(統(tǒng)考版)2023版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高考選考大題專練(一)

高考選考大題專練(一)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題1．如圖是元素周期表的一部分：(1)寫出元素①的元素符號(hào)________，與①同周期的主族元素中，第一電離能比①大的有________種。(2)基態(tài)銻(Sb)原子的價(jià)電子排布式為________。[H2F]＋[SbF6]－(氟酸銻)是一種超強(qiáng)酸，則[H2F]＋的立體構(gòu)型為______，寫出一種與[H2F]＋互為等電子體的分子________。(3)下列說法正確的是________(填字母)。a．N2H4分子中含5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵b．基態(tài)P原子中，電子占據(jù)的最高能級(jí)符號(hào)為Mc．Sb位于p區(qū)d．升溫實(shí)現(xiàn)液氨→氨氣→氮?dú)夂蜌錃庾兓碾A段中，微粒間破壞的主要的作用力依次是氫鍵、極性共價(jià)鍵(4)GaN、GaP都是很好的半導(dǎo)體材料，晶體類型與晶體硅類似，熔點(diǎn)如下表所示，解釋GaN、GaP熔點(diǎn)變化原因_________________________________________________________。________________________________________________________________________。物質(zhì)GaNGaP溶點(diǎn)/℃17001480(5)GaN晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，已知六棱柱底邊邊長(zhǎng)為acm。①晶胞中Ga原子采用六方最密堆積方式，每個(gè)Ga原子周圍距離最近的Ga原子數(shù)目為________；②從GaN晶體中分割出的平行六面體如圖2。若該平行六面體的體積為eq\r(2)a3cm3，GaN晶體的密度為________g·cm－3(用a、NA表示)。2．[2021·湖南卷][選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。回答下列問題：(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為____________，晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是__________(填化學(xué)式)；(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4。SiX4的熔、沸點(diǎn)SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.7①0℃時(shí)，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是________(填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是________________________，氣態(tài)SiX4分子的空間構(gòu)型是________；②SiCl4與N－甲基咪唑()反應(yīng)可以得到M2＋，其結(jié)構(gòu)如圖所示：N－甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為________，H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開___________，1個(gè)M2＋中含有________個(gè)σ鍵；(3)下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①己知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，圖中Z表示________原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為________________________________；②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則該晶體的密度ρ＝______g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示)。3．鐵觸媒是重要的催化劑，CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致其失去催化活性：Fe＋5CO=Fe(CO)5；除去CO的化學(xué)反應(yīng)方程式為[Cu(NH3)2]OOCCH3＋CO＋NH3=[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。請(qǐng)回答下列問題：(1)C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______，基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為________。(2)Fe(CO)5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，則Fe(CO)5的晶體類型是________，F(xiàn)e(CO)5在空氣中燃燒后剩余固體呈紅棕色，其化學(xué)方程式為____________________________________________。