2017届高三化学物质结构与性质押题
2017届高三化学物质结构与性质押题
1、硼及其化合物在耐高温合金工业、催化剂制造、高能燃料等方面有广泛应用。 (1)硼原子的价电子排布式为______________。
(2)B2H 6是一种高能燃料，它与Cl 2反应生成的BCl 3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅制造。BCl 3分子中B 原子的轨道杂化方式为_______，由第二周期元素组成的与BCl 3互为等电子体的阴离子为_______ (填离子符号) 。
(3)氨硼烷化合物(H3N→BH3) 和Ti(BH4) 3均为广受关注的新型化学氢化物储氢材料。
①B 与N 的第一电离能：B_______N(填“>”、“=”或“
－
写出制备反应的化学方程式____________________________。
(4)磷化硼(BP)是受到高度关注的耐磨材料，它可用作金属表面的保护层。如图为磷化硼晶胞。 ①磷化硼晶体属于_______晶体(填晶体类型) ，_______ (填是或否) 含有配位键。 ②晶体中B 原子的配位数为_______。
③已知BP 的晶胞边长为a nm，N A 为阿伏加德罗常数的数值，则磷化硼晶体的密度为
2、硼及其化合物在工农业生产中的用途非常广泛。回答下列问题：
(1)基态硼原子核外电子排布式为________，运动状态不同的电子有______个。
(2)B4C 可用于宝石等硬质材料的磨削、研磨等，其熔点为2350℃ ，沸点为3500℃，B 4C 属于_________晶体。
(3)层状硼酸铍的组成为H 2BeB 4O 8。其中Be 、B 、O 的电负性从大到小的顺序为_______；Be 、B 、O 的第一电离能从大到小的顺序为___________。
(4)硼砂中阴离子B 4O 7的结构如图所示，硼原子的杂化方式为________。 (5)NaBH4是有机合成中常用的还原剂，与BH 4-具有相同空间形状和键合 方式的分子或离子有___________（任写一个）。
(6)一种由硼和钐(Sm)形成的拓扑绝缘体的结构如图所示，已知晶胞常 数a=413.3 pm，则晶体的密度为__________g/cm。
3
2-
3、铜及其化合物具有广泛的应用。回答下列问题：
(1)CuSO4和Cu(NO3) 2中阳离子的基态核外电子排布式为__________，S 、O 、N 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________。
(2)Cu(NO3) 2溶液中通入足量NH 3能生成配合物[Cu(NH3) 4](NO3) 2。其中NH 3中心原子的杂化轨道类型为________，[Cu(NH3) 4](NO3) 2中存在的化学键除了极性共价键外，还有__________________。
(3)CuSO4溶液中加入过量KCN 能生成配离子[Cu(CN)4]2-，1mol CN-中含有的π键数目为_____________。 与CN -互为等电子体的离子有_________(写出一种即可) 。
(4)CuSO4的熔点为560℃，Cu(NO3) 2的熔点为115℃，CuSO 4熔点更高的原因可能是
_______________________________________________________________________________。
(5)已知Cu 2O 晶胞结构如图所示：该晶胞原子坐标参数A 为(0，0，0) ；B 为(1，0，0) ；c 为 , , ⎪。则D 原子的坐标参数为__________，它代表_________原子(填元素符号) 。
⎛111⎫⎝222⎭
(6)金属铜是面心立方最密堆积方式，则晶体中铜原子的配位数是_______，该晶胞中Cu 原子的空间利用率是__________。
4、太阳能电池板材料除单晶硅外，还有铜、铟、镓、硒、硅等化学物质。
（1）基态铜原子的电子排布式为 ；已知高温下CuO→Cu2O ＋O 2，从铜原子价层电子结构（3d 和4s 轨道上应填充的电子数）变化角度来看，能生成Cu 2O 的原因是 （2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为 ，若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为Se Si （填“＞”、“＜”）。人们把硅与氢元素形成的一类化合物叫硅烷。硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似，硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是 。
（3）与铟、镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF 3能与NH 3反应生成BF 3·NH 3。BF 3·NH 3中B 原子的杂化轨道类型为 ，B 与N 之间形成 键。
