物质结构高考题汇总附详解.docx

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物质结构高考题汇总附详解

物质结构高考题汇总（附详解）

物质结构与性质模块高考真题汇总

1.（2013年江苏）元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。

元素Y基态原子的3p轨道上有2个未成对电子。

元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。

（1）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。

①在1个晶胞中，X离子的数目为                 。

②该化合物的化学式为                。

（2）在Y的氢化物分子中，Y原子轨道的杂化类型是                   。

（3）Z的氢化物在乙醇中的溶解度大于Y的氢化物，其原因是                     。

（4）Y与Z可形成YZ42－

①YZ42－的空间构型为                          。

②写出一种与YZ42－互为等电子体的分子的化学式：

                          。

（5）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X（NH3）4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的数目为           。

2.（2013年海南）图A所示的转化关系中（具体反应条件略），a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i的溶液为常见的酸，a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。

回答下列问题：

（1）图B对应的物质名称是          ，其晶胞中的原子数为       ，晶体类型为     。

（2）d中元素的原子核外电子排布式为        。

（3）图A中由二种元素组成的物质中，沸点最高的是 ，原因是  ，该物质的分子构型为  ，中心原子的杂化轨道类型为   。

（4）图A中的双原子分子中，极性最大的分子是    。

（5）k的分子式为 ，中心原子的杂化轨道类型为  ，属于 分子（填“极性”或“非极性”）。

3.（2013年新课标1）硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。

请回答下列问题：

（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 ，电子数为 。

（2）硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。

（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以           相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献          个原子。

（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。

工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为                                     。

（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：

化学键

C—C

C—H

C—O

Si—Si

Si—H

Si—O

键能/kJmol-1

356

413

336

226

318

452

①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是    

  。

②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是                           。

（6）在硅酸盐中，SiO44-四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。

图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为      ，Si与O的原子数之比为         ，化学式为                  。

4.（2013年新课标2） 前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，平且A-和B+的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

       回答下列问题：

（1）D2+的价层电子排布图为_______。

（2）四种元素中第一电离最小

的是________，电负性最大的是________。

（填元素符号）

（3）A、B和D三种元素责成的一个化合物的晶胞如图所示。

① 该化合物的化学式为_________；D的配位数为_______；

② 列式计算该晶体的密度_______g·cm-3。

（4）A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6，期中化学键的类型有

_____；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为

_______，配位体是____。

5.（2013年山东）卤族元素包括F、Cl、Br等。

（1）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是           。

（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为         ，该功能陶瓷的化学式为          。

（3）BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为       和        。

第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有       种。

（4）若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤对电子的原子是           。

6.（2013福建理科综合）

（1）依据第2周期元素第一电离能的变化规律，C、N、O第一电离能大小排列是_____．

（2）NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：

①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_____（填序号）．

a．离子晶体  b．分子晶体  c．原子晶体  d．金属晶体

②基态铜原子的核外电子排布式为_____．

（3）BF3与一定量水形成（H2O）2•BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：

①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及_____（填序号）．

a．离子键 b．共价键  c．配位键 d．金属键 e．氢键 f．范德华力

②R中阳离子的空间构型为_____，阴离子的中心原子轨道采用_____杂化．

（4）已知苯酚（

）具有弱酸性，其Ka=1.1×10-10；水杨酸第一级电离形成的离子

能形成分子内氢键．据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2（水杨酸）_____Ka（苯酚）（填“＞”或“＜”），其原因是．

7.（2014课标1）早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。

回答下列问题：

（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）基态铁原子有个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为：

可用硫氰化钾奉验三价铁离子，形成配合物的颜色为

（3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为；一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为：

。

乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：

。

氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。

（4）铝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。

列式表示铝单质的密度g·cm－3（不必计算出结果）

8.（2014课标2）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。

a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。

回答下列问题；

（1）b、c、d中第一电离能最大的是________（填元素符号），e的价层电子轨道示意图为________。

（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为______；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________（填化学式，写出两种）。

