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天津市2023年高考化学模拟题汇编-08物质结构与性质（推断题、解答题）
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这是一份天津市2023年高考化学模拟题汇编-08物质结构与性质（推断题、解答题），共16页。试卷主要包含了元素或物质推断题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
天津市2023年高考化学模拟题汇编-08物质结构与性质（推断题、解答题）
一、元素或物质推断题
1．（2023·天津·校联考模拟预测）下列表格是元素周期表的一部分。请按要求填空(用化学用语填写)
(1)元素①和⑥形成的化合物中存在的化学键类型为_______。
(2)用化学方程式表示④的简单氢化物的工业制法_______。
(3)写出由③④⑥形成的化合物的电子式_______。
(4)列举元素⑨形成的氧化物的一种用途_______，元素⑪在周期表中的位置_______。
(5)①⑤⑦⑧的简单离子半径由大到小的顺序为_______。
(6)写出⑧⑫的最高价氧化物的水化物发生反应的化学方程式为_______。
(7)X是由①④⑤⑧⑩形成的复盐，向含0.01 mol X的溶液中加入0.024 mol ，生成沉淀的物质的量的总和为_______。
2．（2023·天津·校联考模拟预测）下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是
A．第一电离能：④>③>②>① B．原子半径：②>①>④>③
C．电负性：④>③>②>① D．最高正化合价：④>③=②>①
二、结构与性质
3．（2023·天津·校联考一模）2022年6月17日，我国第三艘航空母舰下水命名仪式在江南造船厂举行，命名为“中国人民解放军海军福建舰”。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成。
(1)基态的价层电子轨道表示式为_________。
(2)可与、、等形成配合物。的空间结构名称为_________．常温下呈液态，熔点为，沸点为，易溶于非极性溶剂，据此可判断晶体属于_________(填晶体类型)。
(3)某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和杂质)为原料制备无水。
已知：氯化亚砜()熔点，沸点，易水解为两种酸性气体。
I．废铁屑的杂质中所含元素的电负性由小到大的顺序为_________。
II．为避免引入新的杂质，试剂B可以选用溶液，此过程发生的离子反应方程式为_________。
III．操作②是_________、_________、过滤，同时通入的目的是_________。
IV．由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，可能的还原剂为_________。
(4)一种铁氮化合物具有高磁导率，可用于制电子元件，其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则其晶胞边长是_________。
4．（2023·天津河东·统考一模）Cu(II)可形成多种配合物，呈现出多样化的性质和用途。
(1)Cu2+的价层电子排布式为_____。
(2)[Cu(NH3)4]SO4在水中电离的方程式是_____。
(3)如图为Cu(II)配合物A和B发生配位构型的转变，该转变可带来颜色的变化。
①氢原子与其它原子之间存在的作用力类型有_____。
②已知：当Cu(II)配合物A和B配位构型由八面体转变为四方平面时，吸收光谱蓝移，配合物颜色由紫色变为橙色(如图所示)。
若将配合物的颜色由紫色调整为橙色，需要进行的简单操作为_____。
(4)已知：[CuCl4]2-为黄色；[Cu(H2O)4]2+为蓝色；两溶液混合为绿色溶液。在稀CuCl2溶液中加入MgCl2浓溶液，颜色从蓝色变为绿色，请结合化学用语解释原因_____。
(5)CuCl2和CuCl是铜常见的两种氯化物，如图表示的是_____的晶胞。已知晶胞的边长为apm，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则该晶体的密度为_____g•cm-3。(已知：1pm=10-10cm)
5．（2023·天津南开·统考一模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，下列物质都是具有广阔应用前景的储氢材料。回答下列问题：
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂，遇水后放出氢气并生成一种碱，该反应的还原产物为_____。
(2)Ti-Fe合金室温下吸、放氢的速率快，Ti元素在周期表中的位置是____。
(3)(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃)，是颇具潜力的化学储氢材料之一，它可通过环硼氮烷、与进行合成。
①中涉及的元素H、B、N电负性最大的是______。
②键角：_____(填“>”、“<”或“=”)，原因是_______。
(4)Fe-Mg合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。
①距离Mg原子最近的Fe原子个数是___________。
②若该晶胞的棱长为anm，阿伏加德罗常数的值为，则该合金的密度为___________。
③若该晶体储氢时，分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg48g的该储氢合金可储存标准状况下的体积约为___________L。
6．（2023·天津红桥·统考一模）铁、硒、铜都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：
(1)乙烷硒啉是一种抗癌新药，其结构如图：
①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]_____。
②该新药分子中有_____种不同化学环境的H原子。
③SeO的空间构型为______。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：
①基态Fe2+的价电子轨道表示式为_____。
②富马酸分子中σ键与π键的数目比为_____。
③富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_____。
(3)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示，若该晶胞中O原子之间的最近距离为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度为_____g•cm-3(填含a、NA的代数式).
