高考天津版高考化学 专题二十五 物质结构与性质Word文档下载推荐.docx

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2018课标Ⅰ,35

2017课标Ⅲ,35

2017江苏单科,21A

2016课标Ⅱ,37

原子结构与性质、分子结构与性质

★☆☆

分析解读　　根据2017版化学课程标准,天津高考对“物质结构与性质”的考查内容应为较为基础的知识点,涉及原子结构和元素性质,化学键与物质的性质,分子结构与分子的性质。

要求会根据某些物质的结构特征揭示一些物理现象,能够运用价层电子对互斥理论或杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间构型。

【真题典例】

破考点

【考点集训】

考点一　原子结构与性质

1.第四周期过渡元素如铁、锰、铜、锌等在太阳能电池、磁性材料等科技方面有广泛的应用,回答下列问题:

（1）在现代化学中,常利用　　　　上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。

（2）写出Cu2+的外围电子排布式　　　　;

比较铁与锰的第三电离能（I3）:

铁　　　　锰（填“>

”“=”或“<

”）,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）已知[Zn（CN）4]2-与甲醛在水溶液中发生反应可生成一种新物质HOCH2CN,试判断新物质中碳原子的杂化方式　　　　;

1mol[Zn（CN）4]2-中的σ键数为　　　　。

（4）如图是晶体Fe3O4的晶胞,该晶体是一种磁性材料,能导电。

①晶胞中亚铁离子处于氧离子围成的　　　　（填空间结构）空隙。

②晶胞中氧离子的堆积方式与某金属晶体原子堆积方式相同,该堆积方式名称为　　　　　　　　。

③解释Fe3O4晶体能导电的原因:

　　　　　　　　　　　　　　;

若晶胞的体对角线长为anm,则Fe3O4晶体的密度为　　　　g·

cm-3（阿伏加德罗常数的值用NA表示）。

答案　

（1）原子光谱

（2）3d9　<

　Mn2+、Fe2+的价电子排布式分别为3d5、3d6,Mn2+的3d轨道处于半满状态,较稳定,再失去一个电子所需能量较高

（3）sp3、sp　8NA

（4）①正四面体　②面心立方堆积　③电子可在Fe2+和Fe3+间快速发生转移　

2.铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。

回答下列问题:

（1）铜或铜盐的焰色反应为绿色,下列有关原理分析的叙述正确的是　　　　（填字母）。

A.电子从基态跃迁到较高的激发态

B.电子从较高的激发态跃迁到基态

C.焰色反应的光谱属于吸收光谱

D.焰色反应的光谱属于发射光谱

（2）基态Cu原子中,核外电子占据的最高能层符号是　　　,其核外电子中有　　　　个未成对电子,Cu与Ag均属于ⅠB族元素,熔点:

Cu　　　　Ag（填“>

”或“<

”）。

（3）[Cu（NH3）4]SO4中阴离子的立体构型是　　　　,中心原子的轨道杂化类型为　　　　;

[Cu（NH3）4]SO4中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为　　　　。

（4）用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛,乙醛中σ键和π键的个数比为　　　　。

（5）碘、铜两种元素的电负性如下表:

元素

I

Cu

电负性

2.5

1.9

CuI属于　　　　（填“共价”或“离子”）化合物。

答案　

（1）BD　

（2）N　1　>

　（3）正四面体　sp3　配位键　（4）6∶1　（5）共价

考点二　分子结构与性质

1.铝及其化合物在工农业生产及日常生活中有重要用途。

请回答下列问题:

（1）Al原子的价电子排布图为　　　　　　　,Na、Mg、Al的第一电离能由小到大的顺序为　　　　。

（2）某含有铝元素的翡翠,其主要成分的化学式为Be3Al2Si6O18,其中Si原子的杂化轨道类型为　　　　。

（3）工业上用氧化铝、氮气、碳单质在高温条件下可制备一种四面体结构单元的高温结构陶瓷,其晶胞如图所示:

①该制备反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。

②该化合物的晶体类型为　　　　,该晶胞中有　　　　个铝原子,该晶胞的边长为apm,则该晶体的密度为　　　　g/cm3。

（4）AlCl3的相对分子质量为133.5,183℃开始升华,易溶于水、乙醚等,其二聚物（Al2Cl6）的结构如图所示,图中1键键长为206pm,2键键长为221pm,从键的形成角度分析1键和2键的区别:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案　

（1）

Na<

Al<

Mg　

（2）sp3

（3）①Al2O3+N2+3C

3CO+2AlN　②原子晶体　4　

（4）1键为铝原子、氯原子各提供一个电子形成的共价键,2键为氯原子提供孤电子对、铝原子提供空轨道形成的配位键

2.黄铜矿（主要成分为CuFeS2）是生产铜、铁和硫酸的原料。

（1）基态Cu原子的价电子排布式为　　　　。

（2）从原子结构角度分析,第一电离能I1（Fe）与I1（Cu）的关系是:

I1（Fe）　　　　I1（Cu）（填“>

”“<

”或“=”）。

（3）血红素是吡咯（C4H5N）的重要衍生物,血红素（含Fe2+）可用于治疗缺铁性贫血。

吡咯和血红素的结构如下图:

①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内,则吡咯分子中N原子的杂化类型为　　　　。

②1mol吡咯分子中所含的σ键总数为　　　　个。

分子中的大π键可用

表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡咯环中的大π键应表示为　　　　。

③C、N、O三种元素的简单氢化物,沸点由低到高的顺序为　　　　　　　　　（填化学式）。

④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的,则血红蛋白中的Fe2+与O2是通过　　　　键相结合的。

（4）黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2

SO3

H2SO4途径形成酸雨。

SO2的空间构型为　　　　。

H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案　

（1）3d104s1　

（2）>

　（3）①sp2　②10NA　

③CH4<

NH3<

H2O　④配位　（4）V形　SO2（OH）2（或H2SO4）中S的化合价为+6,S的正电性强于SO（OH）2（或H2SO3）中的S,使S—O—H中O的电子向S偏移,在水分子的作用下更容易电离出H+

考点三　晶体结构与性质

1.Fe、Co均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。

（1）基态Co原子的价电子排布式为　　　　,Co3+核外3d能级上有　　　　对成对电子。

（2）Co3+的一种配离子[Co（N3）（NH3）5]2+中,Co3+的配位数是　　　　,1mol配离子中所含σ键的数目为　　　　,配体

中的中心原子杂化类型为　　　　。

（3）Co2+在水溶液中以[Co（H2O）6]2+形式存在。

向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co（NH3）6]2+,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）某蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点,而立方体的每条棱上均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上。

据此可知该晶体的化学式为　　　　,立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是　　　　。

答案　

（1）3d74s2　1

（2）6　23NA　sp

（3）N元素电负性比O元素电负性小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强

（4）KFe2（CN）6　正四面体形

2.ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。

（1）碳的一种单质的结构如图（a）所示。

该单质的晶体类型为　　　　　　　,依据电子云的重叠方式,原子间存在的共价键类型有　　　　,碳原子的杂化轨道类型为　　　　。

（2）石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单层碳原子组成的二维晶体。

将氢气加入到石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。

下列判断错误的是　　　　。

A.石墨烯是一种强度很高的材料

B.石墨烯是电的良导体而石墨烷则为绝缘体

C.石墨烯与石墨烷均为高分子化合物

D.石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应

（3）四卤化硅（SiX4）的沸点和二卤化铅（PbX2）的熔点如图（b）所示。

①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I的次序升高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。

②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律,可推断:

依F、Cl、Br、I的次序,PbX2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C60,晶胞结构与金属铜晶胞相似,其晶胞参数为anm,晶体密度为　　　　　　　g·

cm-3（只列计算式,不需化简）。

答案　

（1）混合晶体　σ键、π键　sp2　

（2）C　（3）①均为分子晶体,范德华力随相对分子质量增大而增大　②减弱　增强　（4）

炼技法

【方法集训】

方法　有关晶胞的计算

1.由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题:

