專題15 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題- （2021年-2023年）三年高考化學(xué)真題分類匯編（通用版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?專題十五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題
2023年高考真題
1．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）硫代硫酸鹽是一類具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個(gè)原子被原子取代的產(chǎn)物。
(1)基態(tài)原子價(jià)層電子排布式是。
(2)比較原子和原子的第一電離能大小，從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由：。
(3)的空間結(jié)構(gòu)是。
(4)同位素示蹤實(shí)驗(yàn)可證實(shí)中兩個(gè)原子的化學(xué)環(huán)境不同，實(shí)驗(yàn)過程為。過程ⅱ中，斷裂的只有硫硫鍵，若過程ⅰ所用試劑是和，過程ⅱ含硫產(chǎn)物是。
(5)的晶胞形狀為長(zhǎng)方體，邊長(zhǎng)分別為、，結(jié)構(gòu)如圖所示。
??
晶胞中的個(gè)數(shù)為。已知的摩爾質(zhì)量是，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。
(6)浸金時(shí)，作為配體可提供孤電子對(duì)與形成。分別判斷中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說明理由：。
【答案】(1)
(2)，氧原子半徑小，原子核對(duì)最外層電子的吸引力大，不易失去一個(gè)電子
(3)四面體形
(4)和
(5) 4
(6)中的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，無孤電子對(duì)，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對(duì)，能做配位原子

【詳解】（1）S是第三周期ⅥA族元素，基態(tài)S原子價(jià)層電子排布式為。答案為；
（2）S和O為同主族元素，O原子核外有2個(gè)電子層，S原子核外有3個(gè)電子層，O原子半徑小，原子核對(duì)最外層電子的吸引力大，不易失去1個(gè)電子，即O的第一電離能大于S的第一電離能。答案為I1(O)>I1(S)，氧原子半徑小，原子核對(duì)最外層電子的吸引力大，不易失去一個(gè)電子；
（3）的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，無孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為四面體形，可看作是中1個(gè)O原子被S原子取代，則的空間構(gòu)型為四面體形。答案為四面體形；
（4）過程Ⅱ中斷裂的只有硫硫鍵，根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，整個(gè)過程中最終轉(zhuǎn)化為，S最終轉(zhuǎn)化為。若過程ⅰ所用的試劑為和，過程Ⅱ的含硫產(chǎn)物是和。答案為和；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個(gè)晶胞中含有個(gè)，含有4個(gè)；該晶體的密度。答案為4；；
（6）具有孤電子對(duì)的原子就可以給個(gè)中心原子提供電子配位。中的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，無孤電子對(duì)，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對(duì)，能做配位原子。
2．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物?；卮鹣铝袉栴}：
(1)時(shí)，與冰反應(yīng)生成利。常溫常壓下，為無色氣體，固態(tài)的晶體類型為，水解反應(yīng)的產(chǎn)物為 (填化學(xué)式)。
(2)中心原子為，中心原子為，二者均為形結(jié)構(gòu)，但中存在大鍵。中原子的軌道雜化方式；為鍵角鍵角(填“＞”“ ＜”或“=”)。比較與中鍵的鍵長(zhǎng)并說明原因。
(3)一定條件下，和反應(yīng)生成和化合物。已知屬于四方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù))，其中化合價(jià)為。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為。若阿伏加德羅常數(shù)的值為，化合物的密度 (用含的代數(shù)式表示)。