（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。

（填化学式）

（4）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图（a），则e离子的电荷为________。

（5）这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构[如图（b）所示]。

（a）　　　　　　　　　　　（b）

该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是___________________________________________。

9.（2014年山东）（12分）【化学—物质结构与性质】

石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）

图甲石墨烯结构图乙氧化石墨烯结构

（1）图甲中，1号C与相邻C形成

键的个数为___________。

（2）图乙中，1号C的杂化方式是_________，该C与相邻C形成的键角_______（填“>”“<”或“=”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。

（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散到H2O中，则氧化石墨烯可与H2O形成氢键的原子有_______（填元素符号）。

（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。

该晶胞中M原子的个数为______，该材料的化学式为______。

图丙

1.（2013年江苏）

（1）①4（1分）②ZnS（1分）

（2）sp3（2分）

（3）水分子与乙醇分子之间形成氢键（2分）

（4）①正四面体（1分）  ②CCl4或SiCl4等（1分）

（5）16NA或16×6.02×1023个（2分）

1、解析：

元素X 位于第四周期，基态原子的内层轨道全部排满电子，所以内层电子数＝2+8+18＝28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y是S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素最外层电子数小于或等于8，所以Z是O元素。

（1）①根据晶胞的结构并依据均摊法可知，X离子数目＝1/8×8+1/2×6=4。

②该晶胞中Y离子数目＝4，所以X和Y离子数目之比等于4:

4即1:

1，所以该化合物的化学式为ZnS。

（2）在H2S中硫原子的价层电子数=2＋（6－2×1）÷2＝4，所以采用sp3杂化。

（3）在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之间易形成氢键，氢键的存在导致其溶解性增大。

（4）①SO42-中价层电子数＝4＋（6＋2－4×2）÷2＝4，由于没有孤电子对，所以是正四面体结构。

②原子数和价电子数均相等的是等电子体，所以与YZ42－互为等电子体的分子的化学式为CCl4或SiCl4等。

（5）单键都是σ键，所以1mol配合物[X（NH3）4]Cl2中，σ键数目＝（3×4＋4）NA＝16NA。

注意配位键也是σ键。

2.

（1）金刚石  8 原子晶体  

（2）1s22s22p63s23p5   （3）H2O  分子间形成氢键 

 V形（或角形） sp3  （4）HCl （5）COCl2 sp2  极性

2、解析：

a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，b与c反应生成水，故b、c分别为H2、O2中的一种，a的一种同素异形体的晶胞中每个原子周围有4个键，判断为金刚石，则a为C，则b为H2、c为O2，由转化关系可知，f为CO，g为CO2，因i是常见的酸，只由b、d形成可判断为盐酸，则d为Cl2，i为HCl，而k与水反应生成CO2与盐酸，该反应没在教材中出现过，且由f、d反应得到，应含C、O、Cl三种元素，只能判断为COCl2，

（1）有上述分析可知，图B对应的位置为金刚石，该晶胞中C原子数目=4+8×1/8+6×1/2=8，属于原子晶体，

（2）d中元素为Cl元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p5；

（3）所有两元素形成的物质中，水分子之间存在氢键，常温下是液态，其它都是气体，故水的沸点最高，水分子中O原子呈2个σ键、含有2对孤电子对，故为V型结构，

（4）所有双原子分子中，只有H、Cl电负性差值最大，因而HCl的极性最大，故答案为：

HCl；

（5）k的分子式为COCl2，COCl2中C原子成3个σ键、1个π键，没有孤电子对，C原子采取sp2杂化，为平面三角形结构，分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子，

3.（2013年新课标1）

（1）M     9      4

（2）二氧化硅（3）共价键      3

（4）Mg2Si+4NH4Cl=SiH4 +4NH3 +2MgCl2

（5）①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。

而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。

②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。

而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。

（6）sp3        1∶3        [SiO3]n2n-（或SiO32-）

3、解析：

（1）原子中，离原子核越远的电子层其能量越高，所以Si原子中M电子层能量最高；该原子中含有3个s轨道、6个p轨道，所以一共有9个轨道，

（2）硅属于亲氧元素，在自然界中不能以单质存在，主要以二氧化硅和硅酸盐存在。

（3）硅单质中硅硅之间以共价键结合，硅晶胞中每个顶点上有1个Si、面心是有1个Si、在晶胞内部含有4个Si原子，利用均摊法知，面心提供的硅原子个数=6×1/2=3，

