XX年高考化学分项汇编物质结构与性质选修附解析文档格式.docx

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难点仍然是晶胞的有关判断与计算，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。

　　．【XX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：

　　H2SS8FeS2So2So3H2So4

　　熔点/℃−85.5115.2>

600−75.516.810.3

　　沸点/℃−60.3444.6−10.045.0337.0

　　回答下列问题：

　　基态Fe原子价层电子的电子排布图为__________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。

　　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_________。

　　图为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__________。

　　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所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。

　　FeS2晶体的晶胞如图所示。

晶胞边长为an、FeS2相对式量为，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为___________g•c−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______n。

　　【答案】哑铃H2SS8相对分子质量大，分子间范德华力强平面三角2sp3

根据铁、硫的核外电子排布式解答；

　　根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断；

　　根据晶胞结构、结合密度表达式计算。

　　详解：

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为；

基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃形。

　　根据价层电子对互斥理论可知H2S、So2、So3的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是，因此不同其他分子的是H2S。

　　S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于S8相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多；

本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道、空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与计算等，难度中等。

其中杂化形式的判断是难点，由价层电子特征判断分子立体构型时需注意：

价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。

①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；

②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致；

价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。

两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。

　　．【XX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。

　　Zn原子核外电子排布式为________________。

　　黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和cu组成。

电离能Ⅰ1_______Ⅰ1ZnF2具有较高的熔点《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石入药，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________________。

　　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ac，高为cc，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为________________g•c－3。

　　【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

本题是物质结构与性质的综合题，需要熟练掌握这一部分涉及的主要知识点，一般来说，题目都是一个一个小题独立出现的，只要按照顺序进行判断计算就可以了。

　　碳酸锌中的阴离子为co32-，根据价层电子对互斥理论，其中心原子c的价电子对为3+/2=3对，所以空间构型为正三角形，中心c为sp2杂化。

　　由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。

为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。

六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为12×

+2×

+3=6个，所以该结构的质量为6×

65/NAg。

该六棱柱的底面为正六边形，边长为ac，底面的面积为6个边长为ac的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×

c2，高为cc，所以体积为6×

c3。

所以密度为：

g•c-3。

本题是比较常规的结构综合习题，考查的知识点也是多数习题考查的重点知识。

需要指出的是最后一步的计算，可以选择其中的晶胞，即一个平行六面体作为计算的单元，直接重复课上讲解的密度计算过程即可。

本题的解析中选择了比较特殊的解题方法，选择六棱柱作为计算单元，注意六棱柱并不是该晶体的晶胞，但是作为一个计算密度的单元还是可以的。

　　．【XX江苏卷】臭氧在[Fe6]2+催化下能将烟气中的So2、Nox分别氧化为和，Nox也可在其他条件下被还原为N2。

　　中心原子轨道的杂化类型为___________；

的空间构型为_____________。

　　Fe2+基态核外电子排布式为__________________。

　　与o3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________。

　　N2分子中σ键与π键的数目比n∶n=__________________。

　　[Fe6]2+与No反应生成的[Fe5]2+中，No以N原子与Fe2+形成配位键。

请在[Fe5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。

　　【答案】[物质结构与性质]

　　sp3平面三角形

　　[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6

　　No2−

　　∶2

用价层电子对互斥理论分析So42-中S的杂化方式和No3-的空间构型。

　　Fe原子核外有26个电子，根据构造原理写出基态Fe的核外电子排布式，进一步写出Fe2+的核外电子排布式。

　　用替代法写出o3的等电子体。

　　N2的结构式为NN，三键中含1个σ键和2个π键。

　　根据化学式，缺少的配体是No和H2o，No中N为配位原子，H2o中o上有孤电子对，o为配位原子。

　　根据化学式，缺少的配体是No和H2o，No中N为配位原子，H2o中o上有孤电子对，o为配位原子，答案为：

。

本题以“臭氧在[Fe6]2+催化下能将烟气中的So2、Nox分别氧化为So42-和No3-，Nox也可在其他条件下被还原为N2”为背景素材，考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、σ键和π键的计算、配位键的书写。

注意写配位键时由配位原子提供孤电子对。

　　．【XX届黄冈中学二模】石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯。

　　图甲中，1号c与相邻c形成σ键的个数为__________。

　　图乙中，1号c的杂化方式是__________，该c与相邻c形成的键角__________图甲中1号c与相邻c形成的键角。

　　我国制墨工艺是将50n左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是____________________。

　　石墨烯可转化为富勒烯，某金属与c60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，原子位于晶胞的棱心与内部。

该晶胞中原子的个数为____________，该材料的化学式为_______________。

　　金刚石与石墨都是碳的同素异形体。

若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为___________。

　　一定条件下，cH4、co2都能与H2o形成笼状结构的水合物晶体，其相关参数见下表。

cH4与H2o形成的水合物晶体俗称“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0.586n，结合图表从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是：

