0703.doc

‎2015高考化学物质结构与性质课堂测试（有解析）‎ ‎1. [2014·浙江高考]请回答下列问题：‎ ‎(1)31Ga基态原子的核外电子排布式是________。某种半导体材料由Ga和As两种元素组成，该半导体材料的化学式是________，其晶体结构类型可能为________。‎ ‎(2)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构式为：‎ 以下关于维生素B1的说法正确的是________。‎ A. 只含σ键和π键 B. 既有共价键又有离子键 C. 该物质的熔点可能高于NaCl D. 该物质易溶于盐酸 ‎(3)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有________。‎ A. 离子键、共价键　　 B. 离子键、氢键、共价键 C. 氢键、范德华力 D. 离子键、氢键、范德华力 解析：(1)Ga在元素周期表中的位置是第四周期ⅢA族，故其基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1‎ ‎；由Ga和As组成的半导体材料，性质与单晶硅相似，故结构也与单晶硅相似，根据硅晶体结构知，在Ga和As形成的晶体中，每个Ga原子与4个As原子相连，每个As原子与4个Ga原子相连，故该晶体中Ga和As的原子个数比是1∶1，晶体的化学式为GaAs，属于原子晶体。(2)由维生素B1的结构简式可以得知分子中含有单键和双键，故分子中含有σ键和π键，同时分子中还含有离子键，故A错，B正确；离子化合物的熔点高低取决于离子键的强弱，离子键越强，化合物的熔点越高，该物质的离子键是由Cl－和非金属N的阳离子形成的，金属键弱于Cl－和Na＋之间形成的离子键，故维生素B1的熔点低于NaCl，C错；由于该物质中含有—NH2，故该物质能与盐酸反应，D正确。(3)因为维生素B1中含有离子键，故溶于水要克服离子键；因为分子中含有羟基(—OH)，维生素B1分子之间能形成氢键，维生素B1分子间还有范德华力，故溶于水要克服氢键和范德华力。综上所述，D正确。‎ 答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1　GaAs　原子晶体　(2)BD　(3)D ‎2. [2014·海南高考]碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为________。‎ ‎(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。‎ ‎(3)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。‎ ‎(4)石墨晶体中，层内C－C键的键长为142 pm，而金刚石中C－C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C－C间的________共价键，而石墨层内的C－C间不仅存在________共价键，还有________键。‎ ‎(5)金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________(不要求计算结果)。‎ 解析：解答本题，要掌握物质的结构、物质的晶体类型、原子的杂化方式、结合方式、晶体类型、晶胞的计算方法；要会对给定的信息进行分析、比较，最后加以运用。(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质，性质不同，它们互称同素异形体。(2)在金刚石中碳原子的四个价电子与四个C原子形成四个共价键，C的杂化形式为sp3；石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻三个碳原子以σ键结合。(3)C60是由60个C原子形成的分子，属于分子晶体。而石墨在层内原子间以共价键结合，在层间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体。(4)在金刚石中只存在C－C间的σ共价键；在石墨层内的C－C间不仅存在σ共价键，还存在π键。(5)由金刚石的晶胞结构和均摊法可知，顶点8个，相当于1个C原子，然后面心上6个，相当于3个C原子，而在其8个四面体空隙中有一半也是C原子，且在晶胞内，故还有4个C原子，加在一起，可得一个金则石晶胞中有8个C原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体对角线的1/4就是C－C键的键长，即 a＝2r，所以r＝a，碳原子在晶胞中的空间占有率为＝＝。‎ 答案：(1)同素异形体　(2)sp3　sp2　(3)分子　混合　(4)σ键　σ键　π(或大π键或ppπ键)　(5)8　　＝ ‎3. [2014·福建高考] 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。‎ ‎(1)基态硼原子的电子排布式为________。‎ ‎(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。‎ a. 立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 b. 六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 c. 两种晶体中的B－N键均为共价键 ‎ d. 两种晶体均为分子晶体 ‎(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是__________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约‎300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是________。‎ ‎(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________ mol配位键。‎ 解析：认真观察六方相和立方相氮化硼两种晶体的空间结构，结合熟悉的石墨、金刚石结构进行分析。‎ ‎(1)硼的原子序数为5，故其基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1。‎ ‎(2)a项立方相氮化硼只含有σ键，错误；b项六方相氮化硼层间存在分子间作用力，该作用力小(同石墨)，质地软，正确；c项两种晶体中的B－N键均为共价键，正确；d项立方相氮化硼属于原子晶体，错误。‎ ‎(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻3个氮原子形成3个σ键，无孤对电子，其构成的空间构型为平面三角形；其结构与石墨相似，但六方相氮化硼晶体的层状结构中没有自动移动的电子，故不导电。‎ ‎(4)立方相氮化硼晶体中，每个硼原子与4个氮原子形成4个σ键，因此为sp3杂化，根据其存在的环境可知反应条件为高温高压。‎ ‎(5)在1 mol NH4BF4中含有1 mol N→H和1 mol B←F键。‎ 答案：(1)1s22s22p1‎ ‎(2)bc ‎(3)平面三角形　层状结构中没有自由移动的电子 ‎(4)sp3　高温、高压 ‎(5)2‎ ‎4. [2013·江苏高考]元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。‎ ‎(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。‎ ‎①在1个晶胞中，X离子的数目为________。‎ ‎②该化合物的化学式为________。‎ ‎(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是________。‎ ‎(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(4)Y与Z可形成YZ。‎ ‎①YZ的空间构型为________(用文字描述)。‎ ‎②写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式：______________________________。‎ ‎(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。‎ 解析：(1)依题意X、Y基态原子的价层电子排布分别为3d104s2、3s23p4，故元素X、Y分别为Zn和S。1个晶胞中X离子的数目为8×‎ ＋6×＝4，含有Y离子的数目为4。二者形成的化合物的化学式为ZnS。(2) H2S分子中S原子采取sp3杂化。(3)Z为氧元素，H2O在乙醇中的溶解度大于H2S是因为水分子与乙醇分子间能形成氢键而H2S不能。(4)①SO中S原子采取sp3杂化，SO空间构型为正四面体。②与SO互为等电子体的分子有SiCl4或CCl4等。(5)在[Zn(NH3)4]Cl2中，每个NH3分子中的3个N－H键均为σ键，中心离子Zn2＋与4个NH3分子结合的配位键也为σ键，故1 mol配合物中的σ键数目为4＋3×4＝16 (mol)，即16NA个σ键。‎ 答案：(1)①4 ②ZnS ‎(2)sp3‎ ‎(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键 ‎(4)①正四面体 ②CCl4(或SiCl4等)‎ ‎(5)16 mol(或16×6.02×1023个)‎