高考化真題與模擬類編：專題18物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修)

高考資源網(wǎng)（），您身邊的高考專家歡迎廣大教師踴躍來稿，稿酬豐厚。第第頁高考資源網(wǎng)（），您身邊的高考專家歡迎廣大教師踴躍來稿，稿酬豐厚。20182018年高考試題1．【2018新課標(biāo)1卷】Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：（1）下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為_____、_____（填標(biāo)號）。A．B．C．D．（2）Li+與H?具有相同的電子構(gòu)型，r(Li+)小于r(H?)，原因是______。（3）LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是______、中心原子的雜化形式為______。LiAlH4中，存在_____（填標(biāo)號）。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵（4）Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖(a)的Born?Haber循環(huán)計(jì)算得到?？芍?，Li原子的第一電離能為________kJ·mol?1，O=O鍵鍵能為______kJ·mol?1，Li2O晶格能為______kJ·mol?1。（5）Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為______g·cm?3（列出計(jì)算式）?！敬鸢浮緿CLi+核電荷數(shù)較大正四面體sp3AB5204982908【解析】分析：（1）根據(jù)處于基態(tài)時能量低，處于激發(fā)態(tài)時能量高判斷；（2）根據(jù)原子核對最外層電子的吸引力判斷；（3）根據(jù)價層電子對互斥理論分析；根據(jù)物質(zhì)的組成微粒判斷化學(xué)鍵；（4）第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，據(jù)此計(jì)算；根據(jù)氧氣轉(zhuǎn)化為氧原子時的能量變化計(jì)算鍵能；晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，據(jù)此解答；（5）根據(jù)晶胞中含有的離子個數(shù)，結(jié)合密度的定義計(jì)算。點(diǎn)睛：本題考查核外電子排布，軌道雜化類型的判斷，分子構(gòu)型，電離能、晶格能，化學(xué)鍵類型，晶胞的計(jì)算等知識，保持了往年知識點(diǎn)比較分散的特點(diǎn)，立足課本進(jìn)行適當(dāng)拓展，但整體難度不大。難點(diǎn)仍然是晶胞的有關(guān)判斷與計(jì)算，晶胞中原子的數(shù)目往往采用均攤法：①位于晶胞頂點(diǎn)的原子為8個晶胞共用，對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1/8；②位于晶胞面心的原子為2個晶胞共用，對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1/2；③位于晶胞棱心的原子為4個晶胞共用，對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1/4；④位于晶胞體心的原子為1個晶胞共用，對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1。2．【2018新課標(biāo)2卷】硫及其化合物有許多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示：H2SS8FeS2SO2SO3H2SO412×+2×+3=6個，所以該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為6×65/NAg。該六棱柱的底面為正六邊形，邊長為acm，底面的面積為6個邊長為acm的正三角形面積之和，根據(jù)正三角形面積的計(jì)算公式，該底面的面積為6×cm2，高為ccm，所以體積為6×cm3。所以密度為：g·cm-3。點(diǎn)睛：本題是比較常規(guī)的結(jié)構(gòu)綜合習(xí)題，考查的知識點(diǎn)也是多數(shù)習(xí)題考查的重點(diǎn)知識。需要指出的是最后一步的計(jì)算，可以選擇其中的晶胞，即一個平行六面體作為計(jì)算的單元，直接重復(fù)課上講解的密度計(jì)算過程即可。本題的解析中選擇了比較特殊的解題方法，選擇六棱柱作為計(jì)算單元，注意六棱柱并不是該晶體的晶胞（晶胞一定是平行六面體），但是作為一個計(jì)算密度的單元還是可以的。4．【2018江蘇卷】臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為和，NOx也可在其他條件下被還原為N2。（1）中心原子軌道的雜化類型為___________；的空間構(gòu)型為_____________（用文字描述）。（2）Fe2+基態(tài)核外電子排布式為__________________。（3）與O3分子互為等電子體的一種陰離子為_____________（填化學(xué)式）。（4）N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n（σ）∶n（π）=__________________。（5）[Fe(H2O)6]2+與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體?！敬鸢浮縖物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（1）sp3平面（正）三角形（2）[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6（3）NO2?（4）1∶2（5）【解析】分析：（1）用價層電子對互斥理論分析SO42-中S的雜化方式和NO3-的空間構(gòu)型。