(3)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的雜化類型是________，配體中提供孤對(duì)電子的原子是________________________________________________________________________。(4)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反應(yīng)中，肯定有________形成。a．離子鍵b．配位鍵c．非極性鍵d．σ鍵(5)單質(zhì)鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示，面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為________，面心立方堆積與體心立方堆積的兩種鐵晶體的密度之比為________(寫出已化簡(jiǎn)的比例式即可)。4．碳、硫和釩的相關(guān)化合物在藥物化學(xué)及催化化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題。(1)基態(tài)釩原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________。(2)VOeq\o\al(\s\up11(3－),\s\do4(4))的中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)為________，一個(gè)VOeq\o\al(\s\up11(3－),\s\do4(4))中含有________個(gè)σ鍵。(3)2-巰基煙酸氧釩配合物(圖1中W)是副作用小且能有效調(diào)節(jié)血糖的新型藥物。①該藥物中N原子的雜化方式是________________。②X、Y、Z三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)開_______，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)，形成大π鍵。大π鍵可用eq\i\pr\in(m,n,)表示，其中m、n分別代表參與形成大π鍵的原子個(gè)數(shù)和電子數(shù)，如苯分子中的大π鍵表示為eq\i\pr\in(6,6,)。③下列微粒中存在大π鍵的是________(填字母)。A．O3B．SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))C．H2SD．NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))④CS2分子中大π鍵可以表示為________________。(4)偏釩酸銨加熱分解生成五氧化二釩、氨、水。偏釩酸銨的陰離子呈如圖2所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸銨的化學(xué)式為________________。(5)某六方硫釩化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖4所示(○表示V，●表示S)，該晶胞的化學(xué)式為VS。圖3為該晶胞的俯視圖。①請(qǐng)?jiān)趫D4中用○標(biāo)出V原子的位置。②已知晶胞的密度為dg·cm－3，計(jì)算晶胞參數(shù)h＝________________cm。(列出計(jì)算式即可)5．[2021·廣東卷][選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]很多含巰基(—SH)的有機(jī)化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如，解毒劑化合物Ⅰ可與氧化汞生成化合物Ⅱ。(1)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為__________。(2)H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)開_________________。(3)汞的原子序數(shù)為80，位于元素周期表第________周期第ⅡB族。(4)化合物Ⅲ也是一種汞解毒劑?；衔铫羰且环N強(qiáng)酸。下列說法正確的有________。A．在Ⅰ中S原子采取sp3雜化B．在Ⅱ中S元素的電負(fù)性最大C．在Ⅲ中C—C—C鍵角是180°D．在Ⅲ中存在離子鍵與共價(jià)鍵E．在Ⅳ中硫氧鍵的鍵能均相等(5)汞解毒劑的水溶性好，有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒。化合物Ⅰ與化合物Ⅲ相比，水溶性較好的是________。(6)理論計(jì)算預(yù)測(cè)，由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。①圖b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。②圖c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為__________；該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg∶Ge∶Sb＝________。③設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr，則X晶體的密度為________g·cm－3(列出算式)。高考選考大題專練（一）1．