2018版高三化学一轮复习5年真题分类：专题20 物质结构与性质 Word版含答案

2012年高考化学试题分类解析 专题20 物质结构与性质

1.（2012福建，30）(1) 元素的第一电离能：Al＿Si（填“> ”或“< " ）。

(2) 基态M 2+的核外电子排布式为                     。
(3) 硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所

   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Xm-（含B、0、H 三种元

素）的球棍模型如图所示：
① 在Xm-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+、Xm-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

【答案】(1)<     (2)1s22s22p63s23p63d5(或Ar]3d5)

(3)硅烷的相对分子质量越大,分子间范德华力越强(或其他合理答案)

(4)①sp2、sp3　4,5(或5,4)　2    ②ADE

【解析】本题主要考查物质结构与性质,意在考查考生对物质结构与性质的理解与分析能力。

(1)通常情况下,同周期元素,第一电离能从左到右逐渐增大,故Al<Si;(2)Mn的核外电子数为25,故Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5(或Ar]3d5);(3)硅烷是分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越大,熔沸点越高;(4)①由中心原子B的球棍模型可知,硼原子能形成3条、4条共价键,B原子为sp2、sp3杂化; B原子提供空轨道,O原子提供孤对电子,故4,5原子之间形成配位键;由阴离子的组成可知,Xm-为H4B4O9]m-,得出m=2;②Na+与Xm-之间存在离子键,H2O分子间存在氢键和范德华力。

2.（2012海南，19）19-I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】本题主要考查同族元素的性质,意在考查考生对物质结构与性质等基础知识的再现与灵活应用。选项A,锗是金属元素而碳是非金属元素,锗的第一电离能和电负性均低于碳。选项B,四氯化锗和四氯化碳均为分子晶体,且分子构型均为四面体构型。选项C,二氧化锗为金属氧化物,不可能是气体化合物。选项D,锗和碳均存在具有原子晶体结构的单质。

19-II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 NA=63.6g·mol-1/（0.25×4.23×10-22g）=6.01×1023 mol-1（3）sp3  K2CuCl3  （4）H2O2为氧化剂，氨与Cu2+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】本题主要考查物质结构与性质知识的综合应用,意在考查考生接受、处理信息和计算的能力。(1)Cu为29号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)铜晶胞的边长为361 pm=3.61×10-8cm,其体积为(3.61×10-8cm)3 =4.70×10-23 cm3, 质量为4.70×10-23cm3×9.00 g·cm-3=4.23×10-22g。一个铜晶胞中含4个铜原子,则63.6 g·mol-1= 1/4×4.23×10-22 g×NA,解得NA =63.6g·mol-1/（0.25×4.23×10-22g）=6.01×1023 mol-1。(3)从图中长链的结构看出a位置上的Cl原子采取sp3杂化;由于Cu有+1、+2两种价态,在KCuCl3中Cu显+2价,则Cu显+1价的化合物的化学式为K2CuCl3。(4)Cu单独与氨水或单独与过氧化氢均不能反应,但同时作用能反应,这是因为反应中过氧化氢为氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行。其反应的化学方程式为Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。3.（2012江苏，21A）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】 (1)①1s22s22p63s23p63d5(或Ar]3d5)     ②平面三角形

(2)①C≡O     ②sp3     ③2×6. 02×1023个(或2 mol)

(3)

【解析】本题考查物质结构与性质,涉及原子核外电子排布式,空间构型,原子轨道杂化方式,化学键的数目以及配位键的表示等,意在考查考生对物质结构中基础知识的掌握情况。　(1)Mn的原子序数为25,价电子排布式为3d54s2,先失去4s2轨道上的两个电子,即得Mn2+。根据价电子对互斥理论, NO3-中N原子采用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,根据氮气分子的结构式可以写出CO的结构式为C≡O。H2O分子中O原子存在两对孤对电子,配位原子个数为2,价电子对数目为4,所以O原子采用sp3杂化。二氧化碳分子内含有两个碳氧双键,一个双键中含有一个σ键,一个π键,则1 mol CO2中含有2 mol σ键。(3)Cu2+中存在空轨道,而OH-中O原子上有孤对电子,故O与Cu之间以配位键结合。

4.（2012全国新课标卷，37）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-的立体构型为                    ；

（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7× l0-3和2.5×l0-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10-2，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（列示表示）。

【答案】 （1）sp3  （2）O＞S＞Se  （3）34   3s23p63d10

（4）强   平面三角形　三角锥形

（5）①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子　②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+

（6）

【解析】本题考查原子杂化、第一电离能、电子排布式的书写、分子立体构型的判断以及晶胞的有关计算,意在考查考生运用物质结构理论解决实际问题的能力。(1)每个S原子与另外2个S原子形成2个共价单键,所以S原子的杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=2+2=4,故S原子为sp3杂化。(2)同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,故第一电离能O>S>Se。(3)Se位于第四周期,与S的原子序数相差18,故其原子序数为34。由于其核外M层有18个电子,故M层的电子排布式为3s23p63d10。(4)Se的原子半径大于S的原子半径,H2Se与H2S相比,H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱,H2Se在水中更容易电离出H+,所以其酸性较强;SeO3中Se原子采取sp2杂化且有3个配位原子,故其立体构型为平面三角形; SO32-中S原子采取sp3杂化且有3个配位原子,故其立体构型为三角锥形。(5)所给两种酸均为二元酸,当第一步电离出H+后,由于生成的阴离子对正电荷有吸引作用,因此较难再电离出H+。H2SeO3中Se为+4价,而H2SeO4中Se为+6价,Se的正电性更高,导致Se—O—H中O原子的电子向Se原子偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易电离出H+,即酸性越强。(6)每个晶胞的质量为(540.0×10-10 cm)3×ρ;运用均摊法可求得每个晶胞中含有4个“ZnS”,故每个晶胞的质量又可表示为×4 g。因此有:(540.0×10-10cm)3×ρ×4 g,解得ρ=4.1 g·cm3;如图所示， b位于正四面体的中心(类似于CH4分子中的C)。设ab=ac=x pm,∠abc=109°28',ac=×540.0 pm=pm。在三角形abc中,由余弦定理得:ac2=x2+x2-2x·x·cos∠abc,代入数据解得:

 。

5.（2012山东，32）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）n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σ键与π键个数之比为________。

（4）甲醛（H2C＝O）在Ni催化作用下加氢可得甲醇（CH2OH）。甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的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（碳）  （3）4  1:2  （4）sp3  小于

【解析】本题考查金属键、电负性、化学键、杂化轨道理论等,意在考查考生对物质结构相关概念和理论的理解能力。(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相互作用,b对;金属导电是因为在外加电场作用下电子发生定向移动,c错;金属具有光泽是因为自由电子能够吸收并放出可见光,d错。(2)Ni的外围电子排布为3d84s2,3d能级上有2个未成对电子,第二周期中未成对电子数为2的元素有C、O,其中C的电负性较小。

(3)中心原子Ni的价电子数为10,1个配体CO提供2个电子,故n=4。CO中C和O间为叁键,含有1个σ键、2个π键。(4)甲醇分子内C为sp3杂化,而甲醛分子内C为sp2杂化,故甲醇分子内O—C—H键角比甲醛分子内O—C—H键角小。