物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修）-三年（2020-2022）高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編（新高考專用）（解析版）

專題18物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修)

2022高考真題

1.(2022?廣東卷)硒(Se)是人體必需微量元素之一，含硒化合物在材料和藥物領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。自我

國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)效應(yīng)以來，AIE在發(fā)光材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。一種含Se的

新型AIE分子IV的合成路線如下：

Ininiv

(l)Se與S同族，基態(tài)硒原子價(jià)電子排布式為o

(2)%Se的沸點(diǎn)低于H?。，其原因是。

(3)關(guān)于I-III三種反應(yīng)物，下列說法正確的有

A.I中僅有。鍵

B.1中的Se-Se鍵為非極性共價(jià)鍵

C.II易溶于水

D.II中原子的雜化軌道類型只有sp與sd

E.I~III含有的元素中，O電負(fù)性最大

(4)IV中具有孤對(duì)電子的原子有o

(5)硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為HzSeO,H?SeC)3(填或研究發(fā)現(xiàn)，給小鼠喂食適量硒酸鈉

(Na2SeO4)可減輕重金屬鎧引起的中毒。SeOf的立體構(gòu)型為.

(6)我國(guó)科學(xué)家發(fā)展了一種理論計(jì)算方法，可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其熱電性能，該方法有助于加速

新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程?；衔颴是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,沿X、

y、z軸方向的投影均為圖2。

①X的化學(xué)式為。

②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr,晶體密度為pg-cm-3,則X中相鄰K之間的最短距離為nm(列出計(jì)

算式，N、為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

【答案】(l)4s24P4

(2)兩者都是分子晶體，由于水存在分子間氫鍵，沸點(diǎn)高

(3)BDE

(4)0、Se

(5)>正四面體形

1/4M,.，八7

(6)KzSeB%一、1。

2V^AP

【解析】(1)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為3s23P、Se與S同族，Se為第四周期元素，因此基態(tài)硒原子價(jià)電子

排布式為4s24P4。

(2)H?Se的沸點(diǎn)低于H?。，其原因是兩者都是分子晶體，由于水存在分子間氫鍵，沸點(diǎn)高。

(3)A.1，|l有。鍵，還有大無鍵，故A錯(cuò)誤；B.Se-Se是同種元素，因此I中的Se-Se健為非極性共價(jià)鍵,

故B正確；C.煌都是難溶于水，因此II難溶丁?水，故B錯(cuò)誤；D.H中苯環(huán)上的碳原子和碳碳雙鍵上的碳

原子雜化類型為sp2,碳碳三鍵上的碳原子雜化類型為sp,故D正確；E.根據(jù)同周期從左到右電負(fù)性逐漸

增大，同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小，因此I~IH含有的元素中，O電負(fù)性最大，故E正確；綜上所述，

答案為：BDE。

(4)根據(jù)題中信息IV中O、Se都有孤對(duì)電子，碳、氫、硫都沒有孤對(duì)電子。

(5)根據(jù)非羥基氧越多，酸性越強(qiáng)，因此硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為H2SeO4>H2SeO3。SeO^中Se價(jià)層

電子對(duì)數(shù)為4+；(6+2-2x4)=4,其立體構(gòu)型為正四面體形。

(6)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到K有8個(gè),^8x-+6x—=4,則X的化學(xué)式為KSeBro

8226

②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為M,，晶體密度為pg?cm-3,設(shè)晶胞參數(shù)為anm,得到

Mgmol

解得a=；警乂1°7nm，X中相鄰K之間的最短距離為晶胞參數(shù)的一半即

3

=pg-cmV^AP

(axW7)3

4x3^^xl0，nm

2V^AP

2.(2022?湖南卷)鐵和硒(Se)都是人體所必需的微量元素，且在醫(yī)藥、催化、材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,

回答下列問題：

(1)乙烷硒咻(Ethaselen)是一種抗癌新藥，其結(jié)構(gòu)式如下：

①基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]；

②該新藥分子中有種不同化學(xué)環(huán)境的C原子；

③比較鍵角大?。簹鈶B(tài)SeO,分子SeO：離子(填“或"=")，原因是

(2)富馬酸亞鐵(FeC4Hq4)是一種補(bǔ)鐵劑.富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示:

①富馬酸分子中。鍵與無鍵的數(shù)目比為.

