高考化学备考专题14物质结构与性质综合题选考题型揭秘.docx
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高考化学备考专题14物质结构与性质综合题选考题型揭秘
专题14物质结构与性质综合题（选考）
本题型为选修题，在四年高考中考查13次（共13份试卷），试题整体难度中等。
高考中本题型常考知识点有：
（1）电子排布式、轨道表示式、成对未成对电子、全满半满
（2）分子立体构型（3）氢键（4）晶体类型、特点、性质（5）分子的极性（6）性质比较：
熔沸点、稳定性、溶解性、电负性、电离能（7）杂化（8）晶胞（9）配位键、配合物（10）等电子体（11）σ键和π键（12）周期表的分区等等。
在复习过程中针对常考知识点，要切实地回归课本狠抓重要知识点，强化主干知识的巩固和运用。
年份
题号
分值
考查的主要内容及知识点
能力要求
知识要求
难度
要求
接受、吸收、整合化学信息的能力
分析问题和解决化学问题的能力
化学实验与探究能力
了解
理解
掌握
综合
应用
2013（Ⅰ）
37
15
原子结构、Si的空间结构、键参数、杂化、晶胞的有关计算[选考/选3/基概理+计算]
√
√
√
中
2013（Ⅱ）
37
15
前四周期4种元素（F、K、Fe、Ni）推理/电子排布图、电离能、电负性，化学键类型、配位体、晶胞的有关计算（确定化学式、密度）[选考/选3/概理+计算]
√
√
√
中难
2014（Ⅰ）
37
15
晶体与非晶体区别、Fe原子结构及性质（未成对电子、电子排布式、配合物检验）、杂化、σ键、氢键、晶胞有关计算[选考/选3/概理+计算]
√
√
√
中
2014（Ⅱ）
37
15
前四周期H/N/O/S/Cu元素/元素推断、第一店
里能、电子轨道示意图、杂化、化学键类型、VSEPR（价层电子对数、三角锥）、晶胞的有关计算（电荷、配合物）[选3/概理+计算]
√
√
√
中难
2015（Ⅰ）
37
15
碳及其化合物/电子云、自旋电子对，C形成共价健原因、σ键和π键；sp杂化、分子晶体类型、石墨烯金刚石中C连接环数、环中C数、环中共面C数[选3/概理+计算]
√
√
√
中
2015（Ⅱ）
37
15
物质结构模块分析应用
√
√
√
中难
2016（Ⅰ）
37
15
锗及其化合物/电子排布式、未成对电子、Ge无双、三键原因（σ键和π键）、分子间作用力、电负性、sp3杂化、共价键（原子晶体）、晶胞坐标参数、晶胞参数、晶胞密度计算[选3/概理+计算]
√
√
√
√
中
2016（Ⅱ）
37
15
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（均摊法）
[选3/概理+计算]
√
√
√
中难
2016（Ⅲ）
37
15
半导体材料GaAs/As电子排布式、I1/^AsCl3分子的立体构型（VSEPR）、sp3杂化、熔点判断三类晶体、共价键（原子晶体）、GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率计算[选3/概理十计算]
√
√
√
中
2017（Ⅰ）
35
15
紫光的波长、能层符号、电子云轮廓图的形状、杂化类型、几何构型、配位数、晶胞的不同取法
√
√
√
√
中
2017（Ⅱ）
35
15
电子排布图、第一电离能、σ键
、大π键、氢键、晶体计算等
√
√
√
√
中
2017（Ⅲ）
35
15
化学键与晶体结构[涉物质结构与性质（Co、Mn、CO2、CH3OH）：
电子排布式、杂化、沸点大小比较、共价键类型（
键、
键）、
、
]
√
√
√
√
中
2018（Ⅰ）
35
15
电子排布图，电子轮廓图，价层电子对互斥理
论，分子的性质，空间结构，杂化，化学键，电离能，晶胞密度计算
√
√
√
√
中
2018（Ⅱ）
35
15
电子排布图，电子轮廓图，价层电子对互斥理论，分子的性质，空间结构，杂化，化学键，电离能，晶胞密度计算
√
√
√
√
中
2018（Ⅲ）
35
15
电子排布式，第一电离能，价层电子对互斥理论，分子的性质，空间结构，杂化，化学键，金属的堆积方式，晶胞密度计算
√
√
√
√
中
1．【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。
回答下列问题：
（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____（填标号）。
A．B．
C．D．
（2）Li+与H−具有相同的电子构型，r（Li+）小于r（H−），原因是______。
（3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。
LiAlH4中，存在_____（填标号）。
A．离子键B．σ键C．π键D．氢键
（4）Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图（a）的Born−Haber循环计算得到。
可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol−1，O=O键键能为______kJ·mol−1，Li2O晶格能为______kJ·mol−1。
（5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图（b）所示。
已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为______g·cm−3（列出计算式）。
【答案】DCLi+核电荷数较大正四面体sp3AB5204982908
【解析】
（1）根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C
2．【2018新课标2卷】硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：
H2S
S8
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
熔点/℃
−85.5
115.2
>600（分解）
−75.5
16.8
10.3
沸点/℃
−60.3
444.6
−10.0
45.0
337.0
回答下列问题：
（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为__________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。
（2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。
（3）图（a）为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________。
（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有______种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。
晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Fe2+位于
所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。
【答案】哑铃（纺锤）H2SS8相对分子质量大，分子间范德华力强平面三角2sp3
【解析】
（1）基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布图（轨道
（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，根据
（2）中分析可知中心原子含有的价层电子对数是3，且不
3．【2018新课标3卷】锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。
回答下列问题：
（1）Zn原子核外电子排布式为________________。
（2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。
第一电离能Ⅰ1（Zn）_______Ⅰ1（Cu）（填“大于”或“小于”）。
原因是________________。
（3）ZnF2具有较高的熔点（872℃），其化学键类型是_________；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是________________。
（4）《
中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。
ZnCO3中，阴离子空间构型为________________，C原子的杂化形式为________________。
（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_______________。
