发布时间 : 星期四 文章2010-2016高考全国卷选—3结构试题汇编更新完毕开始阅读
(2010·新课标全国卷·37·15分）【化学－选修物质结构与性质】
主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
（1）W元素原子的L层电子排布式________，W3分子的空间构型为________； （2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为____________________________； （3）化合物M的化学式为____________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________________________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式________________，O－C－O的键角为____________________； （4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________________________；
（5）含有元素Z的盐的焰色反应为____________________。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是____________________________________________。 【命题立意】本题主要考查元素周期表中的常见元素及其化合物的性质。 【思路点拨】熟悉常见元素原子的原子结构。
【规范解答】W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，说明W是O。由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高，化合物M晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl可推知，M为MgO，X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，可知X为F，Z为K。在碳酸二甲酯分子中，碳原子形成4个单键采用的杂化方式是sp，碳原子形成双键采用的杂化方式是sp。立方晶体中X个数：12×1/4＝3；Y个数：8×1/8＝1；Z个数：8×1/8＝1，故该晶体的组成为X∶Y∶Z＝3∶1∶1。 【答案】（1）2s2p
2
4 2
3
V形
（2）2F2+2H2O＝4HF+O2
（3）MgO 晶格能大 sp和sp 120 （4）3:1:1
（5）紫色 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量。
3
2
o
（2011·新课标全国卷·37）[化学——选修3：物质结构与性质]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的键角是_______，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361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）。
【思路点拨】解答本题时应注意化合物中电负性强的元素显负价；一个晶胞中所含元素原子个数的计算应注意其在晶胞中的位置，另外，摩尔质量是1摩尔物质（也即NA个微粒）所具有的质量而不是一个微粒的质量。
【精讲精析】（1）由B2O3制备BF3、BN的化学反应都是非氧化还原反应，写出主要的反应物、生成物再配平即可。
（2）B原子的核外电子为5个，电子排布式为1s2s2p;N电负性比B强，BN中B显正价，为+3价。（3）BF3分子构型为平面正三角形，B原子的杂化轨道类型为sp杂化，F-B-F的键角是120°，BF4为正四面体。
（4）六方氮化硼晶体与石墨结构相似，则晶体类型为原子晶体，原子晶体层内原子之间的化学键为共价键，层间作用力为分子间作用力。
-2
2
2
1
-3
-
（5）氮化硼晶胞结构如图：。氮原子位于顶点和面心，共有8×1/8+6×1/2=4
-10
3
3
个；硼原子在晶胞内有4个；晶胞体积为（361.5×10）cm，晶胞质量为
25?4g ，则NA密度为
25?4。 3（361.5?10-10）?NA2BF3↑＋3CaSO4＋3H2O
2
2
1
2
答案：（1）B2O3＋3CaF2＋3H2SO4 B2O3＋2NH 3
高温 2BN＋3H2O（2）1s2s2pN+3（3）120° sp
正四面体
（4）共价键（极性共价键） 分子间作用力 （5）4425?4 -103（361.5?10）?NA(2012·新课标全国卷·37)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物
中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采用的轨道杂化方式是 ;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 ; (3)Se原子序数为 ,其核外M层电子的排布式为 ;
(4)H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为 ,S离子的立体构型为 ;
(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10和2.5×10,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10,请根据结构与性质的关系解释:
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因: ; ②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因: ;
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为 g·cm(列式并计算),a位置S离子与b位置Zn离子之间的距离为 pm(列式表示)。
2+
-3
2--3
-8
-2
【解题指南】解答本题时应注意物质的空间构型与杂化方式有关;ZnS晶体结构中四个Zn在体内的四个小立方体的中心,不在同一平面上。 【解析】(1)因为S8为环状立体结构,所以为sp杂化;
(2)元素的非金属性越强,第一电离能越大,所以第一电离能由大到小的顺序为:O>S>Se; (3)Se是34号元素,M层电子排布式为:3s3p3d。
(4)H2Se的酸性比H2S强,SeO3杂化方式为sp,空间构型为平面三角形,S杂化方式为sp,空间构型为三角锥形。
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子。
②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H。
+
2
3
2
6
103
2+
(6)晶胞密度==4.1 g·cm;
-3
设m为晶胞边长,过b向上面作垂线,构成直角三角形,两边分别为/4m,1/4m,即可求出斜边为
3/4m=3/4×540.0 pm=1353。
答案:(1)sp (2)O>S>Se (3)34 3s3p3d
2
6
10[来源:学|科|网]
3
(4)强 平面三角形 三角锥形
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H (6)
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