化学选修三高考题

2013年⾼考试题选萃

1．(2013·四川理综)短周期主族元素W、X、Y、Z的原⼦序数依次增⼤，W、X原⼦的最外层电⼦数之⽐为4 3，Z原⼦⽐X原⼦的核外电⼦数多4。下列说法正确的是() A．W、Y、Z的电负性⼤⼩顺序⼀定是Z>Y>WB．W、X、Y、Z的原⼦半径⼤⼩顺序可能是W>X>Y>ZC．Y、Z形成的分⼦的空间构型可能是正四⾯体D．WY2分⼦中σ键与π键的数⽬之⽐为2 12．(2013·重庆理综)下列排序正确的是()A．酸性：H2CO3B．碱性：Ba(OH)2C．熔点：MgBr2D．沸点：PH3

3．(2013·安徽理综)X、Y、Z、W是元素周期表中原⼦序数依次增⼤的四种短周期元素，其相关信息如下表：元素相关信息

X X的最⾼价氧化物对应的⽔化物化学式为H2XO3Y Y是地壳中含量最⾼的元素

Z Z的基态原⼦最外层电⼦排布式为3s23p1W W的⼀种核素的质量数为28，中⼦数为14

(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原⼦半径⽐X的________(填“⼤”或“⼩”)。

(2)Z的第⼀电离能⽐W的________(填“⼤”或“⼩”)；XY2由固态变为⽓态所需克服的微粒间作⽤⼒是________；氢元素、X、Y的原⼦可共同形成多种分⼦，写出其中⼀种能形成同种分⼦间氢键的物质名称________。

(3)振荡下，向Z单质与盐酸反应后的⽆⾊溶液中滴加NaOH溶液直⾄过量，能观察到的现象是________；W的单质与氢氟酸反应⽣成两种⽆⾊⽓体，该反应的化学⽅程式是_____________________。

(4)在25 ℃、101 kPa下，已知13.5 g的Z固体单质在Y2⽓体中完全燃烧后恢复⾄原状态，放热419 kJ，该反应的热化学⽅程式是__________________________。4．(2013·浙江⾃选)“物质结构与性质”模块请回答下列问题：

(1)N、Al、Si、Zn四种元素中，有⼀种元素的电离能数据如下：电离能I1I2I3I4……

I m/kJ·mol－1578 1 817 2 745 11 578 ……则该元素是________(填写元素符号)。

(2)基态锗(Ge)原⼦的电⼦排布式是________。Ge的最⾼价氯化物分⼦式是________。该元素可能的性质或应⽤有________。

A．是⼀种活泼的⾦属元素B．其电负性⼤于硫

C．其单质可作为半导体材料

D．其最⾼价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点

(3)关于化合物，下列叙述正确的有________。A．分⼦间可形成氢键

B．分⼦中既有极性键⼜有⾮极性键C．分⼦中有7个σ键和1个π键D．该分⼦在⽔中的溶解度⼤于2-丁烯

(4)NaF的熔点________BF－4的熔点(填“>”、“＝”或“<”)，其原因是________________________。

5．(2013·课标卷选修)[物质结构与性质]硅是重要的半导体材料，构成了现代电⼦⼯业的基础。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

356 413 336 226 318 452 (kJ·mol－1)

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________。

6．(2013·四川理综)X、Y、Z、R为前四周期元素且原⼦序数依次增⼤。X的单质与氢⽓可化合⽣成⽓体G，其⽔溶液pH>7；Y的单质是⼀种黄⾊晶体；R基态原⼦3d轨道的电⼦数是4s轨道电⼦数的3倍。Y、Z分别与钠元素可形成化合物Q和J，J的⽔溶液与AgNO3溶液反应可⽣成不溶于稀硝酸的⽩⾊沉淀L；Z与氢元素形成的化合物与G反应⽣成M。

请回答下列问题：

(1)M固体的晶体类型是________。

(2)Y基态原⼦的核外电⼦排布式是________；G分⼦中X原⼦的杂化轨道类型是________。

(3)L的悬浊液中加⼊Q的溶液，⽩⾊沉淀转化为⿊⾊沉淀，其原因是________________________。

(4)R的⼀种含氧酸根RO2－4具有强氧化性，在其钠盐溶液中加⼊稀硫酸，溶液变为黄⾊，并有⽆⾊⽓体产⽣，该反应的离⼦⽅程式是________________________。7．(2013·江苏单科)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YZ2－4。

