课标专用5年高考3年模拟A版高考化学专题二十四物质结构与性质试题含参考答案.docx
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课标专用5年高考3年模拟A版高考化学专题二十四物质结构与性质试题含参考答案
课标专用5年高考3年模拟A版2021高考化学：
专题二十四 物质结构与性质
探考情 悟真题
【考情探究】
考点
内容解读
5年考情
预测
热度
考题示例
难度
关联考点
原子结构与性质
1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式
2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质
3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用
4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质
2019课标Ⅱ,35,15分
中
晶胞的相关计算
★★★
分子结构与性质
1.了解共价键的形成、极性、类型（σ键和π键）,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质
2.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3）,能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构
3.了解化学键和分子间作用力的区别
4.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举存在氢键的物质
5.了解配位键的含义
2019课标Ⅲ,35,15分
中
晶体熔沸点的比较
★★★
晶体结构与性质
1.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别
2.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系
3.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质
4.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质
2019课标Ⅰ,35,15分
中
杂化轨道理论
★★★
分析解读 本专题属于选修模块,高考对本专题的考查内容和考查形式均比较固定。
高频考点有:
电子排布式、电子排布图、分子结构、杂化轨道理论、电离能、微粒间作用力、晶格能、晶体结构的相关计算等。
为了与有机化学难度持平,试题往往有一定的新颖度,不会过于简单。
【真题探秘】
破考点 练考向
【考点集训】
考点一 原子结构与性质
1.（2020届山西霍州一中开学模拟,22）向硫酸铜水溶液中逐滴滴加氨水,先生成蓝色沉淀,继续滴加氨水得到深蓝色溶液,再向溶液中加入乙醇有深蓝色晶体[Cu（NH3）4]SO4·H2O析出。
（1）铜元素基态原子的电子排布式为 ;硫元素基态原子最高能层的符号为 。
（2）上述深蓝色晶体含有的元素中第一电离能最大的是 。
（3）上述晶体中配体NH3的中心原子的杂化方式为 ,分子的立体构型是 ;写出该晶体的阴离子
的一种等电子体:
。
（4）冬季湖面结冰时鱼依然可以在湖底自由自在生存,这是因为湖底液态水比湖面的冰密度大,原因是 。
（5）Cu的一种氯化物晶胞结构如图,该氯化物化学式为 ,已知该晶体的密度是ρg/cm3,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的边长a= nm。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s1 M
（2）N
（3）sp3杂化 三角锥形
（合理即可）
（4）冰中氢键多且有方向性,导致空隙增多,空间利用率减小,所以密度变小
（5）CuCl
×107
2.（2019广东惠州一调,34）元素X的基态原子中的电子共有7个能级,且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子。
在气体分析中,常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应方程式为:
2XCl+2CO+2H2O
X2Cl2·2CO·2H2O。
（1）X基态原子的核外电子排布式为 。
（2）C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
（3）X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物,其结构如图1所示。
①与CO互为等电子体的分子是 。
②该配合物中氯原子的杂化方式为 。
③在X2Cl2·2CO·2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图1中用“→”标出相应的配位键。
（4）测定阿伏加德罗常数的值有多种方法,X-射线衍射法是其中一种。
通过对XCl晶体的X-射线衍射图像的分析,可得出XCl的晶胞如图2所示,则距离每个X+最近的Cl-的个数为 ;若X+的半径为apm,晶体的密度为ρg·cm-3,试计算阿伏加德罗常数的值NA= （列计算表达式）。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
（2）O>C>H
（3）①N2 ②sp3 ③
（4）4
3.（2018河南、河北重点高中一联,20）2017年5月5日中国大飞机C919成功首飞,象征着我国第一架真正意义上的民航干线大飞机飞上蓝天!
