2019-2020学年高中化学人教版选修3作业与测评：高考真题汇编
高考真题汇编
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对应学生用书P53
1．(2018·全国卷Ⅰ)
[化学——选修3：物质结构与性质]Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别是
________、________(填标号)。
A．B．
C．D．
(2)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是
______________________________________________________。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是
__________。中心原子的杂化形式为________。LiAlH4中，存在________(填标号)。
A．离子键B．σ键
C．π键D．氢键
(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图a的Born-Haber循环计算得到。
可知，Li 原子的第一电离能为________kJ·mol －1，O===O
键键能为
________kJ·mol －1，Li 2O 晶格能为________kJ·mol －1。(5)Li 2O 具有反萤石结构，晶胞如图b 所示，已知晶胞参数为0．4665 nm ，阿伏加德罗常数的值为N A ，则Li 2O 的密度为________g·cm －3(列出计算式)。
答案 (1)D C (2)Li ＋核电荷数较大
(3)正四面体 sp 3 AB (4)520 498 2908
(5)8×7＋4×16
NA (0.4665×10－7)3
解析 (1)根据核外电子排布规律可知Li 的基态核外电子排布式为1s 22s 1，则D 中能量最低；C 中有2个电子处于2p 能级上，能量最高。
(2)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li ＋的半径小于H －。
(3)LiAlH 4中的阴离子是AlH ，中心原子铝原子含有的价层电子对数是4，－
4且不存在孤对电子，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是sp 3杂化；阴、阳离子间存在离子键，Al 与H 之间还有共价单键，不存在双键和氢键，答案选AB 。
(4)根据示意图可知Li 原子的第一电离能是1040 kJ·mol －1÷2＝520 kJ·mol －1；0．5 mol 氧气转化为氧原子时吸热249 kJ ，所以O===O 键键能是249 kJ·mol －1×2＝498 kJ·mol －1；根据晶格能的定义结合示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ·mol －1。
(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计8个，根据化学式可知氧原子个
数是4个，则Li 2O 的密度是ρ＝＝ g·cm －3。
m V 8×7＋4×16
NA (0.4665×10－7)32．(2018·全国卷Ⅱ)
[化学——选修3：物质结构与性质]硫及其化合物有许多用途，相关物质的物
理常数如下表所示：
回答下列问题：
(1)基态Fe 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为
________________________，基态S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(2)根据价层电子对互斥理论，H 2S 、SO 2、SO 3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是____________。
(3)图a 为S 8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为______________________
。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图b 所示的三聚分子，该分子中S 原子的杂化轨道类型为________。
(5)FeS 2晶体的晶胞如图c 所示。晶胞边长为a nm 、FeS 2相对式量为M ，阿伏加德罗常数的值为N A ，其晶体密度的计算表达式为________g·cm －3；晶胞中
Fe 2＋位于S 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm 。2－
2答案 (1) 哑铃(纺锤)
(2)H 2S
(3)S 8相对分子质量大，分子间范德华力强
(4)平面三角 2 sp 3
(5)×1021 a
4M NAa322解析 (1)基态Fe 原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2，则其价层电子的电子排布图(轨道表达式)为；基态S 原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 4，则电子占据的最高能级是3p ，其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。
(2)根据价层电子对互斥理论可知H 2S 、SO 2、SO 3的气态分子中，中心原子价
层电子对数分别是2＋＝4、2＋＝3、3＋＝3，因6－1×226－2×226－2×32此中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H 2S 。
(3)S 8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于S 8相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，根据(2)中分析可知中心原子含有的价层电子对数是3，且不存在孤对电子，所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键，因此其中共价键的类型有2种，即σ键、π键；固体三氧化硫中存在如图b 所示的三聚分子，该分子中S 原子形成4个共价键，因此其杂化轨道类型为sp 3。
(5)根据晶胞结构可知含有Fe 2＋的个数是12×＋1＝4，S 个数是142－
28×＋6×＝4，晶胞边长为a nm 、FeS 2相对式量为M ，阿伏加德罗常数的值为1812N A ，则其晶体密度的计算表达式为ρ＝＝
m V 4M NA (a ×10－7)3g·cm －3＝×1021 g·cm －3；晶胞中Fe 2＋位于S 所形成的正八面体的体心，4M NAa32－
2该正八面体的边长是面对角线的一半，则为 a nm 。22
3．(2018·全国卷Ⅲ)
[化学——选修3：物质结构与性质]锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：
(1)Zn 原子核外电子排布式为______________。
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn 和Cu 组成，第一电离能I 1(Zn)________I 1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_____________________。
(3)ZnF 2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF 2不溶于有机溶剂而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是________________________________。
(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO 3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO 3中，阴离子空间构型为________，C 原子的杂化形式为________________
。
(5)金属Zn 晶体中的原子堆积方式如右图所示，这种堆积方式称为
________。六棱柱底边边长为a cm ，高为c cm ，阿伏加德罗常数的值为N A ，Zn 的密度为________g·cm －3(列出计算式)。
答案 (1)[Ar]3d 104s 2或1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2
(2)大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子
