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專題5 第2講 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修3）

一、選擇題
1．(2011•海南瓊海高三一模)下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　)
A．SO2、SO3都是極性分子
B．在NH4＋和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位鍵
C．元素電負(fù)性越大的原子，吸引電子的能力越強(qiáng)
D．原子晶體中原子以共價(jià)鍵結(jié)合，具有鍵能大，熔點(diǎn)高，硬度大的特性
答案：A
點(diǎn)撥：SO2為角形(或V形)分子，因此SO2為極性分子，SO3為平面分子，SO3為非極性分子，A錯(cuò)誤；NH4＋中[ ]＋存在N—H配位鍵，Cu2＋與NH3之間以配位鍵形成，B正確；電負(fù)性為原子吸引電子的能力大小，電負(fù)性越大的原子，吸引電子的能力越強(qiáng)；原子晶體的構(gòu)成微粒為原子，原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，因此原子晶體的熔點(diǎn)高，硬度大。
2．在基態(tài)多電子原子中，關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．最易失去的電子能量最高
B．電離能最小的電子能量最高
C．p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量
D．在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低
答案：C
點(diǎn)撥：電子本身的能量越高，就越容易失去、電離能就越小，就在離核越遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如2p軌道電子的能量比3s軌道電子的能量要低。
3．(2010•全國(guó)Ⅰ)下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是(　　)
A．最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子
B．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶2
C．最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子
D．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂角
答案：C
點(diǎn)撥：SiO2的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)相似，相當(dāng)于把金剛石中的碳原子換成硅原子，然后在兩個(gè)硅原子中間插入一個(gè)氧原子，金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中每個(gè)最小的環(huán)上是6個(gè)碳原子，所以SiO2晶體中最小的環(huán)上應(yīng)有6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子。
4．已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是(　　)

A．ZXY3　　　　　　　B．ZX2Y6
C．ZX4Y8 D．ZX8Y12
答案：A
點(diǎn)撥：由晶胞可知X占據(jù)8個(gè)頂點(diǎn)，屬于該晶胞的X數(shù)為：8×18＝1；Y占據(jù)12條棱的中間，屬于該晶胞的Y數(shù)為：12×14＝3；Z占據(jù)該晶胞的體心，屬于該晶胞的Z數(shù)為：1。故化學(xué)式為ZXY3。
5．(2012•安徽合肥)氣態(tài)原子生成＋1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的能量稱為第一電離能。元素的第一電離能是衡量元素金屬性強(qiáng)弱的一種尺度。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)
A．元素的第一電離能越大，其金屬性越強(qiáng)
B．元素的第一電離能越小，其金屬性越強(qiáng)
C．金屬單質(zhì)跟酸反應(yīng)的難易，只跟該金屬元素的第一電離能有關(guān)
D．同周期元素，第一電離能隨原子序數(shù)增大逐漸增大
答案：B
點(diǎn)撥：第一電離能越小，說(shuō)明金屬越易失電子，其金屬性越強(qiáng)，但與酸反應(yīng)卻未必越易。
6．(2010•河南鄭州)據(jù)美國(guó)《科學(xué)》雜志報(bào)道：在40 GPa高壓下，用激光器加熱到1 800 K，制得具有高熔點(diǎn)、高硬度的二氧化碳晶體。下列關(guān)于該晶體的說(shuō)法正確的是(　　)
A．該晶體屬于分子晶體
B．該晶體易汽化，可用作制冷
C．一定條件下，該晶體可跟氫氧化鈉反應(yīng)
D．每摩爾該晶體中含5 ol C—O鍵
答案：C
點(diǎn)撥：高熔點(diǎn)、高硬度是原子晶體的特點(diǎn)，故該二氧化碳晶體是原子晶體。
7．(2010•湖南瀏陽(yáng)一中)鄧小平說(shuō)過(guò)“中東有石油，中國(guó)有稀土”。 62144S與 62150S是稀土元素，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　)
A. 62144S與 62150S互為同位素
B．我國(guó)有豐富的稀土資
C. 62144S與 62150S是不同的核素
D．據(jù) 62144S與 62150S的質(zhì)量數(shù)可以確定S元素的相對(duì)原子質(zhì)量為147
