物质结构简答题.doc

高三化学题型训练参考答案
一、从物质结构的角度解释物质的性质
1． 第一电离能 Li < B< Be < C < O < N < F < Ne ：
答：同周期元素随原子半径减小，核电荷增大，核对外层电子引力逐渐增大，第一电离能呈增大趋势，但由于B的2s2全充满，及N的2p3半充满
稳定结构，使B的第一电离能反而比Be的大，N的第一电离能比O的大。出现反常现象。
2． 节日燃放的焰火：
答：燃放物中原子核外电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，以光的形式
释放能量，形成焰火。
3．铁离子比亚铁离子稳定：
答：Fe3+ 最外层电子排布3d5处于半充满稳定结构，而Fe 2+ 的最外层3d6 易失去一个电子形成半充满稳定结构。
4． 干态时，Cu+ 比 Cu2+ 稳定：
答：Cu+ 最外层电子排布3d10处于全充满稳定结构，比Cu2+ 最外层电子排布3d9稳定。
5． HI 、HBr、HCl 的分解温度依次升高：
答：原子半径 I >Br>Cl, 键长 HI > HBr > HCl, 键能 HI < HBr < HCl，所以分解温度依次升高。
6． 水分子的组成是H2O而不是H3O ：
答：氧原子只有两个未成对电子，只能与两个氢原子的电子配对成键。
7． 已知 N-N、N=N、N N 键能之比为 1.00 ：2.17 ：4.90 ，而 C-C、C=C、C C 的键能之比
为 1.00 ：1.77 ：2.34 ，解释为什么N2不易发生加成反应而乙烯乙炔容易发生加成反应：
答：从数据看，N2 中的π键键能比σ键的键能大，而C=C、C C 中的π键键能比σ键的键能小，
所以，烯烃、炔烃中的π键更易断裂发生加成反应。
8． 键角 CH4 > NH3 > H2O ：
答：CH4 、NH3 、H2O中中心原子都是sp3杂化，孤电子对数分别为 0、1、2，孤电子对对成键电子对的斥力CH4 < NH3 < H2O，斥力越大，将键角压缩得越小。所以键角CH4 > NH3 > H2O 。
9． 键角 NO2+ > NO2 > NO2— ：
答： NO2+ 为直线形，键角180°，NO2 、 NO2— 均为V形，但NO2 、 NO2— 中心原子孤电子对数分别为 1/2、1, 孤电子对对成键电子对的斥力 NO2 < NO2— 所以键角 NO2 > NO2— 。
10．接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量大于18：
答：接近水的沸点的水蒸气中水分子间形成氢键，形成了部分缔合分子 （H2O）n .
11．对羟基苯甲醛的沸点大于邻羟基苯甲醛的沸点：
答：对羟基苯甲醛存在分子间氢键，而邻羟基苯甲醛只有分子内氢键。
12．NH3易液化：
答： NH3分子间形成氢键，增强了分子间作用力。
13． NH3 极易溶于水：
答：NH3分子与水分子能形成氢键，NH3与H2O都是极性分子。
14．沸点 HF > HI > HBr > HCl ：
答：HF分子间有氢键，其沸点最高，相对分子质量HI > HBr > HCl ，范德华力HI > HBr > HCl，所以沸点 HF > HI > HBr > HCl。
15．冰的密度比水的小：
答：冰晶体中，每个H2O分子通过氢键与周围4个H2O分子相互吸引，迫使水分子间形成四面体结构，导致晶体中空间利用率不高，冰融化时，热运动使该结构解体，分子间空隙减小，密度反而
增大。
16．在水中溶解度 乙醇大于戊醇：
