高中化學(xué)選修三習(xí)題附答案

1、第II卷(非選擇題)評卷人得分、綜合題：共4題每題15分共60分1 .金屬鈦(Ti)被譽為21世紀金屬，具有良好的生物相容性，它兼具鐵的高強度和鋁的低密度。其單質(zhì)和化合物具有廣泛的應(yīng)用價值。氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體，由于具有令人滿意的仿金效果，越來越多地成為黃金的代替品。以TiCl4為原料，經(jīng)過一系列反應(yīng)可以制得Ti3N4和納米TiO2(如圖1)。如圖中的M是短周期金屬元素， M的部分電離能如下表:I1I2I3I4|5電離能/kJ mol 1738145177331054013630請回答下列問題:(1)Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為 (2)M是(填元素符號)，該金屬晶體的堆積模型為六

2、方最密堆積，配位數(shù)為 。(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，納米TiO2催化的一個實例如圖2所示?；衔锛椎姆肿又胁扇p2方式雜化的碳原子有個，化合物乙中采取 sp3方式雜化的原子對應(yīng)的元素的電負性由大到小的順序為 。(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似，如圖3所示，該晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm,則該氮化鈦的密度為g cm3(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，只列計算式 )。該晶體中與N原子距離相等且最近的 N原子有 個,(5)科學(xué)家通過X射線探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶體與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似。且知三種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下:KCl、 CaO、TiN三種離

3、子晶體熔點順序為 O【答案】(1)3d24s2(2)Mg 12離子晶體NaClKClCaO晶格能/kJ mol高到低的7 O>N>C(4)12(5)TiN>CaO>KCl【解析】本題主要考查的是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。(1)Ti位于第四周期，第IVB族，外圍電子排布為 3d24s2,故答案為3d24s2; (2)金屬M的第三電離能遠遠大于第二電離能， 所以M應(yīng)為短周期第IIA族元素，又因M可把Ti置換出來，所以M應(yīng)為Mg ,其晶體堆 積模型為六方最密堆積，配位數(shù)為 12,故答案為：Mg, 12; (3)化合物甲的分子中采取 Sp2雜化的碳原子由苯環(huán)上

4、的 6個碳原子和竣基中的一個，共7個，根據(jù)化合物乙的結(jié)構(gòu)可知 Sp3雜化的原子有羥基中的氧，氨基中的氮，碳鏈上的三個碳，C、N、O都位于第二周期，原子序數(shù)遞增，電負性逐漸增大，所以它們的電負性關(guān)系為:O>N>C ,故答案為：7, O>N>C; (4)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，N原子位于立方體晶胞的 8個頂點，6個面心，而Ti原子位于立方體晶胞的 12個棱中點和1個體心，根據(jù)均攤法可算出該晶胞中N原子個數(shù)為8x+6x=4,該晶胞中Ti原子數(shù)為：12x+1=4,晶胞質(zhì)量為m=x 4+X4=,晶胞中N、Ti之間的最近距離為立方體邊長的一半，所以立方體邊長為 2a pm,則晶胞的體積 V

5、=(2aX10-10)3cm3,所以晶體的密度 p =以頂點的N原子為例，頂點的N原子離面心上的N原子距離最近，則與頂點 N原子同層上的有4個晶胞中的4個面心上的N原子，同樣上層4個，下層4個，共12個，故答案為，12; (5)由表中數(shù)據(jù)可知，離子晶體所帶電荷越大，晶格能也越大，KCl中，離子都帶1個單位的電荷，CaO中離子都帶2個單位的電荷，TiN中離子都帶3個單位的電荷，所以晶格能 TiN>CaO>KCl ,而晶格能越大，離子晶體熔點越高，所以三種離子晶體熔點由高到低的順序為：TiN>CaO>KCl ,故答案為：TiN>CaO>KCl【備注】無2 . X

