高考化学真题分类汇编N单元物质结构与性质.docx

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高考化学真题分类汇编N单元物质结构与性质

化学高考题分类目录

N单元物质结构与性质

N1原子结构与元素的性质

31．N1、N2、N3、N4、N5[2015·福建卷][化学——物质结构与性质]科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为______________。

（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是______（填序号）。

a．固态CO2属于分子晶体

b.CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。

①基态Ni原子的电子排布式为________________，该元素位于元素周期表中的第________族。

②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）4，1molNi（CO）4中含有________molσ键。

（4）一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构（如图所示）的水合物晶体，其相关参数见下表。

CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

　　参数

分子　　　

分子直径/nm

分子与H2O的结合能E/J·mol－1

CH4

0.436

16.40

CO2

0.512

29.91

图0

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。

已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

31．

（1）H、C、O　

（2）a、d　（3）①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　Ⅷ　②8　（4）①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4

[解析]

（1）元素的非金属性越强，其电负性越大，故三种元素中氧的电负性最大，氢的电负性最小，因此电负性从小到大的顺序为H、C、O。

（2）固态CO2常温下是气体，是由分子间的作用力形成的分子晶体，a项正确；甲烷分子中含极性共价键，但空间结构是正四面体分子，属于非极性分子，b项错误；CH4、CO2均属于分子晶体，物质熔点高低由分子间作用力的大小决定，与化学键强弱无关，c项错误；CH4分子中碳原子形成了4个σ键，属于sp3杂化，CO2分子中碳原子与2个氧原子形成了2个σ键且无孤电子对，属于sp杂化，d项正确。

（3）Ni（CO）4中，Ni与CO是σ键，共有4个，CO中碳氧原子间有1个σ键，故1molNi（CO）4中共有8molσ键。

（4）可燃冰中水分子间存在氢键，甲烷分子间、水分子之间及甲烷与水分子间还存在分子间作用力。

由题中信息知，CO2分子直径小于笼状结构的空腔直径，故CO2可置于空腔中，又CO2分子与水分子结合释放出的能量更多一些，故形成的相应物质比可燃冰稳定一些。

37．N1、N3、N4[2015·全国卷Ⅱ][化学——选修3：

物质结构与性质]A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。

回答下列问题：

（1）四种元素中电负性最大的是________（填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________________。

（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是______（填分子式），原因是__________________________________________；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

（3）C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为______________，中心原子的杂化轨道类型为________。

（4）化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为____________________________________________________________________。

（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566nm，F的化学式为________；晶胞中A原子的配位数为________；列式计算晶体F的密度（g·cm－3）________________________________。

图0

37．

（1）O　1s22s22p63s23p3（或[Ne]3s23p3）

（2）O3　O3相对分子质量较大，范德华力大　分子晶体　离子晶体

（3）三角锥形　sp3

（4）V形　4

2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl（或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl）

（5）Na2O　8　

＝2.27g·cm－3

[解析]根据题中信息可确定A、B、C、D分别为O、Na、P和Cl。

（1）电负性最大的元素即非金属性最强的元素，即O的电负性最大。

根据P原子的结构示意图可写出核外电子排布式。

（2）由于相对分子质量O3＞O2，故O3沸点较高；H2O和NaH的晶体分别为分子晶体和离子晶体。

（3）PCl3中含有3个成键电子对和1个孤对电子，价层电子对数为4对，即空间结构为三角锥形，中心原子P原子为sp3杂化。

（4）根据价层电子对互斥理论可知Cl2O分子中孤对电子对数为2，即Cl2O为V形分子，价层电子对数为4。

（5）该晶胞中两原子个数分别为

×8＋

×6＝4和8，即F的化学式为Na2O，位于晶胞顶点和面心的原子为O，而晶胞内部的原子为Na，O原子周围有8个等距离的Na原子，即O原子配位数为8。

根据（0.566×10－7cm）3ρ＝

×62g·mol－1可求出ρ。

37．N1、N2、N3、N4[2015·全国卷Ⅰ][化学——选修3：

物质结构与性质]碳及其化合物广泛存在于自然界中。

回答下列问题：

（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，该化合物熔点为253，沸点为376，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：

