1、 高考化学二轮复习必考题型：高考化学二轮复习必考题型：物质结构与性质（选考）物质结构与性质（选考） 1、电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，其中锂离子电池与太阳能电池占有很大比 重。 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置， 其材料主要 为单晶硅，还有铜、锗、镓、硒等的化合物。 （1）基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为 。 （2）若基态硒原子价电子排布式写成 222 4s 4p 4p xy，则其违背了 。 （3）下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示磷元素的曲线是 （填标 号）。 （4）元素 X 与硅同主族且原子半径最小，X 形成最简单氢化物 Q
2、 的电子式为 ，该分 子的中心原子的杂化类型为 ，写出种与 Q 互为等电子体的离子: 。 （5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐存在于天然 矿藏中，其化学式写作 2472 Na B O10H O。实际上它的结构单元是由两个 33 H BO和两个 4B OH 缩合而成的双六元环，应该写成 2452 4 NaB OOH8H O，其结构如图所示。它 的阴离子可形成链状结构，则该晶体中不存在的作用力是 （填选项字母）。 A.离子键 B.共价键 C.金属键 D 范德华力 E.氢键 （6）GaAs 的熔点为 1238，密度为 -3 cmg，其晶胞结构如图所示。已知 GaAs
3、 与 GaN 具有相同的晶胞结构，则二者晶体的类型均为 ，GaAs 的熔点 （填“高于” 或“低于”） GaN 。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 1 Ga g molM 和 1 As g molM ，原子半径 分别为 Ga pmr和 As pmr，阿伏加德罗常数的值为 A N，则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体 积的百分率为 。 2、氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。 (1)氮化镓(GaN)是新型的半导体材料。基态氮原子的核外电子排布图为 ;基态镓 (Ga)原子的核外具有 种不同能量的电子。 (2)乙二胺的结构简式为(H2NCH2CH2NH2, 简写为 en)。 分子中氮原子轨道杂化类
4、型为 ; 乙二胺可与铜离子形成配离子Cu(en)22+,其中提供孤电子对的原子是 ,配离子的结构简式 为 ; 乙二胺易溶于水的主要原因是 (3)氮化硼(BN)是一种性能优异、 潜力巨大的新型材料,主要结构有立方氮化硼(如图 1)和六方 氮化硼(如图 2),前者类似于金刚石,后者与石墨相似。 图 1 中氮原子的配位数为 ,离硼原子最近且等距离的硼原子有 个; 已知六方氮化硼同层中B与N之间的距离为a cm,密度为d g cm-3,则相邻层与层之间的 距离为 pm(用 NA表示阿伏加德罗常数的值,列出表达式)。 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
5、组成的化合物。回答下列问题： （1）元素 As 与 N 同族。预测 As 的氢化物分子的立体结构为_，其沸点比 3 NH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 62 4f 6s， 3+ Sm的 价层电子排布式为_。 （3）比较离子半径： - F _ 2- O（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 2- O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
6、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：=_ 3 g cm。 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_、_。 4、磷酸亚铁锂（ 4 LiFePO）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、 安全性高等特点，文献报道可采用 3 FeCl、 424 NH H PO、LiCl 和苯胺等作为原料制备。回答 下列问题： （1）在周期表中，与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是_，该元素基态原子核外 M 层电子的自旋状态_
