高考化学二轮复习8物质结构与性质选修练含解析
专题18 物质结构与性质（选修）（练）
1．【2016年高考新课标Ⅱ卷】化学-—选修3：物质结构与性质]（15分）
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。
①Ni(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
【答案】（ 1）1s22s22p63s23p63d84s2或Ar] 3d84s2 2
（2）①正四面体
②配位键 N
③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3
（3）金属 铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子
（4）①3:1
②
【考点定位】考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，化学键类型，晶胞的计算等知识。
【名师点睛】本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，物质熔沸点的判断，化学键类型，晶胞的计算等知识，保持了往年知识点比较分散的特点，立足课本进行适当拓展，但整体难度不大。晶胞中原子的数目往往采用均摊法：①位于晶胞顶点的原子为8个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/8；②位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/2；③位于晶胞棱心的原子为4个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/4；④位于晶胞体心的原子为1个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1。
2．选修3——物质结构与性质]
19–Ⅰ【2016年高考海南卷】（6分）
下列叙述正确的有
A．第四周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多
B．第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C．卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小.
【答案】19-Ⅰ BC （6分）
3．【2016年高考海南卷】（14分）
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=0.542 nm，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_______。
【答案】
19-Ⅱ （14分）
（1）金属晶体 金属键 12 （每空1分，共3分）
（2）1s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正四面体 （每空1分，共4分）
（3）①CuCl （每空2分，共4分）
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子） Cu(NH3)4]2+ (2分，1分，共3分)
——电子排布式、电子排布图；一个顺序：核外电子排布顺序——构造原理。
4．【2016年高考江苏卷】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）1 mol HCHO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_____________。
【答案】（1）1s22s22p62s23p63d10（或Ar] 3d10）（2）3；（3）sp3和sp；（4）NH2－；
（5）；
5．【2016年高考上海卷】（本题共12分）
NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：
（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl
（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2
已知HCN（Ki=6.3×10-10）有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同。
完成下列填空：
（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”或“非极性”）。HClO的电子式为___________。
【答案】
（5）2p；H
O>S（2分）（2）SO3（1分） sp2（1分）（3）H2SO3、H2SO4 （2分） HNO3（1分）
（4）NiAs（2分） 6（1分）
（5）CoSO4(NH3)5]Br（2分） 3（1分）1s22s22p63s23p63d6或Ar]3d6（2分）
【解析】
考点：本题是对物质结构的考查，涉及电离能、分子结构与性质、价层电子对互斥理论、晶胞结构与计算、配合物、核外电子排布等
6．【百强校•2016届福州三中最后一卷】【化学—选修3：物质结构与性质】（15分）含氮化合物在生活中应用十分广泛。神州飞船外壳使用了氮化硅新型陶瓷结构材料，该材料硬度大、耐磨损。可用石英与焦炭在1400~1450℃的氮气气氛下合成氮化硅，同时生成一种与氮气结构相似的气态分子。
（1）写出上述反应的化学方程式____________________________________。反应原料中涉及的元素电负性由大到小的排列顺序为________________________________。
（2）基态氮原子中的原子轨道形状有 _______________种。
（3）某同学画出了硅原子基态的核外电子排布图如下图，该电子排布违背了 原理。
（4）氮化硅有多种型体，其中β-氮化硅层状结构模型如图，以图中所示的平行四边形为基本重复单元无限伸展，则该基本单元中含氮原子______个，硅原子______个。
(5)含氮的有机化合物氨基乙酸H2NCH2COOH中的碳 原子杂化方式有____________，σ与π键的个数比为_______________。
(6)氨分子是一种常见的配体。Cu2+离子在水溶液中以 Cu （H2O）4]2+形式存在，向含Cu 2+离子的溶液中加入足量氨水，可生成更稳定的Cu（NH3）4]2+离子，其原因是 。某配合物的化学式为 CoCl3·4NH3， 内界为正八面体构型配离子。0.1 mol该化合物溶于水中，加入过量 AgNO3，有14.35g 白色沉淀生成。则它的中心离子价电子排布式为____________，內界可能的结构有__________种。
【答案】（1）3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO O>N>C> Si （2） 2 （3）泡利不相容
(4)8 6 (5)sp2,sp3 9:1 (6) N元素电负性更小，更易给出孤对电子形成配位键； 3d6 2
考点：考查方程式、核外电子排布、杂化轨道、共价键、配位键以及晶胞结构等
1．自然界存在丰富的碳、氮、硅、磷、铁等元素，它们可形成单质及许多化合物。按要求回答下列问题：