(3)离子键 ZnF 2为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为主、极性较小。
(4)平面三角形 sp 2
(5)六方最密堆积(A 3型)
65×6NA ×6×3
4×a2c 解析 (1)Zn 是第30号元素，所以核外电子排布式为[Ar]3d 104s 2或
1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2。
(2)Zn 的第一电离能大于Cu 的第一电离能，原因是Zn 的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。
(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。作为离子化合物，氟化锌不溶于有机溶剂，而氯化锌、溴化锌和碘化锌的化学键以共价键为主，分子的极性较小，能够溶于乙醇、乙醚等弱极性有机溶剂。
(4)碳酸锌中的阴离子为CO ，根据价层电子对互斥理论，其中心原子C 2－
3的价电子对数为3＋
＝3，所以空间构型为平面三角形，中心C 原
(4－3×2＋2)2子的杂化形式为sp 2杂化。
(5)由图可知，堆积方式为六方最密堆积。为了计算方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所
以该六棱柱中的锌原子为12×＋2×＋3＝6个，所以该结构的质量为 16126×65NA g 。该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm ，底面的面积为6个边长为a cm 的
正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×a 2
34cm 2，高为c
cm ，所以体积为6×a 2c cm 3。所以密度为＝
346×65NA 6×34a2c g·cm －3。65×6NA ×6×3
4×a2c 4．(2017·全国卷Ⅰ)
[化学——选修3：物质结构与性质]钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)元素K 的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。
A ．404．4
B ．553．5
C ．589．2
D ．670．8
E ．766．5
(2)基态K 原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________________。K 和Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K 的熔点、沸点等都比金属Cr 低，原因是
_________________________________________________________。
(3)X 射线衍射测定等发现，I 3AsF 6中存在I 离子。I 离子的几何构型为＋
3＋3____________________，中心原子的杂化形式为
___________________________
。
(4)KIO 3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a ＝0．446 nm ，晶胞中K 、I 、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K 与O 间的最短距离为________nm ，与K 紧邻的O 个数为________。
(5)在KIO 3晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角位置，则K 处于
________位置，O 处于________位置。
答案 (1)A
(2)N 球形 K 原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
(3)V 形 sp 3
(4)0．315 12
(5)体心 棱心
解析 (1)紫色光对应的辐射波长范围是400～430 nm(此数据来源于物理教材 人教版 选修3-4)。
(2)基态K 原子占据K 、L 、M 、N 四个能层，其中能量最高的是N 能层。N 能层上为4s 电子，电子云轮廓图形状为球形。Cr 的原子半径小于K 且其价电子数较多，则Cr 的金属键强于K ，故Cr 的熔、沸点较高。
(3)I 的价层电子对数为＝4，中心原子杂化轨道类型为sp 3，成键电＋37＋2－12子对数为2，孤电子对数为2，故空间构型为V 形。
(4)K 与O 间的最短距离为a ＝×0．446 nm ≈0．315 nm ；由于K 、O 分2222别位于晶胞的顶角和面心，所以与K 紧邻的O 原子为12个。
(5)根据KIO 3的化学式及晶胞结构可画出KIO 3的另一种晶胞结构，如图，可
看出K处于体心，O处于棱心。
5．(2017·全国卷Ⅱ)
[化学——选修3：物质结构与性质]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：
(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为
________________________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图a所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________；氮元素的E1呈现异常的原因是_______________________________________________。
(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图b所示。
①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为
________。(填标号)
A．中心原子的杂化轨道类型
B．中心原子的价层电子对数
C．立体结构
D．共价键类型
②R中阴离子N中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号
－5
Πn m表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则N中的大π键应表示为________。
6－5
③图b中虚线代表氢键，其表示式为
(NH)N—H…Cl、________、________。
＋4
(4)R的晶体密度为d g·cm－3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5) 6
(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为
________________。
答案 (1)
(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子
(3)①ABD C ②5 Π65
③(H3O＋)O—H…N(N) (NH)N—H…N(N)
－5＋4－5
(4)602a3d
M
(或a3dNA
M
×10－21)
解析 (1)氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，所以价层电子的轨道表示式
(电子排布图)为。
(2)同周期元素随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，不易结合一个电子，因此第一电子亲和能较低。
(3)①R中两种阳离子分别为H3O＋和NH。A选项，两种阳离子中心原子
＋4
的杂化轨道类型均为sp3，所以两者相同；B选项，H3O＋中心原子的价层电子对数为(6＋3－1)/2＝4，NH中心原子的价层电子对数为(5＋4－1)/2＝4，所以两
＋4
者相同；C选项，H3O＋和NH的立体结构分别为三角锥形和正四面体形，所以
＋4
两者不同；D选项，H3O＋和NH均含有极性共价键和配位键，所以两者相同。
＋4
②由题给图示可知，N与N之间形成5个N—N键，因此有5个σ键。N
中有5个氮原子参与形成大π键，每个N原子与其他2个N原子形成共价键，－5
每个N 原子还可以提供1个电子参与大π键的形成，加上得到的1个电子，共有
6个电子参与形成大π键，因此N 中的大π键可表示为Π。－
565③根据题给表示式可知，除表示出形成氢键的原子外，还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况，因此氢键的表示式为(NH )N—H …Cl 、＋
4(H 3O ＋)O—H …N(N )、(NH )N—H …N(N )。－
5＋4－5(4)晶胞的质量为d g/cm 3×(a ×10－7 cm)3＝a 3d ×10－21 g ，N A 个该单元的质量
