2021年高考化学非选择题突破训练-物质结构与性质(2)(有答案)

2021年高考化学非选择题突破训练——物质结构与性质（2）一、填空题我国科学家在水系锌离子电池研究领域取得新的研究成果。如以MnOZn为电极的电池中，2锌离子可MnOnHO中可逆地嵌入和脱嵌。2 2放电时正极上物质转化关系有MnO Zn MnO nHOZn MnO nHO2 0.5 2 2 0.5x 2 2请回答下列问题：基态锰原子价层电子排布式。氧元素所在的周期中，第一电离能最大的（填元素符号，下同电负性最大的。几种卤化锌的熔点如表所示：卤化锌卤化锌ZnF2ZnCl2ZnBr2394ZnI2熔点/℃872290445解释卤化锌的熔点递变规律。HON CCH—CCH NOH与Zn2能形成环状配合物M，如图甲所示。3 3①Zn2的配位数。②C原子种杂化类型。③M中存在的化学键（填字母）。a.配位键b.氢键π键σ键金属键Zn2与NH、3

OZnNH2 3

O2

2的空间结构只有1种，则ZnO2 4

2的空间结构 （填“正四面体形”或“正四边形”）。坐标xy坐标xyzZn20.750.750.25Se2Se200.500.50000anmNA表示阿伏加德罗常数的值。该晶体密度gcm3（只列出代数式下同个Se2-之间最近距离为 。Zn MnOnHO中、+4价锰的个数比（用代数式表示）。0.5x 2 2答下列有关问题：基态Mn原子和基态Fe原子未成对电子数之比。MnO和MnS都属于离子晶体，MnO的熔点高于MnS的原因。磷元素形成的化合物NHPO43 4

中各元素电负性由大到小的顺序是 ；磷酸根离子的空间构型。CoNH35

BrSO4

可形成两种结构的钴的配合物，已知Co36，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀。在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的配体为 。磷元素和钴元素可形成化合物，其中一种化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为 ，若最近且相邻两个钴原子的距离为npm。设NA为阿伏加德罗数的值，则其晶胞密度gcm3。（列出计算式即可）3：物质结构与性质】锰及其化合物用途非常广泛,请回答下列问题：Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+A．Mn3+3d4，不属于较稳定的电子构型B．根据Mn2+的电子构型可知，Mn4+中不含成对电子C．Mn2+易被氧化，可能是因为Mn2+轨道内有大量自旋方向相同的电子D．Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型，所以它们的化学性质相似锰的一种配合物的化学式[Mn(CO)5(CH3CN)]。配体CH3CN与中心原子形成配位键时，供孤对电子的原子原子(填写元素名)，该分子中碳原子的杂化方式。研究发在成甲醇反(CO+3H CHOH+HO)中，CO氧化物负载的Mn氧化物纳米粒2 2 3 2子催化剂具有高活性。反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序，原因是 ，硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，MnNO3 ，NO的空间构型用文字描)。3

中的化学键除了σ键外，还存在2某锰氧化物的晶胞结构如图所示，该锰氧化物的化学式，该晶体中Mn之间的最距离用含ab的代数式表)。钙及其化合物在化工生产中用途非常广泛。基态钙原子的价电子排布式，占据核外最高能层电子的电子云廓图形状，其核外电子种不同的空间运动状态。元素钙的第二电离能小于元素钾，原因。实验室不能用氯化钙来干燥氨气，是因为钙离子和氨分子会形键。萤石跟浓硫酸可以制备氟化氢，氟化氢的沸点是同主族的氢化物中最高的，理由是2 。第二主族元素形成的碳酸盐受热易分解，分解温度：CaCO （>”）MgCO，原因是3 3 。氟化钙的晶胞如图所示，其中F的配位数，F填充在Ca2形成的 面体空隙中，已知晶胞中两个Ca2之间的最近距离为apm，阿伏德罗常数用N 表示，则该晶胞的密度g/cm3。A5.[化学——选修3：物质结构与性质]锌及其化合物在科学技术发展和人类生产生活中发挥着重要作用。明朝《天工开物》中就已经记载了我国古代的炼锌技术：以炉甘石和木炭为原高温制取锌。请写出Zn2+的核外电子排布，ZnCO3中C原子的杂化形式，Zn、CO的电负性由小到大的顺序。”(907℃)成黄铜。已知Zn与Cu的能量变化如下所示：Cu(g)74kJoCu(g)198kmo1Cu2(g)① ②Zn(g)90kJoZn(g)173kmo1Zn2(g)(Zn)③ ④(Zn)(Cu)①铜和锌的第一电离能大小比较为I(Cu) 。②金属锌采取如图1所示堆积方式：图1

