高二化学物质结构与性质练习题(有参考答案)

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专题5 第2讲 物质结构与性质(选修3)
一、选择题
1.(2014?海南琼海高三一模)下列说法中错误的是(  )
A.SO2、SO3都是极性分子
B.在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强
D.原子晶体中原子以共价键结合,具有键能大,熔点高,硬度大的特性
答案:A
点拨:SO2为角形(或V形)分子,因此SO2为极性分子,SO3为平面分子,SO3为非极性分子,A错误;NH4+中[ ]+存在N—H配位键,Cu2+与NH3之间以配位键形成,B正确;电负性为原子吸引电子的能力大小,电负性越大的原子,吸引电子的能力越强;原子晶体的构成微粒为原子,原子之间以共价键结合,因此原子晶体的熔点高,硬度大。
2.在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是(  )
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
答案:C
点拨:电子本身的能量越高,就越容易失去、电离能就越小,就在离核越远的区域内运动。如2p轨道电子的能量比3s轨道电子的能量要低。
3.(2010?全国Ⅰ)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是(  )
A.最小的环上,有3个Si原子和3个O原子
B.最小的环上,Si和O原子数之比为1∶2
C.最小的环上,有6个Si原子和6个O原子
D.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角
答案:C
点拨:SiO2的晶体结构与金刚石的晶体结构相似,相当于把金刚石中的碳原子换成硅原子,然后在两个硅原子中间插入一个氧原子,金刚石的晶体结构中每个最小的环上是6个碳原子,所以SiO2晶体中最小的环上应有6个硅原子和6个氧原子。
4.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确的是(  )
A.ZXY3       B.ZX2Y6
C.ZX4Y8 D.ZX8Y12
答案:A
点拨:由晶胞可知X占据8个顶点,属于该晶胞的X数为:8×18=1;Y占据12条棱的中间,属于该晶胞的Y数为:12×14=3;Z占据该晶胞的体心,属于该晶胞的Z数为:1。故化学式为ZXY3。
5.(2014?安徽合肥)气态原子生成+1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能。元素的第一电离能是衡量元素金属性强弱的一种尺度。下列有关说法正确的是(  )
A.元素的第一电离能越大,其金属性越强
B.元素的第一电离能越小,其金属性越强
C.金属单质跟酸反应的难易,只跟该金属元素的第一电离能有关
D.同周期元素,第一电离能随原子序数增大逐渐增大
答案:B
点拨:第一电离能越小,说明金属越易失电子,其金属性越强,但与酸反应却未必越易。
6.(2010?河南郑州)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
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5 mol C—O键
答案:C
点拨: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。
7.(2010?湖南浏阳一中)邓小平说过“中东有石油,中国有稀土”。 62144Sm与 62150Sm是稀土元素,下列有关说法不正确的是(  )
A. 62144Sm与 62150Sm互为同位素
B.我国有丰富的稀土资源
C. 62144Sm与 62150Sm是不同的核素
D.据 62144Sm与 62150Sm的质量数可以确定Sm元素的相对原子质量为147
答案:D
点拨: 62144Sm与 62150Sm质子数相同,中子数不同,互为同位素,A正确;我国有丰富的稀土资源,B正确, 62144Sm与 62150Sm为不同的原子即不同的核素,C正确;要确定元素的相对原子质量需知道元素原子在自然界中的百分含量,故D错误,选D。
8.下列有关HF、HCl、HBr、HI的说法错误的是(  )
A.均为直线形极性分子B.熔、沸点依次增大
C.稳定性依次减弱D.还原性依次增强
答案:B
点拨:HF分子间含有氢键导致其熔、沸点比较高。
9.短周期非金属元素X和Y能形成XY2型化合物,下列有关XY2的判断不正确的是(  )
A.XY2一定是分子晶体
B.XY2的电子式可能是
C.XY2水溶液不可能呈碱性
D.X可能是ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素
答案:A
点拨:短周期常见由非金属元素形成的XY2型化合物有很多,可结合具体例子分析,A项说法错误,XY2可能是分子晶体(CO2),也可能是原子晶体(SiO2);如果是CO2或者CS2,电子式可能为: 形式,B项说法正确;根据常见XY2型化合物,XY2水溶液不可能呈碱性,C项说法正确;ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素都有可能为+2或者+4价,所以都有可能形成XY2型化合物,D项说法也正确。
10.(2010?山东日照)下面有关晶体的叙述中,错误的是(  )
A.金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子
B.在NaCl晶体中每个Na+(或Cl-)周围都紧邻6个Cl-(或6个Na+)
C.白磷晶体中,粒子之间通过共价键结合,键角为60°
