1、选修3 物质结构与性质模块综合检测(选修3)选修3 物质结构与性质1(12 分)A、B、C、D、E 代表五种常见元素，它们的核电荷数依次增大。其中 A 的基态原子 L 层电子数是 K 层电子数的 2 倍，B 是地壳中含量最多的元素，C 是短周期中最活泼的金属元素，D 与 C 可形成 CD 型离子化合物，元素 E 的基态原子的 3d 轨道上有 2 个电子。请回答下列问题：(1)E 的基态原子价层电子排布式为_。选修3 物质结构与性质(2)AB2 分子中，中心原子 A 采取_杂化；1 个 AB2 分子中，含有_个 键和_个 键。(3)AB2 形成的 晶体的熔点 _(填“高于”或“低于”)CD 形成
2、的晶体的熔点，原因是_。(4)D 元素的基态原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_。选修3 物质结构与性质(5)如图为 C、D 形成的化合物的晶胞结构图，则该晶胞中含有的阴、阳离子的个数分别是_、_。选修3 物质结构与性质解析：A 的基态原子 L 层电子数是 K 层电子数的 2 倍，则 A为 C(碳)；B 是地壳中含量最多的元素，则 B 为 O；C 是短周期中最活泼的金属元素，则 C 为 Na；D 与 C 可形成 CD型离子化合物，且 A、B、C、D、E 的核电荷数依次增大，则 D 为 Cl；元素 E 的基态原子的 3d 轨道上有 2 个电子，则E 为 Ti。(1)Ti
3、 的基态原子价层电子排布式为 3d24s2。(2)CO2分子的中心原子 C 采取 sp 杂化，1 个 CO2 分子中含有 2 个 键和 2 个 键。选修3 物质结构与性质(3)CO2 形成的晶体为分子晶体，NaCl 形成的晶体为离子晶体，通常情况下，离子晶体的熔点高于分子晶体。(4)Cl 的基态原子中，能量最高的能层是第三电子层，符号为 M，该能层有 9 个原子轨道。(5)由晶胞结构可知，Na为黑球，Cl为白球，该晶胞中含有的 Na数为 112144；Cl数为8186124。选修3 物质结构与性质答案：(1)3d24s2(2)sp 2 2(3)低于 CO2 形成的晶体为分子晶体，NaCl 形成
4、的晶体为离子晶体，通常情况下，离子晶体的熔点高于分子晶体(4)M 9(5)4 4选修3 物质结构与性质2(11 分)(2017泰安模拟)第A 族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含第A 族元素的化合物在医药生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)基态氮原子的价电子排布图是_；基态砷原子的电子排布式为_。选修3 物质结构与性质(2)砷与同周期第A 族的溴的第一电离能相比，较大的是_。(3)AsH3 是无色稍有大蒜味的气体。AsH3 的沸点高于 PH3，其主要原因是_。(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示。该化合物的分子式为_，砷原子采取_杂化。选修3 物质
5、结构与性质(5)GaAs 是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。GaAs 晶体中，每个 As 与_个 Ga 相连。答案选修3 物质结构与性质3(12 分)(2017长沙模拟)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：(1)请写出元素 N 的基态原子电子排布式：_。选修3 物质结构与性质(2)元素 B、G 形成的单质熔点更高的是_(填化学式)，原因是_。(3)ME2L2 常温下为深红色液体，能与 CCl4、CS2 等互溶，据此可判断 ME2L2 是_(填“极性”或“非极性”)分子。根据等电子原理：NO2 中氮原子的杂化类型是_；1 mol NO2
6、 中 含 有键 的 数 目 为_。选修3 物质结构与性质(4)在苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4 五种有机溶剂中，碳原子采取 sp2 杂化的分子有_(填序号)，CS2 分子的立体构型是_。答案：(1)1s22s22p63s23p63d74s2(或Ar3d74s2)(2)Li Li 和 Na 的价电子数相同，但锂原子半径小于钠原子半径，所以 Li 金属键更强，熔点更高(3)非极性 sp 2NA(4)直线形选修3 物质结构与性质4(10 分)(2016高考四川卷)M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种过渡元素。M 基态原子 L层中 p 轨道电子数是 s 轨道电子数
7、的 2 倍，R 是同周期元素中最活泼的金属元素，X 和 M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满。请回答下列问题：(1)X 的氢化物的沸点低于与其组成相似的 M 的氢化物，其原因是_。(2)X 与 M 形成的 XM3 分子的立体构型是_。选修3 物质结构与性质(3)M 和 R 所形成的一种离子化合物 R2M 晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。(4)在稀硫酸中，Z 的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化 M 的一种氢化物，Z 被还原为3 价，该反应的化学方程式是_。选修3 物质结构与性质解析：由 M 基态原子 L 层中 p 轨
8、道电子数是 s 轨道电子数的2 倍，可知 M 为氧元素；R 是同周期元素中最活泼的短周期金属元素，且原子序数大于氧元素，故 R 为钠元素；X 和 M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，故 X 为硫元素，Y 为氯元素；Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满，故其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，故 Z 为铬元素。(1)S的氢化物为 H2S，与 H2S 组成相似的 O 的氢化物为 H2O，由于水分子间能够形成氢键，使 H2O 的沸点高于 H2S。选修3 物质结构与性质(2)三氧化硫中硫是 sp2 杂化，形成 3 个能量等同的 sp2 轨道，键角为 120，故 S