7．（2023·天津河西·统考一模）治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体，受热不稳定，易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题。
(1)青蒿素的提取：在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取，效果更好。
①乙醇的沸点高于乙醚，原因是___________。
②用乙醚提取效果更好，原因是___________。
(2)青蒿素的结构
①分子中C、H、O的原子半径最大的是___________，电负性最大的是___________。
②测定晶体结构最常用的方法是___________、___________，经计算等过程得出其晶胞(长方体，棱长分别为a nm、b nm、c m，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。
③测定其分子的相对分子质量为282，其物理方法是___________。
④晶体的密度为___________(阿伏伽德罗常数的值设为；列出表达式)。
(3)青蒿素结构的修饰：一定条件下，用将青蒿素选择性反应，结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。
①青蒿素结构修饰发生的反应类型为___________，其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为___________。
②的空间结构名称为___________。
③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因：___________。
8．（2023·天津·统考一模）锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。
(1)基态Zn的核外电子排布式为_______。
(2)《中华本草》等中医典籍中记载了炉甘石(ZnCO3)处方药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中阴离子空间结构为_______，C的杂化方式为_______。
(3)硫化锌有两种常见的晶体，分别是六方硫化锌(晶胞结构如图甲所示)和立方硫化锌(晶胞结构如图乙所示)。每个六方硫化锌晶胞中含_______个S原子，立方硫化锌中锌的配位数为_______。
(4)Zn2+能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2+，该配离子的中心离子是_______，1mol该离子有含σ键的数目为_______NA。
9．（2023·天津·校联考模拟预测）青蒿素()是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，溶于乙醇和乙醚，对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。
(1)提取青蒿素
在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取，效果更好。乙醇的沸点高于乙醚，原因是_______。
(2)确定结构
①图中晶胞的棱长分别为，晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数，青蒿素的相对分子质量为282)
②能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构的一种方法是_______。
a.质谱法 b.X射线衍射 c.核磁共振氢谱 d.红外光谱
(3)修饰结构，提高疗效
一定条件下，用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。
(双氢青蒿素)
①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
②的空间结构为_______。
双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好，治疗疟疾的效果更好。
10．（2023·天津·校联考模拟预测）d区金属元素钛有“太空金属”“未来金属”等美誉，在航空航天、海洋产业等行业有重要作用。请回答下列问题：
(1)我国科学家用和，制备超导材料，反应原理为。
①钛元素在元素周期表中的位置___________，基态钛原子的核外最高能层所含电子数___________。
②已知部分物质的熔沸点如下表。
熔点/
800(分解)
-25
714
2950
沸点/
700(升华)
136.4
1412
(略)
属于___________晶体，应用所学知识解释的熔点大于的原因___________。
③写出惰性电极电解得到单质的化学方程式___________。
(2)是铂的重要配位化合物。它有甲、乙两种同分异构体，其中甲为极性分子，乙为非极性分子。甲、乙的水解产物化学式均为，但只有甲的水解产物能与草酸()反应生成。
①根据相似相溶的规律，可推断___________(填“甲”或“乙”)在水中的溶解度较大。
②发生水解反应的化学方程式是___________。
③中的键角大于分子中的键角，请结合所学知识解释原因___________。
④查阅资料可知，甲、乙均为平面结构，画出乙的水解产物的空间结构___________。
参考答案：
1．(1)离子键
(2)
(3)
(4) 制光导纤维或制光学仪器等 第四周期，第VIII族
(5)O2->Mg2+>Al3+>H+
(6)
(7)0.022 mol
【分析】根据题目所给表格可知，①是H，②是B，③是C，④是N，⑤是O，⑥是Na，⑦是Mg，⑧是Al，⑨是Si，⑩是S，⑪是Fe，⑫是Br。
【详解】（1）元素①和⑥形成的化合物是NaH，NaH是离子化合物，其中存在的化学键类型为：离子键；
（2）④的简单氢化物是NH3，NH3的工业制法化学方程式为：；
（3）③④⑥形成的化合物是NaCN，NaCN是离子化合物，电子式为：；
（4）元素⑨形成的氧化物是SiO2，可用作光导纤维、制光学仪器等；元素⑪是Fe，Fe在周期表中的位置：第四周期，第VIII族；
（5）①⑤⑦⑧的简单离子半径由大到小的顺序为：O2->Mg2+>Al3+>H+；
（6）⑧的最高价氧化物的水化物是Al(OH)3，⑫的最高价氧化物的水化物是HBrO4，Al(OH)3与HBrO4发生反应的化学方程式为：；
