2025届高三化学二轮复习---物质结构与性质 讲义与练习

这是一份2025届高三化学二轮复习---物质结构与性质 讲义与练习，共36页。试卷主要包含了锂电池的电解液是目前研究的热点，铝及其化合物是生活中常用的材料，氮是构建化合物的重要元素，六方氮化硼是一种重要的功能陶瓷等内容，欢迎下载使用。
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 ，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为 ；基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，硅原子的杂化轨道类型为 ，其中电负性最大的元素为 ；已知电负性：H＞Si，SiHCl3充分水解会生成两种酸和一种气体，写出该反应的化学方程式为 。
(4)键角：CH4 H2O(填“＞”、“＜”或“=”)，原因是 。H2O作为配体，形成[Cu(H2O)4]2+后H－O－H键角会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表，结合变化规律说明原因： 。
(6)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为 。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 g•cm-3 (列出计算式)。
2．（24-25高三上·北京·开学考试）锂电池的电解液是目前研究的热点。
(1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。
①基态的电子云轮廓图的形状为 。
②基态P原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)为提高锂电池的安全性，科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下，阴离子为。
①三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
②比较N和F的电负性大小，并从原子结构角度说明理由： 。
③该阳离子中，带“*”的C原子的杂化轨道类型为 杂化。
④根据模型，的中心原子上的价层电子对数为 ，空间结构为正八面体形。
(3)因其良好的锂离子传输性能可作锂电池的固体电解质，其晶胞结构示意图如图所示，晶胞的边长为。
①晶胞中的“○”代表 (填“”或“”)。
②距离计最近的有 个。
③已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为。该晶体的密度为 。
3．（2024高三上·浙江台州·期末）1880年，法国物理学家皮埃尔·居里和雅克·居里发现石英等材料可以将机械能转化成电能，他们把这些材料称为压电材料。目前，压电材料已经广泛应用于生产生活中。以打火机为例，打火机的点火器工作时通过压电材料形成的高电压产生电火花从而达到点火的目的。请回答下列问题：
(1)基态Si原子的价层电子轨道表示式为 ，O位于元素周期表的 区。
(2)下列关于Si、O及其化合物的说法不正确的是___________。
A．快速冷却熔融的，可以得到大块的石英晶体
B．与C类似，Si原子间可以形成稳定的双键、三键
C．石英的主要成分属于共价晶体，硬度较大
D．已知电负性，则中大于水中
(3)原硅酸()分子间可以脱水形成链状分子：
①原硅酸中Si的杂化方式为 ；
②当有n个原硅酸分子脱水形成单链时(无支链)，产物的化学式为 。
(4)石英晶体的硅氧四面体构成螺旋链，从一定方向观察到的结构如图(1)所示，作为压电材料时，应该从 (填“x”“y”或“z”)方向施加压力才能形成电势差，电势差形成的原因是 。
(5)钛酸铅是一种压电材料，某同学认为其晶胞如图(2)所示，请指出错误之处 ，正确的钛酸铅结构的化学式为 。
4．（2024高三上·四川内江·阶段练习）特定条件下制备的石墨烯具有常温超导的性质，这一发现将导致很多领域发生颠覆性的革命。镓(Ga)、硒(Se)的单质及某些化合物如砷化镓等都是常用的半导体材料，超导材料和半导体材料都广泛应用于航空航天测控、光纤通信等领域。请回答下列问题：
(1)基态硒原子的核外价电子排布式为 ，与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有 种，SeO3的空间构型是 。
(2)一种膦配体M在有机合成中具有较高的应用价值，M的结构简式如图所示：
①M中各元素的电负性由大到小的顺序是 。
