物质结构知识
2014-05-27 18:24阅读：
物质结构部分原因类简答题集锦
简答题具有设问巧妙、构思新颖等特点，是用简洁的文字、数据和化学用语来回答有关化学现象和问题的一种题型。它既能考查考生对“双基”的掌握程度，又能考核学生的思维能力和书面表达能力，是选择题所无法代替的功能。从近几年各地高考试题看，简答题看似容易却答不到点子上，得不到满分，这成为考生失分多的一大难题。因此，研究简答题的类型，掌握各类题目的答题步骤与格式，收集各类题目的解题规律与方法，对答好简答题有着重要意义。
原因类简答题是高考化学的常考题型，这类题回答时，应注意逻辑顺序，抓住事物变化的本质特征。一般遵循的原则是逐级解释，即“就近不跳跃”。
如比较键角大小：本质是看成键原子所受到的排斥作用，先看杂化类型和互斥的价电子类型，不同的杂化类型有不同的键角，孤电子对的排斥作用强于成键电子对；若杂化类型相同，组成类型相同，则看原子半径大小，成键原子半径大，排斥作用小，键角小。又如比较两种物质的熔点或沸点高低，先看晶体类型，晶体类型不同的，指明晶体类型和作用力类型和大小。原子晶体、离子晶体的熔沸点普遍比分子晶体高。晶体类型相同时，都是原子晶体，比较键长和键能大小说明。都是离子晶体，用离子半径、电荷和晶格能高低大小说明。比较晶格能大小则比离子半径大小和电荷高低，比半径大小则比电子层结构和核电荷多少。
1．稳定性：NH3>PH3>AsH3
【答】因为键长越短，键能越大，分子越稳定。而键长N-HS-H，所以，稳定性为NH3>PH3>AsH3。
2．晶格能：NaCl
【答】氧化镁晶体中阴阳离子的电荷绝对值大，且半径小，所以，NaCl的晶格能小于MgO。
3．硬度：NaCl
【答】它们都是离子晶体，氧化镁晶体的晶格能比氯化钠晶体晶格能大。.
4．沸点高低：NH3>AsH3>PH3
【答】NH3、AsH3、PH3都是分子晶体。氨分子可形成分子间氢键，故其沸点反常高，高于AsH3、PH3。AsH3和PH3组成和结构相似，AsH3的相对分子质量大于PH3，分子间作用力也较大，因而，AsH3的沸点比PH3高。
5．熔沸点：NaF、MgF2远高于SiF4
【答】因NaF、MgF2的晶体为离子晶体，SiF4为分子晶体。
6．熔沸点：CO>N2
【答】CO、N2都是分子晶体。CO与相对分子质量相同，但是CO极性分子，N2是非极性分子，极性分子分子间作用力较大，故熔沸点是CO比N2高。
7．工业上制取镁用电解熔融氯化镁而不用氧化镁熔融电解。
【答】氧化镁晶格能比氯化镁大，熔点高，电解时消耗能量多，对设备的要求也高。
8．晶格能：NaCl>NaBr
【答】溴化钠和氯化钠组成和离子电荷相同，因为溴离子半径比氯离子大，溴化钠阴阳离子核间距大，所以溴化钠晶格能较氯化钠小。
9．溶解性：在水中的溶解度是溴乙烷小于乙醇
【答】因为乙醇与水分子间能形成氢键，溴乙烷与水分子间不能形成氢键。
10．熔沸点：金刚石>金刚砂>晶体硅
【答】因为他们都是原子晶体，共价键越短，键越牢，键能越大，熔沸点越高。而键长是c-c金刚砂>晶体硅。
11．熔沸点或硬度：钠<镁<铝
【答】钠、镁、铝都是金属晶体，它们的半径依钠镁铝次序减小，价电子依钠镁铝次序增多。根据金属键理论，金属的价电子越多，半径越小，金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。所以，熔沸点或硬度是钠<镁<铝。
12．第一电离能：Be>Mg>Ca
【答】Be、Mg、Ca属于同族元素，它们的价电子排布相同，半径大小为Be< MgMg>Ca。
13．第一电离能：Be>B，N>O
【答】铍和硼属于同一周期相邻元素，铍的最外层电子排布为2s2，根据洪特规则，2s为全充满稳定状态，不易失去一个电子，而硼的最外层电子排布为2s22p1，2p能级不是稳定结构，容易失去一个电子，所以，硼的第一电离能比铍小；N、O属于同一周期的相邻元素，氮的最外层电子排布为2s22p3，根据洪特规则，2p3为半充满稳定状态，不易失去一个电子，而氧的最外层电子排布为2s22p4，2p能级不是稳定结构，容易失去一个电子，所以，氧的第一电离能比氮小。