为M g ，则＝，故y ＝。
a3d ×10－21 g y M NA 602a3d M (或a3dNA M ×10－21)6．(2017·全国卷Ⅲ)
[化学——选修3：物质结构与性质]研究发现，在CO 2低压合成甲醇反应(CO 2＋3H 2===CH 3OH ＋H 2O)中，Co 氧化物负载的Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
(1)Co 基态原子核外电子排布式为________。元素Mn 与O 中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
(2)CO 2和CH 3OH 分子中C 原子的杂化形式分别为________和________。
(3)在CO 2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________，原因是________________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO 3)2中的化学键除了σ键外，还存在____________
。
(5)MgO 具有NaCl 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO 的晶胞参数为a ＝0．420 nm ，则r(O 2－)为
________nm 。MnO 也属于NaCl 型结构，晶胞参数为a ′＝0．448
nm ，则r(Mn 2＋)为________nm 。
答案 (1)[Ar]3d 74s 2 O Mn
(2)sp sp 3
(3)H 2O>CH 3OH>CO 2>H 2 H 2O 与CH 3OH 均为极性分子，H 2O 中氢键比甲醇
多；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大，范德华力较大
64
(4)离子键和π键(Π键)
(5)0．148 0．076
解析 (1)Co是27号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2或
1s22s22p63s23p63d74s2。元素Mn与O中，由于O是非金属元素而Mn是金属元素，所以O的第一电离能大于Mn的。O基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2，其核外未成
对电子数是5，因此Mn的基态原子核外未成对电子数比O的多。
(2)CO2和CH3OH的中心原子C的价层电子对数分别为2和4，所以CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为sp和sp3。
(3)由于水和甲醇均为极性分子，二氧化碳和氢气均为非极性分子，所以水和甲醇的沸点高于二氧化碳和氢气的沸点；由于水分子中两个氢原子都可以参与形成分子间氢键，而甲醇分子中只有一个羟基上的氢原子可用于形成分子间氢键，所以水的沸点高于甲醇的沸点；由于二氧化碳的相对分子质量比氢气大，所以二氧化碳分子间作用力较大、沸点较高。
(4)硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与3个氧原子形成3个σ键，硝酸根中存在氮氧双键，所以还存在π键。
(5)因为O2－采用面心立方最密堆积方式，面对角线是O2－半径的4倍，即
2
4r(O2－)＝a，解得r(O2－)≈0．148 nm；根据晶胞的结构可知，棱上阴阳离子相切，因此2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝0．448 nm，所以r(Mn2＋)＝0．076 nm。
7．(2016·全国卷Ⅰ)
[化学——选修3：物质结构与性质]锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]____________，有________个未成
对电子。
(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是
___________________________。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因
_____________。
GeCl 4
GeBr 4GeI 4熔点/℃
－49．526146沸点/℃83．1186约400
(4)光催化还原CO 2制备CH 4反应中，带状纳米Zn 2GeO 4是该反应的良好催化剂。Zn 、Ge 、O 电负性由大至小的顺序是____________。
(5)Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是________。
(6)晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge
单晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为(0,0,0)；B 为；C 为。则D 原子的坐标参(12，0，12)(12，12，0)
数为________。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge 单晶的晶胞参数a ＝565．76 pm ，其密度为____________________g·cm －3(列出计算式即可)。
答案 (1)3d 104s 24p 2 2
(2)双键中含有1个π键，叁键中含有2个π键，而Ge 原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
(3)GeCl 4、GeBr 4、GeI 4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强
(4)O>Ge>Zn
(5)sp 3 共价键
(6)① ②×107(14，14，14)
8×736.02×565.763解析 (2)单键中含有1个σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，叁键中含有1个σ键和2个π键。σ键的成键方式是“头碰头”，π键的成键方式是“肩并肩”，原子间形成的σ键键长越长，越不利于两原子间形成π键。
(3)对于结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。
(4)元素的非金属性越强，原子吸引电子能力越强，元素的电负性越大。
(5)金刚石中C 原子的杂化方式为sp 3杂化，微粒间作用力为共价键，运用类推法不难得出结论。
(6)②该晶胞中含有Ge 的个数为8×＋6×＋4＝8，晶胞参数a 即为晶胞边1813长，则有ρ＝＝ g·cm －3＝
m V 8×73
6.02×1023(565.76×10－10)3×107 g·cm －3。
8×73
6.02×565.7638．(2016·全国卷Ⅱ)
[化学——选修3：物质结构与性质]东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
(1)镍元素基态原子的电子排布式为____________，3d 能级上的未成对电子数为________。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH 3)6]SO 4蓝色溶液。
①[Ni(NH 3)6]SO 4中阴离子的立体构型是____________。
②在[Ni(NH 3)6]2＋中Ni 2＋与NH 3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。
③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH 3)，原因是
______________________；氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。
(3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：I Cu ＝1958
kJ·mol －1、I Ni ＝1753 kJ·mol －1，I Cu >I Ni 的原因是
__________________。
(4)
某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为____________。
②若合金的密度为d g·cm －3，晶胞参数a ＝______________nm 。
答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 84s 2(或[Ar]3d 84s 2) 2
(2)①正四面体 ②配位键 N ③高于 NH 3分子间可形成氢键 极性 sp 3
(3)金属 铜失去的是全充满的3d 10电子，镍失去的是4s 1电子
