2014-物质结构与性质(选修3)高考试题解析

1、2014各地高考 化学 物质结构与性质（选修3)试题解析非选择题1.(2014新课标全国卷37)化学选修3:物质结构与性质早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态铁原子有个未成对电子,Fe3+的电子排布式为,可用硫氰化钾检验Fe3+,形成配合物的颜色为。来源:学|科|网(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为;1 mol乙醛分子中含有的键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有个铜原子。(4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示铝单质的密度 gcm-3(不必计算出结果)。【解题指南】解答本题要注意以下3点:(1)核外电子在排布时应遵循洪特规则特例;(2)分子间氢键能够使物质的沸点升高;(3)取1 mol晶体计算出该晶

2、体一个晶胞的质量,再计算出一个晶胞的体积,然后根据公式计算晶体的密度。【解析】(1)区别晶体、准晶体与非晶体最可靠的方法是X-射线衍射。(2)26号元素铁的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,由此可知基态铁原子的3d轨道上有4个未成对电子,当铁原子失去4s轨道上的两个电子和3d轨道上的一个电子时形成三价铁离子,因此三价铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,三价铁离子遇硫氰酸根离子变成红色。(3)乙醛中甲基上的碳为sp3杂化,醛基上的碳原子为sp2杂化;乙醛分子中有5个单键、一个双键,其中五个单键全是键,双键中一个是键,一个是键;乙酸分子间存在分子间氢键,因此沸点较高;氧化亚铜晶胞中含有氧原子个数为4+81/8+61/2=8,根据氧化亚铜的化学式可知,晶胞中铜原子和氧原子的个数之比为21,所以晶胞中铜原子个数为16个。(4)在晶体中,与铝原子距离相等且最近的铝原子共有34=12个,所以在晶胞中铝原子的配位数为12,一个晶胞中含有铝原子的个数是81/8+61/2=4,晶体的密度为=mV=427 gNA(0.40510-7cm)3=427NA(

3、4.0510-8)3gcm-3。答案:(1)X-射线衍射(2)41s22s22p63s23p63d5红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)124276.021023(0.40510-7)32.(2014浙江高考自选模块15)请回答下列问题:(1)31Ga基态原子的核外电子排布式是。某种半导体材料由Ga和As两种元素组成,该半导体材料的化学式是,其晶体结构类型可能为。(2)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用。该物质的结构式为:以下关于维生素B1的说法正确的是。A.只含键和键B.既有共价键又有离子键C.该物质的熔点可能高于NaClD.该物质易溶于盐酸(3)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有 。A.离子键、共价键 B.离子键、氢键、共价键C.氢键、范德华力 D.离子键、氢键、范德华力【解题指南】解答本题时应注意以下三点:(1)熟悉每个主族所含的元素。(2)单键含1个键,双键含1个键和1个键。(3)熟练掌握晶体类型与形成晶体作用力的对应关系。【解析】(1)Ga与Al同主族,位于第4周期A族,从而可得其电子排布式为1s22s22

4、p63s23p63d104s24p1。由于Ga和As组成的物质是半导体材料,不是离子化合物,Ga最外层有3个电子,As最外层有5个电子,两者以共价键形成GaAs,属于原子晶体。(2)双键含1个键和1个键,其中还有Cl-与N+的离子键,A错误、B正确;与氯化钠晶体相比,维生素B1中的阳离子比Na+半径大,晶格能小,熔点低,C错误;维生素B1中的NH2是碱性基团,能与盐酸反应,D正确。(3)维生素B1中含有离子键,水中含有氢键和分子间作用力,维生素B1溶于水时需要克服维生素B1中的离子键、水中的氢键和范德华力。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1GaAs原子晶体(2)B、D(3)D3.(2014海南高考19)【选修3物质结构与性质】.对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)下列叙述正确的是()来源:学,科,网Z,X,X,KA.SiX4难水解B.SiX4是共价化合物C.NaX易水解 D.NaX的熔点一般高于SiX4.碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:来源:Z。xx。k.Com回答下列问题:(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都

