2021屆高三化學三輪復習 全國II卷 -物質的結構與性質

1、 11/112021屆高三化學三輪復習 全國II卷 物質的結構與性質 2021屆高三化學三輪復習全國II卷物質的結構與性質1.以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱 作原子的分數(shù)坐標。 四方晶系 CdSnAs的晶胞結構如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90，晶胞中部2 分原子的分數(shù)坐標如表所示。下列說法不正確的是( ) Cd A.灰色大球代表As B.一個晶胞中有4個Sn C.距離Cd（0，0，0）最近的Sn的分數(shù)坐標是（0.5，0，0.25）和（0.5， 0.5，0） D. CdSnAs晶體中與單個Sn鍵合的As有2個 2 2.天然氣水合物(可燃冰)在海底的低溫高壓環(huán)境下形成

2、，是有巨大潛力的 未來能源。但其易分解產(chǎn)生大量甲烷，對其開采可能引發(fā)巨大的溫室效應災難。因此，可燃冰的開采仍處于試驗階段。一種天然氣水合物晶體中， 平均每46個水分子構成8個水分子籠。每一個水分子籠中可容納一個甲烷分子或一個水分子。其中一種籠結構如圖所示。則下列說法錯誤的是( ) A.構成水分子籠的水分子之間以氫鍵連接，故可燃冰不穩(wěn)定易分解 B.籠骨架上的每一個水分子可能參與形成兩個水分子籠 C.若每8個水分子籠中有6個容納4CH ，另兩個容納水分子，則該天然氣水合物的平均組成可表示為426CH 46H O ? D.該天然氣水合物晶體中可能包含不止一種水分子籠 3.下列有關原子結構與性質的說法

3、正確的是( ) A.基態(tài)Cr 原子的價層電子排布式為423d 4s B.基態(tài)C 原子的電子排布圖： C.第一電離能：(N)(O)I I D.基態(tài)Cl 原子的最高能層有4個原子軌道 4.自從第一次合成稀有氣體元素的化合物6XePtF 以來，人們又相繼發(fā)現(xiàn)了氙的一系列化合物，如2XeF 、4XeF 等。如圖甲為4XeF 的結構示意圖，圖乙為 2XeF 晶體的晶胞結構圖。下列有關說法錯誤的是( ) A.4XeF 是極性分子 B.2XeF 晶體屬于分子晶體 C.一個2XeF 晶胞中實際擁有2個2XeF D.若2XeF 晶胞被拉伸為立方體，則2XeF 晶體中距離最近的兩個2XeF 之間的距 /2（a 為

4、晶胞邊長） 5.硒酸銅晶體的分子式是42CuSeO 5H O ?，淡藍色晶體。有毒，能溶于水，微溶于丙酮，不溶于醇。80開始失水，150220失去一個結晶水，265成為無水化合物。用于銅和銅合金著色，凱氏定氮催化劑，以及電子、儀表工業(yè)等?；卮鹣铝袉栴}： (1)銅元素位于元素周期表的_；基態(tài)Se 原子的價電子排布式為_，基態(tài)Cu 原子與基態(tài)Se 原子核外未成對電子數(shù)之比為_。 (2)硒酸銅由硝酸銅和硒酸作用制取，硒酸酸性與硫酸比較，酸性較強的是_(填化學式)，S 、 Se 、O 電負性由大到小的順序是_。 (3)硒酸銅中陰離子24SeO - 的空間結構為_。在Cu 的d 軌道中電子排布成，而不是

5、 ，原因是_。 (4)2Cu O 熔點為1235，紅色或暗紅色八面立方晶系結晶，幾乎不溶于水。2Cu O 的晶體類型是_，熔點22Cu O Cu S 的原因是_。 (5)銅的某種氧化物的晶胞如圖所示，則該氧化物的化學式為 _，若組成粒子氧、銅的半徑分別為u O C pm pm r r 、，密度為 -3g cm ?，設阿伏加德羅常數(shù)值為A N ，則該晶胞的空間利用率為 _(用含 的式子表示)。 6.氫氣是具有發(fā)展前途的燃氣，氫的規(guī)?；瘍\是氫能應用的關鍵。硼氫化鈦、氨硼烷、鑭鎳合金等都是備受關注的儲氫材料?；卮鹣铝袉栴}： (1)()43Ti BH (硼氫化鈦)可由44TiCl LiBH 和反應制

