1、2021-2022年高考化学复习物质结构与性质试题研究12物质结构题命题特点物质结构题解法策略目 录12物质结构题解法策略目 录物质结构题命题特点1.1.试题情境试题情境2021高考真题高考真题题干载体题干载体 情境类别情境类别全国甲卷全国甲卷我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为料合成项目被形象地称为“液态阳光液态阳光”计划。计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。学术探索学术探索情境情境全国乙卷全国乙卷过渡金属元素
2、铬过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。学术探索学术探索情境情境河北卷河北卷KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。学术探索情境学术探索情境2021高考真题高考真题题干载体题干载体 试题情境试题情境山东卷山东卷非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。泛。日常生活情境日
3、常生活情境生产环保情境生产环保情境湖南卷湖南卷硅、锗硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料及其化合物广泛应用于光电材料领域。领域。学术探索情境学术探索情境广东卷广东卷很多含巯基（很多含巯基（-SH）的有机化合物是重金属元）的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。素汞的解毒剂。学术探索情境学术探索情境五套试题以五套试题以学术探索情景学术探索情景作为试题的载体！作为试题的载体！电子电子排布排布杂化杂化方式方式电负性或电负性或等电子体等电子体熔沸点熔沸点比较比较配合配合物物化学化学键键键角键角晶胞晶胞结构结构密度密度计算计算全国甲卷全国甲卷全国乙卷全国乙卷河北卷河北卷山东卷山东卷广东卷广东卷湖南卷湖
4、南卷浙江卷浙江卷2.考点统计关键能力考查：关键能力考查：学科素养考查：学科素养考查：理解与辨析、分析与推测、归纳与论证理解与辨析、分析与推测、归纳与论证证据推理与模型认知证据推理与模型认知科学探究与创新精神科学探究与创新精神试题考查要求：试题考查要求：基础性、综合性、应用性、创新性基础性、综合性、应用性、创新性3.能力、素养考查12物质结构题命题特点物质结构题解法策略目 录1.高考真题中的电子排布问题2021全国甲卷Si的价电子层的电子排式为 。3s23p22021广东卷 基态硫原子价电子排布式为 。3s23p42021山东卷基态F原子核外电子的运动状态有 种。92021湖南卷基态硅原子最外层
5、的电子排布图为 。2021河北卷（1）在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是 (填离子符号)。（2）原子中运动电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+1/2表示，与之相反的用-1/2表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。K+和P3-+3/2或-3/22021全国乙卷对于基态Cr原子，下列叙述正确的是 (填标号)。 A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为Ar3d54s1 B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动 C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大AC2021八省联考河北卷八
6、省联考河北卷镍元素位于周期表第镍元素位于周期表第 列，基态镍原子列，基态镍原子d轨道中轨道中成对电子与单电子的数量比为成对电子与单电子的数量比为 。103：12021八省联考湖南卷八省联考湖南卷As4S4俗称雄黄，其中俗称雄黄，其中As基态原子的核外电子排布式为基态原子的核外电子排布式为Ar ，有，有 个未成对电子。个未成对电子。3d104s24p33As为为33号元素号元素28Ni3d84s2电子排布问题解题模型电子排布规律电子排布规律确定元素确定元素设问角度设问角度排布式排布式价层（外围）价层（外围）轨道表示式轨道表示式（排布图）（排布图）2.轨道杂化与分子空间构型2021全国甲卷全国甲卷
7、SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为采取的杂化类型为_。SiCl4可发生水解反应，机理如下：可发生水解反应，机理如下：含含s、p、d轨道的杂化类型有：轨道的杂化类型有：dsp2、sp3d、sp3d2，中间体，中间体SiCl4(H2O)中中Si采取的杂化类型为采取的杂化类型为_（填标号）。（填标号）。sp3硅的晶体结构插入氧原子后二氧化硅的晶体结构3D模型创建福州一中黄剑芳二氧化硅的晶体结构是怎样的？问题研究2021山东卷山东卷OF2分子的空间构型为分子的空间构型为 ；Xe是第五周期的稀有气体元素，与是第五周期的稀有气体元素，与F形成的形成的XeF2
