物质结构与性质物质结构与性质1.(2013上海高考)下列变化需克服相同类型作用力的是( )A碘和干冰的升华 B硅和 C60的熔化C氯化氢和氯化钠的溶解 D溴和汞的气化【解析】 A 项变化克服的都是分子间作用力，正确，硅和 C60的熔化分别克服的是共价键、分子间作用力， B 项错误；氯化氢和氯化钠的溶解分别克服的是共价键、离子键，C 项错误；溴和汞的气化分别克服的是分子间作用力、金属键，D 项错误。【答案】 A2(2013雅安质检)下列说法正确的是( )A原子核外电子层数越多，原子半径越大B每一主族所含非金属元素的种类可表示为族序数2 C根据泡利原理将氧元素基态原子的电子排布图书写为DC2H2分子中的碳采取 sp2杂化【解析】 原子半径的影响因素除核外电子层数外，还有核电荷数，核电荷数越多，对核外电子的吸引力越大，半径越小，如锂原子半径比氯原子半径大，A 项错；氧元素基态原子的电子排布图应该是，C 项错；C2H2的结构式为 HCCH，C 采取 sp 杂化。【答案】 B3(2012上海高考)PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和 NH3相似，但PH 键键能比 NH 键键能低。下列判断错误的是( )APH3分子呈三角锥形BPH3分子是极性分子CPH3沸点低于 NH3沸点，因为 PH 键键能低DPH3分子稳定性低于 NH3分子，因为 NH 键键能高【解析】 PH3同 NH3构型相同，因中心原子上有一对孤电子对，均为三角锥形，属于极性分子，故 A、B 项正确；PH3的沸点低于 NH3，是因为 NH3分子间存在氢键，C 项错误；PH3的稳定性低于 NH3，是因为 NH 键键能高，D 项正确。【答案】 C4(2013黄山质检)化合物 A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料，可由六元环状物质(HB=(NH3通过如下反应制得：3CH42HB=NH)36H2O=3CO26H3BNH3。对合成 A 反应方程式的讨论中不正确的是( )A反应前后碳原子的杂化类型不变B键角的大小关系：CO2CH4H2OC第一电离能大小关系：NOCBHD生成物 H3BNH3中存在配位键【解析】 由方程式可知：碳元素由 CH4变为 CO2，碳原子杂化类型由 sp3转化为 sp。【答案】 A5(2012浙江自选模块)下列物质变化，只与范德华力有关的是( )A干冰熔化B乙酸汽化C乙醇与丙酮混溶D溶于水【解析】 干冰为分子晶体，熔化时只需破坏范德华力；乙酸、乙醇、分子间均存在范德华力和氢键，因此 B、C、D 三者变化过程中均需克服两种作用力。【答案】 A6(2013安徽高考)X、Y、Z、W 是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX 的最高价氧化物对应的水化物化学式为 H2XO3YY 是地壳中含量最高的元素ZZ 的基态原子最外层电子排布式为 3s23p1WW 的一种核素的质量数为 28，中子数为 14(1)W 位于元素周期表第_周期第_族；W 的原子半径比 X的_(填“大”或“小”)。(2)Z 的第一电离能比 W 的_(填“大”或“小”)；XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是_；氢元素、X、Y 的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称_。(3)振荡下，向 Z 单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量，能观察到的现象是_；W 的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是_。【解析】 先根据题给条件判断元素的种类，再结合具体元素及其化合物的性质进行分析，在解决问题时要注意相关知识的综合应用。(1)根据题给信息，可以初步判断 X 为第A 族元素，当判断出 Y 为 O 元素时，即可确定 X 为 C 元素；Z 的最外层电子数为 3，共有三个电子层，所以 Z 为Al 元素；由质子数质量数中子数，可以确定 W 的质子数为 14，所以 W 为 Si元素。由此可以判断 W 位于元素周期表第三周期第A 族；W 和 X 是同一主族元素，且 W 在 X 的下一周期，所以 W 的原子半径大于 X 的原子半径。(2)Z 和W 属于同周期元素，同周期元素的第一电离能从左向右呈逐渐增大趋势，所以Z 的第一电离能小于 W 的；XY2为 CO2，属于分子晶体，所以由固态变为气态时克服的作用力为分子间作用力；H、C、O 三种元素可组成多种能形成同种分子间氢键的化合物，比如乙酸等。(3)Z 单质即为铝，铝和盐酸反应生成氯化铝，向氯化铝中滴加氢氧化钠溶液，发生的反应主要分为两个阶段。第一阶段：先生成氢氧化铝沉淀；第二阶段：氢氧化钠过量时，氢氧化铝沉淀溶解。W 单质即为硅，硅和氢氟酸反应生成 SiF4和 H2两种气体。【答案】 (1)三 A 大(2)小 分子间作用力 乙酸(其他合理答案均可)(3)先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液 Si4HF=SiF42H27(2013德阳模拟)有原子序数依次增大的 A、B、C、D、E 五种元素，A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素；B 元素的原子既不易失去也不易得到电子，其基态原子每种轨道中电子数相同；C 元素的价电子构型为nsnnpn1；D 的最外层电子数与电子层数之比为 31；E 是地壳中含量仅次于铝的金属元素，其合金用途最广，用量最大。(1)B 与 D 形成的非极性分子中中心原子的孤对电子数是_，中心原子的杂化轨道类型为_。