（1）铁能与CO形成配合物Fe(CO)5，其熔点为－20.50C，沸点为1020C，易溶于CCl4，据此判断Fe(CO)5晶体属于___________(填晶体类型)。
（2）铁在元素周期表中位置是________________，亚铁离子具有强还原性，从电子排布的角度解释，其原因是__________________________________________________。
（3）南海海底蕴藏着大量的天然气水化合物，俗称“可燃冰”。可燃冰是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子通过氢键构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。可燃冰的平均组成可表示为_______________。
（4）亚磷酸（H3PO3与过量NaOH反应充分反应生成亚磷酸氢二钠(Na2HPO3)，则亚磷酸氢二钠属于______________盐(填“正”、“酸式”)。
（5）金刚石晶胞结构模型如右图，立方BN结构与金刚石相似，
硬度与金刚石相当。在立方BN晶体中，B原子与N原子之间
共价键与配位键的数目比为__________；每个N原子周围最近
且等距离的N原子数为_______；如果阿佛加德罗常数近似取
6×1023/mol，立方BN的密度为a g·cm－3，摩尔质量为b g·mol－1，计算晶体中最近的两个Ｎ原子间距离是__________nm（用含a、b代数式表示）。
【答案】（除标注外，每空2分，共15分）（1） 分子晶体（1分）
（2） 第四周期第Ⅷ族（各1分）； Fe2+ 的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态 （3）CH4·8H2O （4）正 （5）3：1 12
考点：晶胞的计算
2．元素X位于第四周期，其基态原子有4个未成对电子。Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子。
（1） Y与Z可形成多种化合物。
① 元素Y与Z中电负性较大的是________(用元素符号描述)。
② 离子ZY的空间构型为________(用文字描述)。
③ 写出一种与ZY2互为等电子体的氧化物分子的化学式：________。
（2） Y的氢化物(H2Y)在乙醇中的溶解度大于H2Z，其原因是________。
（3） 含X2＋的溶液与KCN、氨水反应可得到化合物K3X(CN)5(NH3)]。
① 基态X2＋的电子排布式是________。
② 1 mol配合物K3X(CN)5(NH3)]中含σ键的数目为________。
（4） 右图为X与Z所形成的一种化合物的基本结构单元，推测该化合物的化学式为________。
【答案】（1） ①O ②三角锥形 ③S2O或SeO2（2） H2O分子与乙醇分子间可形成氢键，而H2S不能
（3） ①Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 ②14 mol （4） Fe3S8
(除第（3）题每空1分外，每空2分，共12分)
考点：原子结构和元素周期律的关系
3．NO2+和NO2都是常见的配位体，易与金属结合生成配合物。
（1）基态氧原子核外未成对电子数有____个，基态氮原子的核外电子轨道示意图为____。
（2）NO2+和NO2-中氮原子的杂化轨道类型分别为____。
（3）为消除雾霾利用金属氧化物吸收氮的氧化物，MgO、BaO、CaO、SrO吸收氮的氧化物能力由强到弱的顺序为____。
（4）下表为含氧酸根XO4n-的键长数据：
PO43-的空间构型为____。X-O之间的实测键长与理论键长有差异，其原因可能为X-O之间形成了多重键：首先是X原子的____轨道与O原子的2p轨道形成____键；其次是X原子的____轨道与O原子的2p轨道形成____键。
（5）铁有δ、γ两种晶体，如右图所示。两种晶体中距离最近的铁原子间距相同。δ
-Fe中铁原子的配位数为____，δ-Fe和γ-Fe的密度之比为____。
【答案】（1）2，。（2）sp1，sp2。
（3）BaO ＞SrO＞CaO ＞MgO 。（4）正四面体形；sp3杂化轨道；δ；3d轨道；π。（5）8，3/8。
考点：考查物质结构与性质，涉及晶体结构，原子结构和分子结构。
4．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：
回答下列问题：
（1）基态钛原子的价电子排布图为 ，其原子核外共有 种运动状态不相同的电子。金属钛晶胞如图37—1所示，为 堆积（填堆积方式）。
（2）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为–37℃，沸点为136℃，可知TiCl4为____ 晶体。
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图37—2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是 。化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
图37—1 图37—2
（4）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图37—3所示。该阳离子Ti与O的原子数之比为 ，其化学式为 。
图37—3 图37—4
（5）钙钛矿晶体的结构如图37—4所示。钛离子位于立方晶胞的角顶，被 个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被 个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为 。
【答案】（1）（1分） 22（1分） 六方最密（1分） （2）分子（1分）
（3）化合物乙分子间形成氢键（2分） N＞O＞C（2分）
（4）1：1（1分） TiO2+（或TiO]n2n+）（2分） （5）6（1分） 12（1分） CaTiO3（2分）
考点：考查原子结构与元素的性质，晶体结构与晶胞计算。
5. 有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素（原子序数均小于30）。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：
（1）B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是 。
（2）A、B、C 三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为 (用化学式表示)。
（3）A的最简单氢化物分子的空间构型为_______，其中A原子的杂化类型是________。
（4）A的单质中δ键的个数为 ，π键的个数为 。
（5）写出基态E原子的价电子排布式： 。
（6）C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a ＝________cm。(用ρ、NA的计算式表示)
【答案】（1）H2O分子间存在氢键（2分） （2）HF>H2O >NH3 （2分）
（3）三角锥形（2分） sp3 （2分） （4）1 （1分） 2 （1分）
（5）3d104s1 （2分） （6） （3分）
考点：考查物质结构与性质，涉及原子结构、分子结构和晶胞计算。