7、（填“相同”或“相反”）。 （2） 3 FeCl中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的 3 FeCl的结构式为 _，其中 Fe 的配位数为_。 （3）苯胺）的晶体类型是_。苯胺与甲苯（）的相对分 子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9）、沸点（184.4）分别高于甲苯的熔点（-95.0）、 沸点（110.6），原因是_。 （4） 424 NH H PO中，电负性最高的元素是_；P 的_杂化轨道与 O 的 2p 轨道形 成_键。 （5） 424 NH H PO和 4 LiFePO属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如： 焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子
8、如下图所示： 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_（用 n 代表 P 原子数）。 5、硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示： 2 H S 8 S 2 FeS 2 SO 3 SO 24 H SO 熔点/ 85.5 115.2 600(分解) 75.5 16.8 10.3 沸点/ 60.3 444.6 10.0 45.0 337.0 回答下列问题： （1）基态 Fe 原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）_，基态 S 原子电子占 据最高能级的电子云轮廓图为_形。 （2）根据价层电子对互斥理论， 2 H S 、 2 SO 、 3 SO 的气态分子中，中心原子价层电子对数 不同于其他
9、分子的是_。 （3）图(a)为 8 S 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为 _。 （4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_ _形，其中共价键的类 型有_ _种； 固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中 S 原子的杂化轨 道类型为_。 （5） 2 FeS 晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为 a nm、 2 FeS 相对式量为 M,阿伏加德罗常数 的值为 A N ,其晶体密度的计算表达式为_ 3 g cm ； 晶胞中 2+ Fe 位于 2- 2 S 所形成的正 八面体的体心,该正八面体的边长为_nm。 6、我国科学家最近成功合成了世界上首
10、个五氮阴离子盐 534 463 NH ONHCl (用 R 代 表)。回答下列问题: （1）氮原子价层电子的轨道表达式为_。 （2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子 亲和能( 1 E)。第二周期部分元素的 E1变化趋势如图(a)所示，其中除氮元素外,其他元素的 1 E 自左而右依次增大的原因是_；氮元素的 1 E呈现异常的原因是 _。 （3）经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。 从结构角度分析,R 中两种阳离子的相同之处为_,不同之处为_。(填标号) A.中心原子的杂化轨道类型 B.中心原子的价层电子对数 C.立体结构
11、 D.共价键类型 R 中阴离子 5 N中的 键总数为_个。分子中的大 键可用符号 n m 表示,其中 m 代表 参与形成的大 键的原子数,n 代表参与形成的大 键电子数(如苯分子中的大 键可表示为 6 6 ),则 5 N中的大 键应表示为_。 图(b)中虚线代表氢键,其表示式为( + 4 NH)NH Cl、_、_。 （4）R 的晶体密度 3 dg cm,其立方晶胞参数为 a nm,晶胞中含有 y 个 534 463 NH ONHCl 单元,该单元的相对质量为 M,则 y 的计算表达式为_。 7、 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
12、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_。 8、周期表前四周期的元素 A、B、C、D、E 原子序数依次增大。A
