届高考化学二轮复习真题精选训练三年模拟 专题25 物质结构与性质doc.docx

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届高考化学二轮复习真题精选训练三年模拟专题25物质结构与性质doc

A组　专项基础训练

非选择题

1．（2015·衡水质检）已知A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大。

A在所有元素中原子半径最小；B原子核外电子有6种不同运动状态；D与C、E均相邻；A、D、E三种元素的原子序数之和为25；E2－和F＋有相同的核外电子排布；G的质子数是25。

请回答下列问题：

（1）写出元素G的基态原子外围电子排布式________；B、C、D三种元素分别形成的最简单氢化物的沸点最高的是________（用化学式表示）。

（2）由上述元素中的两种元素组成的一种阴离子与D的一种同素异形体分子互为等电子体，该阴离子化学式为________。

（3）由上述元素组成的属于非极性分子且VSEPR为直线形的微粒的电子式________（任写一种）。

（4）M是由4个C原子组成的一种不稳定的多原子单质分子，M分子中C原子杂化方式为sp3杂化，M分子的立体构型为________。

（5）某一次性电池的比能量和可储存时间均比普通干电池优良，适用于大电流和连续放电，是民用电池的升级换代产品之一，它的负极材料是Zn，正极材料是G的一种常见氧化物，电解质是KOH。

该电池的正极反应式为______________。

（6）由上述元素中电负性最大的元素和第一电离能最小的元素形成的某化合物N的晶胞如右图所示。

化合物N与氧化钙相比，晶格能较小的是______（填化学式）。

已知该化合物的晶胞边长为apm，则该化合物的密度为________g·cm－3（只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为NA，1pm＝10－10cm）。

解析　A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大。

A在所有元素中原子半径最小，则A为H元素；B原子核外电子有6种不同运动状态，则B为C元素；E2－可能为O2－或S2－元素，A、D、E三种元素的原子序数之和为25，D和E的原子序数为24，根据原子序数的大小关系，则E为S元素，D为O元素，则C为N元素，E2－和F＋有相同的核外电子排布，则F为K元素，G的质子数是25，G为Mn元素。

（1）根据构造原理，Mn的基态原子外围电子排布式为3d54s2；B、C、D三种元素分别形成的最简单的氢化物为：

CH4、NH3、H2O，水在常温下为液态，CH4和NH3为气态，则H2O的沸点最高。

（2）O2与O3互为同素异形体，根据微粒中原子个数相同，价电子总数相同互为等电子体，可知O3与NO

互为等电子体。

（3）在上述元素的原子中能形成非极性分子且为直线形的有CO2和HC≡CH，它们的电子式分别为

和H∶C⋮⋮C∶H。

（4）由4个N原子组成的不稳定单质分子为N4，由于N原子的杂化方式为sp3杂化，则M分子的立体构型是正四面体结构。

（5）该一次性电池负极材料是Zn，正极材料是MnO2，电解质为KOH，该电极的正极电极反应式为：

MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。

（6）上述元素中电负性最大的是O元素和第一电离能最小的K元素形成化合物N为K2O，由于r（K＋）＞r（Ca2＋），故其晶格能小于CaO。

由晶胞结构和均摊法知，每个晶胞中相当于含有4个K2O，则有：

4×Mr（K2O）＝NA·（a×10－10）3·ρ，该化合物的密度为：

ρ＝

g·cm－3。

答案　

（1）3d54s2　H2O

（2）NO

　（3）

（或H∶C⋮⋮C∶H）

（4）正四面体

（5）MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－

（6）K2O　

2．（2015·大连高三质检）下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表所对应的元素。

请回答下列问题：

（1）⑨号元素的基态原子的价电子排布式是________，与其同周期，且基态原子的核外未成对电子数最多的元素是_______________________________（写出元素符号），②号元素基态原子的电子排布图为________。

