高考物质结构与性质专题复习题汇编

高考物质结构与性质专题复习题汇编引言：物质结构与性质的高考定位在高考化学选考模块中，“物质结构与性质”（选修3）以微观粒子结构与相互作用为核心，聚焦原子结构、分子结构、晶体结构三大维度，考查“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等学科核心素养。该模块分值稳定（约15分），题型以综合填空为主，涵盖概念辨析、原理解释、计算推导，是区分度较高的板块。一、原子结构与性质考点1：核外电子排布规律与表示考情分析：电子排布式（含简化式）、轨道表示式为高频考点，常结合元素推断考查。需注意洪特规则特例（如Cr、Cu的电子排布）、全满/半满结构的稳定性。典型例题1（2023·全国甲卷改编）：基态Fe原子的价层电子排布式为______；基态Cu²⁺的价层电子排布图中，未成对电子数为______。解析：Fe的原子序数为26，核外电子排布为[Ar]3d⁶4s²，价层电子为3d⁶4s²；Cu的基态电子排布为[Ar]3d¹⁰4s¹，失去2个电子后Cu²⁺为[Ar]3d⁹，轨道表示式中3d轨道有1个未成对电子。答案：3d⁶4s²；1变式训练1：基态As原子的电子排布式为______（简化形式）；N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为______，原因是______。考点2：电离能与电负性的应用考情分析：电离能的突变用于判断化合价，电负性用于比较化学键极性/元素金属性，常结合周期律综合考查。典型例题2（2021·河北卷）：第二电离能I₂(Li)>I₂(Na)，原因是______。解析：Li⁺的电子排布为1s²（全满稳定结构），失去第二个电子需破坏稳定结构，难度大；Na⁺的电子排布为2s²2p⁶（全满），但Na的原子半径更大，第二电离能（失去2s电子）小于Li（失去1s电子）。答案：Li⁺为1s²全满稳定结构，失去第二个电子需破坏稳定结构，难度大；Na⁺为2s²2p⁶全满结构，失去第二个电子（2s电子）相对容易。变式训练2：已知电负性：C<N<O，判断H₂O、NH₃、CH₄的键角由大到小的顺序为______，并结合电负性解释：______。二、分子结构与性质考点3：化学键与分子构型考情分析：σ键、π键的判断，配位键的形成条件，价层电子对互斥理论（VSEPR）判断分子构型，常结合新物质（如配合物）考查。典型例题3（2023·湖南卷）：配合物[Cu(NH₃)₄]SO₄中，中心离子的配位数为______；NH₃的空间构型为______，杂化方式为______。解析：配体为NH₃，共4个，故配位数为4；NH₃的中心N原子价层电子对数=3（成键）+1（孤电子对）=4，VSEPR模型为四面体形，空间构型为三角锥形，杂化方式为sp³。答案：4；三角锥形；sp³变式训练3：H₂O₂的结构式为______，其中σ键与π键的数目之比为______；H₂O₂中O的杂化方式为______。考点4：分子间作用力与氢键考情分析：氢键的形成条件（X—H…Y，X、Y为F、O、N）、对熔沸点/溶解性的影响，分子极性的判断（结合构型与键的极性）。典型例题4（2022·全国乙卷）：下列物质中，存在分子间氢键的是（）A.CH₄B.H₂SC.NH₃D.SiH₄解析：氢键形成需要分子含N—H、O—H或F—H键，且另一分子有孤电子对的F、O、N。NH₃分子中N—H键的H与另一NH₃的N形成氢键，故选C。答案：C变式训练4：比较H₂O和H₂S的沸点：______，原因是______；H₂O是______（极性/非极性）分子，空间构型为______。三、晶体结构与性质考点5：晶体类型与性质判断考情分析：离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的结构特点（如原子晶体的空间网状结构）、熔沸点比较（离子晶体看晶格能，原子晶体看共价键键能，分子晶体看分子间作用力）。典型例题5（2021·广东卷）：晶体熔点由高到低的顺序为______（填序号）：①SiC②CO₂③KCl④Cu解析：SiC（原子晶体，键能大）>Cu（金属晶体，金属键强）>KCl（离子晶体，晶格能较大）>CO₂（分子晶体，分子间作用力弱）。答案：①>④>③>②变式训练5：判断晶体类型：干冰______，金刚石______，CaF₂______；比较熔点：NaCl______MgO（填“>”“<”或“=”），原因是______。考点6：晶胞结构与计算考情分析：晶胞中粒子数的计算（均摊法）、晶体密度/边长的计算（结合阿伏伽德罗常数），常以立方晶胞（简单立方、面心立方、体心立方）为载体。典型例题6（2023·全国新课标卷）：某金属晶体为面心立方最密堆积，晶胞参数为apm，摩尔质量为Mg/mol，阿伏伽德罗常数为Nₐ，则晶体密度ρ=______g/cm³（注意单位换算）。解析：面心立方晶胞粒子数n=8×1/8+6×1/2=4；晶胞体积V=(a×10⁻¹⁰cm)³=a³×10⁻³⁰cm³；密度ρ=4M/(Nₐ·a³×10⁻³⁰)=4M×10³⁰/(Nₐ·a³)。答案：(4M×10³⁰)/(Nₐ·a³)变式训练6：CaF₂晶胞中，Ca²⁺位于面心和顶点，F⁻位于体内。则一个晶胞中Ca²⁺的数目为______，F⁻的数目为______；若晶胞边长为bpm，密度ρ=______g/cm³（用含b、M、Nₐ的式子表示）。四、复习策略与解题技巧1.概念体系化：梳理“结构→性质→应用”的逻辑链（如电子排布→电离能/电负性→元素性质），构建知识网络。2.模型迁移：掌握典型模型（如sp³杂化的四面体构型、面心立方晶胞的粒子数），迁移到新情境（如陌生分子的杂化方式、复杂晶胞的均摊）。3.计算规范化：晶胞计算需注意单位换算（pm→cm，1pm=10⁻¹⁰cm）、均摊规则（顶点1/8、面心1/2、体心1），密度公式ρ=（n×M）/（Nₐ×V）。4.错题归因：针对易错点（如洪特规则特例、氢键的形成条件、晶胞粒子数计算）整理错题，强化薄弱环节。五、综合训练题（精选）综合题1：短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的基态原子电子排布式为[He]2s²2p²，Y的电负性在同周期中最大，Z的第一电离能大于相邻元素，W的价层电子排布为3d¹⁰4s¹。（1）X的元素符号为______，其杂化方式为sp²的化合物是______（填化学式）。（2）Y的氢化物中存在分子间氢键的是______（填化学式），该氢化物的沸点______（填“高于”或“低于”）同主族其他元素的氢化物。（3）Z的单质晶体类型为______，其熔点______（填“高于”或“低于”）Y的单质，原因是______。（4）W的晶胞为面心立方结构，若晶胞边长为acm，W的摩尔质量为Mg/mol，则晶体密度为______g/cm³（用含a、M、Nₐ的式子表示）。解析与答案：（1）X为C，杂化sp²的化合物如C₂H₄（乙烯）。（2）Y为F，氢化物为HF，沸点高于同主族（HCl、HBr、HI）。（3）Z为Mg（第一电离能大于相邻），单质为金属晶体，熔点高于F₂（分子晶体），原因：Mg通过金属键结合，F₂通过范德华力结合，金属键强于范德华力。（4）W为Cu，面心