（7）X是由①④⑤⑧⑩形成的复盐：NH4Al(SO4)2，向含0.01 mol X的溶液中加入0.024 mol ，先发生反应：，后发生：及，则生成沉淀的物质的量为：0.01 mol−0.008mol=0.002mol，生成沉淀的物质的量为：0.02 mol，生成沉淀的物质的量的总和为：0.022 mol。
2．A
【分析】根据四种元素基态原子电子排布式可知，①是S元素，②是P元素，③是N元素，④是F元素。
【详解】A．同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，故第一电离能NP，所以第一电离能S③>②>①，故A正确；
B．同周期自左而右，主族元素原子半径逐渐减小，所以原子半径P>S，N>F，电子层越多原子半径越大，故原子半径P>S>N>F，即②>①>③>④，故B错误；
C．同周期自左而右，元素电负性逐渐增大，所以电负性P
D．F元素没有正化合价，元素的最高正化合价等于最外层电子数，S最外层6个电子，P、N最外层都是5个电子，所以最高正化合价：①>②＝③，故D错误；
故答案选A。
3．(1)
(2) 平面三角形 分子晶体
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶 抑制水解
(4)
【分析】废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)加入盐酸，铁粉反应生成氯化亚铁，过滤除去少量碳和SiO2杂质，A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁)，蒸发结晶生成氯化铁晶体，通入SOCl2生成无水FeCl3。据此判断。
【详解】（1）铁的原子序数是26，基态的价层电子排布式为3d5，则价层电子轨道表示式为。
（2）中氮原子的价层电子对数是3，不含有孤对电子，其空间结构名称为平面三角形；常温下呈液态，熔点为，沸点为，熔沸点低，易溶于非极性溶剂，据此可判断晶体属分子晶体。
（3）I．废铁屑的杂质中所含元素是C、O、Si，非金属性越强，电负性越大，其电负性由小到大的顺序为。
II．酸性条件下双氧水氧化亚铁离子的离子方程式为。
III．操作②得到氯化铁晶体，则其操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；由于铁离子易水解，则同时通入的目的是抑制水解。
IV．由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，说明铁离子被还原，由于氯化亚砜易水解为两种酸性气体，气体应该是氯化氢和二氧化硫，因此可能的还原剂为二氧化硫。
（4）根据晶胞结构可判断Fe（II）数目为6×=3，Fe（III）数目为8×=1，N原子个数为1，晶胞质量为，设晶胞边长是a nm，晶胞体积为（a×10－7）3cm3，故晶胞密度为，则a＝。
4．(1)3d9
(2)[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++
(3) 共价键和氢键 加水稀释
(4)CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O，加入MgCl2溶液，c(Cl-)增大，平衡右移，则[CuCl4]2-的浓度增大，黄色与绿色叠加，使溶液显绿色
(5) CuCl
【详解】（1）Cu的价电子排布式为3d104s1，则Cu2+的价层电子排布式为3d9。答案为：3d9；
（2）[Cu(NH3)4]SO4为强电解质，在水中发生完全电离，则电离的方程式是[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++。答案为：[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++；
（3）①从图中可以看出，氢原子与氮原子间形成共价键，与O原子间形成氢键，则氢原子与其它原子之间存在的作用力类型有共价键和氢键。
②从图中可以看出，在溶液中存在如下转化：CuL6(紫色)CuL4(橙色)+2L，若将配合物的颜色由紫色调整为橙色，则平衡正向移动，此时微粒数增大，则应减小浓度，所以需要进行的简单操作为加水稀释。答案为：共价键和氢键；加水稀释；
（4）在稀CuCl2溶液中加入MgCl2浓溶液，颜色从蓝色变为绿色，则反应由[Cu(H2O)4]2+向生成[CuCl4]2-的方向进行，原因：CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O，加入MgCl2溶液，c(Cl-)增大，平衡右移，则[CuCl4]2-的浓度增大，黄色与绿色叠加，使溶液显绿色。答案为：CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O，加入MgCl2溶液，c(Cl-)增大，平衡右移，则[CuCl4]2-的浓度增大，黄色与绿色叠加，使溶液显绿色；
（5）在晶胞中，黑球数目为=4，灰球数目为4，则晶胞表示的是CuCl的晶胞。已知晶胞的边长为apm，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则该晶体的密度为 =g•cm-3。答案为：CuCl；。
【点睛】计算晶胞中含有的微粒数目时，可使用均摊法。
5．(1)H2
(2)第四周期IVB族
(3) N > 分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角
(4) 4 22.4
【详解】（1）NaH遇水反应的方程式为：，NaH中-2价H与中+1价H结合生成氢气，可知氢气既是氧化产物也是还原产物，故答案为：H2；
（2）Ti为22号元素，位于周期表中第四周期IVB族，故答案为：第四周期IVB族；
（3）①根据H、B、N在周期表中的位置可知电负性：N>B>H，电负性最大的是N，故答案为：N；
②与价电子对数均为4，但分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角，故答案为：>；分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角；
（4）①由晶胞结构可知Mg原子周围距离最近的Fe有4个，故答案为：4；
②在晶胞中，Fe原子位于顶点和面心，个数为，Mg原子位于体内有8个， 则晶胞的质量为：，该合金的密度，故答案为：；
③分子在晶胞的体心和棱心位置，则1个晶胞中储存氢气的个数为：，晶胞中Mg原子与氢气的关系：；含Mg48g即2molMg吸收1mol氢气，标准状况下体积为22.4L，故答案为：22.4；