②M中磷原子的杂化轨道类型为 。
③膦配体M是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)CaAs为原子晶体，密度为ρg .cm-3，其晶胞结构如图所示，则As原子的配位数为 ，若Ga和As的原子半径分别为apm和bpm，CaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为A，则阿伏加德罗常数的值NA= (用字母表示)。

5．（24-25高三上·四川广元·开学考试）I．碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
(1)基态碳原子的价层电子轨道表示式是 。
请阐述其原因是 。在基态14C原子中，核外存在 对自旋相反的电子。
(2)CS2分子中，共价键的类型有 ，写出两个与CS2具有相同空间结构的分子或离子： 。
(3)甲醚的沸点比乙醇(CH3CH2OH)的沸点 (填“高”或“低”)。
Ⅱ．铁元素在地壳中含量丰富，应用广泛。回答下列问题：
(4)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态Fe原子核外电子自旋磁量子数的代数和为 。
(5)水溶液中可水解生成双核阳离子，结构如图所示。该双核阳离子中键角 (填“大于”、“小于”或“等于”)中的键角。
(6)三硝酸六尿素合铁是一种重要的配合物，用作有机铁肥，简称铁氮肥。的空间构型是 ；尿素晶体的熔点为132.7℃，比相同摩尔质量的乙酸熔点(16.7℃)高116℃，主要原因是 。
6．（2024高三上·江苏连云港·期末）结构观是化学重要基本观念之一，具有适用性和导向性。以碳元素为研究对象，回答下列问题。
(1)原子结构
与高温反应可生成离子晶体，可通过Brn-Haber循环构建其物质的转化及能量变化，如图所示。
①已知：的第一电离能。过程ⅱ中基态转化为的 (填“>”、“”“”或“”或“H>Si，则电负性最大的元素是C；由于电负性：Cl>H>Si，SiHCl3充分水解会生成两种酸和一种气体，该反应的化学方程式为；
（4）甲烷中心原子C不含有孤对电子，杂化方式为sp3，H2O中心原子价电子对数为，含有两对孤对电子，杂化方式为sp3，孤对电子的斥力大于成键电子对，则键角：CH4＞H2O；H2O作为配体，形成[Cu(H2O)4]2+配合物后，孤对电子用于形成配位键，斥力变小，H－O－H键角会变大；
（5）根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高；
（6）由晶胞结构图可知，黑球代表的原子共有，白球代表的原子有；以顶点的原子为对象，其周围距离最近的原子位于与之相邻的棱上，共有=6，故Pb的配位数为6；晶胞质量为，晶胞体积为，则密度为。
2．(1) 球形
(2) 电负性：，N和F电子层数相同，核电核数，原子半径，原子核对键合电子的吸引作用 6
(3) 4
【详解】（1）①基态的电子排布式为1s2，电子云轮廓图的形状为球形；
②P是第15号元素，价层电子排布式为3s23p3，价层电子轨道表示式为；
（2）①同周期主族元素第一电离能从左到右有增大的趋势，但第ⅤA族元素高于同周期相邻的两种元素，同主族由上到下第一电离能减小，故三种元素的由大到小的顺序为；
②N和F电子层数相同，核电核数，原子半径，原子核对键合电子的吸引作用，所以电负性：；
③带“*”的C原子形成三个σ键，无孤电子对，即价层电子对数为3，则其杂化轨道类型为；
④根据模型，的中心原子上的价层电子对数为，空间结构为正八面体形；
（3）①根据均摊法，黑色球数目：，白色球数目：8，故晶胞中的“○”代表；
②在晶胞中每个等距离连接四个，由图可知距离最近的有4个；
③根据均摊法，数目：，数目：8，则晶胞m=g，。
3．(1) p
(2)AB
(3)
(4) x或y 挤压时，晶体结构发生改变，电荷的正负中心不再重合，产生电势差
(5) 四个顶点上各少了一个Ti、两条棱上各少了一个O
【详解】（1）
硅的原子序数为14，基态硅原子的价层电子轨道表示式为；氧为8号元素，基态原子核外电子排布为1s22s22p4，O位于元素周期表的p区；
（2）A．通常冷却得越缓慢，就越有机会在 “结”出较大的石英晶体；而快速冷却来不及充分结晶，石英往往就以小颗粒、甚至肉眼看不见的“隐晶质”形式存在，错误；
B．硅原子半径较大，原子间不可以形成稳定的双键、三键，错误；
C．石英的主要成分通过共价键形成，属于共价晶体，硬度较大，正确；
D．中硅形成4个共价键，而水分子中氧形成2个共价键且存在2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故大于水中，正确；
