2023年高考化学二轮复习试题(新高考专用)专题05物质结构与性质含解析.pdf

高考解密05 物质结构与性质 1（2022湖北模拟预测）某种合成医药、农药的中间体结构如图所示，其中 X、Y、Z、M、R 均为短周期主族元素，原子序数依次增大。下列说法错误的是 A第一电离能：YZM B简单氢化物沸点：YZ CR 可形成两种酸性氧化物 DYM 可作为配合物的配体【答案】A【解析】根据 X、Y、Z、M、R 原子序数依次增大且为短周期主族元素，结合该中间体的结构中的连键特点，可推出元素 X、Y、Z、M、R 分别为 H、C、N、O、S。AN 原子 2p 能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能应是 COGa，原子半径 GaAs；同主族自上而下原子半径增大，As 在 P 的下一周期，原子半径 AsP，所以原子半径 Ga AsP，A 正确；B 同主族自上而下非金属性减弱，非金属性 NP As，非金属性越强，氢化物越稳定，所以热稳定性 NH3 PH3 AsH3，B 正确；C 同周期自左而右，非金属性增强，非金属性 SP，同主族自上而下非金属性减弱，P As，所以非金属性 SPAs，所以酸性 H2SO4H3PO4H3AsO4，C 错误；D镓(Ga)是第四周期 IIIA 族元素，与 Al 同族，与 Al 具有相似性质，氢氧化铝是两性氢氧化物，Ga 金属性虽然比 Al 强，但可能具有两性，D 正确；故选 C。6（2022湖北模拟预测）科学家近期合成了一种配合物，该物质可以在温和条件下活化 H2，将 N3-转化为 NH2，反应过程如图所示。下列说法错误的是 A产物中 N 原子的杂化轨道类型为 sp3 BNH2-的 VSEPR 模型为四面体形 C电负性大小：NCFe D键角：NH2NH3【答案】D【解析】A 产物 N 连接 4 根键，为3sp杂化，A 正确；B2NH与 H2O 互为等电子体，价层电子对数为 4，VSEPR 模型为四面体形，B 正确；C 一般而言，金属元素的电负性小于 1.8，非金属元素电负性大于 1.8，C、N 属于同一周期，从左到右电负性逐渐增大，Fe 为金属元素，电负性最小，即得 NCFe，C 正确；D2NH与 H2O 互为等电子体，均存在两对电子对，键角相同，键角：H2ONH3，所以2NHNOC LiTFSI中第二周期非金属元素为 F、C、N、O，同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N 原子2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能为 FNOC(4)4 3A14 4+48 3+27 N或3A227 N【解析】（1）Mn是 25 号元素，基态Mn原子核外电子排布式为22626521s 2s 2p 3s 3p 3d 4s；原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用1+2表示，则与之相反的用1-2表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态Li原子，电子排布式为211s 2s，其核外电子自旋磁量子数的代数和为1+2或1-2；（2）3CH CN中，甲基与碳形成 C-C 单键，C 与 N 形成三键，含有孤电子对的原子为 N 原子，其电子排布式为2231s 2s 2p，其能量最高的电子所在的能级符号为2p，配合物 35Mn COCH CN中心原子 Mn 的配位数是 6；（3）根据LiTFSI结构简式中 S 的价键可知，S 形成 6 对共用电子对，没有孤电子对，S 原子的杂化轨道类型为 sp3杂化；LiTFSI中既有单键也有双键，非金属元素之间形成共价键，故存在的作用力为键、键，不存在金属键、氢键，答案选 BC；LiTFSI中第二周期非金属元素为 F、C、N、O，同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N 原子2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能为 FNOC；（4）Al位于晶胞体心，Ti位于晶胞的棱，若以Ti为中心，则围在以Ti为中心的棱为中心的四个晶胞的中心为距离Ti最近的Al，总共有 4 个；根据均摊法，晶胞中含有 8116482 个 N，12134个Ti，1个Al，已知阿伏加德罗常数的值为AN，若晶体的密度为3 g cm，该晶胞的质量为A144+48 3+27Ng，体积为A144+48 3+27N，则边长为3A14 4+48 3+27N或3A227Ncm。1（2022浙江温州模拟预测）氯化铬酰(22CrO Cl)常温下为深红色液体，能与4CCl、2CS等互溶，沸点 117，不存在立体异构，遇水反应并生成两种酸。