6．(1) 3d104s24p4 5 三角锥形
(2) 11：3 O＞C＞H＞Fe
(3)
【详解】（1）①硒元素的原子序数为34，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4；
②该新药分子中有5种不同化学环境的H原子；
③SeO中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形；
（2）①亚铁价层电子排布式为3d6，故其价层电子轨道表示式为 ；
②由球棍模型可知，富马酸的结构式为HOOCCH=CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11：3；
③金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氢碳氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe；
（3）利用均摊法，每个晶胞含有O为8+1=2，Cu皆在体心，个数为4，故该晶胞的质量为，若该晶胞中O原子之间的最近距离为apm，则晶胞边长为apm，由得晶胞的密度为g•cm-3。
7．(1) 乙醇分子间能形成氢键 乙醚沸点低，蒸馏时需要的温度低，青蒿素不易分解
(2) C O X射线衍射 模型法 质谱法
(3) 加成反应 sp3 正四面体 与青蒿素相比，双氢青蒿素分子中含有羟基，与水分子能形成氢键，水溶性更好
【详解】（1）①乙醇分子间能形成氢键，所以乙醇的沸点高于乙醚。
②乙醚沸点低，蒸馏时需要的温度低，青蒿素不易分解，所以用乙醚提取效果更好；
（2）①电子层数越多半径越大，电子层数相同时，质子数越多半径越小， C、H、O的原子半径最大的是C，元素的非金属性越强，电负性越大，电负性最大的是O。
②X射线衍射法能确定哪些原子键存在化学键、并能测定键长和键角，测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射、模型法，
③能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是质谱法。
④1个晶胞中含有4个青蒿素分子，1mol晶胞的质量为282g/mol×4，1mol晶胞的体积为 ，晶体的密度为。
（3）①青蒿素结构修饰过程中氢气与羰基发生加成反应，其过程中，双键碳原子变为单键，杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为sp3。
②中B的价电子对数为4，无孤电子对，空间结构名称为正四面体。
③与青蒿素相比，双氢青蒿素分子中含有羟基，与水分子能形成氢键，水溶性更好，疗效更好。
8．(1)1s22s22p63s23p63d104s2
(2) 平面三角形 sp2
(3) 2 4
(4) Zn2+ 16
【详解】（1）Zn为30号元素，基态Zn的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2。答案为：1s22s22p63s23p63d104s2；
（2）ZnCO3中阴离子为，与SO3为等电子体，空间结构为平面三角形，C的价层电子对数为3，杂化方式为sp2。答案为：平面三角形；sp2；
（3）由图中可以得出，每个六方硫化锌晶胞中含=2个S原子；立方硫化锌中，每个Zn2+周围距离最近且相等的S2-有4个，则锌的配位数为4。答案为：2；4；
（4）在[Zn(NH3)4]2+中，Zn2+与NH3中的N原子间形成配位键，则中心离子是Zn2+；在1个该配离子中，含有4个NH3，另外还含有4个配位键，1个NH3中含有3个共价键，则1mol该离子有含σ键的数目为(3×4+4) NA=16NA。答案为：Zn2+；16。
【点睛】判断分子结构时，可借助于等电子体。
9．(1)乙醇分子间能形成氢键
(2) b
(3) sp3 正四面体
【详解】（1）乙醇分子中含有O-H键，乙醇分子间能形成氢键，所以乙醇的沸点高于乙醚。
（2）①图中晶胞的棱长分别为，则晶胞的体积为，晶体的密度为。
②X射线衍射能测定原子的空间位置，所以X射线衍射能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构，选b。
（3）①根据双氢青蒿素分子的结构简式，可知碳原子全是单键碳，C原子形成4个σ键，有个杂化轨道，杂化轨道类型为sp3。
②中B原子的价电子对数为，无孤电子对，空间结构为正四面体。
10．(1) 第四周期ⅣB族 2 分子 氮化镁和氯化镁都是离子晶体，氮离子的离子半径小于氯离子，氮化镁的晶格能大于氯化镁 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
(2) 甲 PtCl2(NH3)2+2H2O Pt(OH)2(NH3)2+2HCl Pt(OH)2(NH3)2中氨分子中的氮原子的孤对电子与铂原子形成配位键，配位键对成键电子对的排斥力小于孤对电子
【详解】（1）①钛元素的原子序数为22，位于元素周期表第四周期ⅣB族，价电子排布式为3d24s2，则原子核外最高能层N层所含电子数为2，故答案为：第四周期ⅣB族；2；
②由熔沸点可知，四氯化钛为熔沸点低的分子晶体；氮化镁和氯化镁都是离子晶体，氮离子的离子半径小于氯离子，所以氮化镁的晶格能大于氯化镁，熔点高于氯化镁，故答案为：分子；氮化镁和氯化镁都是离子晶体，氮离子的离子半径小于氯离子，氮化镁的晶格能大于氯化镁；
③用惰性电极电解熔融氯化镁得到镁和氯气，反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑，故答案为：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；
（2）①由相似相溶的规律可知，极性分子甲能溶于水，非极性分子乙不溶于水，所以甲在水中的溶解度大于乙，故答案为：大于；
②由题意可知，PtCl2(NH3)2发生水解反应生成Pt(OH)2(NH3)2和氯化氢，反应的化学方程式为PtCl2(NH3)2+2H2O Pt(OH)2(NH3)2+2HCl，故答案为：PtCl2(NH3)2+2H2O Pt(OH)2(NH3)2+2HCl；
③Pt(OH)2(NH3)2中氨分子中的氮原子的孤对电子与铂原子形成配位键，配位键对成键电子对的排斥力小于孤对电子，所以配合物中H−N−H的键角大于氨分子中的H−N−H键角，故答案为：Pt(OH)2(NH3)2中氨分子中的氮原子的孤对电子与铂原子形成配位键，配位键对成键电子对的排斥力小于孤对电子；
