历年高考结构与性质的试题及解析.docx

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历年高考结构与性质的试题及解析

历年高考结构与性质的试题

1、（11新课标理综37，15分）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：

请回答下列问题：

（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_________、__________；

（2）基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；

（3）在BF3分子中，F-B-F的键角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体构型为_______；

（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；

（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g/cm3（只要求列算式，不必计算出数值。

阿伏伽德罗常数为NA）。

解析：

（1）根据物质的制备流程图可推知识由B2O2制备BF3和BN的化学方程式；

（2）由同一周期，随着原子序数的增大，电负性逐渐增大，故B的电负性小于N的电负性，即得电子能力N大于B，所以BN中N的元素是-3价，故B元素是+3价；（3）因为BN3中的B原子是sp3杂化，故该分子是平面三角形分子，键角是120°，BF－的空间构型可类比NH4+，也应该是正四面体结构；（4）六方氮化硼的结构与石墨类似，故其晶体也是分层结构，层间是分子间作用力，层内的B原子与N原子间是极性共价键；（5）因为金刚石属于面心立方晶胞，即C原子处在立方体的8个顶点，6个面心，体内有4个，故根据均摊法及BN的化学式可推知，一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子，又因为一个BN的质量是M/NA，而一个晶胞的体积是（361.5×10-3）3cm3，故根据密度=质量÷体积可得解。

答案：

（1）B2O3+3CaF2+3H2SO4△2BF3↑+3CaSO4+3H2O（2分）

B2O3+2NH3高温2BN+3H2O（1分）

（2）1s22s22p1，N，+3（3分）

（3）120º，sp2，正四面体（3分）

（4）共价键（极性键），分子间作用力（2分）

（5）4（1分），4（1分），

。

（2分）

2、（11山东理综32，8分）氧是地壳中含量最多的元素。

（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为个．

（2）H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为__________。

      的沸点比  

 高，原因是______________________________________

_________________________________________________________________________。

（3）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用杂化。

H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为____________________________________________________________________。

（4）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为Cm3。

 解析：

（1）氧元素核外有8个电子，其基态原子核外电子排布为1S22S22P4，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2个；

（2）O－H键属于共价键，键能最大；分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为O－H键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内。

邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分子之间不存在氢键；对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成氢键，分子间氢键强于分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。

 （3）依据价层电子对互斥理论知H3O+中O上的孤对电子对数＝1/2（5－3×1）＝1，由于中心O的价层电子对数共有3+1＝4对，所以H3O+为四面体，因此H3O+中O原子采用的是sp3杂化；同理可以计算出H2O中O原子上的孤对电子对数＝1/2（6－2×1）＝2，因此排斥力较大，水中H-O-H键角较小。

 （4）氯化钠的晶胞如图所示，

 因此钙晶胞中含有的氯离子个数为8×1/8+6×1/3＝4，同样也可以计算出钠离子个数为4。

由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子，因此CaO晶胞体积为4×56/a·NA＝224/aNA。

答案：

（1）2

（2）O－H键、氢键、范德华力；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键是分子间作用力增大；（3）sp3；H2O中O原子有2对孤对电子，H3O＋只有1对孤对电子，排斥力较小；（4）224/aNA

 3、（2011福建高考30，13分）氮元素可以形成多种化合物。

回答以下问题：

（1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________________。

（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被－NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。

  ①NH3分子的空间构型是___________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_______。

 ②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

N2O4（l）+2N2H4（l）===3N2（g）+4H2O（g）   △H=－1038.7kJ·mol－1

 若该反应中有4molN－H键断裂，则形成的π键有________mol。

  ③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。

N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在______（填标号）

a.离子键    b.共价键    c.配位键   d.范德华力

 （4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是______（填标号）。

a.CF4       b.CH4 c.NH4+     d.H2O

 解析：

（1）基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，审题时要注意到是价电子排布式。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C（3）①NH3分子的空间构型是三角锥型，NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3，而肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的，所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3，这个与H2O，H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。

②反应中有4molN－H键断裂，即有1molN2H4参加反应，生成1.5molN2，则形成的π键有3mol。

③N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内肯定不存在范德华力。

（4）要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：

一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。

符合这样的选项就是c和d，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选c。

 答案：

（1）2s22p3

（2）N＞O＞C（3）①三角锥形 sp3 ②3  ③d （4）c

 点拨：

该题把氢键的来龙去脉和特点进行了彻底考查，是一道难得的好题。

4、（2011江苏高考21A，12分）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。

回答下列问题：

（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ______ ，1molY2X2含有σ键的数目为  ____________  。

（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是        _____________________   。

（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是  _____  。

 （4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式是      ____ ，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为      _________________________ 。

