新坐标高考化学二轮复习 第2部分 能力提升篇 题型5 物.docx

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新坐标高考化学二轮复习第2部分能力提升篇题型5物

题型5　物质结构与性质的综合试题解题策略（选考）

角度1　以常见元素组成的物质为载体考查物质结构与性质的综合试题

[题型解读]　以常见元素及组成的物质为载体直接考查原子、分子、晶体的结构与性质是高考试题中常见的热点题型。

此类试题难度不大，属于中档难度试题，考生易得分。

近几年高考命题角度主要有：

①核外电子，价电子（或外围电子）排布式和排布图的书写；②成对电子或未成对电子的数目判断；③元素性质（半径、电离能、电负性）的判断与比较；④分子的立体构型和中心原子的杂化类型判断；⑤分子的性质（极性、溶解性、酸性）；⑥配合物；⑦晶胞结构及其微观计算；⑧晶体熔点比较等。

　（15分）（2015·试题调研）铜、银、金与社会生活联系密切，请回答下列相关问题。

（1）在元素周期表中，铜、银、金元素位于同一族，它们基态原子的价层电子排布式中各能级上的电子数相等，能层数依次增大，其通式为________（用n表示核外电子层数）；铜元素所在周期中，基态原子未成对电子数最多的原子M的价层电子轨道示意图为________。

（2）银氨溶液可以检验醛基。

例如CH3CHO＋2Ag（NH3）2OH

CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。

①a个CH3CHO分子中π键的数目为________，碳原子轨道杂化类型为________。

②CH3CH2OH、CH3CHO的沸点分别为78.5℃、20.8℃，它们的相对分子质量相差2，而沸点却相差较大，其主要原因是___________________________。

③在H、C、N、O中，第一电离能最大的元素和电负性最大的元素组成的化合物的化学式为________________（填一种即可），CH4、NH3、H2O分子的键角依次减小，原因是___________________________________________。

（3）金不溶于硝酸，但溶于“王水”，发生如下反应：

Au＋4HCl＋HNO3===H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O，金溶于王水的主要原因是形成了[AuCl4]－，提高了金的活泼性。

在[AuCl4]－中配位键的数目为________，写出该配离子的结构式：

______________________________________________________。

（4）金、银的一种合金具有较强的储氢能力。

该合金的晶胞为面心立方结构，银原子位于面心，金原子位于顶点。

若该晶胞边长为acm，则晶胞的密度为________g·cm－3。

（5）研究发现，金属阳离子在水溶液中的颜色与该金属阳离子d能级上的未成对电子数有关，已知溶液中Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋分别呈蓝色、棕黄色、浅绿色而Cu＋呈无色，请解释该现象：

______________________________________。

Cu（OH）2难溶于氢氧化钠溶液，但是易溶于浓氨水，用离子方程式表示其主要原因：

____________________________________________________________

_________________________________________________________________。

【信息提取】　

（1）Cu、Ag、Au位于同一族、各能级电子数相等⇒价电子通式（n－1）d10ns1。

（2）①CH3CHO的结构式

⇒1个π键，杂化类型有sp3、sp2；②沸点相差很大，相对分子质量相差较小⇒氢键作用；③CH4、NH3、H2O的孤电子对数为0、1、2⇒键角减小。

（4）晶胞特点⇒每个晶胞含有3个Ag1个Au。

【标准答案】　

（1）（n－1）d10ns1　

（2）①a　sp3、sp2（3分）

②CH3CH2OH分子间存在氢键（1分）　③N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5（任写一种）（1分）　CH4、NH3、H2O分子中C、N、O的孤电子对数依次为0、1、2，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小（1分）

（3）4　

（2分）　（4）

（2分）

（5）Cu＋d能级上的未成对电子数为0（1分）　Cu（OH）2＋4NH3·H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O（2分）