13、 的核外电子总数与其周 期序数相同，B 和 D 位于同一周期且未成对电子数等于其周期序数，E 为第四周期元素， 最外层只有一个电子，次外层的所有轨道均充满电子。 （1） B、 C、 D 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号） ， E 的基态原子的价电子排布图为 。 （2）写出由以上元素组成的 2 BD 的等电子体的分子: 。 （3）已知 D 可形成 3 D ，该离子中心原子杂化方式为 ，立体构 型 为 。 （4）温度接近沸点时，D 的简单氢化物的实测相对分子质量明显高于用相对原子质量和化 学式计算出来的相对分子质量，原因是 。 （5）无色的 + 3 2 E CA ，在空气中不稳定
14、，立即被氧化为深蓝色的 2+ 3 4 E CA ，利用这 个性质 可除去气体中的氧气，该反应的离子方程式 为 。 （6）已知 E 和 D 形成的一种晶体晶胞结构如图所示。已知晶胞边长为 a nm,阿伏伽德罗常 数的值为 A N ，则该晶体的密度为 3 g cm (列出计算表达式即可）。 9、碳元素是形成单质及化合物种类最多的元素。回答下列问题： （1）碳能与氢、氮、氧元素构成化合物 2 2 CO NH ，该分子中各元素电负性由大到小的顺 序 为 ，其中 C 原子的杂化方式为 ，该物质易溶于 水的主要原因是 。 （2）CO 是碳元素的常见氧化物，与 2 N 互为等电子体，则 CO 的结构式为 ;
15、 CO 可以和很多过渡金属形成配合物，如 4Ni CO ，写出基 态 Ni 原子的电子排布 式: 。 （3）碳的某种晶体为层状结构，可与熔融金属钾作用。钾原子填充在各层之间，形成间隙 化合 物，其常见结构的平面投影如图所示，则其 化学式可表示 为 。 （4）图为碳的一种同素异形体 60 C 分子，每个 60 C 分子中含有键的数目 为 。 （5）图为碳的另一种同素异形体金刚石的晶胞， 其中原子坐标参数 A 为（0,0,0)，B 为 （12,0, 12)， C 为 （12， 12， 0 )； 则 D 原子的坐标参数为 。 （6）立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，硬度与 金刚石相当，晶胞边长为 3
16、61.5 pm。立 方氮化硼晶胞的密度是 3 g cm （列出计算式即可，阿伏加德罗常数的值为 A N 。 10、A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种元素，在周期表中 A 与 B 相邻且第一电离 能 AB，B、D 同主族， 基 态 C 原子的M 能层有 3 个电子，E 原子核外电子有四个能层 ， 最外层P 轨道的每一个轨道空间都只有一个自旋方向相同的电子。请回答下列问题： （1）基态 E 原子的核外电子排布式为 ，A、B、C 的电负性由大到小 的顺序为 (用元素符号表示）。 （2）B 离子半径C离子半 径 ，原因为 。C 与氯气反应生成的化合物 3 CC1的空间构型为 。 （3） 2
17、H B、 22 H B、 2 H D的沸点分别为 100、158、-60.4，试解释此种象: 。 （4）科学研究发现 23 E B对白血病有明显的治疗效果， 46 E B的结构如图 1 所示，则在该化 合物中 E 的杂化方式是 。 46 E B的晶体类型属 于 。 （5）Fe 与 A 元素可以形成化合物 xy Fe A， 晶 胞 如 图 2 所示。已知 Cu 可以完全替代该晶胞中 a 位 置 Fe 或者 b 位置 Fe，形成两种能量不同的 Cu 替代型产物，其中更稳定的是 Cu 替代 a 位置 Fe 型产物 ， 其化 学式为 ;若替换后晶胞的棱长为 m cm,晶体的密度为 3 g cm ， 则
18、 阿 伏加德罗常数的值 A N= (用代数式表示)。 答案以及解析答案以及解析 1 答案及解析：答案及解析： 答案：（1）14 （2）洪特规则 （3）b （4） ； 3 sp； + 4 NH （5）C （6）原子晶体；低于； 33 GaAs 303033 AGaAsGaAs GaAs A 44 r4r4 33 10410/ 3 4 NrrMM MM N = 解析：（1）基态亚铜离子核外电子排布式是 2262610 1s 2s 2p 3s 3p 3d，占据的原子轨道数是 14 （2）根据洪特规则，电子在相同能级的不同轨道上排布时，尽可能分占不同的轨道并且自 旋方向相同，因此基态硒原子价电子排布式
19、写成 222 4s 4p 4p xy违背了洪特规则 （3）磷原子 3p 轨道上有 3 个电子，其第四电离能是失去 3s 轨道上 1 个电子形成气态基态 正离子吸收的能量 3+ P的 3 轨道为全满的稳定状态，所以磷的第四电离能与第三电离能相差 较大，而碳、硅的第三电离能与第二电离能相差较大，所以曲线 b 表示磷元素的电离能变化 趋势。 （4）根据题意可知 X 为 C，C 元素形成的最简单氢化物是 4 CH， 4 CH是共价化合物，电子 式为，中心原子 C 的杂化类型为 3 sp。原子总数相同、价电子总数也相同的微粒 互为等电子体， 4 CH的原子总数是 5、 价电子总数是 8， 与 4 CH互
