专项1　物质结构与性质大题(一)2025年高考总复习优化设计二轮专题化学浙江专版课后习题大题专项练含答案

2025年高考总复习优化设计二轮专题化学浙江专版课后习题大题专项练专项1物质结构与性质大题(一)1.(10分)(2024·江浙高中发展共同体高三联考)硫及其化合物种类繁多,应用广泛。请回答:(1)基态硫原子的价层电子排布图是。

(2)下列有关说法正确的是。

A.同周期元素中,第一电离能大于硫元素的有3种B.SO2的VSEPR模型和空间结构均为V形C.甲基磺酸()中S原子采取sp杂化D.[Ne]3s13p44s1的发射光谱不止1条谱线(3)S2O82-()中的O—O键比H2O2中的更(填“难”或“易”)断裂。其原因是(4)锌与硫形成的化合物晶体的晶胞如图所示。①Zn2+的配位数为。

②设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为anm,则该晶体的密度为g·cm-3。答案(1)(2)AD(3)易S2O82-中的O—O键与S相连,S的电负性大于H,即S对O—O中的电子对吸引力大于H,使O—O中O原子的电子云密度降低,故S2O82-中的O(4)①4②388×1021解析(1)基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4,根据洪特规则和泡利原理可知,基态硫原子的价层电子排布图为。(2)同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大的趋势,但第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族元素,第一电离能大于硫的元素有P、Cl、Ar,故A正确;SO2的中心原子价电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,S含有一对孤电子对,分子的空间结构是V形,故B错误;S原子形成4个σ键,采取sp3杂化,故C错误;[Ne]3s13p44s1为激发态原子,它由激发态回到能量较低或者基态时放出一定波长的光为发射光谱,其谱线不止1条,故D正确。(4)①由晶胞示意图可知,每个Zn2+周围相邻且最近的S2-有4个;②由均摊法计算出一个晶胞有4个ZnS,故晶体的密度=4×97NA(a×10-7)32.(10分)(2024·浙江Z20名校联盟高三联考)Li、B、C、Ga等元素的单质或化合物在很多领域有广泛的应用。请回答:(1)基态31Ga原子的价电子排布式为。

(2)一种含B化合物可用作吸附材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如图1所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。图1下列说法不正确的是。

A.基态原子的第一电离能:C<O<NB.基态原子未成对电子数:B<C<N<OC.该晶体中存在的化学键有离子键、共价键、配位键、氢键D.晶体中B、C、N和O原子轨道的杂化类型分别为sp3、sp2、sp3、sp3(3)比较C—B—C键角大小:B(CH3)3(填“>”“=”或“<”)B(CH3)3(OCH3),并说明理由:

。

(4)一种锂离子电池负极材料为两层石墨层中嵌入Li,形成如图2所示的晶胞结构。该物质的化学式可以表示为,Li+的配位数为。

图2答案(1)4s24p1(2)BCD(3)>B(CH3)3中B为sp2杂化,B(CH3)3(OCH3)中B为sp3杂化(4)LiC612解析(1)基态31Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,价电子排布式为4s24p1。(2)基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N,A正确;B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数B<C=O<N,B错误;由题意可知,该晶体中存在的化学键有共价键、配位键和离子键,但氢键不是化学键,C错误;[C(NH2)3]+为平面结构,则其中的C和N原子轨道杂化类型均为sp2,D错误。(3)B(CH3)3中B为sp2杂化,B(CH3)3(OCH3)中B为sp3杂化,因此B(CH3)3与B(CH3)3(OCH3)相比,B(CH3)3中的C—B—C的键角更大。(4)该晶胞中Li原子位于顶角,数目为4×112+4×16=1,C原子位于棱上、体内,数目为2+8×12=6,则晶胞中Li与C原子个数比为1∶6,化学式为LiC6;Li嵌入两层石墨层中,同层上与顶角Li原子最近的C原子数目为6,则晶胞中与顶点Li原子最近的C原子数目为12,即Li3.(10分)(2024·浙江嘉兴高三联考)含氮族元素的物质种类繁多,应用广泛。回答下列问题:(1)基态As原子的简化电子排布式为。

(2)下列说法正确的是。

A.基态P原子核外电子的空间运动状态有9种B.键角大小:NH4+>PH3>NH3C.水溶液的碱性:CH3NH2>NH3>NF3(3)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸,如:如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸,则该酸的分子式为。

(4)已知KH2PO2是次磷酸的正盐,H3PO2的结构式为。

(5)我国科学家制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器,填补了国家战略空白。分别用、表示H2PO4-和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞(晶胞为长方体)如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2PO4-、K+在晶胞xz面、①与K+紧邻的H2PO4-数目为②若晶胞底边的边长均为anm、高为cnm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体的密度ρ=g·cm-3(写出表达式)。