②富馬酸亞鐵中各元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

(3)科學(xué)家近期合成了一種固氮酶模型配合物，該物質(zhì)可以在溫和條件下直接活化H?,將N'轉(zhuǎn)化為NH；,

反應(yīng)過程如圖所示:

①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為；

②與NH-互為等電子體的一種分子為(填化學(xué)式)。

(4)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:

①該超導(dǎo)材料的最簡(jiǎn)化學(xué)式為；

②Fe原子的配位數(shù)為：

③該晶胞參數(shù)a=b=0.4nm、c=L4nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為g-cm^(列出

計(jì)算式)。

【答案】⑴[Ar]35。4s24P46>SeCh的空間構(gòu)型為平面三角形，SeO；的空間構(gòu)型為三角錐形

(2)11:3O>C>H>Fe

(3)sp3雜化H20

2x(39+56x2+79x2)

(4)"e2Se24端最行⑸

【解析】(1)①硒元素的原子序數(shù)為34,基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3小。4s24P%

②由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，乙烷硒咻的分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，分子中含有6種化學(xué)環(huán)境不同的碳原子；

③三氧化硒分子中硒原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,分子的空間構(gòu)型為平面三角形，鍵角為

120°,亞硒酸根離子中硒原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1,離子的空間構(gòu)型為三角錐形，鍵角

小于120°；

(2)①由球棍模型可知，富馬酸的結(jié)構(gòu)式為HOOCCH=CHCOOH,分子中的單鍵為。鍵，雙鍵中含有1個(gè)0

鍵和1個(gè)兀鍵，則分子中。鍵和兀鍵的數(shù)目比為11：3；

②金屬元素的電負(fù)性小于非金屬元素，則鐵元素的電負(fù)性最小，非金屬元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，

氫碳氧的非金屬性依次增強(qiáng)，則電負(fù)性依次增大，所以富馬酸亞鐵中四種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺

>C>H>Fe；

(3)①由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，產(chǎn)物中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,原子的雜化方式為sp3雜化，故答案為：sp3雜

化；

②水分子和氨基陰離子的原子個(gè)數(shù)都為3、價(jià)電子數(shù)都為8,互為等電子體；

(4)①由平面投影圖可知，晶胞中位于頂點(diǎn)和體心的鉀原子個(gè)數(shù)為8X1+1=2,均位于棱上和面上的鐵原子和

O

硒原子的個(gè)數(shù)為12x4+2x；=4,則超導(dǎo)材料最簡(jiǎn)化學(xué)式為KFezSez；

42

②由平面投影圖可知，位于棱上的鐵原子與位于面上的硒原子的距離最近，所以鐵原子的配位數(shù)為4；

2x(39+56x2+79x2)

③設(shè)晶體的密度為dg/cnP,山晶胞的質(zhì)量公式可得：———--------=abcxlO-21xd,解得

2x(39+56x2+79x2)

d=21

NAabcxlO-

2()21年高考真題

1.(2021?廣東卷)很多含筑基(-SH)的有機(jī)化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如，解毒劑化合物I可與

氧化汞生成化合物IL

CH—SHCH—S、cH—SH

12>Hg

CH—S—OH

CH—SHCH—S/cH—SH3

1

CH2—OHCH2—OHCH—SO3Na

IIImIV

(1)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為o

(2)H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)椤?/p>

(3)汞的原子序數(shù)為80,位于元素周期表第周期第HB族。

(4)化合物IH也是一種汞解毒劑。化合物IV是一種強(qiáng)酸。下列說法正確的有.

A.在I中S原子采取sp3雜化

B.在II中S元素的電負(fù)性最大

c.在in中c-c-c鍵角是180。

D.在HI中存在離子鍵與共價(jià)鍵

E.在W中硫氧鍵的鍵能均相等

(5)汞解毒劑的水溶性好，有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒。化合物I與化合物in相比，水溶性較好的是

(6)理論計(jì)算預(yù)測(cè)，由汞(Hg)、楮(Ge),睇(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X

的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

①圖9b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是

②圖9c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為；該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg：

Ge：Sb=o

③設(shè)x的最簡(jiǎn)式的式量為Mr,則X晶體的密度為g/cm3(列出算式)。

【答案】(1)3s23P4

(2)H2O>H2S>CH4

(3)六

(4)AD

(5)化合物HI

2xAf

(6)由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取代位置除圖9b外還有其它形式41：1：2—~廣r

301xxy

【解析】

(1)基態(tài)硫原子核外電子排布式為Is22s22P63s23P4,因此基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為3s23P4,故答案為：

3s23P4。

(2)H2S、CH4>H2O均為分子晶體，比0分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高，EhS、CH4的分子間范德華力隨相

對(duì)分子質(zhì)量增大而增加，因此沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)椋篐2O>H2S>CH4,故答案為：H2O>H2S>CH4O

（3）第六周期0族元素的原子序數(shù)為86,因此第80號(hào)元素Hg位于第六周期第IIB族，故答案為：六。

CH2-SH

（4）A.CH—SH中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+9言J=4,因此S原子采取sp3雜化，故A正確;

CH2-OH

CH-S.

