物质结构与性质.docx
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物质结构与性质
标题/来源:
2014届甘肃省张掖市高三第三次诊断考试理综化学试卷(带解析),日期:
2014/4/25
【题文】人类使用铜和它的合金具有悠久的历史,铜及其化合物在电子工业、材料工业、工农业生产及日常生活方面用途非常广泛。
试回答下列问题。
(1)Cu+的核外电子排布式为 。
(2)铜镁合金是一种储氢材料,某种铜镁互化物晶胞结构如图,则该互化物的化学式为 。
(3)叠氮化铜[Cu(N3)2]是一种紫黑色粉末,易爆炸,与N3-互为等电子体的分子有 (举2例)。
(4)丁炔铜是一种优良的催化剂,已知:
CH≡CH+2HCHO
OHC-CH2CH2OH。
OHC-CH2CH2OH中碳原子杂化方式有 ,乙炔属于 (填“极性”或“非极性”)分子。
(5)若向盛有CuSO4溶液的试管里加入氨水,首先形成蓝色难溶物,继续加入氨水,难溶物溶解,变成蓝色透明溶液,这时得到一种称为硫酸四氨合铜的物质,该物质的化学式为______________,其中含有的化学键类型有 。
【答案】
(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10(2分);
(2)MgCu2(2分);
(3)CO2、N2O、CS2(2分);
(4)sp2、sp3(2分);非极性(2分);
(5)[Cu(NH3)4]SO4(2分);离子键、共价键(极性键)、配位键(3分);
【解析】
试题分析:
(1)Cu是29号元素Cu+的核外电子数是28,所以Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
(2)根据晶胞结构的“均摊法”,顶点上的占晶胞的1/8,面心上的占晶胞的1/2,体内为1,所以晶胞中Mg原子的个数为8×1/8+6×1/2=4,Cu原子都在体内,个数是8,所以该互化物的化学式为MgCu2;
(3)N3-是3原子16价电子的离子,与其互为等电子体的分子也是3原子16价电子的分子,有CO2、N2O、CS2;
(4)有机物中碳原子的杂化方式依据碳原子周围的单键数,在OHC-CH2CH2OH中,碳原子周围有4个单键,则为sp3杂化,如-CH2CH2OH中的C;有3个单键则为sp2杂化,如OHC-;乙炔正负电荷重心重合,属于非极性分子;
(5)硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH3)4]SO4,SO42-与配离子之间是离子键,Cu2+与NH3之间是配位键,NH3分子中N、H之间是共价键。
考点:
考查核外电子排布,晶胞中原子个数的计算,等电子体的书写,杂化类型、分子极性的判断,化学键的判断
题号:
2042890,题型:
填空题,难度:
困难
标题/来源:
2014届河北省唐山市高三4月第二次模拟理综化学试卷(带解析),日期:
2014/4/25
【题文】W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素,其原子序数依次增大。
W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代;M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。
X的某一种单质是大气污染物监测物之一;Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态;Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)Y3+基态的电子排布式可表示为 。
(2)MX3-的空间构型 (用文字描述)。
(3)M可形成多种氢化物,其中MH3的碱性强于M2H4的原因是 。
(4)根据等电子原理,WX分子的结构式为 。
(5)1molWX2中含有的σ键数目为 。
(6)H2X分子中X原子轨道的杂化类型为 。
(7)向Z2+的溶液中加入过量NaOH溶液,可生成Z的配位数为4的配位离子,写出该配位离子的结构式 。
【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)(2分)
(2)平面三角形(2分)
(3)N2H4分子中N为-2价,而NH3分子中N为-3价,负电性更高,导致N原子的孤对电子更易提供出来与H+结合,故碱性更强。
(3分)
(4)C≡O (2分)
(5)2×6.02×1023个(或2NA)(2分)
(6)sp3(2分)
(2分)
【解析】
试题分析:
(1)W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,W是C元素,M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一,M是N元素,X的某一种单质是大气污染物监测物之一,则X是O元素;Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态,则Y的价电子排布为3d54s1,所以Y是Cr,Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物,Z是Cu。
所以Y3+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d3
(2)NO3-离子中,N的价层电子对数为3+1/2(5+1-3×2)=3,所以MX3-的空间构型为平面正三角形;
(3)从化合价角度分析:
N2H4分子中N为-2价,而NH3分子中N为-3价,负电性更高,导致N原子的孤对电子更易提供出来与H+结合,故碱性更强。
(4)CO与氮气是等电子体,化学结构相似,所以CO的结构式类似于氮气,存在三键结构;
(5)CO2分子中存在2个碳氧双键,每个双键都有1个σ键,所以1molCO2分子中存在2NAσ键;
(6)H2O分子中,O的价层电子对数是2+1/2(6-2)=4,所以是sp3杂化;
(7)向Cu2+加入过量NaOH溶液,可生成四羟基合铜络离子,结构式为
考点:
考查元素推断,核外电子排布,空间构型的判断,等电子体的性质,化学键的判断,杂化类型的判断,配位离子的结构式的书写
题号:
2042997,题型:
填空题,难度:
困难
标题/来源:
2014届湖北省天门市高中毕业生四月调研测试理综化学试卷(带解析),日期:
2014/4/25
【题文】现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素,它们位于元素周期表的前四周期。
B元素含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;D的原子核外有8个运动状态不同的电子;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子有4个未成对电子。
请回答下列问题:
(1)用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的顺序 。
(2)下列说法错误的是 。
A.二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点:
SiO2>CO2
B.电负性顺序:
C<N<O<F
C.N2与CO为等电子体,化学性质相似
D.由于水分子间存在氢键,所以稳定性:
H2O>H2S
(3)E元素的+2价氧化物的熔点比+3价氧化物 (高或低),原因是 。
(4)B单质的一种同素异形体的晶胞如图甲所示,若晶体的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中最近的两个原子之间的距离为 cm。
(5)F离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点。
①F原子的外围电子排布式为________。
向F的硫酸盐溶液中通入过量C与A形成的气体N,可生成[F(N)4]2+,该离子的结构式为 。
②某化合物与F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图乙所示的离子:
该离子中碳原子的杂化方式有 。
图甲 图乙
【答案】
(1)C (2)ACD(2分) (3)低(1分) Fe2+半径比Fe3+大,所带电荷也小于Fe3+,FeO的晶格能比Fe2O3的小(2分) (4) (5)①3d104s1(1分) (2分) ②sp2、sp3(2分) 【解析】 试题分析: B元素含有3个能级1s、2s、2p,且每个能级所含的电子数相同,都是2个电子,则B为C元素;D的原子核外有8个运动状态不同的电子,所以D是O元素;则C是N元素;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,说明E、F是第四周期元素,因为前三周期相邻主族元素的原子序数只差1,E元素的基态原子有4个未成对电子,则E为26号元素Fe,F为29号元素Cu。 (1)同周期元素第一电离能随核电荷数增大而升高,但N的2p轨道电子是半充满,比较稳定,不易失去,所以C、N、O三种元素的第一电离能由低到高的顺序是C (2)A、二氧化硅是原子晶体,二氧化碳是分子晶体,所以沸点: SiO2>CO2,A错误;B、同周期元素随核电荷数增大而增强,正确;C、N2与CO为等电子体,具有相似的化学结构,错误;D、氢键与熔沸点高低有关,因为O的原子半径小于S的原子半径,所以H2O分子中共价键比H2S强,所以水更稳定,错误,答案选ACD; (3)FeO的沸点比Fe2O3低,是因为Fe2+半径比Fe3+大,所带电荷也小于Fe3+,FeO的晶格能比Fe2O3的小的缘故; (4)该晶胞中有8×1/8+6×1/2+4=8个C原子,设晶胞的棱长是acm,则ρ="8×12"NA/a3,晶体中最近的两个原子是以面对角线一半的两端的C原子构成的正四面体中心与顶点的距离,利用数学知识课求解,答案为 。 (5)①F为29号Cu,外围电子的排布式为3d104s1,N为氨气,向硫酸铜溶液中通入过量氨气,生成四氨合铜络离子,其结构式为 ②C与N(或C)以不饱和键结合时是sp2杂化,以饱和键结合时为sp3杂化。 考点: 考查元素推断,原子结构与性质的关系,晶胞计算,核外电子排布,杂化理论应用 题号: 2043060,题型: 填空题,难度: 困难 标题/来源: 2014届湖南省益阳市高三下学期模拟考试理综化学试卷(带解析),日期: 2014/4/25 【题文】已知A、J、D、E、G是元素周期表中1~36号元素,其原子序数依次增大。 A与另外四种元素既不在同一周期,也不在同一主族。 J和D同主族,E和G同周期;元素G是周期表中的第7列元素,E的最外层电子数与最内层电子数相同,E跟J可形成离子化合物,其晶胞结构(其中J原子在晶胞内部)如图。 请回答下列问题: (1)D元素-1价离子的电子排布式为 ;G元素原子的价电子排布式为 。 (2)元素J与氮元素可以形成化合物NJ3,其中N—J键的化学键类型为 ,根据价层电子对互斥理论可以判断NJ3的空间构型为 ,NJ3分子中N原子的杂化方式为 杂化。 (3)A、J形成的化合物AJ的相对分子质量比A、D形成的化合物AD的相对分子质量小,但AJ的沸点比AD高,其原因是 。 (4)从晶胞图可以得出: E与J形成的离子化合物的化学式为 。 (5)含有E元素的化合物焰色反应为 色,焰色反应的原理是 。 【答案】 (1)1s22s22p63s23p6(2分) 3d54s2(2分) (2)共价键(或极性共价键)(1分) 三角锥形(1分) sp3(2分) (3)前者分子间存在氢键(2分) (4)CaF2(2分) (5)砖红(1分) 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,以光的形式释放出能量(2分) 【解析】 试题分析: A与另外四种元素既不在同一周期,也不在同一主族。 判断A是H元素;元素G是周期表中的第7列元素,则G是周期表中第四周期第七副族元素Mn元素;E和G同周期,E的最外层电子数与最内层电子数相同,最内层电子数是2,所以E是Ca元素;E跟J可形成离子化合物,通过计算其晶胞结构中E与J的离子个数比是1: 2,则J是-1价非金属;J和D同主族,所以J和D应为F、Cl元素。 (1)Cl元素-1价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6,G是25号Mn元素,其价电子排布式为3d54s2 (2)NF3分子中含有共价键,根据价层电子对互斥理论,中心原子的价层电子对数是4有1对孤对电子,所以空间构型是三角锥型,sp3杂化; (3)HF分子间存在氢键,使沸点升高; (4)从晶胞图可以得出: E与J形成的离子个数比为1: 2,所以化学式为CaF2 (5)Ca元素的焰色反应是砖红色,焰色反应是因为激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,以光的形式释放出能量 考点: 考查元素推断,电子排布式,杂化类型,化学式的判断,焰色反应原理 题号: 2043190,题型: 填空题,难度: 困难 标题/来源: 2014届江苏省扬州中学高三年级模拟考试化学试卷(带解析),日期: 2014/4/25 【题文】已知X、Y、Z、W、K五种元素均位于周期表的前四周期,且原子序数依次增大。 元素X是周期表中原子半径最小的元素;Y的基态原子中电子占据了三种能量不同的原子轨道,且这三种轨道中的电子数相同;W位于第2周期,其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;K位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同。 请回答下列问题: (答题时,X、Y、Z、W、K用所对应的元素符号表示) ⑴Y、Z、W元素的第一电离能由大到小的顺序是 。 ⑵K的二价离子电子排布式是 。 ⑶Y、Z元素的某些氢化物的分子中均含有18个电子,则Y的这种氢化物的化学式是 ;Y、Z的这些氢化物的沸点相差较大的主要原因是 。 ⑷若X、Y、W形成的某化合物(相对分子质量为46)呈酸性,则该化合物分子中Y原子轨道的杂化类型是 ;1mol该分子中含有σ键的数目是 。 ⑸Z、K两元素形成的某化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式是 ,Z原子的配位数是 。 