辽宁省凌海市届高考化学一轮复习 专题二十五 物质结构与性质题组精练1.docx

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辽宁省凌海市届高考化学一轮复习辽宁省凌海市届高考化学一轮复习专题二十五专题二十五物质结构物质结构与性质题组精练与性质题组精练1专题二十五物质结构与性质1.2020全国卷,35,15分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。

2.2020江苏,21A,12分铁氮化合物（FexNy）在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。

某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

（1）Fe3+基态核外电子排布式为。

（2）丙酮（）分子中碳原子轨道的杂化类型是,1mol丙酮分子中含有键的数目为。

（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为。

（4）乙醇的沸点高于丙酮,这是因为。

（5）某FexNy的晶胞如图-1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe（x-n）CunNy。

FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图-2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为。

图-1FexNy晶胞结构示意图图-2转化过程的能量变化3.2020四川理综,8,13分M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。

M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。

请回答下列问题:

（1）R基态原子的电子排布式是,X和Y中电负性较大的是（填元素符号）。

（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是。

（3）X与M形成的XM3分子的空间构型是。

（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是（填离子符号）。

（5）在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的化学方程式是。

4.2020新课标全国卷,37,15分早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。

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Fe原子有个未成对电子,Fe3+的电子排布式为。

可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为。

（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。

乙醛中碳原子的杂化轨道类型为,1mol乙醛分子中含有的键的数目为,乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是。

Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4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）Al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Al单质的密度gcm-3（不必计算出结果）。

5.2020海南,19,20分

（1）对于钠的卤化物（NaX）和硅的卤化物（SiX4）,下列叙述正确的是（）A.SiX4难水解B.SiX4是共价化合物C.NaX易水解D.NaX的熔点一般高于SiX4

（2）碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:

C60石墨金刚石晶胞回答下列问题:

金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为。

金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为、。

C60属于晶体,石墨属于晶体。

石墨晶体中,层内CC键的键长为142pm,而金刚石中CC键的键长为154pm。

其原因是金刚石中只存在CC间的共价键,而石墨层内的CC间不仅存在共价键,还有键。

金刚石晶胞含有个碳原子。

若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率（不要求计算结果）。

6.2020山东理综,33,12分石墨烯（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图丙

（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在H2O中,则氧化石墨烯中可与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。

7.2020新课标全国,37,15分硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。

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）的分解反应来制备。

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CCCHCOSiSiSiHSiO键能/（kJmol-1）356413336226318452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。

SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是。

（6）在硅酸盐中,Si四面体（如图a所示）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原子的杂化类型为,Si与O的原子数之比为,化学式为。

8.2020新课标全国卷,37,15分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,并且A-和B+的电子数相差为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能最小的是,电负性最大的是。

（填元素符号）（3）A、B和D三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。

该化合物的化学式为;D的配位数为;列式计算该晶体的密度gcm-3。

（4）A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有;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。

（满分142分90分钟）1.2020合肥高三调研检测,18,15分某云母片岩的主要成分为KMgFe3Si4O12（OH）3,含有少量Cr元素杂质。

请回答下列问题:

（1）基态Cr原子的电子排布式为,其原子核外电子填充的能级数目为。

（2）Fe元素在元素周期表中的位置处于;化合物Fe（CO）5的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于晶体。

（3）Mg2+与苯丙氨酸根离子形成的化合物的结构如图1所示。

该化合物中,N原子的杂化方式为;C、O、N原子的第一电离能由大到小的顺序为;Mg2+的配位数为。

图1图2（4）铁单质晶胞的一种堆积方式如图2所示。

图2中Fe原子的配位数为,这种堆积方式的名称为。

晶体密度为gcm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中两个最近的Fe原子之间的距离l=cm（列出表达式即可）。

2.2020湖北八校第一次联考,35,15分A、B、C、D是四种前三周期元素,且原子序数逐渐增大,这四种元素的基态原子的未成对电子数和电子层数相等。

请回答下列问题:

（1）D元素的基态原子的价电子排布式是。

（2）A、B、C三种元素可以形成化合物A4B2C2,它是厨房调味品之一。

1molA4B2C2中含有mol键,其中B原子采用的杂化方式为。

（3）元素F的原子序数是介于B和C之间的,元素B、C、F的电负性的大小顺序是,B、C、F的第一电离能的大小顺序是（由大到小,用元素符号填空）。

（4）随着科学的发展和大型实验装置（如同步辐射和中子源）的建成,高压技术在物质研究中发挥越来越重要的作用。

高压不仅会引发物质的相变,也会导致新类型化学键的形成。

近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。

NaCl晶体在50300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体。

如图给出其中三种晶体的晶胞（大球为氯原子,小球为钠原子）,写出X、Y、Z的化学式。

X:

;Y:

;Z:

。

XYZ（5）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料。

它可用作金属的表面保护层。

磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。

合成磷化硼的化学方程式为:

BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr。

分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。

磷化硼晶体中磷原子作面心立方最密堆积,硼原子填入部分四面体空隙中。

磷化硼的晶胞示意图如图。

已知磷化硼的晶胞参数a=478pm,计算晶体中硼原子和磷原子的最小核间距（dBP）（写出计算式,不要求计算结果）。

3.2020湖北部分重点中学新高三起点考试,20,15分自然界中存在大量的金属元素,其中钠、镁、铝、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。

回答下列问题:

（1）CuSO4和Cu（NO3）2中阳离子核外电子排布式为,C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为。

（2）在硫酸铜溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子Cu（CN）42-,1molCN-中含有的键数目为。

与CN-互为等电子体的分子为（写出一种即可）。

（3）在络离子Cu（NH3）42+中NH3的VSEPR模型为,其中N原子的杂化轨道类型为。

（4）NaCl和MgO都属于离子化合物,NaCl的熔点为801.3,MgO的熔点高达2800。

造成两种晶体熔点差距的主要原因是。

（5）晶体是由无数晶胞而成。

铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。

则铁镁合金的化学式为,若该晶胞的晶胞参数为dnm,则该合金的密度为gcm-3（不必化简,用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

4.2020辽宁五校协作体联合模拟,19,10分明代宋应星所著天工开物中记载了我国古代用炉甘石（主要成分为ZnCO3）和煤冶炼锌的工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。

回答下列问题:

（1）基态Zn原子的核外电子排布式为。

（2）硫酸锌溶于氨水形成Zn（NH3）4SO4溶液。

S中中心原子的杂化轨道类型为,与它互为等电子体的阴离子的化学式为（写出一种）。

在Zn（NH3）42+中Zn2+与NH3之间形成的化学键为,提供孤电子对的成键原子是。

（3）黄铜是由铜和锌所组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为ICu=746kJmol-1,IZn=906kJmol-1,ICu”或“”“”或“=”）FeO,原因是。

（5）Fe3O4晶体中,O2-的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。

Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中,Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中,则Fe3O4晶体中,正四面体空隙数与O2-数之比为,有%的正八面体空隙没有填充阳离子。

Fe3O4晶胞中有8个图示结构单元,晶体密度为5.18gcm-3,则该晶胞参数a=pm。

（写出计算表达式）10.15分黄铜矿（CuFeS2）是炼铜的最主要矿物。

火法冶炼黄铜矿的过程中,其中一步反应是2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2。

回答下列问题:

（1）Cu+的价电子轨道排布图为;Cu2O与Cu2S比较,晶格能较大的是。

（2）新制的Cu（OH）2能够溶于过量浓碱溶液中,反应的离子方程式为。

（3）SO2中心原子的价层电子对数目为,SO2的分子构型为。

（4）将纯液态SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图所示。

此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是;该结构中SO键键长有两类,一类键长约为140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为（填图中字母）。

图图（5）CuFeS2的晶胞如图所示。

CuFeS2的晶胞中与Cu原子距离最近且相等的Fe原子有个;其晶体密度=gcm-3（列出表达式即可）。

答案答案1.

（1）A（2分）

（2）N（1分）球形（1分）K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱（2分）（3）V形（1分）sp3（1分）（4）0.315（2分）12（1分）（5）体心（2分）棱心（2分）【解析】

（1）当对金属钾或其化合物进行灼烧时,焰色反应呈紫红色,可见光的波长范围为400760nm,紫色光波长较短（钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁,但处于较高能量轨道的电子不稳定,跃迁到较低能量轨道时放出的能量较多,故放出的光的波长较短）。

（2）基态钾原子核外有4个能层:

K、L、M、N,能量依次增高,处于N层的1个电子位于s轨道,s电子云轮廓图形状为球形。

金属原子半径越小、价电子数越多,金属键越强,其熔沸点越高。

（3）中碘原子为中心原子,则其孤电子对数为（7-1-2）=2,且其形成了2个键,中心原子采取sp3杂化,为V形结构。

（4）二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半,即0.446nm0.315nm。

与钾紧邻的氧原子有12个。

（5）想象4个晶胞紧密堆积,则I处于顶角,O处于棱心,K处于体心。

2.（每空2分）

（1）Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5

（2）sp2和sp39NA（3）HCO（4）乙醇分子间存在氢键（5）Fe3CuN【解析】

（1）Fe为26号元素,Fe3+基态核外电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5。

（2）甲基上的碳原子为sp3杂化,羰基上的碳原子为sp2杂化。

单键全为键,1个双键中含有1个键和1个键,故1mol丙酮中含有9mol键。

（3）非金属性:

HCO,则电负性:

HCO。

（4）乙醇中的羟基之间可以形成分子间氢键,故沸点高于丙酮。

（5）能量越低越稳定,从图-2知,Cu替代a位置Fe型会更稳定,其晶胞中Cu位于8个顶点,N（Cu）=8=1,Fe位于面心,N（Fe）=6=3,N位于体心,N（N）=1,其化学式为Fe3CuN。

3.（除标明外,每空2分）

（1）Ne3s1（或1s22s22p63s1）Cl

（2）H2S分子间不存在氢键,H2O分子间存在氢键（3）平面三角形（4）Na+（5）K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4K2SO4+Cr2（SO4）3+3O2+7H2O（3分）【解析】由M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,可知M为氧元素;R是同周期元素中最活泼的短周期金属元素,且原子序数大于氧元素,故R为钠元素;X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,故X为硫元素,Y为氯元素;Z的基态原子4s和3d轨道半充满,故其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,故Z为铬元素。

（1）R为钠元素,其基态原子的电子排布式为Ne3s1或1s22s22p63s1;Cl比S活泼,故电负性较大的是Cl。

（2）S的氢化物为H2S,与H2S组成相似的O的氢化物为H2O,由于水分子间能够形成氢键,使H2O的沸点高于H2S的。

（3）三氧化硫中硫是sp2杂化,形成3个能量等同的sp2轨道,键角为120,故SO3分子的空间构型为平面三角形。

（4）分析Na2O的晶胞结构图,利用均摊法可知,黑球与白球的个数之比为21,故黑球代表的离子为Na+。

（5）在稀硫酸中,K2Cr2O7具有很强的氧化性,能把H2O2氧化,化学方程式为K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4K2SO4+Cr2（SO4）3+3O2+7H2O。

4.

（1）X-射线衍射（2分）

（2）4（2分）1s22s22p63s23p63d5（1分）红色（1分）（3）sp3、sp2（2分）6NA（或3.6121024）（1分）CH3COOH存在分子间氢键（1分）16（2分）（4）12（1分）（2分）【解析】

（1）区分晶体、准晶体和非晶体可运用X-射线衍射的方法。

（2）基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe（SCN）3呈红色。

（3）由乙醛的结构式（H）知,CH3、CHO上的碳原子分别为sp3、sp2杂化。

由于1个乙醛分子中含有4个CH键、1个CC键、1个CO键,共有6个键,故1mol乙醛分子中含有6NA个键。

乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键,故乙酸的沸点明显高于乙醛的。

根据均摊原理,一个晶胞中含有的氧原子数为4+6+8=8,再结合化学式Cu2O知一个晶胞中含有16个铜原子。

（4）面心立方晶胞中粒子的配位数是12。

一个铝晶胞中含有的铝原子数为8+6=4,一个晶胞的质量为27g,再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度,计算中要注意1nm=10-7cm。

5.

（1）BD（6分）

（2）同素异形体（2分）sp3（1分）sp2（1分）分子（1分）混合（1分）（1分）（1分）（或大或p-p）（1分）8（1分）（2分）=（2分）【解析】

（1）硅的卤化物易发生水解,A项错误;Si和卤原子间以共价键结合形成卤化硅,为共价化合物,B项正确;钠的卤化物中,除NaF为强碱弱酸盐,易水解外,NaCl、NaBr、NaI均为强碱强酸盐,不水解,C项错误;NaX为离子化合物,而SiX4为共价化合物,离子化合物的熔点一般高于共价化合物的,D项正确。

