高中化学二轮复习：专题6　物质结构与性质

课时作业16　物质结构与性质

一、选择题(每小题5分，共45分)

1．下列有关电负性的说法中正确的是(　　)

A．主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大

B．在元素周期表中，元素电负性从左到右越来越大

C．金属元素电负性一定小于非金属元素电负性

D．在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价

解析：本题考查了电负性的有关应用。主族元素原子的电离能、电负性变化趋势基本相同，但电离能有特例，如电负性：O>N，但第一电离能：N>O，A错误。B、C选项没有考虑过渡元素的情况。

答案：D

2．下列说法中正确的是(　　)

A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定

B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键

C．水分子可表示为HO—H，分子中键角为180°

D．H—O键键能为463 kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ

解析：分子中键能越大，键长越短，分子越稳定，选项A错误；元素周期表中的ⅠA族(除H外)是活泼金属，ⅦA族元素是活泼非金属，它们形成的化合物中是离子键而不是共价键，选项B正确；水分子中键角为105°，选项C错误；18 g H2O分解成氢原子和氧原子时消耗能量为2×463 kJ，选项D错误。

答案：B

3．下列化学用语表示正确的是(　　)

A．甲基的电子式：

B．氮原子的轨道表示式：

C．氯离子的最外层电子排布：3s23p6

D．硫离子的结构示意图：

解析：—CH3是CH4失去一个H原子剩余的部分，其电子式为；根据洪特规则，电子应优先占据原子轨道，且自旋方向相同，N的轨道排布式为，故B不正确；Cl－最外层达到8e－稳定结构，C正确；S2－核内有16个质子，且带正电荷，结构示意图为。

答案：C

4．航天员专用水必须是健康的，必须保存原水中对人体有益的矿物质和微量元素，应选择pH呈弱碱性、小分子团的健康水。由解放军总装备部军事医学研究所研制的小分子团水，具有饮用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储留时间长、排放量少的特点。下列关于小分子团水的说法正确的是(　　)

A．水分子的化学性质改变了

B．水分子中氧氢键键长缩短了

C．水分子间作用力减小了

D．水分子间结构、物理性质改变了

解析：小分子团水的特点，说明水分子间的氢键发生了变化，随之物理性质也发生了变化，化学性质并没有改变，形成小分子团作用力增大，但O—H键键长未变。

答案：D

5．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－>W－；Y的单质晶体熔点高，硬度大，是一种重要的半导体材料。

下列说法中，正确的是(　　)

A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物

B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低

C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体

D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂

解析：由Y的单质晶体熔点高，硬度大，是一种重要的半导体材料可知Y为Si元素，由X、Y、Z、W同周期，X＋与M2－具有相同的电子层结构可知X为Na元素，M为O元素，Z为S元素，再结合离子半径：Z2－>W－，可知W为Cl元素。Na和O可形成Na2O和Na2O2，A不正确；B中水分子之间存在氢键，故水的沸点最高；Si单质是原子晶体，S单质和Cl2都是分子晶体，C项不正确；O3和Cl2常用于水处理中的消毒剂。

答案：D

6．(双选)下列描述中正确的是(　　)

A．CS2为V形的极性分子

B．ClO的空间构型为平面三角形

C．SF6中有6对完全相同的成键电子对

D．SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化

解析：CS2与CO2的构型相同，为直线形，A错误；中心原子Cl有一对孤对电子，所以为三角锥形，B错误；S原子最外层有6个电子，正好与6个F原子形成6个共价键，C正确；SiF4中Si有4个σ键，SO中S原子形成3个σ键和一对孤对电子，所以Si、S均是sp3杂化，D正确。

答案：CD

7．有关晶体的下列说法中正确的是(　　)

A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

B．原子晶体中共价键越强，熔点越高

C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂

D．氯化钠熔化时离子键未被破坏

解析：分子的稳定性由分子的结构决定，分子晶体中分子间作用力越大，则分子晶体的熔、沸点越高，分子内共价键键能越大，则分子越稳定；冰中水分子间存在氢键，冰熔化时断裂了氢键；NaCl中Na＋、Cl－之间存在离子键，NaCl熔化成Na＋、Cl－时一定破坏了离子键。