飞机机体的主要材料为铝、镁等,还含有极少量的铜。
飞机发动机的关键部位的材料是碳化钨等。
回答下列问题:
（1）铜元素的焰色反应呈绿色,其中绿色光对应的辐射波长为 nm（填字母）。
A.404 B.543 C.663 D.765
（2）基态Cu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 。
钾元素和铜元素位于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钾的熔点、沸点都比金属铜低,原因是 。
（3）现代飞机为了减轻质量而不减轻外壳承压能力,通常采用复合材料——玻璃纤维增强塑料,其成分之一为环氧树脂,常见的E51型环氧树脂中部分结构如图a所示。
其中碳原子的杂化方式为 。
（4）图b为碳化钨晶体的一部分结构,碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙固溶体,也称为填隙化合物。
在此结构中,1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有 个,该晶体的化学式为 。
（5）图b部分晶体的体积为Vcm3,则碳化钨的密度为 g·cm-3（用NA来表示阿伏加德罗常数的数值,W的相对原子质量为184）。
答案
（1）B
（2）N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱 （3）sp2、sp3 （4）6 WC （5）
考点二 分子结构与性质
1.（2020届陕西合阳中学开学调研,21）已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。
其中a、c原子的L层有2个未成对电子,d与e同主族,d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构,f3+的M层3d轨道电子为半充满状态。
请根据以上信息,回答下列问题（用所对应的元素符号表示）:
（1）画出f3+离子的价电子排布图 ,bH3分子中b原子的价层电子对构型为 。
（2）写出一种与ab-互为等电子体的分子的化学式:
,ab-中a原子的杂化方式为 。
（3）f和m（质子数为25）两元素的部分电离能数据如下表所示:
元素
m
f
电离能（kJ·mol-1）
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
比较两元素的I2、I3可知,气态m2+再失去一个电子比气态f2+再失去一个电子难,原因是 。
（4）已知e的碳酸正盐热分解温度比d的高,其原因是 。
（5）已知CaF2晶体常用于助熔剂,其晶胞结构如图所示。
设阿伏加德罗常数的值为NA,F原子和邻近的Ca原子之间的距离为apm,在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有个F-,则Ca2+的配位数是 ,晶体的密度为 。
答案
（1）
四面体形
（2）CO或N2 sp杂化
（3）Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定
（4）Mg2+半径比Ca2+小,MgO的晶格能比CaO大,MgCO3比CaCO3更易分解,因此CaCO3热分解温度较高
（5）8 ×1030g/cm3
2.（2019河南焦作定位考试,19）A、B、D、E、F、G均为元素周期表中的前四周期元素,其原子序数依次增大。
A是非金属元素,且为原子半径最小的元素;B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍;E2-与Mg2+的电子层结构相同;F在E的下一周期,且为同周期元素中原子半径最小的元素;G+中没有单电子,且G原子的价电子排布式为3d104s1。
请回答:
（1）在B、D、E三种元素中,第一电离能由大到小的顺序为 （填元素符号）。
（2）F基态原子的电子排布式为 。
（3）D的氢化物的沸点比磷元素的氢化物的沸点 （填“高”或“低”）,原因是 。
（4）D形成的氢化物D2A4中D的杂化类型是 ;1molD2A4分子中含有的σ键数为 ;D2A4极易溶于水的原因有两个:
一是D2A4分子和水分子都是极性分子,根据相似相溶规则,D2A4易溶于水;二是 。
（5）D
的空间构型是 ;在短周期元素组成的物质中,与D
互为等电子体的分子的化学式是 （写一种）。
（6）已知F与G形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式是 。
答案
（1）N>O>C
（2）1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
（3）高 氨分子间存在氢键
（4）sp3 5NA或3.01×1024 N2H4分子与水分子之间能形成氢键
（5）V形 SO2或O3（其他合理答案也可）
