新高考化学三轮冲刺考前通关练习06 物质结构与性质（2份打包，原卷版+解析版）

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目录
【高考预测】预测考向，总结常考点及应对的策略
【技法必备】提供方法技巧，解决问题策略
【误区点拨】点拨常见的易错点
【抢分通关】分析命题热点，把握解题技巧，精选名校模拟题
物质结构与性质的相关知识不论在必修模块还是选修模块中均处于相当重要的地位，是分析物质的结构和性质重要的理论依据，随着新课标新高考的实施，在选择题中涉及物质结构与性质的题目增多，创新
增大，综合性增强。本专题的考查点主要围绕原子、分子和晶体的结构与性质设置的，根据试题的外观征以及考查模块的不同，可将物质结构与性质分为四个考查热点：一是原子、分子结构与性质；二是晶胞分析；三是元素推断与元素周期律；四是主观题中物质结构与性质知识的考查。
技法1 微粒半径的比较（以短周期为例）
1.相同电性微粒半径大小的比较
①原子半径：左下角的钠最大
②阳离子半径：左下角的钠离子最大
③阴离子半径：左下角的磷离子最大
2.不同电性微粒半径大小的比较
①同周期：阴离子半径＞阳离子半径，如Na+＜Cl－
②同元素：电子数越多，微粒半径越大，如Fe2+＞Fe3+
③同结构：质子数越多，离子半径越小，如Na+＜O2－
技法2 根据价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
1.方法I
根据上述方法I计算出σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数，在确定了σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数后，可以依据下面的方法确定相应的较稳定的分子或离子的空间结构：
σ键电子对数+孤电子对数=价层电子对数VSEPR模型分子的空间结构
以CO2、NH4+、NF3为例：
①CO2：中心C原子的价电子为4，配位原子为氧原子，配位原子数为2，即有2对σ键电子对数，中心C原子上的孤电子对数=[4-2x(8-6)]/2=0，即中心C原子无孤电子对，VSEPR模型就是分子的实际构型，价层电子对数为2的VSEPR模型为直线形，则CO2的实际构型为直线形。
②NH4+：中心N原子的价电子为5，配位原子为氢原子，配位原子数为4，NH4+带1个正电荷，中心N原子上的孤电子对数=[5-1-4x(2-1)]/2=0，即中心N原子无孤电子对，VSEPR模型就是分子的实际构型，价层电子对数为4的VSEPR模型为正面体形，则NH4+的实际构型为正四面体形。
③NF3：中心N原子的价电子为5，配位原子为氟原子，配位原子数为3，不带电荷，中心N原子上的孤电子对数=[5-3x(8-7)]/2=1，即中心N原子有1孤电子对，VSEPR模型略去1孤电子对才是分子的实际构型，价层电子对数为4的VSEPR模型为正面体形，则NF3的实际构型为三角锥形。
2.方法II
根据上述方法II计算出价层电子对总数和中心原子上的孤电子对数，根据价层电子对总数得出VSEPR模型，由VSEPR模型略去孤电子对就可以得出分子的实际构型。
价层电子对数VSEPR模型分子的空间结构
以CO2、NH4+、NF3为例：
①CO2：中心C原子的价电子为4，配位原子为氧原子，不计算配位原子数，中心C原子的价层电子对数=4/2=2，中心碳原子与两个氧原子结合，故CO2中C原子孤电子对数=2-2=0，即中心C原子无孤电子对，VSEPR模型就是分子的实际构型，价层电子对数为2的VSEPR模型为直线形，则CO2的实际构型为直线形。
②NH4+：中心N原子的价电子为5，配位原子为氢原子，配位原子数为4，NH4+带1个正电荷，中心N原子的价层电子对数=(5+4-1)/2=4，中心N原子与4个氢原子结合，故NH4+中N原子孤电子对数=4-4=0，即中心N原子无孤电子对，VSEPR模型就是分子的实际构型，价层电子对数为4的VSEPR模型为正面体形，则NH4+的实际构型为正四面体形。
③NF3：中心N原子的价电子为5，配位原子为氟原子，配位原子数为3，不带电荷，中心N原子的价层电子对数=(5+3)/2=4，中心N原子与3个氟原子结合，故NF3中N原子孤电子对数=4-3=1，即中心N原子有1孤电子对，VSEPR模型略去1孤电子对才是分子的实际构型，价层电子对数为4的VSEPR模型为正面体形，则NF3的实际构型为三角锥形。
【特别说明】①中心原子不含孤电子对的分子(或离子)，VSEPR模型与分子(或离子)的空间结构一致。
②中心原子若有孤电子对，孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥，则 VSEPR模型与分子的空间结构不一致。推测分子的立体模型必须略去 VSEPR模型中的孤电子对。
技法3 杂化轨道类型的判断方法
1.根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构
在确定了分子或离子的中心原子上的成键电子对数和孤电子对数后，可以依据下面的方法确定其中心原子的杂化轨道类型：σ键电子对数(成键电子对数)+孤电子对数=价电子对数=杂化轨道数
