选修3物质结构与性质

选修3物质结构与性质

选修3——物质结构与性质

1．【化学—选修3：物质结构与性质】（15分）（2011年全国新课标理综·37）

氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：

请回答下列问题：

（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是___________________、____________________；

（2）基态B原子的电子排布式为_____________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；

（3）在BF3分子中，F—B—F的建角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4 的立体结构为_____________；

（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为___________，层间作用力为______________；

（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm，立方氮化硼晶苞中含有______个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______________g·cm-3（只要求列算式，不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA）。

【答案】（1）B2O3 + 3CaF2 + 2H2SO4 △ 2BF3↑+ 3 CaSO4 + 3H2O

B2O3 + 2NH3 高温 2BN + 3H2O

（2）1s22s22p1 N +3 （3）120℃ sp2 正四面体

（4）共价键（极性共价键） 分子间力

（5）4 4 25 4

10（361.5 10） NA

【解析】（1）由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3，同时还应该产生硫酸钙和水，

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方程式为：B2O3 + 3CaF2 + 2H2SO4 △ 2BF3↑+ 3 CaSO4 + 3H2O；B2O3与氨气在高温下反应即生成BN，方程式为：B2O3 + 2NH3 高温 2BN + 3H2O；（2）B的原子序数是5，所以基态B原子的电子排布为1s22s22p1；B和N都属于第二周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以B和N相比，电负性较大的是N，B最外层有3个电子，所以化合价是+3价；

（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数=1/2(a-xb)=1/2(3-3×1)=0，所以BF3分子为平面正三角形结构，F—B—F的建角是120℃，杂化轨道类型为sp2；在BF4 中中心原子的孤对电子数=1/2(a-xb)=1/2(4-4×1)=0，所以BF4 的结构为正四面体；（4）B、

N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；而层与层之间靠分子间作用力结合；（5）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，其质量是

4

6.02 1023 25g，立方体的体积是(361.5cm)，因此立方氮化硼的密度是

-3325 4

（361.5 10 10） NAg·cm。

2．（2011年海南化学·

19）

【答案】BC

【解析】根据价层电子对互斥理论（

VSEPR）可得四种分子的结构如下：

。

19-II（14分）铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：

（1）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为___________；

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（2）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_______；

（3）SO42 的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是_______；

（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是________；

（5）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为__________。

【答案】（1）Cu+2 H2SO4(浓

) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O

（2）白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5 H2O，显示水合铜离子特征蓝色

（3）正四面体 sp （4）6s （5）3︰1 （4）金属键 （5）H8AuCu3

【解析】本题各小题内容考查点相互的联系不大，仍属于“拼盘”式题。（3）硫酸根中心原子的价层电子对为：孤对电子数6-2×4+2=0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；（4）Au电子排布或类比Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N（Cu）=6×=3，N（Au）=8×=1；（5）CaF2结构如下图所示，所以氢原子在晶胞内有281131

4个，可得储氢后的化学式为H8AuCu3

3.(12分)（2011年江苏化学·21）

本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。

A．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种最多的元素，Y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：

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（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ，1mol Y2X2含有σ键的数目为 。

（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是 。

（3）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 。

（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式

是 ，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为 。

【答案】A.

（1）sp杂化

3mol或3×6.2×10 个

（2）NH3分子存在氢键

（3）N2O

（4）CuCl

CuCl＋2HCl＝H2CuCl3 (或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])

【分析】本题把元素推理和物质结构与性质容融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道

杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点特出。

4．【化学——物质结构与性质】（13分）（2011年福建理综·30）

氮元素可以形成多种化合物。

回答以下问题：

（1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。

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（3）肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被－NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。

①NH3分子的空间构型是_______________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) △H …… 此处隐藏：3186字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……