I2>g

B.CH—s中含有的元素為H、C、O、S、Hg,同周期元素從左至右元素的電負(fù)性逐漸增大，同

I

CH2-OH

主族元素從上至下元素的電負(fù)性逐漸減小，因此5種元素中電負(fù)性最大的為O元素，故B錯(cuò)誤；

CH2-SH

C.CH—SH中C原子成鍵均為單鍵，因此C原子采取sp3雜化，所以C-C-C鍵角接近109°2夕，故C

I

CH2-SO3Na

錯(cuò)誤；

CH2-SHCH2-SH

D.CH—SH中存在C-H、C-C、C-S、S=O、S-O,S-H共價(jià)鍵和CH—SH與Na+之間的離子鍵,

1H2-SO；

CH2-SO3Na

故D正確;

E.H3C—卜汨中硫氧鍵分為硫氧單鍵和硫氧雙鍵，

共價(jià)鍵種類不同，因此二者的鍵能不同，故E錯(cuò)

誤;

綜上所述，說法正確的是AD項(xiàng)，故答案為AD。

CHSH

2-CH2-SH

（5）CH—SH中羥基能與水分子之間形成分子間氫鍵，CH—SH為易溶于水的鈉鹽，溶于水后電

CH2-OHCH2-SO3Na

CH2-SHCH2-SH

離他的IH—SH中O原子均能與水分子之間形成氫鍵，相同物質(zhì)的量?jī)煞N物質(zhì)溶于水后，1H—SH形

1H2-SO7AH2-SO；

成的氫鍵更多，因此化合物HI更易溶于水，故答案為：化合物III。

(6)①對(duì)比圖9b和圖9c可得X晶體的晶胞中上下兩個(gè)單元內(nèi)的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶胞是

晶體的最小重復(fù)單位要求，故答案為：由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取代位置除圖9b外還有其它形

式。

②以晶胞上方立方體中右側(cè)面心中Hg原子為例，同一晶胞中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為2,右側(cè)晶胞中

有2個(gè)Sb原子與Hg原子距離最近，因此X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)H為4；該晶胞中Sb原子

均位于晶胞內(nèi)，因此1個(gè)晶胞中含有Sb原子數(shù)為8,Ge原子位于晶胞頂點(diǎn)、面心、體心，因此I個(gè)晶胞中

含有Ge原子數(shù)為l+8x1+4x；=4,Hg原子位于棱邊、面心，因此1個(gè)晶胞中含有Hg原子數(shù)為

82

6x^+4xL=4,則該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg：Ge：Sb=4：4：8=1：1：2,故答案為：4；1：I：2。

24

4xM

③1個(gè)晶胞的質(zhì)量tn=--------g,1個(gè)晶胞的體積V=(xx107cm)2x(yx]0-7cm)=x2yx10-2,cm3,則X晶體的

6.02xlO23

4xM

r2xM2xM

密度為一=6.02x1023mrg/cn?,故答案為:r

Vx2yxlO2lcm3301xx2y301xx2y

2.(2021.河北卷)KH2PCM晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國(guó)科學(xué)工作者制備的超大KH2P04晶體已應(yīng)

用于大功率固體激光器，填補(bǔ)了國(guó)家戰(zhàn)略空白。回答下列問題：

(1)在KH2P04的四種組成元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子中，核外電子排布相同的是一(填離子符號(hào))。

(2)原子中運(yùn)動(dòng)的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用+L表示，與之相反的用表示，稱為

22

電子的自旋磁量子數(shù).對(duì)于基態(tài)的磷原子，其價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為一o

(3)已知有關(guān)氨、磷的單鍵和三鍵的鍵能如表:

N—NN=NP—PP三P

193946197489

P\

，乙^P)形式存在的原因是一。

從能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為P：

P

(4)已知KH2P。4是次磷酸的正鹽，H3P。2的結(jié)構(gòu)式為—，其中P采取—雜化方式。

(5)與PO；電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為

(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如:

ooo

000=hh

p-p-p-

HO-P-OH+H0?P-OH+HOfP-OHI—I

I■-..................I……IoHoHoH

OH0H0H

如果有n個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為一o

(7)分別用。、?表示EhPO；和K+,KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO；、

K*在晶胞xz面、yz面上的位置:

①若晶胞底邊的邊長(zhǎng)均為叩m、高為cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度_g-cm-3(寫出表達(dá)式)。

②晶胞在x軸方向的投影圖為_(填標(biāo)號(hào))。

【答案】(1)K?和P"

33

(2)4—或---

22

(3)在原子數(shù)目相同的條件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定

H

(4)H-O—P=osp3

H

4x136

⑸SiF4、SO2F2等PnO；n而30Az后B

?1U2VAaC

【解析】

(1)在KH2P。4的四種組成元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子分別為H+(或H-)、。2-、K+和p3-，其中核

外電子排布相同的是K+和p3-。

(2)對(duì)于基態(tài)的磷原子，其價(jià)電子排布式為3s23P3,其中3s軌道的2個(gè)電子自旋狀態(tài)相反，自旋磁量子

數(shù)的代數(shù)和為0；根據(jù)洪特規(guī)則可知，其3P軌道的3個(gè)電子的自旋狀態(tài)相同，因此，基態(tài)磷原子的價(jià)電子

33

的自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為+—或-一。

22

(3)根據(jù)表中的相關(guān)共價(jià)鍵的鍵能可知，若6molN形成類似白磷分子結(jié)構(gòu)的N4分子，可以釋放出的能量

為193kJx6=1158kJ；若6molN形成N2分子，則可釋放的能量為946kJx2=1892kJ,顯然，形成為分子放出

的能量更多，故在N數(shù)目相同的條件下，N2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定。同理，若6mO1P形成P4分

子,可以釋放出的能量為197kJx6=U82kJ；若6molP形成P2分子,則可釋放的能量為489kJx2=978kJ,顯

然，形成P4分子放出的能量更多，故在P數(shù)目相同的條件下，Pa具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定。

(4)含氧酸分子中只有羥基上的H可以電離；由也2尸。2是次磷酸的正鹽可知，HsPa為一元酸，其分

H

子中只有一個(gè)羥基，另外2個(gè)H與P成鍵，還有?個(gè)O與P形成雙鍵，故其結(jié)構(gòu)式為H-OT=O，其中

H

P共形成4個(gè)◎鍵、沒有孤電子對(duì)，故其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,其采取sp3雜化。

(5)等電子體之間的原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)都相同，根據(jù)前加后減、前減后加、總數(shù)不變的原則，可以找

到與電子總數(shù)相同的等電子體分子為SiF4、SO2F2等。

(6)由題中信息可知，n個(gè)磷酸分子間脫去(n-1)個(gè)水分子形成鏈狀的多磷酸，因此，如果有n個(gè)磷酸分

子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則可脫去n個(gè)水分子得到(HPCh)n,其失去H+后得到相應(yīng)的酸根，故該酸根可

寫為PR)；；。

(7)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，H2PO；位于晶胞的頂點(diǎn)、面上和體心，頂點(diǎn)上有8個(gè)、面上有4個(gè)，體心有1

個(gè)，故晶胞中H'PO；的數(shù)目為8xg+4x〈+l=4；K+位于面上和棱上，面上有6個(gè)，棱上4個(gè)，故晶胞

中K+的數(shù)目為6X'+4XL=4。因此，平均每個(gè)晶胞中占有的HzPO；和K+的數(shù)目均為4,若晶胞底邊

24

的邊長(zhǎng)均為，卯加、高為cpm,則晶胞的體積為I(poa2ccm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為

4x136

②由圖（a）、（b）、（c）可知，晶胞在x軸方向的投影圖為

3.（2021.湖南卷）硅、楮（Ge）及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。回答下列問題:

（1）基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為,晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是（填化學(xué)式）:

（2）硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX”，SiXi,的熔沸點(diǎn)如下表:

Si巳SiCl4SiBr4Sil4

熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7

沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.7

①0C時(shí)，SiF4,SiCl4,SiBj、Si：呈液態(tài)的是一（填化學(xué)式），沸點(diǎn)依次升高的原因是,氣態(tài)SiX,

分子的空間構(gòu)型是

②SiCL與N-甲基咪唾（七0^^）反應(yīng)可以得到M?+，其結(jié)構(gòu)如圖所示:

吟QV&Q-ch

?“Si、

H3C-NJ占

N-甲基咪唾分子中碳原子的雜化軌道類型為,H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?1個(gè)M2+