（2）Fe原子核外有26個電子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出基態(tài)Fe的核外電子排布式，進(jìn)一步寫出Fe2+的核外電子排布式。（3）用替代法寫出O3的等電子體。（4）N2的結(jié)構(gòu)式為NN，三鍵中含1個σ鍵和2個π鍵。（5）根據(jù)化學(xué)式，缺少的配體是NO和H2O，NO中N為配位原子，H2O中O上有孤電子對，O為配位原子。（5）根據(jù)化學(xué)式，缺少的配體是NO和H2O，NO中N為配位原子，H2O中O上有孤電子對，O為配位原子，答案為：。點(diǎn)睛：本題以“臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO42-和NO3-，NOx也可在其他條件下被還原為N2”為背景素材，考查離子核外電子排布式的書寫、原子雜化方式的判斷、離子空間構(gòu)型的判斷、等電子體的書寫、σ鍵和π鍵的計(jì)算、配位鍵的書寫。注意寫配位鍵時由配位原子提供孤電子對。20182018屆高考模擬試題5．【2018屆黃岡中學(xué)二?！渴┦且环N由碳原子組成六角形呈蜂巢晶格的二維碳納米材料(如圖甲),石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(如圖乙)。(1)圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個數(shù)為__________。(2)圖乙中，1號C的雜化方式是__________，該C與相鄰C形成的鍵角__________(填“>”、“<”或“=”)圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角。(3)我國制墨工藝是將50

nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同條件下所得到的分散系后者更為穩(wěn)定，其原因是____________________。(4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60)，某金屬M(fèi)與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料，晶胞如圖丙所示，M原子位于晶胞的棱心與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為____________，該材料的化學(xué)式為_______________。(5)金剛石與石墨都是碳的同素異形體。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，金剛石晶胞中碳原子的空間占有率為___________。(6)一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是___________________________；②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586

nm，結(jié)合圖表從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是：______________________________。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/(kJ·mol-1)CH40.43616.40CO20.51229.91【答案】3sp3<氧化石墨烯可與水形成氫鍵更穩(wěn)定12M3C60×100%(或34%)氫鍵、范德華力CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑,且CO2與水的結(jié)合能大于CH4與水的結(jié)合能【解析】分析：本題對物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識的綜合考察。主要涉及到分子中σ鍵數(shù)目的計(jì)算、氫鍵、分子間作用力等基礎(chǔ)知識；根據(jù)中心原子價層電子對數(shù)就可以判定中心碳原子雜化方式，對于金剛石晶胞，體對角線與碳原子半徑之間的關(guān)系為r=，就能夠解答出金剛石晶胞中碳原子的空間占有率。(4)該晶胞中M的原子個數(shù)為12×1/4+9=12；該晶胞中C60的個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，所以該材料的化學(xué)式為M3C60；正確答案：12；M3C60。(5)金剛石晶胞中含有碳原子數(shù)為8×1/8+6×1/2+4=8，金剛石不是緊密堆積結(jié)構(gòu)，設(shè)體心有一個球，半徑為rcm，沿體對角線方向有5個球，體對角線距離為8r=a×√3,r=，原子的體積V(原子)=×8=32πr3/3，晶胞的體積V(晶胞)=a3=（）3，空間占有率=V(原子)/V(晶胞)==×100%；正確答案：×100%(或34%)。(6)①CH4與形成的水合物俗稱“可燃冰”，分子晶體中作用力是范德華力，水分子之間存在氫鍵；正確答案：氫鍵、范德華力。6．【2018屆青州市三模】鈦由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，良好的耐高溫、耐低溫、抗強(qiáng)酸、抗強(qiáng)堿以及高強(qiáng)度、低密度，被美譽(yù)為“未來鋼鐵”、“戰(zhàn)略金屬”。(1)基態(tài)鈦原子核外共有_____種運(yùn)動狀態(tài)不相同的電子，價電子排布式____________________；與鈦同周期的元素中，基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的有__種。(2)鈦比鋼輕、比鋁硬，是一種新興的結(jié)構(gòu)材料。鈦硬度比鋁大的原因是___________________。(3)TiCl4是氧化法制取鈦的中間產(chǎn)物。TiCl4分子結(jié)構(gòu)與CCl4相同，在常溫下都是液體。