6、、Y、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)依次增大。 X是所有元素中原子半徑最小的，Y有三個能級，且每個能級上的電子數(shù)相等，Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，W與Z同周期，第一電離能比 Z的低，R與丫同一主族，Q的最外層只有一個電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)。請回答下列問題：(1)R核外電子排布式為 。(2)X、Y、Z、W形成的有機物 YW(ZX2)2中丫、Z的雜化軌道類型分別為 ,離子的立體構(gòu)型是 (3)Y、R的最高價氧化物的沸點較高的是 (填化學(xué)式)，原因是O(4)將Q單質(zhì)的粉末加入到 ZX3的濃溶液中，并通入 W2,充分反應(yīng)后溶液呈深藍色，該反應(yīng)的離子方程式為(5)W和Na的一種

7、離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，該離子化合物為 (填化學(xué)式)。Na+的配位數(shù)為 ,距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構(gòu)成的幾何體為 。已知該晶胞的密度為 pg 3m阿伏加德羅常數(shù)為 Na,則兩個最近的 W離 子間距離為 nm。(用含仍Na的計算式表示)【答案】(1) 1s22s22p63s23p2(2) sp2、sp3;平面三角形；(3) SiO2； SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體；(4) 2Cu+8NH 3+O2+2H2O2Cu(NH 3)42+4OH - ；(5) Na2。；4;立方體；¥07【解析】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合推斷題，涉及原子核外電子排布，化合物中心原子的雜化，分子

8、空間構(gòu)型，晶胞的有關(guān)計算等。X、1 、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)依次增大。X是所有元素中原子半徑最小的，是 H元素；Y有三個能級，且每個能級上的電子數(shù)相等，電子排布式為1s22s22p2,是C元素；Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，是 N元素；W與Z同周期，第一電離能比Z的低，原子序數(shù)比 N大，是O元素；R與丫同一主族，是Si元素；Q的最外層只有一個電子，其他電子層電子均處于 飽和狀態(tài)，是Cu元素。(1)R(Si)核外電子排布式為1s22s22p63s23p2(2) X、Y、Z、W形成的有機物CO(NH2)2中C、N的雜化軌道類 型分別為 sp2、sp3;離子中心原子N孤電子對數(shù)

9、形成3個，立體構(gòu)型是平面三角形；(3) Y、R的最高價氧化物分別是 CO2和SiO2, 沸點較高的是SiO2； SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體；(4)將Q(Cu)單質(zhì)的粉末加入到 ZX3(NH3)的濃溶液中，并通入 。2,充分反應(yīng) 后溶液呈深藍色，生成銅氨絡(luò)離子，該反應(yīng)的離子方程式為2CU+8NH3+O2+2H2O2Cu(NH 3)42+4OH-； (5)該晶胞中鈉離子位于晶胞體心，有8個，氧離子位于頂點和面心，分攤 4個，所以化學(xué)式為 NaQ； Na+的配位數(shù)為4；距一個陰離子周圍最近的所有 陽離子為頂點構(gòu)成的幾何體為立方體；晶胞體積為，則兩個最近的W離子間距離為X107 nm【備注】

10、無3 .化學(xué)一選彳3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在元素周期表中，除稀有氣體外幾乎所有元素都能氫形成氫化物。(1)氨氣屬于共價型氫化物，工業(yè)常用氨氣和醋酸二氨合銅Cu(NH 3)2Ac的混合液來吸收一氧化碳(醋酸根CH3COO-簡寫為Ac-)。反應(yīng)方程式為：Cu(NH 3)2Ac+CO+NH 3Cu(NH a)aCOAc請寫出基態(tài) Cu+離子的價電子排布式 o氨水溶液中各元素原子的第一電離能從大到小排列順序為 ,理由是;其中NH3應(yīng)為(填極 性”或罪極性”分子。醋酸分子(CH3COOH)中的兩個碳原子的雜化方式分別是 o生成物Cu(NH 3)3COAc中所含化學(xué)鍵類型有(填序號)。a.離子鍵 b.金屬鍵 c

11、.共價鍵d.配位鍵(2)某離子型氫化物化學(xué)式為 XY 2,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中 6個丫原子(。用阿拉伯數(shù)字16標注。已知1、2、3、4號丫原子在晶胞上、下面上。則 5、6號丫原子均在晶胞 (填側(cè)面”或 內(nèi)部” J根據(jù)以上信息可以推知，XY 2晶體的熔沸點 (填“>” 賈“<”固態(tài)氨的熔沸點。若該晶胞的邊長為 anm,密度為fg/cm3, XY2的摩爾質(zhì)量為Mg/mol,則阿伏加德羅常數(shù)為 ?！敬鸢浮?1)3d10N>O>H氮原子的2P軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，相對穩(wěn)定，氧與氫比較，氧原子核電荷數(shù)大，非金屬性強，難失電子，極性 sp3 sp2acd (2)內(nèi)部 【解析】本題考查