故选AB。
（3）①原硅酸中Si形成4个共价键，杂化方式为；
②脱水过程中需要断开Si-O键和O-H键形成水分子，原硅酸分子间形成硅氧键而形成链状分子，则当有n个原硅酸分子脱水形成单链时(无支链)，会失去(n-1)个水分子，得到产物的化学式为；
（4）挤压时，晶体结构发生改变，电荷的正负中心不再重合，从而产生电势差，结合图可知，从x或y方向施加压力均能形成电势差；
（5）晶胞为最小的重复结构单元，能够无隙并置，由图可知，四个顶点上各少了一个Ti、两条棱上各少了一个O，据“均摊法”，晶胞中含个Ti、1个Pb、个O，则化学式为：。
4．(1) 4s24p4 3 平面三角形
(2) S＞C＞P＞H sp3 极性
(3) 4
【详解】（1）硒元素的原子序数为34，基态原子的价电子排布式为4s24p4；同周期p区元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但由于砷原子4p为稳定的半充满结构，第一电离能大于硒，则与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒元素的有砷、溴、氪共3种元素；三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，故答案为：4s24p4；3；平面三角形；
（2）①一般情况下元素的非金属性越强，电负性越大，M中各元素的非金属性强弱顺序为S＞P＞C＞H，但元素电负性由大到小的顺序为S＞C＞P＞H，故答案为：S＞C＞P＞H；
②M中磷原子的价层电子对数为4，原子杂化轨道类型为sp3杂化，故答案为：sp3；
③膦配体M中磷原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，分子的空间构型为结构不对称的三角锥形，属于极性分子，故答案为：极性；
（3）由晶胞结构可知，晶胞中与位于体内的镓原子距离最近的砷原子个数为4，镓原子的配位数为4，由化学式可知，砷原子的配位数也为4；晶胞中位于顶点和面心的砷原子个数为8×+6×=4，位于体内的镓原子个数为4，镓原子和砷原子的原子半径分别为apm和bpm，晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为A，则晶胞的体积为pm3，由晶胞的质量公式可得：=×10—30×ρ，解得NA=，故答案为：4；。
5．(1) a a表示的价层电子排布使整个原子的能量最低 2
(2) σ键、π键 CO2、N2O
(3)低
(4)+2或-2
(5)大于
(6) 平面三角形 都能形成分子间氢键，尿素形成的氢键数目更多
【详解】（1）
①基态碳原子的价层电子排布为2s22p2，轨道表示式是，a正确，b违背能量最低原理，b不正确，故答案为：a；
②因为a表示的价层电子排布使整个原子的能量最低，故答案为：a表示的价层电子排布使整个原子的能量最低；
③基态14C原子的电子排布式为1s22s22p2，故原子核外存在2对自旋相反的电子，故答案为：2；
（2）①CS2的结构式为S=C=S，故CS2中含σ键和π键，故答案为：σ键、π键；
②CS2和CO2、N2O互为等电子体，故答案为：CO2、N2O；
（3）CH3CH2OH分子间易形成氢键，所以CH3OCH3沸点低于CH3CH2OH，故答案为：低；
（4）基态Fe原子核外价层电子排布式为：，3d轨道有4个单电子，自旋方向相同，则自旋磁量子数的代数和为+2或-2，故答案为：+2或-2；
（5）由结构简式可知中心Fe3+与之间形成配位键，因此该离子中的孤电子对数为1，而的孤电子对数为2，价层电子对数相同时，孤电子对数越多键角越小，则该双核阳离子中键角大于中的键角，故答案为：大于；
（6）①中N原子价层电子对数，不含孤电子对，其空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形；
②尿素晶体、乙酸晶体均为分子晶体，都能形成分子间氢键，但尿素晶体的熔点高，是因为尿素分子之间存在更多的氢键，故答案为：都能形成分子间氢键，尿素形成的氢键数目更多。
6．(1) 随着失电子数目的增加，原子核对外层电子的吸引能力增强，逐级电离能依次上升 增多
(2) AC 冠谜能有效识别并结合，与形成超分子，增大了在有机相的溶解度，提高氧化效率
(3)或
【详解】（1）①的第一电离能，随着失电子数目的增加，原子核对外层电子的吸引能力增强，逐级电离能会依次上升，所以大于；
②1ml金刚石里面含有的C—C数目为2ml，1ml石墨中含有的C—C键数目为1.5ml，所以用等物质的量的金刚石代替石墨进行，则断裂的共价键数目会增加；
