《物质结构与性质》模块试题

1.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题：

（1）请写出元素o的基态原子电子排布式  ①  。

（2）d的氢化物的分子构型为  ②  ，中心原子的杂化形式为  ③  ；k在空气中燃烧产物的分子构型为  ④  ，中心原子的杂化形式为  ⑤  ，该分子是  ⑥  （填“极性”或“非极性”）分子。

（3）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如下图，其中序号“8”代表  ⑦  （填元素符号）；其中电负性最大的是  ⑧  （填下图中的序号）。

（4）由j原子跟c原子以1∶1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体j相同。两者相比熔点更高的是  ⑨  ，试从结构角度加以解释：  ⑩  。

（5）i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

若已知i的原子半径为d，N_A代表阿伏加德罗常数，i的相对原子质量为M，请回答：

①晶胞中i原子的配位数为，一个晶胞中i原子的数目为。

②该晶体的密度为（用字母表示）。

2.有A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s区，其余元素位于p区，A、E的原子外围电子层排布相同，A的原子中没有成对电子；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同；C元素原子的外围电子层排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹；D元素的第一电离能列同周期主族元素第三高；F的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍；G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题：

（1）写出下列元素的符号：D  ①  ，G  ②  。

（2）D的前一元素第一电离能高于D的原因：  ③  。

（3）由A、B、C形成的ABC分子中，含有  ④  个σ键，  ⑤  个π键。

（3）由D、E、F、G形成的盐E₂DF₄、GDF₄的共熔体在冷却时首先析出的物质是  ⑥  （写化学式），原因是  ⑦  。

《有机化学基础》模块试题

3.M₅纤维是近年来开发出的一种超高性能纤维，它比现有的防爆破材料轻35%，用它制成的头盔、防弹背心和刚性前后防护板，在战争中保住了很多士兵的生命，M₅纤维是线型结构且又有分子间氢键的聚合物，在三维方向x、y、z上，当方向z是聚合物主链方向时，在x方向和y方向上的氢键是其晶体结构的特征。下面是M₅纤维的合成路线（部分反应未注明条件）：

请回答：

（1）合成M₅的单体的结构简式：F  ①  ，G  ②  。

（2）反应类型：AB：  ③  ，BC：  ④  。

（3）生成A的同时可能生成的A的同分异构体：      ⑤      。

（4）写出化学反应方程式：C对苯二甲酸：    ⑥    ；DE：      ⑦       。

（5）1 mol的F与NaHCO₃溶液反应，最多耗NaHCO₃  ⑧  mol。

（6）M₅纤维分子间为什么会有氢键？请分析说明：        ⑨        。

4.现有A、B、C、D四种有机物，已知：它们的相对分子质量都是104；A是芳香烃，B、C、D均为烃的含氧衍生物，四种物质分子内均没有甲基；A、B、C、D能发生如下反应生成高分子化合物X、Y、Z（反应方程式未注明条件）：

①nAX  ②nBY（聚酯）+nH₂O  ③nC+nDZ（聚酯）+2nH₂O

请按要求填空：

（1）A的结构简式是  ①  ，Z的结构简式是  ②  。

（2）在A中加入少量溴水并振荡，所发生反应的化学方程式：          ③          。

（3）B的同分异构体有多种，其中分子中含结构的同分异构体的结构简式分别是  ④  。

请从给出的3道化学题中任选一题做答

1.［化学——选修化学与技术］

请回答氯碱工业中的如下问题：

(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k__________(要求计算表达式和结果)；

(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na₂CO₃、②HCl(盐酸)、③BaCl₂，这3种试剂添加的合理顺序是_________(填序号)；

(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X、Y分别是_________、_________(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_________；

②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应

正极：_________；负极：_________；

③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)

___________________________、___________________________。

2.［化学——选修物质结构与性质］

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：

(1)X元素原子基态时的电子排布式为_________，该元素的符号为_________；

(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为_________，该元素的名称是_________；

(3)X与Z可形成化合物XZ₃，该化合物的空间构型为________________________；

(4)已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ₃，产物还有ZnSO₄和H₂O，该反应的化学方程式是____________________________________；

(5)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由____________________________________。

