2016届高考化学专题二十五物质结构与性质(全国通用)

专题二十五物质结构与性质A组专项基础训练非选择题1．(2015·衡水质检)已知A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大。A在所有元素中原子半径最小；B原子核外电子有6种不同运动状态；D与C、E均相邻；A、D、E三种元素的原子序数之和为25；E2－和F＋有相同的核外电子排布；G的质子数是25。请回答下列问题：(1)写出元素G的基态原子外围电子排布式________；B、C、D三种元素分别形成的最简单氢化物的沸点最高的是________(用化学式表示)。(2)由上述元素中的两种元素组成的一种阴离子与D的一种同素异形体分子互为等电子体，该阴离子化学式为________。(3)由上述元素组成的属于非极性分子且VSEPR为直线形的微粒的电子式________(任写一种)。(4)M是由4个C原子组成的一种不稳定的多原子单质分子，M分子中C原子杂化方式为sp3杂化，M分子的立体构型为________。(5)某一次性电池的比能量和可储存时间均比普通干电池优良，适用于大电流和连续放电，是民用电池的升级换代产品之一，它的负极材料是Zn，正极材料是G的一种常见氧化物，电解质是KOH。该电池的正极反应式为______________。(6)由上述元素中电负性最大的元素和第一电离能最小的元素形成的某化合物N的晶胞如右图所示。化合物N与氧化钙相比，晶格能较小的是______(填化学式)。已知该化合物的晶胞边长为apm，则该化合物的密度为________g·cm－3(只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为NA，1pm＝10－10cm)。解析A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大。A在所有元素中原子半径最小，则A为H元素；B原子核外电子有6种不同运动状态，则B为C元素；E2－可能为O2－或S2－元素，A、D、E三种元素的原子序数之和为25，D和E的原子序数为24，根据原子序数的大小关系，则E为S元素，D为O元素，则C为N元素，E2－和F＋有相同的核外电子排布，则F为K元素，G的质子数是25，G为Mn元素。(1)根据构造原理，Mn的基态原子外围电子排布式为3d54s2；B、C、D三种元素分别形成的最简单的氢化物为：CH4、NH3、H2O，水在常温下为液态，CH4和NH3为气态，则H2O的沸点最高。(2)O2与O3互为同素异形体，根据微粒中原子个数相同，价电子总数相同互为等电子体，可知O3与NO－2互为等电子体。(3)在上述元素的原子中能形成非极性分子且为直线形的有CO2和HC≡CH，它们的电子式分别为和H∶C⋮⋮C∶H。(4)由4个N原子组成的不稳定单质分子为N4，由于N原子的杂化方式为sp3杂化，则M分子的立体构型是正四面体结构。(5)该一次性电池负极材料是Zn，正极材料是MnO2，电解质为KOH，该电极的正极电极反应式为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。(6)上述元素中电负性最大的是O元素和第一电离能最小的K元素形成化合物N为K2O，由于r(K＋)＞r(Ca2＋)，故其晶格能小于CaO。由晶胞结构和均摊法知，每个晶胞中相当于含有4个K2O，则有：4×Mr(K2O)＝NA·(a×10－10)3·ρ，该化合物的密度为：ρ＝4×94NA×a3×10－30g·cm－3。答案(1)3d54s2H2O(2)NO－2(3)(或H∶C⋮⋮C∶H)(4)正四面体(5)MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－(6)K2O4×94NA×a3×10－302．(2015·大连高三质检)下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表所对应的元素。请回答下列问题：(1)⑨号元素的基态原子的价电子排布式是________，与其同周期，且基态原子的核外未成对电子数最多的元素是_______________________________(写出元素符号)，②号元素基态原子的电子排布图为________。(2)①号与③号元素形成的含有18电子的物质为________(写出名称)，②号与③号元素形成的，能造成温室效应的物质的立体构型为________。②、④、⑧三种元素的原子形成的晶体，其晶胞的结构特点如图所示，则该化合物的化学式为________(用对应的元素符号表示)，常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)①、②两种元素能形成多种平面形分子，其中有一种相对分子质量最小，有关该分子的说法中正确的是________。a．该分子属于含有极性键的非极性分子b．该分子含有4个σ键和1个π键c．该分子中的②号原子采取sp2杂化d．该物质易溶于水，并能和水反应得到酒精(4)某元素的价电子排布式为nsnnpn＋1，该元素可与元素①形成含有10个电子的分子X，将过量的X通入盛有硫酸铜溶液的试管里，产生的现象为__________________________________________________________________。(5)若元素⑤与Fe元素形成的某种晶体如图所示。若晶胞的边长为anm，则合金的密度为________g·cm－3。解析(1)从题中的各元素在元素周期表中的相对位置，可知⑨号元素为铜元素，其基态原子的价电子排布式为3d104s1；与其同周期，且基态原子的核外未成对电子数最多的元素的电子排布式为[Ar]3d54s1，是铬元素；②号元素为碳元素，其基态原子的电子排布图为。(2)①号元素氢与③号元素氧形成的含有18电子的物质为H2O2，②号元素碳与③号元素氧形成的能造成温室效应的物质二氧化碳的空间构型为直线形；根据晶胞的结构利用均摊法判断，1个晶胞中含有1个碳原子，镁原子为8×1/8＝1个，镍原子6×1/2＝3个，故由C、Mg、Ni三种元素的原子构成的晶体的化学式为MgNi3C或Ni3MgC；常温下丙烯为气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇常温下却呈液态，出现这种现象的原因是甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力。