(4)①3∶1 ② ×107
3251
6.02×1023×d 解析 (2)①SO 中S 原子的价层电子对数＝＝4，采取sp 3杂化，立体2－
46＋2
2构型为正四面体；②Ni 2＋与NH 3之间形成共价键时Ni 提供空轨道，N 提供孤电子对，形成配位键；③氨分子之间形成氢键，分子间作用力增大，故沸点高于膦
(PH 3)；氨分子中N 原子的价层电子对数＝＝4，采取sp 3杂化，四个杂5＋1×3
2化轨道中有三个轨道被共用电子对占据，一个轨道被孤电子对占据，是极性分子。
(3)金属单质形成的晶体均为金属晶体，金属晶体中只含有金属键。
(4)①晶胞中含Cu 原子数为×6＝3，含Ni 原子数为×8＝1，两者数量比为1
2183∶1；②由题意可得：d ＝，
3×64＋59
(a ×10－7)3×6.02×1023解得a ＝ ×107 nm 。
3251
6.02×1023×d 9．(2016·全国卷Ⅲ)
[化学——选修3：物质结构与性质]砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：
(1)写出基态As 原子的核外电子排布式__________。
(2)根据元素周期律，原子半径Ga________As ，第一电离能
Ga________As 。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl 3分子的立体构型为________，其中As 的杂化轨道类型为
________________。
(4)GaF 3的熔点高于1000
℃，GaCl 3的熔点为77．9 ℃，其原因是
__________________
。(5)GaAs 的熔点为1238 ℃，密度为ρ g·cm －3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为__________，Ga 与As 以________键键合。Ga 和As 的摩尔质量分别为M Ga g·mol －1和M As g·mol －1，原子半径分别为r Ga pm 和r As pm ，阿伏加德罗常数值为N A ，则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。
答案 (1)[Ar]3d 104s 24p 3(或
1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3)
(2)大于 小于
(3)三角锥形 sp 3
(4)GaF 3为离子晶体，GaCl 3为分子晶体
(5)原子晶体 共价 ×100%
4π×10－30NA ρ(r 3Ga ＋r 3As )
3(MGa ＋MAs )解析 (1)As 为33号元素，位于元素周期表第四周期第ⅤA 族，故其基态原子的核外电子排布式为
[Ar]3d 104s 24p 3或1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3。
(2)Ga 和As 同属第四周期元素，且Ga 原子序数小于As ，则原子半径Ga 大于As ，第一电离能Ga 小于As 。
(3)AsCl 3中As 元素价电子对数为4，As 的杂化方式为sp 3杂化，AsCl 3分子
的立体构型为三角锥形。
(5)GaAs 为原子晶体，Ga 和As 之间以共价键键合。该晶胞中原子个数：Ga
为4个，As 为8×＋6×＝4个，晶胞中原子所占体积为π(r Ga ＋r )×4 18124333As
pm 3；则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为
×100%
43π(r 3Ga ＋r 3As )×4×10－30
4(MGa ＋MAs )
ρ×NA ＝×100%。
4π×10－30NA ρ(r 3Ga ＋r 3As )
3(MGa ＋MAs )10．(2015·全国卷Ⅰ)
[化学——选修3：物质结构与性质]碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用
________形象化描述。在基态14C 原子中，核外存在__________对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_____________。
(3)CS 2分子中，共价键的类型有________，C 原子的杂化轨道类型是
________，写出两个与CS 2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________________。
(4)CO 能与金属Fe 形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K ，沸点为376 K ，其固体属于________晶体。
(5)
碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C 原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C 原子。
②在金刚石晶体中，C 原子所连接的最小环也为六元环，每个C 原子连接
________个六元环，六元环中最多有________个C 原子在同一平面。
答案 (1)电子云 2
(2)C 有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构
(3)σ键和π键 sp CO 2、SCN －(或COS 等)
(4)分子
(5)①3 2 ②12 4
解析 (1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用“电子云”形象化描述。根据碳的基态原子核外电子排布图可知，其核外自旋相反的电子有2对。
(2)碳原子有4个价电子，且碳原子半径小，很难通过得或失电子达到稳定电子结构，所以碳在形成化合物时，其键型以共价键为主。
(3)CS 2中C 为中心原子，采用sp 杂化，与CS 2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子有CO 2、SCN －等。
(4)Fe(CO)5的熔、沸点较低，符合分子晶体的特点，故其固体为分子晶体。
(5)①由石墨烯晶体结构图可知，每个C 原子连接3个六元环，每个六元环占
有的C 原子数为×6＝2。
13②观察金刚石晶体的空间构型，以1个C 原子为标准计算，1个C 原子和4个C 原子相连，则它必然在4个六元环上，这4个C 原子中每个C 原子又和另外3个C 原子相连，必然又在另外3个六元环上，3×4＝12，所以每个C 原子连接12个六元环；六元环中最多有4个C 原子在同一平面。
11．(2015·全国卷Ⅱ)
[化学——选修3：物质结构与性质]A 、B 、C 、D 为原子序数依次增大的四种元素，A 2－和B ＋具有相同的电子构型；C 、D 为同周期元素，C 核外电子总数是最外层电子数的3倍；D 元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C 原子的核外电子排布式为________。
(2)单质A 有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是________________________；A 和B 的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(3)C 和D 反应可生成组成比为1∶3的化合物E ，E 的立体构型为
________，中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)化合物D 2A 的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为
________，单质D 与湿润的Na 2CO 3反应可制备D 2A ，其化学方程式为__________________
。
(5)A 和B 能够形成化合物F ，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a ＝0．566 nm ，F 的化学式为________；晶胞中A 原子的配位数为________；列式计算晶体F 的密度(g·cm －3)____________________________________。
答案 (1)O 1s 22s 22p 63s 23p 3(或[Ne]3s 23p 3)
(2)O 3 O 3相对分子质量较大，范德华力大 分子晶体 离子晶体
(3)三角锥形 sp 3
(4)V 形 4 2Cl 2＋2Na 2CO 3＋H 2O===Cl 2O ＋2NaHCO 3＋2NaCl(或
2Cl 2＋Na 2CO 3===Cl 2O ＋CO 2＋2NaCl)
(5)Na 2O 8
＝2．27 g·cm －3
4×62
