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2011届高三化学鲁科版一轮复习课件+课时训练--选修3 物质结构与性质

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选修3   第3章
1．水的状态除了气、液和固体外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．玻璃态水是分子晶体
解析　据“不存在晶体结构”知D项错；据“密度与普通水相同”知A、B项错。
答案　C
2．SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其作出如下推测，其中不正确的是
A．SiCl4晶体是分子晶体
B．常温、常压下SiCl4是气体
C．SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子
D．SiCl4熔点高于CCl4
解析　由于CCl4是分子晶体，所以SiCl4也是分子晶体，由于SiCl4的相对分子质量比CCl4的相对分子质量大，分子间作用力也应比CCl4的分子间作用力大，所以SiCl4的熔、沸点应比CCl4高，而CCl4在常温常压下是液体，所以SiCl4在常温、常压下绝不是气体。
答案　B
3．下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是
A．非金属单质 B．非金属氧化物
C．含氧酸 D．金属氧化物
解析　对于这类要考虑一般规律与特例，非金属单质中金刚石、晶体硅、硼均为原子晶体，非金属氧化物中的二氧化硅为原子晶体，活泼金属氧化物为离子晶体，只有含氧酸为分子晶体。
答案　C
4．下图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)
A．8，BaTi8O12        B．8，BaTi4O9
C．6，BaTiO3        D．3，BaTi2O3
解析　解答此类题先了解分割法。晶体均可切割成若干个相同的基本单元(可能是晶胞也可能不是)，这些基本单元中的点、边(线)、面被若干个相同的基本单元共用，故每个基本单元只分割了几分之一个点、边、面。例如在右图的立方体中，位于顶点的A粒子被8个相同立方体共用；位于棱心的B粒子被4个相同立方体共用；位于面心的C粒子被2个相同的立方体共用；位于体心的D粒子被1个立方体独用。故它们对该立方体的贡献分别为18、14、12和1。根据上述方法不难确定答案为C。
答案　C
5．据美国《科学》杂志报道，在40 GPa高压下，用激光器加热到1 800 K，制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是
A．该晶体属于分子晶体
B．该晶体易汽化，可用作制冷材料
C．一定条件下，该晶体可跟氢氧化钠反应
D．每摩尔该晶体中含4 mol C—O键
解析　高熔点、高硬度是原子晶体的特点，故该二氧化碳晶体是原子晶体。
答案　CD
6．(2010•黑龙江大庆实验中学月考)已知X、Y、Z为同一短周期的三种元素，其原子的部分电离能I(kJ•mol－1)如下表所示：
I X Y Z
I1 496 738 577
I2 4 562 1 451 1 817
I3 6 912 7 733 2 754
I4 9 540 10 540 11 578
(1)三种元素的电负性大小关系为________。
(2)写出Y原子的核外电子排布式________________________________________________________________________，
Y的第一电离能大于Z的第一电离能的原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)X晶体的堆积方式为________(填字母)。

(4)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 MgO
晶格能(kJ•mol－1) 787 715 3 401 3 890
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是________。
解析　根据表中数据，对于X元素而言，I2为I1的10倍左右，说明X原子最外层只有一个电子，X是第ⅠA族元素。Y元素的I3为I1的10倍左右，说明Y原子最外层有2个电子，Y是第ⅡA族元素，结合表中数据不难看出Z元素的I4才能与I1有10倍以上的差距，则Z原子最外层有3个电子，Z属于ⅢA族元素，由于它们在同一周期，X、Y、Z分别为Na、Mg、Al，电负性大小关系为：Z＞Y＞X。
答案　(1)Z＞Y＞X
(2)1s22s22p63s2　Y元素原子最外层s轨道上的电子处于全满状态
(3)A
(4)MgO＞CaO＞NaCl＞KCl
7．(2010•江苏海安高级中学月考)Ⅰ.(1)图表法、图象法是常用的科学研究方法。短周期某主族元素M的电离能情况如图A所示，则M元素位于周期表的第________族。
(2)图B是研究部分同主族元素的氢化物的沸点变化规律的图象，折线c可以表达出第________族元素的氢化物的沸点变化规律。某同学对某主族元素的氢化物的沸点变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b，你认为正确的是________(填“a”或“b”)，理由是________________________________________________________________________。
Ⅱ.人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测为钛(22Ti)，它被誉为“未来世纪的金属”。在Ti的化合物中，可以呈现＋2、＋3、＋4三种化合价，其中以＋4价的Ti最为稳定。试回答下列问题：
(1)偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如右图，它的化学式是______________________________________________；
晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为________个。
(2)已知Ti3＋可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3•6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为___________________________________________________。
解析　Ⅰ.从图A可看出，M元素的第一、第二、第三电离能较小，而第四电离能突然大幅度增大，故可判断M元素为第ⅢA族元素。折线c表示的某主族元素的氢化物的沸点依次增大，说明都不能形成氢键，故为第ⅣA族。Ⅱ.由实验数据看出，绿色晶体与紫色晶体内游离氯离子的物质的量之比为2∶3，结合其组成可推知这两种配合物的化学式分别为：[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O和[Ti(H2O)6]Cl3。
答案　Ⅰ.(1)ⅢA
(2)ⅣA　b　E点表示的是水的沸点，其值高是由于水分子间存在氢键，所以氧族元素中其他元素的氢化物的沸点不会高于水
Ⅱ.(1)BaTiO3　6
(2)[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O
8．C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题：
