化学专题18物质结构与性质选修高考题和高考模拟题化学分项版汇编Word版.docx

1、化学专题18物质结构与性质选修高考题和高考模拟题化学分项版汇编Word版 2018年高考试题 1【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_（填标号）。A BC D（2）Li+与H具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H)，原因是_。（3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH4中，存在_（填标号）。A离子键 B键 C键 D氢键（4）Li2O是离子晶体，其晶格能可通过

2、图(a)的BornHaber循环计算得到。可知，Li原子的第一电离能为_kJmol1，O=O键键能为_kJmol1，Li2O晶格能为_kJmol1。（5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_gcm3（列出计算式）。【答案】 D C Li+核电荷数较大 正四面体 sp3 AB 520 498 2908 【解析】分析：（1）根据处于基态时能量低，处于激发态时能量高判断；（2）根据原子核对最外层电子的吸引力判断；（3）根据价层电子对互斥理论分析；根据物质的组成微粒判断化学键；（4）第一电离能是气态电中性基态原子失

3、去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，据此计算；根据氧气转化为氧原子时的能量变化计算键能；晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，据此解答；（5）根据晶胞中含有的离子个数，结合密度的定义计算。点睛：本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，电离能、晶格能，化学键类型，晶胞的计算等知识，保持了往年知识点比较分散的特点，立足课本进行适当拓展，但整体难度不大。难点仍然是晶胞的有关判断与计算，晶胞中原子的数目往往采用均摊法：位于晶胞顶点的原子为8个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/8；位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/2；位于晶胞棱心的原子为4个晶胞共用，

4、对一个晶胞的贡献为1/4；位于晶胞体心的原子为1个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1。2【2018新课标2卷】硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/85.5115.2600（分解）75.516.810.3沸点/60.3444.610.045.0337.0回答下列问题：（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。（2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。（3）图（a）为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和

5、沸点高很多，主要原因为_。（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm3；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。【答案】 哑铃（纺锤） H2S S8相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角 2 sp3 【解析】分析：（1）根据铁、硫的核外电子排布式解答；（2）根据价层电子对互斥理论分析；（3）根据影响分子晶体

6、熔沸点高低的是分子间范德华力判断；（4）根据价层电子对互斥理论分析；（5）根据晶胞结构、结合密度表达式计算。详解：（1）基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布图（轨道表达式）为；基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。（2）根据价层电子对互斥理论可知H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是，因此不同其他分子的是H2S。（3）S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于S8相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和

7、沸点高很多；点睛：本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道、空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与计算等，难度中等。其中杂化形式的判断是难点，由价层电子特征判断分子立体构型时需注意：价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致；价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。3【2018新课标3卷】锌在工业中

8、有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：（1）Zn原子核外电子排布式为_。（2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能1（Zn）_1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。（3）ZnF2具有较高的熔点（872 )，其化学键类型是_；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。（4）中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm

9、，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_gcm3（列出计算式）。【答案】 Ar3d104s2 大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 离子键 ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小 平面三角形 sp2 六方最密堆积（A3型） 【解析】分析：本题是物质结构与性质的综合题，需要熟练掌握这一部分涉及的主要知识点，一般来说，题目都是一个一个小题独立出现的，只要按照顺序进行判断计算就可以了。（4）碳酸锌中的阴离子为CO32-，根据价层电子对互斥理论，其中心原子C的价电子对为3+(4322)/2=3对，所以空间构型为正三角形，中心C为

10、sp2杂化。（5）由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为12+2+3=6个，所以该结构的质量为665/NA g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm，底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6 cm2，高为c cm，所以体积为6 cm3。所以密度为：gcm-3。点睛：本题是比较常规的结构综合习题，考查的知识点也是多数习题考查的重点知识。需要指出的是最后一步的计算，可以选择其中的晶胞，即一个平行六面体作为计算的单元，直接重复

11、课上讲解的密度计算过程即可。本题的解析中选择了比较特殊的解题方法，选择六棱柱作为计算单元，注意六棱柱并不是该晶体的晶胞（晶胞一定是平行六面体），但是作为一个计算密度的单元还是可以的。4【2018江苏卷】臭氧（O3）在Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为和，NOx也可在其他条件下被还原为N2。（1）中心原子轨道的杂化类型为_；的空间构型为_（用文字描述）。（2）Fe2+基态核外电子排布式为_。（3）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_（填化学式）。（4）N2分子中键与键的数目比n（）n（）=_。（5）Fe(H2O)62+与NO反应生成的Fe(NO)(H2O)52+中，

12、NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。【答案】物质结构与性质（1）sp3 平面（正）三角形（2）Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6（3）NO2（4）12（5）【解析】分析：（1）用价层电子对互斥理论分析SO42-中S的杂化方式和NO3-的空间构型。（2）Fe原子核外有26个电子，根据构造原理写出基态Fe的核外电子排布式，进一步写出Fe2+的核外电子排布式。（3）用替代法写出O3的等电子体。（4）N2的结构式为NN，三键中含1个键和2个键。（5）根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤

