专题物质结构与性质1517高考题 16页

专题 物质结构与性质 ‎1．【2017新课标1卷】[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）‎ 钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：‎ ‎（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm（填标号）。‎ ‎ A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5‎ ‎（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___________________________。‎ ‎（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化形式为_________。‎ ‎（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为______nm，与K紧邻的O个数为__________。‎ ‎（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______位置，O处于______位置。‎ ‎2．【2017新课标2卷】[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）‎ 我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：‎ ‎（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。‎ ‎（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。‎ ‎（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）‎ A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数 ‎ C．立体结构 D．共价键类型 ‎②R中阴离子中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为 ‎），则中的大π键应表示为____________。‎ ‎③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为()N−H…Cl、____________、____________。‎ ‎（4）R的晶体密度为d g·cm−3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。‎ ‎3．【2017新课标3卷】[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）‎ 研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：‎ ‎（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。‎ ‎（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为______和______。‎ ‎（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为____________，原因是______________________________。‎ ‎（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。‎ ‎（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'=0.448 ‎ nm，则r(Mn2+)为________nm。‎ ‎4．【2017江苏卷】 [物质结构与性质]‎ 铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。‎ ‎（1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。‎ ‎（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。‎ ‎（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。‎ ‎（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。‎ ‎（5）某FexNy的晶胞如题21图−1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x−n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图−2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。‎ ‎5．【2016新课标1卷】[化学——选修3：物质结构与性质]锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：‎ ‎（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_______，有______个未成对电子。‎ ‎（2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_______ ______ ___。‎ ‎（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_ _____ __。‎ GeCl4‎ GeBr4‎ GeI4‎ 熔点/℃‎ ‎−49.5‎ ‎26‎ ‎146‎ 沸点/℃‎ ‎83.1‎ ‎186‎ 约400‎ ‎（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。‎ ‎（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为______，微粒之间存在的作用力是_______。‎ ‎（6）晶胞有两个基本要素：‎ ‎①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（，0，）；C为（，，0）。则D原子的坐标参数为______。‎ ‎②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm，其密度为______g·cm-3（列出计算式即可）。‎ ‎6．【2016新课标2卷】[化学-—选修3：物质结构与性质]东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：‎ ‎（1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。‎ ‎（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。‎ ‎①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_____。‎ ‎②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。‎ ‎③氨的沸点（填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是______；氨是_____分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。‎ ‎（3）单质铜及镍都是由______键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是______。‎ ‎（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。‎ ‎①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。‎ ‎②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=________nm。‎ ‎7．【2016新课标3卷】[化学——选修3：物质结构与性质]‎ 砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：‎ ‎（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。‎ ‎（2）根据元素周期律，原子半径Ga______As，第一电离能Ga______As。（填“大于”或“小于”）‎ ‎（3）AsCl3分子的立体构型为_______，其中As的杂化轨道类型为_________。‎ ‎（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是__________。‎ ‎（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________,Ga与As以_____键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______。‎ ‎8．【2016海南卷】M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：‎ ‎（1）单质M 的晶体类型为______，晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为______。‎ ‎（2）元素Y基态原子的核外电子排布式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是_____（写元素符号）。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是______（写化学式），该酸根离子的立体构型为______。‎ ‎（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。‎ ‎①该化合物的化学式为_______，已知晶胞参数a=0.542nm，此晶体的密度为_______g·cm–3。（写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA）‎ ‎②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______。‎ ‎9．【2016江苏卷】[物质结构与性质]‎ ‎[Zn(CN)4]2–在水溶液中与HCHO发生如下反应：‎ ‎4HCHO+[Zn(CN)4]2–+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN ‎（1）Zn2+基态核外电子排布式为____________________。‎ ‎（2）1molHCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。‎ ‎（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。‎ ‎（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为________________。