【答案】(1) 分子晶體 HF 、和
(2) ＞分子中鍵的鍵長(zhǎng)小于中鍵的鍵長(zhǎng)，其原因是：分子中既存在σ鍵，又存在大鍵，原子軌道重疊的程度較大，因此其中鍵的鍵長(zhǎng)較小，而只存在普通的σ鍵。
(3)
【詳解】（1）常溫常壓下，為無色氣體，則的沸點(diǎn)較低，因此，固態(tài)HOF的晶體類型為分子晶體。分子中F顯-1價(jià)，其水解時(shí)結(jié)合電離的生成HF，則結(jié)合電離的，兩者反應(yīng)生成，不穩(wěn)定，其分解生成，因此，水解反應(yīng)的產(chǎn)物為HF 、和。
（2）中心原子為，中心原子為，二者均為V形結(jié)構(gòu)，但中存在大鍵()。由中存在可以推斷，其中原子只能提供1對(duì)電子，有一個(gè)原子提供1個(gè)電子，另一個(gè)原子提供1對(duì)電子，這5個(gè)電子處于互相平行的軌道中形成大鍵，提供孤電子對(duì)與其中一個(gè)形成配位鍵，與另一個(gè)形成的是普通的共價(jià)鍵（σ鍵，這個(gè)只提供了一個(gè)電子參與形成大鍵），的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，則原子的軌道雜化方式為；中心原子為，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)的計(jì)算公式可知，因此，的雜化方式為；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，時(shí)，價(jià)電子對(duì)的幾何構(gòu)型為正四面體，時(shí)，價(jià)電子對(duì)的幾何構(gòu)型平面正三角形，雜化的鍵角一定大于的，因此，雖然和均為形結(jié)構(gòu)，但鍵角大于鍵角，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用也改變不了這個(gè)結(jié)論。分子中鍵的鍵長(zhǎng)小于中鍵的鍵長(zhǎng)，其原因是：分子中既存在σ鍵，又存在大鍵，原子軌道重疊的程度較大，因此其中鍵的鍵長(zhǎng)較小，而只存在普通的σ鍵。
（3）一定條件下，、和反應(yīng)生成和化合物X。已知X屬于四方晶系，其中Cu化合價(jià)為+2。由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，該晶胞中含有黑球的個(gè)數(shù)為、白球的個(gè)數(shù)為、灰色球的個(gè)數(shù)為，則X中含有3種元素，其個(gè)數(shù)比為1:2:4,由于其中Cu化合價(jià)為+2、的化合價(jià)為-1、K的化合價(jià)為+1，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可以推斷X為，上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為。若阿伏加德羅富數(shù)的值為，晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為，化合物X的密度。
3．（2023·全國(guó)甲卷·統(tǒng)考高考真題）將酞菁—鈷鈦—三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉栴}：
(1)圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為，其中屬于原子晶體的是，間的作用力是。

(2)酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

酞菁分子中所有原子共平面，其中軌道能提供一對(duì)電子的原子是 (填圖2酞菁中原子的標(biāo)號(hào))。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價(jià)為，氮原子提供孤對(duì)電子與鈷離子形成鍵。
(3)氣態(tài)通常以二聚體的形式存在，其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示，二聚體中的軌道雜化類型為。的熔點(diǎn)為，遠(yuǎn)高于的，由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為鍵。結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，的配位數(shù)為。若晶胞參數(shù)為，晶體密度 (列出計(jì)算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為)。

【答案】(1) 同素異形體金剛石范德華力
(2) ③ +2 配位
(3) 離子 2
【詳解】（1）同一元素形成的不同單質(zhì)之間互為同素異形體。圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們的組成元素均為碳元素，因此，它們互為同素異形體；其中金剛石屬于原子晶體，石墨屬于混合型晶體，屬于分子晶體，碳納米管不屬于原子晶體；間的作用力是范德華力；
（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，則其分子中所有的C原子和所有的N原子均為雜化，且分子中存在大π鍵，其中標(biāo)號(hào)為①和②的N原子均有一對(duì)電子占據(jù)了一個(gè)雜化軌道，其p軌道只能提供1個(gè)電子參與形成大π鍵，標(biāo)號(hào)為③的N原子的 p軌道能提供一對(duì)電子參與形成大π鍵，因此標(biāo)號(hào)為③的N原子形成的N—H鍵易斷裂從而電離出；鈷酞菁分子中，失去了2個(gè)的酞菁離子與鈷離子通過配位鍵結(jié)合成分子，因此，鈷離子的化合價(jià)為+2，氮原子提供孤對(duì)電子與鈷離子形成配位鍵。
（3）由的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合相關(guān)元素的原子結(jié)構(gòu)可知，Al原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，其與其周圍的4個(gè)氯原子形成四面體結(jié)構(gòu)，因此，二聚體中A1的軌道雜化類型為。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃，遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃，由于F的電負(fù)性最大，其吸引電子的能力最強(qiáng)，因此，可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為離子鍵。由AlF3的晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中含灰色球的個(gè)數(shù)為，藍(lán)色球的個(gè)數(shù)為，則灰色的球?yàn)椋嘧罱业染嗟挠?個(gè)，則的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為a pm，則晶胞的體積為，晶胞的質(zhì)量為，則其晶體密度。
4．（2023年6月·浙江·統(tǒng)考高考真題）氮的化合物種類繁多，應(yīng)用廣泛。
??
請(qǐng)回答：
(1)基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式是。
(2)與碳?xì)浠衔镱愃?，N、H兩元素之間也可以形成氮烷、氮烯。
①下列說法不正確的是。
A．能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：
B．化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)：
C．最簡(jiǎn)單的氮烯分子式：
D．氮烷中N原子的雜化方式都是
②氮和氫形成的無環(huán)氮多烯，設(shè)分子中氮原子數(shù)為n，雙鍵數(shù)為m，其分子式通式為。
③給出的能力： (填“>”或“”或“①>②
B．電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是：①②
C．電離一個(gè)電子所需最低能量：①>②>③
D．得電子能力：①>②
(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是，該化合物的化學(xué)式為。