图0

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。

37．

（1）电子云　2

（2）C有4个价电子且半径小，难以通过得失电子达到稳定电子结构

（3）σ键和π键　sp　CO2、SCN－（或COS等）

（4）分子　（5）①3　2　②12　4

[解析]

（1）电子云图常用形象地表示电子在原子核外空间出现的几率大小；C原子核外1s轨道、2s轨道各有一对自旋相反的成对电子，2p轨道有两个自旋方向相同的单电子。

（2）碳原子最外层有4个电子，不容易完全失去4个电子形成2电子的稳定结构，也不易完全得到4个电子，形成8电子稳定结构，所以更多的是与其他电子形成共价键。

（3）CS2结构式为S===C===S，其中化学键从成键元素角度理解为极性键；从共用电子对数目角度理解为双键；从电子云重叠方式理解为σ键和π键。

题目考查含有的化学键类型应为σ键和π键；CS2中C原子价层电子对数目为

＝2，C原子的杂化轨道类型为sp杂化；据等电子体理论可知与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子可为CO2等。

（4）该化合物熔沸点都较低，应为分子晶体。

（5）①石墨烯为平面结构，每个碳原子周围有3条单键，每两条相邻单键在一个环内，则每个C原子连接3个六元环，每个环内有6×

＝2个碳原子；

②金刚石晶体为空间立体网状结构，每个碳原子周围有4条单键，每两条相邻单键参与形成三个六元环，即每个C原子连接12个六元环，每个环内最多有4个C原子共平面。

8．B3、N1、N3[2015·四川卷]、、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。

和R属同族元素；和U位于第ⅦA族；和可形成化合物4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。

请回答下列问题：

（1）R基态原子的电子排布式是______________________。

（2）利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是________。

（3）所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是________（填化学式）；和U的氢化物中沸点较高的是________（填化学式）；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是____________（填化学式）。

（4）CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是____________________________。

8．

（1）1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2　

（2）三角锥形　

（3）HNO3　HF　Si、Mg、Cl2　（4）P4＋10CuSO4＋16H2O===10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4

[解析]和U位于第ⅦA族，故为F元素，U为Cl元素；和可形成化合物4，则为C元素；和R属同族元素，则R为Si元素；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等，则Q为Mg元素；T的一种单质在空气中能够自燃，则T为P元素。

（1）R为Si元素，原子序数为14，故其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。

（2）PCl3的价层电子对数为（5＋3）÷2＝4，除形成三条P－Clσ键，还有一对孤电子对，受孤电子对的排斥，PCl3为三角锥形。

（3）与碳同一周期，非金属性强弱顺序为F>O>N，因F、O无正化合价，故最高价氧化物的水化物酸性最强的是HNO3。

HF、HCl中因HF能够形成分子间氢键，沸点高于HCl。

Si形成的晶体是原子晶体，Mg是金属晶体，Cl2形成的晶体是分子晶体，故熔点由高到低的顺序为Si、Mg、Cl2。

（4）P的最高价含氧酸为H3PO4，则CuSO4溶液与P4反应的化学方程式为P4＋10CuSO4＋16H2O===10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4。

题号：

15　科目：

化学

N1、N2、N3、N5“物质结构与性质”模块

请回答：

（1）Cu2＋的电子排布式是______________________________。

（2）下列物质中既有离子键又有共价键的是________。

A．MgOB．NaOH

C．CaCl2D．（NH4）2SO4

（3）关于下列分子的说法不正确的是________。

HOOHCH2CHCHCH2CH3

A．既有σ键又有π键

B．O—H键的极性强于C—H键的极性

C．是非极性分子

D．该物质的分子之间不能形成氢键，但它可以与水分子形成氢键

（4）下列说法正确的是________。

A．HOCH2CH（OH）CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子

B．NH

和CH4的空间构型相似

C．BF3与都是平面形分子

D．CO2和H2O都是直线形分子

（5）下列有关性质的比较，正确的是________。

A．第一电离能：

O>N

B．水溶性：

CH3CH2OH>CH3CH2OCH2CH3

C．沸点：

HCl>HF

D．晶格能：

NaCl>MgO

[答案]