______________________________。

　　参数分子分子直径/n分子与H2o的结合能E/

　　cH40.43616.40

　　co20.51229.91

　　【答案】3sp3<

氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定123c60×

100%氢键、范德华力co2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且co2与水的结合能大于cH4与水的结合能

本题对物质结构知识的综合考察。

主要涉及到分子中σ键数目的计算、氢键、分子间作用力等基础知识；

根据中心原子价层电子对数就可以判定中心碳原子杂化方式，对于金刚石晶胞，体对角线与碳原子半径之间的关系为r=，就能够解答出金刚石晶胞中碳原子的空间占有率。

　　该晶胞中的原子个数为12×

1/4+9=12；

该晶胞中c60的个数为8×

1/8+6×

1/2=4，所以该材料的化学式为3c60；

正确答案：

12；

3c60。

　　金刚石晶胞中含有碳原子数为8×

1/2+4=8，金刚石不是紧密堆积结构，设体心有一个球，半径为rc，沿体对角线方向有5个球，体对角线距离为8r=a×

√3,r=，原子的体积V=×

8=32πr3/3，晶胞的体积V=a3=3，空间占有率=V/V==×

100%；

×

100%。

　　①cH4与形成的水合物俗称“可燃冰”，分子晶体中作用力是范德华力，水分子之间存在氢键；

氢键、范德华力。

　　．【XX届青州市三模】钛由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、低密度，被美誉为“未来钢铁”、“战略金属”。

　　基态钛原子核外共有_____种运动状态不相同的电子，价电子排布式____________________；

与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有__种。

　　钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。

钛硬度比铝大的原因是___________________。

　　Ticl4是氧化法制取钛的中间产物。

Ticl4分子结构与ccl4相同，在常温下都是液体。

Ticl4分子的空间构型是_______________，Ti原子采取____杂化方式；

Ticl4稳定性比ccl4差，极易水解，试从结构分析其原因：

_______________________________。

　　钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙相同晶体结构的材料，这种奇特的晶体结构让它具备了很多独特的理化性质，比如吸光性、电催化性等。

caTio3晶体结构如图所示。

其中，A代表__________，它的配位数是___________。

　　【答案】223d24s23钛原子的价电子数比Al多，金属键更强正四面体sp3钛原子半径比碳大，Ti-cl键比c-cl键的键长大、键能低，易断裂ca2+12

Ti原子价电子为3d、4s电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子；

原子核外有几个电子其电子就有几种运动状态；

Ti位于第四周期，与钛同周期的所有元素的基态原子中，Ti原子未成对电子数是2，未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se；

　　．【XX届柳州高级中学考前模拟】锂和氮的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。

请回答下列问题

　　Li的氢标电势是最负的，达到-3.045V，与水有很大的反应倾向，然而将Li单质加入水中，其反应烈程度远不如其他碱金属，试解释原因__________。

　　基态氮原子中，核外电子占据的最高能层的符号为_______，核外电子能量最高的电子的电子云轮廓图形状为_________。

　　氮元素既可与其他元素形成正离子，比如N2o5结构中存在No2+的结构，其空间构型为__________，氮原子的杂化形式为____________；

它也可以形成全氮的正离子，比如N5AsF6中存在高能量的N5+，N5+的空间构型为_______。

　　下图为一种N和Li形成的二元化合物的晶体结构，试在图中画出其晶胞_____，并写出该化合物的化学式_________。

　　【答案】产物氢氧化锂溶解度小，包裹在外层阻碍反应持续进行L纺锤形直线型sp角形Li3N

　　【解析】考查物质结构与性质的综合运用，Li和g处于对角线，根据对角线原则，LioH在水中的溶解度小，附着在Li的表面阻碍反应的进行；

基态氮原子的排布式为1s22s22p3，核外电子占据的最高能层的符号是L；

核外电子占据能量最高的能级为2p，轮廓图为哑铃型或纺锤形；

No2+中心原子为N，含有2个σ键，孤电子对数为/2=0，价层电子对数为2，空间构型为直线型；

价层电子对数等于杂化轨道数，即No2＋中N的杂化类型为sp；

N5＋中每个N原子都满足8电子稳定结构，即N5＋的结构式为，即N5＋的空间构型为V形或角形；

根据晶胞的定义，Li和N形成的晶胞是；

根据晶胞结构，N3－位于晶胞的顶点，个数为8×

1/8=1，Li＋位于面上、内部，个数为4×

1/2＋1=3，即化学式为Li3N。

本题的难点是N5＋空间构型的判断，根据N满足8电子稳定结构，书写出N5＋的结构式，判断出N的杂化类型为sp和sp2，从而确认空间构型为V形或角形。

　　．【XX届南昌市二模】由N、P、Ti等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题。

　　钛元素基态原子未成对电子数为____个，能量最高的电子占据的能级符号为__。

　　磷的一种同素异形体—白磷的立体构型为____，推测其在cS2中的溶解度____在水中的溶解度。

　　两种三角锥形气态氢化物膦和氨的键角分别为93.6°

和107°

，试分析PH3的键角小于NH3的原因：

________。

　　工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。

先将Tio2和足量炭粉混合加热至1000～1100，进行氯化处理，生成Ticl4。

写出生成Ticl4的化学反应方程式：

______。

　　有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为____，已知晶体的密度为pg•c-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长为____c。