12、了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。(1)Cu元素為29號元素，原子核外由29個電子，故基態(tài)Cu+離子的價電子排布式為 3d10。氨水溶液中含有 N、O、H三種元素，N原子的2P軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，相對穩(wěn)定，。與H比較，O原子核電荷數(shù)大，非金屬性強，難失電子，故第一電離能由大到小的順序為n>o>h0甲基中C原子形成4個單鍵，雜化軌道數(shù)目為4,采用sp3雜化，竣基中C原子形成3個°鍵，雜化軌道數(shù)為3,采用sp2雜化。銅離子與氨氣之間存在配位鍵，氨氣中N與H形成共價鍵，Cu(NH 3)3CO +與Ac-之間是離子鍵，故該題選 abd。(2)X位于8個頂點和一個體心，晶胞中一共含有2個X,由化學(xué)式

13、XY2可知，該晶胞中含有 4個Y,又1、2、3、4號丫原子在晶胞的上下面上，則實際為 2個Y原子，則5、6號丫原子均在晶胞內(nèi)部。XY2晶體為離子晶體、固態(tài)氨為分子晶體，所以XY 2晶體的熔沸點比固態(tài)氨高。一個晶胞中含有2個XY2, XY2的摩爾質(zhì)量為Mg/mol ,則晶胞的質(zhì)量為g,若該晶胞的邊長為anm,則晶胞的體積為=a3x10-21cm3, 晶胞的密度為fg/cm3,則=a3x10-21,解得Na=?！緜渥ⅰ繜o4 .如圖分別是金剛石、石墨、足球烯和碳納米管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中小黑點或小黑圈均代表碳原子(1)四種物質(zhì)互稱為 。寫出碳原子的基態(tài)電子排布圖 。試比較：第一電離能I1(C)、I1(

14、N)、11(0)由大到小的順序為。(3)石墨中存在的作用力有。A.共價鍵 B.金屬鍵C.氫鍵 D.配位鍵 E.分子間作用力石墨中碳原子采取的雜化方式是 o(4)C的熔沸點比A(填 高”或彳氐“原因是pm(用含p式子表示，不必化簡)。(3)ABE sp 2(1)金剛石、石墨、足球烯和碳納6號元素，根據(jù)構(gòu)造原理可知碳的(5)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，若金剛石的密度為P gcm-3,試計算碳原子的半徑為L< 21加【答案】(1)同素異形體pTy" ' ' .(2)l1(N)>l1(O)>l1(C)(4)低金剛石是原子晶體，而足球烯為分子晶體(5)【解析】本

15、題考查同素異形體、核外電子排布、第一電離能、雜化方式等、晶胞的結(jié)構(gòu)和計算等。米管都是碳的單質(zhì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖可以看出它們結(jié)構(gòu)都不同，所以它們互為同素異形體；碳是基態(tài)電子排布圖為：回回IT| t I； (2)根據(jù)元素周期律可知同一周期元素第一電離能逐漸增大，但是N原子的最外層處于半滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，所以第一電離能最大，所以I1(N)>I1(O)>I1(C)； (3)石墨是層狀結(jié)構(gòu)，在同一層內(nèi)碳與碳之間形成C-C單鍵，是。鍵，而在層與層之間是通過分子間作用力相結(jié)合，所以石墨中存在的作用力是。鍵和分子間作用力，故選 ABE,在層內(nèi)每個碳與周圍三個碳形成共價鍵，所以碳的雜化方式為sp2;