下列说法不正确的是 A22CrO Cl中 Cr 的化合价数与基态原子的价电子数相等 B22CrO Cl结构为四面体而非平面形 C22CrO Cl为离子晶体 D22CrO Cl遇水可发生反应：2222272CrO Cl+3H OH Cr O+4HCl【答案】C【解析】A22CrO Cl中 Cr 的化合价数是+6，其基态原子的排布式是 3d54s1，价电子数是 6，A 项正确；B22CrO Cl结构式为，中心铬原子上的孤电子数是 0，价层电子数是 4，为四面体而非平面形，B 项正确；C22CrO Cl为分子晶体，C 项错误；D22CrO Cl遇水可发生反应生成铬酸和盐酸：2222272CrO Cl+3H OH Cr O+4HCl，D 项正确；故答案选 C。2（2022北京北大附中三模）在一定条件下，Zn(CN)42-与甲醛发生如下反应：Zn(CN)42-+4HCHO+4H2O=Zn(OH)42-+4HOCH2CN 已知：.HCN 为剧毒、易挥发的气体，其水溶液有极弱的酸性.Zn2+4CN-Zn(CN)42-K1；Zn2+4OH-Zn(OH)42-K2 下列说法不正确的是 A反应前后 Zn2+均提供 4 个空轨道容纳 4 对孤电子对 BHOCH2CN 的氰基由 CN-与甲醛发生反应而来 C依据上述Zn(CN)42-与甲醛的反应可以证明：K1R2且 R3R4或 R1R2且 R3-CH3且-CH2-H 则该烯烃为顺式，D 项错误；故选 B。4（2022辽宁鞍山一中模拟预测）新型二维共价晶体材料在光电、催化、新能源以及生物医学等领域中的应用具有重要意义，硒和钒形成的晶体就是其中的一种，晶体中硒原子和钒原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图。下列有关说法正确的是 A基态硒原子价层电子排布式为 3dl04s24p4 B该晶体应该具有较高的熔点 C假设俯视图中菱形的面积为 sm2则该晶体单位面积质量为130sg/m2 D该晶体的化学式为 VSe【答案】B【解析】A主族元素价层电子即为最外层电子，硒在周期表中的位置是第四周期第 VIA 族，因此价层电子排布式为 4s24p4，A 选项错误；B该共价晶体中相邻 Se 原子与 V 原子以共价键相作用在一起，熔化时需克服共价键，具有较高的熔点，B 选项正确；C菱形结构中 Se 原子个数为14124，V 原子个数为 11=1，则该晶体单位面积为2AA51 79 2N209g/mssN，C 选项错误；D俯视图中菱形结构为最小晶胞，Se 原子个数为14124，V 原子个数为 11=1，所以该晶体化学式为 VSe2，D 选项错误；答案选 B。5（2022重庆市育才中学二模）第 24 届冬奥会于 2022 年 2 月 4 日在北京隆重开幕，“科技冬奥”理念，体现在方方面面。回答下列有关问题：(1)冬奥会采用的石墨烯(即单层石墨)材料制造户外保暖穿戴设备，该材料中的碳原子采取_杂化，属于元素周期表中_区，同主族的元素基态 Ge 原子核外电子的空间运动状态有_种。奥运会场馆使用了大量的合金。第 VIII 族元素 Fe、Co、Ni 性质相似，称为铁系元素，主要用于制造合金。(2)基态 Fe2+与 Fe3+离子的最外层电子数之比为_，实验室常用 A 离子来检验 Fe3+离子，且又是 CO2的某一种等电子体，写出 A 离子的结构式_。(3)Fe(CO)5是一种黄色粘稠状液体化合物，则 CO 作配体时，配位原子是_，其原因是_。(4)写出与 Ni 同周期元素中，基态原子未成对电子数与 Ni 相同的元素名称_。(5)如表为 Co2+、Ni2+不同配位数时对应的晶体场稳定化能(可衡量形成配合物时，总能量的降低)。由表可知，Ni2+比较稳定的配离子配位数是_(填“4”或“6”)离子 配位数 晶体场稳定化能(Dq)离子 配位数 晶体场稳定化能(Dq)Co2+6-8Dq+2p Ni2+6-12Dq+3p 4-5.34Dq+2p 4-3.56Dq+3p (6)目前新能源汽车电池主要是磷酸铁锂(LiFePO4)和三元锂电池(正极含有 Ni、Co、Mn 三种元素)。LiFePO4中阴离子的立体构型名称是_。三元锂电池的负极材料是石墨，石墨晶体的二维平面结构如图 1 所示，晶胞结构如图 2 所示。根据图 2 计算石墨晶体的密度是_g/cm3(写出表达式即可)。