答：乙醇分子中烃基较小，其中羟基与水分子中羟基相近，因而与水互溶，戊醇的非极性基团烃基较大，其羟基与水分子的羟基相似因素小得多，所以在水中溶解度减小。
17．蔗糖易溶于水难溶于四氯化碳：
答：蔗糖和水都是极性分子，四氯化碳是非极性分子，相似相溶。
18．直馏汽油可从溴水中萃取出碘：
答：直馏汽油为液态烷烃，属于非极性溶剂，水是极性分子。碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂。
19．酸性 H2SeO4 > H2SeO3 :
答：H2SeO4 中的非羟基氧多于H2SeO3 ，使Se的正电性更高，导致Se—O—H 的电子向Se 偏移，更易电离出H+ 。
20．酸性 H2Se > H2S ：
答：原子半径Se > S ，Se 对H 的作用力较弱，H2Se 在水中更易电离出H+ 。
21．H2CO3 的电离常数 K1>K2 ：
答：第一步电离出的阴离子对正电荷有吸引作用，因此HCO3— 较难再电离出带正电荷的H+ 。
22． Al的电离能 I1<I2 <I3 《 I4 ：
答：前一步电离产生的阳离子对负电荷有吸引作用，阳离子电荷越高，吸引作用越强，所以逐级电离能越来越大，铝的最外层3个电子，第四电离能是离核更近的次外层电子的电离能，所以I4远大于I3 。
23． OF2的结构与水分子十分相似，但其分子的极性比水小 ：
答：OF2 和 H2O都是V形分子，O、F的电负性差值比O、H的电负性差值小，因而O—F的极性较小，分子的极性是键的极性向量和，所以极性OF2 < H2O 。
24． 食盐有固定的熔点而玻璃没有 ：食盐是晶体，玻璃是非晶体。
25． 熔点：
① 石墨 > 金刚石 > SiC > Si ：（原子晶体）
原因：键长:石墨 < 金刚石 < Si—C < Si—Si，键能：石墨 > 金刚石 > Si—C > Si—Si 。
② MgO > NaCl ：（离子晶体）
原因：MgO 与NaCl相比，离子电荷较高，半径较小，晶格能更大。
③ 冰 > H2Se > H2S ：（分子晶体）
原因：冰中有分子间氢键，分子间作用力大于H2Se 、 H2S ；H2Se 比H2S的相对分子质量大，
范德华力H2Se > H2S 。
④ 铝 > 镁 > 钠 ：（金属晶体）
原因：晶体中金属离子所带电荷 铝 > 镁 > 钠，而离子半径 铝 < 镁 < 钠, 所以金属键强度
铝 > 镁 > 钠
⑤ SiO2 > CO2 、 MgCl2 > AlCl3 ：（不同类型的晶体）
原因：SiO2 是原子晶体，CO2 是分子晶体；MgCl2 是离子晶体， AlCl3 是分子晶体 。
⑥ HF > Cl2 > CO > N2 ：
原因：它们都是分子晶体，HF分子间有氢键，熔点最高，Cl2的相对分子质量大于CO 和N2，
CO 和 N2相对分子质量相等，但CO是极性分子，N2是非极性分子。CO分子范德华力比N2大
26． 金属的物理共性 ：
原因：金属晶体中都存在自由电子（或电子气）。
27． 氯化钠和氯化铯的晶体中，氯离子配位数不同 ：
原因：两种晶体中正负离子的半径比不同
28．中间体丙二烯 CH2=C=CH2 分子中原子不全共平面
原因：分子两端的C以 sp2 杂化，第2号碳以 sp 杂化，其未参与杂化的两个p轨道相互垂直。
29． 醋酸易溶于水而硬脂酸难溶于水：
. 原因：水是极性分子，醋酸分子中非极性基团较小，极性基团较大，硬脂酸分子非极性基团较大，
极性基团较小，分子结构与水相似性很小。
30． NH3 常做配体，但分子结构相似的NF3 不易形成配合物：
原因：F的电负性很大，使氮原子上的电子偏向F,从而不易提供孤电子对形成配位键。

