（福建專用）2014版高三化學(xué) 專題檢測(cè)卷（十四） 專題七 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）

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1、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(45分鐘100分)1.(12分)(2013新課標(biāo)全國卷)硅是重要的半導(dǎo)體材料,構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為,該能層具有的原子軌道數(shù)為、電子數(shù)為 。(2)硅主要以硅酸鹽、等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)個(gè)原子。(4)單質(zhì)硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí)：化學(xué)鍵CC

2、CHCOSiSiSiHSiO鍵能/(kJmol-1)356413336226318452硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是 。(6)在硅酸鹽中,Si四面體通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為,Si與O的原子數(shù)之比為,化學(xué)式為。2.(14分)中國古代四大發(fā)明之一黑火藥,它在爆炸時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2KNO3+3C+S=A+N2+3CO2(已配平)(1)除S外,上列元素的電負(fù)性從大到小依次為。在生成物中,A的晶體類型為,含極性共價(jià)鍵的分子的中心原子軌道雜化類型為。已知CN

3、-與N2互為等電子體,推算HCN分子中鍵與鍵數(shù)目之比為 。(2)原子序數(shù)小于36的元素Q和T,在周期表中既處于同一周期又位于同一族,且原子序數(shù)T比Q多2。T的基態(tài)原子外圍電子(價(jià)電子)排布為 ,Q2+的未成對(duì)電子數(shù)是。(3)若某金屬單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示,其晶胞特征如下圖乙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。則晶胞中該原子的配位數(shù)為,該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的。3.(10分)(2013廈門質(zhì)檢).雙氰胺結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。(1)雙氰胺的晶體類型為。(2)雙氰胺所含元素中,(填元素名稱)元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)最多。(3)雙氰胺分子中鍵和鍵數(shù)目之比為

4、。.硼的最簡(jiǎn)單氫化物乙硼烷球棍模型如右圖,由它制取硼氫化鋰的反應(yīng)為2LiH+B2H6=2LiBH4(4)乙硼烷分子中硼原子的雜化軌道類型為。(5)B為正四面體結(jié)構(gòu),LiBH4中硼原子和氫原子之間的化學(xué)鍵為(填序號(hào))。A.離子鍵B.金屬鍵C.氫鍵D.配位鍵E.極性鍵F.非極性鍵(6)根據(jù)以上反應(yīng)判斷,其中涉及元素的電負(fù)性從小到大的順序?yàn)?(填元素符號(hào))。(7)碳的最簡(jiǎn)單氫化物是CH4,而硼的最簡(jiǎn)單氫化物不是BH3,其原因?yàn)?。4.(14分)(2013石家莊一模)氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體,由于具有令人滿意的仿金效果,越來越多地成為黃金裝飾的替代品。以TiCl4為原料,經(jīng)過一系列反應(yīng),可以制

5、得Ti3N4和納米TiO2,請(qǐng)回答下列問題：(1)反應(yīng)為置換反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。TiCl4分子中4個(gè)氯原子不在同一平面上,則TiCl4的空間構(gòu)型為。(2)元素周期表中鈦元素位于第周期第族。與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子的外圍電子排布式為;Ti3N4中鈦元素的化合價(jià)為。(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,納米TiO2催化的一個(gè)實(shí)例如下：化合物甲的分子中采取sp2雜化的碳原子個(gè)數(shù)為,化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)椤?4)有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示,該氮化鈦晶胞中含有個(gè)氮原子,晶胞中N、Ti之間的最近距離為apm,則該氮化鈦的密度為 gcm-3(

6、NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,只列算式)。5.(14分)(2013南平二模)信息一：鉻同鎳、鈷、鐵等金屬可以構(gòu)成高溫合金、電熱合金、精密合金等,用于航空、宇航、電器及儀表等工業(yè)部門。信息二：氯化鉻酰(CrO2Cl2)是鉻的一種化合物,常溫下該化合物是暗紅色液體,熔點(diǎn)為-96.5,沸點(diǎn)為117,能和丙酮(CH3COCH3)、四氯化碳、CS2等有機(jī)溶劑互溶。(1)鉻(24號(hào)元素)原子的基態(tài)電子排布式為 。(2)CH3COCH3分子中含有個(gè)鍵,含有個(gè)鍵。(3)固態(tài)氯化鉻酰屬于晶體,丙酮中碳原子的雜化方式為,二硫化碳屬于(填“極性”或“非極性”)分子,分子中含有(填“極性”或“非極性”)鍵。(4)K也是