13、电子对，O为配位原子。（5）根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子，答案为：。点睛：本题以“臭氧（O3）在Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-，NOx也可在其他条件下被还原为N2”为背景素材，考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、键和键的计算、配位键的书写。注意写配位键时由配位原子提供孤电子对。2018届高考模拟试题 5【2018届黄冈中学二模】石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲),石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面

14、结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。(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)我国制墨工艺是将50nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是_。(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原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为_，该材料的化学式为_。(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。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，金刚石晶胞中碳原

15、子的空间占有率为_。(6)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_；为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，结合图表从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是：_。参数分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/(kJmol-1)CH40.43616.40CO20.51229.91【答案】 3 sp3 氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定 12 M3C60 100% (或34%) 氢键、范德华

16、力 CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且CO2与水的结合能大于CH4与水的结合能【解析】分析：本题对物质结构知识的综合考察。主要涉及到分子中键数目的计算、氢键、分子间作用力等基础知识；根据中心原子价层电子对数就可以判定中心碳原子杂化方式，对于金刚石晶胞，体对角线与碳原子半径之间的关系为r= ，就能够解答出金刚石晶胞中碳原子的空间占有率。(4) 该晶胞中M的原子个数为121/4+9=12；该晶胞中C60的个数为81/8+61/2=4，所以该材料的化学式为M3C60；正确答案：12；M3C60。 (5)金刚石晶胞中含有碳原子数为81/8+61/2+4=8，金刚石不是紧密堆积结构，设体心有一个球

17、，半径为r cm，沿体对角线方向有5个球，体对角线距离为8r=a3, r= ，原子的体积V(原子)= 8=32r3/3，晶胞的体积 V(晶胞)= a3=（）3，空间占有率= V(原子)/ V(晶胞)= = 100%；正确答案：100% (或34%)。(6)CH4与形成的水合物俗称“可燃冰”，分子晶体中作用力是范德华力，水分子之间存在氢键；正确答案：氢键、范德华力。6【2018届青州市三模】钛由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、低密度，被美誉为“未来钢铁”、“战略金属”。(1)基态钛原子核外共有_种运动状态不相同的电子，价电子排布式_；与钛同周期的元素中，基态原

18、子的未成对电子数与钛相同的有_种。(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是_。(3) TiCl4是氧化法制取钛的中间产物。TiCl4分子结构与CCl4相同，在常温下都是液体。TiCl4分子的空间构型是_，Ti原子采取_杂化方式；TiCl4稳定性比CCl4差，极易水解，试从结构分析其原因：_。(4)钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料，这种奇特的晶体结构让它具备了很多独特的理化性质，比如吸光性、电催化性等。CaTiO3晶体结构如图所示。其中，A代表_(写离子符号)，它的配位数是_。【答案】 22 3d24s2 3 钛原子的价电子数比Al多，金属

19、键更强 正四面体 sp3 钛原子半径比碳大，Ti-Cl键比C-Cl键的键长大、键能低，易断裂 Ca2+ 12【解析】分析：（1）Ti原子价电子为3d、4s电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子；原子核外有几个电子其电子就有几种运动状态；Ti位于第四周期，与钛同周期的所有元素的基态原子中，Ti原子未成对电子数是2，未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se；7【2018届柳州高级中学考前模拟】锂和氮的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。请回答下列问题(1)Li的氢标电势是最负的，达到-3.045V，与水有很大的反应倾向，然而将Li单质加入水中，其反应烈程度远不如其他碱金

20、属，试解释原因_。(2)基态氮原子中，核外电子占据的最高能层的符号为_，核外电子能量最高的电子的电子云轮廓图形状为_。(3)氮元素既可与其他元素形成正离子，比如N2O5结构中存在NO2+的结构，其空间构型为_，氮原子的杂化形式为_；它也可以形成全氮的正离子，比如N5AsF6中存在高能量的N5+，N5+的空间构型为_。(每个N原子都满足8电子稳定结构)(4)下图为一种N和Li形成的二元化合物的晶体结构，试在图中画出其晶胞_，并写出该化合物的化学式_。【答案】 产物氢氧化锂溶解度小，包裹在外层阻碍反应持续进行 L 纺锤形（或哑铃型） 直线型 sp 角形（或V形） Li3N【解析】考查物质结构与性质