D.离子晶体在熔化时,离子键被破坏;而分子晶体熔化时,化学键不被破坏
答案:C
点拨:金刚石的网状结构中,每个最小的碳环上有6个原子,以共价键为边;NaCl晶体的配位数为6,即每个晶胞中6个Na+、6个Cl-;白磷的化学式为P4,结构为正四面体形,键角为60°,分子内以P—P共价键结合,而P4分子晶体以分子间力结合,而非共价键;离子晶体熔化时,离子键被断开,而分子晶体熔化时,分子并未发生改变。
11.(2010?山东烟台)下列物质的变化过程中,有共价键明显被破坏的是(  )
①I2升华 ②NaCl颗粒被粉碎 ③HCl溶于水得盐酸 ④从NH4HCO3中闻到了刺激性气味
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
答案:D
点拨:①中由I2分子组成的物质的升华是物理变化,共价键未被破坏;②中NaCl是离子化合物,其中有离子键无共价键,NaCl颗粒被粉碎的过程有离子键被破坏;③中HCl是共价型分子,分子中有共价键。HCl溶于水形成盐酸的过程中有变化:HCl===H++Cl-,此变化中H—Cl共价键被破坏;④中NH4HCO3是由NH4+和HCO3-组成的离子化合物,NH4+与HCO3-之间的化学键是离子键。NH4+内有关原子之间,HCO3-内的有关原子之间的化学键是共价键。从NH4HCO3中闻到刺激性气味,是因为发生了化学反应:NH4HCO3===NH3↑+CO2↑+H2O。比较NH3与NH4+、CO2与HCO3-的组成可知,NH4HCO3分解的过程既有离子键破坏,又有共价键破坏。
12.(2014试题调研)人们研究金星大气成分,发现金星大气中有一种称之为硫化羰(COS)的分子,其结构与CO2类似,硫化羰是一种与生命密切相关的物质,下列有关COS的推测肯定不正确的是(  )
A.COS分子是含有极性键的极性分子
B.COS属于离子化合物
C.COS的结构式为S===C===O
D.COS分子中所有原子都满足8电子稳定结构
答案:B
点拨:COS的电子式为 ,结构式为S===C===O,是含有极性键的极性分子,所有原子都满足8电子稳定结构,故A、C、D的推测都正确,B推测不正确。
13.(2014?试题调研)已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只有以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是(  )
A.该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石更牢固
B.该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子
C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
D.该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构
答案:D
点拨:C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,所以一定属于原子晶体,其化学键为C—N共价键,由于N原子半径小于C原子半径,C—N键比C—C键键长短,更加牢固,A项说法正确;根据碳原子与氮原子结构与元素化合价,碳原子形成4个共价键而氮原子形成3个共价键,每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子,二者均满足8电子稳定结构,B、C说法均正确;该晶体中C—N键属于极性共价键,所以D项错误。
二、非选择题
14.(2014?江苏南通第二次调研)能源、和信息是现代社会的三大“支柱”。
(1)目前,利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展,右图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。
①Ni原子的价电子排布式是____________________________。
②该合金储氢后,含1 mol La的合金可吸附H2的数目为____________。
(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C6H5NO2?1.5H2O)。实验表明,加热至94℃时该晶体能失去结晶水,由黄色变成鲜亮的红色,在空气中温度降低又变为黄色,具有可逆热色性;同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。
①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是______________________________。
②对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中,破坏的微粒间作用力是________ __________。
(3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO32-互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。
该阴离子的电子式是____________,其中心原子N的杂化方式是________________。
答案:(1)①3d84s2 ②3NA
(2)①O>N>C>H ②氢键
(3)  sp3
点拨:(1)Ni的原子序数为28,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,价电子排布式为3d84s2;该晶胞中含有La为8×18=1个,含有H2为8×14+2×12=3个,则1 mol La可吸附3NA个H2。