【答案】(1)sp2杂化；P；17；(2)14：13；S=C=N-；(3)C；C 的电负性小于 O，对孤电子对吸引能力弱，给出电子对更容易；(4)钛、锗、硒；(5)6；(6)正四面体形；212A48 103 3N a b或212A16 103N a b或212A16 3 103N a b；【解析】（1）石墨每层结构中每个 C 原子与周围的 3 个 C 原子形成 3 个 o 键，C 原子为 sp2杂化，C 原子的核外电子排布为：2221s 2s 2p，位于周期表中 P 区，Ge 原子核外电子排布2262610221s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p，有1s、2s、3s、4s 各有 1 个轨道，2p、3p 各有 3 个轨道，4p 有 2 个轨道含有电子，3d 有 5 个轨道，所以共有 17 种空间运动状态，故答案为：sp2；P；17；（2）基态 Fe2+的核外电子排布为：2262661s 2s 2p 3s 3p 3d，最外层电子数为 14 个，Fe3+离子核外电子排布为2262651s 2s 2p 3s 3p 3d，最外层电子数为 13 个，基态 Fe2+与 Fe3+离子的最外层电子数之比为 14：13，原子个数及价电子数相等的微粒是等电子体，故 A 离子为 SCN，结构式为：S=C=N-，故答案为：14：13；S=C=N-；（3）C 原子的电负性比 O 的小，对孤电子对的吸引力更小，更容易给出孤电子对，因此配位原子是 C，故答案为：C；对孤电子对吸引能力弱，给出电子对更容易；（4）Ni 原子的核外电子排布为：22626821s 2s 2p 3s 3p 3d 4s，有 2 个未成对电子，第四周期含有 2 个未成对电子的有钛、锗、硒，故答案为：钛、锗、硒；（5）由表格可知 Ni2+配位数为 6 时对应的晶体场稳定化能降低的更多，更稳定，故答案为：6；（6）34PO中 P 原子价层电子对数534 2442 ，且不含孤电子对，故34PO的空间构型为正四面体，由晶胞结构图可知晶胞含有的 C 原子个数为11184124842 ，C 原子之间的距离为 anm，则晶胞底面边长为3anm，晶胞体积：2-2133=3 3a b 10 cmV=3anm3anm2bnm2，晶胞密度21A32-21324?12gN48 10=g/cm3 3a b 10 cm3 3a bmV；故答案为：212A48 103 3N a b或212A16 103N a b或212A16 3 103N a b；1（2022江苏高考真题）下列说法正确的是 A金刚石与石墨烯中的C-C-C夹角都为120 B4SiH、4SiCl都是由极性键构成的非极性分子 C锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为224s 4p DA 族元素单质的晶体类型相同 C 组 真题练【答案】B【解析】A金刚石中的碳原子为正四面体结构，C-C-C夹角为 10928，故 A 错误；B4SiH的化学键为Si-H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；4SiCl的化学键为 Si-Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故 B 正确；C 锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为Ar3d10224s 4p，故 C 错误；DA 族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为原子晶体，故 D 错误；故选 B。2（2022北京高考真题）由键能数据大小，不能解释下列事实的是 化学键 CH SiH CO CO SiO CC Si-Si 键能/1kJ mol 411 318 799 358 452 346 222 A稳定性：44CH SiH B键长：COCO C熔点：22CO 晶体硅【答案】C【解析】A键能越大越稳定，CH键能大于SiH，所以稳定性：44CH SiH，故不选 A；B键能越大，键长越短，CO键能大于CO，所以键长：COCO，故不选 B；CCO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，SiO2是共价晶体，所以熔点22CO SiO，不能用键能解释熔点22CO 晶体硅，故不选 D；选 C。3（2022北京高考真题）下列化学用语或图示表达不正确的是 A乙炔的结构简式：HCCH B顺2 丁烯的分子结构模型：C基态Si原子的价层电子的轨道表示式：D22Na O的电子式：【答案】C【解析】A乙炔中含有碳碳三键，其结构简式为HCCH，A 项正确；B顺2 丁烯中两个甲基位于双键同侧，其结构模型为，B 项正确；C基态Si原子的价层电子排布式为 3s23p2，其轨道表示式为，C 项错误；D22Na O是离子化合物，其电子式为，D 项正确；答案选 C。4（2022湖北高考真题）磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为33OP N。下列关于该分子的说法正确的是 A为非极性分子 B立体构型为正四面体形 C加热条件下会分解并放出2N D分解产物NPO的电子式为N P:O:【答案】C【解析】A磷酰三叠氮分子不是对称结构，分子中的正负电荷重心是不重合的，是极性分子，A 项错误；B磷酰三叠氮分子含有三个 P-N 键及一个 P=O 双键，则立体构型为四面体构型，B 项错误；C磷酰三叠氮是一种高能分子，加热条件下会分解并放出2N，C 项正确；DNPO为共价化合物，则电子式为，D 项错误；答案选 C。