高考化学试题分项版解析 专题20 物质结构与性质
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高考化学复习专题检测—物质结构与性质(含解析)一、选择题(本题包括25小题,每小题2分,共50分,每小题只有一个选项符合题意)1.(2023·黑龙江省绥化市第九中学高三质检)已知在一定条件下,SO2也能体现其氧化性,例如:2H2S+SO2=3S+2H2O,下列化学用语使用正确的是()A.SO2的VSEPR模型:B.HS-电离的离子方程式:HS-+H2O H2S+OH-C.基态硫原子p x轨道的电子云轮廓图:D.基态氧原子最外层电子的轨道表示式:【答案】C【解析】A项,二氧化硫中心原子S的价层电子对数为3,有1对孤电子对,S杂化类型为sp2,VSEPR模型为平面三角形,A错误;B项,HS-电离的离子方程式HS-H++S2-,B错误;C项,基态硫原子P x轨道的电子云轮廓为哑铃型,C正确;D项,基态氧原子最外层电子的轨道表示式:,D错误;故选C。
2.(2023·江苏省南京市江宁区高三期中)尿素CO(NH2)2是一种高效化肥,也是一种化工原料。
反应CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O可用于尿素的制备。
下列有关说法不正确...的是()A.NH3与CO(NH2)2均为极性分子B.N2H4分子的电子式为C.NH3的键角大于H2O的键角D.尿素分子σ键和π键的数目之比为6∶1【答案】D【解析】A项,NH3分子为三角锥形,为极性分子,CO(NH2)2中的N原子与NH3中的N成键方式相同,所以二者均为极性分子,A正确;B项,N原子的最外层电子数为5个,要达到稳定结构,N2H4的电子式为:,B正确;C项,NH3分子中有3个σ键,1对孤电子对,H2O分子中有2个σ键和2对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所以H2O的键角小于NH3中的键角,C正确;D项,1个单键1个σ键,1个双键1个σ键和1个π键,尿素中含有6个单键和1个双键,7个σ键和1个π键,尿素分子σ键和π键的数目之比为7∶1,D错误;故选D。
化学高考题分类目录N单元物质结构与性质N1 原子结构与元素的性质33.N1N2N3N4[2014·山东卷] [化学—物质结构与性质]石墨烯[如图(a)所示]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[如图(b)所示]。
(a)石墨烯结构(b)氧化石墨烯结构(1)图(a)中,1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
(2)图(b)中,1号C的杂化方式是________,该C与相邻C形成的键角________(填“>”“<”或“=”)图(a)中1号C与相邻C形成的键角。
(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H 2O 中,则氧化石墨烯中可与H 2O 形成氢键的原子有________(填元素符号)。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C 60),某金属M 与C 60可制备一种低温超导材料,晶胞如图所示,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________。
33.(1)3(2)sp 3 <(3)O 、H(4)12 M 3C 60[解析] (1)由图(a)可知,1号C 与另外3个碳原子形成3个σ键。
(2)图(b)中1号C 与3个碳原子、1个氧原子共形成4个σ键,其价层电子对数为4,C 的杂化方式为sp 3;该C 与相邻C 的键角约为109°28′,图(a)中1号C 采取sp 2杂化,碳原子间夹角为120°。
(3)氧化石墨烯中“—OH”的O 可与H 2O 中的H 形成氢键、氧化石墨烯中“—OH”的H 可与H 2O 中的O 形成氢键,氧化石墨烯中可与H 2O 形成氢键的原子有O 、H 。
(4)利用“均摊法”可知该晶胞棱上12个M 完全属于该晶胞的M 为12×14=3,位于晶胞内的9个M 完全属于该晶胞,故该晶胞中M 原子的个数为12;该晶胞中含有C 60的个数为8×18+6×12=4,因此该晶胞的化学式为M 3C 60。
专题十二物质结构与性质目录:2023年真题展现考向一分子的极性和共价键的极性考向二杂化类型和空间构型考向三电负性和电离能考向四晶胞及其计算考向五晶胞类型判断真题考查解读近年真题对比考向一电离能、电负性的应用考向二 杂化轨道及空间构型考向三 共价键的极性与分子极性的判断考向四 晶体类型判断考向五 晶胞粒子数与晶体化学式判断命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一分子的极性和共价键的极性1(2023·山东卷第3题)下列分子属于极性分子的是()A.CS 2B.NF 3C.SO 3D.SiF 42(2023·浙江选考第12题)共价化合物Al 2Cl 6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al 2Cl 6+2NH 3=2Al NH 3 Cl 3,下列说法不正确的是()A.Al 2Cl 6的结构式为B.Al 2Cl 6为非极性分子C.该反应中NH 3的配位能力大于氯D.Al 2Br 6比Al 2Cl 6更难与NH 3发生反应3(2023·浙江选考第10题)X 、Y 、Z 、M 、Q 五种短周期元素,原子序数依次增大。
