高考化学复习考点物质结构与性质.docx
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高考化学复习考点物质结构与性质
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考点20物质结构与性质
一、选择题
1.（2011·安徽高考·7）科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的
（如
图所示）。
已知该分子中N-N-N键角都是108.1°，下列有关
的说法正确
的是
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质既有氧化性又有还原性
D.15.2g该物质含有6.02×
个原子
【思路点拨】解答本题时应与熟悉的NH3的空间结构对比。
【精讲精析】选C。
选项
具体分析
结论
A
分子中N、O间形成的共价键为不同元素原子之间形成的共价键，属于极性键
错误
B
的分子结构与NH3相似，分子中四个N原子构成三角锥形
错误
C
该分子的中心元素N呈＋3价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性
正确
D
因为1个
分子含有10个原子，15.2g该物质，即0.1mol含有6.02×1023个原子
错误
2.（2011·安徽高考·11）中学化学中很多“规律”都有其使用范围，下列根
据有关“规律”推出的结论合理的是
A.根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大
B.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是+7
C.根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系，推出pH=6.8的溶液一定显酸性
D.根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
【思路点拨】本题考查各种“规律”，综合考查化学原理中的共性与特性。
【精讲精析】选D。
选项
具体分析
结论
A
同一同期，第一电离能呈现增大趋势，但由于p轨道处于全空、半充满或全充满时相对稳定，这使得第IIA族与第
A族、第
A族与第
A族反常，故Mg的第一电离能比Al的第一电离能要大
错误
B
F的电负性最大，没有正化合价。
错误
C
溶液的酸碱性受pH和温度共同影响。
常温下，pH<7的溶液才为酸性
错误
D
由于酸性:
H2CO3>HClO,故能发生反应:
NaClO＋CO2＋H2O====HClO+NaHCO3
正确
3.（2011·海南高考·19－I）下列分子中，属于非极性的是
A．SO2B．BeCl2C．BBr3D．COCl2
【思路点拨】首先判断出分子的构型，然后根据结构是否对称判断分子的极性。
【精讲精析】选B、C。
SO2是V形分子，其结构不高度对称，为极性分子；BeCl2的结构式为Cl－Be－Cl，是直线形分子，结构对称，为非极性分子；BBr3是平面正三角形分子，结构对称，为非极性分子；COCl2的结构式为Cl－
－Cl，其结构不高度对称，为极性分子。
二、非选择题
4.（2011·江苏高考·21）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。
请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。
若两题都做，则按A题评分。
A．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。
回答下列问题：
（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为，1molY2X2含有
键的数目为。
（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是。
（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是。
（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式是
，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为。
【思路点拨】解答本题时应根据题干提供的各元素原子结构的特点推断出相关元素，再结合相关物质的结构、性质和晶胞结构回答具体问题。
【精讲精析】根据题给信息可推知X、Y、Z、W分别为氢、碳、氮、铜四种元素。
（1）Y2X2为乙炔，乙炔含有一个碳碳三键，乙炔中的碳原子轨道的杂化类型为sp杂化,一个乙炔分子中含有3个σ键，1mol乙炔中σ键为3mol；
（2）ZX3为氨气，YX4为甲烷，氨气分子间能形成氢键，使沸点升高；
（3）Y（碳）的氧化物有CO、CO2，Z（氮）的氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，CO2与N2O互为等电子体；
（4）根据题目提供的晶胞结构，两种微粒的物质的量之比为1：
1，所以该氯化物的化学式为CuCl,CuCl与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成物中有1个W（Cu）,3个Cl，所以CuCl与HCl反应的物质的量之比为1：
2。
答案:
（1）sp杂化3NA或3×6.02×1023个
（2）NH3分子间存在氢键
（3）N2O
（4）CuClCuCl＋2HCl====H2CuCl3（或CuCl＋2HCl====H2[CuCl3]）
5.（2011·安徽高考·25）W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。
已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。
（1）X位于元素周期表中第周期第族；W的基态原子核外有______个未成对电子。
（2）X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是（写化学式）；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是（写化学式）。
（3）Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是。
（4）在25ºC、101kPa下，已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是
。
【思路点拨】本题要紧扣原子半径的周期性变化，从而确定四种元素的符号。
【精讲精析】本题综合考查元素周期表、晶体结构、元素化合物以及热化学方程式等知识。
根据题意，W的一种核素的质量数为18，中子数为10，则W为O；X和Ne原子的核外电子数相差1，且原子半径比W大，则X为Na；Y的单质是一种常见的半导体材料，不难推断Y为Si；Z的电负性在同周期主族元素中最大，且原子半径比O大，而比Na小,不难推出Z为Cl。
答案:
6.（2011·福建高考·30）[化学—物质结构与性质]
氮元素可以形成多种化合物。
回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是__________________。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_________________。
（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是____________________。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的
键有___________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。
N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在（填标号）
a.离子键b.共价键c.配位键d.范德华力
（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________________（填标号）。
a.CF4b.CH4c.NH4+d.H2O
【思路点拨】解答本题要明确如下三点：
（1）肼与氨气的结构相似；
（2）氢键的形成条件和存在；
（3）结构式的书写方法及σ键和π键个数的判断方法。
【精讲精析】
（1）氮原子的最外层有5个电子，其价电子排布式为2s22p3。
