高考化学真题专项汇编卷（2017—2019） 知识点15：物质结构与性质.docx

1、高考化学真题专项汇编卷（高考化学真题专项汇编卷（20172019） 知识点知识点 15：物质结构与性质：物质结构与性质 学校：_姓名：_班级：_考号：_ 一、填空题一、填空题 1.选修 3物质结构与性 .下列各组物质性质的比较，结论正确的是( ) A. 分子的极性： 33 BClNCl B. 物质的硬度：NalH2O，故 D错误； 故选：AB。 . (1)Mn 为 25 号元素,在第四周期B 族;其原子核外有 25 个电子,其核外电子排布为Ar3d54s2， 基态 Mn 原子核外未成对电子数为其 3d 能级上的 5 个电子，所以其未成对电子数是 5；故答案为： B；5； (2)MnCl2中含有

2、离子键,NH3 中含有共价键,反应生成Mn(NH3)6Cl2,含有离子键、共价键和配位键, 故新生成的化学键为配位键;NH3分子中,N原子的价层电子对数=3+(531)/2=4,有一对孤电子对,其 的空间构型为三角锥形,杂化类型为 sp3 杂化；故答案为：配位;三角锥形;sp3杂化； (3)Mn的结构为体心立方堆积,设锰原子的半径为 r,体对角线=4r,则有一个晶 胞中含有锰原子的数目=8 1/8+1=2,根据； 故答案为： 3a 4 -103 255 NA(a 10) ； (4)如图所示,锰在棱上与体心,则有 12 1/4+1=4,氧原子在顶点和面心,则有 8 1/8+6 1/2=4，所以氧

3、化 物的化学式为 MnO，故锰离子的化合价为+2 价；由图可知，配位数为 6； 故答案为：+2；6。 2.物质结构与性质 Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域。以 CuSO4、NaOH 和抗坏血酸为原料，可制备 Cu2O。 (1).Cu2+基态核外电子排布式为 。 (2). 2 4 SO 的空间构型为 （用文字描述）；Cu2+与 OH反应能生成Cu(OH)42，Cu(OH)42中的配 位原子为 （填元素符号）。 (3).抗坏血酸的分子结构如图 1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为 ；推测抗坏血酸在水中的 溶解性： （填“难溶于水”或“易溶于水”）。 (4).一个 Cu2O晶胞（见图 2）中，Cu

4、原子的数目为 。 2.答案：(1).Ar3d9或 1s22s22p63s23p63d9 (2).正四面体;O (3).sp3、sp2;易溶于水 (4).4 解析：（1）Cu位于第四周期 IB 族，其价电子排布式为 3d104s1，因此 Cu2 基态核外电子排布式为 Ar3d9或 1s22s22p63s23p63d9； （2） 2 4 SO 中 S 形成 4 个 键，孤电子对数为(6242)/2=0，因此 2 4 SO 空间构型为正四面体形； Cu(OH)42 中 Cu2提供空轨道，OH提供孤电子对，OH只有 O有孤电子对，因此Cu(OH) 4 2中 的配位原子为 O； （3）根据抗坏血酸的分子

5、结构，该结构中有两种碳原子，全形成单键的碳原子和双键的碳原子， 全形成单键的碳原子为 sp3杂化，双键的碳原子为 sp2杂化；根据抗环血酸分子结构，分子中含有 4个OH，能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水； （4）考查晶胞的计算，白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为 81/8+1=2，黑球全部位于晶 胞内部，属于该晶胞的个数为 4，化学式为 Cu2O，因此白球为 O原子，黑球为 Cu原子，即 Cu原 子的数目为 4； 3.近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为 FeSmAsFO 组成的 化合物。回答下列问题： (1).元素 As与 N同族。预测 As 的氢化物

6、分子的立体结构为_，其沸点比 NH3的_（填 “高”或“低”），其判断理由是_。 (2).Fe 成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm的价层电子排布式为 4f66s2，Sm3+的价层电子排 布式为_。 (3).比较离子半径：F_O2（填“大于”等于”或“小于”）。 (4).一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图 1所示，晶胞中 Sm和 As原子的投影位置如图 2所 示。 图中 F和 O2共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用 x和 1x代表，则该化合物的化 学式表示为_，通过测定密度 和晶胞参数，可以计算该物质的 x 值，完成它们关系表 达式：=_g cm3。 以晶胞参数为单位长度建立的

7、坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图 1 中原子 1的坐标为( 1 1 1 , 2 2 2 )，则原子 2和 3 的坐标分别为_、_。 3.答案：(1).三角锥形；低；NH3分子间存在氢键 (2).4s；4f5 (3).小于 (4).SmFeAsO1xFx ； 330 A 2281 16(1)19 10 xx a cN ；( 1 1 ,0 2 2 ) 、( 1 0,0, 2 ) 解析：（1）As与 N同族，则 AsH3分子的立体结构类似于 NH3，为三角锥形；由于 NH3分子间存 在氢键使沸点升高，故 AsH3的沸点较 NH3低， 故答案为：三角锥形；低；NH3分子间存在

