高考物质结构题型分类精华(大多数为高考真题)精选

高考物质结构题型分类精华(大多数为高考真题) 一、高考物质结构题型分类精华(大多数为高考真题) 要点：1～36号元素未成对电子与电子排布的关系：（1）有1个未成对电子的排布为：ns 1、ns 2np 1、ns 2np 5、3d 14s 2、3d 104s 1（2）有2个未成对电子的排布为：ns 2np 2、ns 2np 4、3d 24s 2、3d 84s 2（3）有3个未成对电子的排布为：ns 2np 3、3d 34s 2、3d 74s 2（4）有4个未成对电子的排布为：3d 64s 2（5）有5个未成对电子的排布为：3d 54s 2（6）有6个未成对电子的排布为：3d 54s 1要点：此类问题的格式为⎩⎨⎧++⎪⎩⎪⎨⎧+⎩⎨⎧图式电子排布无定语最外层价层（外围）离子原子1、1～36号元素的基态原子的核外电子排布中，未成对电子数与电子层数相等的元素有_____种.2、可正确表示原子轨道的是( )A ．2sB ．2dC ．3p xD ．3f3、书写或推断已知基态原子（离子）的电子排布式（图）（1）基态Ge 原子的核外电子排布式为[Ar]________（2）镍元素基态原子的电子排布式为_____________（3）Cr3+基态核外电子排布式为__________________（4）31Ga基态原子的电子排布式是_______________（5）元素金(Au)处于周期表中的第6周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为_____________________4、判断原子核外电子的运动状态（1）镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为__（2）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出的概率密度分布可用_______形象化描述.在基态14C原子中，核外存在____对自旋相反的电子.（3）铝原子核外电子云有____种不同的伸展方向，有____种不同运动状态的电子，有___种不同能级的电子.5、根据核外电子排布规律推断元素（1）前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A-和B+的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2.试回答下列问题：1）A、B、C元素的元素符号分别为____、____、____.2）D2+的价层电子排布图为______________________.（2）M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子.元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层相同.回答下列问题：1）M元素的名称为____；2）元素Y的基态原子的核外电子排布式为_________.参考答案1、52、AC3、（1）3d104s24p2（2）1s22s22p63s23p63d84s2（3）1s22s22p63s23p63d3（4）1s22s22p63s23p63d104s24p1（5）6s1 4、（1）2；（2）电子云，2；（3）4，13，5 5、（1）1）F，K，Fe，2）略；（2）1）铜，2）1s22s22p63s23p5二、原子结构与元素的性质1、综合考查元素周期表的结构、元素推断、元素的性质（1）短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如右下图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，下列说法不正确的是A．原子半径：W>Z>Y>XB．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>ZC．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>ZD．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等（2）a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2-和c+的电子层结构相同，d与b同族.下列叙述错误的是A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C．c的原子半径是这些元素中最大的D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性（3）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，其相关信息如下表：元素相关信息X X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍Y Y的基态原子最外层电子排布式为：ns n np n+2A Z存在质量数为23，中字数为12的核素W W有多种化合价，其白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色1）W位于元素周期表第_____周期第_____族，其基态原子最外层有_____个电子.2）X的电负性比Y的________(填“大”或“小”)；X 和Y的气态氢化物中，较稳定的是____________（写化学式）.2、第一电离能的比较及其应用（1）元素铜与镍的第二电离能分别为：I Cu=1958 kJ·mol–1、I Ni=1753 kJ·mol–1，I Cu>I Ni的原因是______________________________________________.（2）根据元素周期律，第一电离能Ga_____（填“大于”或“小于”）As.（3）N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：电离能 I1 I2 I3 I4 …I/kJ·mol-1 578 1817 2745 11578 …（4）已知某原子的各级电离能如下：I1=578kJ·mol-1，I2=1817kJ·mol-1，I3=2745kJ·mol-1，I4=11578kJ·mol-1，则该元素在化合物中表现的化合价为_______.（5）第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有_____种.3、电负性的比较及其应用（1）Zn、Ge、O电负性由大到小的顺序是_______；（2）CH4、CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序是________________；（3）Ni是元素周期表中第28号元素，第2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___；（4）Ge（锗）的电负性______（填“大于”或“小于”）S（硫）.参考答案1、（1）A；（2）A；（3）1）四，VIII，2，2）小，H2O2、（1）金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子；（2）小于;（3）Al;（4）+3（5）33、（1）O>Ge>Zn；（2）H<C<O；（3）C （4）小于三、共价键要点：1、判断σ键和π键（1）1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为_______；（2）石墨烯[如图所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，图中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________.