2024届高考化学复习讲义第五章物质结构与性质元素周期律第七讲物质结构与性质的综合题含答案

这是一份2024届高考化学复习讲义第五章物质结构与性质元素周期律第七讲物质结构与性质的综合题含答案，共7页。试卷主要包含了物质结构常见考点剖析，性质比较及解释类问题模型构建等内容，欢迎下载使用。

考点 物质结构与性质的综合考查
1.物质结构常见考点剖析
（1）以原子或离子结构为主线的考查角度
（2）以分子结构为主线的考查角度
（3）以晶体结构为主线的考查角度
2.性质比较及解释类问题模型构建
（1）“原因解释”类试题的解题流程
（2）模型构建
叙述结构→阐述原理→得出结论
研透高考 明确方向
1.[以原子或离子结构为主线考查][2022全国乙]卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）氟原子激发态的电子排布式有 ad ，其中能量较高的是 d 。（填标号）
a.1s22s22p43s1b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5d.1s22s22p33p2
（2）卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 CsCl 。解释X的熔点比Y高的原因 CsCl是离子晶体，ICl是分子晶体 。
（3）α－AgI晶体中I－离子作体心立方堆积（如图所示）， Ag＋主要分布在由I－构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α－AgI晶体在电池中可作为 固体电解质 。已知阿伏加德罗常数为NA，则α－AgI晶体的摩尔体积Vm＝ 12×5043×10－36NA m3·ml－1（列出算式）。
解析 （1）因为基态氟原子的电子排布式是1s22s22p5，其中b、c不是9个电子，不能表示氟原子的核外电子排布，故选ad；3p能级的能量高于3s能级，从2p能级激发1个电子到3s能级比从2p能级激发2个电子到3p能级需要的能量低，故a和d相比，d能量较高。（2）卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，则反应前后Cs、I均为＋1价，Cl为－1价，因此生成的无色晶体X是CsCl，红棕色液体Y是ICl。CsCl是离子晶体，而ICl是分子晶体，故CsCl的熔点比ICl的高。（3）因为1个α－AgI晶胞含有2个Ag＋，即2个AgI，其体积V晶胞＝5043×10－36 m3，故α－AgI晶体的摩尔体积Vm＝12×V晶胞·NA＝12×5043×10－36NA m3·ml－1。
2.[以分子结构为主线考查][2022广东]硒（Se）是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光（AIE）效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下：
（1）Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为 4s24p4 。
（2）H2Se的沸点低于H2O，其原因是 水分子之间可以形成氢键 。
（3）关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有 BDE 。
A.Ⅰ中仅有σ键
B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键
C.Ⅱ易溶于水
D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大
（4）Ⅳ中具有孤对电子的原子有 Se、O 。
（5）硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4 ＞ H2SeO3（填“＞”或“＜”）。
（6）我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为 K2SeBr6 。
②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g·cm－3，则X中相邻K之间的最短距离为 12×34×Mrρ×NA×107 nm（列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值）。
解析 （1）Se位于第四周期，与S同族，为第ⅥA族元素，最外层电子数为6，所以基态硒原子价电子排布式为4s24p4。（2）水分子之间可以形成氢键，所以H2Se的沸点低于H2O的。（3）苯环中碳原子为sp2杂化，六个碳原子之间存在大π键，所以Ⅰ中不仅有σ键，还有大π键，A错误；Se—Se键为非极性共价键，B正确；Ⅱ为典型的烃类有机物，难溶于水，C错误；Ⅱ中碳碳双键和苯环中的碳原子均为sp2杂化，碳碳三键中的碳原子为sp杂化，D正确；同一周期，从左到右元素电负性逐渐增大，同一主族，从上到下元素电负性逐渐减小，所以Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大，E正确。（5）H2SeO4和H2SeO3可表示为（HO）2SeO2和（HO）2SeO，H2SeO3中Se为＋4价，而H2SeO4中Se为＋6价，H2SeO4中Se的正电性高，导致Se—O—H中O的电子向Se偏移，更易电离出H＋，所以硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4＞H2SeO3。（6）①由题图可知，的个数为6×12＋8×18＝4，K位于晶胞内，K的个数为8，所以X的化学式为K2SeBr6。②根据晶胞结构沿x、y、z轴方向的投影可得相邻K之间的最短距离为边长的12，设边长为a nm，则ρ＝4×Mr（a×10－7）3×NA，所以a＝34×Mrρ×NA×107，所以X中相邻K之间的最短距离为12×34×Mrρ×NA×107 nm。
3.[以晶体结构为主线考查][2023全国甲]将酞菁－钴酞菁－三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
（1）图1所示的几种碳单质，它们互为 同素异形体 ，其中属于共价晶体的是 金刚石 ，C60间的作用力是 范德华力 。
图1
（2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是 ③ （填图2酞菁中N原子的标号）。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ＋2 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 配位 键。
（3）气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为 sp3 。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为 离子 键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F－的配位数为 2 。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ＝ 84NA（a×10－10）3 g·cm－3（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA）。
解析 （1）题图1所示物质为碳元素形成的不同单质，互为同素异形体。金刚石是碳原子间通过共价键形成的立体网状结构，为共价晶体；石墨属于混合型晶体，C60为典型的分子晶体；碳纳米管是纳米级石墨晶体，C60间的作用力是范德华力。（2）酞菁分子中所有原子共平面，由酞菁的结构可知，酞菁分子中间有一个空腔，由8个碳原子和8个氮原子围成，这个空腔存在一个18电子的大π键，其中两个—NH—基团各提供两个p电子，其他的氮原子和碳原子各提供一个p电子，故p轨道能提供一对电子的N原子是③号N原子，钴酞菁分子中钴离子的化合价为＋2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。（3）根据AlCl3形成的二聚体结构，可知每个Al和4个Cl成键，杂化轨道类型为sp3。AlF3的熔点远高于AlCl3，则AlF3为离子晶体，铝氟之间形成的是离子键。由AlF3中的原子个数比，可知该晶胞中顶点为Al3＋，棱上为F－，则与F－距离最近的Al3＋有2个，即F－的配位数为2。1个晶胞中Al3＋数目为 8×18＝1，F－数目为12×14＝3，即1个晶胞中含1个AlF3，根据晶胞的参数可知，晶体密度ρ＝84NA（a×10－10）3 g·cm－3。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
能从微粒的空间排布及其相互作用的角度对生产、生活、科学研究中的简单案例进行分析，举例说明物质结构研究的应用价值，如配合物在生物、化学等领域的广泛应用，氢键对于生命的重大意义
物质结构
与性质的
综合考查
2023全国乙，T35；2023全国甲，T35； 2023北京，T15；2023山东，T16；2023年1月浙江，T17；2023年6月浙江，T17；2022全国乙，T35；2022北京，T15；2022广东，T20；2022重庆，T18；2022湖南，T18；2022河北，T17；2022福建，T14
1.宏观辨识与微观探析：能从原子、分子水平分析常见物质及其反应的微观特征；能联系物质的组成和结构解释宏观现象；能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质的差异及原因。
2.证据推理与模型认知：能对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以建立相应的模型；能选择不同模型综合解释或解决复杂的化学问题
命题分析预测
物质结构与性质是全国卷的选考内容，也是部分省市单独命题的基本考查内容。考查的知识点琐碎，常选用新颖素材创设命题情境，综合考查原子的核外电子排布，电离能、电负性大小比较，分子结构与性质，晶体结构与性质，晶胞的相关计算等，考查考生对微观粒子结构和性质的认知能力，体现了对宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知化学学科核心素养的考查