(0.566×10－7)3×6.02×1023解析 C 的核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C 可能是Li 或P ，但是
A 、
B 、
C 、
D 原子序数依次增大，所以C 应为P ，D 的最外层只有一个未成对电子，所以D 为Cl 。A 2－和B ＋的电子层结构相同，则A 为O ，B 为Na 。
(1)电负性最大，也即非金属性最强的为O 。P 为15号元素，核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 3或[Ne]3s 23p 3。
(2)氧的两种同素异形体分别为O 2和O 3，均为分子晶体，分子晶体中相对分子质量越高，沸点越高。H 2O 为分子晶体，NaH 为离子晶体。
(3)PCl 3中P 有一对孤对电子，价层电子对数为1＋3＝4，所以P 为sp 3杂化，PCl 3的空间构型为三角锥形。
(4)Cl 2O 中O 有两对孤对电子，价层电子对数为2＋2＝4，所以O 为sp 3杂化，Cl 2O 的空间构型为V 形。Cl 2O 中Cl 为＋1价，Cl 2发生歧化反应生成Cl 2O 和NaCl 。
(5)由晶胞图知，小黑球有8个，大黑球有8×＋6×＝4，所以化学式为1812Na 2O 。小黑球为Na ，大黑球为O 。A 为O ，由晶胞结构知，面心上的1个O 连有4个钠，在相邻的另一个晶胞中，O 也连有4个钠，故O 的配位数为8。1个
晶胞中含有4个Na 2O ，根据密度公式有：ρ＝＝＝m V 4×62NA·a3＝2．27 g·cm －3。4×62
6.02×1023×(0.566×10－7)3
高中化学选修物质结构与性质历年高考题汇总
物质结构与性质（2014年-2019年全国卷） 1．[2019年全国卷Ⅰ] 在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得 铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要村料。回答下列问题： （1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。 A． B． C． D． （2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二 胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物 稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。 （3）一些氧化物的熔点如下表所示： 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 （4）图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四 面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为N A，则MgCu2的密度是 g·cm?3(列出计算表达式)。 2.[2019年全国卷Ⅱ]
近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。回答下列问题： （1）AsH3的沸点比NH3的________（填“高”或“低”），其判断理由是______。 （2）Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。 （3）比较离子半径F- O2-（填“大于”、“等于”或“小于”） (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。 图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化 学式表示为____________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝_________g·cm－3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为（,,），则位于底面中心的原子2和原子3的坐标分别为___________、__________. 3.[2019全国卷Ⅲ] 磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等 特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题： （1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态（填“相同”或“相反”）。 （2） FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为，其中Fe的配位数为。
人教版高中化学选修五高考题分类汇编(化学部分).doc
高中化学学习材料 2010年高考题分类汇编（化学部分） 15-14有机化学 1．（2010全国卷1）11.下图表示4—溴环己烯所发生的4个不同反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是 A．①④ B．③④ C．②③ D．①② 【解析】易知发生四个反应得到的产物如下图所示，显然Y、Z中只含一种官能团，即可！
【答案】B 【命题意图】掌握烯烃的基本化学性质：与HX加成，与H2O加成，双键被氧化剂氧化，掌握卤代烃的化学性质：卤代烃的水解与消去的条件及产物；掌握常见的官能团！ 【点评】本题很有新意，不过貌似一些反应超出教学大纲的要求了：如烯烃的氧化，烯烃与水加成！但总体还可以，有些创意，赞一个！有机结构—性质—官能团这条主线能够推陈出新难能可贵的！ （2010浙江卷）7.下列说法中正确的是 A. 光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质 B. 开发核能、太阳能等新能源，推广基础甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放 C. 红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析 D. 阴极射线、 -粒子散射现象及布朗运动的发现都对原子结构模型的建立作出了贡献 试题解析: A、光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂来自高中化学课本体系的不同位置，但，都是所在部分的重点识记的知识内容。考察学生化学知识面的宽度，考察基础知识的巩固程度和重点知识的敏感度。光导纤维主要成分是SiO2。棉花是天然纤维，油脂是天然混甘油酯，棉花和油脂是天然有机高分子，ABS树脂是合成有机高分子。 B、核能、太阳能、甲醇汽油、无磷洗涤剂分据不同章节，和社会生活热点息息相关。但低碳经济，低碳生活并不是书本知识。要了解低碳的含义，更要明确化学知识对低碳的实际意义。考察学生的应用化学知识解决生活问题或关注与化学有关的社会问题的应用积极性。其中无磷洗涤剂不能直接降低碳
高中化学选修三知识点总结
高中化学选修三知识点总结 第一章原子结构与性质 1、电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小。 2、电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 3、原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。 4、原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子。 5、原子核外电子排布原理： （1）能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道；
（2）泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子；（3）洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同。 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1 6、根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。 7、第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 (1)原子核外电子排布的周期性 随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化: 每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到 ns2np6的周期性变化.