中含有個(gè)b鍵;

（3）下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。

①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1：4,圖中Z表示原子（填元素符號(hào)），該化合物的化學(xué)式

為;

②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為m,。=6=y=90°,則該晶體的密度P=g-cm3（設(shè)

阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示）。

【答案】⑴「SiC

[HJl"TII

（2）SiCl4SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大正四面

體形sp2>sp3N>C>H54

740

21

（3）OMg2GeO4=———xlO

abcNA

【解析】

（1）硅元素的原子序數(shù)為14,價(jià)電子排布式為3s23P2,則價(jià)電子排布圖為21,；原子晶體的熔點(diǎn)

取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，晶體硅和碳化硅都是原子晶體，碳原子的原子半徑小于硅原子，非金屬性強(qiáng)于硅原

子，碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵、鍵長(zhǎng)小于硅硅鍵，則碳硅鍵強(qiáng)于硅硅鍵，碳化硅的熔點(diǎn)高于晶體硅，故答

安力3s3P

案為：imnrm~~i；SiC；

兇BUI]

（2）①由題給熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，0℃時(shí)，四氟化硅為氣態(tài)，四氯化硅為液態(tài)，四溪化硅、四碘化硅為固態(tài);

分子晶體的沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分

子間作用力依次增大，則SiX4的沸點(diǎn)依次升高；SiX」分子中硅原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,

則分子的空間構(gòu)型為正四面體形，故答案為：SiC14；SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增

大，分子間作用力依次增大；正四面體形；

②由M?+離子的結(jié)構(gòu)可知，離子中含有雜化方式為sp3雜化的單鍵碳原子和sp2雜化的雙鍵碳原子：元素的

非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，元素的非極性強(qiáng)弱順序?yàn)镹>C>H,則元素電負(fù)性的大小順序?yàn)镹>C>H；

M2+離子的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵，單鍵和配位鍵都是。鍵，雙鍵中含有1個(gè)。鍵，則離子中含有

54個(gè)。鍵，故答案為：sp2、sp3；N>OH；54；

（3）①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)、面心、棱上和體內(nèi)的X原子為8x—F6X—1-4x—1-3=8,位于體

824

內(nèi)的Y原子和Z原子分別為4和16,由Ge和O原子的個(gè)數(shù)比為1：4可知I,X為Mg原子、Y為Ge原子、

Z為O原子，則晶胞的化學(xué)式為Mg2GeCU,故答案為：O；Mg2GeO.t；

4x185740740

②由晶胞的質(zhì)量公式可得：——=abcxlO-2ixp,解得p=卜zxgig/cn?,故答案為：卜二乂的汽

NAabcNAabcNA

4.（2021.山東卷）非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：

（1）基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有一種。

（2）0、F、C1電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開；OF2分子的空間構(gòu)型為_；OF2的熔、沸點(diǎn)_（填“高于''或"低

于"）Cl2O,原因是一。

（3）Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為一,

下列對(duì)XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是—（填標(biāo)號(hào)）。

A.spB.sp2C.sp3D.sp3d

（4）XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90。，該晶胞中有一個(gè)XeF2分子。以晶

胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)

坐標(biāo)為（,，1，1）。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為rpm,則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為—；晶胞中A、B間距離d=—pm。

222

【答案】（1）9

（2）F>O>CI角（V）形低于OF?和CbO都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，CbO的相對(duì)分子質(zhì)量大，CLO

的熔、沸點(diǎn)高

（3）5D

fn

（4）2（0,0,-）d=J-a2+（--r）2pm

【詳解】

（1）基態(tài)F原子共有9個(gè)核外電子，則每個(gè)電子都有對(duì)應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有

9種;

（2）電負(fù)性一定程度上相當(dāng)于得電子能力，半徑越小，得電子能力越強(qiáng)，電負(fù)性越大，半徑由小到大的順

6-P2

序?yàn)镕、O、CL所以電負(fù)性大小順序?yàn)镕>O>C1；根據(jù)VSEPR理論有2+—==4,去掉2對(duì)孤對(duì)電子，

2

知OF2分子的空間構(gòu)型是角形；OR和CLO都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，CbO的相對(duì)分子質(zhì)量大，CLO的熔、

沸點(diǎn)高;

