考点23 物质结构与性质（选修3）
1、（2013·大纲版全国卷·27） （15分）原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d的A2B型氢化物均为V形分子，c的+1价离子比e的-1价离子少8个电子。
回答下列问题：
元素a为________；c为_______
由这些元素形成的双原子分子为__________________。
由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是_______，非直线形的是_______________________。（写2种）
这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是_______，离子晶体的是_______，金属晶体的是_______，分子晶体的是_______（每空填一种）。
元素a和b形成的一种化合物与c和b形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具中，该反应的化学方程式为_______________________。
【解题指南】解答本题时应掌握分子的构型、元素的推断、晶体的类型和有关化合物在生活中的应用等知识。
【解析】原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d、e中，a的最外层电子数为其周期数的两倍，b和d的型氢化物均为V形分子，c的+1价离子比e的-1价离子少8个电子，可推出元素a为C、b为O、c为Na、d为S、e为Cl。由这些元素形成的双原子分子为CO、O2、Cl2；由这些元素形成的三原子分子中直线型的为CO2、CS2，非直线形的分子是：ClO2、SO2、O3、SCl2等。这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是金刚石，离子晶体的是NaCl，金属晶体是Na，分子晶体的是O2、|Cl2或 CO；元素a和b形成的一种化合物即CO2与c和b形成的一种化合物即Na2O2发生的反应常用于防毒面具中，该反应的方程式为 。
答案：（1）C Na (2) CO O2 Cl2 (3) CO2 H2O H2S
(4)金刚石 NaCl Na S 或 CO
（5）[来源:Z*xx*k.Com]
2、（2013·上海高考·四大题）四、(本题共8分)
2013年《自然》杂志报道了我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。
完成下列填空：
23．10Be和9Be_______。
a．是同一种原子 b．具有相同的中子数
c．具有相同的化学性质 d．具有恒定的丰度
Be所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素相互组成的化合物属于_____晶体。
24．Al和Be具有相似的化学性质，写出BeCl2水解反应的化学方程式_____。[来源:Zxxk.Com]
25．研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是____。
a．比较这两种元素的单质的硬度和熔点
b．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
c．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
d．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
26．目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。写出和Ar核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序______(用化学符号表示)；其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用做干燥剂，此化合物的电子式是_______。
四、【答案】（本题共8分）
23.cd ；分子（2分）； 24. BeCl2+2H2OBe(OH)2+2HCl （2分）； 25.bc（2分）
26.S2-＞Cl-；
【解析】Be与Be是同种元素的不同核素，二者互为同位素，具有相同的化学性质，且在自然界中具有恒定的丰度；第二周期（Be位于第二周期）中最外层有2个未成对电子的元素是碳和氧，二者相互组成的化合物CO2或CO均为分子晶体。比较金属Mg、Al的金属性强弱的方法有：比较其最高价氧化物对应水化物的碱性，可利用Mg(OH)2和Al(OH)3和NaOH溶液反应情况来比较Mg(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱、比较Mg、Al与酸或水反应置换出氢气的难易等，d项在空气中久置，二者表面均氧化为氧化物，无法比较、单质熔沸点与金属性强弱无关。与Ar（核外有18个电子）核外电子排布相同的阴离子有S2-、Cl-，二者半径：S2-＞Cl-，核外具有18个电子和K相邻的离子为Ca2+，CaCl2常用作干燥剂，其是离子化合物，故其电子式为：。
3、（2013·大纲版全国卷·6）下列有关化学键的叙述，正确的是（ ）
A .离子化合物中一定含有离子键
B .单质分子中均不存在化学键
C .含有极性键的分子一定是极性分子
D .含有共价键的化合物一定是共价化合物
【解题指南】解答本题时应理解清化学键类型和物质类型之间的关系。
【解析】选A。离子化合物一定含有离子键, A正确；稀有气体分子中不存在化学键，其它非金属单质分子中存在化学键,B项错误；含有极性键且分子结构不对称的分子是极性分子，结构对称的是非极性分子，如CO2分子含有极性键，但是非极性分子,因此C项错误；含有共价键的化合物可能是共价化合物(如HCl)也可能是离子化合物（如NH4Cl），共价化合物是只含有共价键的化合物,因此D项错误。
4、（2013·福建高考·30）（13分）[化学-物质结构与性质]13分
（1）元素的第一电离能：Al Si（填“>”或：“<”）
（2）基态Mn2+的核外电子排布式为 。
（3）硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是 。
（4）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm—（含B、O、H三种元素）的球棍模型如右下图所示：
①在Xm—中，硼原子轨道的杂化类型有 ；配位键存在于 原子之间（填原子的数字标号）；
m= （填数字）。
②硼砂晶体由Na+、Xm—和H2O构成，它们之间存在的作用力有 （填序号）。
A．离子键 B.共价键 C.金属键
D.范德华力 E.氢键
【解题指南】解答本题要明确如下三点：
（1）电离能是衡量原子或离子失电子能力的标度，越容易失电子，第一电离能越大。
（2）分子晶体的沸点是由范德华力、氢键和分子极性等因素决定的。
（3）根据球棍模型和元素的成键数目写出Xm－的结构，再根据化合价求出m的数值。
（4）根据孤对电子和空轨道的存在判断配位键。[来源:Zxxk.Com]