高中化学选修3综合测试题
1 / 3 罗城中学高2013届化学学科第二次模块考试 考试时间：90分钟 满分100分 命题人:蒋艳 第I 卷（共50分） 一．选择题：（每小题只有一个选项合符要求，每小题2分，共20分。） 1.元素的性质呈现周期性变化的根本原因是( ) A ．原子半径呈周期性变化 B ．元素的化合价呈周期性变化 C ．第一电离能呈周期性变化 D ．元素原子的核外电子排布呈周期性变化 2．下列原子的电子排布图中，正确的是( ) 3．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是( ) A ．3s 2 3p 3 B ．4s 2 C ．4s 2 4p 1 D ．3s 2 3p 5 4.下列晶体熔化时不需破坏化学键的是 A ． 晶体硅 B ．食盐 C ．干冰 D ．金属钾 5．某元素原子3p 能级上有一个空轨道，则该元素为( ) A ．Na B ．Si C ．Al D ．Mg 6．下列各项中表达正确的是（ ） A ．硫离子的核外电子排布式 ： 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 B ．N 2的结构式： :N ≡N : C ．NaCl 的电子式： D ．CO 2的分子模型示意图： 7.下列事实与氢键有关的是 A ．HF 、HCl 、HBr 、HI 的热稳定性依次减弱 B.水加热到很高的温度都难以分解 C ．CH 4、SiH 4、GeH 4、SnH 4熔点随相对分子质量增大而升高 D ．水结成冰体积膨胀 8．下列分子和离子中中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间的构型为V 形的是( ) A ．NH 4＋ B ．PH 3 C ．H 3O ＋ D ．OF 2 9．下列不能形成配位键的组合是( ) A ．Ag ＋ 、NH 3 B ．BF 3、NH 3 C ．NH 4+ 、H ＋ D ．Co 3＋ 、CO 10．下列分子或离子中，不存在sp 3 杂化类型的是： A 、SO 42- B 、NH 3 C 、C 2H 6 D 、SO 2 二、选择题（每题有1~2个正确选项，共30分） 11．水星大气中含有一种被称为硫化羰(化学式为COS)的物质。已知硫化羰与CO 2的结构相似，但能在O 2中完全燃烧，下列有关硫化羰的说法正确的是( ) A ．硫化羰的电子式为··S ···· ··C ··O ···· · · B ．硫化羰分子中三个原子位于同一直线上 C ．硫化羰的沸点比二氧化碳的低 D ．硫化羰在O 2中完全燃烧后的产物是CO 2和SO 2 12.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是 （ ） A.原子核外电子排布式为1s 2 的X 原子与原子核外电子排布式为1s 2 2s 2 的Y 原子 B.原子核外M 层上仅有两个电子的X 原子与原子核外N 层上仅有两个电子的Y 原子 C.2p 轨道上有三个未成对的电子的X 原子与3p 轨道上有三个未成对的电子的Y 原子 D.最外层都只有一个电子的X 、Y 原子 13. 下面的排序不正确的是 （ ） A.晶体熔点由低到高：CF 4 1．【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题： （1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为____ _、_____（填标号）。 A．B． C．D． （2）Li+与H?具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H?)，原因是______。 （3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是__ ____、中心原子的杂化形式为______。LiAlH4中，存在_____（填标号 ）。 A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 （4）Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born? Haber循环计算得到。 可知，Li原子的第一电离能为________J·mol? 1，O=O键键能为______J·mol?1，Li2O晶格能为______J·mol?1。 （5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为N A，则Li2O的密度为______g·cm? 3（列出计算式）。 【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体sp3AB5204982908 【解析】分析：（1）根据处于基态时能量低，处于激发态时能量高判断； （2）根据原子核对最外层电子的吸引力判断； （3）根据价层电子对互斥理论分析；根据物质的组成微粒判断化学键； （4）第一电离能是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，据此计算；根据氧气转化为氧原子时的能量变 化计算键能；晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，据此 解答； （5）根据晶胞中含有的离子个数，结合密度的定义计算。 点睛：本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，电离能、晶格能，化学键类型，晶胞的计算等知识，保持了往年知识点比较分散的特点，立足课本进行适当拓展，但整体难度不大。难点仍然是晶胞的有关判断与计算，晶胞中原子的数目往往采用均摊法：①位于晶胞顶点的原子为8 化学选修3 期末考试 一、选择题（单选，每小题3分，共48分） 1．下列对化学反应的认识错误的是（） A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质 C．必然引起物质状态的变 D．必然伴随着能量的变化2．对2与2说法正确的是（） A.都是直线形结构 B.中心原子都采取杂化轨道 原子和C原子上都没有孤对电子2为V形结构，2为直线形结构3．下列叙述中正确的是（） A．金属的熔点和沸点都很高 B．H2O2、5都是含有极性键的非极性分子 C．、、、的酸性依次增强 D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致 4．下列无机含氧酸的酸性强弱比较正确的是（） 2>33>H34 C>223>3 5.已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是。根据下表所列数据判断错． 误的是（） A.元素X的常见化合价是+1价 B.元素Y是ⅢA族的元素 C.元素X与氯形成化合物时，化学式可能是 D.若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应 6．下列说法错误的是（） A．s轨道呈圆形，p轨道呈哑铃形 B．元素在元素周期表的区 C．1.5g 3+中含有的电子数为0.8 D．中的碱基互补配对是通过氢键来实现的 7. 下列说法中错误的是（） A．根据对角线规则，铍和铝的性质具有相似性 B．在H3、4+和[(3)4]2+中都存在配位键 C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强 D．P4和4都是正四面体分子且键角都为109o28ˊ 8. 用价层电子对互斥理论（）预测H2S和2的立体结构，两个结论都正确的是( ) A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形 C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形 9.为（） A.485 · －1 10. 对充有氖气的霓红灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因（） A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D．在电流作用下，氖原子与构成灯管的物质反应 11. 在乙炔分子中有3个σ键、两个π键，它们分别是（） A．杂化轨道形成σ键、未杂化的两个2p轨道形成两个π键，且互相垂直 B．杂化轨道形成σ键、未杂化的两个2p轨道形成两个π键，且互相平行 C．之间是形成的σ键，之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D．之间是形成的σ键，之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键12.已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190℃，则下列结论错误的是（） A.氯化铝是电解质 B.固体氯化铝是分子晶体 C.可用电解熔融氯化铝的办法制取金属铝 D.氯化铝为非极性分子 13．关于原子轨道的说法正确的是（） A.凡是中心原子采取3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体 4分子中的3杂化轨道是由4个H原子的1s 轨道和C原子的2p轨道混 合形成 3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道 D.凡3型的共价化合物，其中中心原子A均采用3杂化轨道成键 14. 下列说法或表示方法中正确的是 20XX年高考：29.（15分） 已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题： （1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型 是； （2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是； （3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式 是； （4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排 列次序是（填化学式），其原因是 ； ②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 ； （5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCL气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是 29（1）原子晶体。（2）NO2和N2O4（3） As2S5。（4）①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同，分子间作用力不同；②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S 结构分别为正四面体，三角锥和V形。（5）SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4 20XX年高考：37．【化学—选修物质结构与性质】(15分) 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层电子排布式为 1．【2017新课标1卷】（15分） 化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下： 已知： 回答下列问题： （1）A的化学名称是__________。 （2）由C生成D和E生成F的反应类型分别是__________、_________。 （3）E的结构简式为____________。 （4）G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为___________。 （5）芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式____________。 （6）写出用环戊烷和2–丁炔为原料制备化合物的合成路线________（其他试剂任选）。2．【2017新课标2卷】（15分） 化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成G的路线如下： 已知以下信息： ①A的核磁共振氢谱为单峰；B的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。 ②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。 回答下列问题： （1）A的结构简式为____________。 （2）B的化学名称为____________。 （3）C与D反应生成E的化学方程式为____________。 （4）由E生成F的反应类型为____________。 （5）G的分子式为____________。 （6）L是D的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应，L共有______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为___________、____________。 3．【2017新课标3卷】（15分） 氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下： 回答下列问题： （1）A的结构简式为____________。C的化学名称是______________。 （2）③的反应试剂和反应条件分别是____________________，该反应的类型是__________。 高中化学选修3知识点总结 二、复习要点 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。 （3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。 （2）原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，n p能级各有3个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；n d能级各有5个原子轨道；n f能级各有7个原子轨道。 4、核外电子排布规律 （1）能量最低原理：在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 （2）泡利原理：1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。 （3）洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。 （4）洪特规则的特例：电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全空、半充满或全充满时，即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14，整个原子的能量最低，最稳定。 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。 电子数 （5）（n-1）d能级上电子数等于10时，副族元素的族序数=n s能级电子数 （二）元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外的能层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。 （1）原子的电子层构型和周期的划分 周期是指能层（电子层）相同，按照最高能级组电子数依次增多的顺序排列的一行元素。即元素周期表中的一个横行为一个周期，周期表共有七个周期。同周期元素从左到右（除稀有气体外），元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 （2）原子的电子构型和族的划分 族是指价电子数相同（外围电子排布相同），按照电子层数依次增加的顺序排列的一列元素。即元素周期表中的一个列为一个族（第Ⅷ族除外）。共有十八个列，十六个族。同主族周期元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 （3）原子的电子构型和元素的分区 按电子排布可把周期表里的元素划分成5个区，分别为s区、p区、d区、f区和ds区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 2、元素周期律 高中化学选修三模块测试题 [选题细目表] 一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分，每小题仅有一个选项符合题意) 1．下列说法中正确的是() A．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长 B．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键 C．含有非极性键的分子一定是非极性分子 D．键能越大，键长越长，则分子越稳定 解析：键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，A错；单键一定是σ键，双键由1个σ键和1个π键构成，三键由1个σ键和2个π键构成，故分子中含有共价键，则至少含1个σ键，B正确；含非极性键的分子不一定是非极性分子，如H2O2，C错；键能越大，键长越短，分子越稳定，D错。 答案：B 2．下列有关乙炔分子的说法正确的是() A．分子中碳原子采取sp2杂化 B．碳原子的杂化轨道只用于形成π键 C．分子中含3个σ键、2个π键 D．碳碳σ键比π键重叠程度小，易断裂 解析：乙炔分子中碳原子采取sp杂化，杂化轨道只用于形成σ键，未参与杂化的轨道可用于形成π键，A、B错误；乙炔分子中含2个C—H σ键、1个C—C σ键和2个π键，C正确；σ键是头碰头的重叠，π键是肩并肩的重叠，σ键比π键重叠程度大，σ键比π键稳定，D错。 答案：C 3．(2016·衡水模拟)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是() A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120° C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子 解析：A项，SO2是V形分子；CS2、HI是直线型的分子，错误；B项，BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成 2009年高考：29.（15分） 已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题： （1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是； （2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是； （3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是；（4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式），其原因是 ； ②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 ； （5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCL气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是 29（1）原子晶体。（2）NO2和N2O4（3）As2S5。（4）①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同，分子间作用力不同；②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体，三角锥和V形。（5）SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4 2010年高考：37．【化学—选修物质结构与性质】(15分) 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 普通高等学校招生全国统一考第I卷 2012年【选修3物质结构与性质】（15分） 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族元素的化台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，其环状结构如下图所示，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，SO32-离子的立体构型为；[来源:学#科#网]（5）H2SeO3的K1和K2分别为2．7x l0-3和2．5x l0-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1．2X10-2，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： ； ② H2SeO4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（列式并计算），a 位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为pm（列示表示） 2013年 37．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分） 硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。请回答下列问题： （1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为，该能层具有的原子轨道数为、电子数为。 （2）硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。 （3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。 （4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式 为。 （5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/(kJ?mol-1356 413 336 226 318 452 ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是。 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是。 （6）在硅酸盐中，SiO4- 4四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si 原子的杂化形式为，Si与O的原子数之比为，化学式 为。 