2025屆高考化學一輪復習高考鴨大題專練一物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題含解析

PAGE9-高考選考大題專練(一)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題1．早期發(fā)覺的一種自然二十面體準晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成。回答下列問題：(1)準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過________方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子有________個未成對電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為____________________?？捎昧蚯杌洐z驗Fe3＋，形成的協(xié)作物的顏色為________。(3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________，1mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為________。乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要緣由是____________________________________。Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有________個銅原子。(4)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為________。列式表示Al單質(zhì)的密度為________g·cm－3(不必計算出結(jié)果)。2．磷和鈣都是促成骨骼和牙齒的鈣化不行缺少的養(yǎng)分元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ca的核外電子排布式為____________，基態(tài)P的價電子排布圖為____________。(2)元素的第一電離能：Ca________(填“＞”或“＜”)P。(3)白磷是磷的一種單質(zhì)。已知白磷分子為正四面體形結(jié)構(gòu)，則P的雜化方式為________；白磷在CS2中的溶解度________(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。(4)下表是幾種碳酸鹽的熱分解溫度和陽離子半徑：碳酸鹽CaCO3SrCO3BaCO3熱分解溫度/℃90011721360陽離子半徑/pm99112135依據(jù)上表數(shù)據(jù)分析碳酸鈣分解溫度最低的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)常溫下PCl5是一種白色晶體，晶體結(jié)構(gòu)為氯化銫型，由A、B兩種離子構(gòu)成。已知A、B兩種離子分別與CCl4、SF6互為等電子體，則A、B兩種離子的符號分別為________、________。(6)用晶體的X－射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)的值。已知金屬鈣的晶胞為面心立方(如圖)晶胞，晶胞邊長為dpm；又知鈣的密度為ρg/cm3，則一個鈣晶胞的質(zhì)量為________(用d、ρ表示，下同)g，阿伏加德羅常數(shù)的值為____________(化成最簡式)。3．鐵觸媒是重要的催化劑，CO易與鐵觸媒作用導致其失去催化活性：Fe＋5CO=Fe(CO)5；除去CO的化學反應方程式為[Cu(NH3)2]OOCCH3＋CO＋NH3=[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。請回答下列問題：(1)C、N、O的第一電離能由大到小的依次為________，基態(tài)鐵原子的價電子排布式為________。(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，其化學方程式為________________________。(3)協(xié)作物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的雜化類型是________，配體中供應孤對電子的原子是________________________________________________________________________。(4)用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反應中，確定有________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積累方式，晶胞分別如圖所示，面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的鐵原子個數(shù)之比為________，面心立方積累與體心立方積累的兩種鐵晶體的密度之比為________(寫出已化簡的比例式即可)。4．碳、硫和釩的相關化合物在藥物化學及催化化學等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}。(1)基態(tài)釩原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________。(2)VOeq\o\al(3－,4)的中心原子上的孤電子對數(shù)為________，一個VOeq\o\al(3－,4)中含有________個σ鍵。(3)2-巰基煙酸氧釩協(xié)作物(圖1中W)是副作用小且能有效調(diào)整血糖的新型藥物。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依次為________，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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電子可在多個原子間運動，形成大π鍵。大π鍵可用Πeq\o\al(n,m)表示，其中m、n分別代表參加形成大π鍵的原子個數(shù)和電子數(shù)，如苯分子中的大π鍵表示為Πeq\o\al(6,6)。③下列微粒中存在大π鍵的是________(填字母)。A．O3B．SOeq\o\al(2－,4)C．H2SD．NOeq\o\al(－,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)，該晶胞的化學式為VS。