根据杂化类型及孤电子对数即可判断分子或离子的空间结构，列表如下：
2.根据杂化轨道间的夹角判断
3.根据分子或离子的空间结构判断
4.根据共价键类型判断
由杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未参与杂化的轨道用于形成π键，杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。对于能明确结构式的分子、离子，其中心原子的杂化轨道数n=中心原子形成的σ键数+中心原子上的孤电子对数，即可将结构式和电子式相结合，从而判断中心原子形成的σ键数和中心原子上的孤电子对数，进而判断杂化轨道数。例如：
①在SiF4分子中，基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子形成4个σ键，没有孤电子对，n=4,则SiF4分子中硅原子采用sp3杂化。
②在HCHO分子中，基态碳原子有4个价电子，与2个氢原子形成2个σ键，与氧原子形成C=O,C=O中有1个σ键、1个π键，没有孤电子对，n=3,则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。
5.以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型
①没有形成π键，为sp3杂化：CH4、CCl4、
②形成一个π键，为sp2杂化：CH2=CH2、苯(大π键)、、
③形成两个π键，为sp杂化：CH≡CH、O=C=O(CO2)、S=C=S(CS2)
技法4 确定等电子体的方法
1.确定方法：同主族代换或同周期相邻元素替换，交换过程中注意电荷变化。变换过程中注意电荷变化，并伴有元素种类的改变
2.常见的等电子体汇总
技法5 晶体类型的判断方法
1.依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体
2.依据物质的分类判断
①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体
②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体
③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等
④金属单质、合金是金属晶体
3.依据晶体的熔点判断
不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低
4.依据导电性判断
①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电
②原子晶体一般为非导体
③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电
④金属晶体是电的良导体
5.依据硬度和机械性能判断
一般情况下，硬度：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性
技法6 晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
1.原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是eq \f(1,n)
2.方法：
①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有eq \f(1,8)属于该晶胞
b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有eq \f(1,4)属于该晶胞
c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有eq \f(1,2)属于该晶胞
d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
3.熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
技法8 原子分数坐标参数的确定方法
1．原子分数坐标参数
（1）概念：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标
（2）原子分数坐标的确定方法
①依据已知原子的坐标确定坐标系取向
②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位
③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标
（3）示例
2．典型晶胞结构模型的原子分数坐标
（1）简单立方体模型粒子坐标
（2）体心晶胞结构模型的原子坐标和投影图
（3）面心立方晶胞结构模型的原子坐标和投影图
（4）金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图
技法9 计算晶体密度的思维方法
技法10 计算晶体中粒子间距离的思维方法