解析：（3）N2H4分子的結(jié)構(gòu)為，有4個(gè)N—Hσ鍵，一個(gè)N—Nσ鍵，故a錯(cuò)誤；基態(tài)P原子中，核外電子排布為1s22s22p63s23p3，確定最高能級(jí)為3p，最高能層為M，故b錯(cuò)誤；Sb最后排入的電子的能級(jí)為5p，根據(jù)元素周期表的分區(qū)確定Sb位于p區(qū)，故c正確；升溫實(shí)現(xiàn)液氨→氨氣→氮?dú)夂蜌錃庾兓碾A段中，升溫實(shí)現(xiàn)液氨→氨氣，由液態(tài)變成氣態(tài)，微粒間破壞的主要作用力是氫鍵，氨氣→氮?dú)夂蜌錃馄茐牡氖菢O性共價(jià)鍵，故d正確。（5）①晶胞中Ga原子采用六方最密堆積方式，從圖中可以看出上底面中心的Ga原子距離最近的Ga原子數(shù)目為6，體心下方有3個(gè)Ga原子，體心上方有3個(gè)Ga原子，共12個(gè)；②Ga原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，N原子數(shù)為4×eq\f(1,4)＋1＝2，V＝eq\r(2)a3cm3根據(jù)密度公式ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(NM,NAV)＝eq\f(2×84g·mol－1,NA×\r(2)×a3cm3)＝eq\f(84\r(2),NAa3)g·cm－3。答案：（1）As1（2）5s25p3V形H2O（3）cd（4）兩者均屬于原子晶體，半徑N<P，鍵長(zhǎng)Ga—N<Ga—P，鍵能Ga—N>Ga—P，故熔點(diǎn)前者高（5）①12②eq\f(84\r(2),NAa3)2．解析：（1）硅原子核外有14個(gè)電子，有1s、2s、2p、3s、3p五個(gè)能級(jí)，每個(gè)能級(jí)的電子數(shù)分別是2、2、6、2、2，則基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為。晶體硅和碳化硅均為原子晶體，碳原子半徑比硅原子半徑小，則C—Si鍵鍵長(zhǎng)比Si—Si鍵鍵長(zhǎng)短，故碳化硅的熔點(diǎn)較高。（2）①0℃≈273K，由題表中的數(shù)據(jù)可知，只有SiCl4的熔點(diǎn)低于273K，沸點(diǎn)高于273K，則SiCl4在0℃時(shí)為液態(tài)。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，則分子間作用力依次增大，沸點(diǎn)逐漸升高。SiX4的中心原子Si周圍的σ鍵電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(1,2)×（4－1×4）＝4，無孤電子對(duì)，由VSEPR理論可知，其VSEPR模型與分子空間構(gòu)型均為正四面體。②中甲基碳原子為飽和碳原子，是sp3雜化，碳碳雙鍵中的碳原子為sp2雜化。短周期同周期元素從左到右，電負(fù)性逐漸增大，且H的電負(fù)性比C小，故電負(fù)性由大到小的順序是N>C>H。中1個(gè)基團(tuán)有1個(gè)N—Si、4個(gè)N—C、1個(gè)N=C、1個(gè)C=C、6個(gè)C—H，共有13個(gè)σ鍵，4個(gè)基團(tuán)，則含13×4＝52（個(gè)）σ鍵，另外還有2個(gè)Si—Cl鍵，故1個(gè)中含有σ鍵的數(shù)目為54個(gè)。（3）①由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，1個(gè)晶胞中，對(duì)于X原子，8個(gè)位于頂點(diǎn)、4個(gè)位于棱上、6個(gè)位于面上、3個(gè)位于晶胞內(nèi)，故1個(gè)晶胞中含有X的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋3＝8（個(gè)）；對(duì)于Y原子，4個(gè)Y原子均位于晶胞內(nèi)；對(duì)于Z原子，16個(gè)Z原子均位于晶胞內(nèi)。其中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，則X為Mg，Y為Ge，Z為O。由上述分析可知，該化合物的化學(xué)式為Mg2GeO4。②1個(gè)晶胞的質(zhì)量＝eq\f(24×8＋73×4＋16×16,NA)g＝eq\f(740,NA)g，1個(gè)晶胞的體積＝abc×10－21cm3，則晶體的密度ρ＝eq\f(\f(740,NA)g,abc×10－21cm3)＝eq\f(740×1021,abcNA)g·cm－3。答案：（1）SiC（2）①SiCl4SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4都是分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大正四面體②sp2、sp3N>C>H54（3）①OMg2GeO4②eq\f(740×1021,abcNA)3．解析：（1）同周期由左向右元素的第一電離能呈遞增趨勢(shì)，但是第ⅡA和第ⅤA族元素略大，因此C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C。鐵為26號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理確定，基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。（2）根據(jù)題意知Fe（CO）5又名羰基鐵，常溫下為黃色油狀液體，熔點(diǎn)較低，則Fe（CO）5的晶體類型是分子晶體，F(xiàn)e（CO）5在空氣中燃燒生成氧化鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為4Fe（CO）5＋13O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2Fe2O3＋20CO2。