2014年 37、〔化学—选修3：物质结构与性质〕(15分) 早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题： （1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。 湖北黄石二中选修3第一章《原子结构与性质》单元测试题 试卷满分：150分时间：120分钟命题人：高存勇2010.12.23 选择题(每小题有一个或者两个正确答案,每小题2分,共60分) 1.第三周期元素的原子,其最外层p能级上仅有一个未成对电子,它最高价氧化物对应的水化物的酸根离子是 A.RO－3B．RO－5C．RO2－4D．RO－4 2.下列各组元素,按原子半径依次减小,元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是 A.K、Na、Li B．Al、Mg、Na C.N、O、C D．Cl、S、P 3.基态原子的第5电子层只有2个电子,则该原子的第四电子层中的电子数肯定为 A.8个B．18个C．8～18个D．8～32个 4.下列关于稀有气体的叙述不正确的是 A.各原子轨道电子均已填满 B.其原子与同周期ⅠA、ⅡA族阳离子具有相同的核外电子排布 C.化学性质非常不活泼 D.同周期中第一电离能最大 5.下列电子排布式中,原子处于激发状态的是 A.1s22s22p5 B.1s22s22p43s2 C.1s22s22p63s23p63d44s2 D.1s22s22p63s23p63d34s2 6.下列元素中价电子排布不正确的是 A.V：3d34s2 B.Cr：3d44s2 C.Ar：3s23p6 D.Ni：3d84s2 7.下列说法中正确的是 A.因为p轨道是“8”字形的,所以p电子走“8”字形 B.主量子数为3时,有3s、3p、3d、3f四个轨道 C.基态铜原子有8个能级 D.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 8.A和M为两种元素,已知A位于短周期,且A2－与M＋的电子数之差为8,则下列说法正确的是 A.A和M原子的电子总数之和可能是11 B.A和M的原子序数之和为8 C.A和M原子的最外层电子数之和为8 D.A和M原子的最外层电子数之差为7 9.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是 A.两种原子的电子层上全部都是s电子 B.3p上只有一个空轨道的原子和3p亚层上只有一个未成对电子的原子 C.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子 D.原子核外M层上的s亚层和p亚层都填满了电子,而d轨道上尚未有电子的两种原子 10.同一主族的两种元素的原子序数之差可能为 A.6 B．12 C．26 D．30 11.A、B属于短周期中不同主族的元素,A、B原子的最外层电子中,成对电子和未成对电子占据的轨道数相等,若A元素的原子序数为a,则B元素的原子序数为 A.a－4B．a－5C．a＋3D．a＋4 12.用R代表短周期元素,R原子最外层的p能级上的未成对电子只有2个。下列关于R的描述中正确的是 A.R的氧化物都能溶于水 B.R的最高价氧化物所对应的水化物都是H2RO3 C.R都是非金属元素 D.R的氧化物都能与NaOH溶液反应 13.A、B、C、D四种短周期元素的原子半径依次减小,A与C的核电荷数之比为3∶4,D 能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。下列叙述正确的是 A.X、Y、Z的稳定性逐渐减弱 B.A、B、C、D只能形成5种单质 C.X、Y、Z三种化合物的熔、沸点逐渐升高 D.自然界中存在多种由A、B、C、D四种元素组成的化合物 14.国际无机化学命名委员会将长式元素周期表原先的主、副族及族序序号取消,从左往右改为第18列,碱金属为第1列,稀有气体为第18列。按这个规定,下列说法不正确 ．．．的是 A.只有第2列元素的原子最外层有2个电子 B.第14列元素形成的化合物种类最多 C.第3列元素种类最多 D.第16、17列元素都是非金属元素 1 知识梳理：要描述一个电子的运动状态，应从四个方面来描述_____、______、______、______ 第n 能层有___个能级,每能层有__个轨道, （2007海南·25）A 、B 、C 、D 、E 代表5种元素。请填空： （1）A 元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为 ； （2）B 元素的负一价离子和C 元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B 的元素符号为 ，C 的元素符号为 ； （3）D 元素的正三价离子的3d 亚层为半充满，D 的元素符号为 ，其基态原子的电子排布式为 。 （4）E 元素基态原子的M 层全充满，N 层没有成对电子，只有一个未成对电子，E 的元素符号为 ，其基态原子的电子排布式为 。 （09年福建理综·30）[化学——物质结构与性质]（13分） Q 、R 、X 、Y 、Z 五种元素的原子序数依次递增。已知： ①Z 的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素； ②Y 原子价电子（外围电子）排布m s n m p n ③R 原子核外L 层电子数为奇数； ④Q 、X 原子p 轨道的电子数分别为2和4。 回答下列问题： （1）Z 2＋ 的核外电子排布式是 。 （2）在[Z(NH 3)4]2＋ 离子中，Z 2＋ 的空间轨道受NH 3分子 提供的 形成配位键。 （3）Q 与Y 形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是 。 a.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 b.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 c.稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙 d.稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙 （4）Q 、R 、Y 三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为 （用元素符号作答） （5）Q 的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的σ键与π键的键数之比为 。 （6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于 。 选修3知识点总结 第一章原子结构与性质 一.原子结构 1.能级与能层 2.原子轨道 3.原子核外电子排布规律 ⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现 象叫能级交错。 说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能 级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说， 整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。 （2）能量最低原理 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能 量最低原理。 构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli） 原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。比如，p3的轨道式 为或 ，而不是。 洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p 0、d 0、f 0、p 3、d 5、f 7、p 6、d 10、f 14时，是较稳定状态。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s 22p0、12Mg 3s 23p 0、20Ca 4s 23d 0；半充满状态的有：7N 2s 22p 3、15P 3s 23p 3、24Cr 3d 54s 1、25Mn 3d 54s 2、33As 4s 24p 3；全充满状态的有10Ne 2s 22p 6、18Ar 3s 23p 6、29Cu 3d 104s 1、30Zn 3d 104s 2、36Kr 4s 24p 6。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K ：1s 22s 22p 63s 23p 64s 1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K ：[Ar]4s 1。 (2)电子排布图(又叫轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 二.原子结构与元素周期表 1.原子的电子构型与周期的关系 (1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns 1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He 为1s 2 外，其余为ns 2np 6。He 核外只有2个电子，只有1个s 轨道，还未出现p 轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。 (2)一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。 2.元素周期表的分区 (1)根据核外电子排布 ①分区 ②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 ↑↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ 选修三物质结构与性质总结 一.原子结构与性质. 1、认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度 越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子 层.原子由里向 外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用 s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f 轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述 .在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具 有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr[Ar]3d54s1、29Cu[Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错1-36号元素的核外电子排布式. ns<(n-2)f<(n-1)d2018年高考化学真题分类汇编专题18 物质结构与性质(选修)
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