（2）①号与③号元素形成的含有18电子的物质为________（写出名称），②号与③号元素形成的，能造成温室效应的物质的立体构型为________。

②、④、⑧三种元素的原子形成的晶体，其晶胞的结构特点如图所示，则该化合物的化学式为________（用对应的元素符号表示），常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是__________________________________________________________

__________________________________________________________________。

（3）①、②两种元素能形成多种平面形分子，其中有一种相对分子质量最小，有关该分子的说法中正确的是________。

a．该分子属于含有极性键的非极性分子

b．该分子含有4个σ键和1个π键

c．该分子中的②号原子采取sp2杂化

d．该物质易溶于水，并能和水反应得到酒精

（4）某元素的价电子排布式为nsnnpn＋1，该元素可与元素①形成含有10个电子的分子X，将过量的X通入盛有硫酸铜溶液的试管里，产生的现象为__________________________________________________________________。

（5）若元素⑤与Fe元素形成的某种晶体如图所示。

若晶胞的边长为anm，则合金的密度为________g·cm－3。

解析　

（1）从题中的各元素在元素周期表中的相对位置，可知⑨号元素为铜元素，其基态原子的价电子排布式为3d104s1；与其同周期，且基态原子的核外未成对电子数最多的元素的电子排布式为[Ar]3d54s1，是铬元素；②号元素为碳元素，其基态原子的电子排布图为

。

（2）①号元素氢与③号元素氧形成的含有18电子的物质为H2O2，②号元素碳与③号元素氧形成的能造成温室效应的物质二氧化碳的空间构型为直线形；根据晶胞的结构利用均摊法判断，1个晶胞中含有1个碳原子，镁原子为8×1/8＝1个，镍原子6×1/2＝3个，故由C、Mg、Ni三种元素的原子构成的晶体的化学式为MgNi3C或Ni3MgC；常温下丙烯为气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇常温下却呈液态，出现这种现象的原因是甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力。

（3）C、H两种元素能形成多种平面形分子，其中相对分子质量最小的为乙烯。

a项，该分子中碳氢键为极性键，分子结构对称，属于含有极性键的非极性分子，正确；b项，该分子含有4个碳氢键和1个碳碳双键，共有5个σ键和1个π键，错误；c项，该分子为平面形，碳原子采取sp2杂化，正确；d项，该物质难溶于水，错误；故选ac。

（4）某元素的价电子排布式为nsnnpn＋1，该元素为氮元素，可与元素氢形成含有10个电子的氨气分子，将过量的氨气通入盛有硫酸铜溶液的试管中，先发生复分解反应生成Cu（OH）2沉淀，后发生络合反应生成[Cu（NH3）4]SO4，产生的现象为：

先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，溶液变成深蓝色。

（5）根据晶胞的结构先确定1个晶胞中含有各原子的个数，进一步确定其化学式，结合密度的定义及相关数学知识进行计算，得合金的密度为0.92/a3或5.56×1023/（a3NA）。

答案　

（1）3d104s1　Cr

（2）过氧化氢　直线形　MgNi3C（或Ni3MgC）

甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力

（3）ac

（4）先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，溶液变成深蓝色

（5）0.92/a3或5.56×1023/（a3NA）

3．（2014·安徽蚌埠期中）A、B、C、D、E、F是周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：

元素

相关信息

A

周期表中原子半径最小的元素

B

元素的原子价电子排布为nsnnpn

C

基态原子L层电子数是K层电子数的3倍

D

第三周期中第一电离能最小的元素

E

地壳中含量最多的金属元素

F

有多种化合价，其某种高价阳离子的价电子具有较稳定的半充满结构

（1）F位于元素周期表中位置是________，其基态原子核外价电子排布式为________。

（2）B的电负性比C的________（填“大”或“小”）；B2A2分子中σ键与π键个数之比为________。

（3）写出E的单质与D的最高价氧化物的水化物溶液反应的化学方程式：

_________________________________________________________________。

（4）已知每5.4gE可与F的低价氧化物反应，放出346.2kJ的热量。

请写出该反应的热化学方程式：

_______________________________________________。

解析　由题意可知A为氢元素，B为碳元素，C为氧元素，D为钠元素，E为铝元素，F为铁元素。

答案　

（1）第四周期Ⅷ族　3d64s2

（2）小　3∶2

（3）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

（4）2Al（s）＋3FeO（s）===3Fe（s）＋Al2O3（s）

ΔH＝－3462kJ/mol

4．（2013·江苏南京一模）2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中）的化学反应。

（1）固氮酶有铁蛋白和钒铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3，还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯，下列说法正确的有________（不定项选择）。