（2）①1mlCO中含有的键数目为1ml，由于CO与Ni形成了配位键，四个CO会形成四个配位键，所以中原子形成的键数目为；
②冠醚中存在共价键，中含既含有离子键，也含有共价键，所以，该超分子结构中的化学键类型包括离子键和共价键，故选AC；加入冠醚后，冠谜能有效识别并结合，与形成超分子，增大了在有机相的溶解度，提高氧化效率；
（3）由图可知，一个C原子被三个六元环共用，所以一个六元环里含氧的C原子数目为，一个六元环里含有一个H2，所以该结构的化学式可以表示为或。
7．(1) 磷
(2)
(3) 正四面体形 >
(4)
(5) 极性
【详解】（1）
基态F原子的价电子轨道排布式是；氟磷灰石中非金属元素第一电离能：F>O>P，则最小的是磷；
（2）根据图示可知，羟基磷灰石转化为氟磷灰石的过程用离子方程式表示：；
（3）阴离子中磷原子的价层电子对数是4+，磷原子孤电子对数是0，则空间构型是正四面体形；中P是sp3杂化，键角约是109.5°，中每个磷原子周围有三个σ键，一个孤电子对，则价层电子对数是，即磷原子与周围原子构成三角锥形，键角约是107.3°，因此键角>；
（4）
因为与的配位数相同，都是4，测得其中存在两种碳氧键键长，一个为0.117nm，另一个为0.122nm，则的结构示意图：；
（5）①化合物中存在氧原子与氢原子之间的极性共价键，磷原子与氧原子之间的极性共价键等；
②一个晶胞中含有10个、6个，根据电荷守恒，一个晶胞中氢氧根和氟离子总共有2个，根据晶胞图可知，氢氧根个数和氟离子个数相等，则一个晶胞中氢氧根和氟离子个数都是1个，即一个晶胞中含有一个、一个、10个、6个，则该晶体的化学式是；
③一个晶胞的质量：，晶胞的体积：，则该晶胞的密度：。
8．(1)5
(2)1、3、3、2、3
(3)
(4)是离子晶体，气化需要破坏离子键，离子键键能大；是分子晶体，气化只需要破坏分子间作用力，分子间作用力较小(远远小于离子键键能)，易于断开。因此，时，是固体，是气体
(5) 6 c
(6) 4
【详解】（1）基态Al原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p1，电子占据5个能级，有5种不同能量的电子；
（2）根据原子守恒和电子守恒可得3323；
（3）平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值，则该反应的化学平衡常数表达式为；
（4）是离子晶体，气化需要破坏离子键，离子键键能大；是分子晶体，气化只需要破坏分子间作用力，分子间作用力较小(远远小于离子键键能)，易于断开。因此，时，是固体，是气体；
（5）在水溶液中通常以形式存在，Al3+提供空轨道，H2O提供孤对电子，则铝的配位数为6；配体分子有6个，杂化类型为sp3d2，空间构型为正八面体，选c；
（6）铝原子位于顶点和面心。其个数为；由图a可知，金属铝晶胞棱长为0.405nm，面对角线等于4个铝原子半径，则个铝原子半径为≈。
9．(1) 4 BN
(2)AD
(3)F的电负性大于N，N—F成键电子偏向F，导致中的N原子核对孤电子对的吸引力增强，难以形成配位键，故不易与形成配离子
(4)
【详解】（1）①含B和N两种元素的功能陶瓷，由其晶胞结构示意图如图可知B的配位数为4；
②该结构中B原子在晶胞的顶点及面心、N原子在晶胞的内部，所含B原子数目为，所含N原子数目为4，所以B:N为1:1，该功能陶瓷的化学式为BN。
（2）
A．基态氮原子价电子排布图不是，是因为该排布方式违背了洪特规则，A正确；
B．中的氮原子采取sp2杂化平面形结构，不是直线形，B错误；
C．第二周期元素的第一电离能比N大的有氟和氖，C错误；
D．液氨自耦电离产生和，故可推测和反应生成和，D正确；
故选AD。
（3）F的电负性大于N，N—F成键电子偏向F，导致中的N原子核对孤电子对的吸引力增强，难以形成配位键，故不易与形成配离子。
（4）①N2H4和NH2OH可以看成NH3中的一个H被—NH2和—OH取代而得到的产物，由于电负性H＜N＜O，吸引电子能力H＜N＜O，因而NH3被取代后给电子能力减弱：NH3＞N2H4＞NH2OH，则碱性：NH3＞N2H4＞NH2OH；
②液态能将AgBr还原生成银单质，则肼中氮元素化合价要升高被氧化为氮气，所以反应方程式为。
10．(1)D
(2)1
(3) sp2 N的电负性大，电子定域在N原子周围，六方氮化硼中没有可以自由移动的电子 大于
(4) 6
(5)C
【详解】（1）电子占据的能级越高，能量越高，故能量最高的是，故答案为：D；
（2）第2周期主族元素中，第一电离能顺序为Li