物质结构与性质-高考化学一轮单元复习（原卷版）

单元15物质结构与性质

真题模拟练

1.（2021•山东卷）X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6,二者形成的一种化合物能

以[XY4]+[XY6]的形式存在。下列说法错误的是

A.原子半径：X>Y

B.简单氢化物的还原性：X>Y

C.同周期元素形成的单质中Y黛化性最强

D.同周期中第一电离能小于X的元素有4种

3.（2020•山东卷）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能

级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是（）

A.第一电离能：W>X>Y>ZB.简单离子的还原性：Y>X>W

C.简单离子的半径：W>X>Y>ZD.氢化物水溶液的酸性：Y>W

4.（2020年山东新高考）下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是

B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度

C.SiK中Si的化合价为+4,CH」中C的化合价为4,因此SiH4还原性小于CH4

5.（2020年山东新高考）B、N3H«无机苯）的结构与苯类似，也有大兀键。下列关于B3N3H6的说法错误的是

A.其熔点主要取决于所含化学键的键能

B.形成大五键的电子全部由N提供

C.分子中B和N的杂化方式相同

D.分子中所有原子共平面

6.（2021•全国甲卷）我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。

该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：

（1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为；单晶硅的晶体类型

为。SiC14是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为。SiC14可发生水解反应，机

理如下:

含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②尔乜、③sp3d2,中间体SiC14（H2O）中Si采取的杂化类型为

（填标号）。

（2）C02分子中存在个。键和个兀键。

（3）甲醇的沸点（64.7℃）介于水（100℃）和甲硫醇（CH6H,7.6℃）之间，其原因是。

（4）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体.四方ZrO2

晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________,晶胞参数为apm、apm、cpm,该晶体密度为

g-cm3（写出表达式）。在ZrO?中掺杂少量ZrO后形成的傕化剂，化学式可表示为ZnxZriQy,则

y=（用x表达）。

7.（2021・河北卷）KH2P04晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO,晶体已应

用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：

（1）在KH2PCh的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是一（填离子符号）。

（2）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+,表示，与之相反的用,表示，称为电

22

子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为一。

（3）已知有关氨、磷的单键和三键的键能（kJ・mo「）如表：

N—NN三NP—PP三P

193946197489

(4)己知KH2P02是次磷酸的正盐，H3P。2的结构式为一，其中P采取—杂化方式。

(5)与P0：电子总数相同的等电子体的分子式为一。

(6)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衣状的多磷酸，则相应的酸根可写为一o

(7)分别用。、•表示HzPO；和K，，KH2P。4晶体的四方晶胞如图⑶所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO；、

K+在晶胞xz面、yz面上的位置:

①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度_g・cm3(写出表达式)。

②晶胞在x轴方向的投影图为_(填标号)。

(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是(填标号)。

B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动

C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

PH3

9.(2021•山东卷)非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题；

⑴基态F原子核外电子的运动状态有一种。

⑵O、F、C1电负性由大到小的顺序为一；0F2分子的空间构型为_；0F2的熔、沸点_(填“高于”或“低于”)CLO,

原因是_。

(3)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeFz中心原子的价层电子对数为一,

下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是一(填标号)。

A.spB.sp2c.sp3D.sp3d

(3)Ni的基态原子的价层电子排布式为o区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为

°向绿色的NiSCH溶液中滴加过量的氨水，溶液会变成深蓝色，其原因是溶液中生成了一-种六

配体的配离子，该配离子的化学式为o

(4)已知M的晶胞9=0=了=90。)结构如下图所示，则M的化学式为o其晶胞参数为：a=b=c

=dpm,该晶体的密度为g・cn/(列出计算式)