I ，试解释步骤②吸收能量大于步骤④的原因该堆积方式类型堆积，与金属铜的堆积方（填相”或不相”）。我国科学家最新研制成功了一种纳米半导体材料可以高效实现光化学转换，该种材料主要分为硫化镉和硫化锌Cd与Zn位于同一副族，且在Zn的下一周期。已知ZnS熔点为2830℃；CdS熔点为1750℃，ZnS熔点更高的原因。2ZnS3z1∶1投影平面图：图2 图3①晶胞中最近的两个S原子之间的距离写计算表达式）。②已知S2-半径为bpm,若晶胞中S2-、Zn2+相切,则Zn2+半径为式)。

pm(写计算表达式)。(写计算表达Ⅰ.EDTAFeNa，作为添加剂加入酱油中，称为“铁强化酱油”。回答下列问题：根据EDTA的结构式，推算EDTAFeNa中的Fe的化合价为 画出此价态铁的价层电子轨道示意图。EDTA中元素的电负性从大到小排序，碳的杂化类型有 。（4）Fe还能和CO形成络合物Fe(CO)5（4）Fe还能和CO形成络合物Fe(CO)5-20℃，沸点103℃，晶体类型，1molFe(CO)5有π键 。Ⅱ.钾在氧气中加热能产生过氧化钾KO和超氧化钾KO，其中KO的晶体结构和NaCl相似，2 2 2 2其晶胞结构如图所示。请回答下列问题：K的配位数；距离O最近的O有 个。2与O最近的O的距离是anm，阿伏加德罗常数的值为

2，则KO

密度为2 2 A 2 g/cm3

（用含、N 的代数式表示）。A()又名卡铂，是一种低毒性抗癌药，遇光易分解。请回答下列问铂（()又名卡铂，是一种低毒性抗癌药，遇光易分解。请回答下列问题：用酒精把铂丝润湿点燃，酒精剧烈燃烧，使铂丝温度达到炽热程度，同时伴有很亮的光。生上述现象可能的原因。卡铂分子中非金属元素的电负性由大到小的顺序，碳原子的杂化轨道类有 。卡铂静脉注射时需要注意的事项。卡铂分子中存在的作用力（填标号）。A.离子键B.配位键C.金属键D.（5）合成卡铂的中间体沸点比图1（5）合成卡铂的中间体沸点比图1中化合物沸点低，原因是（6）超硬材料（仅次于金刚石）氮化铂的一种晶胞如图2所示，N的配位数是 ，若该晶胞参数为apm，密度为gcm3，则阿伏加德罗常数（NA）为 mol1（用含的式子表示，并化成最简）。一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，结构简式如图甲所示。基态Zn2核外价电子排布图；一水合甘氨酸锌中所涉及的非属元素电负性由大到小的排列顺序。甘氨(HN—CH —COOH)的羧基中C原子的杂化轨道类型；2 2甘氨酸易溶于水，试从结构角度解释。以氧化锌矿物为原料，提取锌的过程中涉及反应：ZnO2NH32NH4

ZnNH34

2

O。与NH互为等电子体的阴离子为2 4 1)ZnNH34（4）（4）是Zn2的结构为1molIMI中含442

2结构示意图：有 (N 为阿伏加德罗常数的)个σ键；常温下IMI的某种衍生物与甘氨酸A形成的离子化合物为液态而非固态，其原因是 形成的离子化合物为液态而非固态，其原因是（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图乙所示，这种堆积方式称；六柱底边边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为N ，则Zn的密度为A gcm3()。1.答案：（1）3d54s2Ne；F