8、氢键； （2）Fe 为 26号元素，Fe 原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，Fe 原子失去 1 个电子使 4s轨道为半充满状态，能量较低，故首先失去 4s 轨道电子；Sm的价电子排布式为 4f66s2，失去 3 个电子变成 Sm3+成为稳定状态，则应先失去能量较高的 4s电子，所以 Sm3+的价电子排布式为为 4f5， 故答案为：4s；4f5； （3）F-和 O2-的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径：F-CH OHCO H 原因: 2 H O与 3 CH OH均为极性分子, 2 H O中氢键比甲醇多; 2 CO与 2 H均为非极性分子, 2 C

9、O分 子量较大、范德华力较大。 （4） 键( 6 4 键)、离子键 （5）0.148,0.076. 解析：（1） Co是 27号元素,位于元素周期表第 4 周期第族,其基态原子核外电子排布式为 2262672 1 223334sspspds或 72 34Ards。元素Mn与O中,由于O元素是非金属性而Mn是过渡 元素,所以第一电离能较大的是O。O基态原子价电子为 24 22sp,所以其核外未成对电子数是 2,而 Mn基态原子价电子排布为 52 34ds,所以其核外未成对电子数是 5,因此核外未成对电子数较多的是 Mn。 （2） 2 CO和 3 CH OH的中心原子C原子的价层电子对数分别为 2

10、和 4,所以 2 CO和 3 CH OH分子 中C原子的杂化形式分别为sp和 3 sp。 （3）在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是 气体，液体的沸点高于气体；水分子中有两个氢原子都可以参与形成分子间氢键，而甲醇分子中 只有一个羟基上的氢原子可用于形成分子间氢键，所以水的沸点高于甲醇；二氧化碳的相对分子 质量比氢气大，所以二氧化碳分子间作用力较大、沸点较高，所以沸点从高到低的顺序为 H2O CH3OHCO2H2， （4）硝酸锰是离子化合物,硝酸根和锰离子之间形成离子键,硝酸根中N原子与 3个氧原子形成 3 个键,硝酸根中有一个氮氧双键,所以还

11、存在键。 （5）因为 O2-是面心立方最密堆积方式，面对角线是 O2-半径的 4倍，即 4r=2a，解得 r= ；MnO也属于 NaCl 型结构，根据晶胞的结构，Mn2+构成的是体心立方 堆积，体对角线是 Mn2+半径的 4 倍，面上相邻的两个 Mn2+距离是此晶胞的一半，因此有 2r(O2- )+2r(Mn2+)=a=0.448nm，则 r(Mn2+)= = 10.钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题: （1）元素 K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为_ nm(填标号)。 A.404.4 B. 553.5 C.589.2 D.670.8 E.766

12、.5 （2）基态 K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是_,占据该能层电子的电子云轮廓 图形状为_。K和 Cr 属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属 K的熔点、沸点 等都比金属 Cr 低,原因是_。 （3）X射线衍射测定等发现, I3AsF6中存在 + 3 I离子。 + 3 I离子的几何构型为_,中心原子的 杂化类型为_。 （4） KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立方结构,边长为 a=0.446 nm, 晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与 O间的最短距离为_ nm,与 K紧邻的 O个数为_。 （5）在 KIO3晶胞结构的另一种

13、表示中, I处于各顶角位置,则 K处于_位置,O 处于 _位置。 10.答案：（1）A; （2）N;球形;K的原子半径大于 Cr的原子半径; （3）V 型;sp3; （4）0.315;12; （5）体心; 棱心 解析：（1）紫色波长 400nm435nm,因此选项 A正确。 （2）K位于第四周期A 族,电子占据最高能层是第四层,即 N 层,最后一个电子填充子在 s 能级上, 电子云轮廓图为球形;K的原子半径大于 Cr的半径,因此 K的熔点、沸点比 Cr低。 （3） - 3 I与 SO2互为等电子体,SO2属于型 V,因此 - 3 I几何构型为 V型,其中心原子的杂化类型为 sp3。 （4）根据

14、晶胞结构,K与 O 间的最短距离是面对对角线的一半,即为 0.315,根据晶胞结构,距离 K最 近的 O的个数为 12个。 （5）根据 KIO3的化学式,以及晶胞结构,K处于体心,O 处于面心。 11.【物质结构与性质】 铁氮化合物( xy Fe N)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 xy Fe N的制备需铁、氮气、丙酮 和乙醇参与。 （1） 3+ Fe基态核外电子排布方式为_。 （2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_,1mol丙酮分子含有键 的数目为_。 （3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为_。 （4）乙醇的沸点高于丙酮,这是因为_。 （5）某 xy Fe N的晶胞

15、如图-1 所示, Cu可以完全替代该晶体a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替 代型产物 nyx-n FeCu N。 xy Fe N转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图-2 所示,其中更稳定的 Cu替代型产物的化学式为_。 11.答案：（1）Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5 （2）sp2和 sp3; 9mol （3）HCO; （4）乙醇分子间存在氢键; （5）Fe3CuN 解析：(1)Fe 的原子序数为 26,Fe3+基态核外电子数为 23,且 3d电子为半满稳定结构,可知 Fe3+基态 核外电子排布式为Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5， 故答案为：Ar3d