六棱柱底边边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为________________g·cm－3（列出计算式）。
【答案】[Ar]3d104s2大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子离子键ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小平面三角形sp2六方最密堆积（A3型）
【解析】
（1）Zn是第30号元素，所以核外电子排布式为[Ar]3d104s2。
4．【2017年高考新课标Ⅰ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．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E．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=0.446nm，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。
【参考答案】
（1）A
（2）N球形K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
（3）V形sp3
（4）0.31512
（5）体心棱心
【解析】
（1）紫色波长400nm～435nm，因此选项A正确；
（2）K位于第四周期IA族，电子占据最高能
5．【2017年高考新课标Ⅱ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dg·cm−3，其立方晶胞参数为anm，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______________。
【参考答案】
（1）
（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子
（3）①ABDC②5
③（H3O+）O-H…N（
）（
）N-H…N（
）
（4）
【解析】
（1）N原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，即电子排布图是；
（2）根据图（a），同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；
氮元素的2p轨道为半充满状态，原子相对稳定，不易结合电子；
6．【2017年高考新课标Ⅲ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=0.420nm，则r（O2-）为________nm。
MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'=0.448nm，则r（Mn2+）为________nm。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2OMn
（2）spsp3
（3）H2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大
（4）离子键和π键（或
键）
（5）0.1480.076
【解析】
7．【2016年高考全国新课标Ⅰ卷】[化学——选修3：
物质结构与性质]（15分）
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）。
【答案】
（1）3d104s24p2；2；
（2）锗的原子半径大，原子之间形成的ρ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；
（3）GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高；原因是分子结构相似，相
对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强；
（4）O＞Ge＞Zn；
（5）sp3；共价键；
（6）①（
；
；
）；②。
【解析】
（1）Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期第IVA；基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p2，也可写为3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4s电子是成对电子，位于4s轨道，2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对的电子；
（2）Ge与C是同族元素，C原子原子半径较小，原子之间可以形成双键、叁键；但Ge原子之
8．【2016年高考全国新课标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。
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
【答案】37.
（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s22
（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
【解析】
（1）镍是28号元素，位于第四周期，第Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级有5个轨道，这5个轨道先占满5个自旋方向相同的电子，再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2。
1cm=107nm，则晶胞参数a=nm。
9．【2016年高考全国新课标Ⅲ卷】[化学——选修3：
物质结构与性质]（15分）
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，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3；
（2）大于，小于；（3）三角锥形，sp3；（4）GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高；（5）原子晶体；共价键；。
【解析】
试题分析：
（1）As的原子序数是33，则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
子晶体，其中Ga与As以共价键键合。
根据晶胞晶胞可知晶胞中Ca和As的个数均是4个，所以晶胞
【考点定位】考查核外电子排布、电离能、原子半径、杂化轨道、空间构型以及晶胞结构判断与计算等
【名师点睛】物质结构包括原子结构（原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱）、分子结构（化学键、分子的电子式、结构式、结构简式的书写、化学式的种类、官能团等）、晶体结构（晶体类型的判断、物质熔沸点的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等）。
本题考查物质结构内容，涉及前36号元素核外电子排布式的书写、元素周期律
、第一电离能规律、空间构型、杂化轨道、晶体熔点高低的判断、晶体类型、以及晶胞的计算等知识，这部分知识要求考生掌握基础知识，做到知识的灵活运用等，考查了学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。
只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。
10．【2015年高考新课标Ⅰ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。
（5）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：
石墨烯晶体金刚石晶体
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。
【答案】
（1）电子云2
（2）C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构
（3）σ键和π键spCO2、SCN-
（4）分子
（5）①32
②124
（4）该化合物熔点为253K，沸点为376K，说明熔沸点较低，所以为分子晶体；
（5）根据均摊法来计算。
①石墨烯晶体中，每个C原子被3个6元环共有，每个六元环占有的C原子数是6×1/3=2；
②每个C原子周围形成4个共价键，可以组合六个角，每个角延伸为两个六元环，因此每个碳
【考点定位】考查物质结构与性质的应用、化学键类
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