7、鉻的一種化合物,該化合物屬于離子化合物,其中除含離子鍵、共價(jià)鍵外,還含有鍵。(5)金屬鉻的晶胞如圖所示,一個(gè)晶胞中含有 個(gè)鉻原子。6.(18分)(2013新課標(biāo)全國卷)前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè),并且A-和B+的電子數(shù)相差為8;與B位于同一周期的C和D,它們價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2,且原子序數(shù)相差為2?；卮鹣铝袉栴}：(1)D2+的價(jià)層電子排布圖為。(2)四種元素中第一電離能最小的是,電負(fù)性最大的是(填元素符號(hào))。(3)A、B和D三種元素組成的一個(gè)化合物的晶胞如圖所示。該化合物的化學(xué)式為;D的配位數(shù)為;列式計(jì)算該晶體的密度g

8、cm-3。(4)A-、B+和C3+三種離子組成的化合物B3CA6,其中化學(xué)鍵的類型有;該化合物中存在一個(gè)復(fù)雜離子,該離子的化學(xué)式為 ,配位體是 。7.(18分)(2013泉州質(zhì)檢)原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第14周期,其中A原子核是一個(gè)質(zhì)子;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),B與C可形成正四面體形分子,D原子外圍電子排布為3d104s1。請(qǐng)回答下列問題：(1)這四種元素中電負(fù)性最大的是(填元素符號(hào),下同),第一電離能最小的是;(2)C所在的主族元素氣態(tài)氫化物中,沸點(diǎn)最低的是(填化學(xué)式);(3)B元素可形成多種單質(zhì),其中“只有一層原子厚”的物質(zhì),被公認(rèn)為目前世界上已知的最

9、薄、最堅(jiān)硬、傳導(dǎo)電子速度最快的新型材料,該材料晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示,其原子的雜化類型為 ;(4)D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如右圖,該晶體中含有的化學(xué)鍵是(填選項(xiàng)序號(hào));極性鍵非極性鍵配位鍵金屬鍵(5)某學(xué)生所做的有關(guān)D元素的實(shí)驗(yàn)流程如下圖：D單質(zhì)棕色的煙綠色溶液藍(lán)色沉淀藍(lán)色溶液黑色沉淀請(qǐng)書寫第步反應(yīng)的離子方程式： 。答案解析1.【解析】(1)基態(tài)硅原子中,電子占據(jù)的最高能層為第三層,符號(hào)為M,該能層中有3個(gè)能級(jí)：3s、3p和3d,3s能級(jí)有1個(gè)原子軌道,3p能級(jí)有3個(gè)原子軌道,3d能級(jí)有5個(gè)原子軌道,所以該能層具有的原子軌道數(shù)為9,填充的電子數(shù)為4。(2)硅在自然界中主要以硅酸鹽和二氧化硅等化合物的

10、形式存在于地殼中。(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以硅硅共價(jià)鍵相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置的有6個(gè)原子,每個(gè)面心原子貢獻(xiàn)二分之一,所以6個(gè)面心原子對(duì)該晶胞貢獻(xiàn)3個(gè)原子。(4)根據(jù)題意：工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2。(5)分析表格中CC鍵、CH鍵、SiSi鍵、SiH鍵的鍵能,可以得出：CC鍵和CH鍵較強(qiáng),所形成的烷烴穩(wěn)定,而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成,所以硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多。分析表格中CH鍵