【答案】⑴N>O>C ⑵[Ar]3d9 ⑶C2H6氮的氢化物(N2H4)分子间存在氢键 ⑷sp2 4NA ⑸Cu3N 6 【解析】 试题分析: 根据题意可知这几种元素分别是: X是H;Y是C;Z是N;W是O;K是Cu。 ⑴一般情况下,同一周期的元素,元素的非金属性越强,其失去电子越难,即第一电离能就越大。 但是由于N原子的电子处于半充满的稳定状态,所以失去电子比O还难,因此C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C。 ⑵29号元素Cu的二价离子电子排布式是[Ar]3d9。 (3)具有18个电子的碳元素的氢化物的化学物质为C2H6。 具有18个电子的氮元素的氢化物的化学物质为N2H4。 C2H6、N2H4的沸点相差较大是因为在乙烷C2H6的分子间只有分子间作用力,而在联氨N2H4的分子间除了有分子间作用力外,还存在氢键。 增加了分子之间的相互作用。 ⑷若H、O、C形成的某化合物呈酸性,相对分子质量为46的物质为甲酸HCOOH。 该化合物分子中Y原子轨道的杂化类型sp2杂化。 在1mol该分子中含有σ键的数目是4NA。 ⑸在该晶胞中含有的N原子个数为: 8×1/8="1;"含有的Cu原子个数为: 12×1/4=3.所以该晶体的化学式为Cu3N。 在晶体中与N原子距离相等且最近的Cu原子个数为6,它们分别在N原子的上、下、前、后、左、右六个方向。 因此N原子的配位数是6。 考点: 考查元素及化合物的推断、第一电离能的比较、原子的价电子排布式、分子中原子的杂化方式、晶体的化学式及配位数的计算的知识。 标题/来源: 2014届江西省景德镇市高三第一次模拟考试卷理综化学试卷(带解析),日期: 2014/4/25 【题文】阿司匹林(乙酰水杨酸, )是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。 乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128~135℃。 某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,制备基本操作流程如下: 主要试剂和产品的物理常数 请根据以上信息回答下列问题: (1)①合成阿斯匹林时,最合适的加热方式是 。 ②抽滤所得粗产品要用少量冰水洗涤,则洗涤的具体操作是 。 (2)提纯粗产物中加入饱和NaHCO3溶液至没有CO2产生为止,再抽滤,则加饱和NaHCO3溶液的目的是 。 另一种改进的提纯方法,称为重结晶提纯法。 方法如下: (3)改进的提纯方法中加热回流的装置如图所示, ①使用温度计的目的是 。 冷凝水的流进方向是 。 (填“b”或“c”)。 ②重结晶提纯法所得产品的有机杂质要比原方案少的原因 。 (4)检验产品中是否含有水杨酸的化学方法是 。 (5)该学习小组在实验中原料用量: 2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐(ρ=1.08g/cm3),最终称得产品m=2.2g,则所得乙酰水杨酸的产率为 。 【答案】 (1)①水浴加热 ②关小水龙头,向布氏漏斗中加蒸溜水至浸没沉淀物,待洗液完全滤出,洗涤2-3次。 (2)使乙酰水杨酸与NaHCO3溶液作用转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠,与不溶性杂质分离 (3)①控制反应温度,防止乙酰水杨酸受热分解; b ②水杨酸等有机杂质易溶于乙酸乙酯,冷却结晶时溶解在乙酸乙酯中很少结晶出来 (4)取少量结晶于试管中,加蒸馏水溶解,滴加FeCl3溶液,若溶液呈紫色则含水杨酸 (5)84.6% 【解析】 试题分析: (1)①乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128~135℃,所以合成阿斯匹林时,最合适的加热方式是水浴加热。 ②水杨酸微溶解于水,温度越高,溶解度越大。 所以为了要得到纯净的阿斯匹林抽滤所得粗产品要用少量冰水洗涤。 洗涤的具体操作是关小水龙头,向布氏漏斗中加蒸溜水至浸没沉淀物,待洗液完全滤出,洗涤2-3次。 (2)由于酸性乙酰水杨酸>H2CO3,所以加饱和NaHCO3溶液可以与乙酰水杨酸发生反应得到容易溶解于水的乙酰水杨酸钠,便于同步溶性的杂质分离。 (3)①使用温度计的目的是控制反应温度,防止乙酰水杨酸受热分解。 为了使冷凝效果提高,要使冷却水充满整个冷凝管。 所以冷凝水的流进方向是b.②重结晶提纯法所得产品的有机杂质要比原方案少是因为水杨酸等有机杂质易溶于乙酸乙酯,冷却结晶时溶解在乙酸乙酯中很少结晶出来。 (4)检验水杨酸(邻羟基苯甲酸)的方法是看是否含有酚羟基。 