高考化学(物质结构)

高考化学物质结构与性质(选考)

1．【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

(1)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________________。

(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子

的空间构型是_______；与N2H4分子属于等电子体的是________。

(3)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：

①Ni原子的核外电子排布式为______________________________________________；

②NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点

NiO______FeO(填“<”或“>”)；

③NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、_____________________________。

(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，其价电子排布与Cu相似，Au原子的价电子排布式

为________；一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为__________；该晶体中，原子之间的强相互作用是__________；上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如下图)的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为____________________________________________________________________。

2．【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

A、B、C、D、E五种元素，原子序数依次递增。A元素的周期数、主族数、原子序数相同；B元素

的前六级电离能的数值变化如图所示：

C元素的基态原子核外有六种不同运动状态的价电子；D与B同主族，电负性D

(1)写出E的基态原子电子排布式___________________________________________。

(2)A3C＋中，C原子采用______杂化，离子构型为______，比较A3C＋与A2C中的键角大小并解释原因_____。

(3)D60分子中每个D原子均采用sp2杂化，则1 mol D60分子中π键的数目为________。

(4)A2C有多种晶体结构，其中一种晶体中分子的空间排列方式与金刚石晶体类似，该晶体晶胞中含有

________个A2C分子，A2C的配位数为________，A2C之间的作用力为________。已知晶胞的棱长为a pm，阿伏加德罗常数为N A，试列式计算此晶体的密度_____g·cm－3(用含a、N A的代数式表示)。

(5)E(BC)5中E周围的价电子总数为________，配位原子是________(填元素符号)。

3．【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物AlN、AlP、AlAs等是人工合成的半导体材料，它们的晶体结构与单晶硅相似，与NaCl的晶体类型不同。

(1)核电荷数比As小4的原子基态的电子排布式为____________________________。

(2)前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有________种。

(3)NCl3中心原子杂化方式为________________，NCl3的空间构型为__________。

(4)在AlN晶体中，每个Al原子与________个N原子相连，AlN属于________晶体。

(5)设NaCl的摩尔质量为M r g·mol－1，食盐晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为N A。食盐晶体

中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________cm。

4．【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

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)。

②SO2－4的空间构型为________。

(2)氯化亚铜(CuCl)的某制备过程：向CuCl2溶液中通入一定量SO2，微热，反应一段时间后即生成CuCl

白色沉淀。

①写出上述制备CuCl的离子方程式：0_______________________________________。

②CuCl的熔点比CuO的熔点________(填“高”或“低”)。

(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原子的

杂化轨道类型为_____。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，则另一种化合物的化学式为_____。

(4)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果：铜晶胞为面心

立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm－3，则铜晶胞的体积是________cm3，晶胞的质量是__________g，阿伏加德罗常数的值为________[已知A r(Cu)＝63.6]。

5．【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3===2A＋3CO2↑＋9H2O。根据题意完成下列填空：

(1)冰晶石的化学式为______________________________________________________，

含有离子键、__________________等化学键。

(2)生成物中含有10个电子的分子是____________(写分子式)，该分子的空间构型为________________，

中心原子的杂化方式为__________________________________。

(3)反应物中电负性最大的元素为________(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图：

________________________________________________________________________。

(4)冰晶石由两种微粒构成，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__________(填具体的微粒符号)。

(5)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面

图如图丁所示：

若已知Al的原子半径为d，N A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原子的数目为___________________________________________________个；

Al晶体的密度为__________(用字母表示)。

6．【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F、

G为第四周期元素。已知：A是原子半径最小的元素，B、C、D是紧邻的三个族的元素，C的三价阴离子和E的二价阳离子具有相同的电子层结构，F元素的基态原子具有六个成单电子，G是ⅠB族的元素。

回答下列问题：

(1)写出E、F、G的元素符号________________________，B、C、D元素的第一电离能由大到小的顺序是

____________(用元素符号表示)，A元素分别与B、D元素形成的两种微粒都具有NH3相似的结构，属于等电子体，它们的化学式是________。

(2)F元素的原子基态价层电子排布图是__________________________。

(3)E单质晶体中原子的堆积模型如下图，晶胞是图中的________(填“a”、“b”或“c”)；配位数是

________；若紧邻的四个E原子的中心连线构成的几何体的体积是a cm3，E单质的密度为ρ g·cm－3；则E的相对原子质量的计算式是__________________。

7.【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A与B；C、D与E分别位于同一周期。A原子L层上有2对成电子，B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X,，CE、FA为电子数相同的离子晶体。

○

（1）写出A 元素的基态原子价电子排布式 ；F 离子电子排布式 。 （2）写出X 的化学式 和化学名称 。

（3）写出X 涉及化工生产中的一个化学方程式 。 （4）试解释工业冶炼D 不以DE 3而是以D 2A 3为原料的原因： 。

（5）CE 、FA 的晶格能分别为786 KJ/mol l 、3401KJ/mo ，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是： 。 （6）F 与B 可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示：F 与B 形成离子化合物的化学式 为____；该离子化合物晶体的密度为a g/cm 3

