高考化学真题与模拟类编专题18物质结构与性质选修Word格式.docx
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本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，电离能、晶格能，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。
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。
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
2
3
H24
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
（1）基态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、2、3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）2晶体的晶胞如图（c）所示。
晶胞边长为a、2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为，其晶体密度的计算表达式为·
−3；
晶胞中2+位于
所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为。
【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23
（1）根据铁、硫的核外电子排布式解答；
（2）根据价层电子对互斥理论分析；
（3）根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断；
（4）根据价层电子对互斥理论分析；
（5）根据晶胞结构、结合密度表达式计算。
详解：
（1）基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布图（轨道表达式）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（纺锤）形。
（2）根据价层电子对互斥理论可知H2S、2、3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。
（3）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。
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。
（1）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，主要由和组成。
第一电离能Ⅰ1（）Ⅰ1（）（填“大于”或“小于”）。
原因是。
（3）2具有较高的熔点（872℃），
其化学键类型是；
2不溶于有机溶剂而2、2、2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（3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。
3中，阴离子空间构型为，C原子的杂化形式为。
（5）金属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a，高为c，阿伏加德罗常数的值为，的密度为·
－3（列出计算式）。
【答案】[]3d104s2大于核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子离子键2为离子化合物，2、2、2的化学键以共价键为主、极性较小平面三角形2六方最密堆积（A3型）
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。
（4）碳酸锌中的阴离子为32-，根据价层电子对互斥理论，其中心原子C的价电子对为3+（4－3×
2＋2）/2=3对，所以空间构型为正三角形，中心C为2杂化。
（5）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×
65g。
该六棱柱的底面为正六边形，边长为a，底面的面积为6个边长为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×
2，高为c，所以体积为6×
3。
所以密度为：
g·
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（晶胞一定是平行六面体），但是作为一个计算密度的单元还是可以的。
4．【2018江苏卷】臭氧（O3）在[（H2O）6]2+催化下能将烟气中的2、分别氧化为
和
，也可在其他条件下被还原为N2。
（1）
中心原子轨道的杂化类型为；
的空间构型为（用文字描述）。
（2）2+基态核外电子排布式为。
（3）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为（填化学式）。
（4）N2分子中σ键与π键的数目比n（σ）∶n（π）
。
（5）[（H2O）6]2+与反应生成的[（）（H2O）5]2+中，以N原子与2+形成配位键。
请在[（）（H2O）5]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]
（1）3平面（正）三角形
（2）[]3d6或1s22s22p63s23p63d6
（3）2−
（4）1∶2
（5）
（1）用价层电子对互斥理论分析42-中S的杂化方式和3-的空间构型。
（2）原子核外有26个电子，根据构造原理写出基态的核外电子排布式，进一步写出2+的核外电子排布式。
（3）用替代法写出O3的等电子体。
（4）N2的结构式为
，三键中含1个σ键和2个π键。
（5）根据化学式，缺少的配体是和H2O，中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子。
（5）根据化学式，缺少的配体是和H2O，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（O3）在[（H2O）6]2+催化下能将烟气中的2、分别氧化为42-和3-，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。
2018届高考模拟试题
5．【2018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（如图甲）,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（如图乙）。
（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是，该C与相邻C形成的键角（填“>
”、“<
”或“=”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）我国制墨工艺是将50
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。
（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。
该晶胞中M原子的个数为，该材料的化学式为。
（5）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。
（6）一定条件下，4、2都
能与H2O形成笼状结构（如下图所示）的水合物晶体，其相关参数见下表。
4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2置换4的设想。
已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586
，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
分子与H2O的结合能（·
1）
4
0.436
16.40
0.512
29.91
【答案】33<
氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定12M3C60
×
100%（或34%）氢键、范德华力2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且2与水的结合能大于4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
，就能够解答出金刚石晶胞中碳原子的空间占有率。
（4）该晶胞中M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M3C60；
正确答案：
12；
M3C60。
（5）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r，沿体对角线方向有5个球，体对角线距离为8×
√3,
，原子的体积V（原子）=
8=32πr3/3，晶胞的体积V（晶胞）=a3=（
）3，空间占有率=V（原子）/V（晶胞）=
=
100%；
100%（或34%）。
（6）①4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。
6．【2018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”。
（1）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。