3.［化学——选修有机化学基础］

A～J均为有机化合物，它们之间的转化如下图所示：

 
实验表明：

①D既能发生银镜反应，又能与金属钠反应放出氢气；

②核磁共振氢谱表明F分子中有三种氢，且其峰面积之比为1∶1∶1；

③G能使溴的四氯化碳溶液褪色；

④1 mol J与足量金属钠反应可放出22.4 L氢气(标准状况)。

请根据以上信息回答下列问题：

(1)A的结构简式为_________(不考虑立体异构)，由A生成B的反应类型是_________反应；

(2)D的结构简式为___________________________；

(3)由E生成F的化学方程式为____________，E中的官能团有____________(填名称)，与E具有相同官能团的E的同分异构体还有____________(写出结构简式，不考虑立体异构)；

(4)G的结构简式为____________________________________；

(5)由I生成J的化学方程式为________________________。

（13分）下表为元素周期表中前四周期的部分元素（从左到右按原子序数递增排列，部分涉及到的元素未给出元素符号），根据要求回答下列各小题：

    （1）在以上表格中所有元素里基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有           （填元素名称）。

（2）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表前四周期元素分成4个区域，分别为s区、p区、d区、ds区，，则属于s区的元素有        种，属于d区的元素有        种。第二周期元素中除Ne外电负性由高到低的三种元素依次是           ,电离能由高到低的三种元素依次是          。

（3）Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：

   回答下列问题：

   Mn元素的电子排布式为____________________________________，

   Fe²⁺的电子排布图为__________________________

   比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个  电子难。对此，你的解释是：_____________________________

【解析】（1）考查元素周期表的结构和原子核外电子的排布规律。根据构造原理可知4s轨道上只有1个电子的元素是K、Cr和 Cu。

（2）除ds区外，区的名称来自于构造原理最后填入电子的能级的符号，即s区包括第IA和ⅡA，共2列。p区包括第ⅢA到第 Ⅶ_A以及0族，共6列。D区包括第3列到第10列，共8列。ds区包括第11和12列，共2列。非金属性越强，电负性越大，第一电离能也越大，非金属性是Cl＞S＞P，所以电负性是Cl＞S＞P。由于P原子的3p轨道属于半充满，属于第一电离能是Cl＞P＞S。

（3）根据构造原理可以写出锰元素的电子排布，即1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，Fe²⁺的电子排布图为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶。由于Mn²⁺的3d轨道属于半充满，比较稳定，所以再失去1个电子所需要的能量就高。而Fe²⁺的3d轨道上有6个电子，Fe³⁺的3d轨道上有5个电子，属于不充满比较稳定，因此3d能级由不稳定的3d⁶到稳定的3d⁵半充满状态，需要的能量相对要少。

（13分）下表为元素周期表中前四周期的部分元素（从左到右按原子序数递增排列，部分涉及到的元素未给出元素符号），根据要求回答下列各小题：

    （1）在以上表格中所有元素里基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有            （填元素名称）。

（2）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表前四周期元素分成4个区域，分别为s区、p区、d区、ds区，，则属于s区的元素有        种，属于d区的元素有         种。第二周期元素中除Ne外电负性由高到低的三种元素依次是           ,电离能由高到低的三种元素依次是           。

（3）Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：

   回答下列问题：

   Mn元素的电子排布式为____________________________________，

   Fe²⁺的电子排布图为__________________________

   比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个  电子难。对此，你的解释是：_____________________________

【解析】（1）考查元素周期表的结构和原子核外电子的排布规律。根据构造原理可知4s轨道上只有1个电子的元素是K、Cr和 Cu。

（2）除ds区外，区的名称来自于构造原理最后填入电子的能级的符号，即s区包括第IA和ⅡA，共2列。p区包括第ⅢA到第 Ⅶ_A以及0族，共6列。D区包括第3列到第10列，共8列。ds区包括第11和12列，共2列。非金属性越强，电负性越大，第一电离能也越大，非金属性是Cl＞S＞P，所以电负性是Cl＞S＞P。由于P原子的3p轨道属于半充满，属于第一电离能是Cl＞P＞S。

（3）根据构造原理可以写出锰元素的电子排布，即1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，Fe²⁺的电子排布图为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶。由于Mn²⁺的3d轨道属于半充满，比较稳定，所以再失去1个电子所需要的能量就高。而Fe²⁺的3d轨道上有6个电子，Fe³⁺的3d轨道上有5个电子，属于不充满比较稳定，因此3d能级由不稳定的3d⁶到稳定的3d⁵半充满状态，需要的能量相对要少。