X 的2s 轨道全充满,Y 的s 能级电子数量是p 能级的两倍,M 是地壳中含量最多的元素,Q 是纯碱中的一种元素。
下列说法不正确的是()A.电负性:Z >XB.最高正价:Z <MC.Q 与M 的化合物中可能含有非极性共价键D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z >Y物质结构与性质(选择题)-2023年新高考化学真题题源解密(解析版)4(2023·新课标卷第12题)“肼合成酶”以其中的Fe 2+配合物为催化中心,可将NH 2OH 与NH 3转化为肼(NH 2NH 2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是()A.NH 2OH 、NH 3、H 2O 均为极性分子B.反应涉及N -H 、N -O 键断裂和N -H 键生成C.催化中心的Fe 2+被氧化为Fe 3+,后又被还原为Fe 2+D.将NH 2OH 替换为ND 2OD ,反应可得ND 2ND 2考向二杂化类型和空间构型5(2023·辽宁卷第6题)在光照下,螺呲喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。
2015年高考化学试题分项版解析专题19 物质结构与性质(选修)(解析卷)1.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】[化学——选修3:物质结构与性质]碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。
在基态原子中,核外存在对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是。
(3)CS2分子中,共价键的类型有,C原子的杂化轨道类型是,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:石墨烯晶体金刚石晶体①在石墨烯晶体中,每个C原子连接个六元环,每个六元环占有个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接个六元环,六元环中最多有个C原子在同一平面。
【答案】(1)电子云 2(2)C有4个价电子且半径较小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构(3)σ键和π键sp CO2、SCN-(4)分子(5)①3 2②12 4【考点定位】考查物质结构与性质的应用、化学键类型的判断、晶胞的计算;试题难度为较难等级。
【名师点晴】(5)问中的晶体结构,石墨烯晶体相对简单,使用均分法即可得解。
金刚石晶体结构复杂,这里说明一下。
大家看一下晶体结构示意图(我找了一幅图并处理了一下),有些图形信息在局部图形中看不到:选定一个目标碳原子(图中箭头所指),注意到这个碳原子有四个共价键呈四面体伸展,两两组合成六个角。
按理说六个角只对应六个六元环,但大家仔细看右图,红、蓝两色的六元环共同一个夹角。
故可推知:每个碳原子连接有2×6=12个六元环。
右图晶体结构中可以分离出一个小结构(下图左),可以观察其中某一个六元环(下图右)。
注意到六元环虽不是平面结构,但它是由三组平行线构成。
物质结构与性质 试题赏析强玉荣(扬州大学附属中学ꎬ江苏扬州225009)摘㊀要: 物质结构与性质 是高中化学的重要内容ꎬ高考中考查的内容和题型相对固定ꎬ但是却具有多样化的考查方向.对此ꎬ文章就近几年有关 物质结构与性质 的试题进行分析ꎬ以便学生能够更好地结合试题的材料ꎬ对其中某些物质的中心原子杂化类型㊁核外电子排布式㊁粒子的空间构型㊁晶体的结构性质㊁电离能与电负性等内容进行深入探究ꎬ掌握 物质结构与性质 试题的解题方法和思路ꎬ提高解题效率.关键词: 物质结构与性质 ꎻ高考试题ꎻ解题方法ꎻ高中化学中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)31-0112-03收稿日期:2023-08-05作者简介:强玉荣(1980.10-)ꎬ男ꎬ江苏省扬州人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中化学教学研究.㊀㊀ 物质结构与性质 是高考的考查内容.现以2022年高考 物质结构与性质 试题为例ꎬ说明其考查方式与解题思路ꎬ仅供参考.例1㊀(全国理综乙卷ꎬ节选)回答下列问题:(1)下列选项中关于氟原子激发态的电子排布式正确的是ꎬ其中能量较高的是.