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选修三期中专练董老师

2018选修3期中专练

1．【选修3——物质结构与性质】（15分）

已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。

其中a、c原子的L层有2个未成对电子，d与e同主族，d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构，f3+离子M层3d轨道电子为半充满状态。

请根据以上情况，回答下列问题：

（答题时，用所对应的元素符号表示）

（1）画出f3+离子的价层电子排布图，bH3分子中b原子的价层电子对构型

为____________________。

（2）写出一种与ab﹣互为等电子体的分子的化学式__________________。

ab﹣中a原子的杂化方式。

（3）f和m（质子数为25）两元素的部分电离能数据列于下表：

元素

m

f

电能（kJ·mol－1）

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

比较两元素的I2、I3可知，气态m2＋再失去一个电子比气态f2＋再失去一个电子难，原因是。

（4）已知d和e的碳酸正盐热分解温度e比d高，其原因是。

（5）已知CaF2晶体常用于助熔剂，其晶胞结构如图所示。

若阿伏加德罗常数为NA，F原子和Ca原子之间的距离为apm，在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有一个F-，则Ca2＋的配位数是____________，晶体的密度为___________。

2．[化学——选修3：

物质结构与性质]（15 分）

磷元素是组成遗传物质核酸的基本成分之一，而锡元素（Sn）形成的某些化合物能够促进核酸的合成。

回答下列问题。

（1）基态磷原子电子占据的最高能层符号是，占据该能层的电子中能量最高的电子其电子云在空间有个伸展方向，原子轨道呈形。

（2 ）锡元素可形成白锡、灰锡、脆锡三种单质。

研究灰锡晶体的结构最常用的仪器是。

灰锡晶体与金刚石结构相同,但灰锡不稳定，其原因是。

（3 ）固态PCl5结构中存在PCl4-和PCl6-两种结构单元，其晶胞如右图所示。

①PCl4-的空间结构为，PCl3的键角小于PCl4-键角的原因

为。

②已知晶胞的边长为anm，阿伏加德罗常数值用NA表示。

则PCl4-和PCl6-之间的最短离为pm，固态PCl5的密度为g·cm-3。

3.[化学选修3-物质结构与性质]（15分）

铝及其化合物在工农业生产及日常生活中有重要用途。

请回答下列问题：

（1）Al原子的价电子排布图为_________________________________，Na、Mg、Al的第一电离能由小到大的顺序为________________________。

（2）某含有铝元素的翡翠的化学式为Be3Al2（Si6O18），其中Si原子的杂化轨道类型为________。

（3）工业上用氧化铝、氮气、碳单质在高温条件下可制备一种四面体结构单元的高温结构陶瓷，其晶胞如图所示：

①该制备反应的化学方程式___________________________________.

②该化合物的晶体类型为_______________，该晶胞中有____个铝原子，该晶胞的边长为apm，则该晶胞的密度为____________g·cm－3。

（4）AlCl3的相对分子质量为133.5，183℃开始升华，易溶于水、乙醚等，其二聚物（Al2Cl6）的结构如图所示，图中1键键长为206pm,2键键长为221pm，从键的形成角度分析1键和2键的

区别：

__________________________________________。

（5）LiAlH4是一种特殊的还原剂，可将羧酸直接还原成醇：

CH3COOH

CH3CH2OH

CH3COOH分子中π键和σ键的数目之比为________，分子中键角α________键角β（填“大于”、“等于”或“小于”）。

4．工业上以Ni的氧化物作催化剂，将丙烯胺氧化制得丙烯腈（CH2=CHCN），然后以H3PO4-K3PO4等作为电解质溶液，控制pH在85-90范围内，电解丙烯腈制己二腈、电解的总化学方程式为：

4CH2=CHCN+2H2O

O2↑+2NC（CH2）4CN

（1）Ni原子的核外电子排布式为____________________；在电解的总化学方程式所涉及的元素中，电负性由小到大的顺序为_________________________。

（2）PO43-的空间构型是_____________，CH2=CHCN中碳原子的杂化方式_______________。

（3）NC（CH2）4CN分子中σ键与π键数目之比为_________________________。

（4）已知K3PO4是离子晶体，写出其主要物理性质______________（写出2条即可）。

（5）该电解总化学方程式中各元素组成的下列物质中，存在分子内氢健的是_________（填标号）。

A.NH3B.H2O2C.