【答案】(1) 四面體周圍的基團(tuán)體積較大，受熱時(shí)斥力較強(qiáng)中鍵能相對(duì)較小]；產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(熵增)
(2)AB
(3) 共價(jià)晶體
【詳解】（1）分子可視為SiH4分子中的4個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的，所以分子中Si原子軌道的雜化類型是sp3，分子的空間結(jié)構(gòu)(以為中心)名稱為四面體；
氨基(-NH2)氮原子形成3個(gè)σ鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，N原子雜化軌道數(shù)目為4，N原子軌道的雜化類型是sp3；
周圍的基團(tuán)體積較大，受熱時(shí)斥力較強(qiáng)中鍵能相對(duì)較小]；產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(熵增)，故受熱不穩(wěn)定，容易分解生成和；
（2）電子排布式分別為：①、②、③，可推知分別為基態(tài)Si原子、Si+離子、激發(fā)態(tài)Si原子；
A．激發(fā)態(tài)Si原子有四層電子，Si+離子失去了一個(gè)電子，根據(jù)微粒電子層數(shù)及各層電子數(shù)多少可推知，微粒半徑：③>①>②，選項(xiàng)A正確；
B．根據(jù)上述分析可知，電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是：①②，選項(xiàng)B正確；
C．激發(fā)態(tài)Si原子不穩(wěn)定，容易失去電子；基態(tài)Si原子失去一個(gè)電子是硅的第一電離能，Si+離子失去一個(gè)電子是硅的第二電離能，由于I2>I1，可以得出電離一個(gè)電子所需最低能量：②>①>③，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．由C可知②比①更難失電子，則②比①更容易得電子，即得電子能力：②>①，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
答案選AB；
（3）Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖可知，原子間通過共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成共價(jià)晶體；根據(jù)均攤法可知，一個(gè)晶胞中含有個(gè)Si，8個(gè)P，故該化合物的化學(xué)式為。
6．（2023年1月·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）中國(guó)第一輛火星車“祝融號(hào)”成功登陸火星。探測(cè)發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物()。回答下列問題：
(1)基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為。橄欖石中，各元素電負(fù)性大小順序?yàn)? ，鐵的化合價(jià)為。
(2)已知一些物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表：
物質(zhì)
熔點(diǎn)/℃

800.7

與均為第三周期元素，熔點(diǎn)明顯高于，原因是。分析同族元素的氯化物、、熔點(diǎn)變化趨勢(shì)及其原因。的空間結(jié)構(gòu)為，其中的軌道雜化形式為。
(3)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能，晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有個(gè)。該物質(zhì)化學(xué)式為，B-B最近距離為。
??
【答案】(1) O＞Si＞Fe＞Mg +2
(2) 鈉的電負(fù)性小于硅，氯化鈉為離子晶體，而為分子晶體隨著同族元素的電子層數(shù)的增多，其熔點(diǎn)依次升高，其原因是：、、均形成分子晶體，分子晶體的熔點(diǎn)由分子間作用力決定，分子間作用力越大則其熔點(diǎn)越高；隨著其相對(duì)分子質(zhì)量增大，其分子間作用力依次增大正四面體
(3) 1
【詳解】（1）為26號(hào)元素，基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為。元素的金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越小，元素的非金屬性越強(qiáng)則其電負(fù)性越大，因此，橄欖石()中，各元素電負(fù)性大小順序?yàn)镺＞Si＞Fe＞Mg；因?yàn)橹?、、的化合價(jià)分別為+2、+4和-2，x+2-x=2，根據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為0，可以確定鐵的化合價(jià)為+2。
（2）與均為第三周期元素，熔點(diǎn)明顯高于，原因是：鈉的電負(fù)性小于硅，氯化鈉為離子晶體，其熔點(diǎn)較高；而為分子晶體，其熔點(diǎn)較低。由表中的數(shù)據(jù)可知，、、熔點(diǎn)變化趨勢(shì)為：隨著同族元素的電子層數(shù)的增多，其熔點(diǎn)依次升高，其原因是：、、均形成分子晶體，分子晶體的熔點(diǎn)由分子間作用力決定，分子間作用力越大則其熔點(diǎn)越高；隨著其相對(duì)分子質(zhì)量增大，其分子間作用力依次增大。的空間結(jié)構(gòu)為正四面體，其中的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，因此的軌道雜化形式為。
（3）由硼鎂化合物的晶體結(jié)構(gòu)可知位于正六棱柱的頂點(diǎn)和面心，由均攤法可以求出正六棱柱中含有個(gè)，由晶胞沿c軸的投影圖可知本題所給晶體結(jié)構(gòu)包含三個(gè)晶胞，則晶胞中Mg的個(gè)數(shù)為1；晶體結(jié)構(gòu)中在正六棱柱體內(nèi)共6個(gè)，則該物質(zhì)的化學(xué)式為；由晶胞沿c軸的投影圖可知，B原子在圖中兩個(gè)正三角形的重心，該點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離是該點(diǎn)到對(duì)邊中點(diǎn)距離的2倍，頂點(diǎn)到對(duì)邊的垂線長(zhǎng)度為，因此B-B最近距離為。
7．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工藝可提取，并獲得高附加值化工產(chǎn)品。工藝流程如下：
??
已知：氨性溶液由、和配制。常溫下，與形成可溶于水的配離子：；易被空氣氧化為；部分氫氧化物的如下表。
氫氧化物