(填标号)①1s22s22p43d2㊀㊀②1s22s22p43s1③1s22s22p33p2④1s22s12p5(2)已知卤化物CsICl2在受热的条件下会发生非氧化还原反应ꎬ生成物为X㊁Yꎬ其中Y为红棕色液体ꎬX为无色晶体.则X为.为什么X比Y的熔点高?(3)已知NA为阿伏加德罗常数ꎬα-AgI晶胞如图1所示ꎬ求α-AgI晶体的摩尔体积Vm=m3 mol-1(列出算式).解析㊀(1)F的原子序数为9ꎬ其基态原子电子排布式为1s22s22p5.①项ꎬ1s22s22p43d2ꎬ核外共10图1㊀AgI晶胞个电子ꎬ不是氟原子ꎬ①项错误ꎻ④项ꎬ1s22s12p5ꎬ核外共8个电子ꎬ不是氟原子ꎬ④项错误ꎻ②项ꎬ1s22s22p43s1ꎬ基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上ꎬ属于氟原子的激发态ꎬ②项正确ꎻ③项ꎬ1s22s22p33p2ꎬ基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上ꎬ属于氟原子的激发态ꎬ③项正确.而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高ꎬ因此能量最高的是1s22s22p33p2.(2)在受热的条件下ꎬCsICl2会发生非氧化还原反应ꎬ依据试题信息中给出的生成物颜色和状态ꎬ可以判断X为CsClꎬY为IClꎬ而CsCl为离子晶体ꎬ熔化时克服的是离子键ꎬICl为分子晶体ꎬ熔化时克服211的是分子间作用力ꎬ因此CsCl的熔点比ICl高.(3)晶胞中含I-数为8ˑ1/8+1=2ꎬ则Ag+的个数也为2ꎬ晶胞的物质的量n=NNAmol=2NAmolꎬ晶胞体积V=(apm)3=(504ˑ10-12)3m3ꎬ则α-AgI晶体的摩尔体积为Vm=(504ˑ10-12)3m3ː2NAmol=NAˑ(504ˑ10-12)32m3 mol-1.故答案为:(1)②③ꎻ③.(2)CsClꎻCsCl为离子晶体ꎬICl为分子晶体.(3)NAˑ(504ˑ10-12)32.点评㊀此题考查了激发态原子电子排布式与能量高低的判断㊁杂化轨道类型与共价键类型的判断㊁不同化合物分子中相同化学键键长长短的判断与其原因分析㊁晶体化学式的推断与晶体熔点高低的原因分析㊁晶体摩尔体积计算㊁晶体在电池中作用等方面的知识ꎬ综合性比较强ꎬ体现了 物质结构与性质 的主干知识[1].解题此题的关键为:一是要弄清电子排布式的意义ꎻ二是要掌握有机物分子中碳原子杂化方式与σ键㊁π键的判断方法ꎻ三是要掌握不同有机物分子中相同化学键键长长短的判断方法及其原因ꎻ四是能够判断出晶体的化学式和晶体类型ꎻ五是能够根据题意判断出α-AgI晶体在电池中的作用ꎬ并掌握晶胞粒子数与晶体摩尔体积的计算方法.例2㊀(湖南化学卷ꎬ节选)铁㊁硒(Se)是人体所必需的微量元素ꎬ同时铁和硒被广泛地应用在材料㊁催化㊁医药等领域ꎬ回答下列问题:(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药ꎬ其结构式如下:①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar].②该新药分子中有种不同化学环境的C原子.③比较键角大小:气态SeO3分子SeO2-3离子(填 > ㊁ < 或 = )ꎬ原因是.(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂.富马酸分子的结构模型如图2所示:图2㊀结构模型①富马酸分子中σ键与π键的数目比为.②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为.(3)科学家通过研究合成了一种固氮酶模型配合物ꎬ在温和条件下ꎬ这种固氮酶模型配合物能够直接活化H2ꎬ从而实现N3-到NH-2的转化ꎬ图3是转化的反应过程:图3㊀反应过程①在反应的产物中ꎬN原子的杂化轨道类型为.②与NH-2互为等电子体的一种分子为(填化学式).(4)已知一种由铁㊁钾㊁硒形成晶胞在xy平面㊁xz平面㊁yz平面的投影如图4所示.阿伏加德罗常数的值为NAꎬ图4中a=0.4nm㊁b=0.4nm㊁c=1.4nm.则由铁㊁钾㊁硒形成晶胞的密度为g cm-3ꎬ并列出计算式.图4㊀投影图解析㊀(1)①硒元素的原子序数为34ꎬ则基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4.②由结构简式可知ꎬ乙烷硒啉的分子结构对称ꎬ311分子中含有8种化学环境不同的C原子.③SeO3分子中硒原子的价层电子对数=3+12(6-3ˑ2)=3+0=3ꎬ孤电子对数为0ꎬ其空间构型为平面三角形ꎬ则键角为120ʎꎻSeO2-3离子中硒原子的价层电子对数=3+12(6+2-3ˑ2)=3+1=4ꎬ孤电子对数为1ꎬ其空间构型为三角锥形ꎬ键角小于120ʎ.因此ꎬ键角:SeO3>SeO2-3.(2)①由富马酸分子的结构模型图可知ꎬ富马酸的结构简式为HOOCCHCHCOOH ꎬ因共价单键为σ键ꎬ共价双键中含有1个σ键和1个π键ꎬ则其分子中含有σ键数目为11ꎬ含有π键数目为3ꎬ因此ꎬ富马酸分子中σ键与π键的数目比为11ʒ3.