12.(2020年新课标I)Goodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越

贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

⑴基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为。

(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能出)如表所示。h(Li)>h(Na),原因是_________°h(Be)>h(B)>

h(Li),原因是________o

I)/(kJ*mol1)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

(3)磷酸根离子的空间构型为,其中P的价层电子对数为、杂化轨道类型为。

(4)LiFcPO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶

点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePCh的单元数有一个。

电池充电时,LiFeCU脱出部分Li+,形成LiiFePCh,结构示意图如L)所示,则x=,n(Fe2+)：

n(Fe3+)=o

13.(2021•山东泰安市・泰安一中高三其他模拟)铜及其化合物应用广泛。请回答卜列问题：

(1)铜原子价层电子排布式为，K«uF6的名称为。

⑵钾和铜都是第四周期元素，且原子的最外层电子数相同，铜的熔沸点远大于钾的原因是______。

(3)在高温下，CsO比CuO稳定，从离子的电子层结构角度分析，其主要原因是。

(4)CUSO4-5H2O结构示意图如图：

©CuSO4・5H2O中不存在的相互作用有(填序号，下同加热该蓝色胆倒晶体得到白色硫酸铜固体

破坏的相互作用有O

A.离子键B.极性键C.非极性键D.配位程E.氢键

②硫酸铜中SO：的空间构型为,其中心原子的杂化类型是。

(5)铜银合金的立方晶胞结构如图所示：

①原子B的分数坐标为；

②若该晶体密度为dg.cm\则铜银原子间最短距离为pm。

14.(2020年新课标H)钙钛矿(CaTiCh)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的

功能材料，回答下列问题：

(1)基态Ti原子的核外电子排布式为，，

(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCL至TiL熔点依次升高，原因是

化合物TiF4TiCUTiBr4Tih

熔点/℃377-24.1238.3155

(3)CaTiCh的晶胞如图⑶所示，其组成元素的电负性大小顺序是：金属离子与氧离子间的作用力

为,Ca2+的配位数是。

图(b)

⑸用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低/器件效率和使用

寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土销(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理

如图⑹所示，用离子方程式表示该原理、。

EII'-I-

图(c)

⑴基态Ni原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图的形状为：Ti、Se两种基态原子的价层电

子数目之比为；Ni、Ti、Se的第一电离能由大到小的顺序为o

(2)碳有多种同素异形体，其中等质量的石墨与金刚石中共价键的数目之比为。

16.(2020年新课标III)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下

列问题：

(1)H、B、N中，原子半径最大的是______o根据对角线规则，B的一些化学性质与元素的相似。

(3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(H§+),与B原子相连的H呈负电性(心)，电负性大小顺序

是__________。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是(写分子式)，其熔点比

NH3BH3(填嘀”或“低)原因是在NH3BH3分子之间，存在_____________________,也称“双

氢键”。

(4)研究发现，氮硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,a=^=y=90%

氨硼烷的2x2x2超晶胞结构如图所示。

氨硼烷晶体的密度〃=gem%列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

17.(2021•广东茂名市•高三三模)日前新合成的碑化镉(Cd3As2)三维材料具有超强导电性，这种材料的电气

性能与石墨烯相当，可代替石墨烯使用。

(l)Cd与Zn同族且相邻，若Zn基态原子将次外层1个d电子激发进入最外层的np能级，则该激发态原子

的外围电子排布式为O

⑵与神（As）同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3PH3（填或y"），原因是

（3）As与Ge、Se同周期且相邻，它们的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示），原因是

（4）含碑有机物“对氨基苯肿酸”的结构简式如图，As原子轨道杂化类型为,Imol对氨基苯肿酸含G键

数FI为_______

⑸神化镉可以看作是石墨烯的3D版，其晶胞结构如图，As为面心立方堆积，Cd占据As围成的四面体空

隙，空隙占有率75%,故Cd为“具有两个真空的立力晶格'如图“①”和“②”位是“真空”。

333

建立如图的原子坐标系，①号位的坐标为（二，-）,则③号位原子坐标参数为____o晶胞参数为叩m,

444

阿伏加德罗常数的值为NA,神化辐的摩尔质量为/Wg-mol',则该晶胞的密度为g-cm为列计

算式即可）。

18.（2020年山东新高考）CdSnAs?是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：

（l）Sn为1\贝族元素，单质$11与干燥d2反应生成011。4。常温常压下SnCL为无色液体，SnCL空间构型为

，其固体的晶体类型为o

（2）NH3、PHS、ASH3的沸点由高到低的顺序为（填化学式，下同），还原性由强到弱的顺序为

,键角由大到小的顺序为o

（3）含有多个配位原子的配体与同一中心离子（或原子）通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd?+