答案：B

8．下列各晶体熔、沸点高低的比较，正确的是(　　)

A．硅>金刚石>金刚砂　　　B．CsCl>KCl>NaCl

C．SiO2>CO2>Hg           D．H2O>NH3>H2

解析：A中都是原子晶体，由于共价键键能：C—C> C—Si >Si—Si，所以沸点：金刚石>金刚砂>硅；B中都是离子晶体，由于离子半径：Cs＋>K＋>Na＋，所以沸点：CsCl<KCl<NaCl；C中SiO2是原子晶体，CO2常温下为气体，Hg常温下为液体，则沸点：SiO2>Hg>CO2；D中NH3、H2O均能形成氢键，则H2沸点最低，且H2O常温下为液体，NH3为气体，D正确。

答案：D

9．下列叙述正确的是(　　)

A．1个甘氨酸分子中存在9对共用电子

B．PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构

C．H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子

D．熔点由高到低的顺序是：金刚石>碳化硅>晶体硅

解析：甘氨酸的结构式为由结构式可以看出1个甘氨酸分子中存在10对共用电子，错误。选项B中根据|元素的化合价|＋原子的最外层电子数＝8，则该原子的最外层达到8个电子的稳定结构，BCl3中B原子的最外层电子数为3，化合价为＋3，因此B原子未达到8个电子的稳定结构，错误。选项C中H2S和CS2都是以极性键结合而成，H2S的空间结构呈V形，正负电荷重心不重合，属于极性分子，而CS2为直线形分子，正负电荷重心重合，属于非极性分子，错误。选项D中三种物质均为原子晶体，原子晶体的熔点与该晶体中的原子半径有关，一般来说，原子半径小的，熔点高，所以选项D正确。

答案：D

二、非选择题(共55分)

10．(10分)已知元素的电负性和原子半径一样，也是元素的一种基本性质，下面给出14种元素的电负性：

(1)根据上表给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是________________________________________________________。

(2)预测Br和I元素电负性的大小关系是________，电负性最小的元素在周期表中的位置是________。(放射性元素除外)

(3)离子化合物和共价化合物之间没有绝对的界限，习惯上把SrI2看作离子化合物，把BaS看作共价化合物。(电负性：Sr＝0.95；I＝2.66；Ba＝0.89；S＝2.58)我们把两成键原子的电负性差值用ΔX表示，请找出用ΔX来判断离子键或共价键的数值范围；即当ΔX________时一般为共价键，当ΔX________时一般为离子键。试判断AlBr3中化学键的类型是________。

答案：(1)对同周期元素而言，随核电荷数增加，电负性增大(稀有气体元素除外)

(2)Br>I　第六周期第ⅠA族

(3)<1.70　>1.70　共价键

11．(10分)四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。

信息①：原子半径大小：A>B>C>D

信息②：四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质：

甲：是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。

乙：无色，无味而易燃，是21世纪的主要能源。

丙：有强氧化性，可以用于消毒杀菌。

请根据上述信息回答下列问题。

(1)甲、乙、丙中含有共同元素是________(填名称)。

(2)B元素在周期表中的位置________，写出A原子的电子排布式：________。

(3)上述元素的原子M层有一个未成对p电子的是______(填元素符号)。

(4)B形成的单质晶体可能为________。

A．离子晶体　　　　　　B．分子晶体

C．原子晶体            D．金属晶体

解析：元素A、B、C、D分别为Cl、C、O、H元素。C元素形成的单质可能为金刚石(原子晶体)、C60(分子晶体)等。

答案：(1)氢　(2)第二周期第ⅣA族　1s22s22p63s23p5

(3)Cl　(4)BC

12．(10分)研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题。

(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是________________ ____。C60和金刚石都是碳的同素异形体，二者相比较熔点较高的是________。

(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：________。

(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般而言，为d0或d10排布时，无颜色；为d1～d9排布时，有颜色，如[Co(H2O)6]2＋显粉红色。据此判断，[Mn(H2O)6]2＋________(填“无”或“有”)颜色。

(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。

①COCl2分子的结构式为每个COCl2分子内含有几个σ键，几个π键(　　)