④由甲、乙均为平面结构可知，乙为反二氯二氨合铂，则水解产物的空间结构为，故答案为：。
天津市2023年高考化学模拟题汇编-08物质结构与性质（推断题、解答题）
一、元素或物质推断题
1．（2023·天津·校联考模拟预测）下列表格是元素周期表的一部分。请按要求填空(用化学用语填写)
(1)元素①和⑥形成的化合物中存在的化学键类型为_______。
(2)用化学方程式表示④的简单氢化物的工业制法_______。
(3)写出由③④⑥形成的化合物的电子式_______。
(4)列举元素⑨形成的氧化物的一种用途_______，元素⑪在周期表中的位置_______。
(5)①⑤⑦⑧的简单离子半径由大到小的顺序为_______。
(6)写出⑧⑫的最高价氧化物的水化物发生反应的化学方程式为_______。
(7)X是由①④⑤⑧⑩形成的复盐，向含0.01 mol X的溶液中加入0.024 mol ，生成沉淀的物质的量的总和为_______。
2．（2023·天津·校联考模拟预测）下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是
A．第一电离能：④>③>②>① B．原子半径：②>①>④>③
C．电负性：④>③>②>① D．最高正化合价：④>③=②>①
二、结构与性质
3．（2023·天津·校联考一模）2022年6月17日，我国第三艘航空母舰下水命名仪式在江南造船厂举行，命名为“中国人民解放军海军福建舰”。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成。
(1)基态的价层电子轨道表示式为_________。
(2)可与、、等形成配合物。的空间结构名称为_________．常温下呈液态，熔点为，沸点为，易溶于非极性溶剂，据此可判断晶体属于_________(填晶体类型)。
(3)某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和杂质)为原料制备无水。
已知：氯化亚砜()熔点，沸点，易水解为两种酸性气体。
I．废铁屑的杂质中所含元素的电负性由小到大的顺序为_________。
II．为避免引入新的杂质，试剂B可以选用溶液，此过程发生的离子反应方程式为_________。
III．操作②是_________、_________、过滤，同时通入的目的是_________。
IV．由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，可能的还原剂为_________。
(4)一种铁氮化合物具有高磁导率，可用于制电子元件，其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则其晶胞边长是_________。
4．（2023·天津河东·统考一模）Cu(II)可形成多种配合物，呈现出多样化的性质和用途。
(1)Cu2+的价层电子排布式为_____。
(2)[Cu(NH3)4]SO4在水中电离的方程式是_____。
(3)如图为Cu(II)配合物A和B发生配位构型的转变，该转变可带来颜色的变化。
①氢原子与其它原子之间存在的作用力类型有_____。
②已知：当Cu(II)配合物A和B配位构型由八面体转变为四方平面时，吸收光谱蓝移，配合物颜色由紫色变为橙色(如图所示)。
若将配合物的颜色由紫色调整为橙色，需要进行的简单操作为_____。
(4)已知：[CuCl4]2-为黄色；[Cu(H2O)4]2+为蓝色；两溶液混合为绿色溶液。在稀CuCl2溶液中加入MgCl2浓溶液，颜色从蓝色变为绿色，请结合化学用语解释原因_____。
(5)CuCl2和CuCl是铜常见的两种氯化物，如图表示的是_____的晶胞。已知晶胞的边长为apm，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则该晶体的密度为_____g•cm-3。(已知：1pm=10-10cm)
5．（2023·天津南开·统考一模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，下列物质都是具有广阔应用前景的储氢材料。回答下列问题：
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂，遇水后放出氢气并生成一种碱，该反应的还原产物为_____。
(2)Ti-Fe合金室温下吸、放氢的速率快，Ti元素在周期表中的位置是____。
(3)(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃)，是颇具潜力的化学储氢材料之一，它可通过环硼氮烷、与进行合成。
①中涉及的元素H、B、N电负性最大的是______。
②键角：_____(填“>”、“<”或“=”)，原因是_______。
(4)Fe-Mg合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。
①距离Mg原子最近的Fe原子个数是___________。
②若该晶胞的棱长为anm，阿伏加德罗常数的值为，则该合金的密度为___________。
③若该晶体储氢时，分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg48g的该储氢合金可储存标准状况下的体积约为___________L。
6．（2023·天津红桥·统考一模）铁、硒、铜都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：
(1)乙烷硒啉是一种抗癌新药，其结构如图：
①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]_____。
②该新药分子中有_____种不同化学环境的H原子。
③SeO的空间构型为______。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：
①基态Fe2+的价电子轨道表示式为_____。
②富马酸分子中σ键与π键的数目比为_____。
③富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_____。
(3)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示，若该晶胞中O原子之间的最近距离为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度为_____g•cm-3(填含a、NA的代数式).
