选修3 物质结构与性质.docx

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选修3物质结构与性质

选修3物质结构与性质

1、原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，其中A原子核是一个质

子；B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体型分子，D原子外围电子

排布为3d104s1.

请回答下列问题：

（1）这四种元素中电负性最大的是（填元素符号）、第一电离能最小的是（填元素符号）；

（2）C所在的主族元素气态氢化物中，沸点最低的是（填化学式）；

（3）B元素可形成多种单质，其中“只有一层原子厚”的物质，被公认为目前

世上已知的最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，该材料晶体结

构如右图所示，其原子的

杂化类型为；

（4）

D的醋酸盐晶体局部结构如右图，该晶体中含有的化学键是

（填选项序号）；

①极性键②非极性键③配位键④金属键

（5）某学生所做的有关D元素的实验流程如下图：

请书写第⑤反应的离子方程式：

。

【答案】

（1）Cl（2分）Cu（2分）

（2）HCl（2分）

（3）SP2（2分）

（4）①②③（2分）

（5）[Cu（NH3）4]2++H2S+2H2O==CuS↓+2NH4++2NH3•H2O（3分）

3、Ⅰ．砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长．耗能少。

已知砷化镓的晶胞结构如图所示。

请回答下列问题：

（1）下列说法正确的是__________（填序号）

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同B．第一电离能As>Ga

C．电负性As>GaD．原子半径As>Ga

（2）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的方程式为__________；

（3）AsH3空间形状为___________；已知（CH3）3Ga为非极性分子，

则其中镓原子的杂化方式为____________；

Ⅱ．金属铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。

（4）请解释金属铜能导电的原因，

Cu2+的核外电子排布式为____________________。

（5）在硫酸铜溶液中通入过量的氨气，小心蒸发，最终得到深蓝色的[Cu（NH3）4]SO4晶体,

晶体中含有的化学键除普通共价键外，还有和。

【答案】

（1）BC（2分）

（2）（CH3）3Ga+AsH3

GaAs+3CH4（3分）

（3）三角锥．（2分）sp2（2分）

（4）铜是金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，自由电

子在外加电场的作用下可发生

定向移动（2分）［Ar］3d9或1s22s22p63s23p63d9（2分）

（5）离子键，（1分）配位键（1分）

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原子核外有三个未成对电子；化合物B2E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有

两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的晶体类型在同周期的单质中没

有相同的；F原子核外最外层电子数与B相同，其余各层电子均充满。

请根据以上信息，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的简单氢化物分子中其中心原子采取杂化，E的最高价氧化物分子的空间构型

是。

（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点（填高或低），理由是。

（3）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为。

（用元素符号表示）

（4）A、F形成某种化合物的晶胞结构如右图所示（其中A显-3价），

则其化学式为；

（5）F的核外电子排布式是，A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，则其化学式为。

【答案】

（1）sp3，平面三角型（各2分）

（2）高，（1分）NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体（2分）

（3）Na＜Al＜Si＜N（2分）

（4）Cu3N（2分）

（5）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）AlN（各2分）

5、三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体，在半导体加工，太阳能电池制造和液晶显

示器制造中得到广泛应用。

NF3是一种三角锥型分子，键角102°，沸点－129℃；可在铜的

催化作用下由F2和过量NH3反应得到。

（1）写出制备NF3的化学反应方程式：

。

（2）NF3的沸点比NH3的沸点（-33℃）低得多的主要原因是。

（3）与铜属于同一周期，且未成对价电子数最多的元素基态原子核外电子排布式为。

（4）理论上HF、NaAlO2和NaCl按6∶1∶2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H2O和一种