A．4个σ键

B．2个σ键、2个π键

C．2个σ键、1个π键

D．3个σ键、1个π键

其中心原子采取________杂化轨道方式。

②Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应：Fe(CO)5===Fe(s)＋5CO，反应过程中，断裂的化学键只有配位键，形成的化学键是________________。

解析：(1)电负性的比较可以借用非金属性的强弱比较；非金属性：N>C>Si，所以电负性：N>C>Si；金刚石是原子晶体，C60是分子晶体，则沸点：金刚石>C60；

(2)由于A、B的I2、I1相差不大，I3突然增大，则A、B为第ⅡA族元素，由于I1：A>B，则A为铍元素，B为镁元素；

(3)由于[Mn(H2O)6]2＋中Mn2＋的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d5，所以[Mn(H2O)6]2＋带颜色；

(4)①COCl2中C以双键成键，与C2H4中C的成键相似，所以C为sp2杂化，其中有2个单键(σ键)，1个双键(1个σ键、1个π键)，答案为D；

②Fe(CO)5中Fe与CO形成配位键，断裂后形成的产物为Fe，Fe是金属晶体，其中Fe原子间以金属键结合。

答案：(1)N>C>Si　金刚石

(2)1s22s22p63s2　(3)有

(4)①D　sp2　②金属键

13．(12分)(1)最近，中国科技大学的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面，在－268℃时冻结分子的热振荡，并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含碳原子间单键又含有双键的是________。

A．CO2             B．C2H4O

C．COCl2           D．H2O2

(2)在化学上，常用一条短线表示一个化学键。在如图所示的结构中，直线不表示化学键或不完全表示化学键的是________。

(3)下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价，回答下列问题：

①写出下列元素基态原子的核外电子排布式：

Sc____________________________________________________；

Ti____________________________________________________；

V____________________________________________________；

Mn___________________________________________________。

②已知基态铬原子的电子排布是1s22s22p63s23p63d54s1，并不符合构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题，当你遇到这样的问题时，你的态度是_______________________________。

③对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是________________________；出现这一现象的原因是______________________________________。

解析：(1)A的结构式为O===C===O；B为CH3—CHO或 C为 D为H—O—O—H，只有选项C符合。

(2)石墨晶体中层与层之间为范德华力，因此直线不完全表示化学键；在CCl4中，Cl原子之间的直线只是为了表示四个Cl原子形成的正四面体而已，不表示化学键。

(3)按各原子核外电子排布即可写出其电子排布式；当理论与客观事实不相符时，一定要尊重客观事实，说明该理论具有一定适用范围或局限性，或该理论范畴内有特例；根据五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，可发现的规律为五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最外层s电子和次外层d电子数目之和；这一现象是由原子结构决定的，电子排布的能级交错使得部分d电子也参与化学反应。

答案：(1)C　(2)AC

(3)①Sc：1s22s22p63s23p63d14s2

或[Ar]3d14s2

Ti：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2

V：1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2

Mn：1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2

②尊重客观事实，注重理论适用范围，掌握特例等等

③五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最外层s电子和次外层d电子数目之和　能级交错使得部分d电子也参与化学反应

14．(13分)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。

(1)X位于元素周期表中第________周期第________族；W的基态原子核外有________个未成对电子。

(2)X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是____________

(写化学式)；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是____________(写化学式)。

(3)Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是____________。

(4)在25℃、101kPa下，已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol 电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是____________。

解析：本题综合考查元素周期表、晶体结构、元素化合物知识以及热化学方程式等知识。根据题意，不难推出W为氧，X为钠，Y为硅，Z为氯。(1)氧的基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，故氧的基态原子核外有2个未成对电子。(2)钠为金属晶体，硅为原子晶体。熔点较高的是硅，Cl比Br的非金属性强，故HCl比HBr稳定。(3)该题需根据题目信息即可得出。(4)写出反应方程式，根据转移电子即可得出焓变。

答案：(1)三　ⅠA　2　(2)Si　HCl　(3)SiCl4＋3H2O=== H2SiO3↓＋4HCl

(4)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－1520.0 kJ·mol－1