1、关于元素周期律、元素周期表的认识误区
(1)误认为主族元素的最高正价一定等于族序数。但是，F无正价。
(2)误认为元素的非金属性越强，其氧化物对应水化物的酸性就越强。但是，HClO、H2SO3是弱酸，忽略了关键词“最高价”。
(3)误认为同周期相邻两主族元素原子序数之差等于1。忽视了相差11(第4、5周期)和25(第6、7周期)。
(4)误认为失电子难的原子得电子的能力一定强。碳原子、稀有气体元素的原子失电子难，得电子也难。
(5)误认为得失电子多的原子，得失电子的能力一定强。
(6)误认为最高正价和最低负价绝对值相等的元素只有第ⅣA族的某些元素。忽视了第ⅠA族的H的最高正价为＋1价，最低负价为－1价。
2、分子结构性质认识的5个易错易混点
(1)误认为分子的稳定性与分子间作用力和氢键有关,其实分子的稳定性与共价键的强弱有关。
(2)误认为组成相似的分子,中心原子的杂化类型相同,其实要看其σ键和孤电子对数是否分别相同。如CO2和SO2中心原子的杂化方式不同,CO2分子中C原子是sp杂化,SO2分子中S原子是sp2杂化。
(3)误认为只要含有氢键物质的熔、沸点就高,其实不一定,分子间的氢键会使物质的熔、沸点升高,而分子内氢键一般会使物质的熔、沸点降低。
(4)误认为只含有极性键的分子都一定是极性分子,其实不ー定。如CO2、BF3等是非极性分子。
(5)误认为杂化轨道构型和分子构型一致,其实不一定。如H2O中氧原子是sp3杂化,杂化轨道构型为四面体,但由于分子中存在孤对电子,根据价层电子对互斥理论可知,H2O的分子构型是V形。
3、晶胞计算易错提醒
(1)在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有。如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心原子依次被6、3、4、2个晶胞所共有。
(2)在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。
(3)注意晶胞与团簇分子的区别，前者可用均摊法计算，后者不能用均摊法计算，而是直接数原子个数计算分子式。
【热点一】原子、分子结构与性质
1．（2024·山东潍坊·一模）在气态或非极性溶剂中均可通过氯桥键二聚成，熔融和可形成。下列说法正确的是
A．为极性分子B．中原子的杂化方式为
C．熔点高于的熔点D．中含有单键
2．（2024·河北石家庄·二模）我国的超级钢研究居于世界领先地位，某种超级钢中除铁外，还含有的元素为锰、碳、铝、钒。下列说法错误的是
A．该超级钢所含元素中，位于p区和d区的种类数之比为2：3
B．基态Fe2+核外电子占据的最高能层的符号为M，该能层轨道表示式为
C．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+，该物质中σ键与π键的个数比为1：1
D．由碳元素组成的富勒烯、碳纳米管和石墨烯互为同素异形体
3．（2024·北京房山·一模）物质结构决定物质性质，下列性质不能通过元素的电负性进行解释的是
A．的沸点高于的沸点
B．乙烯能发生加成反应，而乙烷不能
C．酸性大于的酸性
D．气态氟化氢中存在分子，而气态氯化氢中只存在分子
4．（2024·北京东城·一模）下列对事实的分析正确的是
5．（2024·河北·一模）下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A．C=C键的键能比C—C键的大，所以碳碳双键的化学性质比碳碳单键稳定
B．某基态原子的价层电子排布为4d25s2，该原子N层上有3个空轨道
C．雪花是天空中的水汽经凝华而来的一种晶体，其六角形形状与氢键的方向性有关
D．碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
【热点二】晶胞分析与计算
1．（2024·北京·一模）将铁粉在NH3和H2的混合气氛中加热，可得含Fe和N的磁性材料，其晶体的晶胞如下图，晶胞边长均为apm。下列说法不正确的是
已知：1cm=1010pm，阿伏加德罗常数的值为NA。
A．距离N最近的Fe有6个
B．Fe之间的最近距离为
C．该晶体的密度为g·cm-3
D．若将N置于晶胞顶点，则Fe位于体心和棱心
2．（2024·山东聊城·一模）科学工作者发现了一种光解水的催化剂，其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a pm，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是
A．O位于由Ce构成的四面体空隙中
B．Ce在晶胞中的配位数为8
C．Ce与Ce最近的距离为
D．该晶体的摩尔体积
3．（2024·重庆·模拟预测）为维护国家安全和利益，2023年7月3日，我国决定对镓、锗相关物项实施出口管制。氮化镓的晶胞结构如下图所示（晶胞参数为apm）。下列说法不正确的是
A．该物质的化学式为GaN
B．晶体结构中Ga的配位数为4
C．该晶体的密度为
D．第二周期基态原子第一电离能大于N的元素有2种