（1）1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9　

（2）BD

（3）CD　（4）BC　（5）B

[解析]

（1）Cu的电子排布式为洪特规则特例，即为d轨道中的电子为全满状态时最稳定，所以29号Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，失去电子时先失最外层电子，所以Cu2＋的电子排布式为[Ar]3d9。

（2）A项，MgO中只有离子键，错误；B项，NaOH中Na＋与OH－之间为离子键，OH－中O与H之间为共价键，正确；C项，CaCl2中Ca2＋与Cl－之间为离子键，而两个Cl－之间没有化学键，错误；D项，（NH4）2SO4中NH

与SO

之间为离子键，NH

中N与H、SO

中S与O之间为共价键，正确。

（3）A项，单键均为σ键，如C—C、C—O、C—H、O—H，双键中有1个是σ键，1个是π键，如C＝C中存在π键，正确；B项，O的非金属性比C强，所以O—H键比C—H的极性强，正确；C项，该有机物分子的正、负电荷中心不重合，所以为极性分子，错误；D项，分子中存在羟基，分子间可以形成氢键，错误。

（4）A项，CH3CHClCH2CH3为手性分子，而HOCH2CH（OH）CH2OH不是手性分子，错误；B项，NH

和CH4中的N和C均为sp3杂化，为正四面体形，正确；C项，BF3中的B和苯中的C均为sp2杂化，均为平面形，正确；D项，CO2是直线形分子，H2O是V形分子，错误。

（5）A项，N的2p轨道中的电子为半满的稳定状态，故比相邻的O的第一电离能大，错误；B项，CH3CH2OH与H2O分子间可形成氢键，所以水溶性比后者大，正确；C项，HF存在分子间氢键，所以沸点比HCl大，错误；D项，Mg2＋的半径小于Na＋，O2－的半径小于Cl－，且Mg2＋、O2－为二价离子，所以MgO的晶格能大，错误。

N2化学键

5．A1、A2、N2[2015·四川卷]设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

A．2.0gH

O与D2O的混合物中所含中子数为NA

B．常温常压下，4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NA

C．标准状况下，5.6LCO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA

D．50mL12mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA

5．A　[解析]H

O和D2O的相对分子质量都为20，而中子数都为10，故2.0g混合物中含有的中子数为NA，A项正确；乙醛的结构式为CHHHCOH，分子中存在6条σ键，因此4.4g（即0.1mol）乙醛中含有σ键的数目为0.6NA，B项错误；CO2与Na2O2发生反应的方程式为2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，每有2molCO2参加反应转移2mol电子，故5.6LCO2（即0.25mol）CO2参加反应转移0.25NA电子，C项错误；随着反应的进行，盐酸的浓度越越小，二氧化锰和稀盐酸不再发生反应，故转移的电子数小于0.3NA，D项错误。

37．N1、N2、N3、N4[2015·全国卷Ⅰ][化学——选修3：

物质结构与性质]碳及其化合物广泛存在于自然界中。

回答下列问题：

（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，该化合物熔点为253，沸点为376，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：

图0

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。

37．

（1）电子云　2

（2）C有4个价电子且半径小，难以通过得失电子达到稳定电子结构

（3）σ键和π键　sp　CO2、SCN－（或COS等）

（4）分子　（5）①3　2　②12　4

[解析]