二、等电子体
等电子体具有相同的结构和某些相似的性质，试写出A、B 两组中各微粒的电子式，指出其余各组中各微粒的空间构型：
A．CO2 N2O NO2+ N3— SCN — CS2 BeF2 B．N2 CO C22－ NO＋ CN—
C．NO2— O3 SO2 D．NO3－ BO33－ BF3 CO32－ CS32－ SO3
E．C6H6 B3N3H6 F．SO42— PO43— ClO4— CCl4 SiF4
G．SO32— ClO3— BrO3— XeO3 H．CH4 SiH4 NH4+ BH4— PH4+
I ．SF6 AlF63— SiF62— PF6— J ．N2O4 C2O42— B2F4

三、 硼、碳、氮和硅元素的一些化合物是常见的无机非金属材料，或者是重要的有机物。下列是有关它们的某些分子、离子或晶体结构图，根据相关信息回答问题。
四硼酸根阴离子
甲 乙

丙 丁
（1）在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，如图甲所示，晶体具有与石墨相似的层状结构。
则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是   。
平均每个硼酸分子拥有 个氢键。硼酸是一元酸，产生H+的离子方程式是
。
硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子X m—（含B、O、H三种元素）的球棍模型如图乙所示：
① 在Xm—中，硼原子轨道的杂化类型有         ；配位键存在于           原子之间（填原子的数字标号）；m=            （填数字）。
② 硼砂晶体由Na+、Xm—和H2O构成，它们之间存在的作用力有       （填序号）。
A．离子键       B.共价键        C.金属键     D.范德华力       E.氢键
（2）晶体硅与金刚石的结构相同，在晶体硅结构中，每个Si-Si键之间插入一个氧原子，就是二氧
化硅的晶体结构，如图丙。二氧化硅晶体中最小的环为 元环。每个硅原子为 个最小环共有。每个最小环平均拥有 个氧原子。硅原子与硅氧键数比为 。参考下表键能数据和晶体硅与二氧化硅结构模型估算晶体硅在氧气中燃烧生成二氧化硅晶体的热化学方程式：
Si (s) + O2 (g) = SiO2 (s) 中，ΔH的值为

化学键
Si—O
O==O
Si—Si
Si—Cl
Si—C
键能kJ·mol－1
460
498.8
176
360
347

若二氧化硅晶胞的边长为684 pm, 则二氧化硅晶体的密度为 g.cm-3 。假定
二氧化硅晶体中Si——O——Si 共直线，则硅氧键的键长为 pm。
（3）与二氧化硅不同，干冰二氧化碳的晶胞结构如图丁。其分子构型为 ，与某含氮元素的阳离子是等电子体，该阳离子的电子式是 。氮与硼、碳、硅都
能形成原子晶体，其中，熔点最高的是 （填化学式）。BH3与NH3化合，产物结构式为
。
【物质结构与性质】
氮、磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：
（1）基态砷的价电子排布式是 。
（2）下列有关氮、磷、硫、氯的说法不正确的是 。
a. 第一电离能由小到大的顺序是S < P <Cl
b. NH3、PH3、AsH3三种物质中沸点最低的是AsH3
c. PO43-、SO42-、ClO4-互为等电子体，它们的空间构型均为四面体
d. 化合物是一种天然植物杀虫剂，其中N原子的杂化方式为sp3
（3）对CoCl3·5NH3的研究表明：①CoCl3·5NH3和硝酸银溶液作用时，其中两个氯离子迅速沉淀，第三个氯离子沉淀缓慢；②溶液导电性测量表明，含1mol CoCl3·5NH3的溶液中含有3mol离子，则配合物中配离子的化学式是
。
（4）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，其晶胞结构如右图，则磷化硼中磷原子周围距离最近的磷原子的数目是 ，晶体结构中存在的化学键有 （填序号）a.离子键b.共价键c.分子间作用力d.配位键
（5）肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) △H=－1038.7kJ·mol－1若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的π键有________mol。
如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是________。

在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”（如图），可以认为氧离子作密致单层排列，镍离子填充其中，列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为 ▲ g (氧离子的半径为1.40×10－10m)

21、（共12分 每空2分）
A．(1) 4s24p3 (2)bd (3) [CoCl(NH3)5]2+ （4）12；bd（5）3
B．(1)ACB

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