6、得。基態(tài)鈦原子的價電子軌道表示式為_；基態(tài)硼原子核外有_種運動狀態(tài)不同的電子。 (2)4BH -的立體構型是_，B 原子的雜化軌道類型是_。 (3)氨硼烷()33NH BH 是一種高性能化學儲氫材料。請畫出含有配位鍵(用“”表示)的氨硼烷的結構式_；與氨硼烷互為等電子體的有機小分子是_(寫結構簡式)。 (4)鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結構XY n ，它們有很強的儲氫能力，其中銅鈣合金的晶體結構如圖所示。已知鑭鎳合金 LaNi n 晶胞體積為2339.010cm -?，儲氫后形成 4.5LaNi H n 合金(氫進入晶胞空隙， 體積不變)，則LaNi n 中，n =_(填數(shù)

7、值)；氫在合金中的密度為_(保留兩位有效數(shù)字)。 7.富鎳三層狀氧化物0.80.10.12LiNi Co Mn O (NCM811)作為下一代鋰離子電池的正極材料，被廣泛關注和深入研究，納米級2TiO 形成的表面包覆對提高該材料的性能效果明顯?；卮鹣铝袉栴}： （1）Li 在元素周期表中的位置為_，基態(tài)Ni 的電子排布式為_，基態(tài)3Co +有_個未成對電子。 （2）制備NCM811的過程中，殘余的23Li CO 會破壞材料的界面。23CO - 的空 間構型是_，其中C 原子的雜化方式_。 （3該電池初始充電過程中，會有24C H 等氣體產(chǎn)生。24C H 分子中鍵和 鍵數(shù)目之比為_。 （4）2Ti

8、O 的晶胞()90 ?=如圖所示： 2TiO 晶體中氧原子的配位數(shù)是_，其晶胞參數(shù)a =b =459pm ， c =295pm ，該晶體的密度為_3g /cm （列出計算式）。 8.鋰離子二次電池正極材料磷酸亞鐵鋰是應用廣泛的正極材料之一。一種制備磷酸亞鐵鋰的化學方法為42342C 4FePO 2Li CO 4LiFePO 3CO +高溫 ?；卮鹣?列問題： （1）Fe 失去電子變成陽離子時首先失去_軌道的電子。 （2）C O Li 、原子的第一電離能由大到小的順序是_；34PO - 的空間 構型為_。 （3）C 與Si 同主族，2CO 在高溫高壓下所形成的晶體結構與SiO2相似，該晶體的熔點

9、比SiO2晶體_（填“高”或“低”）。硅酸鹽和2SiO 一樣，都是以硅氧四面體作為基本結構單元，如圖表示一種含n 個硅原子的單鏈式多硅酸根的結構（投影如圖所示），Si 原子的雜化類型為_，其化學式可表示為_。 （4）如圖表示普魯士藍的晶體結構（1 8個晶胞，K +未標出，每隔一個立方體在立方體體心有一個鉀離子）。 普魯士藍晶體中每個3Fe +周圍最近且等距離的2Fe +數(shù)目為_個。 晶體中該立方體的邊長為a nm ，設阿伏加德羅常數(shù)為A N ，其晶體密度為_-3g cm ?。 9.鎵(Ga)、鍺(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的單質及某些化合物如砷化鎵、磷化鎵等都是常用的半導體材料，應用于航空

