2014 物质结构与性质(选修3)高考试题解析

分之一处的原子与顶点上的原子紧贴,因此有·(a)=2r,则r=a;然后可以确定原子的占有率为(8×πr3)/a3=答案:Ⅰ.B、D

Ⅱ.(1)同素异形体 (2)sp3 sp2 (3)分子 混合

(4)σ σ π(或大π或p-pπ) (5)8

=

。

4.(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(Ⅰ)、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+NH3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

[Cu(NH3)3CO]Ac

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分子中含有两个碳氧双键,则CS2的电子式为

。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+H2O

2NH4HCO3

(3)①低温、加压下吸收CO;②然后将铜洗液转移至另一容器中;③高温、低压下释放CO,然后将铜洗液循环使用 (4)C>N>O>H (5)

NH3和PH3的稳定性

CS2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)X

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个电子,因此R的原子序数是18+9+2=29,即为铜元素。 (1)氧元素的原子序数是8,根据核外电子排布规律可知,氧元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p4。同周期自左向右元素的第一电离能有逐渐增大的趋势,镁是第3周期的元素,其所在的周期中第一电离能最大的主族元素是氯元素。 (2)根据价层电子对互斥理论可知,N

的立体构型是V型;铜离子含有空轨道,而

水分子中的氧原子含有孤电子对,因此在Cu2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是氧原子。

(3)根据晶胞结构可知,阳离子在8个顶点和体心位置,因此晶胞中阳离子个数为1+8×1/8=2,阴离子在上下面各2个,晶胞内部2个,则阴离子个数=4×1/2+2=4,因此晶胞中阴离子与阳离子的个数比为2∶1。

(4)将铜单质的粉末加入氨气的浓溶液中,通入氧气,充分反应后溶液呈深蓝色,这说明在反应中铜被氧化成铜离子,与氨气结合形成配位键,则该反应的离子反应方程式是2Cu+8NH3·H2O+O2

2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。

答案:(1)1s22s22p4 Cl (2)V型 O (3)2∶1

(4)2Cu+8NH3·H2O+O2

2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O

6. (2014·江苏高考·21 A)[物质结构与性质]

含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。

(1)Cu+基态核外电子排布式为 。

(2)与OH-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。

(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是 ;1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为 。

(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为 。 (5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如下图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。

【解析】(1)Cu为29号元素,核外电子排布式为[Ar]3d104s1,Cu+为Cu失去4s轨道上的一个电子,则为[Ar]3d10。

(2)等电子体必须具备原子数相等,价电子数相等,O得一个电子,即为F,所以OH-与HF互为等电子体。

(3)醛基中的C为碳氧双键,属于sp2杂化,CH3CHO中单键均为σ键,CO中有一个为σ键,共有6 mol。

(4)醛基在碱性条件下,可被Cu(OH)2氧化生成Cu2O沉淀。 (5)Cu为面心立方晶胞,配位数为12。