回答下列問題：
(1)活性可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為。
(2)常溫下，的氨性溶液中， (填“>”“”“一氯乙炔 Cl參與形成的大π鍵越多，形成的C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)越短
(3) CsCl CsCl為離子晶體，ICl為分子晶體
(4) 電解質(zhì)
【詳解】（1）F的原子序數(shù)為9，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p5，
a．1s22s22p43s1，基態(tài)氟原子2p能級(jí)上的1個(gè)電子躍遷到3s能級(jí)上，屬于氟原子的激發(fā)態(tài)，a正確；
b．1s22s22p43d2，核外共10個(gè)電子，不是氟原子，b錯(cuò)誤；
c．1s22s12p5，核外共8個(gè)電子，不是氟原子，c錯(cuò)誤；
d．1s22s22p33p2，基態(tài)氟原子2p能級(jí)上的2個(gè)電子躍遷到3p能級(jí)上，屬于氟原子的激發(fā)態(tài)，d正確；
答案選ad；
而同一原子3p能級(jí)的能量比3s能級(jí)的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，答案選d；
（2）①一氯乙烯的結(jié)構(gòu)式為，碳為雙鍵碳，采取sp2雜化，因此C的一個(gè)sp2雜化軌道與Cl的3px軌道形成C-Clσ鍵；
②C的雜化軌道中s成分越多，形成的C-Cl鍵越強(qiáng)，C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)越短，一氯乙烷中碳采取sp3雜化，一氯乙烯中碳采取sp2雜化，一氯乙炔中碳采取sp雜化，sp雜化時(shí)p成分少，sp3雜化時(shí)p成分多，因此三種物質(zhì)中C-Cl鍵鍵長(zhǎng)順序?yàn)椋阂宦纫彝?一氯乙烯>一氯乙炔，同時(shí)Cl參與形成的大π鍵越多，形成的C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)越短，一氯乙烯中Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵( )，一氯乙炔中Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成2套3中心4電子的大π鍵( )，因此三種物質(zhì)中C-Cl鍵鍵長(zhǎng)順序?yàn)椋阂宦纫彝?一氯乙烯>一氯乙炔；
（3）CsICl2發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，各元素化合價(jià)不變，生成無色晶體和紅棕色液體，則無色晶體為CsCl，紅棕色液體為ICl，而CsCl為離子晶體，熔化時(shí)，克服的是離子鍵，ICl為分子晶體，熔化時(shí)，克服的是分子間作用力，因此CsCl的熔點(diǎn)比ICl高；
（4）由題意可知，在電場(chǎng)作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可發(fā)生遷移，因此α-AgI晶體是優(yōu)良的離子導(dǎo)體，在電池中可作為電解質(zhì)；每個(gè)晶胞中含碘離子的個(gè)數(shù)為8+1=2個(gè)，依據(jù)化學(xué)式AgI可知，銀離子個(gè)數(shù)也為2個(gè)，晶胞的物質(zhì)的量n=mol=mol，晶胞體積V=a3pm3=(50410-12)3m3，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm===m3/mol。
11．（2022·全國(guó)甲卷·高考真題）2008年北京奧運(yùn)會(huì)的“水立方”，在2022年冬奧會(huì)上華麗轉(zhuǎn)身為“冰立方”，實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)場(chǎng)館的再利用，其美麗的透光氣囊材料由乙烯(CH2=CH2)與四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成?；卮鹣铝袉栴}：
(1)基態(tài)F原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為。
(2)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能Ⅰ變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是 (填標(biāo)號(hào))，判斷的根據(jù)是；第三電離能的變化圖是 (填標(biāo)號(hào))。