（6）CuCl
3.（2018河南郑州二模,35）黄铜矿（主要成分为CuFeS2）是生产铜、铁和硫酸的原料。
回答下列问题:
（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中,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考点三 晶体结构与性质
1.（2020届云南师范大学附中摸底,35）氮元素的单质及其化合物在科研、生产领域有着十分广泛的用途。
回答下列问题:
（1）GaN是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,基态氮原子的核外具有 种不同能量的电子;基态镓原子的核外电子排布式为 。
（2）在硫酸铜溶液中加入过量氨水,得到深蓝色透明溶液,该溶液中存在Cu（NH3
其中提供孤电子对的原子是 ,该配离子的结构可表示为 。
（3）NH3是一种重要的化工原料,可以制硝酸、化肥、硝酸盐,液态时可以作制冷剂。
NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为 ,氨气易液化的原因是 。
（4）氮化硼是一种有着广泛用途的新型材料,主要结构有立方氮化硼和六方氮化硼两种。
①立方氮化硼具有很高的硬度,仅次于金刚石,其晶体类型属于 晶体,立方氮化硼中氮原子的配位数为 。
②已知六方氮化硼同层中B与N原子核之间的距离为acm,相邻层与层之间的距离为bcm,则该晶体的密度的计算式为 g·cm-3（用含a、b、NA的代数式表示）。
答案
（1）3 [Ar]3d104s24p1
（2）N
（3）sp3 氨分子间不仅存在范德华力,还存在氢键,沸点比一般气体高,容易被液化
（4）①原子 4 ②
2.（2019云南昆明摸底调研,20）根据第三周期元素的原子结构和性质,回答下列问题:
（1）基态硫原子的价电子排布式为 ,含有 个未成对电子,未成对电子所处的轨道形状是 。
（2）磷的氯化物有两种:
PCl3和PCl5。
PCl3中磷原子的杂化类型为 ,PCl3的立体构型为 ,其中PCl3的熔点 （填“大于”或“小于”）PCl5。
（3）已知第一电离能的大小顺序为Cl>P>S,请说明原因:
。
（4）氯有多种含氧酸,其电离平衡常数如下:
化学式
HClO4
HClO3
HClO2
HClO
Ka
1×1010
1×10
1×10-2
4×10-8
从结构的角度解释以上含氧酸Ka不同的原因:
。
（5）NaCl晶胞如图所示。
①氯离子采取的堆积方式为 。
A.简单立方堆积 B.体心立方堆积
C.面心立方最密堆积 D.六方最密堆积
②若氯离子的半径用r表示,阿伏加德罗常数用NA表示,则晶体密度的表达式为 （用含r、NA的代数式表示）。
答案
（1）3s23p4 2 哑铃形或纺锤形
（2）sp3 三角锥形 小于
（3）同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,而磷原子的3p能级处于半充满稳定状态,导致磷原子较难失去电子,其第一电离能比硫大
（4）中心原子的价态不同或非羟基氧原子的个数不同
（5）①C ②
3.（2018福建漳州第二次调研测试,35）硫、钴及其化合物用途非常广泛。
回答下列问题:
（1）基态Co原子价电子轨道排布图为 ,第四电离能I4（Co）
（2）单质硫与熟石灰加热产物之一为CaS3,
的几何形状是 ,中心原子杂化方式是 ,与其互为等电子体的分子是 （举1例）。
（3）K和Na位于同主族,K2S的熔点为840℃,Na2S的熔点为950℃,前者熔点较低的原因是 。
（4）S与O、Se、Te位于同一主族,它们的氢化物的沸点如下图所示,沸点按图像所示变化的原因是 。
（5）钴的一种化合物晶胞结构如下图所示。
①已知A点的原子坐标参数为（0,0,0）,B点为（ ,0,
）,则C点的原子坐标参数为 。
②已知晶胞参数a=0.5485nm,则该晶体的密度为 g·cm-3（列出计算表达式即可,O、Ti、Co的相对原子质量分别为16、48、59）。
答案
（1）
铁失去的是较稳定的3d5上的一个电子,钴失去的是3d6上的一个电子 钴的原子半径比钙小,价电子数比钙多,钴中金属键比钙中强
（2）V形 sp3 OF2（或Cl2O）
（3）K+的半径比Na+大,K2S的晶格能比Na2S小
（4）H2O分子间存在较强的氢键,其他三种分子间不含氢键,所以H2O沸点最高;H2S、H2Se及H2Te的结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增强,所以沸点逐渐升高
（5）①
（
） ②
炼技法 提能力
【方法集训】
方法 有关物质结构综合题常见设问的解答方法
1.（2020届四川南充高中摸底,35）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a是组成物质种类最多的元素,c是地壳中含量最多的元素,d与a同族,e2+的3d轨道中有9个电子。