圖3為該晶胞的俯視圖。①請在圖4中用○標出V原子的位置。②已知晶胞的密度為dg·cm－3，計算晶胞參數(shù)h＝________________cm。(列出計算式即可)5．鈦(22Ti)鋁合金在航空領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為[Ar]________，其中s軌道上總共有________個電子。(2)六氟合鈦酸鉀(K2TiF6)中存在[TiF6]2－配離子，則鈦元素的化合價是________，配體是________。(3)TiCl3可用作烯烴定向聚合的催化劑，例如，丙烯用三乙基鋁和三氯化鈦作催化劑時，可以發(fā)生下列聚合反應：nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(AlC2H53－TiCl3))CH(CH3)—CH2，該反應涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有________；反應涉及的元素中電負性最大的是________。三乙基鋁是一種易燃物質(zhì)，在氧氣中三乙基鋁完全燃燒所得產(chǎn)物中分子的立體構(gòu)型是直線形的是________。(4)鈦與鹵素形成的化合物熔沸點如表所示：化合物熔點/℃沸點/℃TiCl4－25136.5TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔點和沸點呈現(xiàn)確定規(guī)律的緣由是________________________________________________________________________。(5)金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方積累，高溫下是體心立方積累。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)a＝0.295nm，c＝0.469nm，則該鈦晶體的密度為________g·cm－1(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計算式即可)。6．碳、氮、銅形成的單質(zhì)及它們形成的化合物有重要探討和應用價值，回答下列問題：(1)鄰氨基吡啶的銅協(xié)作物在有機不對稱合成中起催化誘導效應，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。①基態(tài)Cu原子的價電子排布式為________，在元素周期表中銅位于________區(qū)(填“s”“p”“d”或“ds”)。②C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的依次為________。③鄰氨基吡啶的銅協(xié)作物中，Cu2＋的配位數(shù)是________，N原子的雜化類型為________。(2)C60是富勒烯族分子中穩(wěn)定性最高的一種，N60是將來的火箭燃料，二者結(jié)構(gòu)相像。①有關C60和N60的說法中正確的是________。A．C60和N60均屬于分子晶體B．N60的穩(wěn)定性強于N2C．C60中碳原子是sp3雜化D．C60易溶于CS2、苯②近年來，科學家合成了一種具有“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，它是把足球形分子C60容納在足球形分子Si60中，則該分子中含有的化學鍵類型為________(填“極性鍵”或“非極性鍵”)。(3)原子坐標參數(shù)和晶胞參數(shù)是晶胞的兩個基本參數(shù)。①圖a中原子坐標參數(shù)分別為：A(0,0,0)，Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，Ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，則D的原子坐標參數(shù)為________。②圖b為銅的晶胞，銅原子半徑為Rnm，NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，則銅晶體的密度為___________g·cm－3(用含r、NA的式子表示)。高考選考大題專練（一）1．解析：（3）由乙醛的結(jié)構(gòu)式（）知，—CH3、—CHO上的碳原子分別為sp3、sp2雜化。由于1個乙醛分子中含有4個C—H鍵、1個C—C鍵、1個C=O鍵，共有6個σ鍵，故1mol乙醛分子中含有6NA個σ鍵。乙酸分子之間能形成氫鍵而乙醛分子之間不能形成氫鍵，故乙酸的沸點明顯高于乙醛。依據(jù)均攤原理，一個晶胞中含有的氧原子數(shù)為4＋6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝8（個），再結(jié)合化學式Cu2O知一個晶胞中含有16個銅原子。（4）面心立方晶胞中粒子的配位數(shù)是12。一個鋁晶胞中含有的鋁原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4（個），一個晶胞的質(zhì)量為eq\f(4,6.02×1023)×27g，再利用密度與質(zhì)量、晶胞參數(shù)a的關系即可求出密度，計算中要留意1nm＝10－7cm。答案：（1）X-射線衍射（2）41s22s22p63s23p63d5血紅色（3）sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵16（4）12eq\f(4×27,6.02×1023×（0.405×10－7）3)2．解析：（1）基態(tài)Ca核外有20個電子，據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2，基態(tài)P的價電子排布圖為（2）P的價電子排布式為3s23p3，3p軌道處于半充溢的穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于Ca。（3）白磷分子為正四面體結(jié)構(gòu)，每個P與四周3個P形成P—P鍵，且含有1對未成鍵的孤對電子，則P實行sp3雜化。白磷為正四面體結(jié)構(gòu)，是非極性分子；CS2為直線形結(jié)構(gòu)，是非極性分子，H2O是極性分子，依據(jù)“相像相溶原理”可知，白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度。（4）由表中數(shù)據(jù)可知，Ca2＋半徑較小，故Ca2＋更易與O2－結(jié)合形成CaO，故CaCO3的分解溫度較低。（5）PCl5的晶體結(jié)構(gòu)為氯化銫型，由A、B兩種離子構(gòu)成。