四年高考真题分类汇编化学 专题19 物质结构与性质选修 教师版.docx
《四年高考真题分类汇编化学 专题19 物质结构与性质选修 教师版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四年高考真题分类汇编化学 专题19 物质结构与性质选修 教师版.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
四年高考真题分类汇编化学专题19物质结构与性质选修教师版
专题十九物质结构与性质（选修）
考纲解读
知识点
近四年高考真题知识点分布
考纲解读
命题趋势
物质结构与性质
2019年
新课标1卷11；新课标2卷11；新课标3卷11；江苏卷21；海南卷19；
1.了解原子核外电子的能级分布、元素电离能的含义、电负性的概念
2.理解离子键的形成、共价键的主要类型、金属键的含义，能用价层电子对互斥理论或杂化轨道理论推测空间结构
3.理解分子间作用力与物质的性质之间的关系
通过对近三年高考真题分析，物质结构与性质常考知识点如下:
原子结构与元素的性质方面,如原子电子排布式,元素原子的性质;化学键与物质的性质方面,如杂化轨道类型,分子（离子）空间构型;分子间作用力与物质的性质方面,如品胞判断与计算。
这些知识都是最基最主干的知识点,试题均建构在以教材为主的中学化学基础知识之上,没有偏离教材体系和考试说明的要求,试题基本保持稳试题关注基础知识的理解和运用,试卷并不追求知识面的高度覆盖,因此重点知识可能反复出现。
2018年
新课标1卷11；新课标2卷11；新课标3卷11；江苏卷21；海南卷19；
2017年
新课标1卷11；新课标2卷11；新课标3卷11；江苏卷21；海南卷19；
2016年
新课标1卷13；新课标2卷13；新课标3卷13；江苏卷21；海南卷19；
真题链接
1．【2019新课标1卷11】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”，是制造飞机的主要材料。
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/℃
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x=_____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
（列出计算表达式）。
【答案】
（1）A
（2）sp3sp3乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2+
（3）Li2O和MgO为离子晶体，P4O6和SO2为分子晶体，晶格能MgO>Li2O，分子间力（分子量）P4O6>SO2
（4）
a/4
a/4
【解析】本题是以新型材料切入，内容富有时代气息，试题的呈现方式有创新。
（1）万变不离其宗，考察电离能，其实就是探究哪个电子是最稳定的，选项中只有B是
3S电子全满，3P能级电子全空，所以其电力能是最大的。
（2）考察杂化方式和配合物理论。
乙二胺中的N原子形成三个σ键还有一个孤电子对，
所以其价电子对数为4.所以采取sp3杂化，乙二胺中的C原子均形成四个σ键，所以也采取sp3杂化。
形成稳定环状离子是因为乙二胺的两个N提供孤电子对给镁离子和铜离子形成配位键，形成的配合物更稳定。
要使得稳定性更高，就需要形成的配位键更稳定，Cu2+更容易接受孤电子对，所以形成的配位键更稳定。
（3）考察物质熔沸点的差异，首先需要判断晶体类型，原子晶体破坏的是共价键，分子晶体破坏的是分子间的作用力，离子晶体破坏的是离子键（晶格能的大小），金属晶体破坏的是金属键。
该题中明显的Li2O和MgO属于离子晶体，P4O6和SO2属于分子晶体，离子晶体的熔沸点要大于分子晶体的熔沸点。
而在离子晶体中镁离子的带电荷数比锂离子的所以大，晶格能高，熔沸点就高；对于不含氢键的分子晶体，其相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点就越高。
（4）由图可分析出Cu原子之间的最短距离是整个晶胞的面对角线的四分之一，所以是
，设Mg原子的半径为r，则8r=
所以Mg原子之间的最短距离是体对角线的四分之一，即
。
每个晶胞中的Mg原子数为
，由于Cu原子都在晶胞的体心，所以每个晶胞中的Cu原子为16，所以所得晶体密度是
。
