶体Si均为原予晶体，B与C相邻与Si处于对角线处，亦为原于晶体.
②12，60°
5题面
通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（△H），
化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键
的键能之和的差。
化学键
Si-O
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
Si-C
键能/kJ·mol—1
460
360
436
431
176
347
请回答下列问题：
●
（1）比较下列两组物质的熔点高低(填“＞”或“＜”)
SiC Si； SiCl4 SiO2
（2）右图立方体中心的“●”表示硅晶体中的一个原子，
请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的硅原子。
（3）工业上高纯硅可通过下列反应制取：
SiCl4(g) + 2H2(g)Si(s) + 4 HCl(g)。该反应的反应热△H = kJ/mol.

答案：（1）＞ ；＜
（2）

（3）236

下列物质中，直接由原子构成的是___________________。
①二氧化硅 ②二氧化碳 ③钠 ④金刚石 ⑤单晶硅
⑥白磷 ⑦硫 ⑧氨气 ⑨溴化氢 ⑩碘蒸气

正确答案：①、④、⑤

答案：B

5题面
有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的
顺序增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1︰1或2︰1形成化合物。
CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4。
（1）写出五种元素名称A ，B ，C ，D ，E 。
（2）画出E的原子结构简图 ，写出电子式D2A2 ，EB4 。
（3）比较EA2与EB4的熔点高低 ﹥ 。
（4）写出D单质与CuSO4溶液反应的离子方程式 。

答案：（1）A为氧，B为氟，C为氢，D为钠，E为硅。

（2）

（3）SiO2 ＞SiF4
（4）2Na+2H2O+Cu2+　= Cu（OH）2↓+2Na++H2↑。

6题面
C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面
有重要应用。请回答下列问题：
(1)Ge的原子核外电子排布式为_______________________________。
(2)C、Si、Sn三种元素的单质中，能够形成金属晶体的是________________。
(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质
①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式_____________________________；
②SiO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式_____________________________；
③已知SnO2是离子晶体，写出其主要物理性质________________________
(写出2条即可)
(4)CO可以和很多金属形成配合物，如Ni(CO)4，Ni与CO之间的键型为______。
(5)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比，已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩
振动频率为2060 cm－1，CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143 cm－1，则
Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度________(填字母)
(A)强 (B)弱 (C)相等 (D)无法判断
答案：
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2。
(2)Sn。
(3)①直线型； 共价键(或s 键与p 键)。
②Si-O通过共价键形成四面体结构，四面体之间通过共价键形成空间网状结构；
共价键(或s 键)。
③熔融时能导电、较高的熔点。
(4)配位键。 (5)B。