（4）可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，再根据元素守恒知还生成氯化镁MgCl2，所以反应方程式为：

Mg2Si+4NH4Cl=SiH4↑+4NH3↑+2MgCl2，

（5）①键能越大形成的化学键越稳定，C-C键和C-H键的键能大于Si-Si键和Si-H键的键能，所以

C-C键和C-H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成；

②键能越大形成的化学键越稳定，C-H键的键能大于Si-H键的键能，而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键，

（6）根据图片知，每个三角锥结构中Si原子是1个，O原子个数=2+2×1/2=3，所以硅原子和氧原子个数之比=1：

3，3个O原子带6个单位负电荷，每个硅原子带4个单位正电荷，所以形成离子为[SiO3]n2n- （或SiO32-），

4、

（1）

（2）KF（3）①K2NiF46②3.4（4）离子键和配位键F－

4、解析：

A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B+的电子相差为8。

又因为A的原子序数小于B的原子序数，则A应该是F，B是K；K是第四周期，元素，与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2，实验根据C的原子序数小于D的可知，C是Fe，D是Ni。

（1）根据构造原理可知，D2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8。

价层电子排布图为：

（2）金属性越强，第一电离能越小，非金属越大，电负性越大，所以四种元素中第一电离最小的是K，电负性最大的是F。

（3）①根据晶胞的结构简式可知，K原子的个数是8×1/2+2=4；Ni原子个数是8×1/8+1=2;F原子的个数是16×1/4+4×1/2+2=8，K、Ni、F原子个数比为4:

2:

8,所以该化合物的化学式是K2NiF4。

②根据晶胞的结构简式可知，中间的立方体中Ni原子周围最近的F原子个数是6，既配位数是6。

③根据①可知该晶胞的目的应该是

 g·cm-3。

（4）A－、B+和C3+三种离子组成的化合物是K3[FeF6]，含有的化学键是离子键和配位键，其中复杂的离子是[FeF6]3－，配体是F－。

5.（2013年山东）32、

（1）a；

（2）2；BN；（3）sp2；sp3；3；（4）X。

5、解析：

（1）a．同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以从氟到溴，其电负性逐渐减小，故a正确；

b．氟元素没有正化合价，第VIIA族氯、溴元素的最高化合价数值等于其族序数，故b错误；

c．第VIIA族元素氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF分子间能形成氢键，氢键属于特殊的分子间作用力，强度大于分子间作用力，沸点最高，故c错误；

d．由于卤族元素的单质均属于分子晶体，随相对分子质量增大范德华力增大，因而沸点逐渐升高，故d错误；

（2）B的原子半径比N大，因而结构示意图中大球代表B原子，B原子个数=8×1/8+1=2，N原子个数=1+4×1/4=2，该晶胞中N原子和B原子个数之比=2:

2=1:

1，所以其化学式为BN，

（3）BCl3中的B原子的价层电子对数是3且不含孤电子对，所以B原子属于sp2杂化；NCl3中的N原子的价层电子对个数为4且含有一个孤电子对，所以N原子属于sp3杂化；

同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素， 

（4）BCl3是缺电子化合物，B原子的所有价电子已经使用，因而提供孤对电子的原子是X，

6.（2013福建理科综合）

N＞O＞C  abd  1s22s22p63s23p63d104s1  ad  三角锥形  sp3  ＜  

中形成分子内氢键，使其更难电离出H+  

6、解析：

（1）同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但氮元素的2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能力降低，氮元素的第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N﹥O﹥C。

