2019年高考化学备考全方案12题揭秘专题14物质结构与性质综合题（选考）题型训练.doc

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1、1专题 14 物质结构与性质综合题（选考）1 【2019 届四省名校第二次联考】钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。预计在未来 20 年里，不可能有替代钕铁硼磁铁的磁性材料岀现。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他稀土原料。（1）钕(Nd)为 60 号元素，在周期表中第_周期；基态铁原子的外围电子轨道表示式为_。（2）实验测得 AlCl3的实际存在形式为 Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。已知 Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则 Al2Cl6属于_分子(填“极性”或“非极性”)，分子中 A1 原采取_杂化。Al 2Cl6与过量 NaOH 溶液反应生成

2、NaAl(OH)4，A1(OH) 4 中存在的化学键有_(填选项字母)。A离子键 B共价键 C金属键 D配位键 E.氢键（3）B 元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为_(用元素符号表示)。（4）因材料中含有大量的钕和铁，容易锈蚀是它的一大弱点。可电镀镍(Ni)、锌(Zn)等进行表面涂层处理。已知 Ni 可以形成Ni(NH 3)6Cl2，该配合物中配体分子的空间构型为_。（5）已知立方 BN 晶体硬而脆，其原因是_；其晶胞结构如图所示，N 原子填充在 B 原子构成的正四面体空隙中，则晶胞中正四面体的空隙填充率为_，设晶胞中最近的 B、N 原子之间的距离为 anm，晶体的密度为

3、 bgcm3 ，则阿伏加德罗常数为_mol1 (列式即可，用含 a、b 的代数式表示)【答案】六 非极性 sp3 BD BOC 4 sp2 sp3 AD 极性键、非极性键 （0，1/2，1/2） 8210213【解析】45 【2019 届广东揭阳期末】铁被誉为“第一金属” ，铁及其化合物在生活中有广泛应用。 （1）基态 Fe3+的简化电子排布式为_。（2）实验室用 KSCN 溶液、苯酚( )检验 Fe3+。N、O、S 的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)，苯酚中碳原子的杂化轨道类型为_。（3）FeCl 3的熔点为 306 ，沸点为 315 。FeCl 3的晶体类型是_。FeSO 4

4、常作净水剂和补铁剂，SO 42- 的立体构型是_。（4）羰基铁Fe(CO) 5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1 mol Fe(CO) 5分子中含_mol 键，与CO 互为等电子体的离子是_(填化学式，写一种)。（5）氮化铁晶体的晶胞结构如图 1 所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为_。5（6）氧化亚铁晶体的晶胞如图 2 所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为 gcm-3，N A代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与 Fe2+紧邻且等距离的 Fe2+数目为_；Fe 2+与 O2-的最短核间距为_pm。【答案】Ar 3d5 NOS sp2 分子晶体 正四面体形 10 CN- 或 C22 31 12 3 3

5、61010【解析】（5）由晶胞结构可知铁微粒位于顶点和面心上，氮微粒位于体内，用“均摊法”可得晶胞中含 Fe 个数为121/6+21/2+3=6 个，N 原子个数为 2 个，该晶体中铁、氮的微粒个数之比为 6:2=3:1，故答案为：3:1；（6）根据晶胞结构可知 Fe2+为面心立方，与 Fe2+紧邻的等距离的 Fe2+有 12 个；用“均摊法”可得晶胞中含 Fe2+：81/8+61/2=4 个，含 O2-：121/4+1=4 个，晶体的化学式为 FeO，1molFeO 的质量为72g，1mol 晶体的体积为 72/cm 3；晶胞的体积为 72/cm 3 NA4=288/(N A)cm3，晶胞的

6、边长为cm，Fe 2+与 O2-最短核间距为 cm= cm= 1010pm，故答案为：12；3 288 123 288 3 36 3 36。3 3666 【2019 届广东茂名五校第一次联考】翡翠的主要成分为 NaAlSi2O6，还含有其他多种金属阳离子，其中Cr3+的含量决定其绿色的深浅。（1） NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是_(写化学式)（2）基态 Cr3+的核外电子排布式为_。（3）配合物 KCr(C2O4)2(H2O)中的配体是_，C 2O42 中碳原子的杂化轨道类型是_，与 H2O 互为等电子体的离子是_(任写一种)