答案：D
點(diǎn)撥： 62144S與 62150S質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，A正確；我國(guó)有豐富的稀土資，B正確， 62144S與 62150S為不同的原子即不同的核素，C正確；要確定元素的相對(duì)原子質(zhì)量需知道元素原子在自然界中的百分含量，故D錯(cuò)誤，選D。
8．下列有關(guān)HF、HCl、HBr、HI的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．均為直線形極性分子B．熔、沸點(diǎn)依次增大
C．穩(wěn)定性依次減弱D．還原性依次增強(qiáng)
答案：B
點(diǎn)撥：HF分子間含有氫鍵導(dǎo)致其熔、沸點(diǎn)比較高。
9．短周期非金屬元素X和Y能形成XY2型化合物，下列有關(guān)XY2的判斷不正確的是(　　)
A．XY2一定是分子晶體
B．XY2的電子式可能是
C．XY2水溶液不可能呈堿性
D．X可能是ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素
答案：A
點(diǎn)撥：短周期常見(jiàn)由非金屬元素形成的XY2型化合物有很多，可結(jié)合具體例子分析，A項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤，XY2可能是分子晶體(CO2)，也可能是原子晶體(SiO2)；如果是CO2或者CS2，電子式可能為： 形式，B項(xiàng)說(shuō)法正確；根據(jù)常見(jiàn)XY2型化合物，XY2水溶液不可能呈堿性，C項(xiàng)說(shuō)法正確；ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素都有可能為＋2或者＋4價(jià)，所以都有可能形成XY2型化合物，D項(xiàng)說(shuō)法也正確。
10．(2010•東日照)下面有關(guān)晶體的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　)
A．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子
B．在NaCl晶體中每個(gè)Na＋(或Cl－)周圍都緊鄰6個(gè)Cl－(或6個(gè)Na＋)
C．白磷晶體中，粒子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，鍵角為60°
D．離子晶體在熔化時(shí)，離子鍵被破壞；而分子晶體熔化時(shí)，化學(xué)鍵不被破壞
答案：C
點(diǎn)撥：金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)最小的碳環(huán)上有6個(gè)原子，以共價(jià)鍵為邊；NaCl晶體的配位數(shù)為6，即每個(gè)晶胞中6個(gè)Na＋、6個(gè)Cl－；白磷的化學(xué)式為P4，結(jié)構(gòu)為正四面體形，鍵角為60°，分子內(nèi)以P—P共價(jià)鍵結(jié)合，而P4分子晶體以分子間力結(jié)合，而非共價(jià)鍵；離子晶體熔化時(shí)，離子鍵被斷開(kāi)，而分子晶體熔化時(shí)，分子并未發(fā)生改變。
11．(2010•東煙臺(tái))下列物質(zhì)的變化過(guò)程中，有共價(jià)鍵明顯被破壞的是(　　)
①I2升華�、贜aCl顆粒被粉碎�、跦Cl溶于水得鹽酸�、軓腘H4HCO3中聞到了刺激性氣味
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
答案：D
點(diǎn)撥：①中由I2分子組成的物質(zhì)的升華是物理變化，共價(jià)鍵未被破壞；②中NaCl是離子化合物，其中有離子鍵無(wú)共價(jià)鍵，NaCl顆粒被粉碎的過(guò)程有離子鍵被破壞；③中HCl是共價(jià)型分子，分子中有共價(jià)鍵。HCl溶于水形成鹽酸的過(guò)程中有變化：HCl===H＋＋Cl－，此變化中H—Cl共價(jià)鍵被破壞；④中NH4HCO3是由NH4＋和HCO3－組成的離子化合物，NH4＋與HCO3－之間的化學(xué)鍵是離子鍵。NH4＋內(nèi)有關(guān)原子之間，HCO3－內(nèi)的有關(guān)原子之間的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵。從NH4HCO3中聞到刺激性氣味，是因?yàn)榘l(fā)生了化學(xué)反應(yīng)：NH4HCO3===NH3↑＋CO2↑＋H2O。比較NH3與NH4＋、CO2與HCO3－的組成可知，NH4HCO3分解的過(guò)程既有離子鍵破壞，又有共價(jià)鍵破壞。
12．(2011試題調(diào)研)人們研究金星大氣成分，發(fā)現(xiàn)金星大氣中有一種稱之為硫化羰(COS)的分子，其結(jié)構(gòu)與CO2類似，硫化羰是一種與生命密切相關(guān)的物質(zhì)，下列有關(guān)COS的推測(cè)肯定不正確的是(　　)
A．COS分子是含有極性鍵的極性分子
B．COS屬于離子化合物
C．COS的結(jié)構(gòu)式為S===C===O
D．COS分子中所有原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
答案：B
點(diǎn)撥：COS的電子式為 ，結(jié)構(gòu)式為S===C===O，是含有極性鍵的極性分子，所有原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故A、C、D的推測(cè)都正確，B推測(cè)不正確。