【评分细则】　

（1）写成3d104s1或nd10（n＋1）s1均不给分，不注能级符号不给分。

（2）①杂化类型少一或错一均扣1分；②无“分子间”字样的不给分；③写错不给分，不从“孤电子对的斥力”解释的不给分。

（3）写“

”或漏掉电荷数均不给分。

（4）写“

”也给分。

（5）写成化学方程式或拆写错误或不配平均不给分。

1．审题忠告　

（1）要审清填写什么化学用语。

（2）在有机物中碳原子的杂化类型判断时要审清有机物的结构中碳原子的成键情况。

（3）对分子的沸点判断时要审清是否形成分子间氢键。

（4）在进行晶胞计算时要审清晶胞边长的单位和晶胞中包含的粒子数目。

2．答题忠告

（1）答化学用语时要填准什么化学用语，避免出现答非所问。

（2）有机物中碳原子的杂化类型要填全。

（3）中心原子杂化类型相同的分子的键角取决于孤电子对数和中心原子的半径大小。

（4）晶胞微观计算时要注意晶胞结构和物理量单位。

（5）对配位键（→）的箭头指向中心原子。

1．氮元素的化合物在生活、生产中有广泛应用，请回答下列与氮元素有关的问题。

（1）蛋白质水解的最终产物是氨基酸，最简单的氨基酸是甘氨酸，其结构简式为H2NCH2COOH。

甘氨酸分子中σ键和π键的数目之比为________；氨基酸能和盐酸反应，形成配位键，其中提供孤电子对的原子是________。

（2）氮化铝具有耐高温、耐磨等特性，广泛用于电子工业。

工业制备AlN的方法是Al2O3＋3C＋N2高温,2AlN＋3CO。

①N2和CO互为等电子体，CO的结构式为__________________________。

②氮化铝的晶体类型是________________________。

③氮化铝的晶胞如图所示，在氮化铝晶胞中，氮的配位数为________。

（3）氮化镓（GaN）是一种新型半导体材料。

基态镓（Ga）原子的核外电子排布式为________；基态氮原子核外未成对电子数为________。

（4）黑火药的成分之一是KNO3，工业盐的主要成分是NaNO2。

NO

中氮原子的杂化类型是________；NO

的空间构型为________。

【解析】　

（1）H2NCH2COOH分子中，含有8个单键、1个双键，单键都是σ键，1个双键含1个σ键和1个π键；氨基酸中的氨基与盐酸中的氢离子形成配位键，其中氨基中的氮原子提供孤电子对，氢离子提供空轨道。

（2）①N2与CO互为等电子体，它们的结构相似，C、O之间形成3对共用电子对。

②氮化铝耐高温、耐磨，说明它的熔点很高、硬度很大，属于原子晶体。

③从图示看，铝原子的配位数为4，氮原子的配位数与铝原子的配位数相同。

（3）镓原子的原子序

数是31，基态镓原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1；基态氮原子的2p能级上只有3个电子，未成对电子数为3。

（4）NO

中氮原子的价层电子对数为3，孤电子对数为1，氮原子发生sp2杂化；NO

中氮原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，氮原子发生sp2杂化，它的空间构型为平面三角形。

【答案】　

（1）9∶1　N（氮原子）　

（2）①C≡O　②原子晶体　③4　（3）1s22s22p63s23p63d104s24p1　3　（4）sp2　平面三角形

角度2　以元素推断为前提背景的物质结构与性质的综合试题

[题型解读]　以元素推断为前提背景的物质结构与性质的试题也是高考命题的重要题型。

此类试题特点是先根据物质结构、物质性质进行物质推断，然后回答有关问题，试题难度较大，综合性较强，思维量较大，对考生的能力要求较高。

近几年的高考命题角度：

①从原子的核外电子排布规律推元素；②从元素性质推结构；③原子核外电子排布的表示法；④元素的主要性质；⑤分子结构与性质；⑥晶体结构与性质；⑦杂化类型判断；⑧晶胞计算。

　（15分）（2015·济南二模）W、X、Y、Z（W、X、Y、Z分别代表元素符号）均为元素周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大，其中W、X、Y为短周期元素，它们的单质在通常状况下均为无色气体。

X元素的基态原子在同周期元素基态原子中含有的未成对电子数最多，Y元素的基态原子中s能级上的电子数等于p能级上的电子数，Z为金属元素，其基态原子是具有4s1结构的基态原子中质子数最多的原子，试回答下列各题：

