1、专题能力训练11物质结构与性质(选修)(时间:45分钟满分:100分)非选择题(共5小题,共100分)1.(2015洛阳模拟)(20分)已知元素X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。X原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;Z原子L电子层上有2对成对电子,R+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态。请回答下列问题:(1)R基态原子的外围电子排布式为,其基态原子有种能量不同的电子。(2)元素X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为(用元素符号表示)。(3)与XYZ-互为等电子体微粒的化学式为(写出一种即可),XYZ-的中心原子的杂化方式为。(4) R2+与N
2、H3构成的配离子中,提供孤对电子的原子是。(5)已知Z、R能形成两种化合物,其晶胞如图所示,甲的化学式为,乙的化学式为;高温时,甲易转化为乙的原因为。若甲晶体中一个晶胞的边长为a pm,则甲晶体的密度为 gcm-3(写出表达式,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。2.(2015山东烟台模拟)(20分)电石(CaC2)发生如下反应合成尿素CO(NH2)2,可进一步合成三聚氰胺。CaC2CaCN2NH2CNCO(NH2)2三聚氰胺(结构如图1)。(1)CO(NH2)2分子中含有键的个数为。在CO(NH2)2晶体中存在(填序号)。A.非极性键B.极性键C.氢键D.范德华力(2)CO(NH2)2的熔点远远
3、低于NaCl,其原因是。(3)CaCN2中阴离子为C,与C互为等电子体的分子的化学式为,可推知C的空间构型为。(4)三聚氰胺在动物体内可转化为三聚氰酸(结构如图2),三聚氰酸分子中心原子N采取杂化。三聚氰胺与三聚氰酸的分子相互之间通过结合,在肾脏内易形成结石。(5)如图3是电石的晶胞示意图,则一个晶胞中含有个Ca2+,研究表明,的存在使晶胞呈长方体,该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的有个。3.(20分)卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。(1)卤族元素位于周期表的区;溴的价电子排布式为。(2)在一定浓度的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2
4、形式存在。使氢氟酸分子缔合的作用力是。(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是。氟氯溴碘铍1 6811 2511 1401 008900(4)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6HIO4(填“”“OPSD.NaN3与KN3结构类似,晶格能:NaN3”“=”或“OC(3)CO2或N2O或SCN-sp(4)N(5)CuOCu2OCu2O中的Cu+的3d能级是全充满状态,而原子处于全充满、半充满、全空是稳定结构解析:核外电子有6种不同的运动状态,则核外有6个电子,即X是C,Z
5、原子的L电子层上有2对成对电子,是2p4,为O,根据原子序数递增知Y是N,R+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态,分别有2、8、18个电子,即R是Cu。(1)Cu的基态原子的外围电子排布式为3d104s1,核外电子分布在1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s 7个能级,因此其基态原子有7种能量不同的电子。(2)同周期第一电离能由左向右呈增大的趋势,但第A族、第A族元素原子由于原子轨道呈全满或半满状态,它们第一电离能比相邻元素大,即第一电离能:NOC。(3)与CNO-互为等电子体微粒的化学式有CO2、N2O、SCN-等,互为等电子体的物质结构相似,二氧化碳的结构是直线形,碳原子采取sp杂化
6、,因此CNO-的中心原子的杂化方式为sp。(4)氮原子有孤对电子,Cu2+有空轨道,即N提供孤对电子。(5)根据均摊法知甲含铜原子4个,氧原子:8+4+2+1=4,化学式为CuO,乙含铜原子4个,氧原子:8+1=2,化学式为Cu2O,CuO易转变为Cu2O,是因为Cu2O中的Cu+的3d能级是全充满状态,而原子或离子处于全充满、半充满、全空是稳定结构。1个甲中含4个CuO,质量为(480)NA g,晶胞体积为(a10-10)3 cm3,密度是 gcm-3。2.答案:(1)7BCD(2)CO(NH2)2为分子晶体, 微粒间为分子间作用力, NaCl为离子晶体, 微粒间为离子键,离子键比分子间作用
7、力大很多(3)CO2或N2O直线形(4)sp3氢键(5)44解析:(1)CO(NH2)2分子结构简式为,分子中有2个CN、4个NH和1个CO,所以CO(NH2)2分子有7个键和1个键;由结构可知CO(NH2)2晶体中存在极性键、氢键、范德华力。(2)CO(NH2)2为分子晶体, NaCl为离子晶体, 离子键比分子间作用力大很多。(3)与C互为等电子体的分子有N2O和CO2;等电子体具有相同的价电子数、原子总数,结构相似,二氧化碳分子是直线形,所以C的空间构型是直线形。(4)三聚氰酸分子中心原子N上价层电子对数= 键个数+(a-xb)=3+(5-31)=4,采取sp3杂化, 三聚氰酸与三聚氰胺分
8、子相互之间能形成氢键,所以是通过分子间氢键结合,在肾脏内易形成结石。(5)Ca2+为位于顶点和面心数目为8+6=4;据图,晶胞沿一个方向拉长,则该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的只有同一平面内的4个。3.答案:(1)p4s24p5(2)氢键(3)碘(4)BLi(2)Mg(3)3(4)BC解析:(1)Ti3+的核外电子排布式为Ar3d1;由B可知H的化合价为-1价,所以H的电负性大于B;(2)Li+、H-的核外电子排布相同,原子序数越大,离子半径越小;由M的第二与第三电离能的差值可知M为A族元素,为第三周期元素Mg;(3)依据碳原子连接其他碳原子的个数进行分析,碳原子与4个、3个、2个碳原子相连,分别为sp3、sp2、sp杂化;(4)CH4、HCl不能形成氢键。