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- 2021-05-13 发布
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物质结构与性质真题专练
1. (2016课标3卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回 答下列问题:
(1)写出基态As原子的核外电子排布式________________________。
(2)根据元素周期律,原子半径Ga_____________As,第一电离能Ga____________As。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立体构型为____________________,其中As的杂化轨道类型为_________。
(4)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是_____________________。
(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,其学科&网晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏伽德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。
2. (2016课标1卷)锗()是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态原子的核外电子排布式为__________,有__________个未成对电子。
(2)与是同族元素,原子之间可以形成双键、叁键,但原子之间难以形成双键或叁键,从原子结构角度分析,原因是 。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因 。
熔点/℃
26
146
沸点/℃
186
约400
(4)光催化还原制备反应中,带状纳米是该反应的良好催化剂,、、电负性由大至小的顺序是____________________。
(5)单晶具有金刚石型结构,其中原子的杂化方式为__________,微粒之间存在的作用力是__________。
(6)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为;B为;C为。则D原子的坐标参数为 。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知单晶的晶胞参数,其密度为__________(列出计算式即可)。
3.(2016课标2卷)东晋《华阳国志南中志》卷四种已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)文明中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为_________,3d能级上的未成对的电子数为______。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_____。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______- ,提供孤电子对的成键原子是_____。
③氨的沸点(“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是______;氨是_____分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为_______。
(3)单质铜及镍都是由______键形成的晶体:元素同与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是______。
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。
②若合金的密度为dg/cm3,晶胞参数a=________nm
4.(2016海南卷)Ⅰ下列叙述正确的有
A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
II.M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所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______。
(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。
①该化合物的化学式为_______,已知晶胞参数a=0.542 nm,此晶体的密度为_______g·cm–3。(写出计算式,不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)
②该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_______。
5.(2016江苏)
[物质结构与性质]
[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:
4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
(1)Zn2+基态核外电子排布式为____________________。
(2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_____________。
6.(2016四川)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)R基态原子的电子排布式是 ① ,X和Y中电负性较大的是 ② (填元素符号)。
(2)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 。
(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是 。
(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如右图所示,则图中黑球代表的离子是 (填离子符号)。
(5)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 。
1
37.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
(1)[Ar]3d104s24p3(1分)
(2)大于小于(每空2分,共4分)
(3)三角锥形 sp3(每空1分,共2分)
(4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体(2分)
(5)学科.网原子晶体共价(每空2分,6分)
【答案】 2. (1);2。
(2)原子半径较大,难以形成稳定的键,不易形成双键或叁键。
(3)、、的熔沸点依次上升。因为其组成和结构相似的物质,随分子量增大,范德华力增大,熔沸点上升。
(4)。
(5),共价键。
(6)①;②。
【解析】 (1)锗位于硅的正下方,是号元素,核外电子排布为。
(2)双键、叁键与单键中均有键,但只有双键和叁键中存在键。锗难以形成双键或叁键,说明锗难以形成稳定的键。这是因为原子半径较大,4p形成肩并肩重叠较难。
(3)由表中数据可知,三种物质熔沸点均不高,均为分子晶体,并且不存在氢键,因此熔沸点由范德华作用力的强弱决定。即熔沸点依次升高,是范德华力依次增强的结果,而对于组成和结构相似的物质而言,范德华力主要受分子量决定。分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高。
(4)由三种元素在周期表的相对位置可知电负性相对强弱。
(5)锗与金刚石结构相似,金刚石中碳原子是杂化,锗晶体中锗也是相同的杂化,原子间以共价键结合。
(6)①
将晶胞切成8个相同的小正方体后,D是左下角小正方体的体心,因此原子坐标是;
②每个晶胞中含有8个锗原子,根据密度公式进行计算,注意换算单位:
37.( 1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2 2
(2)①正四面体
②配位键 N
③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3
(3)金属 铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
(4)①3:1
②
4.
19-Ⅰ BD (6分)
19-Ⅱ (14分)
(1)金属晶体 金属键 12 (每空1分,共3分)
(2)1s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正四面体 (每空1分,共4分)
(3)①CuCl (每空2分,共4分)
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子) [Cu(NH3)4]2+
【答案】(1)1s22s22p62s23p63d10(或[Ar] 3d10)(2)3;(3)sp3和sp;(4)NH2-;
(5);
5【解析】
。
考点:考查核外电子排布、杂化轨道类型、共价键、等电子体以及配位键判断等
6【答案】
(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1,Cl
(2)分子间存在氢键,而分子间没有氢键
(3)平面三角形
(4)
(5)
【解析】
首先推断各种元素。M元素的2p电子数是2s的2倍,故价电子排布应为2s22p4,M为氧元素。R的原子序数比氧大,又是短周期金属,故只能是第三周期。第三周期最活泼的金属是钠。X与M的化合物,引起酸雨,只有可能是二氧化硫或氮氧化物。但是X的原子序数比氧大,故X只能是硫元素。Y的原子序数比X大,又是短周期元素,只能是氯元素。Z的最高价含氧酸的钾盐是橙色,这是重铬酸盐的典型颜色。题目中关于4s、3d轨道半充满的描述,也能推出Z
是铬元素(3d54s1)。
(1)考察核外电子排布的三条规则:能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则以及元素周期性中电负性的递变。钠元素的基态电子排布为1s22s22p63s1,Cl的电负性比S大。
(2)考察分子间作用力对物理性质的影响。对于氢键X-H…Y,X与Y只能是N,O,F三者之一,故有氢键,而没有。分子间氢键会导致化合物熔沸点升高。
(3)考察价层电子对互斥理论。对于分子,成键电子对数为3,孤电子对数为:
。故分子应该是平面三角形。
(4)考察晶胞中微粒数的计算——均摊法。为。晶胞中黑球全部在晶胞内部,故有8个,白球有个,二者比例为2:1。故黑球为。
(5)水的化学性质稳定,不会与重铬酸钾反应。故被氧化的M的氢化物只能是,氧化产物是。根据题目,还原产物中Cr为+3价,反应又在稀硫酸中进行,故还原产物为。根据元素守恒,另两个产物是和。根据氧化还原配平原则配平即可。