TiCl4分子的空間構(gòu)型是_______________，Ti原子采取____雜化方式；TiCl4穩(wěn)定性比CCl4差，極易水解，試從結(jié)構(gòu)分析其原因：_______________________________。(4)鈣鈦礦材料是一類有著與鈦酸鈣(CaTiO3)相同晶體結(jié)構(gòu)的材料，這種奇特的晶體結(jié)構(gòu)讓它具備了很多獨(dú)特的理化性質(zhì)，比如吸光性、電催化性等。CaTiO3晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。其中，A代表__________(寫離子符號)，它的配位數(shù)是___________?！敬鸢浮?23d24s23鈦原子的價電子數(shù)比Al多，金屬鍵更強(qiáng)正四面體sp3鈦原子半徑比碳大，Ti-Cl鍵比C-Cl鍵的鍵長大、鍵能低，易斷裂Ca2+12【解析】分析：（1）Ti原子價電子為3d、4s電子，3d能級上有2個電子、4s能級上有2個電子；原子核外有幾個電子其電子就有幾種運(yùn)動狀態(tài)；Ti位于第四周期，與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中，Ti原子未成對電子數(shù)是2，未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有Ni、Ge、Se；7．【2018屆柳州高級中學(xué)考前模擬】鋰和氮的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題(1)Li的氫標(biāo)電勢是最負(fù)的，達(dá)到-3.045

V，與水有很大的反應(yīng)傾向，然而將Li單質(zhì)加入水中，其反應(yīng)烈程度遠(yuǎn)不如其他堿金屬，試解釋原因__________。(2)基態(tài)氮原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號為_______，核外電子能量最高的電子的電子云輪廓圖形狀為_________。(3)氮元素既可與其他元素形成正離子，比如N2O5結(jié)構(gòu)中存在NO2+的結(jié)構(gòu)，其空間構(gòu)型為__________，氮原子的雜化形式為____________；它也可以形成全氮的正離子，比如N5AsF6中存在高能量的N5+，N5+的空間構(gòu)型為_______。(每個N原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu))(4)下圖為一種N和Li形成的二元化合物的晶體結(jié)構(gòu)，試在圖中畫出其晶胞_____，并寫出該化合物的化學(xué)式_________?！敬鸢浮慨a(chǎn)物氫氧化鋰溶解度小，包裹在外層阻礙反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行L紡錘形（或啞鈴型）直線型sp角形（或V形）Li3N【解析】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合運(yùn)用，（1）Li和Mg處于對角線，根據(jù)對角線原則，LiOH在水中的溶解度小，附著在Li的表面阻礙反應(yīng)的進(jìn)行；（2）基態(tài)氮原子的排布式為1s22s22p3，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是L；核外電子占據(jù)能量最高的能級為2p，輪廓圖為啞鈴型或紡錘形；（3）NO2+中心原子為N，含有2個σ鍵，孤電子對數(shù)為(5-1－2×2)/2=0，價層電子對數(shù)為2，空間構(gòu)型為直線型；價層電子對數(shù)等于雜化軌道數(shù)，即NO2＋中N的雜化類型為sp；N5＋中每個N原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即N5＋的結(jié)構(gòu)式為，即N5＋的空間構(gòu)型為V形或角形；（4）根據(jù)晶胞的定義，Li和N形成的晶胞是；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，N3－位于晶胞的頂點(diǎn)，個數(shù)為8×1/8=1，Li＋位于面上、內(nèi)部，個數(shù)為4×1/2＋1=3，即化學(xué)式為Li3N。點(diǎn)睛：本題的難點(diǎn)是N5＋空間構(gòu)型的判斷，根據(jù)N滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，書寫出N5＋的結(jié)構(gòu)式，判斷出N的雜化類型為sp和sp2，從而確認(rèn)空間構(gòu)型為V形或角形。8．【2018屆南昌市二?！坑蒒、P、Ti等元素組成的新型材料有著廣泛的用途，請回答下列問題。(1)鈦元素基態(tài)原子未成對電子數(shù)為____個，能量最高的電子占據(jù)的能級符號為__。(2)磷的一種同素異形體—白磷(P4)的立體構(gòu)型為____，推測其在CS2中的溶解度____（填“大于”或“小于”）在水中的溶解度。(3)兩種三角錐形氣態(tài)氫化物膦(PH3)和氨(NH3)的鍵角分別為93.6°和107°，試分析PH3的鍵角小于NH3的原因：________。(4)工業(yè)上制金屬鈦采用金屬還原四氯化鈦。先將TiO2（或天然的金紅石）和足量炭粉混合加熱至1000～1100K，進(jìn)行氯化處理，生成TiCl4。寫出生成TiCl4的化學(xué)反應(yīng)方程式：______。(5)有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示，該晶體的化學(xué)式為____，已知晶體的密度為pg·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶胞邊長為____cm（用含p、NA的式子表示）。