(3)XeF?易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+——=5,其中心原子的雜化方式

2

應(yīng)為sp3d；

(4)圖中大球的個(gè)數(shù)為初白，小球的個(gè)數(shù)為招2工1,根據(jù)XeF2的原子個(gè)數(shù)比知大球是Xe原子，

84

小球是F原子，該晶胞中有2個(gè)XeF2分子；由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，旦每個(gè)坐標(biāo)系的單位長(zhǎng)

/h

度都記為1,B點(diǎn)在棱的三處，其坐標(biāo)為(0,0,-)；?圖中y是底面對(duì)角線的一半，y=Y2a，

cc%。'2

士7

x=-|-r,所以d=Jx2+y2=不$*/)?pm。

5.(2021?海南?高考真題)金屬談基配位化合物在催化反應(yīng)中有著重要應(yīng)用。HMn(CO)5是銃的一種簡(jiǎn)單談

基配位化合物，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。

回答問題：

(1)基態(tài)缽原子的價(jià)層電子排布式為。

(2)配位化合物中的中心原子配位數(shù)是指和中心原子直接成鍵的原子的數(shù)目。HMn(CO)5中鎬原子的配位數(shù)為

⑶第一電離能的大小：C_________0(填“大于”或“小于”)。

(4)CO;中碳原子的雜化軌道類型是,寫出一種與具有相同空間結(jié)構(gòu)的-1價(jià)無機(jī)酸根離子的化

學(xué)式。

⑸CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氫原子被甲基取代的產(chǎn)物。CH3Mn(CO)5與h反應(yīng)可用于制備CFW,

反應(yīng)前后鋅的配位數(shù)不變，CH3Mn(CO)5與12反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(6)MnS晶胞與NaCI晶胞屬于同種類型，如圖所示。前者的熔點(diǎn)明顯高于后者，其主要原因是

X

以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立坐標(biāo)系，可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子坐標(biāo)。在晶胞坐標(biāo)系中，a點(diǎn)

硫原子坐標(biāo)為b點(diǎn)鋪原子坐標(biāo)為則c點(diǎn)鎰原子坐標(biāo)為。

【答案】(1)3+4/

(2)6

(3)小于

(4)sp2NO-

⑸叫歷7c取+勵(lì)］(。0,

(6)MnS中陰陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)比NaCI的多，離子鍵強(qiáng)度更大(0,1,1/2)

【解析】

(l)Mn元素是第25號(hào)元素，其電子排布式為Is22s22P63s23P63d54s2,所以本問應(yīng)填“3/4s?

(2)由題干圖例所示，HMn(CO)5中Mn原子以配位鍵連接5個(gè)C原子，1個(gè)H原子，所以本問應(yīng)填“6”；

(3)根據(jù)元素周期律，總體規(guī)律同一周期元素從左到右第一電高能依次增強(qiáng)，特殊規(guī)律同周期IIA族笫一電

離能大于HIA族，VA族第一電離能大于VIA族，C是IVA族，O是VIA族，不涉及特殊規(guī)律，所以本問

應(yīng)填“小于”;

(4)①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，CO,中心原子C連接3個(gè)O原子，所以3鍵為3,孤電子對(duì)數(shù)

=gx(4-3x2+2)=0(陰離子計(jì)算孤電子對(duì)數(shù)時(shí)，所帶負(fù)電荷絕對(duì)值要與中心原子價(jià)電子數(shù)相加)，所以

CO：中C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,孤電子對(duì)數(shù)為0,故其離子結(jié)構(gòu)為平面三角形：再根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)與雜

化軌道對(duì)應(yīng)關(guān)系，可知CO,中C原子的雜化軌道類型是sp2,故本問第一空應(yīng)填“sp型；

②按題目要求，陰離子中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)應(yīng)為3,孤電子對(duì)數(shù)為0,帶電荷量為-1,無機(jī)酸根一般是含

氧酸陰離子，所以代入孤電子對(duì)公式可解得其中心原子價(jià)電子數(shù)為5,所以本間第二空應(yīng)填“NOJ”：

(5)根據(jù)題目描述，CH3Mn(CO)5與k交換原子(或原子團(tuán))，形成新物質(zhì)，故本問應(yīng)填

“CH$Mn(CO%+1?.CH$I+MnI(C0)J；

(6)①離子晶體熔沸點(diǎn)高低不光與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與離子帶電荷量有關(guān)，MnS晶體中每個(gè)離子都帶2個(gè)單