①YZ2－4的空间构型为________(⽤⽂字描述)。

②写出⼀种与YZ2－4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________。

8．(2013·课标Ⅱ)[化学—选修3：物质结构与性质]前四周期原⼦序数依次增⼤的元素A、B、C、D中，A和B的价电⼦层中未成对电⼦均只有1个，并且A－和B＋的电⼦数相差为8；与B位于同⼀周期的C和D，它们价电⼦层中的未成对电⼦数分别为4和2，且原⼦序数相差为2。回答下列问题：

(1)D2＋的价层电⼦排布图为________。

(2)四种元素中第⼀电离能最⼩的是________，电负性最⼤的是________。(填元素符号)(3)A、B和D三种元素组成的⼀个化合物的晶胞如图所⽰。①该化合物的化学式为________；D的配位数为________；②列式计算该晶体的密度________g·cm－3。

(4)A－、B＋和C3＋三种离⼦组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有________；该化合物中存在⼀个复杂离⼦，该离⼦的化学式为________，配位体是________。1、答案：C

点拨：由题⼲信息可知，W为C，X为Al，Z为Cl，Y可能为Si、P或S。若Y为Si，则电负性W＞Y，原⼦半径X＞W，Y与Z可能形成化合物SiCl4，其空间结构为正四⾯体，故A、B错误，C正确；W、Y可形成XY2分⼦，则Y为S，WY2为CS2，分⼦结构为S===C===S，2、答案：D

点拨：H2CO3酸性强于C6H5OH，A不正确；⾦属性Ba强于Ca，碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2，B不正确；BN为原⼦晶

体，SiCl4为分⼦晶体，MgBr2为离⼦晶体，故熔点：BN ＞MgBr2＞SiCl4，C不正确；常温下H2O为液体，NH3为⽓体，NH3与PH3相⽐，NH3分⼦间有氢键，其沸点较⾼，D正确。σ键与π键的数⽬之⽐为1 1，故D错误。3、答案：(1)三ⅣA⼤(2)⼩分⼦间作⽤⼒⼄酸

(3)先⽣成⽩⾊沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成⽆⾊溶液Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑(4)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－3 352 kJ·mol－1

点拨：根据题给信息，可推出X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。(2)同周期元素从左向右，第⼀电离能有逐渐变⼤的趋势，故Al的第⼀电离能⽐Si⼩；CO2固体为分⼦晶体，⽓化时克服的是分⼦间作⽤⼒(或范德华⼒)；C、H、O三种元素的原⼦可以形成的分⼦中，同种分⼦间能形成氢键的物质很多，例如：甲醇(CH3OH)、⼄醇、甲酸、⼄酸等，本⼩题是开放性试题，答案可以有多种，属于醇类、羧酸类以及酚类的物质都可以。(3)Al与盐酸反应后的溶液为AlCl3溶液，在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先发⽣反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，NaOH过量时，发⽣反应Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，故现象为：先⽣成⽩⾊沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成⽆⾊溶液。(4)13.5 g即0.5 mol的Al单质在O2中完全燃烧后恢复⾄原状态放出419 kJ的热量，则1 mol Al完全燃烧放出的热量838 kJ，在写热化学⽅程式时应注意化学计量数与ΔH成正⽐关系。4、答案：(1)Al

(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4C、D(3)B、D

(4)>两者均为离⼦化合物，且阴阳离⼦电荷数均为1，但后者的离⼦半径较⼤，离⼦键较弱，因此其熔点较低

点拨：(1)由该元素的第四电离能远⽐第三电离能⼤，可推知其最外层电⼦数为3，故答案为Al。(2)由锗的价电⼦排布，可知其最⾼正价为＋4。由锗的最⾼价氯化物为分⼦晶体，推出锗不可能是活泼的⾦属元素，A项错误；电负性：锗＜硅＜硫，所以B项错误；组成和结构相似的分⼦晶体，相对分⼦质量越⼤，沸点越⾼，所以D项正确。(3)该分⼦结构中H原⼦与碳原⼦相连，不满⾜构成氢键的条件，⽆法构成氢键；该分⼦中有9个σ键和3个π键，C项错误；该分⼦中含有醛基，其中氧原⼦与H2O中氢原⼦间可形成氢键，所以其溶解度⼤于2－丁烯。5、答案：(1)M9 4(2)⼆氧化硅(3)共价键 3

(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2

(5)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。⽽硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以⽣成②C—H键的键能⼤于C—O键，C—H键⽐C—O键稳定。⽽Si—H键的键能却远⼩于Si—O键，所以Si—H键不稳定⽽倾向于形成稳定性更强的Si—O键(6)sp31：3[SiO3]2n－n

(或SiO2－3)

点拨：(1)基态Si原⼦的电⼦排布式为1s22s22p63s23p2，电⼦占据的最⾼能层为第三层，符号为M，该能层原⼦轨道总数＝1(3s轨道)＋3(3p轨道)＋5(3d轨道)＝9，电⼦数为4。(3)6个⾯⼼位置贡献的Si原⼦数＝6×1