依據(jù)“等電子原理”可知，互為等電子體的分子（或離子）具有相同的原子數(shù)和價電子總數(shù)，A、B離子分別與CCl4、SF6互為等電子體，則A為PCleq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，B為PCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(6))。（6）金屬鈣是面心立方晶胞結(jié)構(gòu)，每個晶胞中含有Ca的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個；晶胞的邊長為dpm＝d×10－10cm，則晶胞的體積為（d×10－10cm）3＝d3×10－30cm3，又知鈣的密度為ρg·cm－3，故每個晶胞的質(zhì)量為d3×10－30cm3×ρg·cm－3＝d3ρ×10－30g。每個晶胞含有4個鈣原子，則有eq\f(4×40,NA)g＝d3ρ×10－30g，則有NA＝eq\f(1.60×1032,d3·ρ)。答案：（1）1s22s22p63s23p64s2（2）＜（3）sp3大于（4）鈣離子由于半徑小和氧離子結(jié)合更為簡單，所以碳酸鈣分解溫度低（5）PCleq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))PCleq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(6))（6）d3·ρ·10－30eq\f(1.60×1032,d3·ρ)3．解析：（1）同周期由左向右元素的第一電離能呈遞增趨勢，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依次為N＞O＞C。鐵為26號元素，依據(jù)構(gòu)造原理確定，基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2。（2）依據(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，化學方程式為4Fe（CO）5＋13O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2Fe2O3＋20CO2。（3）協(xié)作物[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，配體中供應孤對電子的原子是氮原子。（4）用[Cu（NH3）2]OOCCH3除去CO的反應中，確定有配位鍵、σ鍵形成，選bd。（5）依據(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，實際含有的鐵原子個數(shù)之比為2∶1。設鐵原子半徑為r，面心立方積累晶胞的棱長為a1，則eq\r(2)a1＝4r，體心立方積累晶胞的棱長為a2，則eq\r(3)a2＝4r，設鐵原子質(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(點燃))2Fe2O3＋20CO2（3）sp2、sp3N（4）bd（5）2∶14eq\r(2)∶3eq\r(3)4．解析：（1）釩為23號元素，釩的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：。（2）VOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))的中心原子為V，V上的孤電子對數(shù)為0，1個V原子與4個O原子結(jié)合形成化學鍵，所以一個VOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))中含有4個σ鍵。（3）①該藥物中N原子形成2個σ鍵，1個π鍵，N原子的價層電子對數(shù)＝孤電子對數(shù)＋σ鍵個數(shù)＝1＋2＝3，所以N原子實行sp2雜化。②X中含有羧基，可以與水分子形成氫鍵，增加水溶性；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依次為X>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。依據(jù)價層電子對互斥理論，O3的空間構(gòu)型為V形，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(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\up1(－),\s\do1(3))的空間構(gòu)型為平面三角形。因此SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))確定不存在大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\up1(－),\s\do1(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V與3個O形成陰離子，結(jié)合題意可知V的化合價為＋5，則偏釩酸銨的化學式為NH4VO3。（5）①該晶胞的化學式為VS，結(jié)合題圖4可知，一個該晶胞含有2個V原子和2個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頂點和豎直方向的四條棱上。②因為一個該晶胞中有2個VS，所以一個晶胞的質(zhì)量為eq\f(2×（32＋51）,NA)g，依據(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，增加水溶性；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：（3）該反應涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有sp3雜化、sp2雜化。同一周期主族元素，從左到右元素的電負性遞增，同一主族元素，自上而下元素的電負性遞減，故涉及的元素中電負性最大的是Cl。三乙基鋁在O2中燃燒生成Al2O3、CO2和H2O，其中分子的立體構(gòu)型是直線形的是CO2。（4）三者都是分子晶體，對于組成和結(jié)構(gòu)相像的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點越高。（5）該晶胞的底面正六邊形的面積S＝eq\f(3\r(3),2)a2，則該晶胞的體積為eq\f(3\r(3),2)a2c＝eq\f(3\r(3),2)×（2.95×10－8）2×（4.69×10－8）cm3，又該晶胞中含有的鈦原子的數(shù)目為2×eq\f(1,2)＋3＋12×eq\f(1,6)＝6，則該晶胞的質(zhì)量為eq\f(6×48,NA)g，故該鈦晶體的密度為eq\f(6×48,\f(3\r(3),2