（1）基态Cl原子核外电子排布式为　　　　　　　　　,P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　。

（2）SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是　　　　,该分子构型为　　　　。

（3）Ni与CO能形成配合物Ni（CO）4,该分子中σ键与π键个数比为　　　　。

（4）已知MgO与NiO的晶体结构（如下图）相同,其中Mg2+和Ni2+的半径分别为66pm和69pm。

则熔点:

MgO　　　NiO（填“>

”或“=”）,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（5）若NiO晶胞中离子坐标参数A为（0,0,0）,B为（1,1,0）,则C离子坐标参数为　　　　。

（6）一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为

作密置单层排列,Ni2+填充其中（如下图所示）,已知

的半径为am,每平方米面积上分散的该晶体的质量为　　　　g。

（用a、NA表示,NA表示阿伏加德罗常数的值） 

答案　

（1）1s22s22p63s23p5　Cl>

P>

S

（2）sp3　V形

（3）1∶1

（4）>

　Mg2+半径比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大

（5）（1,

）　（6）

或

2.磷化铜（Cu3P2）用于制造磷青铜,磷青铜是含少量锡、磷的铜合金,主要用来制作耐磨零件和弹性元件。

（1）基态铜原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　;

价电子中成对电子数为　　　　。

（2）磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢（PH3）。

①PH3分子中中心原子的杂化方式是　　　　　。

②P与N同主族,其最高价氧化物对应水化物的酸性:

HNO3　　　　H3PO4（填“>

”）,从结构的角度说明理由:

　。

（3）磷青铜中的锡、磷两元素电负性的大小为Sn　　　　P（填“>

（4）某磷青铜晶胞结构如图所示。

①晶体的化学式为　　　　。

②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有　　　　个,这些Sn原子所呈现的构型为　　　　　　　　。

③若晶体密度为8.82g·

cm-3,最近的Cu原子核间距为　　　　　　　pm（用含NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值）。

答案　

（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　10

（2）①sp3　②>

　HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子,比H3PO4中多1个

（3）<

（4）①SnCu3P　②4　正方形　③

×

1010

过专题

【五年高考】

统一命题、省（区、市）卷题组

1.（2016海南单科,19-Ⅰ,6分）下列叙述正确的有（　　）

A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多

B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小

C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小

D.价层电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数

答案　BD　

2.（2018课标Ⅲ,35,15分）锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。

（1）Zn原子核外电子排布式为　　　　　　。

（2）黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。

第一电离能I1（Zn）　　　　I1（Cu）（填“大于”或“小于”）。

原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）ZnF2具有较高的熔点（872℃）,其化学键类型是　　　;

ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石（ZnCO3）入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。

ZnCO3中,阴离子空间构型为　　　　　　,C原子的杂化形式为　　　　。

（5）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acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为　　　　　　　g·

cm-3（列出计算式）。

答案　

（1）[Ar]3d104s2

（2）大于　Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子

（3）离子键　ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小

（4）平面三角形　sp2

（5）六方最密堆积（A3型）　

3.（2017课标Ⅰ,35,15分）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。

（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.766.5

（2）基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是　　　,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

离子。

离子的几何构型为　　　　　,中心原子的杂化形式为　　　　　。

（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=0.446nm,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晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于　　　　位置,O处于　　　　位置。

答案　

（1）A

（2）N　球形　K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱

（3）V形　sp3

（4）0.315　12

（5）体心　棱心

4.（2016课标Ⅰ,37,15分）锗（Ge）是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。

（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]　　　　　,有　　　　　个未成对电子。

（2）Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。

从原子结构角度分析,原因是 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

GeCl4

GeBr4

GeI4

熔点/℃

-49.5

26

146

沸点/℃

83.1

186

约400

（4）光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。

Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是　　　　　。

（5）Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为　　　　　,微粒之间存在的作用力是　　　　　。

（6）晶胞有两个基本要素:

①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。

下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为（0,0,0）;

B为（

0,

）;

C为（

0）。

则D原子的坐标参数为　　　　　。

②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。

已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为　　　　　g·

cm-3（列出计算式即可）。

答案　

（1）3d104s24p2　2

（2）Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键

（3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。

原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强

（4）O>

Ge>

Zn

（5）sp3　共价键

（6）①（

）

②

107

5.（2016江苏单科,21A,12分）[Zn（CN）4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:

4HCHO+[Zn（CN）4]2-+4H++4H2O

[Zn（H2O）4]2++4HOCH2CN

HOCH2CN的结构简式

（1）Zn2+基态核外电子排布式为　　　　　　　　　　　。

（2）1molHCHO分子中含有σ键的数目为　　　　mol。

（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是　　　　。

（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为　　　　。

（5）[Zn（CN）4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。

不考虑空间构型,[Zn（CN）4]2-的结构可用示意图表示为　　　　　　　。

答案　

（1）1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）

（2）3

（3）sp3和sp

（4）N

（5）

教师专用题组

6.（2015课标Ⅰ,37,15分）碳及其化合物广泛存在于自然界中。

（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用　　　　形象化描述。

在基态14C原子中,核外存在　　　　对自旋相反的电子。

（2）碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）CS2分子中,共价键的类型有　　　　、C原子的杂化轨道类型是　　　　,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子　　　　。

（4）CO能与金属Fe形成Fe（CO）5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于　　　　晶体。

（5）碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:

①在石墨烯晶体中,每个C原子连接　　　　个六元环,每个六元环占有　　　　个C原子。

②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接　　　　个六元环,六元环中最多有　　　　个C原子在同一平面。

答案　（15分）

（1）电子云　2（每空1分,共2分）

（2）C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构（2分）

（3）σ键和π键　sp　CO2、SCN-（或COS等）（2分,1分,2分,共5分）

（4）分子（2分）

（5）①3　2（每空1分,共2分）

②12　4（每空1分,共2分）

7.（2014课标Ⅰ,37,15分）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。

（1）准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过　　　　方法区分晶体、准晶体和非晶体。

（2）基态Fe原子有　　　　个未成对电子,Fe3+的电子排布式为　　　　　　　。

可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为　　　　。

（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。

乙醛中碳原子的杂化轨道类型为　　　　,1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为　　　　。

乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　。

Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有　　　　个铜原子。

（4）Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为　　　　。

列式表示Al单质的密度　　　　　　g·

cm-3（不必计算出结果）。

答案　

（1）X-射线衍射

（2）4　1s22s22p63s23p63d5　血红色

（3）sp3、sp2　6NA　CH3COOH存在分子间氢键　16

（4）12　

8.（2014江苏单科,21A,12分）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。

（1）Cu+基态核外电子排布式为　　　　　　　　。

（2）与OH-互为等电子体的一种分子为　　　　（填化学式）。

（3）醛基中碳原子的轨道杂化类型是　　　　;

1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为　　　　。

（4）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（5）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。

铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为　　　　。

答案　

（1）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10

（2）HF

（3）sp2　6mol或6×

6.02×

1023个

（4）2Cu（OH）2+CH3CHO+NaOH

CH3COONa+Cu2O↓+3H2O

（5）12

1.（2017海南单科,19-Ⅰ,6分）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,则其最高化合价为+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与氧化性

D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点

答案　AD　

2.（2018江苏单科,21A,12分）臭氧（O3）在[Fe（H2O）6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为S

和N

NOx也可在其他条件下被还原为N2。

（1）S

中心原子轨道的杂化类型为　　　　;

N

的空间构型为　　　　　　　（用文字描述）。

（2）Fe2+基态核外电子排布式为　　　　　　　　　。

（3）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为　　　　（填化学式）。

（4）N2分子中σ键与π键的数