14．酸性强弱：H2SO4 >
H2SO3
【答】H2SO4
和H2SO3可表示为（HO）2SO2和（HO）2SO，（HO）2SO中的S为+4价，而（HO）2SO2中S为+6价，中心原子正电性更高，导致S-O-H中O的电子向S偏移，在水分子作用下就更容易电离出H+，酸性更强（类似的有HClO4>
HClO3> HClO2>
HClO、H2SeO4 >
H2SeO3）。
15 ．H2SeO4 和
H2SeO3第一步电离程度大于第二步电离程度
【答】因为它们第一步电离生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的H+，再加上第一步电离出的H+对第二步电离平衡有抑制作用，所以，H2SeO4
和 H2SeO3第一步电离程度大于第二步电离程度。
16 ．H3O+ 中的键角比 H2O中键角大
【答】H2O中O原子上有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用大，而H3O+中O原子上只有一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用小，则H3O+中键角大。
17．熔沸点：邻-氨基苯甲酸<对-氨基苯甲酸
【答】因邻-氨基苯甲酸存在分子内氢键，对-氨基苯甲酸能形成分子间氢键，分子内氢键的形成使得分子间作用减小，而分子间氢键的形成使得分子间作用增强，所以，邻-氨基苯甲酸的熔沸点比对-氨基苯甲酸低。
18．沸点：邻-二甲苯>对-二甲苯
【答】因为对-二甲苯分子对称性更高，极性更小，分子间作用力更小，所以，对-二甲苯的沸点比邻-二甲苯低。
19．单质铝与氮气、氧气、氟气的化学性质明显不同
【答】因为铝是金属，而氮、氧、氟为非金属。
20.熔点：Cu2O>Cu2S
【答】Cu2O、Cu2S都是离子晶体。因为O2—的半径比S2—小，Cu2O的晶格能大。
21.键角：NH3>NF3
【答】因为半径F>H，成键电子对远离中心原子时，成键电子对间的排斥力较小，键角较小。
22.比较键角大小，说明原因：四氮化三硅晶体中键角N-Si-N
键角Si-N-Si
【答】四氮化三硅晶体中硅原子周围有四个氮原子，硅为sp3杂化，键角N-Si-N为109°28′，而氮原子周围链接三个硅原子，氮原子上有一对孤电子对，氮原子也是sp3，但由于孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，使得键角Si-N-Si小于109°28′。
23.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
【分析】从化学反应的实质是就化学键的断裂和新键的形成，旧键易断裂，反应易发生，新键键能大，反应放热多，产物稳定，反应可逆性小，本问从键能数据说明。
[答案】C-C键和C-H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中的Si-Si键和Si-H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成。
C-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。
24.比较电负性大小：N Si
【分析】电负性是成键原子吸引键合电子的能力，同主族从上到下电负性逐渐减小，同周期从左到右逐渐增大，由N>P>Si知，N>Si。电负性大小与非金属性强弱基本一致。
25.若已知氮化铝与氮化硼晶体类型相同，且氮化硼的熔点比氮化铝的高，可能的原因是什么？
【答】氮化铝和氮化硼都是原子晶体，且硼的原子半径小于铝的原子半径，B-N键的键能大于Al-N键的键能。
26.