回答下列问题:
（1）e原子的价电子排布图为 。
（2）晶体d、晶体da、晶体ac2的熔点由高到低的顺序为 （用化学用语表示,下同）,a、b、c三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
（3）元素b、c形成两种常见阴离子b
和b
其中b
的中心原子杂化轨道类型为 ,b
的空间构型为 。
（4）向e2+的硫酸盐的水溶液中加入过量的氨水,可得到深蓝色透明溶液,加入乙醇可析出深蓝色晶体。
请写出得到深蓝色透明溶液的离子方程式:
,析出深蓝色晶体时加入乙醇的作用是 。
（5）e单质的晶胞结构如图所示,e原子半径为rpm,e晶体密度的计算式为 g/cm3。
（用含NA、r的表达式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值）
答案
（1）
（2）SiC>Si>CO2 N>O>C
（3）sp2 平面三角形
（4）Cu2++4NH3
[Cu（NH3）4]2+ 降低[Cu（NH3）4]SO4晶体的溶解度
（5）
2.（2019黑龙江重点中学三联,18）我国钒钛磁铁矿储量较大。
钒（23V）可添加在钢铁中,并以钛铝钒合金的形式用于航天领域;钒的化合物被广泛用作催化剂、燃料及电池等。
请完成下列问题:
（1）钒的基态原子的电子排布式为 ;钒元素的最高化合价为 。
（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示,则该氧化物的化学式为 。
（3）V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸、邻苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中,均使用五氧化二钒作催化剂。
①五氧化二钒的结构简式如图2所示,则该结构中含有 个σ键、 个π键。
②在丙烯（CH3CH
CH2）分子中碳原子的杂化方式为 。
③下列关于丙烯分子结构的说法,正确的是 （填序号）。
A.分子中所有原子共面
B.sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键
C.分子中含有两种类型的共价键
D.sp3杂化轨道形成C—H键,sp2杂化轨道形成碳碳双键
④邻苯二甲酸酐的结构简式如图3所示,其分子中共面的碳原子共有 个。
⑤V2O5溶解在NaOH溶液中,可得钒酸钠（Na3VO4）。
写出与V
空间构型相同的一种阳离子:
（填离子符号）。
图4
（4）已知单质钒的晶胞结构如图4所示,假设晶胞的棱长为dnm,密度为ρg·cm-3,则钒的相对原子质量为__________________________________________（设阿伏加德罗常数的值为NA）。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2 +5
（2）VO2
（3）①6 4 ②sp3、sp2 ③BC ④8 ⑤N
（合理即可）
（4）5ρd3NA×10-22
【五年高考】
A组 统一命题·课标卷题组
考点一 原子结构与性质
1.（2019课标Ⅱ,35,15分）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Fe-Sm-As-F-O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,Sm2+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1-x代表,则该化合物的化学式表示为 ;通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:
ρ= g·cm-3。
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（
）,则原子2和3的坐标分别为 、 。
答案
（1）三角锥形 低 NH3分子间存在氢键
（2）4s 4f6 （3）小于
（4）SmFeAsO1-xFx （
0） （0,0,
）
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。
回答下列问题:
（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）[化学——选修3:
物质结构与性质]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.766.5
（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
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