高考化学二轮复习突破题专题11物质结构与性质（知识过关）（2份打包，解析版+原卷版，可预览）

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专题11 物质结构与性质 知识过关
一、试题分析
物质结构与性质为选做题，各小题之间相对独立，主要考查原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质。
①在原子结构部分主要命题点有电子排布式或排布图的书写，电离能、电负性大小的比较与判断。
②在分子结构部分主要命题点有化学键类型的判断，分子构型的判断，中心原子杂化方式的判断。
③在晶体结构部分主要命题点有晶体类型的判断，晶体结构的计算等。
二、试题导图







三、必备知识
知识点1 原子结构与性质
1.电子层、能级和原子轨道
电子层
K
L
M
N
能级
1s
2s、2p
3s、3p、3d
4s、4p、4d、4f
原子轨
道数目
1
1+3=4
1+3+5=9
1+3+5+7=16
最多容纳
电子数目
2
8
18
32
2.原子轨道的形状、数目及能量关系
(1)轨道形状
(2)s、p、d、f能级上的原子轨道数目依次为1、3、5、7,其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直,各能级的原子轨道半径随电子层数(n)的增大而增大。
(3)能量关系
3.基态原子核外电子排布的表示
(1)依据
①能量最低原理:基态原子的核外电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。构造原理表明了基态原子核外电子在原子轨道上的填充顺序:

②泡利原理:一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,并且其自旋状态相反。
③洪特规则:对于基态原子,当电子排布在同一能级的不同轨道时,将尽可能分占不同的轨道,并且自旋状态相同。
(2)表示形式
①电子排布式。
②电子排布图(或轨道表示式)。

4.元素电离能的变化规律及其应用
(1) 变化规律
①同周期从左到右,元素第一电离能总的趋势是逐渐增大。
②同主族元素自上而下第一电离能依次减小,但在同一副族中,自上而下第一电离能变化幅度不大,且不太规律。
③同种元素的逐级电离能逐渐增大,即I1< I2< I3。
(2)电离能的3个重要应用
①判断元素的金属性和非金属性强弱。I1越大,元素的非金属性越强;I1越小,元素的金属性越强。
②判断元素在化合物中的化合价。如K:I1≪I2600（分解）
−75.5
16.8
10.3
沸点/℃
−60.3
444.6
−10.0
45.0
337.0
回答下列问题：
（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为__________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。
（2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。
（3）图（a）为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________。

（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有______种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。
7．（2017年全国1卷）钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm(填标号)。
A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E.766.5
（2）基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___________________________。
（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化形式为________________。
（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为______nm，与K紧邻的O个数为__________。
（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______位置，O处于______位置。
.
8．（2017年全国2卷）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：
（1）氮原子价层电子对的轨道表达式（电子排布图）为_____________。
（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。
（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。
①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）
A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数
C．立体结构 D．共价键类型
②R中阴离子N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则N5-中的大π键应表示为____________。
③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NH4+）N-H┄Cl、____________、____________。

（4）R的晶体密度为d g·cm-3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。

9．（2017年全国3卷）研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。
（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a' =0.448 nm，则r(Mn2+)为________nm。

五、预测2020
1．【2019江苏卷21】Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。
（1）Cu2+基态核外电子排布式为 。
（2）的空间构型为 （用文字描述）；
Cu2+与OH−反应能生成[Cu(OH)4]2−，[Cu(OH)4]2−中的配位原子为 （填元素符号）。
（3）抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为 ；
推测抗坏血酸在水中的溶解性： （填“难溶于水”或“易溶于水”）。

（4）一个Cu2O晶胞（见图2）中，Cu原子的数目为 。
2．Fe、Ni、Pt在周期表中同族，该族元素的化合物在科学研究和实际生产中有许多重要用途。
(1)①Fe在元素周期表中的位置为________。
②已知FeO晶体晶胞结构如NaCl型，Fe2+的价层电子排布式为________，阴离子的配位数为_______。
③K3[Fe(CN)5NO]的组成元素中，属于第二周期元素的电负性由小到大的顺序是_______。
④把氯气通入黄血盐(K4[Fe(CN)6])溶液中，得到赤血盐(K3[Fe(CN)6])，该反应的化学方程式为________。
(2)铂可与不同的配体形成多种配合物。分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物的配体是______；该配合物有两种不同的结构，其中呈橙黄色的物质的结构比较不稳定，在水中的溶解度大；呈亮黄色的物质的结构较稳定，在水中的溶解度小，下图图1所示的物质中呈亮黄色的是______(填“A”或“B”)，理由是________。

(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构如上图图2所示。储氢原理为：镧镍合金吸咐H2，H2解离为H储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱心和上下底面的面心，则形成的储氢化合物的化学式为_______。
3．我国科学家在某杂志上发表研究报告称，利用铬同位素的系统分析发现，“古代大气氧含量高于现代水平的1%”。铬的同位素有、、、。铬及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题：
（1）基态的价层电子排布图为_________
（2）交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理如下：
2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO4→3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O
①CH3CH2OH、CH3COOH的沸点高于对应的CH3OCH3（二甲醚）、HCOOCH3（甲酸甲酯），其主要原因是___________。
②CH3COOH分子中碳原子的杂化类型是______；CH3COOH分子中σ键和π键数目之比为_________。
③K2SO4晶体中阴离子的空间构型是________。上述反应中，只含极性键的极性分子有________（填分子式）。
（3）晶体铬的晶胞结构如图1所示，其堆积模型为___________；铬原子的配位数为___________。

（4）铬的一种氧化物晶胞结构如图2所示。六棱柱边长为a nm，高为b nm，NA代表阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为______；该晶体的密度ρ=_______g·cm－3。
4．祖母绿是四大名贵宝石之一，主要成分为Be3Al2Si6O18，含有微量的Cr、Ni、Fe元素而呈现各种颜色。回答下列问题：
（1）基态Ni2+的电子排布式为_______________；宝石中Si的杂化方式是____。
（2）成键元素电负性差值越大，化学键离子性百分数越高，在卤素与Al组成的化合物中，离子性百分数最高的化合物是______（填化学式）。
（3）六羰基铬[Cr(CO)6]用于制高纯度铬粉，它的沸点为220℃。Cr(CO)6的晶体类型是______，加热Cr(CO)6可得到高纯度铬粉和CO，反应破坏的作用力类型为_________。
（4）多数配离子显示颜色与d轨道的分裂能有关。分裂能是指配离子的中心原子（离子）的一个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量(用Δ表示)，它与中心离子的结构、电荷、配体有关。试判断分裂能Δ[Fe(H2O)63+] _____ Δ[Fe(H2O)62+]（填“>”“