7、（4）一种铝镍合金的晶胞结构如图所示，与其结构相似的化合物是_(填标号)。A氟化钙 B金刚石 C钠 D氯化铯（5）Ca、O、Gr 可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图所示，其中 Ca2+，O 2 采用面心立方最密堆积方式。该晶体的化 学式为_ 。已知钙离子、氧离子半径分别为 100pm、140pm，该晶胞的参数(边长)为_pm。阿伏加德罗常数的值为 NA，该晶体密度的计算表达式为_gcm 3 ；晶胞中 Cr4+位于 O2所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_pm。【答案】Na 2O2 Ar3d3或 1s22s22p63s23p63d3 C2O42-、H 2O sp2杂化

8、NH2- d CaCrO3 240 pm gcm3 120 pm 2 2【解析】7a氟化钙中每个钙离子周围有 8 个氟离子，每个氟离子周围有 4 个钙离子，不符合； b金刚石为空间立体网状结构，每 C 原子周围有 4 个 C 原子，不符合； c金属钠是体心立方堆积，钠的配位数为 8，即每个钠原子周围与其距离最近的原子有 8 个，不符合； d氯化铯中每个铯离子周围有 8 个氯离子，每个氯离子周围有 8 个铯离子，符合；故答案为 d；（5）根据晶胞结构图和均摊法可知，晶胞中 O 原子数为 6=3，Ca 原子数为 8=1，Cr 原子数为 1，12 18则化学式为 CaCrO3；已知钙离子、氧离子半径

9、分别为 100pm、140pm，则晶胞的面对角线是 480 pm，所以该晶胞的参数(边长)为240 pm；2阿伏加德罗常数的值为 NA，该晶体密度的计算表达式为= gcm3 ；晶胞中 Cr4+位于 O2 所形成的正八面体的体心，正八面体边长为立方体 面对角线长度，则该正八面体的边长为 240 pm=120 pm。12 12 2 27 【2019 届广东七校第二次联考】镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题：（1）基态 Ni 原子中，电子填充的能量最高的能级符号为_，价层电子的轨道表达式为_。（2）Ni 的两种配合物结构如图所示：8A BA 的熔、沸点高于 B 的原因为_。

10、A 晶体含有化学键的类型为_（填选项字母） 。A 键 B 键 C配位键 D金属键A 晶体中 N 原子的杂化形式是_。（3） 人工合成的砷化镍常存在各种缺陷，某缺陷砷化镍的组成为 Ni1.2As， 其中 Ni 元素只有2 和3 两种价态， 两种价态的镍离子数目之比为_。（4） NiAs 的晶胞结构如图所示：镍离子的配位数为_。若阿伏加德罗常数的值为 NA，晶体密度为 gcm3 ，则该晶胞中最近的砷离子之间的距离为_pm。【答案】 3d A 中含氢键 ABC sp2 1:1 4 或 【解析】 （1）镍的原子序数为 28，其电子排布式为 1S22S22P63S23P64S23d8，其价电子的轨道表达

11、式为，所以基态镍原子核外电子填充的能量最高的能级符号为 3d；98 【2019 届广西名校 12 月调研】铜的相关化合物在化工、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（1）基态 Cu 原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子_云轮廓图形状为_；Cu 2+价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。（2）Cu 2O 熔点(1235)比 Cu2S 熔点(113)高，它们均属于_晶体，前者熔点较高的原因是_。（3）Cu 可与 N、S，O 等元素形成化合物，N、S、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_；在 Cu 的催化作用下，乙醇可被氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是_

12、。（4）1moCu(NH 3)4SO4中含有 键的数目为_(用 NA表示阿伏加德罗常数)。（5）Cu 与 N 所形成的某种晶体的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为 amm。该晶体的化学式为_，晶体的密度为_gcm 3 (列出计算式即可，用 NA表示阿伏加德罗常数)。10【答案】N 球形 离子 Cu20 与 Cu2S 相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同，但 O2-半径比 S2-半径小，所以 Cu20 的晶格能更大，熔点更高 NOS sp3 sp2 20NA Cu3N 2061021/(NAa3) 【解析】（1） 基态 Cu 原子核外电子排布： 1s22s22p63s23p63d104s1，核