答案(1)[Ar]3d104s24p3(2)AC(3)HnPnO3n(4)(5)①8②4解析(1)As为33号元素,为第四周期第ⅤA族元素,基态As原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3。(2)基态P原子核外电子排布为1s22s22p63s23p3,则基态P原子核外电子的空间运动状态有9种,A正确;PH3、NH3中心原子均为sp3杂化,由于氮的电负性更大、原子半径更小,成键电子对之间的斥力更大,故NH3中键角大于PH3;PH3、NH3中心原子存在1对孤电子对、NH2-中心原子为sp3杂化且存在2对孤电子对,NH4+中心原子为sp3杂化且无孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故NH2-中键角最小、NH4+中键角最大,B错误;甲基为供电子对基团、F为吸电子基团,故使得结合水中氢离子的能力:CH3NH2>NH3>NF3,在水溶液中的碱性:CH3NH2>NH3>NF3,C正确。(3)根据题中信息可知,相邻2个磷酸分子间脱水结合成链状或环状,n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸中的每个P原子只有1个羟基和2个O原子,则分子式为(HPO3)n,则相应的酸可写为HnPnO3n。(4)已知KH2PO2是次磷酸的正盐,说明H3PO2中的2个H原子不是羟基H原子,而直接与P原子形成共价键,则H3PO2的结构式为。(5)①由晶胞结构可知,以底面钾离子为例,与K+紧邻的H2PO4-同层4个、上下层各2个,故数目为8;②由晶胞结构可知,白球8个在顶角、4个在侧面上和1个在体心,则晶胞中白球个数为8×18+4×12+1=4,黑球4个在垂直于底面的4条棱的棱心、上下面心各1个、4个侧面上各有1个,则晶胞中黑球个数为4×14+6×14.(10分)(2024·浙江金丽衢十二校高三联考)含磷化合物在生命体中有重要意义。红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物PCl3和PCl5。PCl5分子呈三角双锥形,其结构如图所示:(1)写出基态P原子的价层电子排布式:。BCl3中心原子价层有空轨道,可以与H2O分子形成配位键,同时使原有的键削弱、断裂,从而发生水解。根据以上信息,判断PCl3能否水解:(填“能”或“不能”)。

(2)下列关于含磷化合物的说法,正确的是。

A.H3PO4在水中的电离方程式为H3PO4H++H2PO4B.PCl5分子中的Cl—P—Cl键角有两种C.PCl3、PCl5等分子均满足8电子稳定结构D.已知H3PO3是二元酸,该分子中P的杂化方式为sp3(3)N、P是同一族元素,P能形成PCl3、PCl5两种氯化物,而N只能形成一种氯化物NCl3,而不能形成NCl5,原因是

。

(4)磷化硼BP的晶胞如图甲所示(黑球为P,白球为B),沿虚线(晶胞的体对角线)方向的投影如图乙所示,已经画出了部分P原子的位置,请你画出4个B原子的位置(用空心圆圈表示)。(5)某单质的一种晶胞堆积方式为面心立方最密堆积,其剖面图如图。[空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个空间中所占的体积百分比;V(球)=4πr33]此晶体的空间利用率为答案(1)3s23p3能(2)D(3)N原子最外层无d轨道,不能发生sp3d杂化,故无NCl5(4)(5)2π6解析(1)已知P是15号元素,故基态P原子的价层电子排布式为3s23p3;BCl3中心原子价层有空轨道,可以与H2O分子形成配位键,同时使原有的键削弱、断裂,从而发生水解,根据以上信息,可判断PCl3能水解。(2)H3PO4是中强酸,在水中部分电离,电离方程式为H3PO4H++H2PO4-,A错误;根据图知,PCl5分子中平面上键角(Cl—P—Cl)为120°、上顶点和平面上的Cl原子形成的键角(Cl—P—Cl)为90°,上下顶点和P原子形成的键角(Cl—P—Cl)为180°,即Cl—P—Cl键角有3种,B错误;根据图知,PCl5分子中P原子最外层含有10个电子,而PCl3分子满足8电子稳定结构,C错误;已知H3PO3是二元酸,则H3PO3的结构式为,该分子中P原子的价层电子对数为4,故其杂化方式为sp3,D正确。(3)由图可知,PCl5分子中P、Cl原子间形成5个P—Cl键,3d轨道参与杂化成键,杂化类型为sp3d,但N原子的价电子排布式为2s22p3,没有d轨道,N原子不能发生sp3d杂化,则不能形成NCl5。(4)根据晶胞结构分析,立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形,六边形中形成倒立关系的正三角形,所以画图为。(5)晶胞中原子处于顶角与面心,属于面心立方最密堆积;面心立方最密堆积中处于晶胞面对角线上原子紧密相邻,设原子半径为r,则晶胞棱长=4r×22=22r,晶胞体积=(22r)3=162r3,晶胞中原子数目=8×18+6×12=4,晶胞中原子总体积=4×43πr3,晶胞中原子的空间利用率为4×435.(10分)(2024·浙江强基联盟高三联考)含硅和硫元素的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:Ⅰ.SiCl4是生产多晶硅的副产物。(1)基态硅原子的价层电子排布式为。