微溶于水的重要原料，该物质含有三种元素，则该物质的化学式为其中心离子

是，配位数为。

（5）根据下列五种元素的第一至第四电离能数据（单位：

kJ·mol-1），回答下面各题：

元素代号

I1

I2

I3

I4

Q

2080

4000

6100

9400

R

500

4600

6900

9500

S

740

1500

7700

10500

T

580

1800

2700

11600

U

420

3100

4400

5900

①在周期表中，最可能处于同一族的是和。

②T元素最可能是区元素。

若T为第二周期元素，E是第三周期元素中原子半

径最小的元素，则T、E形成化合物的空间构型为，其中心原子的杂化方

式为。

【答案】

（1）4NH3＋3F2＝NF3＋3NH4F（2分）

（2）NH3能形成氢键，NF3只有范德华力（2分）

（3）1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）（2分）

（4）Na3AlF6（2分）Al（1分）6（1分）

（5）①R（1分）U（1分）

②P（1分）平面正三角形（1分）sp2（1分）

6、已知A、B、C、D、E都是元索周期表中的前20号元素，它们的原子序数依次增大。

B、C、D

同周期，A、D同主族，B、C、D的最髙价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。

E元索的原子核外共有20种不同运动状态的电子，且E的原子序数比D大4。

（1）B、C的第一电离能较大的是______________（填元素符号）。

（2）A的氢化物的分子空间构型为_______,其中心原子采取_______杂化。

（3）A和D的氢化物中,沸点较高的是_______（填化学式）,其原因是_______。

（4）仅由A与B元索组成,且含有非极性键的化合物是_______（填化学式）

（5）E的核外电子排布式是______________。

（6）B的最髙价氧化物对应的水化物,其溶液与C单质反应的化学方

程式是______________.

（7）E单质在A单质中燃烧时得到一种白色晶体,其晶体的晶胞结构

如右图所示,则该晶体的化学式为______________。

【答案】

（1）Al

（2分）

（2）V型或折线型（1分）sp3（1分）

（3）H2O（1分）水分子之间可以形成氢键，而H2S分子之间不能形成氢键。

（2分）

（4）Na2O2（2分）

（5）1S22S22P63S23P64S2（2分）

（6）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑（2分）

（7）CaO2（2分）

7、下表为元素周期表的一部分，其中编号代表对应的元素。

请回答下列问题：

（1）写出元素⑦的基本态原子排布式，元素⑧位于区。

（2）若元素①③⑤形成的某化合物显酸性，经测定这三种元素的质量比为1：

6：

16，该化合

物对氢气的相对密度为23，则其中所有杂化原子的杂化方式为。

（3）元素④和⑥的第一电离能大小顺序是>（用元素符号表示）。

请写出

由④和⑤两种元素形成的与N-3互为等电子体的离子的化学式，其VSEPR构

型为。

（4）在测定①和⑥形成的化合物的相对分子质量时，实验测得值一般高于理论值，其主要原因

是。

（5）④和⑧形成某种化合物的晶胞结构如右图所示（每个球均表

示1个原子，基中④显-3价），则其化学式为。

⑧的常见离子和④的最简单氢化物形成的配离子的名称为，

其水溶液颜色为。

【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d54s1（1分）ds（1分）

（2）sp2和sp3（2分）

（3）F>N（2分）；NO2+（2分），直线形（1分）

（4）HF分子间存在氢键，易形成缔合分子（HF）n（2分）

（5）Cu3N（2分）；四氨合铜离子（1分,或其它合理答案）；深蓝色（1分）

8、X、Y、W、M、N五种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数逐渐增大，X和Y的

氢化物都比同族元素氢化物的沸点高，但在同周期中却不是最高的。

W是同周期元素中离子半

径最小的元素。

M原子的最外能层上有两个运动状态不同的电子。

N是一种“明星金属”，广泛

应用于航天、军事等工业领域。

请回答下列问题：

⑴X、Y两种元素的元素符号是：

、。

X、Y可以形成一种共价化合物，其中两种元素最外层电子数都达到8，则其分子的空间构型是：

；中心原子的杂化

方式是：

。

⑵X的氢化物易溶于水的其原因是：

。

⑶N的电子排布式是：

。

⑷X和Y两元素的第一电离能大小关系：

小于（填元素符号）。

⑸M与Y形成的化合物的晶体类型属于：

；其晶胞如图所示，

其中M离子的配位数是：

。

【答案】

⑴N、F三角锥sp3

⑵氨气与水反应，氨气可以与水形成氢键，氨气是极性分子

⑶1s22s22p63s23p63d24s2

⑷N小于F

⑸离子晶体8

9、己知元素A、B、X、N、Z原子序数依次递增。

Z的原子序数为其余的期元素。

B元素的最外层

电子数是其电子层数的3倍，A与N相邻,N元素原子层的P亚3个未成对电子，X元素的M

层电子数是其K层电子数的：

下列问题:

（1）X与A可以形成一种高温结构陶瓷材料。

X的氯化物分子呈正四面体结构，氯化物的晶体

类型是_________________________

（2）A具有相同化合价且可以相互转变的氧化物分别是_____。

（填化学）

（3）Z2+的核外电子排布式是__________

（4）A、N氢化物的沸点从髙到低的排列顺序是（填化学式〉__________

原因是________________________

（5）A、B、X的氢化物的化学式和立体结构分别是：

A_____B_____X_____

（6）X和A所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：

X的氯化物与A的氢化反应，生成化

合物X（AH2）4和HCl气体；X（AH2）4在高温下分解生成A的氢化瓷材料。

上述相关反应的

化学方程式（用化学式表示）是__________

【答案】

10、下表为元素周期表的一部分，其中的序号代表对应的元素。

（1）写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式____________。

（2）在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中，元素③的杂化方式为______杂化；

元素⑦与⑧形成的化合物的晶体类型是____________

。

（3）元素④的第

一电离能______元素⑤（填写“〉”“=”或“<”）的第一电离能;元素④与元素①

形成的X分子的空间构型为______。

请写出与元素④的单质互为____________等电子体分子、

离子的化学式____________（各写一种）

（4）在测定元素①与⑥所形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要

原因是____________________________________

（5）

元素④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时，元素

④被还原到最低价，该反应的化学方程式为_________

（6）将过量的X通人含有元素⑩的蓝色硫酸盐溶液中，反应的离子方程式为

______________________________元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图

所示，其中实心球表示元素⑩原子，则一个晶胞中所包含的氧原子数目

为______。

【答案】

11、A、B、C、D

、E、F为原子序数依次增大的短周期主族元素。

A、F原子的最外层电子数均等

于其周期序数，F原子的电子层数是A的3倍；B原子核外电子分处3个不同能级，且每个能

级上排布的电子数相同；A与C形成的最简单分子为三角锥形；D原子p轨道上成对电子数等

于未成对电子数；E原子核外每个原子轨道上的电子都已成对，E的电负性小于F。

（1）写出B的基态原子的核外电子排布式______________。

（2）A、C形成的最简单分子极易溶于水其主要原因是________

____

与该最简单分子互为等电子体的阳离子为________________。

（3）比较E、F的第一电离能：

E__________F（选填“>”或“＜”）。

（4）BD2在高温高压下所形成的晶胞如右图所示。

该晶体的类型属于_________

（选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”）晶体，该晶体中B原子的杂

化形式为______________。

（5）光谱证实单质F与强碱性溶液反应有[F（OH）4]－生成，[F（OH）4]－中存在______

____。

a、共价键b、非极性键c、配位键d、σ键e、π键

【答案】

（1）1s22s22p2

（2）NH3与H2O间能形成氢键H3O＋（或NH4＋）

（3）>

（4）原子SP3

（5）acd

11、已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期。

A位于周期

表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同

的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3

倍。

同时含有A、B、D三种元素的化合物M是一种居室污染气体，其分子中所有的原子共平

面。

A、B两种元素组成的原子个数比为1︰1的化合物N是常见的有机溶剂。

E有“生物金属”

之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同。

请回答下列问题：

（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）

（1）下列叙述正确的是（填字母）。

a．M易溶于水，是因为M与水分子间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N

是非极性分子

b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2杂化

c．N分子中含有6个σ键和3个π键

d．BD2晶体的熔沸点都比二氧化硅晶体的低

（2）金属E的晶胞是面心立方结构（如右图），则E晶体的1个晶胞中

E原子数为：

____，E原子的配位数为：

____。

（3）E的一种氧化物化学式为EO2，广泛用于制造高级白色油漆，也是许多反应的催化剂。

工业

上用含E的矿石[主要成分为FeEO3（不溶于水）]作原料制取EO2。

矿石经过硫酸溶液浸泡，

生成含EO2+的溶液，再经稀释得EO2·xH2O，写出这两步反应的离子方程式:

（4）X和Y分别是B和C的氢化物，这两种氢化物都含有18电子。

X和Y的化学式分别

是、。

两者沸点的关系为XY（>或<），原因是。

【答案】

（1）ad（2分。

评分标准同前）

（2）4（2分），12（2分）

（3）FeTiO3+4H+＝Fe2++TiO2++2H2O（2分。

没配平给1分）

TiO2++（x+1）H2O＝TiO2•XH2O+2H+（2分。

没配平给1分）

（4）C2H6、N2H4（各1分）＜（1分），N2H4分子间有氢键，C2H6分子间是范德华力（2分）

12、现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G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元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1

C原子的第一至第四电离能分别是:

I1=738kJ/molI2=1451kJ/molI3=7733kJ/molI4=10540kJ/mol

D原子核外所有p轨道全满或半满

E元素的主族序数与周期数

的差为4

F是前四周期中电负性最小的元素

G在周期表的第七列

（1）已知BA5为离子化合物，写出其电子式．

（2）B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．

（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，

该同学所画的电子排布图违背了

（4）G位于族区，价电子排布式为．

（5）DE3中心原子的杂化方式为，用价层电子对互斥理论推测其空间构

型为．

（6）F元素的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为ag/cm3，阿伏加德罗常数为NA，F原子

的摩尔质量为M，则F原子的半径为cm

【答案】

（1）（2分）

（2）3（2分），纺锤形（2分）

（3）泡利原理（1分）

（4）第ⅦB（1分）d（1分），3d54s2（1分）

（5）sp3（1分），三角锥（1分）

（6）（3分）

13、已知：

A、B、C、D、E、F五种元素核电荷数依次增大，属周期表中前四周期的元素。

其中A

原子核外有三个未成对电子；化合物B2E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成

对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最

高的；F原子核外最外层电子数与B相同，其余各层均充满。

请根据以上信息，

回答下列问题：

（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为。

（用元素符号表示）

（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点（填高或低），理由是。

（3）E的最高价氧化物分子的空间构型是。

（4）F的核外电子排布式是，F的高价离子与A的简单氢化物形

成的配离子的化学式为.

（5）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式

为；（黑色球表示F原子）

（6）A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无

机非金属材料，其晶体中所含的化学键类型为。

【答案】

（1）Na＜Al＜Si＜N（2分）

（2）高（1分）NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体（2分）

（3）平面正三角形（2分）

（4）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）（2分）[Cu（NH3）4]2+（2分）

（5）Cu3N（2分）

（6）共价键（2分）

14、1915年诺贝尔物理学奖授予HenryBragg和LawrenceBragg，以表彰他们用X射线对晶体结

构的分析所作的贡献。

（1）科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数

据如下表：

晶体

NaCl

KCl

CaO

晶格能／（kJ·mol－1）

786

715

3401

四种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是，

Na、Mg、Al第一电离能I从小到大的排列顺序是。

（2）科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，

其中配位键和氢键

均采用虚线表示。

（1）写出基态Cu原子的核外电子排布式；

金属铜采用下列（填字母代号）堆积方式。

ABCD

（2）Cu2+还能与NH3、Cl－等形成配位数为4的配合物。

①［Cu（NH3）4］2+中存在的化学键类型有（填序号）。

A．配位键B．离子键C．极性共价键D．非极性共价键

②已知［Cu（NH3）4］2＋具有对称的空间构型，［Cu（NH3）4］2+中的两个NH3被两个Cl－

取代，能得到两种不同结构的产物，则［Cu（NH3）4］2+的空间构型为。

③右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定

该晶胞中阴离子的个数为。

（3）实验证明，用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比用

化学式计算出来的相对分子质量要大，其原因是

。

（4）SO42-

的空间构型是。

【答案】

（一）MgO＞CaO＞NaCl＞KCl（2分）；

Na、Al、Mg（2分）；

（二）

（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；C；（各1分）

（2）①A、C（2分）②平面正方型（2分）③4（2分）

（3）在接近水沸点的水蒸气中存在一定数量的水分子因氢键而相互“缔合”。

形成的缔合

分子的相对分子质量是水的数倍；（2分）

（4）正四面体（1分）