5（2022河北高考真题）含 Cu、Zn、Sn 及 S 的四元半导体化合物(简写为 CZTS)，是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：(1)基态 S 原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_。(2)Cu 与 Zn 相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_，原因是_。(3)SnCl3的几何构型为_，其中心离子杂化方式为_。(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质。下列物质中，属于顺磁性物质的是_(填标号)。ACu(NH3)2Cl BCu(NH3)4SO4 CZn(NH3)4SO4 DNa2Zn(OH)4(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构：A B C D 根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将 Mn2+转化为 MnO4的是_(填标号)，理由是_。(6)如图是 CZTS 四元半导体化合物的四方晶胞。该物质的化学式为_。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中 A 原子的坐标为(34，14，18)，则 B 原子的坐标为_。【答案】(1)1：2 或 2：1(2)Cu Cu 的第二电离能失去的是 3d10的电子，第一电离能失去的是 4s1电子，Zn 的第二电离能失去的是4s1的电子，第一电离能失去的是 4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与 4s1电子能量差值更大(3)三角锥形 sp3杂化(4)B(5)D D 中含有1 价的 O 元素，具有强氧化性，能将 Mn2+转化为 MnO4(6)Cu2ZnSnS4 (14，34，58)【解析】（1）基态 S 的价电子排布是 3s23p4，根据基态原子电子排布规则，两种自旋状态的电子数之比为1：2 或 2：1，故答案为：1：2 或 2：1；（2）铜元素的第二电离能失去的是 3d10的电子，第一电离能失去的是 4s1电子，锌元素的第二电离能失去的是 4s1的电子，第一电离能失去的是 4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与 4s1电子能量差值更大，所以铜与锌相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是铜元素，故答案为：Cu；Cu 的第二电离能失去的是 3d10的电子，第一电离能失去的是 4s1电子，Zn 的第二电离能失去的是 4s1的电子，第一电离能失去的是 4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与 4s1电子能量差值更大；（3）三氯化锡离子在锡离子的价层电子对数为 4、孤对电子对数为 1，所以锡离子杂化方式为 sp3杂化，离子的空间构型为三角锥形，故答案为：三角锥形；sp3杂化；（4）根据题意，具有顺磁性物质含有未成对电子；ACu(NH3)2Cl 中亚铜离子外围电子排布是 3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；BCu(NH3)4SO4中铜离子外围电子排布是 3d9，离子中有未成对电子，该配合物具有顺磁性，故符合题意；CZn(NH3)4SO4中锌离子外围电子排布是 3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；DNa2Zn(OH)4 中锌离子外围电子排布是 3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；故选 B；（5）由四种含氧酸根的结构式可知，只有过二硫酸根离子中含有过氧链，离子中1 价的氧元素具有强氧化性，则只有过二硫酸根离子能在酸性溶液中将锰离子氧化为高锰酸根离子，故选 D；（6）由晶胞结构可知，位于顶点和体心的锌原子个数为 818+1=2，位于面上的铜原子个数为 812=4，位于面心和棱上的锡原子个数为 212+414=2，位于体内的硫原子个数为 8，则该物质的化学式为Cu2ZnSnS4，故答案为：Cu2ZnSnS4；若将晶胞先分为上下两个相等的正方体后再将每个正方体继续分为8 个相等的小正方体，则 B 原子位于上面的正方体分割成的 8 个小立方体中位于右下后方的小立方体的体心，由 A 原子的坐标为(34，14，18)可知，B 原子的坐标为(14，34，58)，故答案为：(14，34，58)。