(2)已知SiCl4比CCl4更易水解,导致SiCl4更易水解的因素有(填字母)。

a.Si—Cl键极性更大b.Si的原子半径更大c.Si—Cl键键能更大d.Si有更多的价层轨道Ⅱ.硫代硫酸盐可用在银盐照相中做定影液。已知硫代硫酸根(S2O32-(3)基态O原子的价层电子排布式不能表示为2s22px22(4)能确定晶体中各原子的位置(坐标),从而得出分子空间结构的一种方法是。a.质谱法 b.X射线衍射c.核磁共振氢谱 d.红外光谱(5)S2O32-作为配体可提供孤电子对与Ag+形成[Ag(S2O3)2]3-。分析判断S2O(6)MgS2O3·6H2O的晶胞如图,该晶胞中S2O32-个数为。假设晶胞边长分别为anm、bnm、cnm,其摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为g·答案(1)3s23p2(2)abd(3)洪特规则(4)b(5)S2O3(6)44MNA解析(2)Si—Cl键极性更大,则Si—Cl键更易断裂,因此SiCl4比CCl4易水解,故a正确;Si的原子半径更大,因此SiCl4中的共用电子对更偏向于Cl,从而导致Si—Cl键极性更大,且Si原子更易受到水电离的OH-的进攻,因此SiCl4比CCl4易水解,故b正确;键能越大化学键越稳定且不易断裂,故c错误;Si有更多的价层轨道,因此更易与水电离的OH-形成化学键,从而导致SiCl4比CCl4易水解,故d正确。(6)S2O32-在晶胞的体内共4个;该晶胞按均摊法计算有4个MgS2O3·6H2O,晶胞体积为abc×10-21cm3,晶胞的质量为4MNAg,该晶体的密度为4MNAabc×1021g·1.(10分)(2024·浙江稽阳联谊学校高三联考)磷及其化合物用途广泛。请回答:(1)基态磷原子价层电子的轨道表示式是。某激发态P原子的电子排布式为[Ne]3s13p33d1,该P原子中共有种能量不同的电子。

(2)磷有白磷、红磷和黑磷三种常见的单质。黑磷具有与石墨类似的层状结构。它们的结构如图:下列说法不正确的是。

A.三种磷单质中,磷原子的杂化方式都是sp3杂化B.白磷晶体是分子晶体,黑磷晶体是混合型晶体C.黑磷晶体中,以共价键结合的磷原子都在同一平面上D.三种磷单质中,白磷的熔、沸点最高(3)已知配合物的稳定性:[PtCl2(PH3)2]>[PtCl2(NH3)2],其原因是

。(4)磷化铝的晶胞结构如图。P原子周围最紧邻的P原子数为,已知该晶体的密度为ρg·cm-3,则最近两个P原子间的核间距为pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式)。

答案(1)6(2)CD(3)P的电负性小于N,形成配位键时更易给出孤电子对,故[PtCl2(PH3)2]更稳定(4)1222358解析(1)P为15号元素,电子排布式为[Ne]3s23p3,其价电子轨道表示式为,该激发态P原子的电子在10个原子轨道上运动,在1s、2s、2p、3s、3p、3d运动的电子能量不同,因此有6种能量不同的电子。(2)三种磷单质中,磷原子的价电子数为5个,磷原子间均以单键相连接,剩余1对孤电子对,价层电子对数为4,因此磷原子的杂化方式都是sp3杂化,故A正确;白磷由白磷分子构成,白磷晶体属于分子晶体,黑磷具有与石墨类似的层状结构,层间是范德华力,层内相邻原子是共价键,因此黑磷晶体是混合型晶体,故B正确;根据图中信息得到黑磷晶体中以共价键结合的磷原子不在同一平面上,故C错误;三种磷单质中,白磷的相对分子质量最小,分子间作用力最弱,在三种晶体中熔沸点最低,故D错误。(4)一个晶胞中含有4个Al和4个P,化学式为AlP,P原子周围最紧邻的P原子数,跟Al原子周围最紧邻的Al原子数相等,而Al原子周围最紧邻的Al原子数为12;由V=MNA×4ρ=58NA×4ρ,得到晶胞的边长为358NA2.(10分)(2024·浙江三校高三联考选考模拟)分析物质的结构可以解释物质的性质。请回答:(1)水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于键,该键是由杂化轨道和轨道重叠形成的,水分子的VSEPR模型名称是。