（4）金刚砂（SiC ）的硬度为9．5，其晶胞结构如右图所示；则金刚砂晶体类型为 ，在SiC 中，每个C 原子周围最近的C 原子数目为 个；若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度表达式为 3。
5、（1）已知X 和Y 均为短周期元素，其原子的第一至第五电离能如下表所示：
① X 和氯元素形成的简单分子的空间构型为 ；
② Y 的基态原子的核外电子排布式为 ，若Y 和氯元素所形成的分子的相对分子质量为267，请在下列方框中写出该分子的结构式（若存在配位键，用“→”表示）
（2）碳元素可以形成多种单质及化合物：
① C 60的结构如图1。C 60中的碳原子的杂化轨道类型是______________； 已知：
解释：② 60； ③ 金刚石的熔点高于C 60的原因是 。
（3）如图2是钾的石墨的插层化合物的晶胞图（图中大球表示K 原子，小球表示C 原子），如图3是晶胞沿右侧方向的投影：
① 该化合物的化学式是_________；
② K 层与C 层之间的作用力是____________；
③ K 层中K 原子之间的最近距离是C-C 的键长d C-C 的_________倍。
（4）SiC 的晶胞与金刚石的晶胞相似，设碳原子的直径为a cm，硅原子的直径为b cm，则晶胞的边长为________________ cm（用含a 、b 的式子表示）。
6、四川含有丰富的矿产资源，钒矿、钛矿、硫铁矿等七种矿产储量位居全国第1位。回答下列问题： （1）V 2O 5常用作SO 2 转化为SO 3的催化剂。SO 2 分子中键角（填“＞”、“＜”或“＝”）；SO 3分子中S 原子的杂化轨道类型为 ；V 2O 5 溶解在NaOH 溶液中，可得到钒酸钠（Na 3VO 4），该盐阴离子的立体构型为 。
（2）VO 2+可被草酸（H 2C 2O 4）还原为VO 2+，草酸被氧化为CO 2，该反应用于钒含量的测定。写出反应的离子方程式 。
（3）钛在元素周期表中的位置为 ，其电子排布式为 。用乙醚从TiCl 3的饱和溶液中萃取可得TiCl 3·6H 2O 绿色晶体，其配位数为6，将1mol 该晶体加入到足量硝酸银溶液中可得2mol 白色沉淀，则该配合物的化学式是 。
（4）钛的某种氧化物的晶胞结构如图所示（黑球白球分别表示钛、氧），该晶体的化学式为 。
（5）由TiO 2制取TiCl 4涉及如下反应：
C （s ） +1/2O2（g ）=CO （g ） ΔH =－110．5kJ/mol TiO 2（s ） + 2Cl2（g ）
TiCl 4（l ） + O2 （g ） ΔH =+140．5kJ/mol
TiCl4 （l ） + 2CO（g ） ΔH kJ/mol。
则TiO 2（s ） + 2C（s ） + 2Cl2 （g ）
7、元素X 的基态原子中的电子共有7个轨道，且最外层只有1个未成对电子，X 原子的内层轨道全部排满电子。在气体分析中，常用XCl 的盐酸溶液吸收并定量测定CO 的含量，其化学反应如下：
2XCl ＋2CO ＋2H 2O ＝X 2Cl 2·2CO·2H 2O
（1）X +基态核外电子排布式为 。
（2）C 、N 、O 三种原子的第一电离能由大到小的顺序为 。 （3）X 2Cl 2·2CO·2H 2O 是一种配合物，其结构如右图所示： ①与CO 为互为等电子体的阴离子是 。 ②该配合物中碳原子的杂化方式为 。
③在X 2Cl 2·2CO·2H 2O 中，每个X 原子能与其他原子形成3个配位键，在图中用“→”标出相应的配位键。 （4）XCl 的晶胞如右图所示，距离每个X 最近的Cl —的个数为 。
＋
OC
X H 2O
X
CO OH 2
8、 X 、Y 、Z 、M 、W 、R 是元素周期表中1～36号元素，且原子序数依次增大，X 、Y 、Z 是位于同一周期的相邻元素，Y 元素基态原子的2p 轨道处于半充满状态；M 为元素周期表1～36号元素中电负性最小的元素，W 元素基态原子的价电子构型为3d 74s 2；R 位于周期表第11列。回答下列问题(若需表示具体元素必须用相应的元素符号) ：
(1)X、Y 、Z 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_____________(用元素符号表示) ，Y 的最简单气态氢化物在水中的溶解度远大于X 的最简单气态氢化物，主要原因是_______________________________。 (2)R元素基态原子的电子排布式为______________。Z 、M 形成化合物M 2Z 2的电子式为_____________________。
(3)X、Z 、W 三种元素可以形成橘红色易升华的固体配合物W 2(XZ)8，该配合物中提供空轨道的是_________，提供孤对电子的是__________________(填化学式) 。
(4)已知某化合物部分结构如图(a)所示，该化合物由X 、Y 两元素组成，硬度超过金刚石。该化合物的化学式为___________，其晶体类型为__________，晶体中X 、Y 两种元素原子的杂化方式均为______________。