4．（2024·辽宁·一模）现有一种由正离子An+、Bm+和负离子X—组成的无机固体电解质，该物质在高温相为无序结构，低温相为有序结构，两者的结构如图，下列说法错误的是
A．n=2，m=1
B．高温相中X—的堆积方式和氯化钠中Cl—的堆积方式相同
C．低温相中An+的配位数为4
D．高温相的良好导电性与其结构中存在大量的空位有关
5．（2024·新疆·一模）实验室可用萤石(CaF2)与浓硫酸制取HF，氢氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：，CaF2的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为apm。下列说法不正确的是
A．氢化物的稳定性：HF>H2O>SiH4
B．SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同
C．CaF2的晶体密度为(NA为阿伏伽德罗常数的值)
D．CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为
【热点三】元素推断与元素周期律
1．（2024·浙江·二模）已知是原子序数依次增大的前四周期元素。的核外电子总数与其周期数相同，与相邻且的原子序数是的两倍，基态的轨道全部充满。下列说法正确的是
A．简单氢化物的沸点：
B．第一电离能：
C．A、B、C三种元素只形成共价化合物
D．B的简单氢化物的水溶液能溶解E的最高价氧化物对应的水化物
2．（2024·浙江杭州·二模）A、B、C、D、E、F为六种原子序数依次增大的短周期元素，A、B、D位于同一主族，且D的原子半径在短周期元素原子中最大，C是周期表中电负性最大的元素，基态E原子的核外电子有7种空间运动状态，基态F原子有3个未成对电子。下列说法正确的是
A．C的最低价氢化物的沸点低于F的最低价氢化物
B．A元素形成的离子半径小于B元素形成的离子半径
C．A、B、E形成化合物中阴离子中心原子的杂化方式为sp2
D．C、D、E形成的某种化合物能降低冶炼E单质的能耗
3．（2024·广东·一模）2024年是元素周期表诞生的第155周年。已知短周期主族元素X、Y、Z、M、N，其原子序数与其对应的0.1ml/L最高价氧化物的水化物溶液，在常温下的pH关系如图所示。下列说法中正确的是
A．X和Y元素均在p区B．元素的电负性：Z＞M＞N
C．M的含氧酸根离子的中心原子为sp2杂化D．XN3和ZN3的空间构型均为三角锥形
4．（2024·云南大理·二模）科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种新型超分子，其分子结构如下图所示(Y和Y之间重复单元的W、X未全部标出)，W、X、Z分别位于不同周期，Z是同周期中金属性最强的元素，下列说法正确的是
A．简单气态氢化物的沸点：
B．第一电离能：
C．只含有离子键
D．原子半径：
5．（2024·贵州黔东南·二模）短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，其最简单氢化物的沸点如图所示。X的简单氢化物的水溶液呈碱性，R元素M层电子数是K层电子数的2倍，制备Z的氢化物时不能选用玻璃容器，X、Y、Z的最简单氢化物分子所含的电子总数相等。下列叙述正确的是
A．电负性：Y>Z>XB．常温常压下，呈固态
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>XD．最简单氢化物的键角：Y>X>R
【热点四】物质结构与性质综合（主观题）
1．（2024·北京东城·一模）柠檬酸铁铵和铁氰化钾在紫外线照射下产生普鲁士蓝(PB)，可用于染色和能源行业。
(1)制备柠檬酸铁铵的原料有铁盐、氨水和柠檬酸。
①基态的价层电子轨道表示式是 。
②的VSEPR模型名称是 。
(2)避光条件下，柠檬酸铁铵与铁氰化钾反应得到普鲁士黄(PY)，其晶胞形状为立方体，结构如图所示。
①PY中所有均与形成配位键。结合电子式，解释在PY中作配体的原因： 。
②已知PY中相邻之间的距离为a nm，表示阿伏加德罗常数的值，PY的密度为
(用代数式表示，)。
(3)在紫外线照射下，PY中部分转化为，同时嵌入，PY转变为PB．PB晶胞结构如图所示，其中周围最近且等距的有12个。图中“”位置被或占据，用“”补全PB晶胞结构中Ⅰ和Ⅱ两个小立方体中的 。[PB晶胞(未画出)]
(4)由于PB中的能很容易地嵌入和脱嵌，因此PB可作为钾离子电池的正极材料。充电过程中，推测会从PB中脱嵌出来，理由是 。
2．（2024·浙江杭州·二模）氮、硫和氯等是构成化合物的常见元素。已知：2SO3+H2O=。
(1)某化合物的晶胞如图所示，其化学式是 ，周围最近的有 个，晶体类型是 。
(2)下列说法正确的是___________。
A．能量最低的激发态Cl原子的M层电子排布图为
B．电负性：
C．中两个键的镜面在空间上相互垂直
D．第一电离能：
(3)①和发生如下过程：，硫酸起到 (填“酸”、“碱”)的作用。
比较键角， (填“>”、“
CO为极性分子，为非极性分子
D
热稳定性：HF>HCl
HF中存在氮键，HCl中不存在氢键
化合物
TiF4
TiCl4
熔点/℃
377
-24.12