【解析】（1）同周期从左到右第一电离能逐渐增大趋势，ⅡA和ⅤA族则反常。Al是活泼金属，容易失去电子，第一电离能小，硅是非金属，不容易失去电子，第一电离能大。（2）Mn是25号元素，其电子排布式为［Ar］3d54s2，失去最外层的2个电子，即得Mn2+：［Ar］3d5。（3）硅烷为分子晶体，其组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。（4）①H可以形成1个共价键，O可以形成2个共价键，B可以形成3个共价键，所以最小的球为H原子，共4个，颜色浅的大球为O原子，共9个，颜色深的大球为B原子，共9个，其化学式为（H4B4O9）m－，H为+1价，B为+3价，O为－2价，所以4×1+4×3－2×9＝－m，得m＝2。B原子正常形成3个共价键，采用sp2杂化，4号B原子形成了4个共价键，四面体构型，采用sp3杂化，其中1个共价键为配位键，5号O原子形成2个共价键，还有1个离子键（OH－），所以其中1个共价键为配位键，即4和5号原子之间的共价键为配位键。②钠离子与Xm-形成离子键,结晶水分子间存在氢键和范德华力。学生没仔细读题，题目是问钠离子、Xm-、水分子之间的作用力，而不是硼砂晶体中的作用力，可能会多选B。
【答案】（1）＜（2）1s22s22p63s23p63d5或［Ar］3d5
（3）硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越大，熔沸点越高（或其他合理答案）。
（4）①sp2和sp3 4，5或（5，4） 2 ②ADE
5、（2013·海南高考·19）19[选修3——物质结构与性质】(20分)
19-I(6分)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是
A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
[解析]A选项中锗是金属而碳是非金属元素，第一电离能当然低于碳；B选项中都应该是分子晶体，分子构型相同；C选项明显有错，金属的氧化物不可能为气体化合物
[答案]BD
19-II(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：
(1)铜原子基态电子排布式为 ；
(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm-3，则铜晶胞的体积是
cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为 (列式计算，己知Ar(Cu)=63.6)；
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为 ；
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是 ，反应的化学方应程式为 。
【解析】（2）根据质量=体积×密度，一个面心立方晶胞中含有4个原子，则一个晶胞中所含Cu的质量为4×63.6g/NA，从而求出NA。
（3）Cu有+1、+2两种价，题中KCuCl3为+2价，则+1价的为K2CuCl3。
（4）双氧水是一种氧化剂，而氨水提供配体，因此相当于二者相互促进，前者使之转化为铜离子，后者形成配合物。[来源:学+科+网Z+X+X+K][来源:学|科|网Z|X|X|K]
【答案】
19.（14分）
（1）1s22s22p63s23p63d104s1
（2）4.70×10-23 4.70×10-23
（3）sp3 K2CuCl3
（4）过氧化氢为氧化剂，氨与铜形成配离子，两者相互促进使反应进行。
Cu+H2O2+4NH3=Cu（NH3）42-+2OH-
6、（2013·江苏高考·21A）21.(12分)A.[物质结构]
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。
①Mn2＋基态的电子排布式可表示为 。
②NO3－的空间构型 (用文字描述)。[来源:学#科#网Z#X#X#K]
(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O。
①根据等电子原理，CO分子的结构式为 。
②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为 。
③1molCO2中含有的σ键数目为 。
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为 。
【参考答案】
(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
②平面三角形
(2)①C≡O ②sp3 ③2×6.02×1023个(或2mol)
(3)
【分析】本题科学研究铜锰氧化物作背景，考查学生对电子排布、原子轨道杂化类型与空间构型、等电子体原理、[Cu(OH)4]2－结构等《选修三》基础知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点特出。
【备考提示】《选修三》的知识点是单一的、基础的，我们一定要确保学生不在这些题目上失分。看来还是得狠抓重要知识点，狠抓基础知识，强化主干知识的巩固和运用，这也许是我们高三复习的灵魂所在。
【解题指南】解答本题时应熟练掌握物质结构的有关规律和原理，运用相关规律和原理解决具体问题。
【解析】
（1）①锰的质子数为25，Mn2+有23个电子；
②硝酸根中心原子为氮原子，有三对价层电子对，三个配位原子，硝酸根为平面三角形结构；
（2）①一氧化碳与氮气互为等电子体，结构式与氮气类似；
②水中氧原子为中心原子，价层电子对为4对，为sp3杂化；
③一个二氧化碳中有两个σ键，1mol二氧化碳中σ键为2 mol；
（3）铜离子与氢氧根之间为配位键；
【答案】
7、（2013·山东高考·32）32．（8分）【化学——物质结构与性质】
金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
下列关于金属及金属键的说法正确的是_______。
金属键具有方向性和饱和性
金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是______。
过渡金属配合物Ni（CO）的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=______。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。
甲醛（H2C=O）在Ni催化作用下加氢可得甲醛（CH2OH）。甲醛分子内C原子的杂化方式为________，甲醛分子内的O—C—H键角_______（填“大于”“等于”或“小于”）甲醛分子内的O—C—H键角。
【解题指南】解答本题时应正确理解金属键的特征，分子原子杂化方式及键角等相关概念。
【解析】（1）a项，金属键由金属离子和自由电子之间的作用，自由电子属于整个晶体，不具有方向性和饱和性；c项，金属导电是因在外加电场作用下，自由电子的定向移动；d项，金属具有光泽的原因是金属对光的反射。
（2）Ni的价电子排布为3d84s2，未成对电子数为2，第二周期未成对电子数为2的元素有碳和氧，同周期从左到右电负性逐渐增大，则电负性C
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