高三化学二轮复习-专题大突破-214物质结构与性质训练.doc

2013届高三化学二轮复习 专题大突破 2-14物质结构与性质训练

一、选择题
1．(高考变式题)x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知(　　)
A. x的原子半径大于y的原子半径
B. x的电负性大于y的电负性
C. x的氧化性大于y的氧化性
D. x的第一电离能小于y的第一电离能
[解析]　x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，则y原子比x原子多一个电子层，y原子半径大，A项错误；x是非金属，y是金属，非金属的电负性大于金属的电负性，B项正确；y单质无氧化性，C项错误；x是非金属，y是金属，非金属的第一电离能大于金属的第一电离能，D项错误。
[答案]　B
2. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，且互不同族，其中只有两种为金属；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W，Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9。单质Y和W都可与NaOH溶液反应。下列说法不正确的是(　　)
A. 原子半径：Y>Z>W
B. XW2熔点为－107℃，沸点为12.5℃，说明固态XW2为分子晶体

C. YW3水溶液蒸干并灼烧可得YW3固体
D. ZW2分子结构见右图，说明ZW2是极性分子
[解析]　X原子的最外层电子数与次外层电子数相等且原子序数最小，推得X为Be，又根据X与W原子的最外层电子数之和为9，推得W为Cl；由Y与Z原子的最外层电子数之和也为9，且Y也与NaOH溶液反应，并且互不同族，推出Y为A1，Z为S。C项由于Al3＋的水解，蒸干AlCl3溶液并灼烧得到Al2O3，故只有C项错。
[答案]　C
3. 下列有关物质结构和性质的说法中，正确的是(　　)
A. 元素非金属性Cl>S的实验依据是酸性HCl>H2S
B. 碳元素的电负性小于氧元素，每个CO2分子中有4个σ键
C. 同周期主族元素的原子形成的简单离子的电子层结构一定相同
D. Na、Mg、Al三种元素，其第一电离能由大到小的顺序为Mg>Al>Na
[解析]　选项A的实验依据应是元素最高价氧化物的水化物的酸性HClO4>H2SO4；选项B，每个CO2分子中有2个σ键；选项C，同周期主族元素的原子形成的简单离子的电子层结构不一定相同，如Na＋和Cl－。
[答案]　D
4. NH3、H2O等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是极性键构成的非极性分子。根据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是(　　)
A. 在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键
B. 在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量
C. 在ABn分子中每个共价键的键长都相等
D. 分子中不能含有氢原子
[解析]　由题给信息可以判断若ABn型分子是非极性分子，则ABn型分子中A原子的所有价电子都参与成键，与相对原子质量大小、键长以及是否含有氢原子无关。
[答案]　A
5. 下列说法正确的是(　　)
A. 离子化合物的熔点一定比共价化合物的高
B. 二氧化碳分子中存在共价键和分子间作用力
C. 非极性键也可以存在于化合物中
D. 甲烷、氨和水都是由极性键结合而成的极性分子
[解析]　若共价化合物是原子晶体，如SiO2的熔点比一般的离子化合物的熔点要高，故A错；分子间作用力不存在于分子内，只存在于分子间，B错；H2O2中存在非极性键，故C正确；甲烷是非极性分子，故D错。
[答案]　C
6. 下列描述中正确的是(　　)
A. CS2为V形的极性分子
B. ClO的空间构型为平面三角形
C. SF6中有6对完全相同的成键电子对
D. SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化
[解析]　CS2的分子结构为S===C===S，该分子为平面直线分子，A错误；ClO中Cl原子为sp3杂化，ClO的离子结构为[]－，为三角锥形结构，B错误；SF6中S与F形成6个相同的电子对；SiF4、SO中心原子均为sp3杂化，D正确。
[答案]　CD
7. 下列说法中正确的是(　　)
A．第三周期所包含的元素中钠的原子半径最小
B．钠的第一电离能比镁的第一电离能大
C．在所有元素中，氟的电负性最大
D．电子云示意图中的每个小黑点都表示一个电子
[解析]　同一周期(惰性气体除外)，从左到右，原子半径逐渐减小，第三周期所包含的元素中钠的原子半径最大，A错误；同一周期，从左到右，虽然有个别特殊性，但总体上第一电离能是逐渐增大的，钠的第一电离能比镁的第一电离能小，B错误；电子云示意图中的小黑点的疏密代表电子在这一区域出现机会的大小，D不对。
[答案]　C
8. 下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　　)
A. σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成
B. σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C. 双键中一定有一个σ键、一个π键，三键中一定有一个σ键、两个π键
D. 气体单质中一定存在σ键，可能存在π键
[解析]　p电子云重叠时，首先头碰头最大重叠形成σ键，py、pz电子云垂直于px所在平面，只能“肩并肩”地重叠形成π键，双键中有一个σ键、一个π键，三键中有一个σ键、两个π键，π键不能单独形成，A、B正确；σ键特征是轴对称，π键呈镜面对称，不能绕键轴旋转，C正确；稀有气体为单原子分子，不存在化学键，D不正确。
[答案]　D
9．已知信息：[Cu(NH3)4]SO4的电离方程式为
[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO。具有6个配体的Co3＋的配合物CoClm·nNH3，若1 mol此配合物与足量的AgNO3溶液反应只生成1 mol AgCl沉淀，则m、n的值分别是(　　)
A. m＝1，n＝5 　　　　　　　 B. m＝3，n＝4
C. m＝5，n＝1 D. m＝3，n＝3
[解析]　由题意可知，溶于水可电离出的氯离子不是配体，能与AgNO3反应生成沉淀。根据化合价原理，Co为＋3价，故m＝3。又因为总配位数为6,3个氯离子中只有两个是配体，所以NH3应为4个，即n＝4，此配合物为[Co(NH3)4Cl2]Cl。
[答案]　B
10．高温下，超氧化钾(KO2)晶体结构与NaCl相似，其晶体结构的一个基本重复单元如图所示，已知晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为－2价。则下列说法正确的是(　　)