(3)固態(tài)氟化氫中存在(HF)n形式，畫出(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu) 。
(4) CF2=CF2和ETFE分子中C的雜化軌道類型分別為和；聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯，從化學(xué)鍵的角度解釋原因。
(5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X代表的離子是；若該立方晶胞參數(shù)為a pm，正負(fù)離子的核間距最小為 pm。

【答案】(1)
(2) 圖a 同一周期第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的，但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài)，因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高圖b
(3)
(4) sp2 sp3 C-F鍵的鍵能大于聚乙烯中C-H的鍵能，鍵能越大，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定
(5) Ca2+ a pm
【分析】根據(jù)基態(tài)原子的電子表示式書寫價(jià)電子排布式；根據(jù)電離能的排布規(guī)律分析電離能趨勢(shì)和原因；根據(jù)氫鍵的表示方法書寫(HF)3的結(jié)構(gòu)；根據(jù)鍵能影響物質(zhì)穩(wěn)定性的規(guī)律分析兩種物質(zhì)的穩(wěn)定性差異；根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中各粒子的個(gè)數(shù)，判斷粒子種類。
【詳解】（1）F為第9號(hào)元素其電子排布為1s22s22p5，則其價(jià)電子排布圖為，故答案為。
（2）C、N、O、F四種元素在同一周期，同一周期第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的，但由于N元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài)，因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高，因此C、N、O、F四種元素的第一電離能從小到大的順序?yàn)镃O>Cl；根據(jù)VSEPR理論有，去掉2對(duì)孤對(duì)電子，知OF2分子的空間構(gòu)型是角形；OF2和Cl2O都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，Cl2O的相對(duì)分子質(zhì)量大，Cl2O的熔、沸點(diǎn)高；
(3)XeF2易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，其中心原子的雜化方式應(yīng)為sp3d；
(4)圖中大球的個(gè)數(shù)為，小球的個(gè)數(shù)為，根據(jù)XeF2的原子個(gè)數(shù)比知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個(gè)XeF2分子；由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，且每個(gè)坐標(biāo)系的單位長(zhǎng)度都記為1，B點(diǎn)在棱的處，其坐標(biāo)為(0，0，)；圖中y是底面對(duì)角線的一半，，，所以 pm。
6．（2021·廣東·高考真題）很多含巰基(-SH)的有機(jī)化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如，解毒劑化合物I可與氧化汞生成化合物Ⅱ。

(1)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為。
(2)H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)? 。
(3)汞的原子序數(shù)為80，位于元素周期表第周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一種汞解毒劑?；衔铫羰且环N強(qiáng)酸。下列說法正確的有。
A．在I中S原子采取sp3雜化
B．在Ⅱ中S元素的電負(fù)性最大
C．在Ⅲ中C-C-C鍵角是180°?????????
D．在Ⅲ中存在離子鍵與共價(jià)鍵
E. 在Ⅳ中硫氧鍵的鍵能均相等
(5)汞解毒劑的水溶性好，有利于體內(nèi) 重金屬元素汞的解毒?；衔颕與化合物Ⅲ相比，水溶性較好的是。
(6)理論計(jì)算預(yù)測(cè)，由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