（1）电子云图常用形象地表示电子在原子核外空间出现的几率大小；C原子核外1s轨道、2s轨道各有一对自旋相反的成对电子，2p轨道有两个自旋方向相同的单电子。

（2）碳原子最外层有4个电子，不容易完全失去4个电子形成2电子的稳定结构，也不易完全得到4个电子，形成8电子稳定结构，所以更多的是与其他电子形成共价键。

（3）CS2结构式为S===C===S，其中化学键从成键元素角度理解为极性键；从共用电子对数目角度理解为双键；从电子云重叠方式理解为σ键和π键。

题目考查含有的化学键类型应为σ键和π键；CS2中C原子价层电子对数目为

＝2，C原子的杂化轨道类型为sp杂化；据等电子体理论可知与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子可为CO2等。

（4）该化合物熔沸点都较低，应为分子晶体。

（5）①石墨烯为平面结构，每个碳原子周围有3条单键，每两条相邻单键在一个环内，则每个C原子连接3个六元环，每个环内有6×

＝2个碳原子；

②金刚石晶体为空间立体网状结构，每个碳原子周围有4条单键，每两条相邻单键参与形成三个六元环，即每个C原子连接12个六元环，每个环内最多有4个C原子共平面。

31．N1、N2、N3、N4、N5[2015·福建卷][化学——物质结构与性质]科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为______________。

（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是______（填序号）。

a．固态CO2属于分子晶体

b.CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。

①基态Ni原子的电子排布式为________________，该元素位于元素周期表中的第________族。

②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）4，1molNi（CO）4中含有________molσ键。

（4）一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构（如图所示）的水合物晶体，其相关参数见下表。

CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

　　参数

分子　　　

分子直径/nm

分子与H2O的结合能E/J·mol－1

CH4

0.436

16.40

CO2

0.512

29.91

图0

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。

已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

31．

（1）H、C、O　

（2）a、d　（3）①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　Ⅷ　②8　（4）①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4

[解析]

（1）元素的非金属性越强，其电负性越大，故三种元素中氧的电负性最大，氢的电负性最小，因此电负性从小到大的顺序为H、C、O。

（2）固态CO2常温下是气体，是由分子间的作用力形成的分子晶体，a项正确；甲烷分子中含极性共价键，但空间结构是正四面体分子，属于非极性分子，b项错误；CH4、CO2均属于分子晶体，物质熔点高低由分子间作用力的大小决定，与化学键强弱无关，c项错误；CH4分子中碳原子形成了4个σ键，属于sp3杂化，CO2分子中碳原子与2个氧原子形成了2个σ键且无孤电子对，属于sp杂化，d项正确。

（3）Ni（CO）4中，Ni与CO是σ键，共有4个，CO中碳氧原子间有1个σ键，故1molNi（CO）4中共有8molσ键。

（4）可燃冰中水分子间存在氢键，甲烷分子间、水分子之间及甲烷与水分子间还存在分子间作用力。

由题中信息知，CO2分子直径小于笼状结构的空腔直径，故CO2可置于空腔中，又CO2分子与水分子结合释放出的能量更多一些，故形成的相应物质比可燃冰稳定一些。

33．N2、N3、N4[2015·山东卷][化学——物质结构与性质]氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

（1）下列有关CaF2的表述正确的是________。

a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用

b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2

c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同

d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电

（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________________________________________________（用离子方程式表示）。

已知：

AlF

在溶液中可稳定存在。

（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。

已知反应Cl2（g）＋3F2（g）===2ClF3（g）　ΔH＝－313J·mol－1，F—F键的键能为159J·mol－1，Cl—Cl键的键能为242J·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________J·mol－1。

ClF3的熔、沸点比BrF3的________（填“高”或“低”）。

33．

（1）b、d　

（2）3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF

　（3）V形　sp3　（4）172　低

[解析]

（1）CaF2是离子化合物，阴阳离子间既存在静电吸引作用，又存在静电排斥作用，a项错误；熔点与晶格能有关，晶格能与离子半径成反比，b项正确；离子个数比相同的晶体，晶体结构不一定相同，c项错误；离子晶体在熔融状态下可以电离，d项正确。

（2）CaF2中存在沉淀溶