(2)A 分别与 B、C、D 能形成电子数为 10 的化合物，它们的沸点由高到低的顺序是_(写分子式)，它们的稳定性由弱到强的顺序是_(写分子式)。(3)分子 ABC、BA2D 的空间构型分别是_、_。(4)B、C、D 三种元素的电负性由大到小的顺序是_(用元素符号表示)，第一电离能由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。(5)C 的单质分子中存在_个 键、_个 键。【解析】 短周期中族序数等于周期数的非金属元素只有 H，故 A 为 H；由B 元素原子的得失电子能力可判断 B 为 C，其 1s、2s、2p 轨道各有 2 个电子；C元素的价电子构型为 nsnnpn1，由 s 轨道容纳 2 个电子可知 n 只能等于 2，故 C为 N；由最外层电子数与电子层数的关系可知 D 为 O；由 E 在地壳中含量可知其为 Fe。(1)C、O 形成的非极性分子为 CO2，中心原子为碳原子，由电子式可知其中心原子无孤对电子，CO2为直线形分子，采用 sp 杂化方式。(2)H 与 C、N、O 形成的 10 电子分子为 CH4、NH3、H2O，常温下水为液态，沸点最高，其次为NH3，CH4沸点最低；同周期元素从左到右，氢化物的稳定性逐渐增强，故稳定性顺序为 CH4NC NOC(5)2 18(2012江苏高考)一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的 Cu(NO3)2和 Mn(NO3)2溶液中加入 Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得 CuMn2O4。Mn2基态的电子排布式可表示为_。NO的空间构型是_(用文字描述)。 3(2)在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化为 CO2，HCHO 被氧化为 CO2和H2O。根据等电子体原理，CO 分子的结构式为_。H2O 分子中 O 原子轨道的杂化类型为_。1 mol CO2中含有的 键数目为_。(3)向 CuSO4溶液中加入过量 NaOH 溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型，Cu(OH)42的结构可用示意图表示为_。【解析】 (1)Mn 元素的原子核外有 25 个电子，其基态原子电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2，则 Mn2的基态电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。NO中 N 原子采取 sp2杂化，NO为平面三角形结构。 3 3(2)CO 与 N2是等电子体，N2的结构式为 NN，从而推知 CO 的结构式为 CO。杂化轨道用于形成 键和容纳未成键电子，H2O 分子中 O 原子形成 2 个 键，且有 2 对未成键电子，则 O 原子采取 sp3杂化。CO2的结构式为 COO,1 mol CO2含有 2 mol 键。(3)Cu2有空轨道，OH能提供孤电子对，Cu2与 OH形成配位离子Cu(OH)42。【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5) 平面三角形(2)CO sp3 26.021023个(或 2 NA)(3)9(2013山东省潍坊市高考模拟考试)碳、氢、氟、氮、硅等非金属元素与人类的生产生活息息相关。回答下列问题。(1)写出硅原子的电子排布式_。C、Si、N 的电负性由大到小的顺序是_。(2)氟化氢水溶液中存在的氢键有_种。(3)科学家把 C60和 K 掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如图所示，该物质中 K 原子和 C60分子的个数比为_。(4)继 C60后，科学家又合成了 Si60、N60。请解释如下现象：熔点Si60N60C60，而破坏分子所需要的能量 N60C60Si60，其原因是_。【解析】 (2)HF、H2O 均能形成氢键：HFHF、HOHFH 共四种。(3)K 处于晶胞表面：12 6，C60处于晶胞顶点和体心：8 12。故 K1218原子和 C60分子的个数比为：6231。(4)熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。【答案】 (1)1s22s22p63s23p2 NCSi(2)4 (3)31(4)结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60N60C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为 N60C60Si6010(2013大连调研)原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种 A 的化合物，B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，B 与 C 可形成正四面体形分子，D 的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：(1)这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为_，第一电离能最小的元素是_(填元素符号)。(2)C 所在主族的前四种元素分别与 A 形成的化合物，沸点由高到低的顺序是_(填化学式)，呈现如此递变规律的原因是_。(3)B 元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为_。另一种的晶胞如图二所示，若此晶胞中的棱长为 356.6