（2）由同一元素形成的不同单质互称为同素异形体。

金刚石为正四面体形结构,所以碳原子采用sp3杂化。

石墨烯（指单层石墨）为平面形结构,碳原子采用sp2杂化。

C60属于分子晶体。

从结构上说,石墨既具有原子晶体的特征,又具有分子晶体的特征,一般称石墨为混合晶体。

金刚石中只存在CC键间的共价键,而石墨层内的CC键间既存在共价键,又存在共价键。

金刚石晶胞中含有的碳原子数为8+6+4=8。

2r为晶胞体对角线的,体对角线的长度为a,故r=a,一个碳原子的体积为4r3/3,金刚石晶胞的体积为a3,所以碳原子在晶胞中的空间占有率为=。

6.（每空2分）

（1）3

（2）sp3CO键、SiO键SiH键,故SiH4的稳定性小于CH4的,更易生成氧化物。

（6）因硅与四个氧原子形成四个键,故硅原子为sp3杂化。

在题图a中,硅、氧原子数目之比为14,但题图b中每个硅氧四面体中有两个氧原子是与其他四面体共用的,故依据均摊原则可确定题图b中硅、氧原子数之比为13,化学式为SiO3或Si。

8.

（1）3d（2分）

（2）K（2分）F（2分）（3）K2NiF4（2分）6（1分）3.4（2分）（4）离子键、配位键（2分）FeF63-（1分）F-（1分）【解析】由元素C的价电子层中未成对电子数为4知,其不可能位于短周期,结合题意知,元素C位于第四周期,进一步可推出元素A为F,元素B为K,元素C为Fe,元素D为Ni。

（1）见答案。

（2）K原子易失去电子,第一电离能最小,F的非金属性最强,电负性最大。

（3）根据分摊法,可以求得化合物的化学式为K2NiF4,晶胞中含有2个K2NiF4分子,晶体的密度可由晶胞的质量除以晶胞的体积求得。

（4）Fe3+提供空轨道,F-提供孤对电子,两种离子间形成配位键。

1.

（1）Ar3d54s1（或1s22s22p63s23p63d54s1）7

（2）第四周期族分子（3）sp3NOC4（4）12面心立方最密堆积【解析】（3）根据题图1可知,N原子采取sp3杂化。

同一周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N原子具有半充满的2p3结构,所以其第一电离能大于O的,故第一电离能:

NOC。

Mg2+的配位数是4。

（4）题图2中铁单质晶胞属于面心立方最密堆积,铁原子的配位数是12。

运用均摊法可求出该晶胞中含有铁原子的个数是8+6=4。

设晶胞参数为acm,则有gcm-3（acm）3=4,解得a=,晶胞中两个最近的铁原子之间的距离等于晶胞面对角线长度的一半,故l=cm。

2.

（1）3s23p3

（2）7sp2、sp3（3）ONCNOC（4）NaCl3Na3ClNa2Cl（5）dBP=478pm或dBP=（a）2+（a）2=207pm【解析】有1个电子层和1个未成对电子的原子,其核外电子排布式为1s1,为H;有2个电子层和2个未成对电子的原子,其核外电子排布式为1s22s22p2、1s22s22p4,分别为C、O;有3个电子层和3个未成对电子的原子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,为P。

根据题意可知,A为H,B为C（碳）,C为O,D为P。

（2）该化合物为CH3COOH,其结构式为,1molCH3COOH中含有7mol键,CH3中碳原子杂化类型为sp3,COOH中碳原子杂化类型为sp2。

（3）F为N,C、N、O同周期,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性:

ONC。

同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N原子2p轨道为半充满的稳定结构,其第一电离能大于O的第一电离能,故第一电离能:

NOC。

（4）晶胞X中8个Na原子位于顶点,1个Na原子位于体心,该晶胞中Na原子的个数为8+1=2,12个Cl原子均位于面上,个数为12=6,X晶胞中Na原子、Cl原子个数比为26=13,故X对应晶体的化学式为NaCl3。

Y晶胞中4个Na原子位于棱上,2个Na原子位于晶胞内部,Na原子的个数为4+2=3,8个Cl原子位于顶点,Cl原子的个数为8=1,Y晶胞中Na原子、Cl原子个数比为31,故Y对应晶体的化学式为Na3Cl。

Z晶胞中4个Na原子位于棱上,2个Na原子位于面心,2个Na原子位于晶胞内部,Na原子的个数为4+2+2=4,8个Cl原子位于棱上,Cl原子的个数为8=2,Z晶胞中Na原子、Cl原子个数比为42=21,故Z对应晶体的化学式为