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物质结构与性质(选考)
题目一 原子结构与性质
1. W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子序数依次增大，其它相关信息如下表所示：

2． 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        。
3.有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素（原子序数均小于30）。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子核外有成单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：
（1）D的元素符号为____，基态E原子的价电子排布式___ ____。
（2）A的单质分子中有___________个键，_______个键。
（3）A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为___________（用元素符号表示），B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的，原因是___________________。
（4）A的最简单氢化物分子的空间构型为________，其中A原子的杂化类型是_______。
4． A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素。已知：A是周期表中原子半径最小的元素，B的基态原子核外电子有7种运动状态，B、C、E三种元素原子中未成对电子数之比为3∶2∶1，D原子核外有4个能级且均充满电子，D与E可形成DE2形化合物，F原子核外最外层只有1个电子，其余各层均充满电子。
回答下列问题：
（1）B、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。（用元素符号表示）
（2）F在周期表中位于 区，其价电子排布图为 ，与F同周期且未成对电子数最多的元素为 （填写元素符号）。
（3）B、D、E三种元素中可形成XY3形化合物的化学式为 ，其中心原子杂化方式为 ，分子的空间构型为 。
（4）A与B形成的化合物易溶解在A与C形成的化合物中， 其原因是 。
（5）DC化合物熔点高于DE2的熔点，其原因是 。
（6）F2+与NH3形成配离子［F(NH3)4］2+，在［F(NH3)4］2+中， F2+ 位于正四面体中心，NH3位于正四面体的顶点，试在右图中表示［F(NH3)4］2+中F2+与N之间的化学键。
5．决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
（1）已知A和B为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
电离能/kJ·mol－1
I1
I2
I3
I4
A
578
1817
2745
11578
B
738
1451
7733
10540

A通常显 价，A的电负性 B的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol－1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因： 。组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是 。
共价键
C－C
C－N
C－S
键能/ kJ·mol－1
347
305
259

（3）实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构
与NaCl晶体结构相似（如右图所示），已知3种离子晶体
的晶格能数据如下表：
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/kJ·mol－1
786
715
3401
则该4种离子晶体（不包括NaCl）熔点从高到低的顺序是： 。
其中MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最邻近且等距离的Mg2＋有 个。
（4）金属阳离子含未成对电子越多，则磁性越大，磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中，适合作录音带磁粉原料的是 。
（5）某配合物的分子结构如右图所示，其分子内
不含有 （填序号）。
A．离子键 B．极性键  C．金属键
D．配位键 E．氢键 F．非极性键

题目二 分子结构与性质
1．碳族元素的单质及其化合物是一类重要物质。请回答下列问题：[来源:学*科*网]
（1）锗(Ge)是用途很广的半导体材料，其基态电子排布式为 。
（2）C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为___ _。
（3）合成氨化碳是一种硬度比金刚石还大的晶体，氮化碳的晶体类型为 ，该晶体中微粒间的作用力是 。
（4）COC12俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，光气分子的结构式为 ，其中碳氧原子之间共价键是 （填序号）。
a．2个σ键 b．2个π键 c．1个σ键，1个π键
（5）CaC2中C2-2与O2+2互为等电子体，O2+2的电子式可表示为 。
（6）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似（如图示），但CaC2晶体中哑铃形
C2-2的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的
C2-2数目为 。
2．测定土壤中铁的含量可将三价铁还原为二价铁，采用邻啡罗啉作显色剂，用比色法测定，若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。反应原理如下： 4FeCl3+2NH2OH·HCl4FeCl2+N2O+6HCl+H2O

(1)Fe2+在基态时，核外电子排布式：
(2)羟胺中(NH2OH)采用SP3杂化的原子有： ；羟胺熔沸点较高是因为分子间存在较强的
(3)Fe2+与邻啡罗啉形成的配合物(形成过程如图l所示)中，配位数为：
(4)根据价层互斥理论，ClO4-的空间构形为：
(5)铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如图2所示，则该磁性材料的化学式为
3． N和B元素在化学中有很重要的地位。
（1）写出与N元素同主族的As元素的基态原子核外电子排布式______________。
从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB3型，但分子的空间结构有很大不同，其原因是____________________________________________，其中BF3的分子构型为__________。
（3）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。BN的晶体结构与金刚石相似，其中B原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是____ _。
（4）NaN3是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质，NaN 3也可用汽车的保护气囊。3 mol NaN 3受撞击会生成4 mol N2气体和一种离子化合物A。
①请写出上述NaN 3撞击反应的化学方程式 。
②根据电子云的重叠方式判断：N2分子中存在的σ键和π键数目之比为 ： 。
4．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E＜F。其中A、C是同一周期元素。A的s能级上电子总数等于p能级上电子总数的2倍。化合物DC中D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。E的基态原子中有6个未成对电子，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为1∶2，三个氯离子位于外界。F原子的M能层上有4个未成对电子。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示）
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
（2）用氢键表示式写出B的氢化物溶液中存在的所有氢键 。
（3）写出化合物AC2的电子式 ；其中心原子采取 杂化。
（4）E原子基态价层电子排布式是 ，ECl3形成的配合物的化学式为 。
（5）已知FxC晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1。测知FxC晶体密度为6.0g/cm3，晶胞边长为4.2×10-10m，求FxC中x值（精确至0.01）为________。
题目三 晶体结构与性质
1．有a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能极，I1（a）期表前四周期中电负性最小的元素，f的原子序数为29．请回答下列问题，（如需表示具体元素请用相应的元素符号）
（1）写出bc2+的电子式 ，基态f原子的核外电子排布式 。
（2）b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物，其主要原因有两个：一是 ；二是 。
（3）化合物甲由c、d两种元素组成，其晶胞如甲图，甲的化学式 。
（4）化合物乙的部分结构如乙图，乙由a、b两元素组成，硬度超过金刚石．
①乙的晶体类型为 ，其硬度超过金刚石的原因是 。
②乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为 。

