大题突破－化学一选修3－物质结构与性质

1、大题突破【化学一选修3：物质结构与性质】（15分）1.近现代战争中，制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢，热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为：铬0.51.25 镍0.51.5 钼0.30.6 锰0.81.6 碳0.3（1）铬元素的基态原子的价电子层排布式是 。（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中，C原子的杂化方式为 元 素MnFe电离能/kJ·mol1I1717759I215091561I332482957（3）Mn和Fe的部分电离能数据如表：根据表数据，气态Mn2再失去一个电子比气态Fe2再失去一个电子

2、难，其原因是 。 （4）镍（Ni）可形成多种配合物，且各种配合物有广泛的用途。 某镍配合物结构如右图所示，分子内含有的作用力有 （填序号）。A氢键 B离子键 C共价键D金属键 E配位键组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是 。 (5)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，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)4分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是 （6）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如右图所示，则该磁性材料的化学式为 2.碳元素是构成物质种类最多的一种元素，许多物质与我们的生活息息相关。（1）氢气作为一种清洁

3、能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料。已知金刚石中的CC的键长为154.45pm，C60中CC键长为145140pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确 ，理由是 。C60K（2）科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物， 其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。写出基态碳原子的电子排布图 ，该物质的K原子和C60分子的个数比为 。（3）继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是 。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中键的数目为 。（4

4、）Fe(CO)5是一种常见的配合物，可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。写出CO的一种常见等电子体分子的结构式 ；两者相比较沸点高的为 （填分子式）。Fe(CO)5在一定条件下发生反应：Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)，已知：反应过程中，断裂的化学键只有配位键，由此判断该反应所形成的化学键类型为 。（5）NiXO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值为0.88，晶胞边长为4.28×1010m。晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为_m（精确至0.01）。若晶体中的Ni分别为Ni2、Ni3，此晶体中Ni2与Ni3的最简整数比为_。3.（1）主族元素A的简单阳离子不与任何原

5、子具有相同的核外电子排布。元素B与氮元素同周期，B的原子序数大于氮，而第一电离能比氮的小。A与B能形成两种化合物A2B2和A2B，其中B的杂化方式分别为 、 。A2B、NH3、SiH4的键角由大到小依次为 （填化学式）。A2B由液态形成晶体时密度减小，主要原因是 。（2）新型无机材料在许多领域被广泛应用。陶瓷发动机的材料选用氮化硅，它硬度大、化学稳定性强，是很好的高温陶瓷材料。除氢氟酸外，氮化硅不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强。氮化硅的晶体类型是 ，氮化硅与氢氟酸反应的化学方程式为 。（3）MgCO3和Ca CO3都为离子晶体，热分解的温度分别为402和900，请根据结构与性质的关系说明它们热

6、分解温度不同的原因： 。（4）砷化镓广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等尖端技术中。镓的基态原子价电子排布式为 ，砷化镓的晶胞结构与金刚石相似，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为 g（用NA表示阿伏加德罗常数）。4.（1）过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：Fe(H2NCONH2)6 (NO3)3 三硝酸六尿素合铁()和Fe(CO)x等。基态Fe3+的M层电子排布式为 。配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x= 。 Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为20.5，沸点为103，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体属于 （

7、填晶体类型）； （2）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如右图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞的密度为 g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长 a = cm。 (用含、NA的计算式表示)（3）下列有关的说法正确的是 。A第一电离能大小：SPSi B电负性顺序：CNOFC因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低DSO2与CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO2的溶解度更大E分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高（4）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y

8、原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题： Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ，1mol Y2X2含有键的数目为 。 化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是 。 元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是 。大题突破【化学一选修3：物质结构与性质】（15分）1.【知识点】核外电子排布、杂化轨道、电离能、电负性、晶体结构【答案解析】（1）3d54S1 (2分) （2） sp3 (2分)（3）Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3

9、d4状态（或Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。）(2分)(4)ACE (2分); ONC (2分) (5)分子晶体（1分） (6)Fe4N(2分)）解析：（1）铬元素原子序数是24，,基态原子核外电子排布是1s22S22p63S23p63d54S1，其价电子层的排布是3d54S1（2）C元素同主族下一周期元素是Si，两者组成的晶体是SiC，其中每个碳形成4个碳硅键类似于金刚石，也和甲烷中的碳原子杂化一样，所以是碳原子是sp3 杂化（3）Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态，而Fe2转化为Fe3时，3d能

10、级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。（4）氧的电负性很强，与另外一个羟基形成氢键；配合物中含碳氧键、碳氢键、碳氮双建等共价键；氮镍间是配位键，不是离子键也不是金属键。同周期非金属越强电负性越强，所以电负性ONC（5）四羰基镍的熔沸点相对不高，加热易分解，应是分子晶体。（6）根据计算法则氮原子在立方体中心为1个，铁原子在8个顶点(每个顶点原子占1/8)和6个面上(每个面上的原子占1/2)，则每个晶胞含铁原子为4个，所以磁性材料的化学式为Fe4N【思路点拨】本题主要考查物质结构，主要有电离能、电负性等基础知识，还有晶胞、分子结构的简单计算，难度不大。2.【知识点】电子排布图，晶胞