（3）1mol CO2含有σ键的数目为_____.（4）CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为_________.2、用键参数判断分子的性质（1）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O键能/356 413 336 226 318 452(kJ·mol－1)__________________________________________________________________________________________________________________ _.②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是____________________________________________________________________________________________ ________________________________________________.3、推断等电子体并预测其性质（1）与H2O互为等电子体的一种阳离子为______（填化学式）；（2）与OH-互为等电子体的一种分子为______（填化学式）；（3）写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式：__________；（4）在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O.根据等电子原理，CO分子的结构式为_______.（5）等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理．如N2和CO为等电子体，下表为部分元素等电子体的分类和空间构型表：试回答：1）写出下面离子的空间构型：BrO3-__________，CO32-__________，ClO4-__________；2）由第一、二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有____________________.3）SF6的空间构型如下图所示，请再按照图1的表示在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置.已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键.参考答案1、（1）3N A；（2）3；（3）2N A；（4）1：22、①由表中数据可知，C-C键和C-H键较强，所形成的烷烃稳定．而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成；②由表中数据可知，C-H键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定．而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键．3、（1）H2F+；（2）HF；（3）CCl4（或SiCl4）等；（4）；（5）1）三角锥形，平面三角形，四面体形，2）O 22-，3）四、分子的立体构型要点：要点：杂化方式等性杂化不等性杂化sp sp2sp3sp3轨道间夹角180 120 109°28’<120 <120孤电子对数0 0 0 1 2 中心原子成键电子对数 2 3 4 3 2分子立体构型直线形平面三角形正四面体形三角锥形V形实例BeCl2HgCl2BF3HCHOCH4SiCl4NH3PH3H2OH2S1、判断分子或离子的空间构型（1）[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型为_______.（2）CS2分子中，共价键的类型有____________，写出两个和CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_______________.（3）氮元素和硫元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是__________；酸根呈三角锥形结构的酸是__________（填化学式）.（4）NO3-的空间构型为（用文字描述）__________.2、判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型（1）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子.C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为____________，中心原子的杂化轨道类型为________.化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为____.（2）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为____________，其中氧原子的杂化方式为________.（3）HOCH2CN中的碳原子的杂化轨道类型为______.（4）CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为________.（5）醛基中碳原子的杂化轨道类型是_____________.（6）化合物中阳离子的空间构型为_________，阴离子的中心原子轨道采用______杂化.（7）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_____.（8）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用_____杂化.H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为_________________________________________________________________________________________.3、考查配位键的判断和表示方法（1）+263])[Ni(NH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_______.（2）[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键.不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为__________________.（3）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____________________________________________________________________________________________ _，反应的化学方程式为____________________________.（4）Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1mol Ni(CO)4中含有___molσ键.