　　【答案】23d正四面体形大于电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大Tio2+2c+2c12Ticl4+2coTiN

根据钛原子的核外电子排布式解答；

　　根据白磷的结构解答；

根据相似相容原理解答；

　　根据电负性对成键电子对的影响解答；

　　根据反应物和生成物结合原子守恒书写方程式；

　　根据均摊法计算。

　　根据晶胞结构可知含有的N原子个数是8×

1/2＝4，Ti原子全部在晶胞中，共计是4个，则该晶体的化学式为TiN；

设晶胞的边长是ac，则，解得a＝。

　　．【XX届临沂市三模】钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。

　　基态钛原子的价电子排布式为_____________，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有____________种。

　　钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是_________。

　　在浓的Ticl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入Hcl至饱和，可得到配位数为6、组成为Ticl3•6H2o的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：

5，则该配合离子的化学式为___________。

　　半夹心结构催化剂能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如下图所示。

　　①组成的元素中，电负性最大的是_________。

　　②中碳原子的杂化方式为____________。

　　③中不含________。

　　a．π键b．σ键c．离子键d．配位键

　　金红石是含钛的主要矿物之一。

其晶胞结构如图所示。

　　①A、B、c、D4种微粒，其中氧原子是________。

　　②若A、B、c的原子坐标分别为A、B、c，则D的原子坐标为D；

钛氧键的键长d=______。

　　【答案】3d24s23Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强[Ticl5]2+氧sp2sp3cBD0.81a0.5c

　　【解析】试题分析：

钛原子核外有22个电子，根据核外电子排布规律写基态钛原子的价电子排布式；

基态原子的未成对电子数为2；

第四周期中未成对电子数为2的元素有Ge、Se、Ni，有3种；

Ti原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3；

.配位数为6，两种配体的物质的量之比为1：

5，所以配体中有1个氯原子、5个水分子；

①组成的元素有Ti、c、H、o、cl，非金属性越强电负性越大；

②中有双键碳和单键碳原子两种；

③单键为σ键、双键中1个是σ键、1个是π键，根据的结构图，还有配位键；

①根据均摊原则，晶胞中共有原子，晶胞中相同位置的原子相同，根据钛氧原子比是1:

2分析；

②根据晶胞结构分析D原子坐标；

根据图示，

根据均摊原则，立方晶胞顶点的原子被一个晶胞占用、晶胞楞上的原子被一个晶胞占用、晶胞面心的原子被一个晶胞占用。

　　0．【XX届衡水中学第20次模拟】第ⅢA族的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。

回答下列问题:

　　基态Ga原子价电子排布图为________.

　　经测定发现，N2o5固体由No2+和No3-两种离子组成，该固体中N原子杂化类型为___;

与No2+互为等电子体的微粒有_____。

　　铵盐大多不稳定，NH4F、NH4I中，较易分解的是_____,原因是______.

　　第二周期中，电离能介于B元素和N元素之间的元素有______种。

　　晶体别有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，每个顶点为一个硼原子，每个三角形均为等边三角形。

若此结构单元为1个分子，则其分子式为____.

　　冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，ο位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是_________。

　　A1单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶跑特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示:

　　若己知Al的原子半径为dn,NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为,则一个晶胞中Al原子的数目_____个；

Al晶体的密度为_____g/c3。

　　【答案】sp、sp23B12Na+4×

1021/[4NA]

　　【解析】Ga原子核电荷数为31，核外电子排布1s22s22p63s23p63d104s24p1；

基态Ga原子价电

　　子排布图为；

　　由于F原子半径比I原子小，H-F键比H-I键强，所以NH4F、NH4I中，较易分解的是NH4F；

NH4F；

F原子半径比I原子小，H-F键比H-I键强。

　　同周期元素电离能从左到右有增大的趋势，特例是ⅡA的电离能大于ⅢA，ⅤA的电离能大于ⅥA，故电离能介于B元素和N元素的元素有Be、c、o，共计3种；

3。

　　根据晶胞的结构图可以知道,每个硼原子被5个正三角形共用,每个正三角形上有三个硼原子,所以这个基本结构单元含有硼原子的个数为:

/5=12；

若此结构单元为1个分子，则其分子式为B12；

B12。

　　该晶胞中●个数=8×

+6×

=4，○个数=12×

+8=11，根据化学式知，冰晶石中阳离子和阴离子个数之比为3：

1，要使阳离子、阴离子个数之比为3：

1，则大立方体的体心处▽所代表的微粒是Na+；

Na+。

本题考查价层电子对互斥模型和微粒的空间构型的关系，根据价层电子对互斥理论来分析解答，注意孤电子对个数的计算方法，为易错点，注意实际空间构型要去掉孤电子对为解答关键，题目难度中等。

价层电子对互斥模型，根据价电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数．σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=1/2×

，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；

分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；

实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。