配合物的结构如图所示，Imol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有mol,该螯合物中N的杂

化方式有种。

(4)以晶胞参数为单位K度建立的坐标系可以表示晶胞中各原了的位置，称作原了的分数坐标。四方晶系

CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90。，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。

坐标原子Xyz

Cd000

Sn000.5

As0.250.250.125

一个晶胞中有个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn(用分数坐标表示)。CdSnAs2

晶体中与单个Sn键合的As有个。

19.(2020年天津卷)Fe、Co.Ni是三种重要的金属元素。回答下列问题：

(l)Fe、Co.Ni在周期表中的位置为,基态Fe原子的电子排布式为。

(2)CoO的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,则CoO晶体的密度为g.cm\三

种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为。

anm

(3)Fe、Co、Ni能与C12反应，其中Co和为Ni均生产二氯化物，由此推断FeCb、C0CI3和Ch的氧化性由

强到弱的顺序为一，Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成，写出反应的离子方程式：

0

1

?(63.14.6)

010

1186

*、

军

联0

运T-T

-

N

2O4O6080100

rw(ILSO.)/%

20.(2021.山东泰安市•鬲三其他模拟)H、N、P、Mg、Al、Cu6种元素及其化合物可以形成用于生活和工

业、国防中的重要材料。

(1)上述6种元素的基态原子中，只含有1个未成对电子的有种。

⑵游(N2H4可视为NH3分子中的一个氢原子被一NH3取代所形成的一种物质。NH3分子的空间构型是

，股的沸点比氧气的沸点高的原因是。

(3)下表列出的是某元素的第一至第四电离能(单位：kJ.m。”的数据.

11I2I314

42(]310044005900

上述6种元素中元素的电离能有类似变化的是(填元素符号)。

"K、

(4)氮和磷相结合能形成一类偶磷氮烯的化合物，其链状高聚物的结构为--N=j>——,则P的杂化方式为

(5)Mg、Cu合金的拉维斯结构如图所示，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入

以四面体方式排列的Cu。

23

①若1号原子的坐标为（0,0,0）,3号原子的坐标为（1,1,1）,则2号原子的坐标为。

②该晶胞的化学式为o

21.［2019新课标I］在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCs微小晶粒，其分

散在AI中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要村料。回答下列问题:

（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（填标号）。

RfNe]©fNe]①①INe|0

A伙]①rn

3s3s3cp53P

⑵乙二胺（WNCH2cH2NH2）是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是

乙一胺能与Mg?/、CM，等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙一胺形成的化合物

稳定性相对较高的是（填“Mg2+”或

（3）一些氧化物的熔点如下表所示:

氧化物Li2OMgOP4O6SO2

熔点"C1570280023.8-75.5

解释表中氧化物之间熔点差异的原因。

（4）图（a）是MgCs的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四

面体方式排列的Cu。图（b）是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离4pm,

Mg原子之间最短距离产pnio设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是

gemt（歹八I1计算表达式）。

22/2019新课标H］近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe-Sm-As-F-0

组成的化合物。回答下列问题：

⑴元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为，其沸点比N%的（填“高”

或“低”），其判断理由是。

（2）Fe成为阳离子时首先失去轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f,6s2,Sm"的价层电子排布式

为o

（3）比较离子半径：F（填“大于”等于,，或“小于》

（4）一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。

O。o•

As0或FSmFe

图1图2

图中F和O?-共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和代表，则该化合物的化学式表示为

，通过测定密度"和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：p=g-cmH

23.[2019新课标DI]磷酸亚铁锂(