②金属元素的电负性小于非金属元素ꎬ则铁元素的电负性最小ꎬ非金属元素的非金属性越强ꎬ电负性越大ꎬ氢㊁碳㊁氧的非金属性依次增强ꎬ电负性依次增大ꎬ则富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H>Fe.(3)①由产物的结构简式可知ꎬ产物中氮原子的价层电子对数为4ꎬ则氮原子的杂化方式为sp3杂化.②将NH-2中的N原子(价电子数为5)和1个负电荷换为O原子(价电子数为6)可得ꎬ与NH-2互为等电子体的一种分子为H2O.(4)由晶胞平面投影图可知ꎬ晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8ˑ18+1=2ꎬ位于棱上和面上的铁原子和硒原子的个数均为12ˑ14+2ˑ12=4ꎬ则超导材料最简化学式为KFe2Se2.由上述分析可知ꎬ晶胞中含有2个 KFe2Se2 ꎬ则该晶体的密度为ρ=mV=2/NAˑ(39+56ˑ2+79ˑ2)g mol-1aˑ10-7cmˑbˑ10-7cmˑcˑ10-7cm=2ˑ(39+56ˑ2+79ˑ2)NAˑ(0.4ˑ0.4ˑ1.4)ˑ10-21g cm-3.故答案为:(1)①3d104s24p4ꎻ②8ꎻ③>ꎻSeO3的空间构型为平面三角形㊁键角为120ʎꎬSeO2-3的空间构型为三角锥形㊁键角小于120ʎ.(2)①11ʒ3ꎻ②O>C>H>Feꎻ(3)①sp3杂化ꎻ②H2O.(4)2ˑ(39+56ˑ2+79ˑ2)NAˑ(0.4ˑ0.4ˑ1.4)ˑ10-21.点评㊀此题考查了基态原子价电子排布式的书写㊁分子中不同化学环境碳原子数的判断㊁键角大小的比较㊁分子中σ键与π键的数目比的计算㊁元素电负性大小的比较㊁中心原子杂化类型的判断㊁等电子体化学式的书写㊁配位数的判断㊁晶体化学式与晶体密度的计算等[2].解题的要领为:一是要掌握基态原子价电子排布式的写法ꎻ二是明确在分子中不同化学环境碳原子数的判断方法ꎻ三是要掌握键角大小的比较方法(首先计算出中心原子的价层电子对数ꎬ然后判断出粒子的空间构型ꎬ再根据空间构型比较键角的大小)ꎻ四是要掌握σ键与π键的判断方法ꎻ五是要掌握元素电负性大小的比较方法ꎻ六要掌握中心原子杂化类型的判断方法ꎻ七是要掌握等电子体的书写方法ꎻ八是要能够根据晶体的平面投影图判断出各种原子在晶体中所处位置ꎬ从而判断出配位数ꎬ并要掌握晶体化学式和晶体密度的计算方法.总之ꎬ新高考背景下ꎬ 物质结构与性质 试题常常将化学知识融入具体的情境中ꎬ要求学生能够依据新材料或是试题给出的物质反应等信息ꎬ结合 物质结构与性质 的主干知识ꎬ对实际的问题进行分析ꎬ并综合运用 物质结构与性质 知识解决问题ꎬ体现高考对学生核心素养的考查要求.参考文献:[1]郭萍.精准把握方向科学智慧备考:以 物质结构与性质 题型为例[J].中学化学教学参考ꎬ2022(18):77-79.[2]高晓伟ꎬ王秀红.«物质结构与性质»模块的学科认知理解及其教学启示[J].化学教学ꎬ2021(02):15-20.[责任编辑:季春阳]411。
2023年高考化学真题 ——物质结构与性质 元素推断1.(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是 A .2CS B .3NF C .3SO D .4SiF【答案】B【详解】A .CS 2中C 上的孤电子对数为12×(4-2×2)=0,σ键电子对数为2,价层电子对数为2,CS 2的空间构型为直线形,分子中正负电中心重合,CS 2属于非极性分子,A 项不符合题意;B .NF 3中N 上的孤电子对数为12×(5-3×1)=1,σ键电子对数为3,价层电子对数为4,NF 3的空间构型为三角锥形,分子中正负电中心不重合,NF 3属于极性分子,B 项符合题意;C .SO 3中S 上的孤电子对数为12×(6-3×2)=0,σ键电子对数为3,价层电子对数为3,SO 3的空间构型为平面正三角形,分子中正负电中心重合,SO 3属于非极性分子,C 项不符合题意;D .SiF 4中Si 上的孤电子对数为12×(4-4×1)=0,σ键电子对数为4,价层电子对数为4,SiF 4的空间构型为正四面体形,分子中正负电中心重合,SiF 4属于非极性分子,D 项不符合题意; 答案选B 。
2.(2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键B.三种物质中的碳原子都是3sp杂化C.三种物质的晶体类型相同D.三种物质均能导电【答案】A【详解】A.原子间优先形成σ键,三种物质中均存在σ键,A项正确;B.金刚石中所有碳原子均采用3sp杂化,石墨中所有碳原子均采用2sp杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用2sp杂化,碳碳三键上的碳原子采用sp杂化,B项错误;C.金刚石为共价晶体,石墨炔为分子晶体,石墨为混合晶体,C项错误;D.金刚石中没有自由移动电子,不能导电,D项错误;故选A。
高中化学化学物质的结构与性质专项训练试题及解析一、物质的结构与性质的综合性考察1.2020年,自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术将大量涌现,为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