a．C2H2、C2H4都是非极性分子

b．碳负离子CH

呈三角锥形

c．NO＋电子式为[∶N⋮⋮O∶]＋

d．NH3沸点比N2高，主要是因为前者是极性分子

（2）钒可合成电池电极，也可人工合成二价钒（V）固氮酶（结构如图）

①V2＋基态时核外电子排布式为______________________________________。

②钒固氮酶中钒的配位原子有________（写元素符号）。

③熔融空气电池钒硼晶体晶胞结构如图所示，该晶胞中含有钒原子数目为________。

（3）烟酰胺（结构简式如图）可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有________，1mol该分子中含σ键的数目为___________________________________________________________。

解析　

（1）乙烯、乙炔均为非极性分子，a正确；碳负离子CH

与NH3互为等电子体，故CH

呈三角锥形，b正确；NO＋与N2互为等电子体，故NO＋的电子式为[∶N⋮⋮O∶]＋，c正确；氨气的沸点比氮气高的主要原因是氨气分子间存在氢键，d错误。

（2）①V的原子序数为23，V2＋基态时核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。

②根据钒固氮酶的结构示意图可知钒固氮酶中钒的配位原子有S和N两种。

③根据钒硼晶体晶胞中钒原子所处的位置和分摊法计算，该晶胞中含有的钒原子数目为：

8×

＋8×

＋2×

＝4。

（3）根据烟酰胺的结构简式可知其分子中氮原子的杂化轨道类型有两种，分别为sp2和sp3杂化。

根据分子结构以及单键、双键所含σ键的规律可知。

1mol该分子中含15molσ键。

答案　

（1）abc

（2）①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3　②S、N　③4

（3）sp2、sp3　15NA（或15×6.02×1023）

B组　专项能力训练

非选择题

1．（2015·潍坊质检）短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外层电子排布式为ms1，B元素的原子价电子排布式为ns2np2，C元素位于第二周期且原子中p能级与所有s能级电子总数相等，D元素原子的L层的p能级中有3个未成对电子。

（1）C元素原子基态时的价电子排布式为________，若A元素为非金属元素，A与C形成的化合物中的共价键属于________键（填“σ”或“π”）。

（2）当n＝2时，B的最简单气态氢化物的分子构型为________，中心原子的杂化方式为________，BC2属于________分子（填“极性”或“非极性”），当n＝3时，B与C形成的晶体属于________晶体。

（3）若A元素的原子最外层电子排布式为2s1，B元素的原子价电子排布式为3s23p2，A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________________________________________________________________（填元素符号）。

（4）右图为C元素与钛、钙元素形成的某晶体结构中的最小重复单元，该晶体中每个钛原子周围与它最近且距离相等的钙离子有________个，该晶体的化学式为________________________________________________________________________。

解析　短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外层电子排布式为ms1，则A位于ⅠA族，B元素的原子价电子排布式为ns2np2，B属于ⅣA族，C元素位于第二周期且原子中p能级与所有s能级电子总数相等，其原子核外电子排布式为1s22s22p4，故C为氧元素，D元素原子的L层的p能级中有3个未成对电子，则D元素原子电子排布式为1s22s22p3，故D为氮元素。

（1）A位于ⅠA族，若A元素为非金属元素，则A为氢元素，与氧元素的化合物为H2O、H2O2，化合物中的共价键为σ键。

（2）当n＝2时，B为碳元素，其最简单气态氢化物分子式为CH4，为正四面体结构，其中心原子杂化方式为sp3杂化；BC2为CO2，CO2为直线形结构，分子中正负电荷中心重合，属于非极性分子，当n＝3时，B为Si元素，与氧元素形成的化合物为SiO2，属于原子晶体。