参考答案1、（1）正四面体形；（2）σ键、π键，CO2、BeCl2、NO2+、SCN-；（3）HNO2、HNO3，H2SO3；（4）平面三角形 2、（1）三角锥形，sp3，V形，4；（2）V形，sp3；（3）sp、sp3；（4）sp2、sp3；（5）sp2；（6）三角锥形，sp3；（7）sp3；（8）sp3；H2O中O原子有2对孤对电子，H3O+中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小 3、（1）配位键，N ；（2）；（3）H 2O 2为氧化剂，氨与Cu 2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行，Cu ＋H 2O 2＋4NH 3 == [Cu(NH 3)4]2++ 2OH -；（4）8五、分子的性质1、判断分子的极性（1）氨是__________分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的杂化轨道类型为________.（2）COCl 2中心原子的杂化轨道类型为______，属于_________分子.（3）工业上制取冰晶石(Na 3AlF 6)的化学方程式如下：2Al(OH)3+ 12HF+ 3Na 2CO 3=2Na 3AlF 6+ 3CO 2↑+ 9H 2O在上述反应的反应物和生成物中，属于非极性分子的电子式为________.2、判断物质中存在作用力（1）CS 2分子中，共价键的类型有___________.（2）一定条件下，CH 4和CO 2都能与H 2O 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.CH 4与H 2O 形成的水合物俗称“可燃冰”.①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_______________________________. ②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO 2置换CH 4的设想.已知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586 nm ，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是______________________________________________________________________________.3、判断分子间作用力与物质性质的关系（1）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____________________________________ _____________________________________________.物质 GeCl 4 GeBr 4 GeI 4参数分子分子直径/nm 分子与H 2O 的结合能 E /kJ·mol －1 CH 40.436 16.40 CO 20.512 29.91熔点/℃-49.5 26 146沸点/℃83.1 186 约400（2）H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为____________________ _____________________________________________.（3）已知苯酚()具有弱酸性，其Ka=1.1 ×10-10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键.据此判断，相同温度下电离平衡常数K a2(水杨酸)_______K a(苯酚)（填“>”或“<”），其原因是_____________________________________________.（4）乙酸的沸点要高于乙醛，其主要原因是____________________________________________________.（5）在元素周期表中氟的电负性最大，用氢键表示式写出氟的氢化物溶液中存在的所有氢键_________________________________________________________.（6）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是____________________________________________.（7）氢的氧化物与碳的氧化物中，分子极性较小的是___________________（填分子式）.（8）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，试比较X的氢化物与同族第2、3周期元素所形成的氢化物的稳定性和沸点的高低，并说明理由___________________________________________________________________________________________________________.参考答案1、（1）极性，sp3；（2）sp2，极性；（3）2、（1）σ键、π键（或极性键）；（2）范德华力，氢键，CO2分子直径小于笼状结构空腔直径，且与水的结合能大于CH4；3、（1）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔点和沸点依次升高，原因是它们分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强.（2）H2O与CH3CH2OH分子间形成氢键，增大了CH3CH2OH的溶解度.（3）<，形成分子内氢键，使其更难电离出H+；（4）乙酸分子中含有羟基，分子间能形成氢键，乙醛分子间不存在氢键；（5）F-H…F，F-H…O，O-H…O，O-H…F；（6）C 有4个价电子且半径较小，难以能过得失电子达到稳定结构；（7）CO2；（8）稳定性：NH3>PH3>AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；沸点：NH3>AsH3>PH3，原因是NH3可以形成分子间氢键，沸点最高，AsH3的相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3的沸点比PH3高.六、晶体的常识1、晶体与非晶体的鉴别（1）准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过______________方法区分晶体、准晶体和非晶体.（2）趁热过滤后，滤液冷却结晶.一般情况下，下列因素中有利于得到较大的晶体的是________.A ．缓慢冷却溶液B ．溶液浓度较高C ．溶质溶解度较小D ．缓慢蒸发溶剂如果溶液发生过饱和现象，可采用_______________、_______________________等方法促进晶体析出.2、判断晶胞中的微粒数和晶体的组成（1）钒的某种氧化物的晶胞结构如图甲所示.晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为______、______.（2）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，晶胞如图乙所示，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 ．3、判断晶胞的结构及有关晶胞N V m 、、、ρ的计算（1）A 、B 、C 、D 为原子序数依次增大的四种元素，A 2-和B +具有相同的电子构型；C 、D 为同周期元索，C 核外电子总数是最外层电子数的3倍；D 元素最外层有一个未成对电子.