(2)根据C、N、O、H在元素周期表中的位置,其电负性为O>N>C>H,由于94℃结晶水能失去,说明断裂的不是化学键。
(3)由于SO32-为42e-微粒,则只有NO43-才能符合42e-的结构特征,SO32-中的S原子采用sp3杂化,NO43-中的N原子也采用sp3杂化。
15.(2014高考命题研究专家原创卷)2014年3月11日日本发生了9.0级强地震。福岛第一核电站1号机组12日下午发生的氢气爆炸。随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘131和铯137。碘131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺疾病。日本政府向核电站附近居民发放防止碘131辐射的药物碘片。
(1)Cs(铯)的最外层电子排布式为6s1,与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素A、B、C的电离能如下表:
元素代号ABC
第一电离能(kJ?mol-1)520496419
那么三种元素A、B、C的元素符号分别为________,形成其单质晶体的化学键类型是________。
(2)F与I同主族,BeF2与氢气爆炸的生成物H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别是____________、________。
(3)与碘同主族的氯具有较高的活泼性,能够形成大量的含氯化合物,如金属氯化物,非金属氯化物等。BCl3是一种非金属氯化物,该物质分子中B—Cl键的键角为________。
(4)碘131是碘单质,其晶胞结构如下图所示,该晶胞中含有________个I2分子;KI的晶胞结构如下图乙所示,每个K+紧邻________个I-。
答案:(1)Li、Na、K 金属键
(2)sp sp3
(3)120°
(4)4 6
点拨:(1)由铯的最外层电子排布式为6s1,可知A、B、C为第ⅠA族,而ⅠA族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K,又由提供的A、B的第一电离能的差值与B、C的第一电离能的差值相差不大可知,A、B、C不可能有H元素,而同主族元素随着电子层数的增加,第一电离能逐渐减小,故A、B、C分别为Li、Na、K。
(2)BeF2分子内中心原子为Be,其价电子数为2,F提供2个电子,所以Be原子的价层电子对数为(2+2)/2=2,Be原子的杂化类型为sp杂化;H2O分子的中心原子为O,其价电子数为6,H提供2个电子,所以O原子的价层电子对数为(6+2)/2=4,O原子杂化类型为sp3。
(3)硼原子价电子数为3,Cl提供3个电子,硼原子的价层电子数为3+32=3,因价层电子对中没有孤对电子,故BCl3平面正三角形结构,分子中B—Cl键的键角为120°。
(4)由碘晶胞可知,I2在晶胞的8个顶点和6个面上,故一个晶胞中含有4个I2分子;KI晶胞与NaCl晶胞结构相似,每个K+紧邻6个I-。
16.(2014?吉林高三一检)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍。同时含有A、B、D三种元素的化合物M是一种居室污染气体,其分子中所有的原子共平面。A、B两种元素组成的原子个数比为1∶1的化合物N是常见的有机溶剂。E有“生物金属”之称,E4+离子和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)下列叙述正确的是________(填字母)。
a.M易溶于水,是因为M与水分子间能形成氢键,且M是极性分子;N不溶于水,是因为N是非极性分子
b.M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2杂化
c.N分子中含有6个σ键和3个π键
d.BD2晶体的熔沸点都比二氧化硅晶体的低
(2)金属E的晶胞是面心立方结构(如右图),则E晶体的1个晶胞中E原子数为:________,E原子的配位数为:________。
(3)E的一种氧化物化学式为EO2,广泛用于制造高级白色油漆,也是许多反应的催化剂。工业上用含E的矿石[主要成分为FeEO3(不溶于水)]作原料制取EO2。矿石经过硫酸溶液浸泡,生成含EO2+的溶液,再经稀释得EO2?xH2O,写出这两步反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)X和Y分别是B和C的氢化物,这两种氢化物都含有18电子。X和Y的化学式分别是________、________。两者沸点的关系为X________Y(“>”或“<”),原因是______________________________。
答案:(1)ad (2)4 12
(3)FeTiO3+4H+===Fe2++TiO2++2H2O
TiO2++(x+1)H2O===TiO2?xH2O+2H+
(4)C2H6 N2H4 < N2H4分子间有氢键,而C2H6分子间是范德华力。
点拨:根据题给信息确定A为H,B为碳,C为N,D为O,E为Ti,M 为HCHO,N为C6H6。
(1)HCHO能溶于水,是由于—CHO与H2O之间形成氢键; 中C原子为sp2杂化,但CO2中的C原子为sp杂化;C6H6中π键是一种离域π键,C6H6中只有一个大π键和6个C—Hσ键;CO2为分子晶体,SiO2为原子晶体,CO2熔沸点低。
(2)E个数为8×18+6×12=4个,E的配位键为12个(X轴、Y轴、Z轴分别为4个)。
(3)根据题目信息,FeTiO3与H2SO4反应生成TiO2+,其中Ti化合价未发生变化,TiO2+与H2O反应生成TiO2,Ti的化合价也未发生变化,该一系列反应均为复分解反应。


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