7．（2023·天津河西·统考一模）治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体，受热不稳定，易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题。
(1)青蒿素的提取：在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取，效果更好。
①乙醇的沸点高于乙醚，原因是___________。
②用乙醚提取效果更好，原因是___________。
(2)青蒿素的结构
①分子中C、H、O的原子半径最大的是___________，电负性最大的是___________。
②测定晶体结构最常用的方法是___________、___________，经计算等过程得出其晶胞(长方体，棱长分别为a nm、b nm、c m，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。
③测定其分子的相对分子质量为282，其物理方法是___________。
④晶体的密度为___________(阿伏伽德罗常数的值设为；列出表达式)。
(3)青蒿素结构的修饰：一定条件下，用将青蒿素选择性反应，结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。
①青蒿素结构修饰发生的反应类型为___________，其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为___________。
②的空间结构名称为___________。
③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因：___________。
8．（2023·天津·统考一模）锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。
(1)基态Zn的核外电子排布式为_______。
(2)《中华本草》等中医典籍中记载了炉甘石(ZnCO3)处方药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中阴离子空间结构为_______，C的杂化方式为_______。
(3)硫化锌有两种常见的晶体，分别是六方硫化锌(晶胞结构如图甲所示)和立方硫化锌(晶胞结构如图乙所示)。每个六方硫化锌晶胞中含_______个S原子，立方硫化锌中锌的配位数为_______。
(4)Zn2+能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2+，该配离子的中心离子是_______，1mol该离子有含σ键的数目为_______NA。
9．（2023·天津·校联考模拟预测）青蒿素()是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，溶于乙醇和乙醚，对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。
(1)提取青蒿素
在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取，效果更好。乙醇的沸点高于乙醚，原因是_______。
(2)确定结构
①图中晶胞的棱长分别为，晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数，青蒿素的相对分子质量为282)
②能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构的一种方法是_______。
a.质谱法 b.X射线衍射 c.核磁共振氢谱 d.红外光谱
(3)修饰结构，提高疗效
一定条件下，用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。
(双氢青蒿素)
①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
②的空间结构为_______。
双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好，治疗疟疾的效果更好。
10．（2023·天津·校联考模拟预测）d区金属元素钛有“太空金属”“未来金属”等美誉，在航空航天、海洋产业等行业有重要作用。请回答下列问题：
(1)我国科学家用和，制备超导材料，反应原理为。
①钛元素在元素周期表中的位置___________，基态钛原子的核外最高能层所含电子数___________。
②已知部分物质的熔沸点如下表。
熔点/
800(分解)
-25
714
2950
沸点/
700(升华)
136.4
1412
(略)
属于___________晶体，应用所学知识解释的熔点大于的原因___________。
③写出惰性电极电解得到单质的化学方程式___________。
(2)是铂的重要配位化合物。它有甲、乙两种同分异构体，其中甲为极性分子，乙为非极性分子。甲、乙的水解产物化学式均为，但只有甲的水解产物能与草酸()反应生成。
①根据相似相溶的规律，可推断___________(填“甲”或“乙”)在水中的溶解度较大。
②发生水解反应的化学方程式是___________。
③中的键角大于分子中的键角，请结合所学知识解释原因___________。
④查阅资料可知，甲、乙均为平面结构，画出乙的水解产物的空间结构___________。
参考答案：
1．(1)离子键
(2)
(3)
(4) 制光导纤维或制光学仪器等 第四周期，第VIII族
(5)O2->Mg2+>Al3+>H+
(6)
(7)0.022 mol
【分析】根据题目所给表格可知，①是H，②是B，③是C，④是N，⑤是O，⑥是Na，⑦是Mg，⑧是Al，⑨是Si，⑩是S，⑪是Fe，⑫是Br。
【详解】（1）元素①和⑥形成的化合物是NaH，NaH是离子化合物，其中存在的化学键类型为：离子键；
（2）④的简单氢化物是NH3，NH3的工业制法化学方程式为：；
（3）③④⑥形成的化合物是NaCN，NaCN是离子化合物，电子式为：；
（4）元素⑨形成的氧化物是SiO2，可用作光导纤维、制光学仪器等；元素⑪是Fe，Fe在周期表中的位置：第四周期，第VIII族；
（5）①⑤⑦⑧的简单离子半径由大到小的顺序为：O2->Mg2+>Al3+>H+；
（6）⑧的最高价氧化物的水化物是Al(OH)3，⑫的最高价氧化物的水化物是HBrO4，Al(OH)3与HBrO4发生反应的化学方程式为：；