(2)由铁原子核形成的四种微粒,价电子排布图分别为:①、②、③、④,有关这些微粒的叙述,不正确的是。

A.微粒半径:④>①>②B.得电子能力:②>①>③C.失去一个电子所需最低能量:②>①>④D.微粒③价电子在简并轨道中单独分占,且自旋相同,故不能再继续失去电子(3)八硝基立方烷结构如图所示,是一种新型高能炸药,其爆炸性强的原因是

。

(4)某种冰的晶胞结构如图所示,晶胞参数a=452pm,c=737pm,γ=120°。该晶体密度为g·cm-3(列出数学表达式,不必计算出结果)。

答案(1)σ氧原子的sp3氢原子的1s四面体形(2)BD(3)八硝基立方烷的碳碳键角为90°,其杂化方式为sp3,在动力学上不稳定;其分解产物为稳定的CO2和N2,反应熵增加较大,且放热量大,爆炸性很强(4)4解析(1)H2O中O原子价层电子对数=2+12(6-2×1)=4,含2对孤电子对,水分子的VSEPR模型名称是四面体形。(2)由价电子排布图可知,①为基态Fe原子,②为Fe2+,③为Fe3+,④为Fe原子的激发态;一般电子层数越多原子半径越大,而Fe原子失电子数越多,原子半径越小,因此微粒半径:④>①>②,故A正确;得电子能力:③>②>①,故B错误;能量越高越容易失去电子,基态原子的第一电离能小于第二电离能,则失去一个电子所需最低能量:②>①>④,故C正确;Fe3+的3d轨道上有电子,能再失去电子,故D错误。(4)由晶胞结构可知该晶胞中含有4个水分子,晶胞质量为18×4NAg,晶胞的体积为452×2263×737×10-30cm-3,则晶体密度为4×3.(10分)(2024·浙江台州高三第一次教学质量评估)Cu是生活中常见的金属元素,在材料、农业、医药等领域具有广泛应用。回答下列问题:(1)Al-Zn-Mg-Cu合金具有优异的耐腐蚀性能和高强度,是一种很有发展前景的合金材料。①基态Zn原子的价电子轨道表示式为,位于周期表的区。

②AlF3的熔点为1090℃,远高于AlCl3的192℃,原因是

。

③下列说法不正确的是。

A.该合金的硬度比其成分金属的大,是因为加入其他金属元素,其内部金属原子有规则的层状排列被改变B.第一电离能(I1):I1(Mg)<I1(Al),I1(Zn)<I1(Cu)C.MgCl2熔融时不导电,所以工业上用电解熔融MgO来制取金属镁D.Cu元素的焰色反应为绿色,与铜原子核外电子跃迁释放能量有关(2)Mg(BH4)2是一种新型配位氢化物储氢材料,因具有较高的质量储氢密度和体积储氢密度而备受关注。①Mg(BH4)2中各元素的电负性由大到小的排列顺序为。

②Mg(BH4)2中B原子的杂化方式为。

(3)CIGS是半导体材料,常用作太阳能电池的吸收层,该材料中的某一种晶体的晶胞结构如图1所示(各棱夹角均为90°),该晶胞的俯视图如图2,则该晶体的化学式是。答案(1)①ds②AlF3为离子晶体,熔化时克服离子键,AlCl3为分子晶体,熔化时克服范德华力,离子键强于范德华力,AlF3熔点远高于AlCl3③BC(2)①H>B>Mg②sp3(3)CuInSe2解析(1)③该合金的硬度比其成分金属的大,是因为加入其他金属元素,其内部金属原子有规则的层状排列被改变,A正确;第一电离能(I1):I1(Mg)>I1(Al),Zn的价电子排布式为3d104s2,属于全满稳定,第一电离能大,因此第一电离能是I1(Zn)>I1(Cu),B错误;MgCl2是离子化合物,熔融时导电,工业上用电解熔融MgCl2来制取金属镁,C错误;Cu元素的焰色反应为绿色,与铜原子核外电子跃迁释放能量有关,D正确。(2)②在Mg(BH4)2中,B原子价层电子对数为4,杂化方式为sp3杂化。(3)Cu原子在晶胞中的位置为面上6个,棱上4个,晶胞中共有Cu原子个数为6×12+4×14=4,In在晶胞中的位置为顶角8个,面上4个,体心1个,晶胞中共有In原子的个数为8×18+4×12+1=4,Se8个均在晶胞内部,晶胞中共有8个Se,原子个数比值为Cu∶In∶Se=4∶4∶8=1∶1∶2,4.(10分)(2024·浙江浙南名校联盟高三第一次联考)氟及其化合物种类繁多,应用广泛。请回答:(1)基态F原子的价层电子排布式是。