（1）写出X的基态原子的价电子排布式_______________________________；

（2）比较X、Y两元素基态原子的第一电离能大小：

X________Y（填“＞”、“＜”或“＝”），理由是______________________________________________

___________________________________________________________；

（3）W、X两元素能形成一种常见气体M，每个M分子中含有10个电子，M分子中心原子的杂化方式为_________________________________________；

W、X两种元素还能形成一种常见阳离子N，每个N中也含有10个电子，但在N与M中所含化学键的键角大小不同，其原因是___________________________________________________________________；

（4）Z2＋可与M分子在水溶液中形成[Z（M）4]2＋，其中M分子和Z2＋通过________结合；

（5）单质Z的晶胞结构如右图所示，则每个晶胞中含有Z原子的个数为________。

【信息提取】　

（1）X单质为气体，X原子在同周期未成对电子数最多⇒X为N。

（2）Y单质为气体，Y原子的s能级上的电子数与p能级上的电子数相等⇒Y为O。

（3）Z为金属，4s1结构中质子数最多⇒Z为3d104s1⇒Z为Cu。

【标准答案】　

（1）2s22p3（2分）

（2）＞（2分）　X为N,2p轨道为半充满，稳定，难失去一个电子（2分）

（3）sp3杂化（2分）　M分子中中心原子有一对孤电子对，对成键电子对的斥力大，键角小（2分）

（4）配位键（2分）　（5）4（3分）

【评分细则】　

（1）写“1s22s22p3”或“[He]2s22p3”或“2p3”均不给分；

（2）填“大于”不给分，只答“2p轨道为半充满”给1分；

（3）要点不全，酌情扣分；

（4）（5）填其他答案均不给分。

1．审题忠告　

元素推断试题审题的一般思路和解题关键：

2．答题忠告

（1）答准化学用语。

（2）注意第一电离能在同周期中ⅡA、ⅤA族的反常。

（3）中心金属原子或离子与含有孤电子对的粒子易形成配位键。

（4）对晶胞中粒子数的计算要注意粒子的位置和对该晶胞的贡献比。

2．已知U、V、W、X、Y、Z均为短周期主族元素，部分原子半径与原子序数的关系如图所示。

已知Y、Z两种元素的单质是空气的主要成分；W原子的最外层电子数与氖原子的最外层电子数相差1；V与Z基态原子的价层电子排布式相同。

在短周期中U的第一电离能最小。

X、Y、Z能组成一种常见的化肥，也是炸药，该化合物中含有离子键和共价键。

请回答下列问题：

（1）上述六种元素中，电负性最大的是________（填元素符号）；Y、Z、V中第一电离能最大的是________（填元素符号）。

（2）上述元素的基态原子中，未成对电子数最多的原子的电子排布式为__________________________________________________________________。

（3）X分别与V、W、Y、Z组成的常见的化合物中，沸点最高的化合物的电子式为____________________________________________________________。

（4）YX3分子能与多数过渡金属离子如Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等形成配离子，其中提供孤电子对的原子在周期表中的位置是________________________________

