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2008-2011年高考理综物质结构试题汇编

?2012/7/3
资料类型: 单元、专题训练 文件大小: 1447.91 KB
来 源: xyygxhl整理 资料点评:
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本资料总结了近几年各地高考中出现的物质结构中的考题,并给与分析解答。1、(11新课标理综37,15分)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,如下图所示:







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-的立体构型为_______;
(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/cm3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA)。
解析:(1)根据物质的制备流程图可推知识由B2O2制备BF3和BN的化学方程式;(2)由同一周期,随着原子序数的增大,电负性逐渐增大,故B的电负性小于N的电负性,即得电子能力N大于B,所以BN中N的元素是-3价,故B元素是+3价;(3)因为BN3中的B原子是sp3杂化,故该分子是平面三角形分子,键角是120°,BF-的空间构型可类比NH4+,也应该是正四面体结构;(4)六方氮化硼的结构与石墨类似,故其晶体也是分层结构,层间是分子间作用力,层内的B原子与N原子间是极性共价键;(5)因为金刚石属于面心立方晶胞,即C原子处在立方体的8个顶点,6个面心,体内有4个,故根据均摊法及BN的化学式可推知,一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子,又因为一个BN的质量是M/NA,而一个晶胞的体积是(361.5×10-3)3cm3,故根据密度=质量÷体积可得解。
答案:(1) B2O3+3CaF2+3H2SO4△2 BF3↑+3CaSO4+3H2O(2分)
B2O3+2NH3高温2BN+3 H2O(1分)
(2)1s22s22p1,N,+3(3分)
(3)120?,sp2,正四面体(3分)
(4)共价键(极性键),分子间作用力(2分)
(5)4(1分),4(1分), 。(2分)
2、(11山东理综32,8分)氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为 个.
(2)H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 __________ 。
的沸点比 高,原因是______________________________________
_________________________________________________________________________。
(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用 杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因为____________________________________________________________________ 。
(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为ag?cm-3,NA表示阿伏加德罗常数,则CaO晶胞体积为 Cm3。
解析:(1)氧元素核外有8个电子,其基态原子核外电子排布为1S22S22P4,所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2个;(2)O-H键属于共价键,键能最大;分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴,但氢键要强于分子间的范德华力,所以它们从强到弱的顺序依次为O-H键、氢键、范德华力;氢键不仅存在于分子之间,有时也存在于分子内。邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键,而在分子之间不存在氢键;对羟基苯甲醛正好相反,只能在分子间形成氢键,而在分子内不能形成氢键,分子间氢键强于分子内氢键,所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。
(3)依据价层电子对互斥理论知H3O+中O上的孤对电子对数=1/2(5-3×1)=1,由于中心O的价层电子对数共有3+1=4对,所以H3O+为四面体,因此H3O+中O原子采用的是sp3杂化;同理可以计算出H2O中O原子上的孤对电子对数=1/2(6-2×1)=2,因此排斥力较大,水中H-O-H键角较小。
(4)氯化钠的晶胞如图所示,
因此钙晶胞中含有的氯离子个数为8×1/8+6×1/3=4,同样也可以计算出钠离子个数为4。由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子,因此CaO晶胞体积为4×56/a?NA = 224/aNA。
答案:(1)2 (2)O-H键、氢键、范德华力;邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间氢键是分子间作用力增大;(3)sp3;H2O中O原子有2对孤对电子,H3O+只有1对孤对电子,排斥力较小;(4)224/aNA
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