（2）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。
（3）4是氧化法制取钛的中间产物。
4分子结构与4相同，在常温下都是液体。
4分子的空间构型是，原子采取杂化方式；
4稳定性比4差，极易水解，试从结构分析其原因：
（4）钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙（3）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。
3晶体结构如图所示。
其中，A代表（写离子符号），它的配位数是。
【答案】223d24s23钛原子的价电子数比多，金属键更强正四面体3钛原子半径比碳大，键比键的键长大、键能低，易断裂2+12
（1）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；
位于第四周期，与钛同周期的所有元素的基态原子中，原子未成对电子数是2，未成对电子数与钛相同的元素有、、；
7．【2018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
（1）的氢标电势是最负的，达到-3.045
V，与水有很大的反应倾向，然而将单质加入水中，其反应烈程度远不如其他碱金属，试解释原因。
（2）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。
（3）氮元素既可与其他元素形成正离子，比如N2O5结构中存在2+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N56中存在高能量的N5+，N5+的空间构型为。
（每个N原子都满足8电子稳定结构）
（4）下图为一种N和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（或哑铃型）直线型角形（或V形）
3N
【解析】考查物质结构与性质的综合运用，
（1）和处于对角线，根据对角线原则，在水中的溶解度小，附着在的表面阻碍反应的进行；
（2）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；
（3）2+中心原子为N，含有2个σ键，孤电子对数为（5-1－2×
2）/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2＋中N的杂化类型为；
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；
（4）根据晶胞的定义，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，＋位于面上、内部，个数为4×
1/2＋1=3，即化学式为3N。
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的杂化类型为和2，从而确认空间构型为V形或角形。
8．【2018届南昌市二模】由N、P、等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题。
（1）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。
（2）磷的一种同素异形体—白磷（P4）的立体构型为，推测其在2中的溶解度（填“大于”或“小于”）在水中的溶解度。
（3）两种三角锥形气态氢化物膦（3）和氨（3）的键角分别为93.6°
和107°
，试分析3的键角小于3的原因：
（4）工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。
先将2（或天然的金红石）和足量炭粉混合加热至1000～1100K，进行氯化处理，生成4。
写出生成4的化学反应方程式：
（5）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·
3，阿伏加德罗常数为，则晶胞边长为（用含p、的式子表示）。
【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2+22C12
4+2
（1）根据钛原子的核外电子排布式解答；
（2）根据白磷的结构解答；
根据相似相容原理解答；
（3）根据电负性对成键电子对的影响解答；
（4）根据反应物和生成物结合原子守恒书写方程式；
（5）根据均摊法计算。
（5）根据晶胞结构可知含有的N原子个数是8×
1/2＝4，原子全部在晶胞中，共计是4个，则该晶体的化学式为；
设晶胞的边长是a，则
，解得a＝
9．【2018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。
（1）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。
（2）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。
（3）在浓的3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入至饱和，可得到配位数为6、组成为3·
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。
（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如下图所示。
①组成M的元素中，电负性最大的是（填名称）。
②M中碳原子的杂化方式为。
③M中不含（填代号）。
a．π键b．σ键c．离子键d．配位键
（5）金红石
（2）是含钛的主要矿物之一。
其晶胞结构（晶胞中相同位置的原子相同）如图所示。
①A、B、C、D4种微粒，其中氧原子是（填代号）。
②若A、B、C的原子坐标分别为A（0，0，0）、B（0.69a，0.69a，c）、C（a，a，c），则D的原子坐标为D（0.19a，，）；
钛氧键的键长（用代数式表示）。
【答案】3d24s23原子的价电子数比多，金属键更强[（H2O）5]2+氧23c0.81a0.5c
【解析】试题分析：
（1）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、、，有3种；
（2）原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3；
（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；
（4）①组成M的元素有、C、H、O、，非金属性越强电负性越大；
②M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M的结构图，还有配位键；
（5）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
10．【2018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:
（1）基态原子价电子排布图为.
（2）经测定发现，N2O5固体由2+和3-两种离子组成，该固体中N原子杂化类型为;
与2+互为等电子体的微粒有（写出一种）。
（3）铵盐大多不稳定，4F、4I中，较易分解的是,原因是.
（4）第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素之间的元素有种。
（5）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（见下图），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.
（6）冰晶石（36）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（填微粒符号）。
（7）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:
若己知的原子半径为代表阿伏加德罗常数，的相对原子质量为M,则一个晶胞中原子的数目个；
晶体的密度为3（用字母表示）。
、2（、2、2、N3-等中的任一种4FF原子半径比I原子小，键比键强（或更易形成易夺取4+中的）3B124M×
1021/[4
]
【解析】原子核电荷数为31，核外电子排布1s22s22p63s23p63d104s24p1；
基态原子价电
子排布图为
（3）由于F原子半径比I原子小，键比键强（或更易形成易夺取4+中的），所以4F、4I中，较易分解的是4F；
4F；
F原子半径比I原子小，键比键强（或更易形成易夺取4+中的）。
（4）同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，特例是ⅡA的第一电离能大于ⅢA，ⅤA的第一电离能大于ⅥA，故第一电离能介于B元素和N元素的元素有、C、O，共计3种；
（5）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:
（20×
3）/5=12；
若此结构单元为1个分子，则其分子式为B12；
B12。
（6）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；
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（简称模型），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。
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