(完整)高中化学选修三习题附答案

1．金属钛 (Ti)被誉为 21 世纪金属，具有良好的生物相容性，它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合 物具有广泛的应用价值。氮化钛 (Ti 3N 4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的 代替品。以 TiCl 4为原料，经过一系列反应可以制得 如图中的 M 是短周期金属元素， M 的部分电离能如下表： I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 电离能 /kJ ·mol － 1 738 1451 7733 10540 13630 请回答下列问题： (2) _________ M 是 ______________________________________________________________ (填元素符号 )，该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积，配位数为 _______________________________________ 。 (3) 纳米 TiO 2是一种应用广泛的催化剂， 纳米 TiO 2 催化的一个实例如图 2所示。化合物甲的分子中采取 sp 2方式 杂化的碳原子有 _________ 个，化合物乙中采取 sp 3 方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为

(4) 有一种氮化钛晶体的晶胞与 NaCl 晶胞相似，如图 3所示，该晶胞中 N 、Ti 之间的最近距离为 a pm ，则该氮 化钛的密度为 _____________ g ·cm － 3(N A 为阿伏加德罗常数的值， 只列计算式 )。该晶体中与 N 原子距离相等且 最近的 N 原子有 ______ 个。 (5) 科学家通过 X －射线探明 KCl 、MgO 、CaO 、TiN 的晶体与 NaCl 的晶体结构相似。 且知三种离子晶体的晶格 【解析】本题主要考查的是物质的结构和性质。 (1)Ti 位于第四周期，第 IVB 族，外围电子排布为 3d 24s 2，故答 案为 3d 24s 2； (2)金属 M 的第三电离能远远大于第二电离能，所以 M 应为短周期第 IIA 族元素，又因 M 可把 Ti 置换出来，所以 M 应为 Mg ，其晶体堆积模型为六方最密堆积，配位数为 12，故答案为： Mg ，12；(3)化合物 甲的分子中采取 Sp 2杂化的碳原子由苯环上的 6 个碳原子和羧基中的一个，共 7个，根据化合物乙的结构可知

试卷第 1页，总 8 页 第 II 卷(非选择题) 评卷人 得分 、综合题：共 4题 每题 15分 共 60

分 Ti 3N 4 和纳米 TiO 2(如图 1)。 号考

(1)Ti 的基态原子外围电子排布式为 _______________ ○ _班 ○

名 装姓装

外内

能数据如下： KCl 、CaO 、TiN 三种 体熔点由高到低的 离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能 /kJ ·mol －1 786 715 3401 答案】 (1)3d 24s 2 (2)Mg 12 (3)7 O>N>C (4) 12 (5)TiN>CaO>KCl ○○ 离子晶 顺序为

Sp 3杂化的原子有羟基中的氧，氨基中的氮，碳链上的三个碳， 负性逐渐增大，所以它们的电负性关系为： O>N>C ，故答案

为： 7，O>N>C ；(4) 由晶胞结构可知， N 原子位于 立方体晶胞的 8个顶点， 6个面心，而 Ti 原子位于立方体晶胞的 12个棱中点和 1个体心，根据均摊法可算出 该晶胞中 N 原子个数为 8×+6×=4，该晶胞中 Ti 原子数为： 12×+1=4，晶胞质量为 m=×4+×4=，晶胞中 N 、Ti 之 间的最近距离为立方体边长的一半， 所以立方体边长为 2a pm ，则晶胞的体积 V=(2a ×10-10)3 cm 3，所以晶体的密 度 ρ ==；以顶点的 N 原子为例，顶点的 N 原子离面心上的 N 原子距离最近，则与顶点 N 原子同层上的有 4 个 晶胞中的 4个面心上的 N 原子，同样上层 4个，下层 4 个，共 12个，故答案为， 12； (5)由表中数据可知，离 子晶体所带电荷越大，晶格能也越大， KCl 中，离子都带 1个单位的电荷， CaO 中离子都带 2个单位的电荷， TiN 中离子都带 3 个单位的电荷，所以晶格能 TiN>CaO>KCl ，而晶格能越大，离子晶体熔点越高，所以三种离 子晶体熔点由高到低的顺序为：

TiN>CaO>KCl ，故答案为： TiN>CaO>KCl 。

【备注】无

2．X 、Y 、Z 、W 、R 、Q 为前 30号元素，且原子序数依次增大。 X 是所有元素中原子半径最小的， Y 有三个能 级，且每个能级上的电子数相等， Z 原子单电子数在同周期元素中最多， W 与 Z 同周期，第一电离能比 Z 的低， R 与 Y 同一主族， Q 的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题：

(1) ___________________________________ R 核外电子排布式为 。

(2) _________________________________________________________________ X 、Y 、Z 、W 形成的有机物 YW(ZX 2)2中 Y 、Z 的杂化轨道类型分别为 _______________________________ ，离子的立体构型是 _________

(3) _________________________________________________ Y 、R 的最高价氧化物的沸点较高的是 (填化学式 )，原因是

(4) 将 Q 单质的粉末加入到 ZX 3的浓溶液中，并通入 W 2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为

(5) ___________________________________________________________ W 和Na 的一种离子化合物的晶胞结构如图， 该离子化合物为 __________________________________________ (填化学式 )。Na +的配位数为 ______， 距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 __________ 。已知该晶胞的密度为 ρ g ·3c ，m 阿伏 加德罗常数为 N A ，则两个最近的 W 离子间距离为 nm 。(用含 ρ、N A 的计算式表示 )

【答案】 (1) 1s 22s 22p 63s 23p 2

( 2 ) sp 2、sp 3；平面三角形； (3) SiO 2；SiO 2 为原子晶体 ,CO 2 为分子晶体； (4) 2Cu+8NH 3+O 2+2H 2O 2[Cu(NH 3)4]2++4OH -； (5) Na 2O ； 4； 立方体； ×107

【解析】本题考查物质结构综合推断题，涉及原子核外电子排布，化合物中心原子的杂化，分子空间构型，晶 胞的有关计算等。 X 、Y 、Z 、W 、R 、Q 为前 30号元素，且原子序数依次增大。 X 是所有元素中原子半径最小 的，是 H 元素；Y 有三个能级，且每个能级上的电子数相等，电子排布式为 1s 22s 22p 2，是 C 元素； Z 原子单电

C 、N 、 O 都位于第二周期，原子序数递增，电