D.

（6）金刚石的晶胞结构如右图。

该晶胞中C原子数为_____________，若金刚石晶胞的密度是dg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则金刚石晶胞中两个碳原子之间的最短距离为_____________。

（用含d、NA的式子表示，只需要列出表达式即可）

5.[化学一-选修3:

物质结构与性质]（15分）

由S、Cl 及Fe、Co、Ni 等过渡元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题:

（1）钴元素基态原子的电子排布式为________，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为______。

（2）SCl2 分子中的中心原子杂化轨道类型是______，该分子空间构型为_______。

（3）Fe、Co、Ni等过渡元素易与CO形成配合物,化学式遵循18电子规则:

中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18，如Ni 与CO形成配合物化学式为Ni（CO）4，则Fe与CO形成配合物化学式为_______。

Ni;（CO）4中σ键与π键个数比为_______，Ni（CO）4为____晶体。

（4）已知NiO的晶体结构如图1所示。

①NiO的晶体结构可描述为:

氧原子位于面心和顶点,氧原子可形成正八面体空隙和正四面体空隙,镍原子填充在氧原子形成的空隙中。

则NiO 晶体中镍原子填充在氧原子形成的______体空隙中。

②已知MgO 与NiO的晶体结构相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66pm 和69pm。

则熔点:

MgO_____ NiO（ 填“ >”、“ <" 或“ =” ）, 理由是______________。

③一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充O2-形成的正三角形空隙中（如图2）,已知O2-的半径为am,每平方米面积上分散的NiO的质量为_________g。

（用a、NA表示）

6．[化学—选修3：

物质结构与性质]（15分）

太阳能电池的飞速发展离不开化学材料的发展。

请回答下列问题：

（1）已知：

Ca元素在元素周期表中的位置可以描述为：

第4行第2列，请用相同的形式描述Si元素在元素周期表中的位置：

▲。

（2）下图为晶体Si结构的示意图（部分），每一个Si原子参与形成▲个六元环；SiO2中O的杂化方式为：

▲。

（3）Si与H2化合生成SiH4（甲硅烷），试判断SiH4的分子立体构型：

▲；SiH4与O2在常温下发

生爆炸性反应，试从化学键相关知识的角度解释甲硅烷远不如甲烷稳定的原因：

▲。

（4）Ti元素有+2和+4价，请画出基态Ti4+离子的最外层电子排布式：

▲。

（5）钙钛矿晶体结构如下图所示（离子实际大小与配图比例无关），离子在晶胞中的位置分别为顶点、体心和棱心，晶胞为立方结构。

已知：

晶胞内部各原子的相对位置可用原子坐标参数表示，钙钛矿Ca2+与其最近的Ti4+离子的距离为anm；C的坐标参数为（1，1，1/2）或（0，0，1/2）。

①在钙钛矿的另一种表示形式中，B原子位于图示晶胞A的位置，则C的坐标参数应变成

▲。

②该晶胞的体积为：

▲cm3。

7.钴是人体必需的微量元素，含钴化合物作为颜料，具有悠久的历史，在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用，请回答下列问题:

（1）Co基态原子的电子排布式为__________________________；

（2）酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学中的光敏剂、催化剂等方面得到广泛的应用，其结构如图所示，中心离子为钴离子。

①酞菁钴中三种非金属原子的电负性有大到小的顺序为____________，（用相应的元素符号作答） ；碳原子的杂化轨道类型为___________________________；

②与钴离子通过配位健结合的氮原子的编号是___________________________；

（3）用KCN处理含Co2+的盐溶液，有红色的Co（CN）2析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co（CN）6]4-，该配离子中的配位体为________，配位原子为__________________；