，则晶胞的体积是 (只要求列出算式)。 8. 【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

A 、

B 、

C 、

D 四种短周期元素，原子序数依次增大，原子半径按C 、D 、B 、A 顺序逐渐减小。A 、C 同主 族，B 、D 同主族；A 、C 的原子核内质子数之和为B 、D 的原子核内质子数之和的一半；C 元素与其它三种元素均能形成离子化合物。试回答下列问题：

（1）B 的离子符号 ；D 基态原子的核外电子排布式 ；C 、D 形成化合物的电子式 ； （2）同时含有上述四种元素的化合物有多种，试写出其中两种的化学式（要求：其中有一种水溶液显中性）________、__________；

（3）A 、B 、C 三元素中各由两种组成的两种化合物，相互反应生成A 的单质的化学方程式为 ； （4）B 、C 、D 三元素中各由两种组成的两种化合物，发生化合反应且属于氧化还原反应的化学方程式为 。 9. 【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

已知：A 、B 、C 、D 、E 是周期表中前36号元素，A 是原子半径最小的元素，B 元素基态原子的2P 轨道上只有两个电子， C 元素的基态原子L 层只有2对成对电子，D 元素在第三周期元素中电负性最大，E 2+的核外电子排布和Ar 原子相同。 请回答下列问题：

（1）分子式为BC 2的空间构型为 ；D 元素原子的核外电子排布式为 。 （2）B 第一电离能比C____（填“大”或“小”）；A 与B 形成的最简单化合物的分子空间构型为_____，其中心原子的杂化为 。

（3）A 2C 所形成的晶体类型为 ；E 单质所形成的晶体类型为_______。

（4）若向由A 、C 组成某种化合物的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成。则该化合物的分子式是 ，属于 分子（填：“极性”或“非极性”），该反应的化学方程式是:____ ___。

（5）C 跟E 可形成离子化合物，其晶胞结构与NaCl 的晶胞相似，同为面心立方结构。该离子化合物晶体的密度为ρg ·cm -3，N A 表示阿伏加德罗常数，则该离子化合物晶胞的体积是 (用含ρ、N A 的代数式表示)。

10. 【化学---选修

模

块：物质结构与性质】（15分）

X 、Y 、T 、Q 四种元素，位于元素周期表前四周期，元素的性质或结构信息见下表。 请根据上述信息回答下列问题：

（1）写出X 3－

的一种等电子体的化学式 ；X 的气态氢化物易液化的原因是 。

（2）写出T 元素基态原子的核外电子排布图 ；Q 元素的原子核外有______ 种运动状态不同的电子。 （3）元素 X 、T 的电负性相比， 的小（填元素名称）；元素X 的第一电离能与T 相比较，T 的 （填“大”或“小”）。

（4）甲醛（CH 2O ）分子中σ键与π键的个数之比为 。

（5）Y 元素在周期表中位于 区。Y 单质晶体的晶胞如右图所示，该晶胞中实际拥有 个原子，该晶体中Y 原子在三维空间里的堆积方式为 堆积。 （6）在Y 的硫酸盐溶液中通入X 的气态氢化物至过量，先出现蓝色沉淀，最后溶解形成深蓝

色的溶液。此蓝色沉

淀溶解

的离子方程式为 _____________________ 。

（7）元素X 与Q 可形成化合物XQ 3，根据价层电子对互斥理论判断XQ 3的空间构型为 _______ ，分子中X 原子的杂化方式为 ____________ 杂化。 11. 【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

（1） 太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的外围电子排布式__________，它位于周期表____________区。

（2） 富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯（C 60）的结构如右图，分子中碳原子轨道的杂化类型为________；1 mol C 60分子中σ键的数目为____________个。 （3） Cu 单质晶体中原子的堆积方式如右图甲所示，其晶胞特征如右图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如右图丙所示。晶胞中Cu 原子的配位数为____________，一个晶胞中Cu 原子的数目为________。

（4） Fe （CO ）5常温下呈液态，熔点为－20．5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe （CO ）5晶体属于________（填晶体类型）；Fe （CO ）5是配合物，配体．配位数分别是________．________。

（5）下列说法正确的是________。

A．第一电离能大小：S＞P＞Si

B．电负性顺序：C＜N＜O＜F

C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低

D．SO2与CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO2的溶解度更大

E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔．沸点越高

12.【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

C60以其完美的球形结构受到科学家的高度重视，从此掀起了球形分子的研究热潮，Si60、N60以及Si60C60等球形分子被不断制备出来。请回答下列有关问题：

(1)电负性是判断元素金属性和非金属性的重要原因之一。电负性相近的原子形成化学键是典型的共价键，且化学性质比较稳定，在溶剂的作用下不易断裂。下列化合物最可能是离子化合物的是(括号中为相应元素的电负性)

A．K(0.8)、C60(2.5) B．Si60(1.8)、C60(2.5)

C．C3(2.5)、N4(3.0) D．O(3.5)、F2(4.0)