11、、CO鍵、SiH鍵、SiO鍵的鍵能,可以得出：CH鍵的鍵能大于CO鍵,CH鍵比CO鍵穩(wěn)定,而SiH鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于SiO鍵,所以SiH鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的SiO鍵,所以SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物。(6)題干圖(b)為一種無限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中每個(gè)硅原子和4個(gè)氧原子形成四面體結(jié)構(gòu),所以硅原子的雜化形式為sp3,Si與O的原子數(shù)之比為13,化學(xué)式為-,其中一個(gè)為鍵,2個(gè)為鍵,所以HCN中有2個(gè)鍵,2個(gè)鍵。(2)根據(jù)題意可知Q和T為族元素,又知原子序數(shù)T比Q多2,所以Q是Fe,T是Ni,Ni的基態(tài)原子外圍電子排布為3d84s2,Fe2+有4個(gè)未成對(duì)電子。(3)根據(jù)

12、甲圖可知該原子的堆積方式是面心立方最密堆積,根據(jù)乙圖可知其配位數(shù)是12。答案：(1)ONCK離子晶體sp雜化11(2)3d84s24(3)12面心立方最密堆積3.【解析】(1)分子晶體能用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示,故雙氰胺的晶體類型為分子晶體。(2)H、C、N基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)分別為1、2、3。(3)雙氰胺分子中鍵數(shù)為9,鍵數(shù)為3,二者之比為31。(4)硼原子以四條鍵與氫原子成鍵,其雜化軌道類型為sp3。(5)硼原子最外層有3個(gè)電子,B中硼原子與3個(gè)氫原子形成極性鍵,與1個(gè)H-形成配位鍵,但成鍵后,4個(gè)共價(jià)鍵等同,故B為正四面體結(jié)構(gòu),應(yīng)選D、E。(6)LiBH4中Li為+1價(jià),B為+3價(jià),H為-1價(jià)

13、,故三者的電負(fù)性從小到大的順序?yàn)長(zhǎng)iBH。(7)碳原子最外層有四個(gè)電子,CH4中碳原子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),硼原子最外層有三個(gè)電子,BH3中硼原子只有6個(gè)電子,不能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。答案：(1)分子晶體(2)氮(3)31(4)sp3(5)D、E(6)LiBOC。(4)氮化鈦晶胞中氮原子數(shù)為8+6=4,鈦原子數(shù)為1+12=4,因此該晶胞的化學(xué)式為TiN。答案：(1)2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2正四面體(2)4B4d25s2+4(3)7NOC(4)4 5.【解析】(1)鉻為24號(hào)元素,屬于第4周期第B族,所以可以很快地寫出其基態(tài)電子排布式。(2)CH3COCH3分子結(jié)構(gòu)式為,羰基中含有1個(gè)鍵,分

14、子中含有2個(gè)CC鍵、6個(gè)CH鍵、1個(gè)CO鍵。(3)通過氯化鉻酰常溫下的熔沸點(diǎn)、溶解性可知其屬于分子晶體。丙酮中含有兩種碳原子,甲基碳原子雜化方式與甲烷碳原子相同,為sp3雜化;羰基碳原子為sp2雜化。四氯化碳是非極性分子,二硫化碳也是非極性分子,其分子中只含極性鍵。(4)K是配位化合物,其中肯定含有配位鍵。(5)晶胞中顯示的是9個(gè)原子,但8個(gè)位于晶胞頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)上的原子屬于8個(gè)晶胞,故屬于該晶胞的只有;晶胞內(nèi)的原子完全屬于該晶胞,因此一個(gè)晶胞中含有2個(gè)鉻原子。答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1或(3d54s1)(2)19(3)分子甲基碳原子sp3、羰基碳原子sp2非極性極

15、性(4)配位(5)2【解題技巧】化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系1.只含非極性共價(jià)鍵的物質(zhì)：同種非金屬元素構(gòu)成的單質(zhì),如I2、N2、P4、金剛石、晶體硅等。2.只含有極性共價(jià)鍵的物質(zhì)：一般是不同種非金屬元素構(gòu)成的共價(jià)化合物,如HCl、NH3、SiO2、CS2等。3.既有極性鍵又有非極性鍵的物質(zhì),如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。4.只含有離子鍵的物質(zhì)：活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物,如Na2S、NaCl、K2O、NaH等。5.既有離子鍵,又有非極性鍵的物質(zhì),如Na2O2、CaC2等。6.既有離子鍵,又有極性鍵的物質(zhì),如NaOH、NaHS、Ca(ClO)2等。7.既有離子鍵,