9、O3 分子的立体构型为平面三角形。(3)分析Na2O 的晶胞结构图，利用均摊法可知，黑球与白球的个数之比为 21，故黑球代表的离子为 Na。(4)在稀硫酸中，K2Cr2O7 具有很强的氧化性，能把 H2O2 氧化，化学方程式为K2Cr2O73H2O24H2SO4=K2SO4Cr2(SO4)33O27H2O。选修3 物质结构与性质答案：(1)H2S 分子间不存在氢键，H2O 分子间存在氢键(2)平面三角形(3)Na(4)K2Cr2O73H2O24H2SO4=K2SO4Cr2(SO4)33O27H2O选修3 物质结构与性质5(13 分)(2015高考全国卷节选)A、B、C、D 为原子序数依次增大的
10、四种元素，A2和 B具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C 核外电子总数是最外层电子数的 3 倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)，其中C 原子的核外电子排布式为_。选修3 物质结构与性质(2)单质 A 有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_；A 和 B 的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(3)C 和 D 反应可生成组成比为 13 的化合物 E，E 的立体构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)化合物 D2A 的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_，单质 D 与湿润的 Na2CO3 反应可制备 D2A，其
11、化学方程式为_。选修3 物质结构与性质解析：C 核外电子总数是最外层电子数的 3 倍，则 C 为 P 元素。A、B 的原子序数小于 C，且 A2和 B具有相同的电子构型，则 A 为 O 元素，B 为 Na 元素。C、D 为同周期元素，且 D 元素最外层有一个未成对电子，则 D 为 Cl 元素。(1)O、Na、P 和 Cl 四种元素中，O 元素的电负性最大。P 原子核外有 15 个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3 或Ne3s23p3。选修3 物质结构与性质(2)O 元素形成 O2 和 O3 两种同素异形体，固态时均形成分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子
12、间作用力越大，物质的沸点越高，故 O3 的沸点高于 O2。O 元素形成的氢化物有 H2O 和 H2O2，二者均能形成分子晶体。Na 元素形成的氢化物为 NaH，属于离子晶体。(3)P 和 Cl 元素形成的组成比为 13 的化合物 E 为 PCl3，中心原子 P 形成 3 个 键且含有 1 对未成键的孤电子对，故P 原子采取 sp3 杂化，分子构型为三角锥形。选修3 物质结构与性质(4)化合物 D2A 为 Cl2O，其中 O 原子形成 2 个 键且含有 2对未成键的孤电子对，则 O 原子采取 sp3 杂化，故 Cl2O 为 V形结构，中心原子 O 的价层电子对数为 4。Cl2 与湿润的Na2CO
13、3 反应可生成 Cl2O，据氧化还原反应规律可知，还生成还原产物 NaCl，反应的化学方程式为 2Cl22Na2CO3H2O=2NaClCl2O2NaHCO3 或 2Cl2Na2CO3=Cl2OCO22NaCl。选修3 物质结构与性质答案：(1)O 1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(2)O3 O3 相对分子质量较大，范德华力大 分子晶体 离子晶体(3)三角锥形 sp3(4)V 形 4 2Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaHCO32NaCl(或 2Cl2Na2CO3=Cl2OCO22NaCl)选修3 物质结构与性质6(14 分)(2017陕西二检)新型储氢材料是开发利
14、用氢能的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3 是一种储氢材料，可由 TiCl4 和 LiBH4 反应制得。基态 Cl 原子中，电子占据的最高电子层符号为_，该电子层具有的原子轨道数为_。LiBH4 由 Li和 BH4 构成，BH4 的立体构型是_，B原子的杂化轨道类型是_。Li、B 元素的电负性由小到大的顺序为_。选修3 物质结构与性质(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。LiH 中，离子半径：Li_H(填“”“”或“”)。某储氢材料是短周期金属元素 M 的氢化物。M 的部分电离能如下表所示：I1/kJmol1I2/kJmol1I3/kJmol1I4/kJmol1I5/kJmol1 7
15、381 4517 73310 54013 630M 是_族元素。选修3 物质结构与性质(3)NaH 具有 NaCl 型晶体结构，已知 NaH 晶体的晶胞参数 a488 pm，Na半径为 102 pm，H的半径为_，NaH的理论密度是_gcm3。选修3 物质结构与性质解析：(1)基态 Cl 原子核外有 3 个电子层，电子占据的最高电子层为 M 层。M 层具有 s、p、d 三种能级，轨道数为 1359。BH4 中 B 无孤对电子，立体构型为正四面体，B 的杂化类型为 sp3。(2)Li、H具有相同电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：LiH。M 的第三电离能突增，则 M 最外层有 2
16、 个电子，故是第A 族元素。(3)由 NaCl 晶胞可知，NaH 晶胞中 Na位于棱上和体 选修3 物质结构与性质心，H位于顶点和面心，故 NaH 晶胞的边长相当于 H的直径和 Na的直径之和，故 H的半径为488 pm102 pm22142 pm。NaH 晶胞中含有 4 个 Na和 4 个 H，则该晶体的密度为2446.021023 g(4881010 cm)31.37 gcm3。选修3 物质结构与性质答案：(1)M 9 正四面体 sp3 LiB(2)A(3)142 pm 1.37选修3 物质结构与性质7(15 分)(2016高考海南卷)M 是第四周期元素，最外层只有 1 个电子，次外层的所