【答案】23d正四面體形大于電負(fù)性N強(qiáng)于P，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大TiO2+2C+2C12TiCl4+2COTiN【解析】分析：（1）根據(jù)鈦原子的核外電子排布式解答；（2）根據(jù)白磷的結(jié)構(gòu)解答；根據(jù)相似相容原理解答；（3）根據(jù)電負(fù)性對成鍵電子對的影響解答；（4）根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合原子守恒書寫方程式；（5）根據(jù)均攤法計(jì)算。（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知含有的N原子個數(shù)是8×1/8+6×1/2＝4，Ti原子全部在晶胞中，共計(jì)是4個，則該晶體的化學(xué)式為TiN；設(shè)晶胞的邊長是acm，則，解得a＝。9．【2018屆臨沂市三模】鈦及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。(1)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為_____________，與鈦同周期的元素中，基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的有____________種。(2)鈦比鋼輕、比鋁硬，是一種新興的結(jié)構(gòu)材料，鈦的硬度比鋁大的原因是_________。(3)在濃的TiCl3的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數(shù)為6、組成為TiCl3·6H2O的綠色晶體，該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為1：5，則該配合離子的化學(xué)式為___________。(4)半夾心結(jié)構(gòu)催化劑M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。①組成M的元素中，電負(fù)性最大的是_________(填名稱)。②M中碳原子的雜化方式為____________。③M中不含________(填代號)。a．π鍵b．σ鍵c．離子鍵d．配位鍵(5)金紅石(TiO2)是含鈦的主要礦物之一。其晶胞結(jié)構(gòu)(晶胞中相同位置的原子相同)如圖所示。①A、B、C、D4種微粒，其中氧原子是________(填代號)。②若A、B、C的原子坐標(biāo)分別為A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，則D的原子坐標(biāo)為D(0.19a，____，___)；鈦氧鍵的鍵長d=______(用代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?d24s23Ti原子的價電子數(shù)比Al多，金屬鍵更強(qiáng)[TiCl(H2O)5]2+氧sp2sp3cBD0.81a0.5c【解析】試題分析：(1)鈦原子核外有22個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫基態(tài)鈦原子的價電子排布式；基態(tài)原子的未成對電子數(shù)為2；第四周期中未成對電子數(shù)為2的元素有Ge、Se、Ni，有3種；(2)Ti原子的價電子數(shù)是4、鋁原子的價電子數(shù)是3；(3).配位數(shù)為6，兩種配體的物質(zhì)的量之比為1：5，所以配體中有1個氯原子、5個水分子；(4)①組成M的元素有Ti、C、H、O、Cl，非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大；②M中有雙鍵碳和單鍵碳原子兩種；③單鍵為σ鍵、雙鍵中1個是σ鍵、1個是π鍵，根據(jù)M的結(jié)構(gòu)圖，還有配位鍵；(5)①根據(jù)均攤原則，晶胞中共有原子，晶胞中相同位置的原子相同，根據(jù)鈦氧原子比是1:2分析；②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析D原子坐標(biāo)；根據(jù)圖示，點(diǎn)睛：根據(jù)均攤原則，立方晶胞頂點(diǎn)的原子被一個晶胞占用、晶胞楞上的原子被一個晶胞占用、晶胞面心的原子被一個晶胞占用。10．【2018屆衡水中學(xué)第20次模擬】第ⅢA族的單質(zhì)及一些化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。回答下列問題:(1)基態(tài)Ga原子價電子排布圖為________.(2)經(jīng)測定發(fā)現(xiàn)，N2O5固體由NO2+和NO3-兩種離子組成，該固體中N原子雜化類型為___;與NO2+互為等電子體的微粒有_____(寫出一種)。(3)銨鹽大多不穩(wěn)定，NH4F、NH4I中，較易分解的是_____,原因是______.(4)第二周期中，第一電離能介于B元素和N元素之間的元素有______種。(5)晶體別有多種變體，但其基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體(見下圖)，每個頂點(diǎn)為一個硼原子，每個三角形均為等邊三角形。若此結(jié)構(gòu)單元為1個分子，則其分子式為____.(6)冰晶石(Na3AlF6)由兩種微粒構(gòu)成，冰晶石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，●位于大立方體的頂點(diǎn)和面心，ο位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)和8個小立方體的體心，那么大立方體的體心處所代表的微粒是_________(填微粒符號)。(7)A1單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖乙所示，其晶跑特征如圖丙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丁所示:若己知Al的原子半徑為dnm,NA代表阿伏加德羅常數(shù)，Al的相對原子質(zhì)量為M,則一個晶胞中Al原子的數(shù)目_____個；Al晶體的密度為_____g/cm3(用字母表示)。【答案】sp、sp2(SCN-、CO2、CS2、N3-等中的任一種NH4FF原