广东省湛江市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-实验、结构与性质题

广东省湛江市2020届-2022届高考化学三年模拟（一模）试题汇编-实验、结构与性质题

一、实验题

1．（2022·广东湛江·统考一模）含硫化合物在生产生活中有重要应用，实验小组对部分含硫化合物进行探究。回答下列问题：

(1)小组同学设计了两种制备的方案。

Ⅰ.70% 溶液与粉末反应；Ⅱ．Cu粉与浓在加热条件下反应。

①方案Ⅰ所涉及的化学方程式为___________。

②两种方案相比，方案Ⅰ的优点为___________。

(2)小组同学用如图所示装置检验上述方案Ⅱ中所有气体产物。

①A中仪器m的名称为___________，装置B中盛放的试剂为___________。

②按气流方向，上述装置合理的连接顺序为a→___________→d(填仪器接口的小写字母)。

③装置C中仪器n的作用为___________。

(3)小组同学探究溶液的pH对与反应产物的影响，进行如下实验。

查阅资料：为白色难溶于水的固体，能溶于溶液；AgOH为白色难溶于水的固体，易分解，难溶于溶液；为白色固体，微溶于水，不易分解。

步骤一：将一定质量的配成250mL溶液，并测得溶液的；将一定质量配成250mL溶液，并分成两份，一份用将pH调至8，另一份用NaOH溶液将pH调至11；

步骤二：将的溶液滴入足量的的溶液中，开始产生白色沉淀，后沉淀变为棕黑色。

步骤三：将的溶液滴入的溶液中，产生白色沉淀。

①步骤一中配置溶液所需的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要___________。

②步骤二中产生的棕黑色沉淀为，则该步骤产生的白色沉淀为___________(填化学式)。

③对步骤三中白色沉淀的组成提出假设：i．可能含有；ii．可能含有；iii.可能含有AgOH。提出假设ⅱ的依据为___________；请设计实验方案验证假设ⅰ是否正确：___________。

二、结构与性质

2．（2020·广东湛江·统考一模）碳元素形成的单质和化合物在化工、材料、医学等领域应用广泛，回答下列问题：

(1)区分金刚石和无定形碳最可靠的科学方法为___________。基态C原子核外未成对电子的数目为_____________。

(2)咖啡因结构为。

①咖啡因中C原子的杂化形式为_________________。

②1 mol咖啡因中所含键数目为_________________。

③咖啡因通常在水中的溶解度较小，加入适量能增大其在水中溶解度的原因为_________________。

④CH3+(甲基正离子)的立体构型为_________________。

(3)CO、NO、H2S均为生命体系气体信号分子。其中H、C、O、S的电负性由大到小的顺序为____________；N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为________________。

(4)干冰可用于人工降雨。其熔点低于金刚石的原因为___________；若干冰的密度为1.56 g/cm3，立方晶胞参数为0.57 nm，则每个晶胞实际占用CO2的数目为_______。

3．（2021·广东湛江·统考一模）雷氏盐是一种铬的配合物(结构简式如图1)，常用作分析试剂，制备反应为(雷氏盐)。回答下列相关问题：

(1)的核外电子排布式为______；其基态原子核外电子的空间运动状态有______种；氟和氯处于同一主族，的熔点为1100℃，的熔点为83℃，前者比后者高得多，是因为______。

(2)雷氏盐中与铬形成配位键的原子是______；中心原子的配位数为______。

(3)中氮原子的杂化方式为______，其立体构型的名称为______。

(4)所含元素中电负性最小的是______(填元素符号，下同)，它们的基态原子的第一电离能最大的是______。

(5)金属铬的晶胞结构如图2所示，设晶胞边长为，则铬的原子半径为______。

4．（2022·广东湛江·统考一模）光电材料在能源、军事等领域有重要应用，分为无机光电材料如ZnS、ZnSe、GaAs、等，及有机光电材料(如图1所示化合物)。回答下列问题：

(1)基层Zn原子的价层电子排布图为___________；Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序为___________。