2．【2019新课标2卷11】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，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）4s4f5（3）小于（4）SmFeAsO1-xFx
（4）（1/2,1/2,0）（0,0,1/2）
【解析】
（1）AsH3价层电子为4对，有一对孤对电子，则分子构型为三角锥形；NH3分子间存在氢键，则NH3熔沸点高
（2）Fe价电子排布为3d64s2,失电子首先失去的是4s上电子；Sm失去电子先失去6s电子后失去4f电子，变成Sm3+后价电子变为4f5,
（3）F-与O2-价电子排布相同，O2-原子序数小，原子核对外层电子引力弱，故半径较大
（4）晶胞中有2个As原子、2个Sm原子、2x个F、2（1-x）个O、2个Fe原子，则该物质化学式为SmFeAsO1-xFxρ=m/v=
（注意边长单位换算）
根据图可知原子2的坐标为（1/2,1/2,0）原子3坐标为（0,0,1/2）
3．【2019新课标3卷11】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）。
【答案】
（1）.Mg；相反
（2）
；4（3）分子晶体；苯胺分子间存在氢键
（4）O；sp3；σ（5）[PnO3n+1]（n+2）-
【解析】
（1）在元素周期表中Li和Mg处于对角线关系，性质相似，所以是Mg；Mg原子的核外电子排布式中M层电子排布式为3S2，故根据泡利原理这两个电子自旋状态相反。
（2）由已知条件Fe中存在空轨道，Cl中存在孤电子对，所以知结构为
；Fe的配位数为4
（3）苯胺是由分子构成的且熔沸点较低，所以是分子晶体；苯胺分子间存在氢键，所以苯胺的熔沸点高于甲苯
（4）由于电负性与非金属性成正比，所以O的电负性最大；P的sp3杂化轨道与O的2P轨道重叠形成σ键
（5）根据三磷酸根、焦磷酸根的化学式依次为P2O74-、P3O105-.......
磷原子数变化数列为：
2，3，...n
氧原子数变化数列为：
7，,10，...，3n+1
酸根离子数变化数列为：
4，5，...，n+2
根据数列规律，磷原子、氧原子、酸根离子电荷数的通项分别是：
n、3n+1、n+2
所以得知该系列酸根离子通式为[PnO3n+1]（n+2）-
4.【2019江苏卷21】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）SO42-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”）。
图-1图-2
（4）一个Cu2O晶胞（见题21A图-2）中,Cu原子的数目为。
【答案】
（1）[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
（2）正四面体；O
（3）sp3、sp2；易溶于水（4）4
【解析】
（1）Cu是29号元素，根据能量最低原理，可知基态电子排布式为[Ar]3d94s2，故Cu2+的基态电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
（2）SO42-的中心原子S外层有6个电子，4个O不提供电子，因此共有（6+2）/2=4个电子对，为sp3杂化，正四面体构型。
配位原子提供孤对电子，在[Cu（OH）4]2−中只有O原子可以提供孤电子对且与中心原子直接相连。
（3）根据物质的结构简式，可以看出存在碳碳双键，碳碳双键为sp2杂化，碳单键为sp3杂化。
结构决定性质，性质决定用途。
水中氧原子的杂化方式为sp3杂化，由相似相溶可推测易溶于水。
（4）物质是Cu2O，铜原子与氧原子的个数比为2:
1。
根据图2，可计算出白色小球的个数为
+1=2，黑色小球的个数为4，故黑色小球为铜原子，个数为4
5．【2019海南卷19】I．下列各组物质性质的比较，结论正确的是
A．分子的极性：
BCl3NaIC．物质的沸点：
HFCCl4II．锰单质及其化合物应用十分广泛。
回答下列问题：
（1）Mn位于元素周期表中第四周期族，基态Mn原子核外未成对电子有个。
（2）MnCl2可与NH3，反应生成[Mn（NH3）6]Cl2，新生成的化学键为键。
NH3，分子的空间构型为，其中N原子的杂化轨道类型为。
（3）金属锰有多种晶型，其中∂-Mn的结构为体心立方堆积，晶胞参数为apm•∂-Mn中锰的原子半径为pm。
已知阿伏加德罗常数的值为
，∂-Mn的理论密度ρ=g/cm3。
（列出计算式）
（4）己知锰的某种氧化物的品胞如上图所示，其中锰离子的化合价为，其配位数为。
【答案】I.AB
II.