（3）若A元素的原子最外层电子排布式为2s1，A为锂元素，B元素的原子价电子排布式为3s23p2，B为硅元素，同周期元素第一电离能从左往右总体上呈增大趋势，非金属性越强其第一电离能越大，但N元素原子2p能级容纳3个电子，为半充满状态，则N元素的第一电离能高于O元素，故四种元素第一电离能大小顺序为：

N＞O＞Si＞Li。

（4）由晶胞图可知，每个钛原子周围与它最近且距离相等的钙离子位于体心，每个顶角为8个晶胞所共用，故与Ti原子最近且距离相等的钙离子有8个，根据均摊法可知，处于顶角的原子同时为8个晶胞所共有，每个原子有1/8属于该晶胞，处于棱上的原子，同时被4个晶胞所共有，每个原子有1/4属于该晶胞；处于体心位置的原子则完全属于该晶胞，所以N（Ca）∶N（Ti）∶N（O）＝1∶

∶

＝1∶1∶3，该晶体的化学式为CaTiO3。

答案　

（1）2s22p4　σ　

（2）正四面体　sp3　非极性　原子

（3）N＞O＞Si＞Li　（4）8　CaTiO3

2．（2015·东北三校联考）铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。

请回答以下问题：

（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为__________________。

N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为____________________（填元素符号）。

②向CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]SO4，下列说法正确的是________。

A．氨气极易溶于水，原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故

B．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角

C．[Cu（NH3）4]SO4溶液中加入乙醇，会析出深蓝色的晶体

D．已知3.4g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体，并放出akJ热量，则NH3的燃烧热的热化学方程式为：

NH3（g）＋3/4O2（g）===1/2N2（g）＋3/2H2O（g）　ΔH＝－5akJ·mol－1

（2）铜锰氧化物（CuMn2O4）能在常温下催化氧化空气中的氧气变为臭氧（与SO2互为等电子体）。

根据等电子体原理，O3分子的空间构型为________。

（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构（如图所示），a位置上Cl原子（含有一个配位键）的杂化轨道类型为__________________________________________________________________。

（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，已知镧镍合金与上述Ca－D合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。

已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则LaNin中n＝________（填数值）；氢在合金中的密度为________（保留两位有效数字）。

解析　

（1）①NH4CuSO3中的金属铜离子的化合价为＋1价，其核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；一般情况下，非金属性越强，其第一电离能越大。

由于氮原子的2p轨道上电子处于半充满状态，稳定性强，所以其第一电离能大于氧元素，所以其第一电离能的大小顺序是N＞O＞S。

②A项，分子之间形成氢键，可以增加分子与分子之间的作用力，由于NH3分子和H2O分子之间能形成氢键，所以氨气极易溶于水，正确；B项，NH3分子空间构型呈三角锥形，H2O分子空间构型为V形，NH3分子中N原子有一对孤电子对，H2O中O原子有两对孤电子对，孤电子对数越多对成键电子对的斥力越大，故NH3的键角大于水分子的键角，错误；C项，[Cu（NH3）4]SO4属于盐，难溶于有机溶剂，正确；D项，在燃烧热的热化学方程式中水应为液态，错误。

（2）互为等电子体的分子具有相同的空间结构，SO2分子的空间构型为V形，所以O3分子的空间构型也为V形。

（3）a位置上Cl原子形成2个单键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为4，其杂化类型是sp3杂化。

（4）由CaDn晶胞结构可知，8个Ca原子位于晶胞的顶角，D原子有8个处于晶胞面上，1个处于体心。

所以1个晶胞中，含有的Ca原子数为：

8×

＝1，含有的D原子数为8×

＋1＝5，故n＝5，则LaNin中n也等于5；氢在合金中的密度为：

ρ＝

＝0.083g·cm－3。

答案　

（1）①1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）　N＞O＞S

②AC　

（2）V形　（3）sp3杂化　（4）5　0.083g·cm－3

3．（2014·河南豫东、豫北十所名校联考）Ⅰ.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

在基态Ti2＋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________。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2＋3H22NH3实现储氢和输氢。