（7）X是由①④⑤⑧⑩形成的复盐：NH4Al(SO4)2，向含0.01 mol X的溶液中加入0.024 mol ，先发生反应：，后发生：及，则生成沉淀的物质的量为：0.01 mol−0.008mol=0.002mol，生成沉淀的物质的量为：0.02 mol，生成沉淀的物质的量的总和为：0.022 mol。
2．A
【分析】根据四种元素基态原子电子排布式可知，①是S元素，②是P元素，③是N元素，④是F元素。
【详解】A．同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，故第一电离能N
B．同周期自左而右，主族元素原子半径逐渐减小，所以原子半径P>S，N>F，电子层越多原子半径越大，故原子半径P>S>N>F，即②>①>③>④，故B错误；
C．同周期自左而右，元素电负性逐渐增大，所以电负性P
故答案选A。
3．(1)
(2) 平面三角形 分子晶体
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶 抑制水解
(4)
【分析】废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)加入盐酸，铁粉反应生成氯化亚铁，过滤除去少量碳和SiO2杂质，A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁)，蒸发结晶生成氯化铁晶体，通入SOCl2生成无水FeCl3。据此判断。
【详解】（1）铁的原子序数是26，基态的价层电子排布式为3d5，则价层电子轨道表示式为。
（2）中氮原子的价层电子对数是3，不含有孤对电子，其空间结构名称为平面三角形；常温下呈液态，熔点为，沸点为，熔沸点低，易溶于非极性溶剂，据此可判断晶体属分子晶体。
（3）I．废铁屑的杂质中所含元素是C、O、Si，非金属性越强，电负性越大，其电负性由小到大的顺序为。
II．酸性条件下双氧水氧化亚铁离子的离子方程式为。
III．操作②得到氯化铁晶体，则其操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；由于铁离子易水解，则同时通入的目的是抑制水解。
IV．由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，说明铁离子被还原，由于氯化亚砜易水解为两种酸性气体，气体应该是氯化氢和二氧化硫，因此可能的还原剂为二氧化硫。
（4）根据晶胞结构可判断Fe（II）数目为6×=3，Fe（III）数目为8×=1，N原子个数为1，晶胞质量为，设晶胞边长是a nm，晶胞体积为（a×10－7）3cm3，故晶胞密度为，则a＝。
4．(1)3d9
(2)[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++
(3) 共价键和氢键 加水稀释
(4)CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O，加入MgCl2溶液，c(Cl-)增大，平衡右移，则[CuCl4]2-的浓度增大，黄色与绿色叠加，使溶液显绿色
(5) CuCl
【详解】（1）Cu的价电子排布式为3d104s1，则Cu2+的价层电子排布式为3d9。答案为：3d9；
（2）[Cu(NH3)4]SO4为强电解质，在水中发生完全电离，则电离的方程式是[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++。答案为：[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++；
（3）①从图中可以看出，氢原子与氮原子间形成共价键，与O原子间形成氢键，则氢原子与其它原子之间存在的作用力类型有共价键和氢键。
②从图中可以看出，在溶液中存在如下转化：CuL6(紫色)CuL4(橙色)+2L，若将配合物的颜色由紫色调整为橙色，则平衡正向移动，此时微粒数增大，则应减小浓度，所以需要进行的简单操作为加水稀释。答案为：共价键和氢键；加水稀释；
（4）在稀CuCl2溶液中加入MgCl2浓溶液，颜色从蓝色变为绿色，则反应由[Cu(H2O)4]2+向生成[CuCl4]2-的方向进行，原因：CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O，加入MgCl2溶液，c(Cl-)增大，平衡右移，则[CuCl4]2-的浓度增大，黄色与绿色叠加，使溶液显绿色。答案为：CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O，加入MgCl2溶液，c(Cl-)增大，平衡右移，则[CuCl4]2-的浓度增大，黄色与绿色叠加，使溶液显绿色；
（5）在晶胞中，黑球数目为=4，灰球数目为4，则晶胞表示的是CuCl的晶胞。已知晶胞的边长为apm，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则该晶体的密度为 =g•cm-3。答案为：CuCl；。
【点睛】计算晶胞中含有的微粒数目时，可使用均摊法。
5．(1)H2
(2)第四周期IVB族
(3) N > 分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角
(4) 4 22.4
【详解】（1）NaH遇水反应的方程式为：，NaH中-2价H与中+1价H结合生成氢气，可知氢气既是氧化产物也是还原产物，故答案为：H2；
（2）Ti为22号元素，位于周期表中第四周期IVB族，故答案为：第四周期IVB族；
（3）①根据H、B、N在周期表中的位置可知电负性：N>B>H，电负性最大的是N，故答案为：N；
②与价电子对数均为4，但分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角，故答案为：>；分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角；
（4）①由晶胞结构可知Mg原子周围距离最近的Fe有4个，故答案为：4；
②在晶胞中，Fe原子位于顶点和面心，个数为，Mg原子位于体内有8个， 则晶胞的质量为：，该合金的密度，故答案为：；
③分子在晶胞的体心和棱心位置，则1个晶胞中储存氢气的个数为：，晶胞中Mg原子与氢气的关系：；含Mg48g即2molMg吸收1mol氢气，标准状况下体积为22.4L，故答案为：22.4；
6．(1) 3d104s24p4 5 三角锥形
(2) 11：3 O＞C＞H＞Fe