参考答案ZnF2

是离子晶体，其他为分子晶体，、ZnBr、ZnI2 2

ZnCl2

的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大（4）①4 ②2 ③acd（5）正四面体形（6） 4(6579) ；500 2aN a1073A（7）

12x2x解析：（1）251s22s22p63s23p63d54s2[Ar]3d54s2，由此写出价电子排布式。氧位于第二周期，第二周期中氖的第一电离能最大，氟的电负性最大。量越大，分子间作用力越大，熔点越高。（4）4个N与锌离子形成配位键，锌离子的配位数为4；M中C原子采用sp2、sp3M化合物中有氡键，但氢键不是化学键，不存在金属键，故选acd。如果ZnO2 4

2是正四边形结构，则ZnNH

O2

2有两种结构，故32ZnO322 4

2是正四面体形结构。4ZnSe。 4(65

gcm3，2个硒离子之间最近距离等于面对角线的一半，即N a1073Ad 2a1000pm500 2apm。2在Zn MnOHO中锰+3价，由电荷守恒知，Zn MnOnHO中锌离子相比减少0.5 2n 2 0.5x 2 2x个，则化合价降低2x，必有2x个+4价锰生成，故+3价锰为(12x)个。答案：（1）5:4O2半径比S2半径小，MnO晶格能大，熔点O>N>P>H；正四面体SO2、NH4 3 （4）CoP； 4 N 2n1010A解析：（1）Mn位于第四周期ⅦB族，基态Mn的价电子排布式为3d54s2，3d能级有5个轨道，每个电子优先单独占据一个轨道，所以未成对电子有5个，而基态Fe价电子排布式为3d64s2，所以未成对电子为4个，所以基态Mn原子和基态Fe原子未成对电子数之比为5:4；MnO和MnS都是离子晶体，离子电荷数相同，O2半径小于S2半径，故MnO的晶格能大，熔点更高。由于电负性与非金属性的变化规律相似，同周期元素从左到右电负性依次增大，同主族元素由上到下电负性依次减小，所以电负性：O>N>P>H；根据价层电子对互斥理论求出磷酸根离子中磷原子的价层电子对数为4，所以PO3的空间构型为正四面体。4CoNH35

BrSO4

可形成两种结构的钴的配合物，已知Co3的配位数是6，在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀，说明Br是外界，则第二种配合物的配体为SO2、NH。4 3由晶胞图可知，一个晶胞中含P原子数为11214，含钴原子数为8161

4，所以4 8 2该化合物的化学式为CoP，而一个晶胞质量为m594314gNA

490g，由图可知，由于最近NA 且相邻两个钴原子的距离为npm，则立方体的棱长为2npm，则体积V 2n1010 cm3 m密度 V NA

4902n1010

3g/c3。答案：（1）A（2）;sp3sp杂化H2O>CH3OH>CO2>H2;H2O和CH3OH中氢键比CH3OH中多，CO2和H2122a2+b2122a2+b2MnO2;解析：

10-104.答案：（1）4s2；球形；102s22p63s23p63p难；而钙失去一个电子变为1s22s22p63s23p6，s亚层的个电子不存在半充满，很容易失去，所以元素钙的第二电离能小于元素钾配位HF分子间可以形成氢键，而同主族的氢化物HCl、HBrHI范德华力强78 2>氧化碳，产物中MgO和CaO的晶格能较大，更稳定，更易于生成78 2（6）4；四；

a3NA

1030（1）2族，其价电子排布式为4s2，最高能层是N层，占据该能层电子是4s2，s外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，所以核外电子有多少种不同的空间运动状态，就有多1010种不同的室间运动状态。钾失去一个电子变为1s22s22p63s23p63p个电子变为1s22s22p63s23p6，s亚层的一个电子不存在半充满，很容易失去，所以元素钙的第二电离能小于元素钾。钙离子提供空轨道，能与氨分子中的氮原子形成配位键。HF分子间可以形成氢键，而同主族的氢化物HCl、HBrH德华力要强，所以HF的沸点是同主族氢化物中最高的。碳，产物中MgO和CaO的晶格能较大，更稳定，更易于生成，所以CaCO的分解温度高于MgCO的分解温度。3 3F周围邻近的Ca24个，所以F4F填充在Ca2形成的四面体空隙中。CaF2