即: 取少量结晶于试管中,加蒸馏水溶解,滴加FeCl3溶液,若溶液呈紫色则含水杨酸,否则就不含有水杨酸。 (5) 的相对分子质量为138,n(C7H6O3)="2.0"g÷138g/mol=0.0144mol;n(醋酸酐)="(5.0"mL×1.08g/cm3)÷102g/mol=0.0529mol.由于醋酸酐的物质的量大于水杨酸,所以得到的乙酰水杨酸应该按照水杨酸来计算。 理论上得到乙酰水杨酸的质量为0.0144mol×180g/mol=2.6g.所以乙酰水杨酸的产率为(2.2g÷2.6g)×100%=84.6%. 考点: 考查有机物的合成与制取的知识。 题号: 2043289,题型: 填空题,难度: 困难 标题/来源: 2014届江西省景德镇市高三第一次模拟考试卷理综化学试卷(带解析),日期: 2014/4/25 【题文】现有六种元素,其中A、B、C、D为短周期主族元素,E、F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。 请根据下列相关信息,回答问题. A原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同 B元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1 C原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数,且与A同周期 D元素的主族序数与周期数的差为4,且不与A元素在同一周期 E是第七列元素 F是第29号元素 (1)A的基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个方向,原子轨道呈 形。 (2)E2+的基态核外电子排布式为 。 (3)A、B、C三种元素的最简单氢化物的熔点由低到高的顺序是 。 由B、C二种元素组成的分子与AC2互为等电子体的分子的结构式为 。 (用化学式表示) (4)BD3中心原子的杂化方式为 ,其分子空间构型为 。 (5)用晶体的x射线衍射法对F的测定得到以下结果: F的晶胞为面心立方最密堆积(如图),又知该晶体的密度为9.00g/cm3,晶胞中该原子的配位数为 ;F的原子半径是 cm;(阿伏加德罗常数为NA,要求列式计算)。 【答案】 (1)3,纺锤形或哑铃形 (2)[Ar]3d5 (3)CH4 N﹦N﹦O (4)sp3 三角锥形 (5)12; cm; 【解析】 试题分析: 根据题意可推知这几种元素分别是: A是C;B是N;C是O;D是Cl;E是Mn;F是Cu。 (1)C的基态原子中能量最高的电子在2p轨道,其电子云在空间有3种不同的方向,原子轨道呈纺锤形或哑铃形。 (2)Mn2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5.或简写为[Ar]3d5。 (3)C、N、O三种元素的氢化物的化学式为CH4、NH3、H2O。 它们都是由分子构成的物质。 分子间通过分子间作用力结合。 相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高。 在NH3和H2O的分子间还存在氢键增加了分子间的相互作用,氢键水分子间的大于氨分子之间的氢键。 所以熔沸点由低到高的顺序是CH4 与CO2互为等电子体的由B、C二种元素组成的分子N2O分子的结构式为N=N=O。 (4)在NCl3中的中心原子N的杂化方式为sp3。 由于在N原子上有一对孤对电子对其它的化学键有排斥作用,使得分子分子空间构型为三角锥形。 (5)Cu的晶胞为面心立方最密堆积。 在每个晶胞中含有3个距离相等且最近的Cu原子,通过一个顶点有8个晶胞,而且每个Cu原子被重复了2次,所以在Cu晶体中的Cu的配位数为(3×8)÷3=12.在每个晶胞中含有的Cu原子的个数为8×1/8+6×1/2=4.假设晶胞的边长为L.Cu原子的半径为r. .两式联立求解可得 . 考点: 考查元素的推断、电子云的空间伸展方向、原子轨道的构型、核外电子排布式、物质的熔沸点的比较、等电子体、金属晶体的结构及原子半径的计算的知识。 题号: 2043291,题型: 填空题,难度: 困难 标题/来源: 2014届广东省惠州市高三4月模拟考试理综化学试卷(带解析),日期: 2014/4/29 【题文】北大和中科院已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子晶体,具有良好的超导性。 有关分析正确的是 A.K3C60中只有离子键 B.K3C60中碳元素显-3价 C.该晶体在熔融状态下能导电 D.该晶体熔点较低 【答案】C 【解析】 试题分析: A、K3C60中不仅存在离子键,C与C之间还存在共价键
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