10、航天測控、光纖通訊等領域?；卮鹣铝袉栴}： (1)硒常用作光敏材料，基態(tài)硒原子的核外電子排布式為 _；與硒同周期的p 區(qū)元素中第一電離能大于硒的元素有_種；3SeO 的空間構型是_。 (2)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga _As(填“大于”或“小于”，后同)，第一電離能Ga _As 。 (3)水晶的主要成分是二氧化硅，在水晶中硅原子的配位數(shù)是 _。硅與氫結合能形成一系列的二元化合物426SiH Si H 、等，與氯、溴結合能形成44SiCl SiBr 、，上述四種物質沸點由高到低順序為_，丁硅烯()48Si H 中 鍵與 鍵個數(shù)之比為 _。 (4)GaN 、GaP 、GaAs 都是很好的半導體材料

11、，熔點如表所示，分析其變化原因：_。 pm a 數(shù)的值為A N 。 晶胞中鎵原子采用六方最密堆積，每個鎵原子周圍距離最近的鎵原子數(shù)目為_。 從GaN 晶體中“分割”出的平行六面體如圖乙。若該平行六面體的高為2 6pm 3 a ，GaN 晶體的密度為_3 g /cm (用A a N 、表 示)。 10.碳是一種很常見的元素，它能形成多種物質。 （1）碳與鐵可以形成合金。 基態(tài)碳原子的價電子排布圖（即價電子軌道表示式）為_；基態(tài)鐵原子核外共有_種不同空間老動狀態(tài)的電子。 從結構角度分析，3Fe +較2Fe +穩(wěn)定的原因是_。 （2）碳與其他元素一起能形成多種酸或酸根。 23CO - 的空間構型是_

12、。 類鹵素2(SCN)分子中鍵與 鍵的數(shù)目比():()n n =_。2 (SCN)對應的酸有兩種，理論上硫氰酸(H S C N)的沸點低于異硫氰酸 (H N C S)=的沸點，其原因是_。 （3）碳也可以形成多種有機化合物。 有機物尿素()22CO NH ?。尿素中C 、N 、O 第一電離能大小順序為_。 吡咯（）結構中N 原子的雜化軌道類型為_；分子中 的大 鍵可以用符號n m 表示，其中m 代表參與形成大 鍵的原子數(shù)， n 代表參與形成大 鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大 鍵可表示為 66 ）， 則吡咯中的大 鍵應表示為_ 。 （4）碳還能形成多種同素異形體，如石墨、金剛石等。 石墨具有平面層狀

13、結構，同一層中的原子構成許許多多的正六邊形，它與熔融的K 單質相互作用，形成某種青銅色的物質（其中的元素K 用“ ”表示），原子分布如圖甲所示，該物質的化學式為_。 2017年，中外科學家團隊共同合成了碳的一種新型同素異形體：T-碳。T-碳的結構是將立方金剛石中的每個碳原子用一個由4個碳原子組成的正四面體結構單元取代，可形成碳的一種新型三維立方晶體結構T-碳（如圖乙）。已知T-碳密度為3 ，阿伏加德羅常數(shù)為A N，則T-碳的 g/cm 晶胞參數(shù)a=_pm（寫出表達式即可）。 參考答案 1.答案：D 解析：由四方晶系2CdSnAs 晶胞及部分原子的分數(shù)坐標可知，黑色小球代表Cd ，白色小球代表S

14、n ，灰色大球代表As ，A 項正確；晶胞中有4個Sn 位于棱上，6個Sn 位于面上，則屬于一個晶胞的Sn 的個數(shù)為 41/4+61/2=4，B 項正確；與Cd （0，0，0）最近的Sn 原子為如圖 所示的a 、b 兩個Sn 原子，a 位置的Sn 的分數(shù)坐標為（0.5，0，0.25），b 位置的Sn 的分數(shù)坐標為（0.5，0.5，0），C 項正確；2CdSnAs 晶體中，晶胞面上的Sn 除與該晶胞中的2個As 鍵合外，還與相鄰晶胞中的2個As 鍵合，晶胞棱上的Sn 除與該晶胞中的1個As 鍵合外，還與相鄰晶胞中的3個As 鍵合，故晶體中單個Sn 與4個As 鍵合，D 項錯誤。 2.答案：C 解