位電荷(正或負(fù))，而NaCl晶體中，每個(gè)離子只帶1個(gè)單位電荷，所以本問第一空應(yīng)填“MnS中陰陽(yáng)離子所帶

電荷數(shù)比NaCl的多，離子鍵強(qiáng)度更大”；

②根據(jù)題目所給信息，依據(jù)a、b兩點(diǎn)原子的三維坐標(biāo)推得，MnS晶胞的三維坐標(biāo)關(guān)系是以b點(diǎn)左側(cè)y軸上

同一高度的S原子中心為三維坐標(biāo)中心，軸向上每?jī)蓚€(gè)最近的S原子(或Mn原子)間距為單位長(zhǎng)度，那么c

點(diǎn)Mn原子的坐標(biāo)為0,1,',故本問第二空應(yīng)填“0,1,；)

6.(2021?福建?高考真題)類石墨相氮化碳(g-JN,)作為一種新型光催化材料，在光解水產(chǎn)氫等領(lǐng)域具有廣

闊的應(yīng)用前景，研究表明，非金屬摻雜(0、S等)能提高其光催化活性。g-QN,具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),

其中一種二維平面結(jié)構(gòu)如下圖所示。

回答下列問題：

(1)基態(tài)C原子的成對(duì)電子數(shù)與未成對(duì)電子數(shù)之比為O

(2)N、0、S的第一電離能(I,)大小為X2>X0)>XS),原因是。

(3)g-QN,晶體中存在的微粒間作用力有(填標(biāo)號(hào))。

a.非極性鍵b.金屬犍c.兀鍵d.范德華力

(4)g43N,中，C原子的雜化軌道類型_______,N原子的配位數(shù)為?

(5)每個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元(圖中實(shí)線圈部分)中兩個(gè)N原子(圖中虛線圈所示)被O原子代替，形成O摻雜的

g，N,(OPCN)。OPCN的化學(xué)式為o

【答案】⑴2：1

(2)N原子2P軌道半充滿，比相鄰的0原子更穩(wěn)定，更難失電子；O,S同主族，S原子半徑大于O原子，

更易失去電子

⑶cd

(4)sp?雜化2,3

(5)C3N3O

【解析】

(I)基態(tài)C原子的核外電子排布式是Is22s22P2,成對(duì)電子數(shù)為4,未成對(duì)電子數(shù)為2,其比值為2：1。

(2)N、0、S的第一電離能(I,)大小為L(zhǎng)(N)>KO)>XS)，原因是相同電子層數(shù)的原子，N原子的核外電子排

布式是Is22s22P3,p軌道處在半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，原子核對(duì)核外電子的束縛作用較強(qiáng)，較難失去第?個(gè)電

子，第一電離能N大于0；0和S是同一主族元素，。原子的半徑較小，原子核對(duì)核外電子的束縛作用較

強(qiáng)，較難失去第一個(gè)電子，第一電離能O大于S；故第一電離能(I,)大小為HN)>X0)>KS)。

(3)根據(jù)題意，g-QN,晶體具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)合二維平面結(jié)構(gòu)圖，判斷其存在的微粒間作用力

有極性鍵、兀鍵和范德華力，故答案選cd。

(4)g-QN,中，結(jié)合二維平面結(jié)構(gòu)圖得知，C原子與N原子形成三個(gè)。鍵，層內(nèi)存在大n鍵的，不存在孤電

子對(duì)，故C原子的雜化軌道類型為sp?雜化；

根據(jù)二維平面結(jié)構(gòu)圖得知，N原子的成鍵有連兩個(gè)C原子和連三個(gè)C原子的兩種情況，故N原子的配位數(shù)

為2、3兩種。

(5)從基本結(jié)構(gòu)單元分析得知，N原子的成鍵有連兩個(gè)C原子和連三個(gè)C原子的兩種情況，連兩個(gè)C原子的

N原子完全屬于該基本結(jié)構(gòu)單元，連三個(gè)C原子的N原子處在中心的完全屬于該基本結(jié)構(gòu)單元，處在“頂點(diǎn)”

上的屬于三個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元，故一個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元含有6個(gè)C原子和7+3=8個(gè)N原子；將圖中虛線圈

所示的N原子用O原子代替，則O原子完全屬于該基本結(jié)構(gòu)單元，故該基本結(jié)構(gòu)單元含有6個(gè)C原子、6

個(gè)N原子、2個(gè)0原子，則形成O摻雜的g-gN/OPCN)的化學(xué)式為QNQ。

【點(diǎn)睛】

該基本結(jié)構(gòu)單元的分析應(yīng)注意到兩點(diǎn)，一是它是平面層狀結(jié)構(gòu)，二是“頂點(diǎn)”N原子分屬三個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元。