13．(2011•試題調(diào)研)已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只有以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．該晶體屬于原子晶體，其化學(xué)鍵比金剛石更牢固
B．該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子、每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子
C．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)
D．該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
答案：D
點(diǎn)撥：C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，所以一定屬于原子晶體，其化學(xué)鍵為C—N共價(jià)鍵，由于N原子半徑小于C原子半徑，C—N鍵比C—C鍵鍵長(zhǎng)短，更加牢固，A項(xiàng)說(shuō)法正確；根據(jù)碳原子與氮原子結(jié)構(gòu)與元素化合價(jià)，碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵而氮原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子、每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子，二者均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，B、C說(shuō)法均正確；該晶體中C—N鍵屬于極性共價(jià)鍵，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、非選擇題
14．(2011•江蘇南通第二次調(diào)研)能、和信息是現(xiàn)代社會(huì)的三大“支柱”。
(1)目前，利用金屬或合金儲(chǔ)氫的研究已取得很大進(jìn)展，右圖是一種鎳基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖。
①Ni原子的價(jià)電子排布式是____________________________。
②該合金儲(chǔ)氫后，含1 ol La的合金可吸附H2的數(shù)目為_(kāi)___________。
(2)南師大結(jié)構(gòu)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室合成了一種多功能材料——對(duì)硝基苯酚水合物(化學(xué)式為C6H5NO2•1.5H2O)。實(shí)驗(yàn)表明，加熱至94℃時(shí)該晶體能失去結(jié)晶水，由黃色變成鮮亮的紅色，在空氣中溫度降低又變?yōu)辄S色，具有可逆熱色性；同時(shí)實(shí)驗(yàn)還表明它具有使激光倍頻的二階非線性光學(xué)性質(zhì)。
①晶體中四種基本元素的電負(fù)性由大到小的順序是______________________________。
②對(duì)硝基苯酚水合物失去結(jié)晶水的過(guò)程中，破壞的微粒間作用力是________ __________。
(3)科學(xué)家把NaNO3和Na2O在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO32－互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
該陰離子的電子式是____________，其中心原子N的雜化方式是________________。
答案：(1)①3d84s2�、�3NA
(2)①O>N>C>H　②氫鍵
(3) 　sp3
點(diǎn)撥：(1)Ni的原子序數(shù)為28，則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，價(jià)電子排布式為3d84s2；該晶胞中含有La為8×18＝1個(gè)，含有H2為8×14＋2×12＝3個(gè)，則1 ol La可吸附3NA個(gè)H2。
(2)根據(jù)C、N、O、H在元素周期表中的位置，其電負(fù)性為O>N>C>H，由于94℃結(jié)晶水能失去，說(shuō)明斷裂的不是化學(xué)鍵。
(3)由于SO32－為42e－微粒，則只有NO43－才能符合42e－的結(jié)構(gòu)特征，SO32－中的S原子采用sp3雜化，NO43－中的N原子也采用sp3雜化。
15．(2011高考命題研究專家原創(chuàng)卷)2011年3月11日日本發(fā)生了9.0級(jí)強(qiáng)地震。福島第一核電站1號(hào)機(jī)組12日下午發(fā)生的氫氣爆炸。隨后在爆炸核電站周圍檢測(cè)到的放射性物質(zhì)有碘­131和銫­137。碘­131一旦被人體吸入，可能會(huì)引發(fā)甲狀腺疾病。日本政府向核電站附近居民發(fā)放防止碘­131輻射的藥物碘片。
(1)Cs(銫)的最外層電子排布式為6s1，與銫同主族的前四周期(包括第四周期)的三種元素A、B、C的電離能如下表：
元素代號(hào)ABC
第一電離能(•ol－1)520496419
那么三種元素A、B、C的元素符號(hào)分別為_(kāi)_______，形成其單質(zhì)晶體的化學(xué)鍵類型是________。
(2)F與I同主族，BeF2與氫氣爆炸的生成物H2O都是由三個(gè)原子構(gòu)成的共價(jià)化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別是____________、________。
(3)與碘同主族的氯具有較高的活潑性，能夠形成大量的含氯化合物，如金屬氯化物，非金屬氯化物等。BCl3是一種非金屬氯化物，該物質(zhì)分子中B—Cl鍵的鍵角為_(kāi)_______。
