专题18 物质结构与性质选修 2017年高考题和高考模拟题化学分项版汇编解析版

1、 2017年高考试题 ， 120171315 分）卷】：物质结构与性质化学（【选修新课标 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：1K_nm 。的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为（填标）元素A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E766.5 2K_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状）基态（原子中，核外电子占据最高能层的符是_KCrK的熔点、沸点等为和。属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Cr_ 。低，原因是都比金属+II_AsF3XI，中心原子中存在（）离子的几何构型为射线衍射测定等发现，离子。6333_ 。的杂化形式为4K

2、IOa=0.446 nm，晶）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（3KIOKO_nm，与胞中、与、间的最短距离为分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。KO_ 。紧邻的个数为 IO_ 5KIOK_位置，处于）处于各顶角位置，在处于位置。晶胞结构的另一种表示中，（则31A 2N K 的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱）【参考答案】（）球形（3 3V sp40.315 12 5 棱心形（）体心（） 3+IVsp4VOFKO与属于形，因此）根据晶胞结构，（；形，其中心原子的杂化类型为几何构型为23 2nm0.315nmKO0.446?最近的，根据晶胞的结构，距离

3、间的最短距离是面对角线的一半，即为 2125KIOKO 处于棱心。的个数为的化学式，以及晶胞结构，可知个；（处于体心，）根据33物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高【名师点睛】本题考查化学选修()、元素周期律；分子频考点：原子结构与元素的性质基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较()(晶体类型、化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断；晶体结构与性质结构与性质)。微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、 只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。2【2017新课标2卷】化学选修3：物质结构与性质（15分

4、） 我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N)(HO)(NH)Cl（用R代表）。回答下列问题： 433564（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_。 :ZXXK来源（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 （E）。第二周期部分元素的E变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E自左而111右依次增大的原因是_；氮元素的E呈现异常的原因是_。 1 （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。 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） A中心原子的杂化轨道类型 B 中心原

5、子的价层电子对数 D共价键类型 C立体结构 ?nN?表示，其中键可用符m代表参与中阴离子_中的键总数为个。分子中的大R5m?6N?）键可表示为，则形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数（如苯分子中的大65中的大键应表示为_。 +NH 。_(b图（）中虚线代表氢键，其表示式为、_、)N?HCl4?3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个(N)d g·cm(HO)(NH)Cl单元，（4）R的晶体密度为435364该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_。 ）（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【答案】（1子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为

6、半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子 6+?NHNN) (OHN()O-HN(ABD C )N-) 5 (H）（33555433dNad602a?21A)10(或? （4） MM 族，价电子是最外层电子，即电子排布图是；VA 【解析】（1）N原子位于第二周期第 3，空间构型为三角锥形，因此相同之处为sp，价层电子对数为4，杂化类型为电子对数为(6?1?3)/2=16?NN键应表示为的大中键总数为5ABD，不同之处为C；根据图(b)，个，5；根据图(b)，55+?NHNN )N-HN(HO)O-HN(；)、(3还有的氢键是：554y?M 3?73NN)d?(a?10?d602a3AA=

7、g/cm，解得y=）根据密度的定义有，d=。 （4 ?73)10(a?MM【名师点睛】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、 性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)。只有对基础知识积累牢固，这类问题才能比较容易解决；在做题过程中一定要注意审清楚问题问的是什么，如本题（1）问的是电子排布图，而不是电子排布式，另一个注意书写

8、规范，如氢键的表示。 3【2017新课标3卷】化学选修3：物质结构与性质（15分） 研究发现，在CO低压合成甲醇反应（CO+3H=CHOH+H氧化物纳米Mn氧化物负载的Co）中，O23222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）CO和CHOH分子中C原子的杂化形式分别为_和_。 32（3）在CO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2因是_。 （4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO)中的化学键除了键外，还存在_。 23

9、（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2-)为_nm。MnO也属于nm，则r(ONaCl型结构，晶胞参数为MgO的晶胞参数为a=0.420 2+)为_nm。 a' =0.448 nm，则r(Mn 2262672723 sp ）sp O （1）1s2s 2p 3s 3p3dMn 4s（或Ar3d24s 【答案】（3）HO>CHOH>CO>H HO与CHOH均为极性分子，HO中氢键比甲醇多；CO与H均为222322223 键（或（4）离子键和 0.076 非极性分子，CO分子量较大、范德华力较大 （键） 5）0.14

10、8 2 （2）CO和CHOH的中心原子C原子的价层电子对数分别为2和4，所以CO和CHOH分子中C33223。sp 原子的杂化形式分别为sp和（3）在CO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HO>CHOH>CO>H，22223原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；HO与CHOH均为极32性分子，HO中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；CO与H均为非极性分子，CO分子量较大、2222范德华力较大，所以CO 的沸点较高。2（4）硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与3个氧原子形成 3个键，硝酸根中有