16、又有極性鍵和非極性鍵的物質(zhì),如Na2S2O3、Na2C2O4等。8.既有離子鍵,又有共價(jià)鍵和配位鍵的物質(zhì),如NH4Cl、PH4I等。9.由強(qiáng)極性鍵構(gòu)成但又不是強(qiáng)電解質(zhì)的物質(zhì),如HF。10.只含有非極性共價(jià)鍵,而無范德華力的物質(zhì)是原子晶體的單質(zhì),如金剛石、晶體硅等。11.只含有極性共價(jià)鍵,而無范德華力的物質(zhì)是原子晶體的化合物,如SiO2、SiC等。12.不含化學(xué)鍵的物質(zhì),是稀有氣體(單原子分子),如Ar、Xe等。6.【解析】由題目信息可以推出：A為F,B為K,C為Fe,D為Ni。(1)D2+的價(jià)電子排布圖為。(2)K的4s軌道只有1個(gè)電子,失電子能力比較強(qiáng),鐵元素的4s軌道有2個(gè)電子,3d軌道有

17、6個(gè)電子,鎳元素的4s軌道有2個(gè)電子,3d軌道有8個(gè)電子,故這四種元素中第一電離能最小的元素是K,一般來說,元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性就越大,所以這四種元素中電負(fù)性最大的元素是F。(3)由題干晶胞示意圖可以看出,晶胞中氟原子位置：棱上16個(gè),面上4個(gè),體內(nèi)2個(gè),故每個(gè)晶胞平均占有氟原子個(gè)數(shù)為161/4+41/2+2=8;鉀原子的位置：棱上8個(gè),體內(nèi)2個(gè),故每個(gè)晶胞平均占有鉀原子個(gè)數(shù)為81/4+2=4;鎳原子的位置：頂點(diǎn)8個(gè),體心1個(gè),故每個(gè)晶胞平均占有鎳原子個(gè)數(shù)為81/8+1=2。所以這三種原子個(gè)數(shù)比為KNiF=428=214,故該化合物的化學(xué)式為K2NiF4;該化合物是離子晶體,配位數(shù)是指一

18、個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目,由圖可以看出Ni的配位數(shù)是6。由密度公式知該晶體的密度為m/V=(394+592+198)/(NA4004001 30810-30)gcm-33.4 gcm-3。(4)這三種離子形成的化合物為K3FeF6,它是一種離子化合物,所以其中化學(xué)鍵的類型有離子鍵和配位鍵,復(fù)雜離子為3-,配位體是F-。答案：(1)(2)KF(3)K2NiF46gcm-33.4(4)離子鍵、配位鍵3-F-7.【解析】A原子核是一個(gè)質(zhì)子,則A為H;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即有6個(gè)電子,則B為C;B與C可形成正四面體形分子且A、B、C、D分別處于第14周期,則C只能為Cl;D原

19、子外圍電子排布為3d104s1,則D為Cu。(1)H、C、Cl、Cu四種元素中,電負(fù)性最大的應(yīng)是Cl,第一電離能最小的應(yīng)是金屬元素Cu。(2)HF分子間含有氫鍵,沸點(diǎn)最高,HCl、HBr、HI的沸點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高。(3)碳原子與另外三個(gè)碳原子相連,且形成平面結(jié)構(gòu),碳原子的雜化類型為sp2。(4)由結(jié)構(gòu)圖可知該醋酸銅晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵。(5)分析實(shí)驗(yàn)流程圖可知：Cu與Cl2反應(yīng)生成CuCl2,藍(lán)色沉淀為Cu(OH)2,藍(lán)色溶液為Cl2,黑色沉淀則為CuS。據(jù)此可寫出離子方程式為2+H2S+2H2O=CuS+2N+2NH3H2O答案：(1)ClCu(2)HCl(3)sp2(4)(5)2+H2S+2H2O=CuS+2N+2NH3H2O