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【成才之路】2013-2014学年高中化学（人教，选修3） 2013年高考试题选萃
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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43，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>W
B．W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C．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21
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，σ键与π键的数目之比为11，故D错误。
2．(2013·重庆理综)下列排序正确的是( )
A．酸性：H2CO3<C6H5OH<CH3COOH
B．碱性：Ba(OH)2<Ca(OH)2<KOH
C．熔点：MgBr2<SiCl4<BN
D．沸点：PH3<NH3<H2O
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。
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H2XO3
Y
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3s23p1
W
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__________________________。
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＋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．(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
I1
I2
I3
I4
……
Im/kJ·mol－1
578
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的熔点(填“>”、“＝”或“<”)，其原因是________________________。
答案：(1)Al
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 C、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．(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
(kJ·mol－1)
356
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，SiO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________。
答案：(1)M 9 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)sp3 1：3 [SiO3](或SiO)
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×＝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SiO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×＝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]。
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RO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________________________。
答案：(1)离子晶体
(2)1s22s22p63s23p4 sp3杂化
(3)Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度
(4)4FeO＋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)FeO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．(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________。
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 NA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×＋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。
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________。
答案：(1)
(2)K F
(3)①K2NiF4 6 ②＝3.4
(4)离子键、配位键 [FeF6]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Ni2＋，Ni2＋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×＋2＋4×＝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×＋2＝4；有8个Ni2＋位于晶胞的顶点，1个Ni2＋位于晶胞内部，故该晶胞中真正占有的Ni2＋数为：8×＋1＝2。因此，该化合物中K＋、Ni2＋、F－的数目比为4：2：8＝2：1：4，则该化合物的化学式为K2NiF4。1个Ni2＋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 K2NiF4，其质量为2 mol×213 g/mol,1 mol晶胞的体积为：6.02×1023×4002×1 308×10－30 cm3，故该晶体的密度为：＝3.4 g·cm－3。
(4)K3FeF6中含有离子键和配位键，其中K＋与[FeF6]3－之间形成离子键，Fe3＋ 与F－之间形成配位键。K3FeF6中存在的复杂离子为[FeF6]3－，其中配位体是F－。
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