（2）①NH3、F2、NF3的构成微粒为分子，Cu的构成微粒是金属阳离子和自由电子，NH4F的构成微粒是阴阳离子，所以这几种物质中NH3、F2、NF3为分子晶体，Cu为金属晶体，NH4F为离子晶体，故选abd；

②基态铜原子为29号元素，根据洪特补充规则，电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d104s1

（3）①晶体Q为分子晶体，分子内部存在共价键，O与B之间存在配位键，与分子间存在氢键和分子间作用力（范德华力）；②B采用sp3杂化，存在孤对电子，故为三角锥形；

（4）因为

存在分子内氢键，减弱了氢离子的电离，故电离常数减小。

7.【2014全国卷1】

（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；

7、解析：

（1）从外观无法区分三者，但用X光照射挥发现：

晶体对X射线发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间，因此通过有无衍射现象即可确定，

（2）26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4个未成对电子，失去电子变为铁离子时，先失去4s上的2个电子后失去3d上的1个电子，因此Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，硫氰化铁为血红色，

（3）乙醛中甲基上的C形成4条σ键，无孤电子对，因此采取sp3杂化类型，醛基中的C形成3条σ键和1条π键，无孤电子对，采取sp2杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键，则1mol乙醛含有6molσ键，即6NA个σ键；乙酸分子间可形成氢键，乙醛不能形成氢键，所以乙酸的沸点高于乙醛；该晶胞中O原子数为4×1+6×1/2+1/8=8由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍，即Cu为16个；

（4）在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上，面心占1/2

，通过一个顶点可形成8个晶胞，因此该晶胞中铝原子的配位数为8×3×1/2=12；一个晶胞中Al原子数为8×1/8+6×1/2=4，因此ρ×（0.405×10?

7cm）3×NA=4×27,所以Al的密度ρ=m/v=

4×27

6.02×1023×（0.405×10?

7）3

8.（2014课标2）

（1）N　

（2）sp3　H2O2、N2H4（3）HNO2、HNO3　H2SO3

（4）＋1（5）SO42-　共价键和配位键　H2OH2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱

8、解析：

根据题意知，周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。

a的核外电子总数与其电子层数相同，则a为氢元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，则b为氮元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则c为氧元素；d与c同主族，则d为硫元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e为铜元素。

（1）同周期由左向右第一电离能呈递增趋势，但当元素原子的轨道呈全满、全空、半充满状态时，较稳定；同主族由上到下第一电离能逐渐减小，氮原子2p轨道为半充满状态，较稳定，则N、O、S中第一电离能最大的是N；e为铜元素，价层电子轨道示意图为

。

（2）a为氢元素，和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为氨分子，中心原子的杂化方式为sp3；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4、C2H6等。

（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3。

（4）根据O和Cu形成的离子化合物的晶胞结构判断，该化合物的化学式为Cu2O，则e离子的电荷为+1。

（5）根据题给信息知，这5种元素形成的一种1:

1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，为硫酸根；阳离子呈轴向狭长的八面体结构结合图2知，该化合物的化学式为[Cu（NH3）4（H2O）2]SO4。

则该化合物中阴离子为SO42—，阳离子中存在的化学键类型有共价键和配位键；该化合物加热时首先失去的组分是H2O，判断理由是H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱。

9.（2014年山东）

（1） 3

（2）sp3；＜（3）O、H（4）12；M3C60

9、解析：

】

（1）由图可知，甲中，1号C与相邻C形成3个C-C键，形成σ键的个数为3。

（2）图乙中，1号C形成3个C-C及1个C-O键，C原子以sp3杂化，为四面体构型，而石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2，为平面结构，则图乙中C与相邻C形成的键角＜图甲中1号C与相邻C形成的键角。

（3）水中的O电负性较强，吸引电子能力的强，易与氧化石墨烯中的O-H上的H形成氢键，氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键。

（4）M原子位于晶胞的棱上与内部，棱上有12个M，内部有8个M，其个数为12×1/4+8=12，C60分子位于顶点和面心，C60分子的个数为8×1/8+6×1/2=4，M原子和C60分子的个数比为3：

1，则该材料的化学式为M3C60。