(3)C、H两种元素能形成多种平面形分子，其中相对分子质量最小的为乙烯。a项，该分子中碳氢键为极性键，分子结构对称，属于含有极性键的非极性分子，正确；b项，该分子含有4个碳氢键和1个碳碳双键，共有5个σ键和1个π键，错误；c项，该分子为平面形，碳原子采取sp2杂化，正确；d项，该物质难溶于水，错误；故选ac。(4)某元素的价电子排布式为nsnnpn＋1，该元素为氮元素，可与元素氢形成含有10个电子的氨气分子，将过量的氨气通入盛有硫酸铜溶液的试管中，先发生复分解反应生成Cu(OH)2沉淀，后发生络合反应生成[Cu(NH3)4]SO4，产生的现象为：先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，溶液变成深蓝色。(5)根据晶胞的结构先确定1个晶胞中含有各原子的个数，进一步确定其化学式，结合密度的定义及相关数学知识进行计算，得合金的密度为0.92/a3或5.56×1023/(a3NA)。答案(1)3d104s1Cr(2)过氧化氢直线形MgNi3C(或Ni3MgC)甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力(3)ac(4)先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，溶液变成深蓝色(5)0.92/a3或5.56×1023/(a3NA)3．(2014·安徽蚌埠期中)A、B、C、D、E、F是周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息A周期表中原子半径最小的元素B元素的原子价电子排布为nsnnpnC基态原子L层电子数是K层电子数的3倍D第三周期中第一电离能最小的元素E地壳中含量最多的金属元素F有多种化合价，其某种高价阳离子的价电子具有较稳定的半充满结构(1)F位于元素周期表中位置是________，其基态原子核外价电子排布式为________。(2)B的电负性比C的________(填“大”或“小”)；B2A2分子中σ键与π键个数之比为________。(3)写出E的单质与D的最高价氧化物的水化物溶液反应的化学方程式：_________________________________________________________________。(4)已知每5.4gE可与F的低价氧化物反应，放出346.2kJ的热量。请写出该反应的热化学方程式：_______________________________________________。解析由题意可知A为氢元素，B为碳元素，C为氧元素，D为钠元素，E为铝元素，F为铁元素。答案(1)第四周期Ⅷ族3d64s2(2)小3∶2(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(4)2Al(s)＋3FeO(s)===3Fe(s)＋Al2O3(s)ΔH＝－3462kJ/mol4．(2013·江苏南京一模)2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中)的化学反应。(1)固氮酶有铁蛋白和钒铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3，还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯，下列说法正确的有________(不定项选择)。a．C2H2、C2H4都是非极性分子b．碳负离子CH－3呈三角锥形c．NO＋电子式为[∶N⋮⋮O∶]＋d．NH3沸点比N2高，主要是因为前者是极性分子(2)钒可合成电池电极，也可人工合成二价钒(V)固氮酶(结构如图)①V2＋基态时核外电子排布式为______________________________________。②钒固氮酶中钒的配位原子有________(写元素符号)。③熔融空气电池钒硼晶体晶胞结构如图所示，该晶胞中含有钒原子数目为________。(3)烟酰胺(结构简式如图)可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有________，1mol该分子中含σ键的数目为___________________________________________________________。解析(1)乙烯、乙炔均为非极性分子，a正确；碳负离子CH－3与NH3互为等电子体，故CH－3呈三角锥形，b正确；NO＋与N2互为等电子体，故NO＋的电子式为[∶N⋮⋮O∶]＋，c正确；氨气的沸点比氮气高的主要原因是氨气分子间存在氢键，d错误。(2)①V的原子序数为23，V2＋基态时核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。②根据钒固氮酶的结构示意图可知钒固氮酶中钒的配位原子有S和N两种。③根据钒硼晶体晶胞中钒原子所处的位置和分摊法计算，该晶胞中含有的钒原子数目为：8×18＋8×14＋2×12＝4。(3)根据烟酰胺的结构简式可知其分子中氮原子的杂化轨道类型有两种，分别为sp2和sp3杂化。根据分子结构以及单键、双键所含σ键的规律可知。1mol该分子中含15molσ键。答案(1)abc(2)①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3②S、N③4(3)sp2、sp315NA(或15×6.02×1023)B组专项能力训练非选择题1．(2015·潍坊质检)短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外层电子排布式为ms1，B元素的原子价电子排布式为ns2np2，C元素位于第二周期且原子中p能级与所有s能级电子总数相等，D元素原子的L层的p能级中有3个未成对电子。(1)C元素原子基态时的价电子排布式为________，若A元素为非金属元素，A与C形成的化合物中的共价键属于________键(填“σ”或“π”)。(2)当n＝2时，B的最简单气态氢化物的分子构型为________，中心原子的杂化方式为________，BC2属于________分子(填“极性”或“非极性”)，当n＝3时，B与C形成的晶体属于________晶体。(3)若A元素的原子最外层电子排布式为