（4）Co的一种氧化物的晶胞如图所示，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_____个；与一个钴原子等距离且次近的氧原子有______个； 若该钴的氧化物晶体中钴原子与跟它最近邻的氧原子之间的距离为r，该钴原子与跟它次近邻的氧原子之间的距离为______；已知在该钴的氧化物晶体中钴原子的半径为apm，氧原子的半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，则在该钴的氧化物晶体中原子的空间利用率为____（用含a、b的式子表示）。

（5）筑波材料科学国家实验室 一个科研小组发现了在5K 下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO2的层状结构（如下图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）。

下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是_______。

8.Cu、Fe、Se、Co、Si常用于化工材料的合成。

请回答下列问题:

（1）铁离子（Fe3+）最外层电子排布式为______，其核外共有______种不同运动状态的电子。

Fe3+比Fe2+更稳定的原因是____________________________________。

（2）硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则三种元素的电负性从大到小的顺序为________（用元素符号表示）。

（3）Na3[Co（NO2）6]常用作检验K+的试剂，在[Co（NO2）6]3-中存在的化学键有____、_____。

（4）C与N能形成一种有毒离子CN-，能结合Fe3+形成配合物，写出一个与该离子互为等电子体的极性分子的分子式_____，HCN分子的空间构型为____________。

（5）单晶硅的结构与金刚石的结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子间不成键，则得如图所示的金刚砂（SiC）结构。

在SiC晶体中，C原子的杂化方式为_________，每个Si原子被_______个最小环所共有。

（6）已知Cu的晶胞结构如图，棱长为acm，又知Cu的密度为pg/cm3，则用a、p的代数式表示阿伏伽德罗常数为____mol-1。

9．[物质结构与性质]

铁触媒常作为合成氨的催化剂，CO会使催化剂中毒。

可用CH3COO[Cu（NH3）2]溶液吸收CO。

（1）Cu2+基态核外电子排布式为▲。

（2）C、N、O的电负性由大到小的顺序为▲。

（3）1molCH3COO[Cu（NH3）2]中含有σ键的数目为▲mol，其中C原子轨道的杂化类型是▲。

（4）与CO分子互为等电子体的阴离子为▲。

（5）Cu和Fe都可以形成多种氧化物。

其中FexO晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1。

若FexO中的x＝0.92，则该此晶体化学式为▲（用Fe2+aFe3+bO形式表示）。

10．【化学—选修3：

物质结构与性质】（15分）

在电解炼铝过程中加入冰晶石（用“A”代替），可起到降低Al2O3熔点的作用。

冰晶石的生产原理为2Al（OH）3＋12HF＋3Na2CO3=2A＋3CO2↑＋9H2O。

根据题意完成下列填空：

（1）冰晶石的化学式为____________，含有离子键、____________等化学键。

（2）生成物中含有10个电子的分子是________（写分子式），该分子的空间构型_______，中心原子的杂化方式为___________________。

（3）反应物中电负性最大的元素为________（填元素符号），写出其原子最外层的电子排布图：

_______________。

（4）冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是__________（填微粒符号）。

（5）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：

若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为___________个；Al晶体的密度为________（用字母表示）。