4个Ca2，8个F478g，晶胞中NA两个Ca2之间的最近距离为apm，晶胞的边长为2apm，所以晶胞的体积是2 2a31030cm3，78 2所以晶胞的密度是78 2

a3NA

1030g/cm3。5.答案：（1）①1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）;sp2;Zn<C<O①<;Cu+3d,;②六方最密;不相同由于离子半径Cd2+大于Zn2+，故晶格能ZnS>CdS，则熔点ZnS>CdS（2分）2 （4）①2a;② 6ab2 解析：（1）Zn的原子序数为30，其核外电子排布式为[Ar]3d104s2，Zn2+是锌原子失去2个电子所形成的，Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。根据价层电子对互斥理论判断，C的杂化形式为sp2。根据非金属越强，电负性越大，进行判断。①Cu+的3d轨道为全满结构，能量低，更稳定，再失去一个电子时需要的能量更多；②锌的形式，为镁型堆积为铜型（ccp），心立方最密堆积。、CdS都属于离子晶体，由于离子半径Cd2+大于Zn2+，故晶格能ZnS>CdSZnS>CdS。①最近的两个S原子之间的距离是面对角线的一半，根据图24a近的两个S2a。②晶胞的边长为

4a＝2 2a，晶胞的体对角线为32 6a。由于晶体中Zn2和222S2原子之间的最短距离为体对角线的1/4，所以该晶体中Zn2和S2之间的最短距离为6612 6a＝ a。若要使S2、Zn2相切，则Zn2半径为（ a－b）pm。666.答案：（6.答案：（1）+3；O>N>C>Hsp2、sp3Fe有空轨道，EDTA中有能够提供孤电子对的原子10（5）6；12712（6）712

Na3A

10214解析：）通过观察分析发现EDTA是四元酸，可以表示为1 4，EDTAFENa可以表示为4134，26号铁原子价电子排布式为3d64s2，价层电子轨道参示意图为，铁原子失去三个电子成了Fe，铁原子失去三个电子成了Fe3，价层电子轨道示意图为。EDTA中有、NOH四种3d元素，因此电负性—CH —”中C是。2sp3COOH”中C是sp2杂化。Fe有空轨道，EDTA中有能够提供孤电子对的原子，可形成稳定络合物。Fe(CO)5和N2互为等电子体，结构相同，类推出CO结构为CO，每个CO1σ键，2π键，1molFe(CO)5×2=10molπ键。（5（5）将KO的晶体结构某个顶点的K“续画”：2K的“前、后、上、下、左、右”都有O；与O距离最近的O12条棱上，每条棱上都有O。2 2 2 2（6）K86个面心，每个晶胞中K个数为81614O121个体8 2心，每个晶胞中O个数为121144个2 4

22，设晶胞参数为x，则2与O最近的O间的距离为22 2 2

xanm，晶胞参数x 2anm 2a107cm， 471gN 2a107A

3

1021g/cm3712。Na3712。A7.答案：（1）酒精燃烧时催化剂铂发生了电子跃迁O>N>C>Hsp2、sp3避光（5（5）；相对分子质量小，分子间作用力弱，沸点低（6）4； 8921030a3（2）卡铂(（2）卡铂()分子中含有的非金属元素为C、N、O、H，同周期从左到右，CH4中H+1性：O>N>C>H；卡铂分子中C原子形成单键和双键，只形成单键的C原子采取sp3键的C原子采取sp2杂化。由卡铂“遇光易分解”知静脉注射时应注意避光。（5）和4CH2”原子团，卡铂分子中N原子形成的（5）和4CH2”原子团，相对分子质量小，分子间作用力弱故沸点低。（6）N原子位于晶胞内，分别填充在Pt形成的正四面体空隙中（），距离N原子最近的Pt有（6）N原子位于晶胞内，分别填充在Pt形成的正四面体空隙中（），距离N81618 2

，N原子个数为8，故1个晶胞中含有4个PtN ，晶胞质量2g mN m