高考化学真题分类汇编专题18物质结构与性质选修学生版.docx

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高考化学真题分类汇编专题18物质结构与性质选修学生版

专题18物质结构与性质（选修）

1．[2019新课标Ⅰ]在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要村料。

回答下列问题：

（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（填标号）。

A．

B．

C．

D．

（2）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。

乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是（填“Mg2+”或“Cu2+”）。

（3）一些氧化物的熔点如下表所示：

氧化物

Li2O

MgO

P4O6

SO2

熔点/°C

1570

2800

23.8

−75.5

解释表中氧化物之间熔点差异的原因。

（4）图（a）是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。

图（b）是沿立方格子对角面取得的截图。

可见，Cu原子之间最短距离=pm，Mg原子之间最短距离y=pm。

设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是g·cm−3（列出计算表达式）。

2．[2019新课标Ⅱ]近年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，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如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。

图1图2

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和1−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__________、__________。

3．[2019新课标Ⅲ]磷酸亚铁锂（LiFePO4）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FeCl3、NH4H2PO4、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_________（填“相同”或“相反”）。

（2）FeCl3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FeCl3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）NH4H2PO4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）NH4H2PO4和LiFePO4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）。

4．[2019江苏]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）

的空间构型为_____________（用文字描述）；Cu2+与OH−反应能生成[Cu（OH）4]2−，[Cu（OH）4]2−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原子的数目为__________。

5．[2018新课标Ⅰ卷]Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。

回答下列问题：

（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____（填标号）。

A．

B．

C．

D．

（2）Li+与H−具有相同的电子构型，r（Li+）小于r（H−），原因是______。

（3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。

LiAlH4中，存在_____（填标号）。

A．离子键

B．σ键

C．π键

D．氢键

（4）Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图（a）的Born−Haber循环计算得到。

可知，Li原子的第一电离能为J·mol−1，O=O键键能为J·mol−1，Li2O晶格能为J·mol−1。

（5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图（b）所示。

已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为______g·cm−3（列出计算式）。

6．[2018新课标Ⅱ卷]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：

H2S

S8

FeS2

SO2

SO3

H2SO4

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）为__________，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，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同其他分子的是_________。

（3）图（a）为S8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）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。

晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Fe2+位于

所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。

7．[2018新课标Ⅲ卷]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：

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）n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n和Cu组成。

第一电离能Ⅰ1（n）_______Ⅰ1（Cu）（填“大于”或“小于”）。

原因是________________。

（3）nF2具有较高的熔点（872℃），其化学键类型是_________；nF2不溶于有机溶剂而nCl2、nBr2、nI2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（nCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。

nCO3中，阴离子空间构型为________________，C原子的杂化形式为________________。

（5）金属n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，n的密度为________________g·cm－3（列出计算式）。

8．[2018江苏卷]臭氧（O3）在[Fe（H2O）6]2+催化下能将烟气中的SO2、NO分别氧化为

和

，NO也可在其他条件下被还原为N2。

（1）

中心原子轨道的杂化类型为___________；

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键的数目比n（σ）∶n（π）=__________________。

（5）[Fe（H2O）6]2+与NO反应生成的[Fe（NO）（H2O）5]2+中，NO以N原子与Fe2+形成配位键。

请在[Fe（NO）（H2O）5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。

9．[2018海南卷]I.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_______________

A．第一电离能：

Cl＞S＞P＞SiB．共价键的极性：

HF＞HCI＞HBr＞HI

C．晶格能：

NaF＞NaCl＞NaBr＞NaID．热稳定性：

MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3

II.黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。

回答下列问题：

（1）CuFeS2中存在的化学键类型是________________。

下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的_____________。

（2）在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体产生。

①分子的立体构型是______，中心原子杂化类型为__________，属于_______（填“极性”或“非极性”）分子。

②的沸点比水低的主要原因是____________________。

（3）CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2中心原子的价层电子对数为_____，共价键的类型有_________。

（4）四方晶系CuFeS2晶胞结构如图所示。

①Cu＋的配位数为__________，S2－的配位数为____________。

②已知：

a＝b＝0.524nm，c＝1.032nm，NA为阿伏加德罗常数的值，CuFeS2晶体的密度是_______g•cm-3（列出计算式）。

10．[2017江苏]铁氮化合物（FeNy）在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。

某FeNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

（1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。

（2）丙酮（

）分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1mol丙酮分子中含有σ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FeNy的晶胞如题21图−1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe（−n）CunNy。

FeNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图−2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。

11．[2017新课标Ⅰ]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．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E．766.5

（2）基态原子中，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___________。

和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___________________________。

（3）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）IO3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、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。

与O间的最短距离为______nm，与紧邻的O个数为__________。

（5）在IO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则处于______位置，O处于______位置。

12．[2017新课标Ⅱ]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R代表）。

回答下列问题：

（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）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（E1）。

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E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。

（3）经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。

①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D．共价键类型

②R中阴离子

中的σ键总数为________个。

分子中的大π键可用符号

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（如苯分子中的大π键可表示为

），则

中的大π键应表示为____________。

③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（

）N−H…Cl、____________、____________。

（4）R的晶体密度为dg·cm−3，其立方晶胞参数为anm，晶胞中含有y个[（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。

13．[2017新课标Ⅲ]研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。

回答下列问题：

（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。

元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。

（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。

（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。

（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn（NO3）2中的化学键除了σ键外，还存在________。

（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm，则r（O2-）为________nm。

MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'=0.448nm，则r（Mn2+）为________nm。

14．[2017海南]Ⅰ.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

Ⅱ.ⅣA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___________，原子间存在的共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为__________________。

（2）SiCl4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Si4的沸点和二卤化铅Pb2的熔点如图（b）所示。

①Si4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_________________。

②结合Si4的沸点和Pb2的熔点的变化规律，可推断：

依F、Cl、Br、I次序，Pb2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可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图（c）所示。

位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_________；其晶胞参数为1.4nm，晶体密度为_______g·cm-3。