11.【化学——选修3：

物质结构与性质】（15分）

铁是目前应用最多的金属，铁的单质及其化合物用途非常广泛。

（1）K4[Fe（CN）6]可用作食盐的抗结剂。

基态钾原子的电子排布式为_________。

（2）Na2[Fe（CN）5（NO）]可用作治疗高血压急症。

①Na、N、O的第一电离能有小到大的顺序为_______________。

②CN-中碳原子的杂化类型是_______________。

（3）过氧化氢在FeCl3催化作用下分解生成水和氧气。

①1molH2O2中σ键的数目为_______________。

②H2O的沸点比H2S高的原因是_______________。

（4）铁触媒是重要的催化剂。

CO易与铁触媒作用导致其失去催化活性：

Fe+5CO=Fe（CO）5；除去CO的化学方程式为[Cu（NH3）2]OOCCH3+CO+NH3=[Cu（NH3）3（CO）]OOCCH3。

①与CO互为等电子体的分子为_____________。

配合物[Cu（NH3）2]OOCCH3中不存在的的作用力是_______（填字母）。

a.离子键b.金属键c.配位键d.极性共价键

②Fe（CO）5在空气中燃烧的化学方程式为4Fe（CO）5+13O2

2Fe2O3+20CO2，Fe2O3的晶体类型是___________。

③铁的晶胞如图所示，若该晶体的密度是ag·cm-3，则两个最近的Fe原子间的距离为_____cm（设NA为阿伏伽德罗常数的值）。

12．【2017新课标2卷】我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R代表）。

回答下列问题：

（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。

（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。

第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。

（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。

①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。

（填标号）

A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数

C．立体结构D．共价键类型

②R中阴离子

中的σ键总数为________个。

分子中的大π键可用符号

表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为

），则

中的大π键应表示为____________。

③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（

）N−H…Cl、____________、____________。

（4）R的晶体密度为dg·cm−3，其立方晶胞参数为anm，晶胞中含有y个[（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。

2018选修3期中专练

1．（15分）

（1）

（1分）；四面体形（1分）

（2）CO或N2（答案合理即可，2分）；sp杂化（2分）

（3）Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态较稳定（2分）

（4）Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO的晶格能比CaO大，MgCO3比CaCO3更易分解，因此CaCO3热分解温度较高（2分）

（5）8（2分）；

×1030g/cm3（3分）

2．

（1）M （1分）；3（2分）；哑铃（2分）

（2）X-射线衍射仪（ 1分）;Sn-Sn键的键长长，键能小，故灰锡不稳定（2分）

（3）①正四面体（1 分）；PCl3和PCl4-中磷原子的杂化方式均为sp3杂化，PCl3磷原子价层电子对中有一对孤电子对，PCl4-磷原子价层电子对中无孤电子对，孤电子对对皮键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力（2分）

②

a×103 （提示：

PCl4-和PCl6-之间的最短距离为立方体的体对角线的一半）；②

（各2分）

（提示：

属于一个PCl5晶胞的PCl4-和PCl5-各有一个）

3.【化学—选修3物质结构与性质】（15分，除标注外，每空1分）

；Na

（2）sp3　

（3）①Al2O3＋N2＋3C3CO＋2AlN（2分）　②原子晶体；4（2分）；　（2分）

（4）1键为铝原子、氯原子各提供一个电子形成的共价键，2键为氯原子提供孤电子对、铝原子提供空轨道形成的配位键（2分）　

（5）1∶7（2分）；　小于

4．1s22s22p63s23p63d84s2H

cm

【解析】

（1）Ni为28号元素，原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；在电解的总化学方程式4CH2=CHCN+2H2O

O2↑+2NC（CH2）4CN，涉及的元素有C、H、O、N，元素的非金属越强，电负性数值越大，电负性由小到大的顺序为H

1s22s22p63s23p63d84s2；H

（2）PO43-中的P原子与4个原子相连，没有孤对电子，空间构型为正四面体；CH2=CHCN的结构可以改写为CH2=CHC≡N，其中碳原子的杂化方式有sp、sp2，故答案为：

正四面体；sp、sp2；

（3）单键为σ键，双键为1个σ键和1个π键，三键为1个σ键和2个π键，NC（CH2）4CN分子中σ键与π键数目之比为15∶4，故答案为：

15∶4；

（4）K3PO4是离子晶体，主要物理性质有熔融时能导电、熔点较高、硬度较大、易溶于水，故答案为：

熔融时能导电、熔点较高、硬度较大、易溶于水等；

（5）A.NH3存在分子间氢键，错误；B.H2O2存在分子间氢键，错误；C.

中羟基和醛基距离较近，容易形成分子内氢键，正确；D.