11、一个氮氧双键，所以还存在键。 22222(Or4倍，即4r(Oa)=（5）因为O是面心立方最密堆积方式，面对角线是O，解得半径的 220.420?)+2 =2 r(Onm=0.148nm；MnO也属于NaCl)=型结构，根据晶胞的结构，晶胞参数 4 2+2+)=(0.448 nm-2×0.148 nm)/2=0.076nm。r(Mn r(Mn)，则【名师点睛】物质结构的考查，涉及电子排布式、第一电能能比较、杂化理论、化学键及分子间作用力和晶胞的计算等。其中杂化形式的判断是难点，具体方法是：先计算中心原子价电子对数，价电子对数 =（中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电

12、荷数）n。注意：当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取“+”；当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零；根据n值判断杂23杂化。#% =4，=3，spsp杂化；n，化类型：一般有如下规律：当n=2sp杂化；n4【2017江苏卷】 物质结构与性质 铁氮化合物(FeN)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FeN的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参yyxx与。 3+基态核外电子排布式为_。 （1）Fe ()分子中碳原子轨道的杂化类型是_，1 mol 丙酮分子中含有（2）丙酮键的数目为_。 （3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_。 （4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。 （5

13、）某FeN的晶胞如题21图?1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cuyx 替代型产物Fe CuN。FeN转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图?2 所示，其中更yn)yxn(x?稳定的Cu替代型产物的化学式为_。 5226265 23 9 mol （3）H<C<O sp）1sAr3d1【答案】（）或 2s2p3s3p3d（2sp和（4）乙醇分子间存在氢键 （5）FeCuN 3 【名师点睛】本题考查了简单离子的基态核外电子排布式、简单分子中键的数目、C原子的原子轨道杂化类型、短周期常见元素的电负性比较、分子间氢键对物质性质的影响、晶胞中原子数的计算及晶

14、体化学式的确定等有关物质结构的主干知识，同时还考查了物质所含能量的高低对物质稳定性的影响。要求我们要重视基础知识的掌握和应用，会用均摊法分析晶体的组成。均摊法确定晶胞中原(离)子数目及晶体化学式。对于平行六面体晶胞而言，用均摊法计算的依据是：处于顶点的微粒，同时为8个晶胞所共享，每个微粒有1/8属于该晶胞；处于棱上的微粒，同时为4个晶胞所共享，每个微粒有1/4属于该晶胞；处于面上的微粒，同时为2个晶胞所共享，每个微粒有1/2属于该晶胞；处于晶胞内部的微粒，完全属于该晶胞。 2017届高考模拟试题 ， 5【武昌区2017届5月调研】铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题： （

15、l）基态铁原子的价电子轨道表达式为_。 2+3+2+2+（填“大于”或_Fe“小于”)（2）铁元素常见的离子有Fe，原因是和Fe，稳定性Fe_。 +的结构式为_（标出配位键），空间构）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NHClO的分解，NH（3444-互为等电子体的分子或ClO离子有_，其中氮原子的杂化方式为_；与型为4 _（任写两种）。 （4）金属铁晶体原子采用_堆积铁晶体的空间利用率为_（用含的式子表示）。 2+3+2-的个、FeOB5（）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、方块组成。则该权化物中Fe3，阿伏加德罗常数的值为Ndg/cm，则品_数比为（填最简整数比）；己知该晶体的密度为A胞参

16、数a 为_nm（用含d 和N 。的代数式表示）A 2+63+5，的价电子排布式为，Fe 小于 Fe3d的价电子排布式为【答案】 3d 33+ 3- （其他合理答案、PO 正四面体形 spCClFe能级为半满状态较稳定。的3d 杂化 44 8?23237?10? 均可） 体心立方 1:2:4 3N?d8A +的结构式为的分解，NH，空间构型为正四（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NHClO4443-是5原子、sp32杂化；ClO价电子的离子，与面体形，其中氮原子的价层电子对为4，杂化方式为4-3-。 、ClOPO互为等电子体的分子或离子有CCl444（4）金属铁晶体原子采用体心立方堆积铁晶体的晶胞

17、含有2个铁原子，设晶胞边长为a，金属原子半径为r， 43r?2 3a 3 ?23=，空间利用率= 则面对角线长a=4ra，得，体对角线长r=。 384a（5）A含有1.5个亚铁离子、4个氯离子，B含有0.5个亚铁离子、4个氧离子、4个铁离子，则该氧2+3+2-的个数比为1:2:4。Fe 、化物中FeO、2+3+2-的个数分别是为4、8、16，它们的相对质量之和是8×232，根据晶胞含有Fe、FeO、m=V可得8×232 8?23273310?nm。，×Na = g=d×g/cma3AN?dA 物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。请回答下列问题：】届摸

