1、1 真题调研 把握命题规律,第二篇,题型四 物质结构与性质综合题的研究(选考),1.(2019全国卷，35)在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。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)。,A,1,2,3,4,5,6,解析 由题给信息知，A项和D项代表Mg，B项和C项代表Mg。 A项，Mg再失去一个电子较难，即第二电离能大于第一电离能，所以电离最外层一个电子所需能量A大于B； 3p能级的能量高于3s,3p能级上电子较3s上易失去
2、，故电离最外层一个电子所需能量：AC、AD，选A。,1,2,3,4,5,6,(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_、_。乙二胺能与Mg2、Cu2等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_(填“Mg2”或“Cu2”)。,sp3,sp3,1,2,3,4,5,6,乙二胺的两个N提供孤电子对与金属离子形成配位键,Cu2,解析 乙二胺分子中，1个N原子形成3个单键，还有一个孤电子对，故N原子价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤电子对，价层电子对数为4，采取sp3杂化。乙二胺中2个
3、氮原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子。由于铜离子半径大于镁离子，形成配位键时头碰头重叠程度较大，其与乙二胺形成的化合物较稳定。,解释表中氧化物之间熔点差异的原因_ _。,(3)一些氧化物的熔点如表所示：,Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶,体。晶格能：MgOLi2O。分子间作用力(分子量)：P4O6SO2,1,2,3,4,5,6,解析 氧化锂、氧化镁是离子晶体，六氧化四磷和二氧化硫是分子晶体，离子键比分子间作用力强。,(4)图(a)是MgCu2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
4、。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x_pm，Mg原子之间最短距离y_pm。设阿伏加 德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是_gcm3(列出计算表达式)。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,2.(2019全国卷，35)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FeSmAsFO组成的化合物。回答下列问题： (1)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NH3的_(填“高”或“低”)，其判断理由是_。,三角锥形,1,2,3,4,5,6,低,NH3分子间存在氢键,(2)Fe成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm的
5、价层电子排布式为4f66s2，Sm3价层电子排布式为_。,4s,4f5,1,2,3,4,5,6,解析 Fe的价层电子排布式为3d64s2，其阳离子Fe2、Fe3的价层电子排布式分别是3d6、3d5，二者均首先失去4s轨道上的电子；Sm失去3个电子成为Sm3时首先失去6s轨道上的电子，然后失去1个4f轨道上的电子，故Sm3的价层电子排布式为4f5。,(3)比较离子半径：F_O2(填“大于”“等于”或“小于”)。,小于,1,2,3,4,5,6,解析 F与O2电子层结构相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，离子半径越小，故离子半径：FO2。,(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示
6、。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F和O2共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1x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：_ gcm3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数 坐标，例如图1中原子1的坐标为 则原子2和3的坐标分别为_、 _。,SmFeAsO1xFx,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,3.(2019全国卷，35)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH
7、4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题： (1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是_，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_(填“相同”或“相反”)。,Mg,相反,1,2,3,4,5,6,解析 由元素周期表中的“对角线规则”可知，与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg；Mg为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，故M层的2个电子自旋状态相反。,(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构 式为_，其中Fe的配位数为_。,4,1,2,3,4,5,6,解析 Fe能够提供空轨道，而Cl能够提供孤电子对，故FeCl3分子
8、双聚时可形成配位 键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为 Fe原子周围有4个Cl，其中Fe的配位数为4。,(3)苯胺( )的晶体类型是_。苯胺与甲苯( )的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(95.0 )、 沸点(110.6 )，原因是_。,分子晶体,苯胺分子之间存在氢键,1,2,3,4,5,6,解析 苯胺为有机物，结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺为分子晶体。苯胺中有NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。,(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是_；P
9、的_杂化轨道与O的2p轨道形成_键。,O,sp3,1,2,3,4,5,6,解析 同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故O的电负性大于N，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故电负性N大于P，又H的电负性小于O，因此NH4H2PO4中电负性最高的元素是O。 中中心原子P的价层电子对数为4，故P为sp3杂化，P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成键。,(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：,1,2,3,4,5,6,这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_(用n代表P原子数)。,(P