(5)在图(b)中标出R 晶体中R 原子的位置，该晶体中R 原子直径为a pm，R 的相对原子质量为M ，阿伏加德
罗常数为N A ，该晶胞密度表达式为___________g·cm -3(用a ，M ，N A 表示) 。
9、不锈钢是一种常见的合金，耐高温，加工性能好，在生产生活中有广泛用途。一种不锈钢的主要成分是Fe 、Ni 、Cr 、Si 、P 。回答下列问题： (1)基态Cr 的价层电子电子排布式为________。
第二周期基态原子未成对电子数与Cr 相同的元素是___________。
(2)金属镍粉在CO 气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，该分子呈正四面体构型。则： ①Ni(CO)4的熔点______(填“高于”“低于”或“等于”)SiO 2的熔点，理由为__________________________ _______________________________________。
②写出与CO 互为等电子体的一种分子的电子式：_______________。 (3)H3PO 4
比
H 3PO 3
酸
性
强
的
原
因
为
3+
3+
___________________________________________________。 PO4的空间构型为_______________。
(4)铁基超导材料有多种，如图所示是一种铁基超导材料的晶胞结构(铁位于面心) 。写出该超导材料的化学式：________________。
Se与同周期的As 、Br 相比较，第一电离能由大到小的顺序是_______________(用元素符号表示) 。 (5)如图所示晶胞为长方体结构，晶胞参数为a pm、b pm、c pm，阿伏加德罗常数的值为N A ，则该晶体的密度为__________g／cm 。
3
3-
1、
2、（15分） (l)lS2S 2p (l分) ；5（2分） (2)原子（1分） (3)O>B>Be（2分）；O>Be>B（2分）
(4) sp和sp （2分） (5)CH4(或NH 4或SiH 4) （2分） (6)5. 08(3分) 3、（15分）（1）1s 22s 22p 63s 23p 63d 9或[Ar]3d9（1分）N>O>S（1分） （2）sp 3（1分）配位键、离子键（2分）（3）2N A （1分）C 22-（1分）
（4）CuSO 4和Cu(NO3) 2均为离子晶体，SO 42-所带电荷比NO 3-大，故CuSO 4晶格能较大，熔点较高（2分） （5）（
3
2
+
221
111
，，）（2分）Cu （1分）（6）12（1分）74% 444
4、（1）1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1或[Ar]3d104s 1（2分）；CuO 中铜的价层电子排布为3d 94s 0，Cu 2O 中铜的价层电子排布为3d 10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是（2分）
（2）V 形、正四面体（2分）；＞（1分）；硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点升高（2分）（3）sp 3（1分）；配位（1分） （4）原子晶体（1分）；12（1分）；
4⨯40g /mol 2分）
(a ⨯10-10cm ) 3⨯6.02⨯
1023/mol
5、（1）① 平面正三角形（1分）。② 1s 2s 2p 3s （1分），
2263
（2分）
（2） ① sp 2杂化（1分）；
② 金刚石中的C —C 键为单键，而C 60中每个碳原子都以sp 2的形式杂化，其2p 轨道上还有一个单电子轨道垂直于sp 2杂化轨道的平面，相互之间肩并肩重合形成π键，故金刚石中的C-C 的键长大于C 60中C-C 的键长（2分）；
③ C 60是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，金刚石是原子晶体，融化时平破坏的是共价键（2分）。
（3）① C 8K （1分）；② 离子键（1分）；③ 23（2分）；（4）
23(a+b)
。 （2分）3
6、【答案】除标注外，每空1分
（1） ＜；sp 2（杂化）；正四面体 （2） 2VO 2+＋H 2C 2O 4＋2H +=2VO 2+＋2CO 2＋2H 2O （2分） （3） 第四周期IVB 族；[Ar]3d24s 2；[Ti（H 2O ）5Cl]Cl2·H 2O （2分） （4） TiO 2（2分）（5）－80．5（2分）
7、（1）1s 2s 2p 3s 3p 3d 或[Ar] 3d （2分）（2）N ＞O ＞C （2分） （3）①C 22-（2分）②sp （2分）
H 222
2
6
2
6
10
10
③
（2分）
（4）4（2分）