21、的综合运用，（1）Li和Mg处于对角线，根据对角线原则，LiOH在水中的溶解度小，附着在Li的表面阻碍反应的进行；（2）基态氮原子的排布式为1s22s22p3，核外电子占据的最高能层的符号是L；核外电子占据能量最高的能级为2p，轮廓图为哑铃型或纺锤形；（3）NO2+中心原子为N，含有2个键，孤电子对数为(5-122)/2=0，价层电子对数为2，空间构型为直线型；价层电子对数等于杂化轨道数，即NO2中N的杂化类型为sp；N5中每个N原子都满足8电子稳定结构，即N5的结构式为，即N5的空间构型为V形或角形；（4）根据晶胞的定义，Li和N形成的晶胞是；根据晶胞结构，N3位于晶胞的顶点，个数为81/8

22、=1，Li位于面上、内部，个数为41/21=3，即化学式为Li3N。点睛：本题的难点是N5空间构型的判断，根据N满足8电子稳定结构，书写出N5的结构式，判断出N的杂化类型为sp和sp2，从而确认空间构型为V形或角形。8【2018届南昌市二模】由N、P、Ti等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题。(1)钛元素基态原子未成对电子数为_个，能量最高的电子占据的能级符号为_。(2)磷的一种同素异形体白磷(P4)的立体构型为_，推测其在CS2中的溶解度_（填“大于”或“小于”）在水中的溶解度。(3)两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6和107，试分析PH3的键

23、角小于NH3的原因：_。(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2（或天然的金红石）和足量炭粉混合加热至10001100K，进行氯化处理，生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学反应方程式：_。(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为_，已知晶体的密度为pgcm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长为_cm（用含p、NA的式子表示）。【答案】 2 3d 正四面体形 大于 电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大 TiO2+2C+2C12TiCl4+2CO TiN 【解析】分析：（1）根

24、据钛原子的核外电子排布式解答；（2）根据白磷的结构解答；根据相似相容原理解答；（3）根据电负性对成键电子对的影响解答；（4）根据反应物和生成物结合原子守恒书写方程式；（5）根据均摊法计算。（5）根据晶胞结构可知含有的N原子个数是81/8+61/24，Ti原子全部在晶胞中，共计是4个，则该晶体的化学式为TiN；设晶胞的边长是a cm，则，解得a。9【2018届临沂市三模】钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。(1)基态钛原子的价电子排布式为_，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有_种。(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是_。(3)在

25、浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl36H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配合离子的化学式为_。(4)半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如下图所示。组成M的元素中，电负性最大的是_(填名称)。M中碳原子的杂化方式为_。M中不含_(填代号)。a键 b键 c离子键 d配位键(5)金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一。其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。A、B、C、D 4种微粒，其中氧原子是_(填代号)。若A、B、C的原子坐标分别为A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C

26、(a，a，c)，则D的原子坐标为D(0.19a，_，_)；钛氧键的键长d=_(用代数式表示)。【答案】 3d24s2 3 Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强 TiCl(H2O)52+ 氧 sp2 sp3 c BD 0.81a 0.5c 【解析】试题分析：(1)钛原子核外有22个电子，根据核外电子排布规律写基态钛原子的价电子排布式；基态原子的未成对电子数为2；第四周期中未成对电子数为2的元素有Ge、Se、Ni，有3种；(2) Ti原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3；(3).配位数为6，两种配体的物质的量之比为1：5，所以配体中有1个氯原子、5个水分子；(4) 组成M的元素有Ti、C、H

27、、O、Cl，非金属性越强电负性越大；M中有双键碳和单键碳原子两种；单键为键、双键中1个是键、1个是键，根据M的结构图，还有配位键；(5) 根据均摊原则，晶胞中共有原子，晶胞中相同位置的原子相同，根据钛氧原子比是1:2分析；根据晶胞结构分析D原子坐标；根据图示， 点睛：根据均摊原则，立方晶胞顶点的原子被一个晶胞占用 、晶胞楞上的原子被一个晶胞占用、晶胞面心的原子被一个晶胞占用。10【2018届衡水中学第20次模拟】第A族的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题:(1)基态Ga原子价电子排布图为_.(2)经测定发现，N2O5固体由NO2+和NO3-两种离子组成，该固体中N原子杂

28、化类型为_;与NO2+互为等电子体的微粒有_(写出一种)。(3)铵盐大多不稳定，NH4F、NH4I中，较易分解的是_,原因是_.(4)第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素之间的元素有_种。(5)晶体别有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(见下图)，每个顶点为一个硼原子，每个三角形均为等边三角形。若此结构单元为1个分子，则其分子式为_.(6)冰晶石(Na3AlF6)由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，位于大立方体的顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是_ (填微粒符号)。(7)A1单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶跑特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示:若己知Al的原子半径为dnm,NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M,则一个晶胞中Al原子的数目_个；Al晶体的密度为_g/cm3(用字母表示)。【答案】 sp、sp2( SCN-、CO2、CS2、N3-等中的任一种 NH4F F原子半径比I原子小，H-F键