(2)图1所示化合物中含有的化学键类型有___________(填选项字母)，N原子的杂化方式为___________。

A．共价键            B．离子键            C．配位键            D．氢键

(3)在水溶液中，以为电子供体，在光催化剂上可还原为CO，部分氧化物的沸点如表所示：

①表中氧化物之间沸点差异的原因为___________。

②的VSEPR模型为___________。

③和分子中，键角更大的是___________(填化学式)。

(4)ZnS和ZnSe晶体的立方晶胞结构相似，均可看作将金刚石晶胞(如图2)内部的碳原子用Zn代替，晶胞顶角与面心位置的碳原子被S或Se代替。

①ZnS晶体中，一个晶胞含有S原子数目为___________。

②若阿伏伽德罗常数的值为，ZnS晶体的密度为，ZnSe晶体的密度为，则ZnS晶体与ZnSe晶体的晶胞参数之比为___________。

参考答案：

1．(1)          原料利用率高，条件易于控制(或节约能源)

(2)     蒸馏烧瓶     品红溶液(或高锰酸钾溶液)     gfbc     防止倒吸

(3)     250 mL容量瓶﹑胶头滴管     AgOH     酸性条件下可能将氧化为     取少量白色沉淀加入足量溶液，若有沉淀溶解，则假设ⅰ成立，若没有沉淀溶解，则假设ⅰ不成立

【分析】装置A中铜与浓硫酸加热反应生成二氧化硫，生成的二氧化硫中混有水蒸气，将生成的气体通过装置D，用无水硫酸铜检验水蒸气，再用装置B检验二氧化硫，B中盛放品红溶液或酸性高锰酸钾溶液，二氧化硫污染环境，最后用装置C处理尾气。

【详解】（1）①硫酸与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：。

②方案II需要加热，反应I不需要，且方案I原料利用率高，因此方案Ⅰ的优点为：原料利用率高，条件易于控制(或节约能源)。

（2）①A中仪器m的名称为蒸馏烧瓶，装置B用来检验二氧化硫，因此盛放试剂为：品红溶液(或高锰酸钾溶液)。

②由分析可知，装置的连接顺序为ADBC，因此按气流方向，上述装置合理的连接顺序为a→gfbc→d。

③装置C中仪器n为球形干燥管，其作用为防止倒吸。

（3）①配制250mL一定浓度溶液所需玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要250mL容量瓶、胶头滴管。

②步骤二中产生的棕黑色沉淀为 Ag2O ，由题意可知，氢氧化银易分解生成氧化银和水，因此该步骤产生的白色沉淀为AgOH。

③亚硫酸钠易被空气中的氧气氧化为硫酸钠，且pH=4的硝酸银溶液呈酸性，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，因此白色沉淀可能含硫酸银；由信息可知，为白色难溶于水的固体，能溶于溶液，因此验证沉淀中是否含的操作和现象为：取少量白色沉淀加入足量溶液，若有沉淀溶解，则假设ⅰ成立，若没有沉淀溶解，则假设ⅰ不成立。

2．     X-射线衍射实验     2     sp3杂化、sp2杂化     25NA     物质中含有亲水基-OH、-COONa，增大了物质的水溶性，同时含有亲油基，增大了咖啡因的溶解性，因此可增大其在水中溶解度     平面三角形     O＞S＞C＞H     N＞O＞S     干冰属于分子晶体，分子间以范德华力结合；金刚石属于原子晶体，原子间以共价键结合，范德华力比共价键弱，导致干冰的熔点比金刚石低。     4

【分析】(1)区分晶体与非晶体最可靠的方法是X-射线衍射实验；结合构造原理及原子核外电子排布规律分析判断；

(2)①C原子形成共价单键为sp3杂化，形成共价双键为sp2杂化，加成判断；

②共价单键都是键，共价双键一个是键，一个是π键；

③根据物质相似相溶原理分析判断；

(3)元素非金属性越强，其电负性就越大；元素的第一电离能随元素非金属性的增强而增大，第IIA、VA元素的元素大于相邻同一周期元素的第一电离能；

(4)不同类型晶体熔沸点规律是：原子晶体>离子晶体>分子晶体；根据晶胞参数及晶体密度，可计算晶胞质量，然后结合其相对分子质量计算含有的分子数目。

【详解】(1)区分晶体与非晶体最可靠的方法是X-射线衍射实验，金刚石是原子晶体，无定形碳是非晶体，所以区分金刚石和无定形碳最可靠的科学方法为X-射线衍射实验；

C原子核外有6个电子，核外电子排布式为1s22s22p2，由于一个轨道最多可容纳2个自旋方向相反的电子，2p轨道有3个，这2个电子总是尽可能占据不同轨道，而且自旋方向相同，这样能量最低，所以基态C原子有2个成单电子；