8、室温下易升华。室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为中心原子的价层电子对数为 ，下列对，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是中心原子杂化方式推断合理的是 （填标号）。（填标号）。 A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d角形角形5D2021全国乙卷全国乙卷PH3中中P的杂化类型是的杂化类型是 。 sp32021河北卷河北卷已知已知KH2PO4是次磷酸的正盐，是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为的结构式为 ，其中其中P采取采取 杂化方式。杂化方式。sp32021湖南卷湖南卷气态气态SiX4分子的空间构型是分子的空间构型是 ；N-甲基咪唑甲基咪唑 分子中碳原子的杂化轨道类型为分
9、子中碳原子的杂化轨道类型为 。 正四面体正四面体sp2、sp32021广东卷广东卷在在 中中 S 原子采取原子采取 sp3 杂化杂化2021八省联考重庆卷八省联考重庆卷氧化镁载体及镍催化反应中涉及到氧化镁载体及镍催化反应中涉及到CH4、CO2和和 CH3OH等等物质。在上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是物质。在上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是_，立，立体构型为正四面体的分子是体构型为正四面体的分子是_。CO2CH4杂化方式和空间构型问题解题模型VSEPR确定确定价电子对数价电子对数杂化及杂化及理论空理论空间构型间构型确定微粒确定微粒3.3.电负性、电离能和
10、晶格能电负性、电离能和晶格能2021全国乙卷全国乙卷Cr的电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大的电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大2021湖南卷湖南卷 中中 H、C、N的电负性由大到小的顺序为的电负性由大到小的顺序为 。NCH2021广东卷广东卷在在 中中 S 元素的电负性最大元素的电负性最大2021山东卷山东卷O、F、Cl电负性由大到小的顺序为电负性由大到小的顺序为 。 FOCl2021八省联考河北卷第二周期元素的第一电离能（I1）随原子序数（Z）的变化情况如图。I1随Z的递增而呈增大趋势的原因是 ，原子核对外层电子的引力增大。导致I1在a点出现齿峰的原因是 。随原子序数增大，
11、核电荷数增大，原子半径逐渐减小随原子序数增大，核电荷数增大，原子半径逐渐减小N元素原子的元素原子的2p能级轨道半满，更稳定能级轨道半满，更稳定2021八省联考湖南卷P4S3常用于制造火柴，P和S的第一电离能较大的是_。P2021八省联考重庆卷氧化镁载体及镍催化反应中涉及到CH4、CO2和 CH3OH等物质。元素Mg、O和C的第一电离能由小到大排序为 。MgCOLiN2018全国卷-35 Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的BornHaber循环计算得到。可知，Li原子的第一电离能为 kJmol1，O=O键键能为 kJmol1，Li2O晶格能为 kJmol1。气态电中性基态原子气态电中性
12、基态原子失去失去1 1个电子转化为个电子转化为气态基态正离子气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能所需要的最低能量叫做第一电离能断开断开1mol1mol化学键形成气态基态原子所化学键形成气态基态原子所吸收吸收的能量叫做键能的能量叫做键能气态基态离子气态基态离子形成形成1mol1mol离子晶体离子晶体所所释放释放的能量叫做的能量叫做晶格能晶格能. .5204982908电负性及电离能问题解题模型元素在周期元素在周期表中位置表中位置电负性比电负性比较规律较规律确定元素确定元素元素在周期元素在周期表中位置表中位置确定元素确定元素基础规律：基础规律：特殊规律：特殊规律：稳定稳定不稳定不稳定 I1
13、大大4.高考真题中的化学键问题2021全国甲卷CO2分子中存在_个键和_个键。222021广东卷在 中存在离子键与共价键 在 中硫氧键的键能均相等2021八省联考河北卷在CO分子中，C与O之间形成_个键、_个键，在这些化学键中，O原子共提供了_个电子。1242021湖南卷1个M2+ 中含有_个键。541,3-丁二烯分子的2,3位碳原子之间的单键能否旋转？问题研究3D模型创建福州一中黄剑芳化学键问题解题模型化学键类型化学键类型共价键中的共价键中的键键键问题键问题成键原子成键原子配位键是特殊的配位键是特殊的键键5.高考真题中的键角问题2021全国乙卷H2O 的键角小于NH3的，分析原因 。 H2O
14、和和NH3均为均为sp3杂化，杂化，H2O有两个孤电子对，有两个孤电子对，NH3有有1个孤电子对，孤电子对多，斥力大，键角小。个孤电子对，孤电子对多，斥力大，键角小。2021广东卷在 中 C-C-C 键角是 180键角问题解题模型杂化方式：孤电子对多少：元素电负性差异：sp杂化sp2杂化sp3杂化孤电子对越多，斥力大，键角小中心原子电负性大，键角大端原子电负性大，键角小6.高考真题中的熔沸点比较问题2021全国甲卷甲醇的沸点（64.7）介于水（100）和甲硫醇（CH3SH，7.6）之间，其原因是 。甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇可形成分子间氢键，且水比甲醇的氢键多2021全国乙卷NH3的