(1)我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性,研制了一种强韧、自愈的超级防护材料,其中的分子机制如图所示。
Cu在元素周期表中位于_____区,M层中核外电子能量最高的电子云在空间有_____个伸展方向。
C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________(2)氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料,对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯,二者的结构如图所示:还原石墨烯中碳原子的杂化形式是______,上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时,1号C 与其相邻 C原子间键能的变化是_____________(填“变大”、“变小”或“不变”),二者当中在水溶液中溶解度更大的是____________ (填物质名称),原因为__________________(3)砷化硼是近期受到广泛关注一种III—V半导体材料。
砷化硼为立方晶系晶体,该晶胞中原子的分数坐标为:B:(0,0,0);(,,0);(,0,);(0,,);……As:(,,);(,,);(,,);(,,)请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图...........___________,已知晶体密度为dg/cm3,As半径为a pm,假设As、B原子相切,则B原子的半径为_________pm(写计算表达式)。
2.物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。
回答下列问题:(1)基态铁原子简化的电子排布式为[Ar]___。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是___。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为___,提供孤电子对的成键原子是___。
专题18 物质结构与性质(选修)1.[2019新课标Ⅰ]在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。
回答下列问题:(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。
A.B.C.D.(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是、。
乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:23.8解释表中氧化物之间熔点差异的原因。
(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。
图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。
可见,Cu原子之间最短距离x=pm,Mg原子之间最短距离y= pm。
设阿伏加德罗常数的值为N A,则MgCu2的密度是g·cm−3(列出计算表达式)。
2.[2019新课标Ⅱ]近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe−Sm−As−F−O 组成的化合物。
回答下列问题:(1)元素As与N同族。
预测As的氢化物分子的立体结构为_______,其沸点比NH3的_______(填“高”或“低”),其判断理由是________________________。
(2)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为______________________。
(3)比较离子半径:F−__________O2−(填“大于”等于”或“小于”)。
(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图1 图2图中F−和O2−共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1−x代表,则该化合物的化学式表示为____________,通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:ρ=________g·cm−3。
高考真题化学分项详解专题二十原子结构与化学键1.【2019·江苏高考真题】反应NH 4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。