(4)碘­131是碘單質(zhì)，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，該晶胞中含有________個(gè)I2分子；KI的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖乙所示，每個(gè)K＋緊鄰________個(gè)I－。

答案：(1)Li、Na、K　金屬鍵
(2)sp　sp3
(3)120°
(4)4　6
點(diǎn)撥：(1)由銫的最外層電子排布式為6s1，可知A、B、C為第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分別為H、Li、Na、K，又由提供的A、B的第一電離能的差值與B、C的第一電離能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素隨著電子層數(shù)的增加，第一電離能逐漸減小，故A、B、C分別為L(zhǎng)i、Na、K。
(2)BeF2分子內(nèi)中心原子為Be，其價(jià)電子數(shù)為2，F(xiàn)提供2個(gè)電子，所以Be原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為(2＋2)/2＝2，Be原子的雜化類型為sp雜化；H2O分子的中心原子為O，其價(jià)電子數(shù)為6，H提供2個(gè)電子，所以O(shè)原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為(6＋2)/2＝4，O原子雜化類型為sp3。
(3)硼原子價(jià)電子數(shù)為3，Cl提供3個(gè)電子，硼原子的價(jià)層電子數(shù)為3＋32＝3，因價(jià)層電子對(duì)中沒(méi)有孤對(duì)電子，故BCl3平面正三角形結(jié)構(gòu)，分子中B—Cl鍵的鍵角為120°。
(4)由碘晶胞可知，I2在晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面上，故一個(gè)晶胞中含有4個(gè)I2分子；KI晶胞與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)相似，每個(gè)K＋緊鄰6個(gè)I－。
16．(2011•吉林高三一檢)已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍。同時(shí)含有A、B、D三種元素的化合物是一種居室污染氣體，其分子中所有的原子共平面。A、B兩種元素組成的原子個(gè)數(shù)比為1∶1的化合物N是常見(jiàn)的有機(jī)溶劑。E有“生物金屬”之稱，E4＋離子和氬原子的核外電子排布相同。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(答題時(shí)，A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示)
(1)下列敘述正確的是________(填字母)。
a．易溶于水，是因?yàn)榕c水分子間能形成氫鍵，且是極性分子；N不溶于水，是因?yàn)镹是非極性分子
b．和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2雜化
c．N分子中含有6個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵
d．BD2晶體的熔沸點(diǎn)都比二氧化硅晶體的低
(2)金屬E的晶胞是面心立方結(jié)構(gòu)(如右圖)，則E晶體的1個(gè)晶胞中E原子數(shù)為：________，E原子的配位數(shù)為：________。
(3)E的一種氧化物化學(xué)式為EO2，廣泛用于制造高級(jí)白色油漆，也是許多反應(yīng)的催化劑。工業(yè)上用含E的礦石[主要成分為FeEO3(不溶于水)]作原料制取EO2。礦石經(jīng)過(guò)硫酸溶液浸泡，生成含EO2＋的溶液，再經(jīng)稀釋得EO2•xH2O，寫出這兩步反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)X和Y分別是B和C的氫化物，這兩種氫化物都含有18電子。X和Y的化學(xué)式分別是________、________。兩者沸點(diǎn)的關(guān)系為X________Y(“>”或“<”)，原因是______________________________。
答案：(1)ad　(2)4　12
(3)FeTiO3＋4H＋===Fe2＋＋TiO2＋＋2H2O
TiO2＋＋(x＋1)H2O===TiO2•xH2O＋2H＋
(4)C2H6　N2H4　<　N2H4分子間有氫鍵，而C2H6分子間是范德華力。
點(diǎn)撥：根據(jù)題給信息確定A為H，B為碳，C為N，D為O，E為Ti， 為HCHO，N為C6H6。
(1)HCHO能溶于水，是由于—CHO與H2O之間形成氫鍵； 中C原子為sp2雜化，但CO2中的C原子為sp雜化；C6H6中π鍵是一種離域π鍵，C6H6中只有一個(gè)大π鍵和6個(gè)C—Hσ鍵；CO2為分子晶體，SiO2為原子晶體，CO2熔沸點(diǎn)低。
(2)E個(gè)數(shù)為8×18＋6×12＝4個(gè)，E的配位鍵為12個(gè)(X軸、Y軸、Z軸分別為4個(gè))。
(3)根據(jù)題目信息，F(xiàn)eTiO3與H2SO4反應(yīng)生成TiO2＋，其中Ti化合價(jià)未發(fā)生變化，TiO2＋與H2O反應(yīng)生成TiO2，Ti的化合價(jià)也未發(fā)生變化，該一系列反應(yīng)均為復(fù)分解反應(yīng)。
(4)18e－微粒中C2H6、N2H4符合題意。由于N2H4與N2H4間可形成氫鍵，其熔沸點(diǎn)高。

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