10、nO3n1)(n2),1,2,3,4,5,6,4.(2018全国卷，35)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题： (1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。,D,C,1,2,3,4,5,6,解析 D选项表示基态，为能量最低状态； A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。,(2)Li与H具有相同的电子构型，r(Li)小于r(H)，原因是_。,Li核电荷数较大,1,2,3,4,5,6,解析 Li与H具有相同的电子构型，Li的核电荷数大于H的核
11、电荷数，因此Li的原子核对电子的吸引能力强，即Li半径小于H半径。,(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH4中，存在_(填标号)。 A.离子键 B.键 C.键 D.氢键,正四面体,sp3,1,2,3,4,5,6,AB,可知，Li原子的第一电离能为_kJmol1，O=O键键能为_kJmol1，Li2O晶格能为_kJmol1。,(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。,520,498,1,2,3,4,5,6,2 908,解析 由题给信息可知，2 mol Li(g)变为2 mol
12、Li(g)吸收1 040 kJ热量，因此Li原子的第一电离能为520 kJmol1；0.5 mol氧气生成1 mol氧原子吸收249 kJ热量，因此O=O键的键能为498 kJmol1；Li2O的晶格能为2 908 kJmol1。,(5)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德 罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_gcm3(列出计算式)。,1,2,3,4,5,6,回答下列问题： (1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_ _，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。,5.(2018全国卷，35)硫及其化合物有许多用途，相关
13、物质的物理常数如下表所示：,或,哑铃(纺锤),1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,解析 基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，因此其价层电子的电子排布图为 或 ；基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。,(2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。,H2S,1,2,3,4,5,6,解析 根据价层电子对互斥理论可知，H2S、SO2、SO3三种分子中S原子的价层电子对数分别为4、3、3，因此H2S中S原子价层电子对数不同
14、于其他两种分子。,(3)图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_。,S8相对分子质量大，分子间范德华力强,1,2,3,4,5,6,解析 S8和SO2均为分子晶体，S8的相对分子质量大于SO2，因此S8的分子间作用力大，熔、沸点比SO2的高。,解析 SO3的中心原子为S，中心原子的孤电子对数 0，中心原子结合3个氧原子，结合每个O原子有且只能有一个键，所以S形成3个键，S的价层电子对数为033，S为sp2杂化，根据sp2杂化轨道构型可知，SO3为平面形分子，符合形成大键条件，可形成4中心6电子大键，因此有两种共价键类型。如图(b)所示的三聚分子中每个S原子与
15、4个O原子结合，形成正四面体结构，S原子的杂化轨道类型为sp3。,(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。,平面三角,2,1,2,3,4,5,6,sp3,(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗 常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm3；晶胞中Fe2位于 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,6.(2018全国卷，35)锌在工业中有重要作用，也是人体必
16、需的微量元素。回答下列问题： (1)Zn原子核外电子排布式为_。,Ar3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2),1,2,3,4,5,6,解析 锌的核外有30个电子，因此其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，也可写作Ar3d104s2。,(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_ I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_ _。,大于,Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失,1,2,3,4,5,6,电子,解析 锌的价层电子排布式为3d104s2，为全满稳定结构，较难失去电子，铜的价层电子排布式为3d10
17、4s1，较易失去一个电子，因此锌的第一电离能大于铜的第一电离能。,(3)ZnF2具有较高的熔点(872 )，其化学键类型是_；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_ _。,离子键,ZnF2为离子化合物，,1,2,3,4,5,6,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小,解析 由ZnF2的熔点为872 可知，ZnF2应为离子晶体，因此化学键类型为离子键。ZnF2为离子化合物，极性较大，不溶于有机溶剂；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小，能够溶于有机溶剂。,(4)中华本草等中医典籍中，记载了炉
18、甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。,平面三角形,sp2,1,2,3,4,5,6,(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA， Zn的密度为_gcm3(列出计算式)。,六方最密堆积(A3型),1,2,3,4,5,6,物质结构与性质命题规律 (1)载体主要分为两类：一类是根据相关物质，如新型物质、古籍中的某物质等命题；另一类是周期表中若干种前四周期元素，先推断后回答问题.从目前命题形式看，高考趋向选择第一种形式命题。 (2)考查的重点主要
19、有核外电子的表示方法(电子排布式、电子排布图等)，未成对电子数的判断，电负性和第一电离能的大小比较，电离能异常变化的原因分析，杂化类型和立体构型的判断，晶体类型与化学键、粒子之间作用力类型的判断。,(3)解释、分析型问题是“物质结构与性质”的难点，主要包括对熔、沸点的高低、热稳定性、键角、配体提供的孤电子对数、形成双键难易程度以及形成共价键和离子键的条件等的考查。 (4)晶胞的相关计算是必考点，主要涉及面心立方、体心立方、氯化钠型、石墨型、六棱柱等晶胞中配位数、密度、空间利用率、晶胞参数和粒子半径等的计算，其中，粒子半径、空间利用率的计算是高考新热点，考查了考生用数学工具解决化学晶胞相关计算的能力。,