（3）①NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3不等性杂化，其分子的空间构型为三角锥形；氨基（－NH2）中氮原子的杂化方式也为sp3不等性杂化，其分子的空间构型为V形。
N2H4的结构为H2N－NH2，相当于2个氨基，所以氮原子的杂化方式也为sp3不等性杂化。
②1个N2H4分子含有4个N－H键，有4molN－H键断裂同时生成1.5molN2，N2的结构式为N≡N，含1个σ键和2个π键，所以会形成3molπ键；
③N2H6SO4和（NH4）2SO4都是离子晶体，N2H62+和SO42－之间存在离子键，N2H62+中N和H之间形成6个键（其中2个配位键），N和N之间形成共价键，SO42－中S和O之间形成共价键，不含范德华力。
（4）H原子连接电负性大、半径小、有孤电子对的N、O、F原子时，能够形成氢键，所以CF4和CH4不能形成氢键，由图2可知，4个氮原子处于正四面体的顶点形成4个氢键，需要4个氢原子，所以NH4+能够被该有机化合物识别。
答案:
（1）2s22p3
（2）N＞O＞C
（3）①三角锥形sp3②3③d（4）c
7.（2011·海南高考·19－II）铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。
请回答以下问题：
（1）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为__________________；
（2）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是______________；
（3）SO42－的立体构型是_______，其中S原子的杂化轨道类型是_____________；
（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是________；
（5）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。
若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为__________。
【精讲精析】
（1）金属铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。
（2）白色的CuSO4粉末与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体，该反应常用于检验微量水的存在。
（3）根据价层电子对互斥理论可以判断，SO42－的价层电子对数n＝
＝4，所以中心硫原子采取sp3杂化，立体构型为正四面体形。
（4）铜的价电子构型为3d104s1，最外层只有1个电子，最外层电子排布式为4s1，所以与Cu同族的第六周期的Au原子最外层电子排布式为6s1。
立方最密堆积的结构中，顶点有8个Au原子，顶点上的原子为8个晶胞共用，完全属于该晶胞的有8×
＝1（个），6个面的中心共有6个Cu原子，面上的原子被2个晶胞共用，完全属于该晶胞的有6×
＝3（个），所以Cu原子与Au原子数量之比为3∶1。
金属和合金属于金属晶体，微粒间的作用力为金属键。
（5）氟化钙的晶胞如图所示，在立方体里面有8个F－，每个F－恰好处于4个Ca2+围成四面体的中间。
若把该铜合金中的Cu原子和Au原子等同看待，则Cu原子和Au原子相当于CaF2中的Ca2+所储H原子相当于F—，故其化学式为Cu3AuH8。
答案:
（1）Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O
（2）白色CuSO4粉末和水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体
（3）正四面体形sp3杂化（4）6s13∶1金属键（5）Cu3AuH8
8.（2011·山东高考·32）【化学-物质结构与性质】
氧是地壳中含量最多的元素。
（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为个。
（2）H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为。
（3）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用杂化。
H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为。
（4）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag
cm-3,
表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为cm3。
【思路点拨】注意氢键也是一种分子间作用力。
【精讲精析】
（1）氧元素为8号元素，核外电子排布为1s22s22p4。
p能级上有三个轨道4个电子，依据洪特规则，电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，因此有两个未成对的电子。
（2）O-H键＞氢键＞分子间的范德华力。
O-H键为化学键，化学键的键能一般大于氢键，氢键大于分子间的范德华力。
可以形成分子间氢键，
则形成分子内氢键，分子间氢键导致分子间作用力增强。
（3）H3O+中O原子为sp3杂化。
因为孤电子对和孤电子对的排斥力大于孤电子对和成键电子的排斥力，水分子中有两对孤电子对，排斥力较大，水合氢离子中只有一对孤对电子对，排斥力较小，所以H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大。
（4）因为CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构。
所以一个晶胞中有四个钙离子和四个氧离子，根据M（CaO）=56g/mol，则一个CaO的质量m（CaO）=56/NAg。
V（CaO晶胞）=质量/密度=4×m（CaO）/ag·cm-3=224/aNAcm3
答案：
（1）2
（2）O-H键、氢键、范德华力
形成分子间氢键，而
形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增强
（3）sp3H2O中O原子有两对孤电子对，排斥力较大，H3O+中O原子只有一对孤电子对，排斥力较小
（4）224/aNA.
9.（2011·新课标全国卷·37）[化学——选修3：
物质结构与性质]氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。
以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示：
请回答下列问题：
（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_________、__________；
（2）基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；
（3）在BF3分子中，F-B-F的键角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体结构为_______；
（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；
（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）。
【思路点拨】解答本题时应注意化合物中电负性强的元素显负价；一个晶胞中所含元素原子个数的计算应注意其在晶胞中的位置，另外，摩尔质量是1摩尔物质（也即NA个微粒）所具有的质量而不是一个微粒的质量。
【精讲精析】
（1）由B2O3制备BF3、BN的化学反应都是非氧化还原反应，写出主要的反应物、生成物再配平即可。
（2）B原子的核外电子为5个，电子排布式为1s22s22p1;N电负性比B强，BN中B显正价，为+3价。
（3）BF3分子构型为平面正三角形，B原子的杂化轨道类型为sp2杂化，F-B-F的键角是120°，BF4-为正四面体。
（4）六方氮化硼晶体与石墨结构相似，则晶体类型为原子晶体，原子晶体层内原子之间的化学键为共价键，层间作用力为分子间作用力。
（5）氮化硼晶胞结构如图：
。
氮原子位于顶点和面心，共有8×1/8+6×1/2=4个；硼原子在晶胞内有4个；晶胞体积为（361.5×10-10）3cm3，晶胞质量为
，则密度为
。
答案：
（1）B2O3＋3CaF2＋3H2SO4
2BF3↑＋3CaSO4＋3H2O
B2O3＋2NH3
2BN＋3H2O
（2）1s22s22p1N+3（3）120°sp2
正四面体
（4）共价键（极性共价键）分子间作用力
（5）44
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