(2)电离能不但能说明原子的失电子能力(金属性)，也能通过电离能判断元素的化合价，下表列举了C、Mg、X、Y－1

①若X为第四周期的元素，其核外电子排布为____________。

②根据Y的电离能数据，可以判断Y最可能的化合价为________。

(3)利用C60独特的分子结构，可以将C60用作比金属及其合金更为有效的新型吸氢材料。现在已知常温下的较稳定的C60的氢化物有C60H24、C60H36和C60H48。这些化合物在80～215 ℃时，C60可以100%的回收，并可以用来重

新制备C60的氢化物。请回答：C60分子中碳的杂化类型为________；理论上，1 mol C60可以吸收________mol H2。

(4)已知：①N—N键能为159 kJ·mol－1，N===N键能为456 kJ·mol－1，N≡N键能为946 kJ·mol－1；②N60与C60具有相似的分子结构。请回答：

①N60与C60相比，分子结构相似，但原子的杂化类型不同，N60具有微弱的碱性。则HN60I的晶体类型为________。

②有科学家预言，N60是一种高能材料，请说明其理论依据___________________________________。

(5)碳的常见的同素异形体为金刚石和石墨(分子式可表示为C n)，氮化硼也有两种常见的结构，分别对应类似于金刚石和石墨结构[分子式可表示为(BN)n]，下列有关解释正确的是

A．C—C键长与B—N键长相等

B．C、B、N的电负性相近

C．(BN)n“分子”中，B、N原子与C原子相似，均能形成四个共价键

D．(BN)n与C n可以看作是等电子体

(6)美国宾夕法尼亚州立大学中国物理学家郗小星，在世界上首次成功制成大电流硼化镁超导薄膜材料。硼化

镁在37 K 温度下有超导性，作为超硬超导材料，硼化镁已成为超导材料领域中的一颗新星。图14－2是硼化镁的晶胞示意图。

图14－2

试推断硼化镁的的化学式为________。

(7)科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子(C 60Si 60)，即把“足球型”的C 60置于“足球型”的Si 60内，并把硅原子与碳原子以共价键结合。合成“二重构造”的球形分子C 60Si 60的化学反应类似于______(填序号)。

A ．由乙烯制氯乙烯

B ．乙酸与乙醇制乙酸乙酯

C ．乙醇制乙醛

D ．乙烯与丙烯合成乙丙树脂 13．【化学---选修模块：物质结构与性质】（15分）

决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。

（1）已知A 和B 为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

A 通常显 价，A 的电负性

B 的电负性（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol －1

。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息，说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因： 。组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是 。

（3）实验证明：KCl 、MgO 、CaO 、TiN 这4种晶体的结构与NaCl 晶体 结构相似（如右图所示），已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：

则该4种离子晶体（不包括NaCl ）熔点从高到低的顺序是： 。 其中MgO 晶体中一个Mg 2＋

周围和它最邻近且等距离的Mg 2＋

有 个。

（4）金属阳离子含未成对电子越多，则磁性越大，磁记录性能越好。离子型氧化物V 2O 5和CrO 2中，适合作录

音带磁粉原料的是 。 （5）某配合物的分子结构如右图所示，其分子内 不含有 （填序号）。

A．离子键 B．极性键 C．金属键

D．配位键 E．氢键 F．非极性键

14.[化学——物质结构与性质]（15分）

现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素，E、F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。

（1）A的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有个方向，原子轨道呈形。（2）E2+的基态核外电子排布式为。

（3）A、B、C三种元素的最简单氢化物的熔点由低到高的顺序是。A、B、C三种元素中与AC2互为等电子体的分子的结构式为。（用元素符号表示）

（4）BD3 中心原子的杂化方式为，其分子空间构型为。

（5）用晶体的x射线衍射法对F的测定得到以下结果：F的晶胞为面心立方

最密堆积（如右图），又知该晶体的密度为9.00g/cm3，晶胞中该原子的配位数

为；F的原子半径是 cm；（阿伏加德罗常数为N A，要求列式计算）。

15.[化学——物质结构与性质]（15分）

氯化铬酰(CrO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应。请回答下列问题：

⑴写出铬原子的基态的核外电子排布式，根据价电子构型铬位于周期表中的

区。与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有(填元素符

号)，其中一种金属的晶胞结构如右图所示，该晶胞中含有金属原子的数目为。

⑵CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是

(填“极性”或“非极性”)分子。

⑶在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有

(填序号)，CS2分子的空间构型是。

16.[化学——物质结构与性质]（15分）

Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据如下表：

回答下列问题：

(1) Mn 元素价电子的电子排布式为,比较锰和铁两元素的电离能可知，气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难。对此，你的解释是：。

(2) Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。

①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是

②六氰合亚铁离子中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是，写出一．种与CN-互为等电子体的单质分子的结构式。

(3) 三氯化铁常温下为固体，熔点，沸点，在：以上升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为。

(4) 金属铁的晶体在不同的温度下有两种堆积方式，萨逮分别如右图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为。