________________________________________。

（5）VZ

的中心原子的轨道杂化类型是________；Y

、Y2Z都和二氧化碳分子互为等电子体，Y

的立体构型是________________。

（6）UW晶胞与UX晶胞相同，在UX晶胞中X－周围紧密相邻的X－数为a，配位数为b，则a与b之比等于________。

【解析】　依题意，短周期中钠的第一电离能最小，则U为钠；根据原子半径与原子序数的关系，以及X、Y、Z能组成氮肥和炸药知，X为氢、Y为氮、Z为氧。

V与Z同主族，则V为硫。

氖原子最外层有8个电子，则W原子最外层电子数为7，根据W的原子半径大于氮的，则W为氯，因为氟的原子半径小于氮的。

（1）在题述六种元素中，电负性最大的是氧；在氮、氧、硫中，第一电离能大小顺序为N＞O＞S。

（2）钠、氯、氢原子基态原子中只有1个未成对电子，氧、硫原子基态原子中有2个未成对电子。

氮原子基态原子中有3个未成对电子，氮原子的电子排布式为1s22s22p3。

（3）在硫化氢、氯化氢、水、过氧化氢、氨中，过氧化氢的沸点最高。

（4）NH3中氮原子有孤电子对，提供孤电子对形成配位键。

（5）SO

中硫原子价层电子对数为4，发生sp3杂化。

N

、N2O都是直线形。

（6）氯化钠晶胞为立方晶胞，则氢化钠晶胞中配位数也为6，氢离子与12个氢离子紧密相邻，则a∶b＝12∶6＝2。

【答案】　

（1）O　N　

（2）1s22s22p3　（3）

（4）第2周期ⅤA族　（5）sp3杂化　直线形　（6）2

题型强化练（五）

（建议用时：

45分钟）

1．下表为长式周期表的一部分，其中的字母X、Y、Z、W、M、R分别代表对应的6种元素。

请回答下列问题：

（1）在上述6种元素中，原子半径在短周期主族元素中最大的是________，电负性最强的是________，基态原子核外有三个未成对电子的是________（填字母对应的元素符号）。

（2）R2＋基态时的电子排布式为________________________________。

（3）元素X、Y、M的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）__________________。

（4）MY

的空间构型为________，中心原子M的杂化方式为________，写出一个和该离子互为等电子体的微粒的化学式________。

（5）X的氢化物由液态变为气态所需克服的微粒间的作用力是________。

（6）Z、W、R形成某种化合物的晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为________。

若该晶胞的棱长为apm，则该晶体的密度为________g/cm3（用含a的代数式表示）。

【解析】　X、Y、Z、W、M、R分别为N、O、F、Na、S、Ni。

【答案】　

（1）Na　F　N

（2）1s22s22p63s23p63d8（或[Ar]3d8）　（3）N＞O＞S

（4）三角锥形　sp3　ClO

（或NF3、NCl3、PCl3等）

（5）范德华力和氢键

（6）NaNiF3　

2．（2015·临沂二模）X、Y、Z为前四周期元素，且原子序数依次增大。

X与氢元素可形成：

H2X、H2X2两种化合物，且在常温下均为液态；Y基态原子的M层电子数是K层的3倍；Z2＋的3d轨道中有10个电子。

请回答下列问题：

（1）X所在周期中第一电离能最大的主族元素是____________________________________________________________________

（填元素符号）；H2X2分子中X原子的杂化方式是________。

（2）Y与X可形成YX

。

①YX

的立体构型是________。

②写出一种与YX

互为等电子体分子的化学式____________________________________________________________________。

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

（4）Y与Z形成化合物晶体的晶胞如图所示。

已知该晶体的密度为ag·cm－3，则该晶胞的体积为________cm3（NA表示阿伏加德罗常数的值）。

【解析】　由题意知，X、Y、Z分别为O、S、Zn。

（1）X为O在第二周期，F为第一电离能最大的主族元素，H2O2的结构式为H—O—O—H，O采取sp3杂化。

（2）YX

为SO

，价层电子对数为4＋

（6＋2－4×2）＝4，为正四面体形；与SO

等电子体的分子有CCl4、SiF4等。

（3）σ键数目为（3×4＋4）NA。

（4）a＝

，V＝

。

【答案】　

（1）F　sp3　

（2）正四面体形　CCl4（或SiF4等）　（3）16NA　（4）

3．（2015·湖南十三校联考）

（1）主族元素A的简单阳离子不与任何原子具有相同的核外电子排布。

元素B与氮元素同周期，B的原子序数大于氮，而第一电离能比氮的小。

A与B能形成两种化合物A2B2和A2B，其中B的杂化方式分别为________、________。

A2B、NH3、SiH4的键角由大到小依次为________________（填化学式）。

A2B由液态形成晶体时密度减小，主要原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（2）新型无机材料在许多领域被广泛应用。