中羟基和醛基距离较远，容易形成分子间氢键，错误；故选C；

（6）根据金刚石的晶胞结构图，该晶胞中C原子数为8×

+6×

+4=8；设晶胞的边长为x，则dg·cm-3=

，解得x=

cm，金刚石晶胞中两个碳原子之间的最短距离为体对角线的

，因此金刚石晶胞中两个碳原子之间的最短距离为，故答案为：

8；

cm。

点睛：

本题考查了物质结构与性质，涉及电子排布式的书写，杂化轨道理论等。

本题的易错点为（5），形成分子内氢键的官能团的距离要比较小，常见的官能团有氨基、羧基、羟基、醛基等。

5.（15分）

（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2（1分）Cl＞P＞S（1分）

（2）sp3（1分）V形（1分）

（3）Fe（CO）5（2分）1︰1（2分）分子（1分）

（4）①正八面（1分）

②＞（1分）Mg2+半径比Ni2+小，MgO的晶格能比NiO大（2分）

③

（2分）

6.（15分）

⑴第3行第14列（2分）

⑵12（2分）sp3杂化（1分）

⑶正四面体型（2分）Si的原子半径大于C，Si-H键比C-H键键长长、键能小，不稳定，易断开发生反应（2分）

⑷3s23p6（2分）

⑸①（1/2，1/2，0）或（1/2，1/2，1）（2分）

3⨯10-21（2分）

7、【答案】

（1）.1s22s22p63s23p63d74s2

（2）.N>C>H（3）.sp2（4）.2，4（5）.CN-（6）.N（7）.12（8）.8（9）.

r（10）.2π/3× （a2+b2）/（a+b）3（11）.D

【解析】

（1）Co为27号元素，核外电子数为27，根据能量最低原理，其核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d74s2；正确答案：

1s22s22p63s23p63d74s2。

（2）①酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H，同周期从左到右电负性增大，非金属性越强，所以电负性N>C>H；分子中碳原子均形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数为3，碳原子的杂化轨道为sp2杂化；正确答案：

N>C>H；sp2。

②含有孤电子对N与Co通过配位键结合形成配位键后，形成4对共用电子对，1号、3号N原子形成3对共用电子对为普通的共价键；2号、4号N原子形成4对共用电子对，与Co原子通过配位键结合；正确答案：

2，4。

（3）通过题意可知，该离子中的配位体为CN-，形成配位键的原子为N；正确答案：

CN-；N。

（4）假设黑色球是钴原子，以顶点钴原子为研究对象，与之最近的钴原子位于面心，每个顶点8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，在该晶胞中与一个钴原子等距离且最近的钴原子的个数为3×8/2=12；与一个钴原子等距离且次近的氧原子有8个；钴离子与跟它次近邻的氧离子之间距离为晶胞体对角线的一半，距离为

r；钴的氧化物晶体中共含有钴原子8×1/8+6×1/2=4个，含有氧原子12×1/4+1=4，即晶胞中含有4个CoO，体积为4/3π×（a2+b2）×4，晶胞的边长为（2a+2b），晶胞的体积为（2a+2b）3，钴的氧化物晶体中原子的空间利用率为[4/3π×（a2+b2）×4]/（2a+2b）3=2π/3× （a2+b2）/（a+b）3；正确答案：

12；8；

r；（2π/3× （a2+b2）/（a+b）3。

（5）CoO2重复结构单元中钴原子：

氧原子数目之比用为1:

2；有以下图像可知：

A中钴原子：

氧原子=1:

（4×1/2）=1:

2，符合；B中钴原子：

氧原子=（1+4×1/4）:

4=1:

2，符合；C中钴原子：

氧原子=（4×1/4）:

（4×1/2）=1:

2，符合；D中中钴原子：

氧原子=1：

（4×1/4）=1:

1，不符合；正确选项D。

8、【答案】

（1）.3s23p63d5

（2）.2（3）.Fe3+的电子排布为[Ar]3d5,3d轨道为半充满状态，比Fe2+电子排布[Ar]3d6更稳定（4）.Br>Se>As（5）.共