15、沸点比PH3的 ，原因是 。高高NH3含有分子间氢键2021湖南卷晶体硅和碳化硅熔点较高的是_(填化学式)。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4沸点依次升高的原因是 。SiC均为分子晶体，分子量依次增大，范德华力依次增大2021山东卷OF2的熔沸点 （填“高于”或“低于”）Cl2O，原因是 。二者同属于分子晶体，二者同属于分子晶体，Cl2O分子量更大，范德华力大，熔沸点更高分子量更大，范德华力大，熔沸点更高2021广东卷 H2S、CH4、H2O 的沸点由高到低顺序为 。 H2OH2SCH4 低于低于2021浙江卷已知3种原子晶体的熔点数据如下表：金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是 。金刚石
16、碳化硅晶体硅熔点/ 3550 26001415二者均为原子晶体，金刚石的二者均为原子晶体，金刚石的C-C键长短，键能大键长短，键能大状态：状态：晶体类型：晶体类型：关键词：关键词：slg一般为原子晶体离子晶体分子晶体晶格能、共价键能、氢键或范德华力、原子化热熔沸点比较问题解题模型影响因素：影响因素： 电荷及半径、键长、电荷及半径、键长、M及分子极性及分子极性、价电子多少及半径、价电子多少及半径7.高考真题中的配合物问题2021全国乙卷全国乙卷三价铬离子能形成多种配位化合物。三价铬离子能形成多种配位化合物。Cr(NH3)3(H2O)2Cl2+ 中提中提供电子对形成配位键的原子是供电子对形成配位键
17、的原子是 ,中心离子的配位数为中心离子的配位数为 。 N、O、Cl62021八省联考河北卷八省联考河北卷过渡金属与过渡金属与O形成羰基配合物时，每个形成羰基配合物时，每个CO分子向中心原分子向中心原子提供子提供2个电子，最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同，个电子，最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同，称为有效原子序数规则。根据此规则推断，镍与称为有效原子序数规则。根据此规则推断，镍与CO形成的羰基配合物形成的羰基配合物Ni(CO)x中，中，x = .42021河北省第二次模拟演练河北省第二次模拟演练BF3与与NH3可通过可通过 键形成氨合三氟化硼键形成氨合三氟化硼
18、(BF3NH3)，在该键中由，在该键中由 原子提供空轨道。原子提供空轨道。配位键配位键BNi为为28号元素，号元素，Kr为为36号元素号元素配合物问题解题模型确定内外界确定内外界按配合物相按配合物相关概念处理关概念处理配合物配合物8.高考真题中的推测结果或解释原理问题2021河北卷已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJmol-1)如表：NN NNPPPP193946197489从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为 )形式存在的原因是 。NN的键能大于的键能大于3个个N-N的键能而的键能而PP键能弱于键能弱于3个个P-P键的键能，键的键能，能量越低越稳定。能量越低越稳定。原子数目
19、相同的条件下，原子数目相同的条件下，N2比比N4具有更低的能量，而具有更低的能量，而P4比比P2具有更低的能量，能量越低越稳定。具有更低的能量，能量越低越稳定。2021广东卷汞解毒剂的水溶性好，有利于体内 重金属元素汞的解毒。化合物 I 与化合物 相比，水溶性较好的是 。III2021八省联考湖南卷研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为PCl4+PCl6-和PBr4+Br-，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是 。Br-半径较大，无法形成半径较大，无法形成PBr6-推测结果或解释原理问题解题模型推结论并解释原因推结论并解释原因给出对比结论要求解释原因给出对比结论要求解
20、释原因利用现有知识储备推出结论结构上的不同点9.高考真题中的晶胞结构问题2021全国甲卷全国甲卷我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。晶胞如图所示。Zr4+ 在晶胞中的配位数在晶胞中的配位数是是 。在。在ZrO2中掺杂少量中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则，则y= （用（用x表达）。表达）。82-x2021全国乙卷在金属材料中添加AlCr2颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械
21、性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是 原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为 % (列出计算表达式)。Al2021河北卷河北卷分别用分别用、表示表示H2PO4-和和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图晶体的四方晶胞如图(a)所示，所示，图图(b)、图、图(c)分别显示的是分别显示的是H2PO4-、K+在晶胞在晶胞xz面、面、yz面上的位置：面上的位置：晶胞在晶胞在x轴方向的投影图为轴方向的投影图为 (填标号填标号)。zyyyABCDB2021山东卷山东卷XeF2晶体属于四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为晶体属于四方晶系，晶胞参数