回答下列问题：A 和B 能够形成化合物F ，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a ＝0.566nm ，F 的化学式为__________：晶胞中A 原子的配位数为__________；列式计算晶体F 的密度(g.cm -3)____________________.（2）晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为()000，，；B 为11022⎛⎫ ⎪⎝⎭，，；C 为11022⎛⎫ ⎪⎝⎭，，，则D 原子的坐标参数为 _____.②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状.已知Ge 单晶的晶胞参数565.76pm a =，其密度为_______________________3g cm -⋅（列出计算式即可）.（3）GaAs 的密度为ρg·cm -3，其晶胞结构如图所示.Ga 和As 的摩尔质量分别为M Ga g·mol -1和M As g·mol -1，原子半径分别为r Ga pm 和r As pm ，阿伏伽德罗常数值为N A，则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________.参考答案1、（1）X 射线衍射；（2）AD ，加入晶体、用玻璃棒摩擦容器内壁2、（1）4、2；（2）12，M 3C 603、（1）2Na O ；8；13732314622.27(0.56610) 6.0210g mol g cm cm mol ----⨯=⨯⨯⨯g g ；（2）①)41,41,41(；②31023)1076.565(1002.6738-⨯⨯⨯⨯；（3）%100)(3)(1043330⨯++⨯-As Ga As Ga A M M r r N ρπ七、分子晶体与原子晶体1、判断晶体类型和化学键类型（1）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.（2）GaAs 的熔点为1238℃，其晶胞结构如图所示.该晶体的类型为________________，Ga 与As 以________键键合.2、典型分子晶体、原子晶体结构的判断（1）金刚石的晶体结构如图所示.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.（2）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子.3、比较分子晶体原子晶体的熔、沸点（1）下列关于CH4和CO2的说法正确的是____（填序号）.a．固态CO2属于分子晶体b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp（2）氧元素能形成同素异形体，其中沸点高的是____（填分子式），原因是_________________________________________________________________________.参考答案1、（1）分子；（2）原子晶体，共价（或极性）；2、（1）12，4；（2）共价，3；3、（1）a、d；（2）O3，O3相对分子质量较大，分子极性强，范德华力较大.八、金属晶体1、考查金属键、金属晶体的判断（1）单质铜和镍是_________键形成的晶体.（2）NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：F3NHNF3F4NH43Cu23++，则上述化学方程式中前种物质所属的晶体类型有______（填序号）.a．混合晶体 b．分子晶体 c．原子晶体 d．金属晶体（3）Si、Mg、Cl2晶体的熔点由高到低的顺序是__________.2、金属晶体堆积模型的判断及有关计算（1）一种铜金合金晶体具有面心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，原子之间的作用力是___________.（2）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a=0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为______.列式表示铝单质的密度________________g·cm-3（不必计算出结果）.3、考查石墨晶体的结构、性质及迁移应用（1）单层石墨中碳原子的杂化方式为_______，石墨属于________晶体.（2）石墨晶体中，层内C-C键的键长为142pm，而金刚石中C-C键的键长为154pm.其原因是金刚石中只存在C-C间的_____共价键，而石墨层内的C-C间不仅存在_____共价键，还有_____键.（3）氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂.立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性.它们的晶体结构如图所示.①关于这两种晶体的说法，正确的是_____(填序号).a.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c.两种晶体中的B－N键均为共价键d.两种晶体均为分子晶体②六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为__________，其结构与石墨相似却不导电，原因是___________________________________.③立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为___.该晶体的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳中被发现.根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是________.参考答案1、（1）金属；（2）b、d；（3）Si、Mg、Cl22、（1）3:1，金属键；（2）3723)10405.0(1002.6274-⨯⨯⨯⨯；3、（1）sp2，混合；（2）σ、σ、π；（3）bc，平面三角形，层状结构中没有可以自由移动的电子，sp3，高温、高压九、离子晶体1、考查离子晶体的性质（1）氟在自然界中常以CaF2的形式存在.下列有关的表述正确的是( )a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaC2c．阴阳离子比为2:1的物质，均与CaF2晶体构型相同d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电（2）MgO的熔点比BaO的熔点_____（填“高”或“低”）2、判断离子晶体的结构（1）锌与硫所形成的化合物晶体的晶胞如图甲所示.下列判断正确的是_______.（2）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图乙所示，则图中黑球代表的离子是______. 3、典型离子晶体（晶胞）的有关计算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晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为________g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－与b位置Zn2＋之间的距离为__________pm(列式表示).参考答案1、（1）bd；（2）高2、（1）D；（2）R+3、1.4)100.540(1002.6)3265(431023≈⨯⨯⨯+⨯-，'28109cos1270ο-。