20、为等电子体的离子是 4 NH。 （5）根据题给结构可知，活泼金属和酸根离子之间存在离子键，非金属元素之间存在共价 键，分子间存在范德华力，水分子之间存在氢键，所以不存在的作用力是金属键，选 C。 （6）GaAs 的熔点为 1 238，熔点高，属于原子晶体。As 原子的半径大于 N 原子，原子 晶体中原子半径越小，熔点越高，所以 GaAs 的熔点低于 GaN。1 个 GaAs 晶胞中含有的 Ga 原子个数是 4、As 原子个数是 11 864 82 =，1 个晶胞中原子的总体积是 333 GaAs 44 r4r4 pm 33 ； 根据晶体密度的计算公式可得晶胞的体积为 GaAs3 A 4 cm
21、MM N ， GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 33 GaAs 303033 AGaAsGaAs GaAs A 44 r4r4 33 10410/ 3 4 NrrMM MM N =. 2 答案及解析：答案及解析： 答案：(1) ；8 （2）sp3 二胺分子与水分子可形成分子间氢键，乙二 胺分子与水分子均为极 性分子 (3) 4； 12 10 2 A 25 10 3 3 2 a dN 解析：（1）氮原子核外有 7 个电子,基态氮原子的核外电子排布图为;镓为 31 号元素，电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1 有 8 个不同的能级，所以基态镓（Ga) 原子
22、的核外 具有 8 种不同能量的电子。 (2) H2NCH2CH2NH2中氮原子的价层电子对数为 1 2 (5 +3)=4,所以氮原子轨道杂化 类型为 sp3。配离子Cu(en)22+的 中心离子 Cu2+提供空轨道,乙二胺分子中 N 原子提供孤 电子对 ， 配离子的结构简式为乙二胺分子与水分子间可形成 氢键，乙二胺和水都是极性分子， 相似相溶，所以乙二胺易溶于水。 (3)观察晶胞结构发现 N 原子周围距离最近的 B 原子数目为 4, 即配位数为 4;由题图 1 可 知，晶胞中的原子采取面心立方堆积，以 顶点的 N 原子分析，位于面心的 N 原子与之相邻 最近，1 个顶点原 子为 12 个面共用
23、，所以离 N 原子最近且等距离的 N 原子有 12 个， 同 理，距离硼原子最近且等距离的硼原子有 12 个。每个六棱柱平均含有一个 N 原子和一个 B 原子,设层与层之间距离为 h cm,六棱柱体积为 23 3 3cm 2 a h,六棱柱质量为 2 253 g3g 2 A a hd N ,所以 2 A 25 3 3 2 h a dN ，即相邻层与层之间的距离 10 2 A 25 10 pm 3 3 2 a dN 3 答案及解析：答案及解析： 答案：（1）三角锥形；低； 3 NH分子间存在氢键 （2）4s； 5 4f （3）小于 （4） 1-xx SmFeAsO F； 330 A 2281 1
24、6(1-x)+19x a c10N ；( 1 1 ,0 2 2 ) 、( 1 0,0, 2 ) 解析： （1）As 与 N 同族，则 3 AsH分子的立体结构类似于 3 NH，为三角锥形；由于 3 NH分子间存 在氢键使沸点升高，故 3 AsH的沸点较 3 NH低， （2）Fe 为 26 号元素，Fe 原子核外电子排布式为 2262662 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s，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 62 4f 6s，失去 3 个电子变成 3+ Sm成为稳定状态， 则应先失去能量较高的 4s 电子
25、，所以 3+ Sm 的价电子排布式为为 5 4f ， （3） - F和 2- O的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径： -2- F C； （2） 2 N O （3） 3 sp 杂化；V 形 （4）接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成 “缔合分 子” （5） 2 - 332232 24 4 Cu NH8NHHOCu NH4OHO4O6H （6） 23 3 A 3.2 10 aN 解析： （1）同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但 N 元素的 2p 轨道处于半充满的较稳 定状态，第一电离能大于相邻元素，故 C、N、O 的第一电离能的大小顺序为 N