2．已知a、b、x、y、z五种元素的原子序数依次增大，其中a原子的半径是所有原子中半径最小的，b原子中的电子有6种不同的运动状态，y原子的L层有2对成对电子，z元素的电负性是前四周期中最小的。
（1）x、y两种元素的第一电离能的大小为x y（填“>”、“<”或“=”），用原子结构的知识解释原因 ；
（2）固体物质M的化学式为x a 5 ，它的所有原子最外层都符合相应的稀有气体原子的最外电子层结构。则该化合物中a元素的化合价为 和 ；该化合物中x原子的杂化方式为　　　　；
（3）如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙，z原子可作为容体掺入C60晶体的空隙中，形成具有良好的超导性的掺杂C60 化合物。现把C60 抽象成质点，该晶体的晶胞结构如图所示，若每个四面体空隙填入一个z元素的原子，则 z元素全部填满C60晶体的四面体空隙后，所形成的掺杂C60 化合物的化学式为 。
3．氢能被视作连接化石能源和可再生能源的重要桥梁。
（1）水是制取H2的常见原料，下列有关水的说法正确的是 。
a．水分子是一种极性分子
b．H2O分子中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的键
c．水分子空间结构呈V型
d．CuSO4·5H2O晶体中所有水分子都是配体
（2）氢的规模化制备是氢能应用的基础。
在光化学电池中，以紫外线照钛酸锶电极时，可分解 水制取H2同时获得O2。已知钛酸锶晶胞结构如右图所示，则钛酸锶的化学式为 。
（3）氢的规模化储运是氢能应用的关键。
①准晶体Ti38Zr45Ni17的储氢量较高，是一种非常有前途的储氢材料。该材料中，镍原
子在基态时核外电子排布式为 。
②氨硼烷化合物（NH3BH3）是最近密切关注的一种新型化学氢化物储氢材料。请画出含有配位键（用“→”表示）的氨硼烷的结构式 ；与氨硼烷互为等电子体的有机小分子是 ；（写结构简式）。
③甲酸盐/碳酸盐可用于常温储氢，其原理是：甲酸盐在钌催化下会释放出氢气，产生的CO2被碳酸盐捕捉转变碳酸氢盐，碳酸盐又能催化转化为甲酸盐。已知HCO3-在水溶液中可通过氢键成为二聚体（八元环结构），试画出双聚体结
构 。
4. X、Y、Z、W是元素周期表中前四周期中的四种元素，其中X的原子中不存在中子，Y原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。请回答下列问题：
(1) 写出Y原子基态时的价电子排布式：______________。
(2)X和Y可以形成Y2X4分子，1个Y2X4分子中含有键的数目为______________，其中Y原子的杂化轨道类型为______________。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，则元素Z的这种氧化物的分子式是__________
(4)图2表示某种含Z有机化合物的结构，其分子内4个Z原子分别位于正四面体的4个顶点（见图3)，分子内存在空腔，能嵌人某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________(填标号）。
A. CF4 B. CH4 C. D. H2O
(5)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图4所示，该氯化物的化学式是_________。已知其晶胞边长为anm，则其晶体密度为_________(列出算式即可）。该氯化物可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物，则反应的化学方程式为_____ ____
(6)元素金（Au)与W形成的一种合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中W原子处于面心，Au原子处于顶点位置。该晶体中原子之间的作用力是_________；该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由W原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将W原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_________
5.已知X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；x－和Y+有相同的核外电子排布；Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气态单质。回答下列间题（相关回答均用元素符号表示）：
(1)R的基态原子的核外电子排布式是
(2)Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是 。
(3)X与Z中电负性较大的是 ；Z的某种含氧酸盐常用于实验室中X的单质的制取，此酸根离子的空间构型是 ，此离子中含有的化学键类型是 ；X一Z一X的键角 109. 50。（填“＞”、“＝”或“＜”）（提示：孤电子对之间的斥力）
(4)X与Y形成的化合物Y2X的晶胞如图。其中X离子的配位数为_______,
以相距一个X离子最近的所有Y离子为顶点构成的几何体为
_______________,该化合物与MgO相比，熔点较高的是 。
（5）已知该化合物的晶胞边长为a pm，则该化合物的密度为 。
（列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为NA）
6． A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大，除G外均为前20号元素。A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数，C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等，C、D处于相同的能级，且D是同期中电负性最大的元素，E原子的第一至第四电离能（kJ·mol－1）分别为：578、1817、2745、11575，F元素原子中4s能级有2个电子。G元素的离子形成的硫酸盐结晶水合物呈蓝色。
1)B形成的单质中有_____个σ键，_________个π键，上述元素形成的化合物中和B的单质是等电子的是__________(填化学式) 。
(2) G元素的基态原子的外围电子排布式为 。
(3) 常温下，E单质投入到B的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中的现象是 。
(4)D、F组成的晶体FD2结构如图Ⅰ所示，G形成晶体的结构如Ⅲ所示，Ⅱ为H3BO3（硼酸）晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)。
图Ⅰ 图Ⅱ 图Ⅲ
①图I所示的FD2晶体中与F离子最近且等距离的F离子数为 ，图I的密度为a g·cm-3，则晶胞的体积是 cm3（只要求列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示）。
②图II所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是 。
③图Ⅲ中G原子形成的晶体中G原子的配位数为___ ，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为 。
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