①圖9b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是。
②圖9c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為；該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg：Ge：Sb = 。
③設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr，則X晶體的密度為 g/cm3(列出算式)。
【答案】 3s23p4 H2O>H2S>CH4 六 AD 化合物III 由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取代位置除圖9b外還有其它形式 4 1：1：2
【詳解】(1)基態(tài)硫原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，因此基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為3s23p4，故答案為：3s23p4。
(2)H2S、CH4、H2O均為分子晶體，H2O分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高，H2S、CH4的分子間范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增加，因此沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)椋篐2O>H2S>CH4，故答案為：H2O>H2S>CH4。
(3)第六周期0族元素的原子序數(shù)為86，因此第80號(hào)元素Hg位于第六周期第ⅡB族，故答案為：六。
(4)A．中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+=4，因此S原子采取sp3雜化，故A正確；
B．中含有的元素為H、C、O、S、Hg，同周期元素從左至右元素的電負(fù)性逐漸增大，同主族元素從上至下元素的電負(fù)性逐漸減小，因此5種元素中電負(fù)性最大的為O元素，故B錯(cuò)誤；
C．中C原子成鍵均為單鍵，因此C原子采取sp3雜化，所以C-C-C鍵角接近109o28’，故C錯(cuò)誤；
D．中存在C-H、C-C、C-S、S=O、S-O、S-H共價(jià)鍵和與Na+之間的離子鍵，故D正確；
E．中硫氧鍵分為硫氧單鍵和硫氧雙鍵，共價(jià)鍵種類不同，因此二者的鍵能不同，故 E錯(cuò)誤；
綜上所述，說法正確的是AD項(xiàng)，故答案為AD。
(5)中羥基能與水分子之間形成分子間氫鍵，為易溶于水的鈉鹽，溶于水后電離出的中O原子均能與水分子之間形成氫鍵，相同物質(zhì)的量?jī)煞N物質(zhì)溶于水后，形成的氫鍵更多，因此化合物III更易溶于水，故答案為：化合物III。
(6)①對(duì)比圖9b和圖9c可得X晶體的晶胞中上下兩個(gè)單元內(nèi)的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶胞是晶體的最小重復(fù)單位要求，故答案為：由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取代位置除圖9b外還有其它形式。
②以晶胞上方立方體中右側(cè)面心中Hg原子為例，同一晶胞中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為2，右側(cè)晶胞中有2個(gè)Sb原子與Hg原子距離最近，因此X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為4；該晶胞中Sb原子均位于晶胞內(nèi)，因此1個(gè)晶胞中含有Sb原子數(shù)為8，Ge原子位于晶胞頂點(diǎn)、面心、體心，因此1個(gè)晶胞中含有Ge原子數(shù)為1+8×+4×=4，Hg原子位于棱邊、面心，因此1個(gè)晶胞中含有Hg原子數(shù)為6×+4×=4，則該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2，故答案為：4；1：1：2。
③1個(gè)晶胞的質(zhì)量m=，1個(gè)晶胞的體積V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3，則X晶體的密度為== g/cm3，故答案為：。
7．（2021·全國(guó)甲卷·高考真題）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)的全球首套千噸級(jí)太陽能燃料合成項(xiàng)目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計(jì)劃。該項(xiàng)目通過太陽能發(fā)電電解水制氫，再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}：
(1)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價(jià)電子層的電子排布式為；單晶硅的晶體類型為。SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng)，機(jī)理如下：

含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為 (填標(biāo)號(hào))。
(2)CO2分子中存在個(gè)鍵和個(gè)鍵。
(3)甲醇的沸點(diǎn)(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之間，其原因是。
(4)我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是，晶胞參數(shù)為a pm、a pm、c pm，該晶體密度為 g·cm-3(寫出表達(dá)式)。在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1-xOy，則y= (用x表達(dá))。

【答案】 3s23p2 原子晶體(共價(jià)晶體) sp3 ② 2 2 甲硫醇不能形成分子間氫鍵，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氫鍵多 8 2-x
【詳解】(1)基態(tài)Si原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，因此Si的價(jià)電子層的電子排式為3s23p2；晶體硅中Si原子與Si原子之間通過共價(jià)鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此晶體硅為原子晶體；SiCl4中Si原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+=4，因此Si原子采取sp3雜化；由圖可知，SiCl4(H2O)中Si原子的δ鍵數(shù)為5，說明Si原子的雜化軌道數(shù)為5，由此可知Si原子的雜化類型為sp3d，故答案為：3s23p2；原子晶體(共價(jià)晶體)；sp3；②；
(2)CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，1個(gè)雙鍵中含有1個(gè)δ鍵和1個(gè)π鍵，因此1個(gè)CO2分子中含有2個(gè)δ鍵和2個(gè)π鍵，故答案為：2；2；
(3)甲醇分子之間和水分子之間都存在氫鍵，因此沸點(diǎn)高于不含分子間氫鍵的甲硫醇，甲醇分子之間氫鍵的總強(qiáng)度低于水分子之間氫鍵的總強(qiáng)度，因此甲醇的沸點(diǎn)介于水和甲硫醇之間，故答案為：甲硫醇不能形成分子間氫鍵，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氫鍵多；
(4)以晶胞中右側(cè)面心的Zr4+為例，同一晶胞中與Zr4+連接最近且等距的O2-數(shù)為4，同理可知右側(cè)晶胞中有4個(gè)O2-與Zr4+相連，因此Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是4+4=8；1個(gè)晶胞中含有4個(gè)ZrO2微粒，1個(gè)晶胞的質(zhì)量m=，1個(gè)晶胞的體積為(a×10-10cm)×(a×10-10cm)×(c×10-10cm)=a2c×10-30cm3，因此該晶體密度===g·cm-3；在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1-xOy，其中Zn元素為+2價(jià)，Zr為+4價(jià)，O元素為-2價(jià)，根據(jù)化合物化合價(jià)為0可知2x+4×(1-x)=2y，解得y=2-x，故答案為：；2-x。
8．（2021·河北·統(tǒng)考高考真題）KH2PO4晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國(guó)科學(xué)工作者制備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)用于大功率固體激光器，填補(bǔ)了國(guó)家戰(zhàn)略空白。回答下列問題：
(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子中，核外電子排布相同的是 (填離子符號(hào))。
(2)原子中運(yùn)動(dòng)的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用+表示，與之相反的用-表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù).對(duì)于基態(tài)的磷原子，其價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為。
(3)已知有關(guān)氨、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ?mol-1)如表：
N—N
N≡N
P—P
P≡P
193
946
197
489
從能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為)形式存在的原因是。
(4)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽，H3PO2的結(jié)構(gòu)式為，其中P采取雜化方式。
(5)與PO電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為。
(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如：