16、(4)A是金剛石，原子晶體，C是足球烯為分子晶體，所以C的沸點低；(5)根據(jù)圖A及題目中的描述，根據(jù)金剛石晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，金剛石晶胞是面心立方堆積完之后還在四個四面體里有原子，也就是說在金剛石晶胞的體對角線上連排了四個原子，并且相切，所以體對角線長度就是碳原子半徑的8倍，設(shè)晶月邊長為a,碳原子的半徑為r,即a=8r, 二碳原子的質(zhì)量=,又:每個晶胞中含有碳原子個數(shù)=4+8x +6x=8,由=,得a=2x, < a=8r, ： r=a=?！緜渥ⅰ繜o5 .已知：A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素。其中A原子在基態(tài)時p軌道半充滿且電負性是同族

17、元素中最大的；D、E原子核外的M層中均有兩個未成對電子； G原子核外價電子數(shù)與 B相同，其余各層 均充滿。B、E兩元素組成化合物 B2E的晶體為離子晶體。C、F的原子均有三個能層，C原子的第一至第四電離能(KJ mol-1)分別為 578、1 817、2 745、11 575； C與F能形成原子數(shù)目比為 1 ： 3、熔點為190 c的化合物Q。(1)B的單質(zhì)晶體為體心立方堆積模型，其配位數(shù)為 ; E元素的最高價氧化物分子的立體構(gòu)型是 。 F 元素原子的核外電子排布式是 , G的高價離子與A的簡單氫化物形成的配離子的化學(xué)式為 。試比較B、D分別與F形成的化合物的熔點高低并說明理由 。(3)A、G

18、形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若阿伏加德羅常數(shù)為 NA,該化合物晶體的密度為 a g cm-3,其晶胞的邊長為 cm。在1.01 X05 Pa、TiC時，氣體摩爾體積為53.4 Lmol-1,實驗測得Q的氣態(tài)密度為5.00 gL-1,則此時Q的組成為。 【答案】(1)8;平面三角形；1s22s22p63s23p5; Cu(NH 3)42+(2)NaCl的熔點高于SiCl4,因為NaCl是離子晶體，SiCl4是分子晶體(3)(4)Al 2Cl6【解析】本題考查了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素。其中A原子在基態(tài)時p軌道半充

19、滿且電負性是同族元素中最大的，因此 A是N元素。D、E原子核外的M層中均有兩個未成 對電子,則D的M層為3s2 3p2,則D是Si元素。E的M層為3s23p4,則E是S元素。B、E兩元素組成化合物 B2E的晶體為離子 晶體，所以B為IA族的金屬，則B是鈉元素。G原子核外最外層電子數(shù)與 B相同，則G的最外層電子數(shù)為1,其余各層均充滿， 且G的原子序數(shù)最大，因此 G是銅元素。C、F的原子均有三個能層，因此C、F在第三周期。C的逐級電離能前三個數(shù)據(jù)接近，第四電離能突變，所以易失去三個電子，為第WA族元素，則C是鋁元素。C與F能形成原子數(shù)目比為1：3、熔點為190c的化合物Q，說明F為-1價，即F為C

20、l元素，Q是AlCl 3。(1)金屬鈉的單質(zhì)晶體為體心立方堆積模型，其配位數(shù)為8, E元素的最高價氧化物分子是三氧化硫，其中心原子S原子含有的孤對電子對數(shù)為(6-3X2)=0,所以三氧化硫分子的立體構(gòu)型是平面三角形。根據(jù)構(gòu)造原理可知，Cl元素原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p5, G的高價離子Cu2+與A的簡單氫化物NH3形成的配離子的化學(xué)式為Cu(NH 3)4】2+。(2)B、D分別與F形成的化合物分別是氯化鈉和四氯化硅。因為 NaCl是離子晶體，SiCl4是分子晶體，所以NaCl 的熔點高于SiCl4o (3)根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，N原子在頂點，含有的個數(shù)為8X= 1個。銅在

21、棱邊，含有的個數(shù)為 123個，即化學(xué)式為 CU3N。設(shè)邊長為 x cm,則 XNa=1,解得 x=。 (4)根據(jù) M=W=5.00 g/L 53.4 L/mol = 267 g/mol,是 AlCl 3相對分子質(zhì)量的= 2 倍，所以其化學(xué)式為 Al2Cl6o【備注】無6 .第四周期過渡元素 Mn、Fe、Ti可與C、H、。形成多種化合物。(1)下列敘述正確的是。(填字母)A . HCHO與水分子間能形成氫鍵B. HCHO和CO2分子中的中心原子均采用sp2雜化C.苯分子中含有6個 卷和1個大無鍵，苯是非極性分子D. CO2晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低(2)Mn和Fe的部分電離能數(shù)據(jù)如下表