13、外电子占据的最高能层的符号是 N；占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形；Cu 2+价层电子的轨道表达式（电子排布图）为，；综上所述，本题答案是：N；球形； 。（4）1 个Cu(NH 3)4SO4中，有 4 个 NH3，1 个 NH3中有 3 个 键；共含有 43=12 个 键；1 个 SO42-中含有 4 个 键；1 个铜原子与 4 个 NH3形成 4 个配位键，即有 4 个 键；因此 1 moICu(NH3)4SO4中含有 键的数目为 20NA；综上所述，本题答案是：20N A。（5）由晶胞图可知，一个晶胞中，Cu 原子的数目为 121/4=3，N 原子的数目为 81/8=1，因此该晶体的

14、化学式为 Cu3N；1mol 晶胞的质量为 643+14=206g，一个晶胞的体积 V=(a10-7)3cm3，因此晶体的密度=206N A(a10-7)3= 206NAa310-21= 2061021/(NAa3) g/cm3；综上所述，本题答案是：Cu 3N；20610 21/(NAa3)。9 【2019 届河北唐山期末】H、N、O、S、Ni、As 为元素周期表中 14 周期元素。请回答下列问题：（1）上述元素中第一电离能最大的元素符号是_，电负性最大的元素的原子其价电子轨道表示式为_。（2）CH 3NO2中 C 和 N 的原子轨道杂化方式分别为_、_。11（3 ）SO 32 其空间构型为

15、_ 。写出一种与该酸根等电子体的微粒_。（4）NH 3极易溶于水其原因除二者都为极性分子外，另一个重要原因是_。（5）Ni 与 As 形成的一种化合物，其晶体如图所示，属六方晶系。该晶体的化学式为_，As 原子的配位数为_。 已知晶胞参数 a=360.2pm，c=500.9pm，此晶体的密度为_gcm 3 。(写出计算式，N A为阿伏加德罗常数的值)【答案】N sp3 sp2 三角锥形 AsO33-、ClO 3- 、PCl 3 NH3分子与水分子间形成氢键 NiAs 6 （3）SO 32 孤电子对（6+2-23）/2=1, 键数为 3，价电子对=1+3=4，采用 sp3杂化，其空间构型为三角锥

16、形。与 SO32 原子数相同，价电子总数相同的粒子可能为：AsO 33-、ClO 3- 、PCl 3等之一。（4）NH 3极易溶于水其原因，除二者都为极性分子外，另一个重要原因是 NH3分子与水分子间形成氢键。（5）Ni 与 As 形成的一种化合物，其晶体如图所示，属六方晶系。12Ni：81/8+41/4=2，As：2，化学式为 NiAs；As 原子的配位数为 6；已知晶胞参数 a=360.2pm，c=500.9pm，V= ，此晶体的密度为=m/V= gcm3 。10 【2019 届河南名校联考】据科技日报报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的 3d 过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、

17、Cu)催化剂，在室温条件下以 H2O2为氧化剂直接将 CH4氧化成 C1含氧化合物。请回答下列问题：（1）在 Mn、Fe、Co、Ni、Cu 中，某基态原子核外电子排布遵循“洪特规则特例” ，该原子的外围电子排布式为_。（2）在 3d 过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素是_（填元素符号） 。（3）铜的焰色反应呈绿色，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为_。（4）石墨烯限域单原子铁能活化 CH4分子中的 CH 键，导致 C 与 H 之间的作用力_ (减弱”或“不变”)。铁晶体中粒子之间作用力类型是_。（5）常温下，H 2O2氧化 CH4生成 CH3OH、HCHO、 HC

18、OOH 等。它们的沸点分别为 64.7、195、100.8，其主要原因是_；CH 4 和 HCHO 比较，键角较大的是_，主要原因是_。（6）配离子的颜色 dd 电子跃迁的分裂能大小有关，1 个电子从较低的 d 轨道跃迁到较高能量的 d 轨道所需的能量为 d 的分裂能，用符号表示。分裂能Co(H 2O)62+_Co(H 2O)63+(填“”“I2Zn的原因是_。（4）Cu 2O 晶体的晶胞结构如图所示。O 2-的配位数为_；若 Cu2O 的密度为 dgcm-3，则晶胞参数 a=_nm。【答案】 3d104s2 1 正四面体 配位键和极性共价键 sp3 大 NH3分子和 H2O 分子均为极性分子