A. 晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为1∶1
B. 晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C. 超氧化钾晶体中阳离子与阴离子的个数比为1∶2
D. 晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个
[解析]　晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比应为3∶1，A项错误；晶体中每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，B项错误；晶体中阳离子与阴离子的个数比为1∶1，C项错误；晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个，D项正确。
[答案]　D
二、非选择题
11．(2012·东北三校联考)下表为元素周期表的一部分，其中编号代表对应的元素。

请回答下列问题：
(1)写出元素⑦的基态原子的电子排布式________________，元素⑧位于________________区。
(2)若元素①③⑤形成的某化合物显酸性，经测定这三种元素的质量比为1∶6∶16，该化合物对氢气的相对密度为23，则其中碳原子的杂化方式为________________。
(3)元素④和⑥的第一电离能大小顺序是________________(用元素符号表示)。请写出由④⑤两种元素形成的与N互为等电子体的离子的化学式________________，其VSEPR构型为________________。
(4)在测定①和⑥形成的化合物的相对分子质量时，实验测得值一般高于理论值，其主要原因是_______________________。
(5)④和⑧形成某种化合物的晶胞结构如下图所示(每个球均表示1个原子，其中④显－3价)，则其化学式为________。

[解析]　由元素周期表中位置可知①是H，②是Be，③是C，④是N，⑤是O，⑥是F，⑦是Cr，⑧是Cu。(1)Cr是24号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。Cu在ⅠB族，属于ds区。(2)H、C、O的质量比为1∶6∶16，即三者原子个数比为2∶1∶2，设其分子式为(CH2O2)n，则(12＋2＋32)×n＝23×2，n＝1，即该化合物为，其中C是sp2杂化。(3)F的第一电离能大于N。N与O形成的与N互为等电子体的离子是NO。NO与CO2也是等电子体，可由CO2的结构推测NO的结构，其VSEPR构型为直线形。(4)HF分子间可形成氢键，易形成缔合分子(HF)n，造成所测相对分子质量高于理论值。(5)N与Cu形成的化合物中N显－3价，由晶胞结构可知，白球与黑球个数比为(8×)∶(12×)＝1∶3，结合化合物中各元素化合价代数和为零可知，白球表示N，黑球表示Cu，其化学式为Cu3N。
[答案]　(1)1s22s22p63s23p63d54s1　ds
(2)sp2
(3)F>N　NO　直线形
(4)HF分子间存在氢键，易形成缔合分子(HF)n
(5)Cu3N
12．(2012·河南毕业考试，36)已知：A、B、C、D、E、F、X为周期表中前四周期的七种元素，它们的原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素；B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子的相同；D2－离子与E2＋离子具有相同的稳定电子层结构；F有“生物金属”之称，F4＋离子和氩原子的核外电子排布相同；X的基态原子的价电子排布式为3d84s2。
请回答下列问题：
(1)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是________(填元素符号)。
(2)在A元素与上述其他元素形成的分子中，其中心原子为sp3杂化的为________。(写出2种即可)
(3)与C同族且位于第四周期元素所形成气态氢化物的电子式为________，它属于________(填“极性”或“非极性”)分子，其沸点低于C的氢化物的沸点，主要原因是
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
(4)F的基态原子核外电子排布式是
___________________________________________________。
(5)E原子的第一电离能比同周期后面相邻元素的第一电离能________(填“大”或“小”)。