下列说法正确的是________。

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH

与PH

、CH4、BH

、ClO

互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．[Cu（NH3）4]2＋中，N原子是配位原子

（3）已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是____________________________________________________________。

Ⅱ.氯化钠是生活中的常用调味品，也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物，其晶胞结构如图所示。

（1）设氯化钠晶体中Na＋与跟它最近邻的Cl－之间的距离为r，则与Na＋次近邻的Cl－个数为________，该Na＋与跟它次近邻的Cl－之间的距离为________。

（2）已知在氯化钠晶体中Na＋的半径为apm，Cl－的半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为________。

（用含a、b的式子表示）

（3）纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。

假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞的10倍，则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为________。

解析　Ⅰ.

（1）基态Ti2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，电子占据的最高能层为M层，该能层有s、p、d三个能级，具有1＋3＋5＝9个原子轨道。

（2）NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp3杂化，a错误；NH

中共有8个价电子，但ClO

中价电子共有32个，因价电子总数不相等，因此它与NH

不互为等电子体，故b错误；NH3能形成分子间氢键，使其沸点高于PH3，c正确；[Cu（NH3）4]2＋中，Cu原子核外有空轨道，而N原子核外有孤对电子，故N原子是配位原子，d正确。

Ⅱ.

（1）根据氯化钠晶胞结构可知与Na＋次近邻的Cl－共有8个。

晶胞面对角线的长度为

r，所求距离为

晶胞体对角线的长度，为

＝

r。

（2）晶胞边长＝2（a＋b）pm，晶胞体积V＝[2（a＋b）]3pm3；1个晶胞中有4个NaCl，则离子体积V′＝[4×

πa3＋4×

πb3]pm3，所以离子的空间利用率为

×100%＝

×

×100%。

（3）若立方体氯化钠颗粒边长为氯化钠晶胞的10倍，则立方体氯化钠颗粒的棱上有21个原子（10个Cl－和11个Na＋），那么该立方体的原子总数为213＝9261。

而该立方体的每条棱的相应里面一层（紧靠）的棱上有19个原子（10个Cl－和9个Na＋），即该立方体中有193＝6859个原子处于立方体内部，所以该立方体表面原子个数为：

213－193＝2402，因而表面原子占总原子数的百分比为

×100%≈26%。

答案　Ⅰ.

（1）M　9　

（2）cd

（3）N、F、H三种元素的电负性为F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向氟原子，偏离氮原子，使得氮原子上的孤电子对难以与Cu2＋形成配位键

Ⅱ.

（1）8　

r　

（2）

×

×100%

（3）26%或

×100%

4．（2013·湖南长沙模拟）Ⅰ.氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如下图所示。

（1）此配合物中，铁离子的价电子排布式为________。

（2）此配离子中含有的作用力有________（填序号）。

A．离子键B．金属键

C．极性键D．非极性键

E．配位键F．氢键

G．σ键H．π键

（3）此配合物中碳原子的杂化轨道类型有________。

Ⅱ.元素A的基态原子占据纺锤形原子轨道的电子总数为2，元素B与A同周期，其基态原子占据s轨道的电子数与p轨道相同；C是A的同族相邻元素，电负性小于A；D是B的同族相邻元素，第一电离能小于B。

则：

（4）化合物CA和DB2的晶体熔点较高的是________（填化学式）。

（5）AD2分子的空间构型为________。

（6）A、B和C的成键情况如下：

A—B

A===B

C—B

C===B

键能/kJ·mol－1

360

803

464

640

A和B之间易形成含有双键的AB2分子晶体，而C和B之间则易形成含有单键的CB2原子晶体，请结合数据分析其原因为__________________________________________________________________。

解析　

（1）Fe原子