15、析：水分子籠的水分子間氫鍵的能量比較小，易斷開，所以可燃冰不穩(wěn)定，易分解，A 正確；籠骨架上的每一個水分子最多可形成三個氫鍵，所以每個水分子可能參與形成兩個水分子籠，B 正確；晶體中平均每46個 2H O 構成 8個籠，8個籠中有6個容納了4CH ，另外2個籠被游離的2H O 填 充，因此，晶體中有48個水分子、6個4CH ，所以其化學式可表示為 426CH 48H O ?，即42CH 8H O ?，C 錯誤；由題意可知，平均每 46個水分子構成 8個水分子籠，所以該天然氣水合物晶體中可能包括不止一種水分子籠，D 正確。 3.答案：C 解析：A.基態(tài)Cr 原子的價層電子排布式為513d 4s

16、，錯誤。 B.基態(tài)C 原子的電子排布圖為 ，錯誤。 C.N 元素的2p 軌道有3個電子，為半充滿穩(wěn)定結構，而氧的2p 軌道有4個電子，失去1個電子相對容易，故第一電離能：NO ，正確。 D.基態(tài)Cl 原子的最高能層符號為M ，該能層含有3s 、3p 、3d 三個能級，分別有1、3、5個軌道，故共有9個原子軌道，錯誤。 4.答案：D 解析：根據(jù)4XeF 的結構示意圖可判斷，該分子為平面正方形結構，所以是非極性分子，A 項正確；由于2XeF 晶體是由分子構成的，所以是分子晶體，B 項正確；根據(jù)2XeF 的晶胞結構可知，一個2XeF 晶胞中實際擁有的2XeF 個數(shù)為81/8+1=2，C 項正確；根據(jù)

17、2XeF 的晶胞結構可知，立方體體心的 2XeF 與每個頂角的2XeF 之間的距離最近且相等，該距離為體對角線長度的 /2，D 項錯誤。 5.答案：(1)第四周期B 族；244s 4p ；1:2 (2)24H SO ；OSSe (3)正四面體形；能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿或全空時，體系能量最低、原子較穩(wěn)定 (4)離子晶體；離子半徑22O S -SSe 。 (3)陰離子24SeO - 價層電子對數(shù)為 62 42 +=，4-4=0，沒有孤對電子，所以空間結構為正四面體形。根據(jù)洪特規(guī)則特例，當能量相同的原子軌道在全滿、半滿或全空時，體系的能量最低。 (4)2Cu O 的熔點為1235，屬于離

18、子晶體；離子半徑22O S -。 (5)晶胞中Cu 原子數(shù)目=4、 O 原子數(shù)目11828 =+?=，Cu 、O 原子數(shù)目之比 為2:1，該氧化物的化學式為2Cu O 。晶胞質量A 464216g N ?+?=，晶胞體積 -33A A 464216288 g g cm cm N N ?+?= ?=?，晶胞中原子總體積() () 3 3 1010C O u 4 4 410cm 210cm 3 3 r r -=?+?，該晶胞的空間利用率 () () 3 310t03Cu 0A 4 4288 410cm 210cm cm 100%3 3r r N -?=?+?= ? () 33 3A O 0 Cu

19、210100%108 N r r -+?。 6.答案：(1) ；5 (2)正四面體形；3sp (3) ；33CH CH (4)5；30.083g cm -? 解析：(1)鈦是22號元素，基態(tài)鈦原子的價電子軌道表示式為 ，基態(tài)硼原子核外有5個電子，故有5種運動狀 態(tài)不同的電子。 (2)4BH -中，B 原子的孤電子對數(shù)為3141 0.12 +-?=，價層電子對數(shù)為4，4 BH -的立體構型為正四面體形，B 原子以3sp 形式雜化。 (3)33NH BH 中N 原子提供孤對電子，B 原子提供空的軌道，形成配位鍵。1個B 原子、1個N 原子的價電子數(shù)之和等于2個C 原子的價電子數(shù)之和，據(jù)此可知與氨硼