26、OC;Cu 原 子的价电子排布图为 （2）等电子体的原子总数相同、价电子总数也相同，则由上述元素组成的与 2 CO 互为等电 子体的分子为 2 N O。 （3） 3 O 中心 O 原子的成键电子对数为 2,孤对电子数为 6122 1.5 2 ,按 2 计算，故价层 电子对数为 4,中心 O 原子采取 3 sp 杂化, 3 O 的立体构型为 V 形。 （4）接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成“缔合分 子”，从而造成接近水的 沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式 2 H O 计算出来的 相对分子质量大一些。 （6）Cu 原子全部在晶胞内部,每个晶胞中含有的铜原
27、子个数为 4,O 原子有 8 个位于顶点，4 个位于棱上，2 个位于面心，1 个位于体心，每个晶胞中含有的 O 原子数目为 111 82414 824 , ,该晶体的化学式为 CuO，该晶体的密度为 23 33 33 A A 7 3.2 10 g cmg cm a a 10 4 80 N N 9 答案及解析：答案及解析： 答案：（1）ONCH ； 2 sp 杂化； 2 2 CO NH 分子与水分子之间可形成氢键 （2） CO 2262682 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 或 82 Ar 3d4s （3） 8 KC （4）90 （5）(6，6，6) （6） 0 A 1 425 361
28、.5 10N 解析： （1） 同周期主族元素随原子序数递增电负性增大， C、 N、 O 在它们的氢化物中均表现负价， 说明它们的电负性均大于 H,故电 负性:ONCH; 2 2 CO NH 分子中碳原子形成 3 个键， 没有孤电子对，故 C 原子采取 2 sp 杂化; 2 2 CO NH 分子与水分子之间形成氢键，使其易溶 于水。 （2）CO 与 2 N 互为等电子体，则 CO 的结构式为 CO;Ni 是 28 号元素，基态原子核外电 子排布式为 2262682 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 或 82 Ar 3d4s 。 （3）可以取三个钾原子形成的小三角形为计算单位，其完全占有的
29、碳原子数是 4,占有的钾 原 子数为 11 3 62 ，故碳原子数和钾原子数之比是 1 4:8:1 2 ，化学式表示为 8 KC 。（4）每个 碳原子形成 3 个键， 每个键为 2 个碳原子共有， 平均每个碳原子形成 1.5 个键,则一个 60 C 分子中含有键个数为15 6090 。 （6）金刚石晶胞中碳原子数目为 11 4868 82 ，立方氮化硼结构与金刚石相似，其晶 胞与金刚石晶 胞含有相同原子总数，由氮化硼化学式 BN 可推知，一个晶胞中含 有 4 个 B 原子、4 个 N 原子，晶胞质量为 A 25 4g N ,晶胞的体积是 3 103 361.5 10cm ，故立 方氮化硼晶胞的
30、密度为 A 3 1033 10 A 25425 4g361.5 10cmg cm 361.5 10NN 10 答案及解析：答案及解析： 答案：（1） 22626w23 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p或 1D23 Ar 3d4s4p；ONA1 （2） 2 O 、 3+ A1的电子层结构相同，核电荷数 +23 A1O ，离子半径 23+ OA1 ；平面正三 角形 （3） 22 H O、 2 H O分子间可以形成氢键， 22 H O相对分子质量大， 2 H S分子间不能形成 氢键 （4） 3 sp；分子晶体 （5） 3 Fe CuN ； 3 246 m 解析： （1）基态 As 原子
31、的核外电子排布式为 22626w23 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p或 1D23 Ar 3d4s4p，Al 电 负性由大到小的顺序为 ONA1。 （2） 2 O 、 3+ A1的电子层结构相同，核电荷数 +23 A1O ，核电荷数越大， 离子半径越小， 则离子半径: 3+2 rrOA1 ; Al 原子最外层有 3 个电子， 3 A1C1属于共价化合物，A1 原子 的杂化方式为 2 sp杂化，分子空间构型为平面正三角形。 （3） 22 H O、 2 H O分子间可以形成氢键， 22 H O相对分子质量大， 2 H S分子间不能形成 氢键，所以沸点 2222 OH OHH S。 （5）晶胞中顶点 Fe 替换成 Cu,数目为 1 81 8 ，面心 Fe 没有被替换，数目为 1 6=3 2 ,所以 化学式为 3 Fe CuN个晶胞的体积为 33 m cm1mol 晶体的质量为 246 g 晶体的密度 A 33 A 246 , 246 mm N N