17、有原子轨道均充满电子。元素 Y 的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质 M 的晶体类型为_，晶体中原子间通过_作用形成面心立方密堆积，其中 M 原子的配位数为_。选修3 物质结构与性质(2)元素 Y 基态原子的核外电子排布式为_，其同周期元素中，第一电离能最大的是_(写元素符号)。元素 Y 的含氧酸中，酸性最强的是_(写化学式)，该酸根离子的立体构型为_。(3)M 与 Y 形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。选修3 物质结构与性质该化合物的化学式为_，已知晶胞参数 a0.542 nm，此晶体的密度为_gcm3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为 NA)该
18、 化 合 物 难 溶 于 水 但 易 溶 于 氨 水，其 原 因 是_。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_。选修3 物质结构与性质解析：根据题给信息推断 M 为铜元素，Y 为氯元素。(1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方最密堆积，铜原子的配位数为 12。(2)氯元素为 17 号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p5，同周期由左向右元素原子的第一电离能在总体上呈增大趋势，故其同周期元素中，第一电离能最大的是 Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最强的是 HClO4，该酸根离子
19、中氯原子为 sp3 杂化，没有孤电子对，立体构型为正四面体形。选修3 物质结构与性质(3)根据晶胞结构利用均摊法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为 81/861/24，氯原子个数为 4，该化合物的化学式为 CuCl；则 1 mol 晶胞中含有 4 mol CuCl，1 mol 晶胞的质量为 499.5 g，又晶胞参数 a0.542 nm，此晶体的密度 为499.5NA（0.542）31021 g cm 3 或 4M（CuCl）NAa31021gcm3。该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu()被氧化为 Cu()，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为
20、Cu(NH3)42。选修3 物质结构与性质答案：(1)金属晶体 金属键 12(2)1s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正 四 面 体 (3)CuCl 499.5NA（0.542）31021或4M（CuCl）NAa31021 Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)Cu(NH3)42选修3 物质结构与性质8(13 分)太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的锎、硼、镓、硒等。回答下列问题：(1)二价铜离子的电子排布式为_。已知高温下 Cu2O 比 CuO 更稳定，试从铜原子核外电子结构变化角度解释：_。选修3 物质结构与性质(2)
21、硼元素具有缺电子性，其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物，如 BF3 能与 NH3 反应生成 BF3NH3。在 BF3NH3 中 B 原子的杂化方式为_，B 与 N 之间形成配位键，氮原子提供_。(3)六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似，层间相互作用为_。六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构(如图 1)和硬度都与金刚石相似，晶 胞 边 长 为 361.5 pm，立 方 氮 化 硼 的 密 度 是_gcm3。(只要求列算式)。选修3 物质结构与性质(4)图 2 是立方氮化硼晶胞沿 z 轴的投影图，请在图中圆球上涂“”和涂“”分别标明 B 与 N 的相对位置。选修3 物质结
22、构与性质解析：(1)Cu 是 29 号元素，其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu 原子失去一个 4s 电子、一个 3d电子生成二价铜离子，则其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9；原子轨道中电子处于半充满、全充满、全空状态时最稳定，二价铜离子的价电子排布式为 3d9、亚铜离子的价电子排布式为 3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以Cu2O 比 CuO 更稳定。选修3 物质结构与性质(2)在 BF3NH3 中 B 原子的价层电子对数是 4，根据价层电子对互斥理论可知 B 原子的杂化方式为 sp3，B 与 N 之间形成配位键，N 原子
23、含有孤电子对，所以氮原子提供孤电子对。(3)六方氮化硼结构与石墨相似，层间相互作用为范德华力；立方氮化硼晶胞的边长为 361.5 pm361.51010 cm，晶胞体积(361.51010 cm)3，该晶胞中 N 原子个数为 4，B 原子个数为 4，立方氮化硼的密度为4MNAV 425（361.51010）3NAgcm3。选修3 物质结构与性质(4)所给题图是立方氮化硼晶胞沿 z 轴的投影图，每个 N 原子被 4 个 B 原子共用，每个 B 原子被 4 个 N 原子共用，所以其图如右图所示(或 B 与 N 的位置互换)。选修3 物质结构与性质答案：(1)1s22s22p63s23p63d9 亚铜离子价电子排布式为 3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态(2)sp3 孤电子对(3)范德华力 425（361.51010）3NA(4)(或 B 与 N 的位置互换)选修3 物质结构与性质本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