（1）VIIB5
（2）配位三角锥SP3（3）
（4）+26
【解析】I.BCl3分子中的B原子采用SP2杂化,分子为平面正三角形,所以BCl3是非极性分子;NCl3中的N原子采用不等性SP3杂化,NCl3空间构型为三角锥形,是极性分子。
所以,分
子极性为BCl3I-,所以晶格能NalHCl。
所以,C不正确;CS2、CCl4为非极性分子,而H2O为极性分子,根据相似相溶原理,物质在CS2中的溶解性应为:
CCl4>H2O,故D不正确.所以本题答案应为:
AB
II.
（1）锰为25号元素,电子排布式为1S22S22P63S23P63d54S2位于周期表的第四周期,ⅦB族。
基态原子中,3d轨道中的5个电子为未成对电子,其余的都是成对电子。
（2）MnCl2可与NH3反应生成的[Mn（NH3）6]Cl2为配合物,其中新生成的化学键为配位键。
氨分子空间构型为三角锥形,N原子杂化类型为不等性SP3杂化
（3）∂-Mn的结构为体心立方堆积,则体对角线上的三个原子相切（如右图所示）,即体对角线的长度=原子半径的4倍,1条棱、1条面对角线、1条体对角线构成一个直角三角形
a2+2a2=（4r2）,所以锰的原子半径r=
∂-Mn的结构为体心立方堆积,1个晶胞包含的原子数为1+8×
=2,考虑到1pm=1×10-10cm,ρ=
（4）晶胞为面心立方晶胞，一个晶胞中的氧原子数=8×
+12×
=4，一个晶胞中的锰原子数=1+6×
=4，所以该物质为MnO，锰的化合价为+2，该化合物的配位数为6.
6．【2018新课标1卷11】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________kJ·mol−1，O=O键键能为______kJ·mol−1，Li2O晶格能为______kJ·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）。
【答案】
（1）DC
（2）Li+核电荷数较大（3）正四面体sp3AB
（4）5204982908（5）
【解析】
（1）根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高；
（2）由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－；
（3）LiAlH4中的离子是AlH4－，中心原子铝原子含有的价层电子对数是4，且不存在孤对电子，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化；阴阳离子间存在离子键，Al与H之间还有共价单键，不存在双键和氢键，答案选AB；
（4）第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，根据示意图可知Li原子的第一电离能是1040kJ/mol÷2＝520kJ/mol；0.5mol氧气转化为氧原子时吸热是249kJ，所以O＝O键能是249kJ/mol×2＝498kJ/mol；晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，根据示意图可知Li2O的晶格能是2908kJ/mol；
（5）根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计是8个，根据化学式可知氧原子个数是4个，则Li2O的密度是
。
7．【2017新课标1卷11】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．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E．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。
【参考答案】
（1）A
（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）V形sp3（4）0.31512（5）体心棱心
【解析】
（1）紫色波长400m~435m，因此选项A正确；
（2）K位于第四周期IA族，电子占据最高
能层是第四层，即N层，最后一个电子填充在s能级上，电子云轮廓图为球形；K的原子半径大于Cr的半径，且价电子数较少，金属键较弱，因此K的熔点、沸点比Cr低；（3）I3＋与OF2互为等电子体，OF2属于V形，因此I3＋几何构型为Ⅴ形，其中心原子的杂化类型为sp3；（4）根据晶胞结构，K与O间的最短距离是面对角线的一半，即为
nm＝0.315nm，根据晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个；（5）根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K处于体心，O处于棱心。
8．【2016新课标1卷13】锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。
回答下列问题：
（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
。
【解析】
（1）Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期IVA族；基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p2，也可写为3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4s电子是成对电子，位于4轨道，2个4p电子分别位于2个不同的4轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对的电子
（2）Ge与C是同族元素，C原子原子半径较小，原子之间可以形成双键、三键；但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，这是由于锗的原子半径大，原子之间形成的ρ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；（3）锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。
对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
由于相对分子质量：
GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是：
GeCl4＜GeBr4＜GeI4；（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。
元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。
元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：
O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn；（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp3杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键（或写为共价键）；（6）①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是（
，
，
）；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度
=
cm3。
9．【2018新课标2卷11】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于其他分子的是_________。
（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S22－所形成的正
升级会员 