16、5或 1s22s22p63s23p63d5； (2)中单键均为 键,双键中含 1个 键,甲基上 C形成 4 个 键,C=O 中 C形成 3个 键,均为孤对电子,则羰基上 C 为 sp2杂化,甲基上 C为 sp3 杂化,1mol丙酮共有 9mol 键,数目为 9NA 个，故答案为：sp2和 sp3;9NA； (3)非金属性越强，电负性越大，则 C. H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为 HCO， 故答案为：HCO； (4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键，导致沸点高，故答案为：乙醇分子间存 在氢键； (5)由图 2 可知,Cu替代 a 位置的 Fe 时能量较低,更稳定,则 Cu

17、 位于顶点,N(Cu)=8 1/8=1,Fe 位于面 心,N(Fe)=6 1/2=3,N位于体心,则只有 1个 N,其化学式为 Fe3CuN,故答案为：Fe3CuN. 二、推断题二、推断题 12.物质的结构与性质. （1）下列叙述正确的有( ) A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的 5倍,则其最高正价为+7 B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能 C.高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性 D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点 （2）A 族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题: (1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为

18、_,原子间存在的共价键类型有_, 碳原子的杂化轨道类型为_。 (2) 4 SiCl分子的中心原子的价层电子对数为_,分子的立体构型为_,属于_ 分子(填“极 性”或“非极性”)。 (3)四卤化硅 4 SiX的沸点和二卤化铅 2 PbX的熔点如图(b)所示。 4 SiX的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_。 结合 4 SiX的沸点和 2 PbX的熔点的变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序, 2 PbX中的化学键 的离子性_、共价性_。(填“增强”“不变”或“减弱”) (4)碳的另一种单质 60 C可以与钾形成低温超导化合物,晶体结构如图(c)所示, K位于立方体的棱上 和立方体的内

19、部,此化合物的化学式为_;其晶胞参数为 1.4nm,晶体密度为_ -3 g cm。 12.答案：（1）AD; （2） (1)混合型晶体; 键、键; 2 sp; (2)4;正四面体;非极性 (3)均为分子晶体,范德华力随分子相对质量增大而增大减弱;增强; (4) 360 K C;2.0 解析：（1）A 项,采用排除法,某元素原子核外电子总数是最外层电子数的 5倍,如果最外层电子数 为 1,核外电子总数为 5,不符合能量最低原理,同理,最外层电子数不可能为 2、3、4、5、6,如果最外 层电子数为 8,核外电子总数为 40,不符合能量最低原理,如果最外层电子数为 7,核外电子总数为 35, 符合,

20、此时该元素为Br,最高正价为+7,故 A 项正确; D项,邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,使熔沸点降低(其实是“占据分子间氢键的位置”),对羟基苯甲醛 存在分子间氢键,使熔沸点升高,所以邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点,故 D 项正确; B项,钠原子核外有一个电子,镁原子核外有两个电子,由于Na的3s亚层中只填充了 1个电子, Mg 的3s亚层填充了 2 个电子,是全满结构,失去第 1个电子更困难,所以第一电离能大一些 ,而失去一个 电子之后Na的最外层填充了 8 个电子,是全满结构,不易失去电子,失去一个电子之后的Mg的3s亚 层中只填充了 1 个电子,易失去电子,故钠元素的第二电离能大

21、于镁元素的第二电离能,故 B项错误; C项,高氯酸是强酸,次氯酸是弱酸,所以高氯酸的酸性大于次氯酸的酸性,但高氯酸中氯的最外层的 7 个电子中的 1个电子与羟基中的氧原子形成共价键,其余 6 个电子与 3 个氧原子形成配位键,即 4对 电子全部是成对电子,相互间斥力较小,高氯酸根离子较稳定,而次氯酸中氯原子与氧原子形成 1 对共 用电子对,其余 6 个电子形成 3对孤对电子,3 对孤对电子对共用电子对的斥力较强,所以导致该键容 易断裂,最终形成原子态氧,即高氯酸的氧化性小于次氯酸的氧化性,故 C 项错误。 综上所述,本题正确答案为 AD。 （2）(1)由图(a)可知,该单质为石墨,其晶体类型为

22、混合型晶体,原子间存在的共价键类型有键、 键,碳原子的杂化轨道类型为 2 sp。 (2) 4 SiCl分子的中心原子的价层电子对数为 4,分子的立体构型为正四面体,属于非极性分子。 (3)由图(b)可知:沸点依次升高的原因是卤化硅形成的分子晶体均为分子晶体,范德华力随分子相对 质量增大而增大。依照原子序数增大的顺序, 2 PbX中的化学键中,范德华力随分子相对质量增大 而增大因此相对的离子性减弱,共价性增强。 (4)由图(c)所示,此晶体中K原子个数有 1 1 12912 4 N 个 60 C原子个数有 2 11 864 82 N 个,所以最简化之后此化合物的化学式为 360 K C;其晶胞参数为 1.4nm,晶体密 度为: 33 3 723 39 12 12 60 4 2.0 1.4 106.022 10A m g cmg cm V N 。