解析：

本题把元素推理和物质结构与性质熔融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力。

据题推断：

形成化合物种类最多的元素X是C或H，Y是C，则X是H，Z是N，W是Cu。

（1）C2H2的结构式为H—C≡C—H。

碳原子的杂化数是2，所以杂化类型是sp，1个H—C≡C—H中含有3个σ键，2个π键。

（2）NH3分子间存在氢键，而CH4分子间只存在分子间作用力，氢键的存在使得NH3的沸点比CH4高。

（3）碳的氧化物有：

CO，CO2，所以与CO2互为等电子的为N2O。

（4）每个晶胞中含Cl：

1/8×8+1/2×6=4，含Cu：

4，所以化学式为CuCl，由于是非氧化还原反应，所以可以根据元素守恒和观察法配平。

本题基础性较强，重点特出。

 答案：

（1）sp杂化   3mol 或3×6.2×1023个   

（2）NH3分子间存在氢键  

 （3）N2O（4）CuCl   CuCl＋2HCl＝H2CuCl3    （或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3]）

5、21.（2011海南高考19题，20分）该题分两I、II小题。

19—I．下列分子中，属于非极性的是（）

A.SO2        B.BeCl2   C.BBr3     D.COCl2

19—II．铜（Cu）是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。

请回答以下问题：

（1）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为：

____________________________；

（2）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是__________________________________

___________________________________________；

（3）SO42－的立体构型是__________，其中S原子的杂化轨道类型是_______；

（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是__________；

（5）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。

若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为______。

 解析：

19—I．根据价层电子对互斥理论（VSEPR）可得四种分子的结构如下：

19—II．本题各小题内容考查点相互的联系不大，仍属于“拼盘”式题。

（3）硫酸根中心原子的价层电子对为：

孤对电子数6－2×4+2＝0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；（4）Au电

子排布或类比Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N（Cu）=6×1/2＝3，N（Au）=8×1/8＝1；（5）CaF2结构如下图所示，所以氢原子在晶胞内有4个，可得储氢后的化学式为H8AuCu3

 答案：

19—I．BC

19—II．

（1）Cu+2H2SO4（浓） △CuSO4+SO2↑+2H2O；

（2）白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O，显示水合铜离子特征蓝色；

 （3）正四面体，sp3；（4）6s1；（5）3:

1；（4）金属键；（5）H8AuCu3

 点拨：

I．进入新课标高考以来，关于价层电子对互斥理论（VSEPR）的运用成了重要的常考点，每年都会考到，是高考复习必备知识与能力点。

II．由于《物质结构与性质》模块近年才在在高考中出现，不可能出很难的题，且结构与性质之间的关系的紧密联系也不能体现过深，因而目前的高考来看，试题只能是拼盘式的。

学习过程中有一定的难度，但学会后变化较少。

主要的几个考点除配位外，基本在本题中都考到，与近三年的考题变化不大。

6、（2010年新课程高考37，15分）

主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。

X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。

在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。

请回答下列问题：

（1）W元素原子的L层电子排布式为：

___________，W3分子空间构型为：

_________；

（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为：

_________________________________；

（3）化合物M的化学式为：

__________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。

M熔点较高的原因是____________。

将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。

在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有____________，O—C—O的键角约为_______；

（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X：

Y：

Z=__________；

（5）含有元素Z的盐的焰色反应为____色。

许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是__________________________________________________________________________。

解析：

先依据题设条件推出W、X、Y、Z各是什么元素，然后依据题目要求填空。

由题中W的核外电子排布直接可知W为O元素，即W的原子最外层电子数是次外层的3倍，可知W是氧（O）；X、Y、Z分属不同周期，它们的原子序数之和为40，在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M（即YW）的熔点最高可以推出Y为镁（Mg），M为MgO，X为氢（H），Z为钾（K）。

（1）O的L层上有6个电子，故L层电子排布为2s22p4；O3的中心原子呈sp3杂化，故空间构型为V形。

（2）F2与水发生置换反应生成氧气与HF。

M为Mg与O形成的离子晶体MgO，由电荷与离子半径可知晶格能比NaCl大，因此其熔点高于NaCl；在碳酸二甲酯中形成C＝O的C原子采取sp2杂化，—CH3中的C采取sp3杂化，因O—C—O中C采取sp2杂化，故键角约为120°。

（4）利用“均摊法”可知晶胞中含有X为数目为1/3×12=3、Y的数目为1/8×8=1，Z=1，故X：

Y：

Z=3：

1：

1。

（5）K元素的焰色反应呈紫色（透过蓝色的钴玻璃观察）。

答案：

（1）2S22P4V形

（2）2F2+2H2O=4HF+O2

（3）MgO晶格能大（MgO为2-2价态化合物）SP3和SP2120°

（4）3∶1∶1

（5）紫激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量

7、（2010年山东理综试题32，8分）

 碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。

（1）碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过______杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠_____________结合在一起。