(2)①根据咖啡因分子结构示意图可知：分子中C原子有饱和C原子和形成羰基的C原子两种类型，饱和C采用sp3杂化，形成羰基的C原子采用sp2杂化；

②咖啡因分子式是C8H10N4O2，在一个咖啡因分子中含有的键数目是25个，则在1 mol咖啡因中所含键数目为25NA；

③咖啡因分子中无亲水基，因此在水中不容易溶解；而在中同时含有亲水基和亲油基，含有亲水基-OH和-COONa增大了物质的水溶性，含有的亲油基(即憎水基)，又能够很好溶解咖啡因，故加入适量能增大咖啡因在水中的溶解度；

④CH3+中价电子数为3，采用sp2杂化，其空间构型为平面三角形；

(3)元素H、C、O、S的非金属性强弱顺序为：O＞S＞C＞H，元素的非金属性越强，其电负性越大，所以这四种元素的电负性由大到小的顺序为：O＞S＞C＞H；

在N、O、S三种元素中，原子半径越大，原子越容易失去电子，元素的电离能就越小。S元素原子半径最大，其第一电离能最小。对于同一周期的N、O两种元素来说，由于N原子最外层电子排布为半充满的稳定状态，失去电子比O难，因此第一电离能比O大，所以N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序N＞O＞S；

(4)干冰属于分子晶体，分子之间以微弱的范德华力结合，因此物质的熔沸点低，易气化，气化吸收大量热，使周围环境温度降低，水蒸气凝结为液体而降落，故可用于人工降雨；而金刚石属于原子晶体，C原子间以强烈的共价键结合，断裂消耗较高能量，所以其熔沸点比干冰高；

若干冰的密度为1.56 g/cm3，立方晶胞参数为0.57 nm，则根据m=ρ·V可得晶胞质量m(CO2)=ρ·V=1.56 g/cm3×(0.57 ×10-7 cm)3=2.89×10-22 g，由于CO2摩尔质量为44 g/mol，则每个晶胞实际占用CO2的数目为N(CO2)= =4。

【点睛】本题考查了物质结构。包括晶体的判断和不同晶体性质比较、原子杂化、元素的电负性与电离能的比较和晶胞计算等知识，较全面的考查了物质结构知识。掌握物质结构知识，了解原子核外电子排布及遵循规律是分析、判断物质性质的前提。

3．          24     是离子晶体，是分子晶体     N     6     杂化     正四面体形     H     N    

【详解】(1)铬的原子序数为24，的核外电子排布式为；原子核外有24个电子就有24种空间运动状态，故基态铬原子核外电子的空间运动状态有24种；的熔点为1100℃，的熔点为83℃，前者比后者高得多，是因为是离子晶体，是分子晶体。故答案为：；24；是离子晶体，是分子晶体；

(2)由图可知与铬形成配位键的原子是N;中心原子的配位数为6;故答案为：N；6；

(3)中氮原子的杂化方式为杂化，其立体构型为正四面体形。故答案为：杂化；正四面体形；

(4)所含元素中电负性最小的是H，基态原子的第一电离能最大的是N。故答案为：H;N;

(5)晶胞边长为，晶胞体对角线长为，晶胞体对角线等于铬原子半径的4倍，所以铬的原子半径为。故答案为：.

【点睛】本题主要考查物质结构与性质，考查学生知识点的综合运用能力和计算能力。

4．(1)         

(2)     AC    

(3)     三种氧化物形成的晶体均为分子晶体，分子间能形成氢键，为极性分子，为非极性分子，且相对分子质量大于     平面三角形    

(4)     4    

【解析】(1)

Zn为30号元素，基态原子的价层电子排布图为；元素的非金属性越强，第一电离能越大，其中Se和As反常，则Se、Ga、As的第一电离能由大到小的顺序为；

(2)

由图1所示化合物的结构可知，Al与O、N形成配位键，分子内不存在离子键和氢键，N原子的价层电子对数目为3，杂化方式为；

(3)

①由表中氧化物的组成和性质可知，三种氧化物形成的晶体均为分子晶体，其中水分子间能形成氢键，沸点最高，二氧化硫为极性分子而二氧化碳为非极性分子，且二氧化硫相对分子质量大于二氧化碳，故二氧化硫的沸点高于二氧化碳。

②中S原子的价层电子对数目为3，VSEPR模型为平面三角形。

③中O原子半径比中S原子半径更小，成键电子对更靠近O原子，成键电子对之间排斥力更大，键角更大；

(4)

ZnS和ZnSe晶体中，占用Zn的数目为4，S、Se的数目为=4，则ZnS晶体与ZnSe晶体的晶胞参数之比。