陶瓷发动机的材料选用氮化硅，它硬度大、化学稳定性强，是很好的高温陶瓷材料。

除氢氟酸外，氮化硅不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强。

氮化硅的晶体类型是________，氮化硅与氢氟酸反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）MgCO3和CaCO3都为离子晶体，热分解的温度分别为402℃和900℃，请根据结构与性质的关系说明它们热分解温度不同的原因：

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（4）砷化镓广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等尖端技术中。

镓的基态原子价电子排布式为________，砷化镓的晶胞结构与金刚石相似，其晶胞边长为apm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为________g（用NA表示阿伏加德罗常数）。

【解析】　

（1）由题意知A为H，B为O，H2O2和H2O中O的杂化方式均为sp3杂化；H2O、NH3和SiH4中心原子的杂化方式均为sp3杂化，但含有的孤电子对数目不同，数目分别为2、1、0，所以键角大小顺序为SiH4＞NH3＞H2O。

（2）由题中所给氮化硅的性质和用途知其为原子晶体。

（3）两种物质分解均生成金属氧化物，均为离子化合物，比较其稳定性即可知碳酸镁和碳酸钙分解温度不同的原因。

（4）镓为31号元素，基态原子价电子排布式为4s24p1；砷化镓的晶胞结构与金刚石相似，所以1个晶胞中含有4个GaAs，所以每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为

＝

g。

【答案】　

（1）sp3　sp3　SiH4＞NH3＞H2O　形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小

（2）原子晶体　Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑

（3）Mg2＋半径小于Ca2＋半径，故MgO晶格能大于CaO晶格能，所以Mg2＋比Ca2＋更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为CO2

（4）4s24p1　

4．（2015·东北三省四市联考）元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，使其构成了一个完整的体系。

（1）第二周期元素碳、氮、氧的电负性从大到小顺序为________（用元素符号表示）。

（2）第四周期元素砷、硒、溴的第一电离能从大到小顺序为________（用元素符号表示）。

（3）ⅢA族元素原子具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H3BO3）在水溶液中能与水反应生成[B（OH）4]－而体现一元弱酸的性质。

①[B（OH）4]－中B的原子杂化类型为________；

②不考虑空间构型，[B（OH）4]－的结构可用示意图表示为________。

（4）过渡区元素铜的离子是人体内多种酶的辅因子。

某化合物Y与Cu（Ⅰ）（Ⅰ表示化合价为＋1）结合形成图甲所示的离子：

①写出Cu（Ⅰ）的电子排布式：

_______________________________________；②该离子中含有化学键的类型有________（填字母）。

A．极性键　　　　　　　B．离子键

C．非极性键D．配位键

③向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫，生成白色沉淀M，M的晶胞结构如图乙所示。

写出该反应的离子方程式：

_______________________________。

若M晶体的密度为ag/cm3，NA表示阿伏加德罗常数，则晶胞的体积是________cm3。

【解析】　

（1）第二周期元素中，从左到右电负性依次增强。

（2）非金属性越强，第一电离能也越大，由于As价电子排布式为4s24p3，p轨道为半满结构，较稳定，故其第一电离能介于Br、Se之间。

（3）①[B（OH）4]－中B的价层电子对＝4＋

（3＋1－4×1）＝4，所以采取sp3杂化。

②B原子是缺电子原子，所以该离子中还含有配位键。

（4）①Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去一个电子后生成Cu＋，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。

②该离子中，碳原子和碳原子之间都存在非极性键，碳原子和氮原子之间、氮原子和氢原子之间、碳原子和氢原子之间都存在极性键，铜原子和氮原子间存在配位键，故选ACD。

③根据晶胞结构知，白色小球个数＝8×

＋6×

＝4，黑色小球个数＝4，所以该化合物的化学式为CuCl，二氧化硫有还原性，铜离子有氧化性，所以二氧化硫和氯化铜发生氧化还原反应生成氯化亚铜和硫酸；该晶胞含有4个CuCl，若M晶体的密度为ag/cm3，NA表示阿伏加德罗常数，则晶胞的体积是

＝

。

【答案】　

（1）O＞N＞C

（2）Br＞As＞Se

（4）①1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）

②ACD

③2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋SO

＋4H＋　4×99.5/aNA

5．铜、镓（Ga