20、烷互為等電子體的有機小分子是33CH CH 。 (4)題給銅鈣合金晶體結構中，Ca 原子數(shù)為1121232 6 ?+?=，Cu 原子數(shù)為 11 12661522 ? +?=，所以銅鈣合金的化學式為5CaCu ，則LaNi n 中，5n =。LaNi n 晶胞體積為2339.010cm -?，儲氫后形成5 4.5LaNi H 合金，1個晶胞中吸收的 氫的質量為 2.3 1 4.5g 6.0210 ?，氫在合金中的密度為() 233323 1 4.5g 9.010cm 0.083g cm 6.0210 -?=?。 7.答案：（1）第二周期A 族；82Ar3?d 4?s （2）平面三角形；2sp （

21、3）5:1 （4）3； 2330 482164 6.021045945929510-?+? 解析：（1）Li 為3號元素，在元素周期表中的位置為第二周期A 族；基態(tài)Ni 的電子排布式為82Ar3d 4s ；基態(tài)3Co +的電子排布式為6Ar3d ，根據(jù)洪特規(guī)則，3d 軌道上有4個未成對電子。 （2）根據(jù)價層電子對互斥理論：中心原子C 的價層電子對數(shù)為 4223 332 +-?+ =，因此中心原子C 的雜化類型為2sp ，23CO - 的空間構型為平面 三角形。 （3）24C H 的結構簡式為22CH CH ，碳氫單鍵為 鍵，碳碳雙鍵中含有1 個鍵和1個 鍵，因此鍵和 鍵數(shù)目之比為5:1。 （4

22、）根據(jù)2TiO 的晶胞構型，可以看出2TiO 晶體中與氧原子等距離且距離最近的鈦原子的個數(shù)為3，故2TiO 晶體中氧原子的配位數(shù)是3， = 晶胞質量 晶胞密度晶胞體積 ，根據(jù)均攤法，1個晶胞中有 2個T 和4個O ，因此1個 晶胞質量23 482164 g 60210 m ?+?=，1個晶胞體積30345945929510cm V -=?，所以晶胞密度323 30 482164 g /cm 6.021045945929510 m V -?+?= ?。 8.答案：（1）4s （2）O C Li ；正四面體 （3）高；3sp ；()23SiO n n - （4）6；213 A 153.510N a

23、 ? 解析：（1）基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為22626621s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ，所以失去電子形成離子時先失去的是4s 軌道上的電子。 （2）第一電離能：O C Li （同周期）。34PO -離子中P 原子的雜化軌道數(shù) 是5342 +=，而P 與4個氧原子成鍵，所以形成的是正四面體的空間構型。 （3）原子半徑：C；11:1 (4)三者均為原子晶體，原子半徑：N Ga PGa As ，故熔點降低 (5)12 3010 解析：(1)硒是34號元素，其核外電子排布式為1024Ar3d 4s 4p ，根據(jù)分析可知同周期中只有As 、Br 、Kr 三種元素的第一電離能大于硒，3Se

24、O 的空問間構型為平面正三角形。 (2)同周期主族元素的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而逐漸減小，因此鎵原子的半徑大于砷原子的半徑，砷原子處于第A 族，其4p 軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能較大，因此砷原子的第一電離能大于鎵原子的第一電離能。 (3)水晶晶體中硅原子的配位數(shù)為4，幾種分子晶體的熔沸點可以按照相對分子質量的大小來排列，因此沸點由高到低的順序為 44264SiBr SiCl Si H SiH ，丁硅烯的結構與丁烯類似，分子中有 8個Si H 鍵，1個Si Si 雙鍵，2個Si Si 鍵，因此分子中的 鍵與 鍵的個數(shù) 之比為11:1。 (4)原子晶體中各原子之間是靠共價鍵連接的，在成鍵數(shù)相同的情況下，共價鍵的強度受成鍵原子的半徑大小影響，半徑越小則鍵能越大，N 、P 、As 同屬第A 族，因此三種物質的結構相似，而原子半徑大小順序為NOC ；2sp ；65 （4）8KC 1010 解析：（1）基態(tài)碳原子最外層有4個電子，2s 和2p 能級各2個，價電子排布圖為 ，鐵原子核外有26個電子，基態(tài)鐵原子核外