C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π健。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述π健
。
【答】Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键。
27.在测定氟化氢的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是什么？
【答】氟化氢分子之间能形成氢键，使得氟化氢分子间发生缔合，形成“缔合分子”。
28.N元素和B元素的氟化物化学式相似，均为AB3型，但分子的空间结构有很大不同，其原因是
【答】N原子和B原子采取的杂化方式不同。
29.+3价的铝常或多或少地置换硅酸盐中+4价的硅形成铝硅酸盐，从而大大增加硅酸盐品种的多样性和结构的复杂性。+3价的铝能置换+4价的硅的原因是
【答】铝与硅在元素周期表中位置相邻，原子半径接近，性质有相似处。
30.H2O2和H2S的物理性质（熔沸点、溶解性）差异的主要原因是什么？
【答】H2O2和H2S都是极性分子，相对分子质量相同，但H2O2分子间存在氢键；H2O2与水分子间存在氢键，而H2S没有。所以H2O2熔沸点高于H2S，水中溶解度大于H2S。
31.C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。它们沸点相差很大的原因是：
【答】CO2是分子晶体，熔化和气化时只破坏范德华力，沸点低；SiO2是原子晶体，熔化和气化时需破坏共价键，故熔沸点高。
32．CH3CH3和CH3OH相对分子质量相差不大，但CH3OH可以与水互溶、CH3CH3不溶于水，其原因是：
【答】H2O和CH3OH
都是极性分子，且CH3OH可以和H2O
分子间形成氢键，因此，可以与水互溶；CH3CH3是非极性分子，根据相似相容原理，CH3CH3不溶于水。
练习
1．氧化镁的熔点比三氧化硫高的原因。
（氧化镁是离子晶体而三氧化硫是分子晶体）
2．比较氧化镁和氧化钙的熔点高低，说明原因。
（氧化镁和氧化钙都是离子晶体。Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO的晶格能大）
3．比较硫化氢和硒化氢的沸点高低，说明原因。
（硫化氢和硒化氢都是分子晶体。它们的组成和结构相同，硒化氢的相对分子质量大于硫化氢，分子间作用力大于硫化氢）
4．比较氨和磷化氢的沸点高低，说明原因。
（都是分子晶体。它们的组成和结构相同，虽然磷化氢的相对分子质量大于氨，但氨分子间还存在氢键，氨分子间作用力大于磷化氢）
5．比较氯化铝和氯化镁的熔沸点高低，说明原因。
（氯化铝是分子晶体，氯化镁是离子晶体）
6．比较碘和水的熔点高低，说明依据。
（碘的熔点比水高，依据常温下碘为固体而水为液体）
7．比较氦和氖的沸点高低，说明原因。
（氦和氖都是单原子分子，氖的相对分子质量大于氦，氖的分子间作用力大于氦）
8．比较第一电离能大小：Be、B、Ne、O的第一电离能大小顺序为：
。
（Ne >O >Be>B）
9. 甲醇和甲醛的沸点哪个高？其主要原因是
；
（甲醇和甲醛都是分子晶体。甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高。）
10. Cu2O的熔点比Cu2S的
（填“高”或“低”），请解释原因
。
（Cu2O和Cu2S均为离子化合物，离子化合物的熔点与离子键的强弱有关。由于氧离子的例子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。）
11.接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比化学式H2O计算出来的相对分子质量大的原因。
（由于水分子间能形成氢键，接近水的沸点的水蒸气存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，
形成“缔合分子”——（H2O）n）
12.气态Mn2＋离子再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是
（气态Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态，较困难。而Fe2＋转化为
Fe3＋时，3d能级由较不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态，较容易。）
13（1）SO2与CO2分子的立体结构分别是
和
，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 ，理由是
；
（SO2V型，CO2直线形。因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大。）