下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是()ClA.中子数为18的氯原子:1817B.N2的结构式:N=NC.Na+的结构示意图:D.H2O的电子式:2.【2019·上海高考真题】关于离子化合物NH5(H有正价和负价)下列说法正确的是()A.N为+5价B.阴阳离子个数比是1:1C.阴离子为8电子稳定结构D.阳离子的电子数为113.【2018·北京高考真题】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程,该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是()A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂C.①→②放出能量并形成了C—C键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率4.【2019·北京高考真题】2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。
中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。
铟与铷(37Rb)同周期。
下列说法不正确的是()A.In是第五周期第ⅢA族元素B.11549In的中子数与电子数的差值为17C.原子半径:In>AlD.碱性:In(OH)3>RbOH5.【2018·江苏高考真题】用化学用语表示NH 3+ HCl NH4Cl中的相关微粒,其中正确的是()N B.HCl 的电子式:A.中子数为8的氮原子:87C.NH3的结构式:D.Cl−的结构示意图:6.【2008·全国高考真题】下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为1:1稳定化合物的是()A.3和17B.1和8C.1和6D.7和127.【2013·海南高考真题】重水(D2O)是重要的核工业原料,下列说法错误的是()A.氘(D)原子核外有1个电子B.1H与D互称同位素C.H2O与D2O互称同素异形体D.1H218O与D216O的相对分子质量相同8.【2015·上海高考真题】中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝,关于核Lv的叙述错误的是()素293116A.原子序数为116B.中子数为177C.核外电子数为116D.该元素的相对原子质量为2939.【2015·上海高考真题】某晶体中含有极性键,关于该晶体的说法错误的是()A.不可能有很高的熔沸点B.不可能是单质C.可能是有机物D.可能是离子晶体10.【2016·上海高考真题】下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是()A.CaO与CO2B.NaCl与HCl C.SiC与SiO2D.Cl2与I211.【2013·上海高考真题】下列变化需克服相同类型作用力的是()A.碘和干冰的升华B.硅和C60的熔化C.氯化氢和氯化钾的溶解D.溴和汞的气化12.【2013·上海高考真题】230Th和232Th是钍的两种同位素,232Th可以转化成233U。
2012年高考化学试题分项版解析专题20 物质结构与性质(2012·上海)4.PH3是一种无色剧毒气体,其分于结构和NH3相似,但P-H键键能比N—H 键键能低。
下列判断错误的是A.PH3分子呈三角锥形B.PH3分子是极性分子C.PH3沸点低于NH3沸点,因为P-H键键能低D.PH3分子稳定性低于NH3分子,因为N-H键键能高(2012·福建)30.[化学一物质结构与性质](13 分)(1) 元素的第一电离能:Al_Si(填“> ”或“< " )。
(2) 基态M 矿+的核外电子排布式为_。
(3) 硅烷(Si n H2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示,呈现这种变化关系的原因是_。
( 4 )硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子X m-(含B、0、H 三种元素)的球棍模型如右下图所示:① 在X m-中,硼原子轨道的杂化类型有;配位键存在于原子之间(填原子的数字标号); m = (填数字)。
② 硼砂晶体由Na+、X m-和H2O构成,它们之间存在的作用力有(填序号)。
A.离子键B.共价键C.金属键D.范德华力E.氢键【解析】(1)同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势,故第一电离能Al<Si。
(2)Mn是25号元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,故Mn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。
(3)硅烷形成的晶体是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高。