18、底考试（最后冲刺）2017【林市62+的最外层电子排布式_Fe。 、O四种元素中电负性最大的是_（填元素符），写出（1）C、H、N-中心原子的杂化方式为 _。 的电子式_，CNO（2）根据等电子原理，写出CN（3）MgO、CaO两种晶体的结构与NaCl晶体结构相似，则两种离子晶体的熔点由高到低顺序是 _ 的沸点比_（填“高”或“（用化学式表示）,低”）；原因是_. （4）铁有、三种同素异形体，如下图所示。 -Fe晶体的一个晶胞中所含有的铁原子数为_，一Fe、- Fe两种晶胞中铁原子的配位数之比为3，N表示阿伏伽德罗常数的数值，则Fe原子半径为-Fe晶体的密度为dg/cm_pm(列表_。已知A达

19、式)。 626由于 可形成分子间氢键，而CaO 高 3d MgO sp 【答案】 O 3s3p 4 可形成分子内氢键，4:3 故高的沸点比 -与CO，CNO属于等电子体，则2（） CN与NCN属于等电子体，二氧化的电子式为22 杂化，故答案为：；sp碳为直线分子，中心原子的杂化方式为sp； 来源:离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔沸点越高，镁离子半径小 ）3（ 可形成分子间氢键，而可形成分子内；由于于钙离子半径，则熔点MgOCaO 高，故答案为：；高；由于的沸点比氢键，故可形成分子间氢键， 的沸点比高；而 可形成分子内氢键，故11，6两种晶胞中铁原子的配位数分别为8、

20、晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×+6×=4，、（4） 281，晶胞质量为，由晶胞图可知，型晶体铁晶胞中Fe原子数目为8×+1=2则配位数之比为8：6=4：3 82?562?562?56333=cmg÷dg/cm，型晶体铁的密度为dg/cm，则晶胞棱长，晶胞体积为g NNdNAAA 2?56562 3，故4r=cm×角线上的原子相邻=，则，cm处于体对33dNdNAA 56?562?2562?3331010 。3；× ×10××cm=×10；r=pm，故答案为：44：333dNdNdN444AAA

21、点睛：本题考查晶体的结构与物质的性质的相互关系及应用，做题时注意晶体熔点的比较方法，分子空间构型的判断方法以及晶胞的有关计算。本题的易错点是晶胞的计算。￥ +与Ne互为等电子体，电离能I（Na）_I（Ne）（填“<”、）届仿真模拟（打靶卷）7【淄博市2017】（1Na 12“=”或“>”）. （2）第四周期中，与Al原子未成对电子数相同的金属元素有_种。气态氯化铝的分子组成为(AlCl)，23分子中所含的化学键类型有_，Al原子的杂化方式为_。 （3）可燃冰是天然气水合物，具有笼形结构如图A（表面的小球是水分子，内部的大球是甲烷分子）。 。_中最小的环中连接的原子总数是A，图_水分

22、子成笼的作用力是可燃冰晶体具有多种笼状结构，其中一种由1个图A所示笼分别用2个面与另外两个相同的笼共面而成，则中间笼实际占有_个水分子。 （4）金属镁晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积如图B所示，晶胞可用图C表示。设金属镁的原子半径为a cm，晶胞的高为b cm，则该晶体的空间利用率为_（写出计算式）；设晶胞中A点原子的坐标为（0，0，0），C点原子的坐标为（2a，0，0），D点原子的坐标为（0，0，b），则B点原子的坐标为_。 3 10 15 共价键、配位键 sp 氢键 > 【答案】 4 子，内部的大球是甲烷分子）。水分子成笼的作用力是氢键，图A中最小的环中连接的原子总数是10；可燃冰

23、晶体具有多种笼状结构，其中一种由1个图A所示笼分别用2个面与另外两个相同的笼共面而 成，则中间笼有10个水分子不分摊，两个面与另外笼共面，面为正五边形，5个水分子，则实际占有1）六方最密堆积的晶胞不再是立方结构。晶胞上、下两个底面为紧密堆积（42×=15个水分子；10+5× 2 23a22acm×sin(60°s =，)= 60°的四个原子中心连成的菱形，边长a = 2r，夹角分别为、120°，底面积 2 2b3a4a2333=，空间= 利a用率)：的cm晶，胞中球体积为2×2× (积的晶胞体为 23233?a2?