22、如图所示，晶胞棱边夹角均为90，该，该晶胞中有晶胞中有 个个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为（点原子的分数坐标为（1/2,1/2,1/2）。已知）。已知XeF键长为键长为r pm，则，则B点原子的分数坐标为点原子的分数坐标为 ；晶胞中；晶胞中A、B间距离间距离d= pm。ABdxyzaacpmpmpm2（0，0， ）cr2442222crrca ABdxyzaacpmpmpmC2021湖南卷下图是Mg、Ge、O三种元素形成的
23、某化合物的晶胞示意图。己知化合物中Ge和O的原子个数比为1:4，图中Z表示_原子(填元素符号)，该化合物的化学式为 。OMg2GeO48416 2021八省联考河北卷（6）在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞结构如图所示。 组成该晶体的化学式为 。MgNi3C完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为 ，由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙中镍原子和镁原子的数量比为 。1:33:1
24、若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的 位置。棱心镍镁八面体：121/4=3镍原子：41/4=1镁原子：21/6=1/33D模型创建福州一中黄剑芳2021河北省第二次模拟演练固态硼化物可用作耐火材料、火箭外壳和涡轮机的叶片等，在超导领域也有重要应用潜质。如图为一种金属钙硼化物的立方晶胞，该化合物的化学式为 ，钙原子的配位数为 。CaB6242021八省联考湖北卷已知NixMg1-xO晶体属立方晶系，晶胞边长a。将Li+掺杂到该晶胞中，可得到一种高性能的p型太阳能电池材料，其结构单元如图所示。假定掺杂后的晶胞参数不发生变化，下列说法正确的是( ) A.该结构单元中O原子数为3 B.Ni和Mg间
25、的最短距离是 C.Ni的配位数为4 D.该物质的化学式为Li0.5Mg1.12Ni2.38O4B晶胞结构问题解题模型均摊法计算均摊法计算晶胞粒子数晶胞粒子数原子坐标原子坐标确定晶胞确定晶胞微粒间距离微粒间距离配位数配位数空间占有率空间占有率空隙问题空隙问题2021全国甲卷我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为 gcm-3（写出表达式，相对原子质量：O 16 Zr 91）。10.高考真题中的晶胞密度计算问题Zr 4O 82021河北卷河北卷分别用分别用、表示表示H2PO
26、4-和和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图晶体的四方晶胞如图(a)所示，所示，图图(b)、图、图(c)分别显示的是分别显示的是H2PO4-、K+在晶胞在晶胞xz面、面、yz面上的位置：面上的位置：若晶胞底边的边长均为若晶胞底边的边长均为a pm、高为、高为c pm，阿伏加德罗常数的值为，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密，晶体的密度为度为 gcm-3（写出表达式，相对原子质量：（写出表达式，相对原子质量：H 1 O 16 P 31 K 39）。）。caN 2A30101364K+ 4H2PO4- 42021湖南卷湖南卷下图是下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。三种元素形成
27、的某化合物的晶胞示意图。已知该晶胞的晶胞参数分别为已知该晶胞的晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，=90，则该晶体的密，则该晶体的密度度= gcm-3。（。（NA为阿伏加德罗常数的，值相对原子质量：为阿伏加德罗常数的，值相对原子质量：O 16 Mg 24 Ge 73）Mg2GeO42021河北省第二次模拟演练河北省第二次模拟演练固态硼化物可用作耐火材料、火箭外壳和涡轮机固态硼化物可用作耐火材料、火箭外壳和涡轮机的叶片等，在超导领域也有重要应用潜质。如图为一种金属钙硼化物的立方晶的叶片等，在超导领域也有重要应用潜质。如图为一种金属钙硼化物的立方晶胞，胞，若由硼原子组成的正八面体棱长为若由
28、硼原子组成的正八面体棱长为a pm，连接两个八面体的，连接两个八面体的BB键长为键长为b pm，该物质的密度为，该物质的密度为 gcm-3（列表达式（列表达式，相对原子质量：相对原子质量：B11 Ca 40）。）。CaB62018新课标III金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_gcm3（列出计算式）。六方最紧密堆积六棱柱中的锌原子 n=121/6+21/2+3=6 V胞=612a 2ac = ZnZn的密度的密度= = nMN NA AV V胞胞=665N NA Agcm3晶胞密度计算问题解题模型：晶胞密度计算问题解题模型：晶胞粒子数晶胞粒子数粒子的式量粒子的式量晶胞体积计算晶胞体积计算21-3AA10a3127322071VMZ NN）（ 注意晶胞体积计算时的单位换算注意晶胞体积计算时的单位换算