(4)①由球棍模型可以看出,黑球为B原子,灰球为O原子,小黑球为H原子。
2号B原子形成3个键,采取sp2杂化,4号B原子形成4个键,采取sp3杂化;4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号外三个O原子形成σ键后还有一个空轨道,而5号O原子能提供孤电子对而形成配位键;由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]m-,其中B为+3价,O为-2价,H为+1价,根据化合价可知m=2。
②在晶体中Na+与X m+之间为离子键,H2O分子间存在范德华力,而该阴离子能与水分子形成氢键。
(2012·海南)[选修3——物质结构与性质] (20分)19-I(6分)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是A.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳B.四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型C.二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物D.锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质【答案】:BD【解析】:碳和锗同主族,碳在第二周期,而锗在第四周期,锗是金属元素,故其第一电离能低于碳,A错;四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同,B对;金属的氧化物不是气体,C错;锗和碳都易于形成四个键,能形成原子晶体结构的单质,D对。
【考点定位】此题考查了同主族元素性质的递变规律的应用知识。
19-II(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
回答下列问题:(1)铜原子基态电子排布式为;(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。
对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。
又知铜的密度为9.00g·cm-3,则铜晶胞的体积是cm3、晶胞的质量是 g,阿伏加德罗常数为 (列式计算,己知Ar(Cu)=63.6);(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。
已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为;(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是,反应的化学方应程式为。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1;(2)4.70×10-23;4.23×10-22;N A=63.6g.mol-1/(0.25×4.23×10-22g)=6.01×10-23;(3)sp3;K2CuCl3;(4)过氧化氢为氧化剂,氨与Cu形成配离子,两者相互促进使反应进行;Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
【解析】:(1)根据铜元素在周期表中的位置:第四周期第IB族,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1;(2)根据晶胞的边长,其体积为a3,即4.70×10-23cm3;晶胞的质量=体积×密度,故其质量为4.23×10-22g;在一个体心晶胞含4个铜原子,故铜的摩尔质量=1/4×晶胞质量×N A,可知N A=63.6g.mol-1/(0.25×4.23× 10-22g)=6.01×10-23;(3)a 位置上Cl原子的杂化轨道类型为:sp3;一种化合物的化学式为KCuCl3,其中铜元素为+2价,故另一种化合物中铜为+1价,其化学式为:K2CuCl3;(4)题中给出了两物质和铜单独不反应,而同时混合能反应,说明两者能互相促进,其中过氧化氢为氧化剂,氨与Cu形成配离子,两者相互促进使反应进行;方程式可表示为:Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
【考点定位】此题以铜元素及其化合物为载体,综合考查了物质结构与性质模块的主干知识。
(2012·江苏)A. [物质结构与性质]一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
①Mn2+基态的电子排布式可表示为。
②NO3- 的空间构型是 (用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO 被氧化为CO2,HCHO 被氧化为CO2和H2O。
①根据等电子体原理,CO 分子的结构式为。