（2）CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为：

_______________。

（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn-Br键的键角_______120°（填“＞”“＜”或“=”）

（4）铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：

Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心。

该化合物化学式为：

________，每个Ba2+与_______个O2-配位。

解析：

（1）石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。

因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。

（2）共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：

C＞H＞Si。

（3）SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是（4+2）/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于120°。

（4）每个晶胞含有Pb4+：

8×1/8=1个，Ba2+：

1个，O2-：

12×1/4=3个，故化学式为：

PbBaO3。

Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2-处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2-配位

解析：

（1）石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。

因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。

（2）共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：

C＞H＞Si。

（3）SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是（4+2）/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于120°。

（4）每个晶胞含有Pb4+：

1/8×8=1个，Ba2+：

1个，O2-：

1/4×12=3个，故化学式为：

PbBaO3。

Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2-处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2-配位

答案：

（1）sp2范德华力（或分子间作用力）

（2）C＞H＞Si（3）＜（4）PbBaO312

8、（2010年福建理综试题30，13分）

（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为S+2KNO3+3C引燃A+N2↑+3CO2↑（已配平）

①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为       ___________      ；

②在生成物中，A的晶体类型为     ______    ，中心原子轨道的杂化类型是  _      ；

③已知CN-与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为：

    ___   ；

（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2,T基态原子的外围电子（价电子）排布式为   ____    ，Q2+的未成对电子数是             ；

（3）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCln（H2O）6-n]x+（n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R—H），可发生离子交换反应：

[CrCln（H2O）6-n]x++xR—H→Rx[CrCln（H2O）6-n]x++xH+交换出来的H+经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。

将含0.0015mol[CrCln（H2O）6-n]x+的溶液，与R—H完全交换后，中和生成的H+需浓度为0.1200mol/LNaOH溶液25.00mL，可知该配离子的化学式为________。

解析：

（1）①元素的非金属性越强则电负性越强，故C、N、O、K四种元素电负性强弱的关系为O＞N＞C＞K。

②由原子守恒可知A为K2S，是由典型金属元素和典型非金属元素形成的离子晶体；在生成物中只有CO2是含有极性键的分子，CO2的中心原子C以sp杂化形成直线形分子。

③在HCN中，H—C键是σ键。

在C≡N三键中只有一个是σ键，两个是π键，故σ键与π键之比为1：

1。

（2）由Q、T（核电荷数小于36）在周期表的位置及二者核电荷数的关系可知T为28Ni，其基态原子的外围电子排布式为3d84s2；26Fe2+核外电子排布式为[Ar]3d6，因d层有5个轨道，故Fe2+中含有4个未成对电子。

（3）由题中数据可知[CrCln（H2O）6－n]x+带的电荷数为（0.1200mol/L×0.025L）/0.0015mol=2，所以配离子的化学式为[CrCl（H2O）5]2+。

答案：

（1）①O＞N＞C＞K（2分）      ②离子晶体（2分）；SP（2分） ③1：

1（2分）

（2）3d84s2（2分）    4（2分）

（3）[CrCl（H2O）5]2+（3分）

9、（2010年江苏理综试题21A，12分）

乙炔是有机合成工业的一种原料。

工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。

（1）CaC2中C22-与O22+互为等电子体，O22+的电子式可表示为    _______  ；1molO22+中含有的π键数目为   ____ 。

（2）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2,红棕色沉淀。

Cu+基态核外电子排布式为     _______________ 。

（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H2C＝CH－C≡N）。

丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是   _____________   ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为     。

（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中哑铃形C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长。

CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-数目为      。

解析：

（1）类比CaC2中C22-的电子式

，根据等电子体原理可知，O22+的电子式，在1mol三键含有2mol的π键和1mol的σ键，故1molO22+中，含有2NA个π键。

（2）Cu为29号元素，要注意3d轨道写在4s轨道的前面同时还有就是它的3d结构，Cu+的基本电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。

（3）—通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化，同一直线上有3个原子。

（4）依据晶胞示意图可以看出，从晶胞结构图中可以看出，1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个，而不是6个，要特别主要题给的信息。

答案：

（1）

2NA 

（2）1s22s22p63s23p63d10   （3）sp杂化  sp2杂化  3     （4）4

10、（2010年海南试题19题、20分）

19-I（6分）下列描述中正确的是（）

　　A、CS2为V形的极性分子　　B、ClO-3的空间构型为平面三角形

　　C、SF6中有6对完全相同的成键电子对D、SiF4和SO2-3的中心原子均为sp3杂化

19-Ⅱ（14分）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。

请回答下列问题：

（1）Ni原子的核外电子排布式为______________________________；

（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+