(2)下列说法不正确的是。

A.第三电离能大小:F>O>N>CB.冰晶石(Na3AlF6)中含有极性共价键、配位键、离子键C.SO2F2的结构类似H2SO4,SO2F2中的键角∠OSO<∠FSFD.熔点大小:AlF3>AlBr3>AlCl3,推测AlF3为离子化合物(3)OF2分子的空间结构为;其分子极性(填“>”或“<”)H2O。

(4)氟化氢是弱酸,在水溶液中存在HF+H2OH3O++F-,Ka=2.7~7.2×10-4,当HF浓度大于5mol·L-1时,氢氟酸是一种相当强的酸,请解释原因:。

(5)某含氟化合物晶胞如图,其化学式为,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为g·cm-3。

答案(1)2s22p5(2)AC(3)V形或角形<(4)随着HF浓度的增大,部分F-结合HF生成HF2(5)K2CuF44解析(2)失去两个电子后,碳元素为2s轨道全满状态较稳定,第三电离能应大于氮元素,A项错误;冰晶石(Na3AlF6)为离子晶体,含有离子键,其阴离子[AlF6]3-为配离子,含有配位键,Al和F之间是极性共价键,B项正确;O的电负性小于F,所以SO2F2中S—O的成键电子对更靠近中心S原子,排斥力更大,所以键角∠OSO>∠FSF,C项错误;已知AlCl3为共价化合物,属于分子晶体,分子晶体的熔点取决于范德华力,范德华力和摩尔质量有关,若AlF3也为分子晶体,其摩尔质量小,沸点也应更小,与实际不符,所以可推测AlF3为离子化合物,D项正确。(3)OF2分子中O的价层电子对数为2+12(6-2×1)=4,根据价层电子对互斥理论,空间结构为V形;因为元素电负性大小顺序为F>O>H,所以H2O的共用电子对偏向O,而OF2的共用电子对偏向F,O原子周围的电荷得到分散,所以H2O的极性强于OF2。(4)随着HF浓度增大,F-会和HF结合生成HF2-,即F-+HFHF2-,该反应有效地降低了溶液中F-的浓度,促进HF的电离,酸性增强。(5)根据均摊法计算,一个晶胞中Cu的个数为8×18+1=2,F的个数为16×14+4×12+2=8,K的个数为8×14+2=4,所以该含氟化合物的化学式为K2CuF4;一个晶胞的质量m=64×2+19×8+39×4NAg=436NAg,晶胞体积V=(a×10-10×a×10-10×b×10-10)cm3=a25.(10分)(2024·浙江诸暨高三适应性考试)第ⅤA族元素又称氮族元素,回答下列问题。(1)基态P原子的价层电子排布图:。

(2)氮族元素的化合物应用广泛。①下列说法正确的是。

A.激发态氮原子跃迁到基态时,可用光谱仪摄取原子的吸收光谱B.第二周期中第一电离能介于B与N之间的元素有3种C.氮族元素气态氢化物键角大小:NH3>PH3>AsH3D.NH3BH3中存在配位键,提供空轨道的是N②氮、硼和氢可以形成平面六元环结构的硼氮苯,分子式为B3N3H6,其结构式为。

③结合质子能力:C2H5NH2(填“>”或“<”)NH3,理由是

。

(3)某含砷化合物晶胞如图所示,As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为g·cm-3(写出计算式即可),每个Ni原子的配位数(紧邻的As原子数)为。

答案(1)(2)①BC②③>乙基为推电子基团,氮原子的电子云密度增大,更易与H+结合(3)2×解析(1)P为15号元素,基态P原子的价层电子排布式为3s23p3,其价层电子排布图为。(2)①激发态氮原子跃迁到基态时,可用光谱仪摄取原子的发射光谱,A错误;第二周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,但Be的2s能级全充满,N的2p能级半充满,较稳定,其第一电离能大于相邻元素,则第一电离能介于B与N之间的有Be、C、O共3种元素,B正确;NH3、PH3、AsH3都是三角锥形,中心原子电负性:N>P>As,电负性越大,成键电子对距离