②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为。
③1 mol CO2中含有的σ键数目为。
(3) 向CuSO4溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu (OH)4]2-。
不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为。
【答案】A. [物质结构与性质](1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②平面三角形(2)①C≡O ②sp3③2×6. 02×1023个(或2 mol)【解析】(1)Mn原子序数为25,价电子排布为3d54s2,先失去4s上二个电子,即得Mn2+。
NO3-离子中氮原子无孤对电子,配位原子为3,则N采用sp2杂化,所以NO3-的空间构型为平面三角形。
(2)CO与N2互为等电子体,根据氮分子的结构式可以写出CO的结构式为C≡O。
H2O中O原子存在两对孤对电子,配位原子为2,价电子对为4,所以O原子采用sp3杂化。
二氧化碳分子内含有碳氧双键,双键中有一个为键,一个为键,则1molCO2中含有2mol 键。
(3)Cu2+中存在空轨道,而OH-中O原子上面有孤对电子,故O与Cu之间以配位键结合。
【考点定位】电子排布式,空间构型,杂化方式,化学键的数法以及配位键的表示(2012·全国新课标卷)37 .【选修3物质结构与性质】(15分)VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含VIA族元素的化台物在研究和生产中有许多重要用途。
请回答下列问题:(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是;(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为;(3)Se原子序数为,其核外M层电子的排布式为;(4)H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。
气态SeO3分子的立体构型为,SO32-离子的立体构型为;(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7x l0-3和2.5x l0-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2X10-2,请根据结构与性质的关系解释:①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因:;② H2SeO4比 H2SeO3酸性强的原因:(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。
立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0 pm.密度为(列式并计算),a 位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm(列示表示)【答案】(1)SP3(2)O>S>Se(3)34 3s23p63d10(4)强正四面体平面三角形(5)①H2SeO4和H2SeO3第一步电离产生的氢离子抑制第二步电离,所以第一步电离程度大于第二步电离程度。
②对同一种元素的含盐酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强。
(6)4.1(6)【考点定位】原子的结构与性质、分子的结构与性质、晶体结构与性质、晶体的计算(2011·山东)32.(8分)【化学——物质结构与性质】金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是_______。
a.金属键具有方向性和饱和性b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(2)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是______。
(3)过渡金属配合物Ni(CO)的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=______。
CO与N2结构相似,CO分子内o- 建于π键个数之比为________。
(4)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醛(CH2OH)。
甲醛分子内C原子的杂化方式为________,甲醛分子内的O—C—H键角_______(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。
【答案】(1)b (2)C (3)4 1:2 (4)sp3>【解析】(1)金属键没有方向性和饱和性,a错;金属键是金属阳离子和自由电子间的【考点定位】物质结构域性质,原子结构域元素性质,分子空间构型。