5、是碳元素的单质形式,它们互为。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为、。(3)C60属于晶体,石墨属于晶体。(4)石墨晶体中,层内CC键的键长为142 pm,而金刚石中CC键的键长为154 pm,其原因是金刚石中只存在CC间的共价键,而石墨层内的CC间不仅存在共价键,还有键。(5)金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结果)。【解题指南】解答本题时应注意以下3点:(1)原子结构决定化合物中化学键的类型以及晶体类型;(2)同素异形体的概念和判断;(3)晶胞的计算和晶体结构的计算。【解析】.钠位于第A族,是活泼金属元素,易失电子,钠的卤化物为离子化合物,而硅位于第A族,既不易失电子也不易得电子,因此硅的氯化物为共价化合物;硅的卤化物易发生水解而NaX一般不水解,氢卤酸中只有氢氟酸为弱酸,其余为强酸,所以正确的叙述为B、D。.C60为分子晶体,金刚石为原子晶体,石墨为混合晶体,它们均属于碳元素的不同单质,因此互称同素异形体;金刚石为空间立体网状结构,每一个碳原子与四个相邻碳

6、原子形成共价键,因此碳原子杂化方式为sp3杂化,化学键只有键;而石墨层内为平面正六边形,层间为分子间作用力,所以石墨中碳原子的杂化方式为sp2杂化,即石墨层内不仅存在键还存在键;金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4,然后依据晶胞计算确定在晶体中碳原子数目,碳原子数目为n=81/8+61/2+4=8;根据硬球接触模型可以确定,体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴,因此有14(3a)=2r,则r=38a;然后可以确定原子的占有率为(843r3)/a3=316。答案:.B、D.(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大或p-p)(5)838843r3a3=3164.(2014上海高考四大题)合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液醋酸二氨合铜()、氨水吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体,铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3COAc完成下列填空:(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是 。(选填编号)a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.及时移走产物(2)铜液

7、中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式: 。(3)简述铜液吸收CO及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)。 。(4)铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为 。其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是 。通过比较可判断氮、磷两种元素的非金属性强弱。(5)已知CS2与CO2分子结构相似,CS2的电子式是。CS2熔点高于CO2,其原因是 。【解析】(1)减压使气体的浓度减小,速率减小,a错误;增加NH3的浓度反应速率加快,b正确;升温反应速率加快,c正确;及时移走产物使产物浓度减小,反应速率减小,d错误。(2)过量的氨和二氧化碳反应生成(NH4)2CO3。(3)铜液吸收CO的反应是气体体积减小的反应,加压平衡右移;反应是放热反应,降温平衡右移。再生是采取减压、升温使平衡左移,并将得到的气体储存起来。(4)铜液的组成元素中,短周期元素有氢、碳、氮、氧,同周期从左到右元素的原子半径逐渐减小。氮原子核外有7个电子,最外层上有5个电子,2s和2p轨道上分别有2、3个电子。元素的非金属性越强,对应元素的气态氢化物越稳定。(5)CS2与CO2分子结构相似,CO2分子中含有

8、两个碳氧双键,则CS2的电子式为SCS。分子组成相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。答案: (1)b、c(2)2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3(3)低温、加压下吸收CO;然后将铜洗液转移至另一容器中;高温、低压下释放CO,然后将铜洗液循环使用(4)CNOHNH3和PH3的稳定性(5)SCSCS2和CO2都是分子晶体,CS2的相对分子质量大,分子间作用力大5.(2014四川高考8)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题:(1)Y基态原子的电子排布式是 ；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是 。(2)XY2-的立体构型是;R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是 。(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是。(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是 。【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)常见的红棕色气体是二氧化氮;(2)利用价层电子对互斥理论可以判断分子的空间构型。【解析】X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大,XY2是红棕色的气体,该气体是NO2,则X是氮元素,Y是氧元素;X与氢元素可形成XH3,该气体是氨气;Z基态原子的M层与K层电子数相等,则该元素的原子序数是2+8+2=12,即为镁元素,R2+的3d轨道上有9个电

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