11、的计算，熔沸点的比较，化学键【答案解析】（15分，除注明外其余没空1分）（1）不正确； C60是分子晶体，熔化时不断开C-C键（2分）（2） ；3:1（3）N>C>Si30（2分）（4）NNCO金属键（5）3.03×10-10（2分）8:3（2分）解析：（1）因为C60是分子晶体，熔化时不断开C-C键，熔点较低。（2）碳原子6号元素，基态碳原子的电子排布图。晶胞中C60分子1个在中心和8个顶点上，每个晶胞含2个C60分子；12个K原子在晶胞的面上，每个晶胞含K原子数 为6个，则该物质的K原子和C60分子的个数比为3：1（3）非金属性越强电负性越强，C、Si、N原子电负性由

12、大到小的顺序是N>C>Si，Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，说明硅原子跟相邻的3个硅原子形成3个键和1个键，即2个硅原子1个键，则Si60分子中键的数目为30（4）CO的一种常见等电子体分子为N2，结构式NN。两者分子量相同（28），且两者都是双原子分子，但是一个是极性分子（CO）另一个是非极性分子，在其它条件相同下，极性分子的相互吸引力大于非极性分子，故极性分子CO的沸点会高。反应过程中，断裂的化学键只有配位键，生成了铁单质，所以生成了金属键。（5）NiXO晶体晶胞结构为NaCl型，晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为

13、晶胞面对角线的1/2即4.28×1010=3.03×10-10 。设Ni0.88O中Ni2、Ni3个数分别为a、b根据化合价得，解得a/b=8:3【思路点拨】本题主要考查电子排布图，关于晶胞的计算，物质的熔沸点的比较，化学键的知识。难度中等。注意计算时用到的方法。3.【知识点】原子结构与性质、核外电子排布【答案解析】解析：（1）主族元素A的简单阳离子不与任何原子具有相同的核外电子排布，说明A是氢元素；元素B与氮元素同周期，B的原子序数大于氮，而第一电离能比氮的小，则B是氧元素；A与B能形成两种化合物H2O2、H2O,分子中每个氧原子都有两对键成键电子和两对孤对电子，所以需要

14、四条杂化轨道，所以O的杂化方式都是是sp3；H2O、NH3、SiH4的空间结构分别是角型、三角锥型、正四面体型，所以键角的大小关系：SiH4NH3H2O，H2O由液态形成晶体时水分子之间存在氢键，使水分子空间结构变大，密度降低。（2）氮化硅（Si3N4）晶体是硅原子和氧原子构成的原子晶体，氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3 (3) MgC03和CaC03分解成氧化镁、氧化钙和二氧化碳，Mg2+半径小于Ca2+半径，所以MgO晶格能大于CaO的晶格能，故，Mg2+比Ca2+更易与阳离子结合，使碳酸根更易分解，所需温度低；（4）镓的基态原子排布式为为

15、1s22s22p63s23p63d104s24p1，所以价电子排布是4s24p1；砷化镓的晶胞结构与金刚石相似，可知一个晶胞中含有4个As原子，一个晶胞中砷元素的质量为（75×4）/NA=200/NA晶胞的体积为（a×10-10）3cm3，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为【思路点拨】本题考查较为综合，涉及元素周期律的递变规律、杂化类型的判断、电子排布式以及氢键等知识，题目难度较大，本题的易错点为晶胞的有关计算，注意有关知识的积累。4.【知识点】配合物的成键情况；元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断【答案解析】（1） 3s23p63

16、d5（1分） 5（1分）分子晶体（1分） （2）立方体（1分） （1分） （3）BC（2分）（漏选得1分，多选、错选不得分）（4）sp杂化（2分） 3 NA或3×6.02×1023 个（2分） NH3分子存在氢键（2分） N2O（2分） 解析：（1）Fe原子核外有26个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+，Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则M层电子排布式为：3s23p63d5；配合物Fe（CO）x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，8+2

17、x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体；（2） 距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体，该晶胞中钠离子个数是8，氧离子个数=8×1/8+6×1/2=4，则a=（3）A同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能大小：PSSi；B同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以电负性顺序：CNOF；C晶格能与离子晶体的熔点成正比，离子半径与晶格能成反比，离子所带电荷与晶格能成正比，钙离子电荷大于钾离子，且钙离子半径小于钾离

18、子，氯离子所带电荷小于氧离子，且氯离子半径大于氧离子，所以氯化钾的晶格能小于氧化钙，则氯化钾的熔点比氧化钙低；D二氧化硫分子中硫原子的价层电子对是3且含有一个电子对，所以二氧化硫是V形结构，为极性分子，二氧化碳是非极性分子，根据相似相溶原理知，二氧化硫易溶于水；E分子晶体中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比；故选BC（4）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，则X是H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，则Y是C元素；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，则Z是N元素，W的原子序数为29，则W是Cu元素Y2X2是乙炔，分子式为C