‎ ‎（5）[Zn(CN)4]2–中Zn2+与CN–的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2–的结构可用示意图表示为_____________。‎ ‎10．【2016四川卷】M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：‎ ‎（1）R基态原子的电子排布式是 ① ，X和Y中电负性较大的是 ② （填元素符号）。‎ ‎（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是___________。‎ ‎（3）X与M形成的XM3分子的空间构型是__________。‎ ‎（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_________（填离子符号）。‎ ‎（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是____________。‎ ‎11．【2016上海卷】NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：‎ ‎（5）上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是_____；H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为 ‎_______。‎ ‎（6）HCN是直线型分子，HCN是_____分子（选填“极性”、“非极性”）。HClO的电子式为_____。‎ ‎12．【2015安徽卷】（14分）C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。‎ ‎（1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。‎ ‎（2）N的基态原子核外电子排布式为_____；Cu的基态原子最外层有___个电子。‎ ‎（3）用“>”或“<”填空：‎ 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4‎ ‎13．【2015福建卷】[化学-物质结构与性质]（13分）科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。‎ ‎（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。‎ ‎（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______(填序号)。‎ a．固态CO2属于分子晶体 b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子 c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2‎ d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp ‎（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2.‎ ‎①基态Ni原子的电子排布式为_______，该元素位于元素周期表的第_____族。‎ ‎②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有_______molσ键。‎ ‎（4）一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。‎ ‎①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。‎ ‎②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是________。‎ ‎14．【2015新课标1卷】[化学——选修3：物质结构与性质]碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：‎ ‎（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态原子中，核外存在对自旋相反的电子。‎ ‎（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是。‎ ‎（3）CS2分子中，共价键的类型有，C原子的杂化轨道类型是，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。‎ ‎（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于晶体。‎ 碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：‎ ‎①在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有个C原子。‎ ‎②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接个六元环，六元环中最多有个C原子在同一平面。‎ ‎15．【2015新课标2卷】[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：‎ ‎（1）四种元素中电负性最大的是（填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________。‎ ‎（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是（填分子式），原因是；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为和。‎ ‎（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为，中心原子的杂化轨道类型为。‎ ‎（4）化合物D2A的立体构型为，中心原子的价层电子对数为，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为。‎ ‎（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a＝0.566nm， F 的化学式为：晶胞中A 原子的配位数为；列式计算晶体F的密度（g.cm-3）。‎ ‎16．【2015四川卷】（13分）X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素；Z和U位于第VIIA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）R基态原子的电子排布式是_____________________。‎ ‎（2）利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是______。‎ ‎（3）X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是______(填化学式)；Z和U的氢化物中沸点较高的是_____(填化学式)；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是_______(填化学式)。‎ ‎（4）CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是_______________________。‎ ‎17．【2015上海卷】（本题共12分）白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现 Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)2+ Mg(OH)2+ 3CO2⇌CaCO3+ Mg(HCO3)2+ H2O。完成下列填空 ‎（4）Mg原子核外电子排布式为；Ca原子最外层电子的能量Mg原子最外层电子的能量（选填“低于”、“高于”或“等于”）。‎ ‎18．【2015山东卷】（12分）[化学---物质结构与性质]氟在自然界中常以CaF2的形式存在。‎ ‎（1）下列关于CaF2的表述正确的是_______。‎ a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用 b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2‎ c．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF2晶体构型相同 d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 ‎（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________(用离子方程式表示)。‎ 已知AlF63-在溶液中可稳定存在。‎ ‎（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为_________。‎ ‎（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g) △H=－313kJ·mol－1，F－F键的键能为159kJ·mol－1，Cl－Cl键的键能为242kJ·mol－1，则ClF3中Cl－F键的平均键能为______kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。‎ ‎19．【2015江苏卷】[物质结构与性质]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O72－＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH ‎（1）Cr3＋基态核外电子排布式为_________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。‎ ‎（2）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为______________；1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为 ______。‎ ‎（3）与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。‎ ‎20．【2015海南卷】[选修3—物质结构与性质]‎ Ⅰ（6分）下列物质的结构或性质与氢键无关的是 A．乙醚的沸点 B．乙醇在水中的溶解度 C．氢化镁的晶格能 D．DNA的双螺旋结构 Ⅱ（14分）钒（23V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）钒在元素周期表中的位置为，其价层电子排布图为。‎ ‎（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为、 。‎ ‎（3）V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是对，分子的立体构型为；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为(填图2中字母)，该分子中含有个σ键。‎ ‎（4）V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为。‎