22、：元素MnFe電離能/kJ mol 1I1717759I215091561I332482957Mn元素價電子排布式為 一氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài) Fe*再失去一個電子難，其原因是 _(3)鐵原子核外有 種運動狀態(tài)不同的電子。(4)根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區(qū)域，其中 Ti屬于 區(qū)（5）Ti的一種氧化物X,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則 X的化學(xué)式為 。（6）電鍍廠排放的廢水中常含有劇毒的CN離子，可在X的催化下，先用NaClO將CN一氧化成CNO ,再在酸性條件下 CNO繼續(xù)被NaClO氧化成N2和CO2。H、C、N、。四種元素的電負性由小到大的順序為 。與CNO

23、互為等電子體微粒的化學(xué)式為 （寫出一種即可）。氟酸（HOCN）是一種鏈狀分子，它與異氟酸（HNCO）互為同分異構(gòu)體，其分子內(nèi)各原子最外層均已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，試寫出氟酸的結(jié)構(gòu)式 ?！敬鸢浮浚?）AD （2）3d54s2; Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的 3d4狀態(tài)（或Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3十時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的 3d5半充滿狀態(tài)） (3)26 (4)d (5) TiO 2 (6)H<C<N<OCO2、N2O、SCN N=CO H【解析】本題考查了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。（1）甲醛中含有羥基，由于氧元素的電負性大，所以甲

24、醛與水可以形成氫鍵，故 A正確。二氧化碳為直線型分子，中心原子C原子為sp雜化，故B錯。苯中碳碳鍵含有 6個凝，每個碳氫鍵含有一個纏，所以苯分子中一共含有12個 盤和1個大無鍵，故C錯。常溫下二氧化碳為分子晶體，二氧化硅為原子晶體，所以CO2晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低，故 D正確。（2）25號元素鎰，價電子個數(shù)為 25-18=7,價電子排布為3d54s2, Mn 2呼?；癁镸n3+時，3d能級由 較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的 3d4狀態(tài)，而鐵為26號元素，價電子排布為 3d64s2, Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+時，3d能級由不穩(wěn)定 的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的 3d5半充滿狀態(tài)，

25、故氣態(tài) Mn2+再失去一個電子比氣態(tài) Fe2+ 再失去一個電子難。（3）鐵的核外電子數(shù)是26, 則鐵原子核外有26種運動狀態(tài)不同的電子。（4）區(qū)的劃分來自于按照構(gòu)造原理最后填入電子的軌道名稱，Ti是22號元素，其價電子排布式為3d24s2,所以Ti元素位于d區(qū)。（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，氧原子位于面心處與晶胞內(nèi)，Ti原子位于頂點處和體心處，則根據(jù)均攤原理可知，結(jié)構(gòu)中氧原子的個數(shù)為4X+ 2=4個,Ti原子個數(shù)為1+8X=2,所以化學(xué)式為TiO2。（6）非金屬性越強，電負性越大。因此同周期自左向右電負性逐漸增大，則H、C、N、。四種元素的電負性由小到大的順序為H<C<N<Oo價電

26、子數(shù)與原子數(shù)分別都相等的互為等電子體，則與CNO互為等電子體微粒的化學(xué)式為CO2（N2O）、SCN等。氟酸（HOCN）是一種鏈狀分子，它與異氟酸（HNCO）互為同分異構(gòu)體，其分子內(nèi)各原子最外層均已達,到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此分子中 C與N形成三鍵，其余均是單鍵，所以氟酸的結(jié)構(gòu)式 N= C- O Ho【備注】無三、推斷題：共1題每題15分共15分7.【化學(xué)選彳3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30）。A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子;C的基態(tài)原子2P能級有1個單電子；E原子最外層有1個單電子，其次外層有 3個能級且均排滿電子；D與E同周期，價電子數(shù)為（1）D的元素符號為o A的單質(zhì)分子