1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题检测卷(十五)物质结构与性质(45分钟100分)1.(12分)(2013新课标全国卷)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态Si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、电子数为 。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2S
2、i和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为 。(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/(kJmol-1)356413336226318452硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是。(6)在硅酸盐中,Si四面体通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为,Si与O的原子数之比为,化学式为。2.(13分)(2013泰州期末调研)太阳能电池
3、的发展已经进入了第三代,第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。(1)亚铜离子(Cu+)基态时的价电子排布式表示为 。(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则这3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)。(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成-而体现一元弱酸的性质。-中硼原子的杂化类型为 。不考虑空间构型,-的结构可用示意图表示为 。(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体
4、中一半的碳原子换成硅原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构;若在晶体硅所有SiSi键中插入氧原子即得SiO2晶体。在SiC中,每个碳原子周围最近的碳原子数目为 。判断a.SiO2;b.干冰;c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是(填序号)。3.(10分)(2013济宁一模)MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体,可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。(1)写出基态锰原子的核外电子排布式 。(2)CoTiO3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO3晶体中1个钛原子、1个钴原子,周围距离最近的氧原子数目分别为个、个。(3)二氧化钛(
5、TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。O2在其催化作用下,可将CN-氧化成CNO-,进而得到N2。与CNO-互为等电子体的分子、离子化学式分别为、 (各写一种)。(4)三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是,1 mol三聚氰胺分子中键的数目为。4.(14分)(2013南京二模)SO4H2O是一种杀虫剂。(1)铜元素基态原子的电子排布式为 。(2)元素N、O、S的第一电离能由大到小排列的顺序为 。(3)氢元素可与氧元素形成H2O和H2O2,H2O2易溶于H2O,其主要原因为 。(4)氢元素与氮元素可组成化合物N2H4,
6、其中氮原子的轨道杂化方式为。(5)与S互为等电子体的一种分子的化学式为。(6)铜元素与氢元素可形成一种红色晶体,其结构如图,则该化合物的化学式为。5.(15分)(2013苏锡常镇情况调查二)CaC2可用于固氮:CaC2+N2CaCN2+C,CaCN2(氰氨化钙)和水反应可生成NH3。(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式: 。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是 。(3)NH3中氮原子的杂化方式为;根据价层电子对互斥理论推测C的空间构型为。(4)CaCN2中阴离子为C,与C互为等电子体的分子有(填写一种化学式即可);写出CaCN2水解反
7、应的化学方程式 。6.(18分)(2013新课标全国卷改编)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:(1)D2+的价层电子排布图为。(2)四种元素中第一电离能最小的是,电负性最大的是(填元素符号)。(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为;D的配位数为。(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有 ;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为,配位体
8、是 。7.(18分)(2013盐城二模)我国部分城市灰霾天气占全年一半,引起灰霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定灰霾中锌等重金属的含量,可知目前造成我国灰霾天气的主要原因是交通污染。(1)Zn2+在基态时核外电子排布式为 。(2)S的空间构型是(用文字描述)。(3)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、O3、CH2CHCHO、HCOOH、(PAN)等二次污染物。下列说法正确的是(不定项选择)。a.N2O结构式可表示为NNOb.O3分子呈直线形c.CH2CHCHO分子中碳原子均采用sp2杂化d.