如果有n個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為。
(7)分別用○、●表示H2PO和K+，KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO、K+在晶胞xz面、yz面上的位置：

①若晶胞底邊的邊長(zhǎng)均為apm、高為cpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度 g?cm-3(寫出表達(dá)式)。
②晶胞在x軸方向的投影圖為 (填標(biāo)號(hào))。

【答案】和或在原子數(shù)目相同的條件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定 sp3 SiF4、SO2F2等 B
【詳解】(1)在的四種組成元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子分別為（或）、、和，其中核外電子排布相同的是和。
(2)對(duì)于基態(tài)的磷原子，其價(jià)電子排布式為，其中3s軌道的2個(gè)電子自旋狀態(tài)相反，自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為0；根據(jù)洪特規(guī)則可知，其3p軌道的3個(gè)電子的自旋狀態(tài)相同，因此，基態(tài)磷原子的價(jià)電子的自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為或。
(3)根據(jù)表中的相關(guān)共價(jià)鍵的鍵能可知，若4mol N形成類似白磷分子結(jié)構(gòu)的N4分子，可以釋放出的能量為193kJ′6=1158kJ；若4mol N形成N2分子，則可釋放的能量為946kJ′2=1892kJ，顯然，形成N2分子放出的能量更多，故在N數(shù)目相同的條件下，N2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定。同理，若4mol P形成分子，可以釋放出的能量為197kJ′6=1182kJ；若4mol P形成P2分子，則可釋放的能量為489kJ′2=978kJ，顯然，形成P4分子放出的能量更多，故在P數(shù)目相同的條件下，P4具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定。
(4)含氧酸分子中只有羥基上的H可以電離；由是次磷酸的正鹽可知，為一元酸，其分子中只有一個(gè)羥基，另外2個(gè)H與P成鍵，還有一個(gè)O與P形成雙鍵，故其結(jié)構(gòu)式為，其中P共形成4個(gè)σ鍵、沒有孤電子對(duì)，故其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，其采取sp3雜化。
(5)等電子體之間的原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)都相同，根據(jù)前加后減、前減后加、總數(shù)不變的原則，可以找到與電子總數(shù)相同的等電子體分子為SiF4、SO2F2等。
(6)由題中信息可知，n個(gè)磷酸分子間脫去（n-1）個(gè)水分子形成鏈狀的多磷酸，因此，如果有n個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則可脫去n個(gè)水分子得到(HPO3)n，其失去后得到相應(yīng)的酸根，故該酸根可寫為。
(7)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于晶胞的頂點(diǎn)、面上和體心，頂點(diǎn)上有8個(gè)、面上有4個(gè)，體心有1個(gè)，故晶胞中的數(shù)目為；位于面上和棱上，面上有6個(gè)，棱上4個(gè)，故晶胞中的數(shù)目為。因此，平均每個(gè)晶胞中占有的和的數(shù)目均為4，若晶胞底邊的邊長(zhǎng)均為、高為，則晶胞的體積為10-30a2c cm3，阿伏加德羅常數(shù)的值為，晶體的密度為。
②由圖（a）、（b）、（c）可知，晶胞在x軸方向的投影圖為，選B。
9．（2021·湖南·統(tǒng)考高考真題）硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。回答下列問題：
(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為，晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是 (填化學(xué)式)；
(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到，的熔沸點(diǎn)如下表：

熔點(diǎn)/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸點(diǎn)/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0℃時(shí)，、、、呈液態(tài)的是 (填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是，氣態(tài)分子的空間構(gòu)型是；
②與N-甲基咪唑反應(yīng)可以得到，其結(jié)構(gòu)如圖所示：

N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為，H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)? ，1個(gè)中含有個(gè)鍵；
(3)下圖是、、三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。