(3)
【详解】（1）①硒元素的原子序数为34，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4；
②该新药分子中有5种不同化学环境的H原子；
③SeO中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形；
（2）①亚铁价层电子排布式为3d6，故其价层电子轨道表示式为 ；
②由球棍模型可知，富马酸的结构式为HOOCCH=CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11：3；
③金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氢碳氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe；
（3）利用均摊法，每个晶胞含有O为8+1=2，Cu皆在体心，个数为4，故该晶胞的质量为，若该晶胞中O原子之间的最近距离为apm，则晶胞边长为apm，由得晶胞的密度为g•cm-3。
7．(1) 乙醇分子间能形成氢键 乙醚沸点低，蒸馏时需要的温度低，青蒿素不易分解
(2) C O X射线衍射 模型法 质谱法
(3) 加成反应 sp3 正四面体 与青蒿素相比，双氢青蒿素分子中含有羟基，与水分子能形成氢键，水溶性更好
【详解】（1）①乙醇分子间能形成氢键，所以乙醇的沸点高于乙醚。
②乙醚沸点低，蒸馏时需要的温度低，青蒿素不易分解，所以用乙醚提取效果更好；
（2）①电子层数越多半径越大，电子层数相同时，质子数越多半径越小， C、H、O的原子半径最大的是C，元素的非金属性越强，电负性越大，电负性最大的是O。
②X射线衍射法能确定哪些原子键存在化学键、并能测定键长和键角，测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射、模型法，
③能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是质谱法。
④1个晶胞中含有4个青蒿素分子，1mol晶胞的质量为282g/mol×4，1mol晶胞的体积为 ，晶体的密度为。
（3）①青蒿素结构修饰过程中氢气与羰基发生加成反应，其过程中，双键碳原子变为单键，杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为sp3。
②中B的价电子对数为4，无孤电子对，空间结构名称为正四面体。
③与青蒿素相比，双氢青蒿素分子中含有羟基，与水分子能形成氢键，水溶性更好，疗效更好。
8．(1)1s22s22p63s23p63d104s2
(2) 平面三角形 sp2
(3) 2 4
(4) Zn2+ 16
【详解】（1）Zn为30号元素，基态Zn的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2。答案为：1s22s22p63s23p63d104s2；
（2）ZnCO3中阴离子为，与SO3为等电子体，空间结构为平面三角形，C的价层电子对数为3，杂化方式为sp2。答案为：平面三角形；sp2；
（3）由图中可以得出，每个六方硫化锌晶胞中含=2个S原子；立方硫化锌中，每个Zn2+周围距离最近且相等的S2-有4个，则锌的配位数为4。答案为：2；4；
（4）在[Zn(NH3)4]2+中，Zn2+与NH3中的N原子间形成配位键，则中心离子是Zn2+；在1个该配离子中，含有4个NH3，另外还含有4个配位键，1个NH3中含有3个共价键，则1mol该离子有含σ键的数目为(3×4+4) NA=16NA。答案为：Zn2+；16。
【点睛】判断分子结构时，可借助于等电子体。
9．(1)乙醇分子间能形成氢键
(2) b
(3) sp3 正四面体
【详解】（1）乙醇分子中含有O-H键，乙醇分子间能形成氢键，所以乙醇的沸点高于乙醚。
（2）①图中晶胞的棱长分别为，则晶胞的体积为，晶体的密度为。
②X射线衍射能测定原子的空间位置，所以X射线衍射能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构，选b。
（3）①根据双氢青蒿素分子的结构简式，可知碳原子全是单键碳，C原子形成4个σ键，有个杂化轨道，杂化轨道类型为sp3。
②中B原子的价电子对数为，无孤电子对，空间结构为正四面体。
10．(1) 第四周期ⅣB族 2 分子 氮化镁和氯化镁都是离子晶体，氮离子的离子半径小于氯离子，氮化镁的晶格能大于氯化镁 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
(2) 甲 PtCl2(NH3)2+2H2O Pt(OH)2(NH3)2+2HCl Pt(OH)2(NH3)2中氨分子中的氮原子的孤对电子与铂原子形成配位键，配位键对成键电子对的排斥力小于孤对电子
【详解】（1）①钛元素的原子序数为22，位于元素周期表第四周期ⅣB族，价电子排布式为3d24s2，则原子核外最高能层N层所含电子数为2，故答案为：第四周期ⅣB族；2；
②由熔沸点可知，四氯化钛为熔沸点低的分子晶体；氮化镁和氯化镁都是离子晶体，氮离子的离子半径小于氯离子，所以氮化镁的晶格能大于氯化镁，熔点高于氯化镁，故答案为：分子；氮化镁和氯化镁都是离子晶体，氮离子的离子半径小于氯离子，氮化镁的晶格能大于氯化镁；
③用惰性电极电解熔融氯化镁得到镁和氯气，反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑，故答案为：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；
（2）①由相似相溶的规律可知，极性分子甲能溶于水，非极性分子乙不溶于水，所以甲在水中的溶解度大于乙，故答案为：大于；
②由题意可知，PtCl2(NH3)2发生水解反应生成Pt(OH)2(NH3)2和氯化氢，反应的化学方程式为PtCl2(NH3)2+2H2O Pt(OH)2(NH3)2+2HCl，故答案为：PtCl2(NH3)2+2H2O Pt(OH)2(NH3)2+2HCl；
③Pt(OH)2(NH3)2中氨分子中的氮原子的孤对电子与铂原子形成配位键，配位键对成键电子对的排斥力小于孤对电子，所以配合物中H−N−H的键角大于氨分子中的H−N−H键角，故答案为：Pt(OH)2(NH3)2中氨分子中的氮原子的孤对电子与铂原子形成配位键，配位键对成键电子对的排斥力小于孤对电子；
④由甲、乙均为平面结构可知，乙为反二氯二氨合铂，则水解产物的空间结构为，故答案为：。