(1)Ge原子核外电子排布式为______________________________________________。
(2)C、Si、Sn三种元素的单质中，能够形成金属晶体的是
______________。
(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质
①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式___________________________；
②SiO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式___________________________；
③已知SnO2是离子晶体，写出其主要物理性质__________________________(写出2条即可)。
(4)CO可以和很多金属形成配合物，如Ni(CO)4，Ni与CO之间的键型为________________________________________________________________________。
(5)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比。已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2 060 cm－1，CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2 143 cm－1，则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度________(填字母)。
A．强       B．弱
C．相等      D．无法判断
解析　(1)Ge位于元素周期表中第4周期ⅣA族，原子结构示意图如下：。对每一电子层进行拆分至电子亚层，按s、p、d顺序依次拆分而得核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2。各电子层中的电子亚层容纳的电子数之和等于该电子层容纳的电子数。
(2)依据元素周期律，同主族元素按照从上至下的顺序，金属性逐渐增强，能够形成金属晶体的元素应是原子序数较大的元素。
(3)CO2分子结构式：O—C—O，是以极性共价键形成的非极性分子，直线型；SiO2晶体是以Si—O间极性共价键结合成原子晶体，立体网状结构。
(4)“CO可以和很多金属形成配合物，如Ni(CO)4”。故推知Ni与CO间应形成配位键。
(5)依据题目中所给信息，在CO分子中碳氧键的伸缩振动频率(2 143 cm－1)大于Ni(CO)4中碳氧键伸缩振动频率，故在CO中碳氧键的强度大。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)Sn
(3)①直线型、共价键(或σ键与π键)
②Si—O通过共价键形成四面体结构，四面体之间通过共价键形成空间网状结构、共价键(σ键)
③熔融时能导电、具有较高的熔点
(4)配位键　(5)B
9．(2008•江苏)已知A、B、C、D、E都是周期表中前4周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，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)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________________________________________________________________________。
(2)B的氢化物的分子空间构型是________。其中心原子采取________杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式________；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为________。
(4)E的核外电子排布式是________，ECl3形成的配合物的化学式为________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是______________________________________________________。
解析　本题是元素推断和考查物质结构、性质的一道综合题。根据D、C形成DC离子晶体，且D、C都为二价离子，A、B、C为同周期的非金属，所以D可能是镁或钙，C可能是氧或硫，又因为B、C的氢化物比同族相邻周期元素氢化物沸点高，所以B、C的氢化物应能形成氢键，且核电荷数A＜B＜C＜D＜E，所以B为氮，C为氧，D为镁，E的原子序数为24，所以E为铬，AC2为非极性分子，所以A为碳。
(1)非金属性越强，越难失去电子，第一电离能越大，但氮元素是p轨道半充满，所以第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N。
(2)B的氢化物为NH3，空间构型为三角锥形，中心原子是sp3杂化。
(3)AC2是CO2，其电子式为••O••••••C••••O••••，N与O形成和CO2的等电子体物质应为N2O。
(4)Cr的电子排布为[Ar]3d54s1，根据信息，ECl3形成的配合物的化学式为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。
(5)HNO3与D的单质反应的化学方程式是：4Mg＋10HNO3===4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O。
答案　(1)C<O<N　(2)三角锥形　sp3
(3)••O••••••C••••O••••　N2O
(4)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
(5)4Mg＋10HNO3===4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O
10．(2010•黑龙江大庆实验中学月考)有A、B、C、D、E、F 6种元素，B原子得到一个电子后3p轨道全充满，A＋比B形成的简单离子少一个电子层；C原子的p轨道半充满，形成的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的；D和E是位于同一主族的短周期元素，E元素的最高化合价和最低化合价的代数和为零，E在其最高价氧化物中的质量分数为46.67%；F元素的核电荷数为26。
请回答下列问题：
(1)A元素位于元素周期表中第________周期第________族；F元素基态原子形成的＋3价阳离子的电子排布式为
________________________________________________________________________。
(2)C与B形成的CB3分子中C原子的杂化方式是_______________________________，其分子的空间构型是________。
(3)另一元素X与A同主族，第一电离能小于A，晶体XB与AB中熔点较高的是________，其理由是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)1 mol ED晶体中含有的E—D键的数目是________。
解析　根据题给信息知A为Na、B为Cl、C为P、D为C、E为Si、F为Fe。
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