（3）配合物[Cu（NH3）2]OOCCH3中，羧基中碳原子的雜化類型是sp2，甲基中碳原子的雜化類型是sp3，配體中提供孤對(duì)電子的原子是氮原子。（4）用[Cu（NH3）2]OOCCH3除去CO的反應(yīng)中，肯定有配位鍵、σ鍵形成，選bd。（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)利用均攤法分析，面心立方晶胞中含有的鐵原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，體心立方晶胞中含有的鐵原子數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋1＝2，實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為2∶1。設(shè)鐵原子半徑為r，面心立方堆積晶胞的棱長(zhǎng)為a1，則eq\r(2)a1＝4r，體心立方堆積晶胞的棱長(zhǎng)為a2，則eq\r(3)a2＝4r，設(shè)鐵原子質(zhì)量為m（Fe），則兩種鐵晶體的密度之比為eq\f(\f(4m（Fe）,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(2))))\s\up12(3)),\f(2m（Fe）,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))\s\up12(3)))＝4eq\r(2)∶3eq\r(3)。答案：（1）N＞O＞C3d64s2（2）分子晶體4Fe（CO）5＋13O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2Fe2O3＋20CO2（3）sp2、sp3N（4）bd（5）2∶14eq\r(2)∶3eq\r(3)4．解析：（1）釩為23號(hào)元素，釩的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：。（2）VOeq\o\al(\s\up11(3－),\s\do4(4))的中心原子為V，V上的孤電子對(duì)數(shù)為0，1個(gè)V原子與4個(gè)O原子結(jié)合形成化學(xué)鍵，所以一個(gè)VOeq\o\al(\s\up11(3－),\s\do4(4))中含有4個(gè)σ鍵。（3）①該藥物中N原子形成2個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝孤電子對(duì)數(shù)＋σ鍵個(gè)數(shù)＝1＋2＝3，所以N原子采取sp2雜化。②X中含有羧基，可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解，因此X、Y、Z三種物質(zhì)在水中的溶解性由大到小的順序?yàn)閄>Z>Y。③從已知信息來看，形成大π鍵的條件是：原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，O3的空間構(gòu)型為V形，SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))的空間構(gòu)型為正四面體，H2S的空間構(gòu)型為V形，NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的空間構(gòu)型為平面三角形。因此SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))一定不存在大π鍵，H2S中H原子沒有p軌道，也不存在大π鍵，O3和NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))可以形成大π鍵。所以選AD。④CS2是直線形分子，又有p軌道，因此可以形成三原子四電子的大π鍵：eq\i\pr\in(3,4,)。（4）由題圖2可知每個(gè)V與3個(gè)O形成陰離子，結(jié)合題意可知V的化合價(jià)為＋5，則偏釩酸銨的化學(xué)式為NH4VO3。（5）①該晶胞的化學(xué)式為VS，結(jié)合題圖4可知，一個(gè)該晶胞含有2個(gè)V原子和2個(gè)S原子，結(jié)合該晶胞的俯視圖，可知V原子位于晶胞中八個(gè)頂點(diǎn)和豎直方向的四條棱上。②因?yàn)橐粋€(gè)該晶胞中有2個(gè)VS，所以一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(2×（32＋51）,NA)g，根據(jù)題圖3得到晶胞底面積為：a×eq\f(\r(3),2)anm2，所以晶胞的體積為a×eq\f(\r(3),2)a×（10－7cm）2×h，則dg·cm－3＝eq\f(\f(2×（32＋51）,NA)g,a×\f(\r(3),2)a×（10－7cm）2×h)，所以h＝eq\f(2×（32＋51）,a2dNA×\f(\r(3),2)×10－14)cm。答案：（1）（2）04（3）①sp2②X>Z>YX中含有羧基，可以與水分子形成氫鍵，增強(qiáng)水溶性；Y中含有酯基和苯環(huán)，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解③AD④eq\i\pr\in(3,4,)（4）NH4VO3（5）①②eq\f(2×（32＋51）,a2dNA×\f(\r(3),2)×10－14)5．解析：（1）硫?yàn)?6號(hào)元素，基態(tài)硫原子的價(jià)電子排布式為3s23p4。（2）H2O分子間能形成氫鍵，H2S、CH4分子間均不存在氫鍵，H2O的沸點(diǎn)大于H2S、CH4；隨著相對(duì)分子質(zhì)量增大，氫化物的沸點(diǎn)逐漸增大，則沸點(diǎn)：H2S