24、a4 3?100%=×=100%。 233b3ab2 点睛：本题考查的是晶胞的计算的相关知识，题目难度中，考查学生分析问题、解决问题及计算的能力。8【潍坊市2017届第三次模拟】C、P、Cl、Fe等元素及其化合物有重要的应用，回答下列问题： （1）C原子的价电子轨道表达式为_ 。 （2）CC1分子的空间构型是_，其中心原子采取_杂化，与CC1互为等44电子体的一种离子是_ (填写离子符）。 来源:Zxxk.（3）PC1属于_分子（填“极性”或“非极性”）。 32+2+-2nm、 Fe7.8×与Nil0的离子半径分别为（4）FeO、NiO的晶体结构均与NaCl晶体结构相同，其

25、中-2nm，则熔点 FeO_NiO (填 “>”、“ <”或6.9×l0“=”），原因是_。 （5）已知FeCl的沸点：319，熔点：306，则FeCl的晶体类型为_。 33（6）已知Fe单质有如图所示的两种常见堆积方式： 其中属于体心立方密堆积的是_(填“a”或“b”）；若单质Fe按a方式紧密堆积，原子半径-3 (列出算式即可）。_g·cm 为rpm，N表示阿伏加德罗常数的值，则单质Fe的密度为A 32-3- 极性 < FeO spSO 、或PONiO的晶体结构相同，所 【答案】 正四面体442+2+的离子半径，则FeO的晶Ni格能小于NiO带电荷相同，

26、但Fe的晶格能，因此熔点的离子半径大于 b 。FeO < NiO 分子晶体 2+2+的离子半径，则FeOFe的的离子半径大于NiNiO4（）FeO、的晶体结构相同，所带电荷相同，但晶格能小于NiO的晶格能，因此熔点FeO<NiO；（5） 根据晶体的特点，FeCl熔沸点较低，因此FeCl33为面心立方最密堆积，铁原子a为体心立方堆积，b）由晶胞示意图可知，6（的晶体类型为分子晶体； 1156g4?，一个晶胞的质量为=46，面心结构中，+8×为面心和顶点，则一个晶胞中Fe的个数为N28A 10?10?10?4r4r?1033()cm，为故密度为胞边长体为cm，晶胞的积线体对角

27、长为4rpm，晶22 2243。 g/cm?104r?103()?NA2点睛：本题考查较综合，涉及晶胞的计算、杂化方式的判断、离子空间构型的判断等知识点，根据价层电子对互斥理论确定杂化方式和离子空间构型，难点是晶胞的计算，注意晶胞的边长不是铁原子直径，为易错点。 9【石家庄市2017届冲刺模考】Cu、Ni、V为制造合金及合成催化剂的重要元素。 请回答： （1）Cu元素位于元素周期表的_区，其基态原子有_种能量不同的电子。 2-互为等电子体的分子的化学式为_(是一种重要的配合物。与SO任写一)（2）Cu(NHSO4344种)；NH分子的VSEPR模型为_。 3（3）Ni(CO)的熔点为-25，沸

28、点为43。其晶体类型为_。晶体中键和键的数目之4比为_。 加成的催化剂。在相同压强下，的沸或与（4）Ni可作为H2 点比低，原因为_。 ）有增强胰岛素和降糖作用，其中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为5（_(用元素符表示)；氧原子的杂化轨道类型为_。 （6）已知：钇钡铜氧晶体的晶胞是一个长方体(如图所示），其晶胞参数分別为a nm、bnm，阿伏加德3 。)列出计算式即可罗常数的值为N(_g /cm。则该晶体的密度为A 1:1 形成分子晶体 SiF等合理答案即可 四面体形 CCl【答案】 ds 7 、SiCl、CBr、4444 3 NO sp 分子内氢键，而形成分子间氢键 HC 的熔点为-2

29、5，沸点为43，这说明晶体类型为分子晶体。单键都是键，双键中含有1个键和1 ）4。（键和键的数目之比为8:8= 1:12个键，三键中含有1个键和个键，晶体中 形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键大于分子内氢键，因此在相同压 的沸点比低。（5强下，） 非金属性越强，电负性越大，则其中所含非金3。，杂化轨道类型为spO；氧原子的价层电子对数是4N属元素的电负性由小到大的顺序为HC （6）Y位于体心，数目为1，Ba位于体心，数目为2，Cu位于顶点和棱心，数目为8×1/8+8×1/4=3，O位于棱心和面心，数目为12×1/4+8×1/2=7，化学式为YBaCuO，则该晶体的密度为723 m677213?cm?10?g/?。 2VabNA10【汕头市2017届第三次模拟】工业上常用CO与H在由Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇，2甲醇在Cu的催化作用下可氧化生成