2＝3。(4)由题给信息可写出制备SiH4的化学⽅程式为

Mg2Si＋4NH4Cl===2MgCl2＋4NH3＋SiH4。(5)可根据相关键能的数据解释相关的两个事实，详见答案。(6)在SiO4－4四⾯体结构中，处于四⾯体中⼼的硅原⼦的杂化⽅式为sp3；单链结

构的多硅酸根中，重复出现的最⼩结构单元为，其中Si原⼦数⽬为2,1、4号氧原⼦为两个单元所共有，2、3、5、6、7号氧原⼦完全属于该单元，故每个最⼩

单元的氧原⼦数⽬为5＋2×1

2＝6，Si与O原⼦数之⽐为2：6＝1：3，故单链结构的多硅酸根的化学式为[SiO3]2n－n。

6、答案：(1)离⼦晶体(2)1s22s22p63s23p4sp3杂化(3)Ag2S的溶解度⼩于AgCl的溶解度

(4)4FeO2－4＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O

点拨：由题⼲信息可推知：X为N，Y为S，Z为Cl，R为Fe。(1)G为NH3，Z与氢元素形成的化合物与G发⽣的反应为：HCl＋NH3===NH4Cl。⽣成的固体产物NH4Cl为离⼦化合物，其晶体类型为离⼦晶体。(2)S原⼦序数为16，其基态原⼦的核外电⼦排布式为1s22s22p63s23p4；NH3分⼦空间构型为三⾓锥形，N原⼦杂化轨道类型为sp3杂化。(3)L为AgCl，Q为Na2S，根据沉淀溶解平衡原理知2AgCl(s)＋S2－(aq) Ag2S(s)＋2Cl－(aq)，⽩⾊AgCl转化为⿊⾊Ag2S的原因是相同条件下Ag2S的溶解度⼩于AgCl的溶解度。(4)FeO2－4在酸性条件下发⽣氧化还原反应⽣成Fe3＋、H2O和O2，含Fe3＋的溶液呈黄⾊。

7、答案：(1)①4②ZnS(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 N A或16×6.02×1023个

点拨：(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8×18＋6×1

2＝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)①SO2－4中S原⼦采取sp3杂化，SO2－4空间构型为正四⾯体。②与SO2－4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16N A个σ键。8、答案：(1)

(2)K F

(3)①K 2NiF 4 6 ②39×4＋59×2＋19×8

6.02×1023×4002×1 308×10－30＝3.4

(4)离⼦键、配位键 [FeF 6]3－F －

点拨：前四周期元素中，C 的价电⼦层中未成对电⼦数为4，且为第四周期元素，则其

价电⼦排布图为

，即该元素为26号元素Fe ，进⼀步推知，D为28号元素Ni ，B 为K ，A 为F 。(1)Ni 原⼦失去最外层的2个电⼦形成Ni 2＋，Ni 2＋

的价层电⼦排布图为：

。

(2)四种元素中K 最易失去1个电⼦，其第⼀电离能最⼩，F 最易获得电⼦，其电负性最⼤。(3)①⼀个该晶胞中，有16个F －位于晶胞的棱上，2个F －位于晶胞内部，4个F －

位于晶胞的⾯上，根据均摊法，该晶胞中真正占有的F －数为：16×14＋2＋4×12＝8；有8个K＋

位于晶胞的棱上，2个K ＋位于晶胞内部，故该晶胞中真正占有的K ＋数为：8×14＋2＝4；有

8个Ni 2＋位于晶胞的顶点，1个Ni 2＋位于晶胞内部，故该晶胞中真正占有的Ni 2＋数为：8×

18＋1＝2。因此，该化合物中K ＋、Ni 2＋、F －

的数⽬⽐为4：2：8＝2：1：4，则该化合物的化

学式为K 2NiF 4。1个Ni 2＋周围拥有2个K ＋和4个F －

，故Ni 的配位数为6。

②1 mol 晶胞中含有2 mol K 2NiF 4，其质量为2 mol ×213 g/mol,1 mol 晶胞的体积为：6.02×1023×4002×1 308×10－30cm 3，故该晶体的密度为：39×4＋59×2＋19×86.02×1023×4002×1 308×10－30＝3.4 g·cm －3。

（4）K 3FeF 6中含有离⼦键和配位键，其中K ＋与[FeF 6]3－

之间形成离⼦键，Fe 3＋与F －之间

形成配位键。K 3FeF 6中存在的复杂离⼦为[FeF 6]3－，其中配位体是F －。