2020年高考真題

I.[2020江蘇卷]以鐵、硫酸、檸檬酸、雙氧水、氨水等為原料可制備檸檬酸鐵鐵[(NH4)3Fe(C6H507)2]。

2+

(1)Fe基態(tài)核外電子排布式為_A_；[Fe(H2O)J中與Fe?+配位的原子是▲(填元素符號(hào))。

(2)NH3分子中氮原子的軌道雜化類型是_4_；C、N、0元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/p>

(3)與NHJ互為等電子體的一種分子為▲(填化學(xué)式)。

(4)檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式見題21A圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的」鍵的數(shù)目為▲

mol。

CH2COOH

HO-C-COOH

CH2COOH

【答案】(1)[Ar]3d64s2或Is22s22P63s23P63d64s2O

(2)sp3N>O>C(3)CH4或SihU(4)7

【解析】

【分析】

(1)Fe核外有26個(gè)電子，比0中O原子有孤對(duì)電子，提供孤對(duì)電子。

(2)先計(jì)算NH3分子中氮原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)，同周期，從左到右，第一電離能呈增大的趨勢(shì)，但第HA

族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族.

(3)根據(jù)價(jià)電子數(shù)Si=C=N+的關(guān)系得出NH：互為等電子體的分子。

O

(4)艘基的結(jié)構(gòu)是H八“，一個(gè)竣基中有碳原子與氧原子分別形成兩個(gè)o鍵，一個(gè)羥基與碳原

子相連形成一個(gè)。鍵。

【詳解】

(1)Fe核外有26個(gè)電子，其基態(tài)核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2；由于H2O中O

原子有孤對(duì)電子，因此[Fe(H2O)6]2+中與Fe?+配位的原子是O；故答案為：Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2；

0。

(2)NH3分子中氮原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+；(5—lx3)=3+l=4,因此氮雜化類型為sp3,同周期，

從左到右，第一電離能呈增大的趨勢(shì)，但第nA族大于第niA族，第VA族大于第VIA族，因此C、N、O

元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C；故答案為：sp3：N>O>C?

(3)根據(jù)價(jià)電子數(shù)Si=C=N+,得出NH：互為等電子體的分子是CH4或SH；故答案為：CH,或SiH」。

O

(4)叛基的結(jié)構(gòu)是n八“，一個(gè)竣基中有碳原子與氧原子分別形成兩個(gè)。鍵，三個(gè)竣基有6個(gè),

還有一個(gè)羥基與碳原子相連形成一個(gè)◎鍵，因此Imol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的。鍵的數(shù)目為

7mol；故答案為：7。

【點(diǎn)睛】

物質(zhì)結(jié)構(gòu)是?？碱}型，主要考查電子排布式，電離能、電負(fù)性、共價(jià)鍵分類、雜化類型、空間構(gòu)型等。

2.[2020天津卷]Fe、C。、Ni是三種重要的金屬元素?；卮鹣铝袉栴}：

(1)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為,基態(tài)Fe原子的電子排布式為。

(2)CoO的面心立方晶胞如圖1所示。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則CoO晶體的密度為g.cmF

三種元素二價(jià)氧化物的晶胞類型相同，其熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椤?/p>

(3)Fe、Co、Ni能與CL反應(yīng)，其中Co和為Ni均生產(chǎn)二氯化物，由此推斷FeCb、C0CI3和Cl2的氧化性

由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?Co(OH)3與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體生成，寫出反應(yīng)的離子

方程式：_______________。

(63,14.6)

020406080100

?(H2SO4)/%

圖1圖2

(4)95℃時(shí)，將Ni片浸在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸中，經(jīng)4小時(shí)腐蝕后的質(zhì)量損失情況如圖2所示，當(dāng)研H?SOj

大于63%時(shí)，Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因?yàn)閛由于Ni與H2s04反應(yīng)很

慢，而與稀硝酸反應(yīng)很快，工業(yè)上選用H2s04和HNCh的混酸與Ni反應(yīng)制備NiSOg為了提高產(chǎn)物的

純度，在硫酸中添加HNO3的方式為(填“一次過量”或“少量多次”)，此法制備NiSO4

的化學(xué)方程式為。

【答案】(1)第四周期第VI0族

1s22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2

NiO>CoO>FeO

(3)CoCl3>Cl2>FeCl,

+

2Co(OH),+6H+2Cf=2co"+Cl2T+6H2O

(4)隨H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，Ni表面逐漸形成致密氧化膜

少量多次

3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2N0T+4H,0或