19、，且 NH3分子和 H2O 分子之间能形成氢键 铜失去的是全充满的 3d10电子，而锌失去的是 4s1电子 4 15107【解析】12 【2019 届河南开封一模】决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：（1）已知元素 M 是组成物质 Ca5(PO4)3F 的一种元素。元素 M 的气态原子逐个失去第 1 个至第 5 个电子所需能量(即电离能，用符号 I1至 I5表示)如表所示：元素 M 化合态常见化合价是_价，其基态原子电子排布式为_。（2）Ca 3(PO4)3F 中非金属元素电负性由大到小的顺序为_。（3）PO 43 的中心原子的杂化方式为_，该离子的空间构型为_，键角为_，其等电

20、子体有_ (请写出两种)。（4）CaF 2晶胞结构如图所示，则 CaF2晶体中与 Ca2+最近且等距离的 Ca2+数目为_；已知 Ca2+和 F半径分别为 a cm、b cm，阿伏加德罗常数为 NA，M 为摩尔质量，则晶体密度为_gcm 3 (不16必化简)。（5）已知 MgO 与 CaO 的晶体结构相似，其摩氏硬度的大小关系为_，原因为_。【答案】+2 Ar4s2 FOP sp3 正四面体形 10928 SO42-、CCl 4等 12 MgOCaO Mg2+半径比 Ca2+小，晶格能较大 44(+)3 3【解析】（4）根据 CaF2晶胞结构可知：在每个晶胞中与 Ca2+离子距离最近且等距离的

21、 Ca2+有 3 个，通过每个 Ca2+可形成 8 个晶胞，每个 Ca2+计算了 2 次，所以与 Ca2+离子距离最近且等距离的 Ca2+有(38)2=12 个；将 CaF2晶胞分成 8 个小正方体，正方体中心为 F-离子，顶点为 Ca2+，晶胞中共有 4 个钙离子、8 个氟离子。立方体的对角线为 2(a+b)，则晶胞的对角线为 4(a+b)，晶胞的边长为 ，根据晶体密度4(+)3计算公式可得该晶体的密度 = g/cm3；=44(+)3 3（5）MgO 与 CaO 的晶体结构相似，由于离子半径 Ca2+Mg2+，离子半径越大，与 O2-形成的离子键的键长就越大，晶格能就越小，物质的硬度就越小，

22、故其摩氏硬度的大小关系为 MgOCaO。13 【2019 届湖北 1 月联考】钙及其化合物在工业上、建筑工程上和医药上用途很大。回答下列问题17（1）基态 Ca 原子 M 能层有_个运动状态不同的电子，Ca 的第一电离能_(填“大于”或“小于”)Ga。（2）Mn 和 Ca 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属 Mn 的熔点沸点等都比金属 Ca 高，原因是_。（3）氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物 Ca(ClO3)2，Ca(ClO 3)2中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。（4）碳酸盐的热分解示意图如图 1 所示热分解温度：CaCO 3_ (填“高于”或“低于”)Sr

23、CO 3，原因是_。从价键轨道看，CO 2分子内的化学键类型有_。（5）萤石是唯一一种可以提炼大量氟元素的矿物，晶胞如图 2 所示。Ca 2+的配位数为_，萤石的一个晶胞的离子数为_，已知晶胞参数为 0.545nm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则萤石的密度为_gcm 3 (列出计算式)。【答案】8 大于 Mn 原子半径较小且价电子数较多，金属键较强 三角锥形 sp3 低于 r(Ca2+)”或“PS，非金属性越强，电负性越大，三种21元素的电负性由大到小的顺序为 ClSP，(5) AlP 晶体熔点为 2000 ，且晶胞中形成的是立体网状结构，应为原子晶体； A、B 点的原子坐标分别为（0、0、0） 、 （1、 、 ）可知晶胞边长为 1，由此可推知 C 点的原子坐12 12标为（ ， ， ） ；14 14 34晶胞中含有 P 原子数为 8 +6 =4，Al 原子数也为 4，则 1mol 晶胞的质量为 4（27+31）18 12g=458g，晶胞的体积为（5.463510 -8） 3cm3，晶胞密度为 g/cm3。故答案为：原子晶体；（ ， ， ） ； 。 14 14 34