①已知化合物中和的原子個(gè)數(shù)比為1：4，圖中Z表示原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為；
②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，，則該晶體的密度 (設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為，用含a、b、c、的代數(shù)式表示)。
【答案】； SiC SiCl4 SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大正四面體形 sp2、sp3；； N>C>H 54 O Mg2GeO4 =×1021
【詳解】(1)硅元素的原子序數(shù)為14，價(jià)電子排布式為3s23p2，則價(jià)電子排布圖為；原子晶體的熔點(diǎn)取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，晶體硅和碳化硅都是原子晶體，碳原子的原子半徑小于硅原子，非金屬性強(qiáng)于硅原子，碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵、鍵長(zhǎng)小于硅硅鍵，則碳硅鍵強(qiáng)于硅硅鍵，碳化硅的熔點(diǎn)高于晶體硅，故答案為：；SiC；
(2) ①由題給熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，0℃時(shí)，四氟化硅為氣態(tài)，四氯化硅為液態(tài)，四溴化硅、四碘化硅為固態(tài)；分子晶體的沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大，則SiX4的沸點(diǎn)依次升高；SiX4分子中硅原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0，則分子的空間構(gòu)型為正四面體形，故答案為：SiCl4； SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大；正四面體形；
②由M2+離子的結(jié)構(gòu)可知，離子中含有雜化方式為sp3雜化的單鍵碳原子和sp2雜化的雙鍵碳原子；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，元素的非極性強(qiáng)弱順序?yàn)镹>C>H，則元素電負(fù)性的大小順序?yàn)镹>C>H；M2+離子的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵，單鍵和配位鍵都是σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵，則離子中含有54個(gè)σ鍵，故答案為：sp2、sp3；N>C>H；54；
(3)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)、面心、棱上和體內(nèi)的X原子為8×+6×+4×+3=8，位于體內(nèi)的Y原子和Z原子分別為4和16，由Ge和O原子的個(gè)數(shù)比為1：4可知，X為Mg原子、Y為Ge原子、Z為O原子，則晶胞的化學(xué)式為Mg2GeO4，故答案為：O；Mg2GeO4；
②由晶胞的質(zhì)量公式可得：=abc×10—21×ρ，解得ρ=×1021g/cm3，故答案為：×1021。
10．（2021·全國(guó)乙卷·統(tǒng)考高考真題）過渡金屬元素鉻是不銹鋼的重要成分，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用。回答下列問題：
(1)對(duì)于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是 (填標(biāo)號(hào))。
A．軌道處于半充滿時(shí)體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為
B．4s軌道上電子能量較高，總是在比3s軌道上電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動(dòng)
C．電負(fù)性比鉀高，原子對(duì)鍵合電子的吸引力比鉀大
(2)三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物。中提供電子對(duì)形成配位鍵的原子是，中心離子的配位數(shù)為。
(3)中配體分子、以及分子的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如圖所示。

中P的雜化類型是。的沸點(diǎn)比的，原因是，的鍵角小于的，分析原因。
(4)在金屬材料中添加顆粒，可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，處于頂角位置的是原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為和，則金屬原子空間占有率為 %(列出計(jì)算表達(dá)式)。

【答案】 AC 6 高存在分子間氫鍵含有一對(duì)孤對(duì)電子，而含有兩對(duì)孤對(duì)電子，中的孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較大 Al
【詳解】(1) A. 基態(tài)原子滿足能量最低原理，Cr有24個(gè)核外電子，軌道處于半充滿時(shí)體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為，A正確；
B. Cr核外電子排布為，由于能級(jí)交錯(cuò)，3d軌道能量高于4s軌道的能量，即3d電子能量較高，B錯(cuò)誤；
C. 電負(fù)性為原子對(duì)鍵合電子的吸引力，同周期除零族原子序數(shù)越大電負(fù)性越強(qiáng)，鉀與鉻位于同周期，鉻原子序數(shù)大于鉀，故鉻電負(fù)性比鉀高，原子對(duì)鍵合電子的吸引力比鉀大，C正確；
故答案為：AC；
(2)中三價(jià)鉻離子提供空軌道，提供孤對(duì)電子與三價(jià)鉻離子形成配位鍵，中心離子的配位數(shù)為三種原子的個(gè)數(shù)和即3+2+1=6，故答案為：；6；
(3)的價(jià)層電子對(duì)為3+1=4，故中P的雜化類型是； N原子電負(fù)性較強(qiáng)，分子之間存在分子間氫鍵，因此的沸點(diǎn)比的高；的鍵角小于的，原因是：含有一對(duì)孤對(duì)電子，而含有兩對(duì)孤對(duì)電子，中的孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較大，故答案為：；高；存在分子間氫鍵；含有一對(duì)孤對(duì)電子，而含有兩對(duì)孤對(duì)電子，中的孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較大；
(4)已知具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，黑球個(gè)數(shù)為，白球個(gè)數(shù)為，結(jié)合化學(xué)式可知，白球?yàn)镃r，黑球?yàn)锳l，即處于頂角位置的是Al原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為和，則金屬原子的體積為，故金屬原子空間占有率=%，故答案為：Al；。

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