(6)氢气是理想的清洁能源，X元素与镧(La)元素的合金可作储氢材料，该合金的晶胞如右图所示，晶胞中心有一个X原子，其他X原子都在晶胞面上，则该晶体的化学式为________。已知该晶体的密度为d g·cm－3，其摩尔质量为M g·mol－1，则该晶胞的体积是________。(请列出算式)
[解析]　A是周期表中原子半径最小的元素，则A是H元素。B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，则B是C元素。D的基态原子2p能级上未成对电子数与B原子的相同，即其基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，则D是O元素。因为七种元素原子序数依次增大，则C是N元素。D2－离子与E2＋离子有相同的稳定电子层结构，则E是Mg元素。F4＋和Ar原子核外电子排布相同，则F是22号元素Ti。X的基态原子价电子排布式为3d84s2，则X是Ni元素。同周期从左到右元素的电负性逐渐增强，故电负性O>N>C。对于La与Ni形成的合金，由其晶胞结构可知，一个晶胞中有La原子：8×＝1(个)，有Ni原子：1＋8×＝5(个)，故该晶体的化学式为LaNi5。由ρ＝可知：d g·cm－3＝/V，故V＝ cm3。
[答案]　(1)O>N>C　(2)CH4、H2O、NH3(写出2种即可)
(3) 　极性　NH3分子间能形成氢键而AsH3不能
(4)1s22s22p63s23p63d24s2
(5)大
(6)LaNi5　 cm3
13．(2012·湖南长沙模拟)已知A、B、C、D均为周期表中前36号元素，且原子序数依次增大。A、B、C为同一周期的主族元素，A原子最外层有3个未成对电子，B原子p能级电子总数与s能级电子总数相等。D是周期表1～18列中的第10列元素。请回答：
(1)C原子的电子排布图为________。
(2)A、B两元素的第一电离能较大的是________(填写元素符号)。
(3)A的氢化物的VSEPR模型立体结构为________。
(4)D属于元素周期表中第________周期第________族元素，它的＋2价离子的电子排布式为________。
(5)元素D的氧化物DO晶体结构与NaCl晶体结构相同，已知D2＋与最近的O2－核间距离为a cm，DO的摩尔质量为M g/mol，若用NA表示阿伏加德罗常数，则DO晶体的密度为______________。
(6)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，某种DO晶体中就存在如下图所示的缺陷：一个D2＋空缺，另有两个D2＋被两个D3＋所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中D和O的比值发生了变化。D的氧化物样品组成为D0.97O，则该晶体中D3＋与D2＋的离子个数比为________。

[解析]　由题干知：A为氮，B为氧，C为氟，D为镍。氮与氧的第一电离能较大的是氮；NH3的VSEPR模型为四面体，Ni在元素周期表中的第四周期第Ⅷ族。NiO与NaCl晶体结构相同：由题给信息知其晶胞棱长为2a cm、一个晶胞中有4个NiO，可知其密度等于＝ g/cm3。第(6)问中D的氧化物样品的组成为Ni0.97O。其中Ni有＋2价和＋3价，设＋2价为x个，＋3价为(0.97－x)个，由化合物中各元素化合价代数和为零得2x＋3(0.97 －x)＝2，解得x＝0.91，故Ni3＋与Ni2＋的个数比为(0.97－0.91)∶0.91＝6∶91。
[答案]　(1)F：
(2)N
(3)四面体
(4)四　Ⅷ　Ni2＋：1s22s22p63s23p63d8
(5) g/cm3
(6)6∶91
14. (模拟原题)过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

(1)应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为________。
(2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是________。(填序号)
A．PFS中铁显＋3价
B．铁原子的价电子排布式是3d64s2
C．由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D．由下表可知气态Fe2＋再失去一个电子比气态Mn2＋再失去一个电子难
元素
Mn
Fe
电离能
(kJ·mol－1)
I1
717

I2
1509
1561
I3
3248
2957
(3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物为：

①该化合物中存在的化学键类型有
___________________________________________________。
②该化合物中一个Cr的配位数为
___________________________________________________。
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有
____________________________________________________。
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H2O分子互为等电子体的微粒是________。(填一种即可)
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是________。(填元素符号)
[解析]　(1)每个氮原子周围紧邻有4个铁原子，而每个铁原子被2个氮原子共用，则氮原子与铁原子的个数比为1∶(4×)＝1∶2。(2)A项，由化合物中化合价代数和为零可知铁显＋3价。C项，PFS中铁显＋3价，且PFS是聚合铁，故由FeSO4制备PFS时需经过氧化、水解、聚合过程。D项，由表中数据可知气态Fe2＋再失去一个电子比气态Mn2＋再失去一个电子容易。(3)该化合物中有离子键、共价键、配位键。甲基丙烯酸的结构简式为，C原子的杂化方式有sp3和sp2。与H2O分子互为等电子体的微粒有H2S、NH等。与Cr同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素有K、Cu，最外层电子排布均为4s1。
[答案]　(1)1∶2
(2)D
(3)①配位键、共价键、离子键
②6
③sp3和sp2
④H2S或NH
⑤K、Cu