9、相同压强下,HCOOH沸点比CH3OCH3高,说明前者是极性分子,后者是非极性分子NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物SO4,该配合物中心离子的配位数为(填数字)。(4)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是-射线吸收法,-射线放射源可用85Kr,已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个氪原子相紧邻的氪原子有m个,晶胞中含氪原子为n个,则m/n= (填数字)。答案解析1.【解析】(1)基态硅原子中,电子占据的最高能层为第三层,符号为M,该能层中有3个能级:3s、3p和3d,3s能级有1个原子轨道,3p能级有3个原子轨道,3d能级有5个原子轨道,所以该能层具有的原子轨道数为9,填充的电子数为
10、4。(2)硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以硅硅共价键相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置的有6个原子,每个面心原子贡献二分之一,所以6个面心原子对该晶胞贡献3个原子。(4)根据题意:工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2。(5)分析表格中CC键、CH键、SiSi键、SiH键的键能,可以得出:CC键和CH键较强,所形成的烷烃稳定,而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成,
11、所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多。分析表格中CH键、CO键、SiH键、SiO键的键能,可以得出:CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定,而SiH键的键能却远小于SiO键,所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键,所以SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物。(6)题干图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中每个硅原子和4个氧原子形成四面体结构,所以硅原子的杂化形式为sp3,Si与O的原子数之比为13,化学式为3d104s1(2)NOS(3)H2O与H2O2之间形成氢键(4)sp3(5)CCl4或SiCl4或SO2Cl2(任写一种,合理即可)(6)CuH5.【解析】(1)
12、符合条件的原子3d轨道和4s轨道全部排满。(2)同一周期主族元素的第一电离能:原子序数越大、第一电离能越大(A和A、A和A因s轨道全满和p轨道半满结构出现反常)。(3)NH3分子中氮原子的杂化轨道数是4,所以采取sp3杂化;C中碳原子的杂化轨道数是(4+2)/2=3,sp2杂化,为平面三角形。(4)等电子体的寻找方法是利用同主族元素原子替换或相邻元素替换的方法,如CO2;CaCN2(氰氨化钙)和水反应可生成NH3,再由化合价可推知碳元素化合价为+4价,所以另一种产物是CaCO3。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s2或3d104s2(2)CON(3)sp3平面正三角形(4)C
13、O2(或N2O等合理答案均可)CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH36.【解析】由题目信息可以推出:A为F,B为K,C为Fe,D为Ni。(1)D2+的价电子排布图为。(2)K的4s轨道只有1个电子,失电子能力比较强,铁元素的4s轨道有2个电子,3d轨道有6个电子,镍元素的4s轨道有2个电子,3d轨道有8个电子,故这四种元素中第一电离能最小的元素是K,一般来说,元素的非金属性越强,电负性就越大,所以这四种元素中电负性最大的元素是F。(3)由题干晶胞示意图可以看出,晶胞中氟原子位置:棱上16个,面上4个,体内2个,故每个晶胞平均占有氟原子个数为161/4+41/2+2=8;钾原子的位置:棱上8
14、个,体内2个,故每个晶胞平均占有钾原子个数为81/4+2=4;镍原子的位置:顶点8个,体心1个,故每个晶胞平均占有镍原子个数为81/8+1=2。所以这三种原子个数比为KNiF=428=214,故该化合物的化学式为K2NiF4;该化合物是离子晶体,配位数是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,由图可以看出Ni的配位数是6。(4)这三种离子形成的化合物为K3FeF6,它是一种离子化合物,所以其中化学键的类型有离子键和配位键,复杂离子为3-,配位体是F-。答案:(1)(2)KF(3)K2NiF46(4)离子键、配位键3-F-7.【解析】(1)Zn为30号元素,Zn2+先失去4s轨道上的2个电子。(
15、2)S中,S无孤电子对,S与O形成四条化学键,故S为sp3杂化,是正四面体形。(3)N2O与CO2互为等电子体,N与O之间为双键,a正确;O3与SO2互为等电子体,为V形分子,b错误;CH2CHCHO中每个碳原子均相当于形成三条键,故均为sp2杂化,c正确;HCOOH分子间可以形成氢键,故沸点高,d错误。配体位于方括号中,由1个NO和5个H2O构成,则配位数为6。(4)以顶点计算,与之相邻最近的Kr位于面心上,共有12个,晶胞中Kr有81/8+61/2=4个,两者比值为124=3。答案:(1)1s22s22p63s23p63d10或3d10(2)正四面体(3)a、c6(4)3关闭Word文档返回原板块
