2010-2019年高考化学真题分类训练 专题20物质的结构与性质(学生版不含答案)
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1、 十年高考真题分类汇编十年高考真题分类汇编(2010-2019) 化学化学 专题专题 20 物质的结构与性质物质的结构与性质 题型一:题型一:原子结构与性质原子结构与性质. .1 题型二:题型二:分子结构与性质分子结构与性质.6 题型三:晶体题型三:晶体结构与性质结构与性质. .20 题型一:题型一:原子结构与性质原子结构与性质 1.(2019 全国全国 I 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 的主要村料。回答下列问题: (1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子
2、所需能量最大的是(填标号)。 A B C D (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+)。 (3)一些氧化物的熔点如下表所示: 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/ C 1570 2800 23.8 75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 (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。图(b)是沿立方格子对角
3、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 g cm3(列出计算表达式)。 2.(2019 江苏江苏 21A)Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域。 以 CuSO4、 NaOH 和抗坏血酸为原料, 可制备 CuO。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为_。 (2) 2 4 SO 的空间构型为_(用文字描述);Cu2+与 OH反应能生成Cu(OH)42, Cu(OH)42中的配位原子为_(填元素符号)。 (3)抗坏血酸的分子结构如图 1 所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为_;推测抗 坏血酸在水中的溶
4、解性:_(填难溶于水或易溶于水)。 (4)一个 Cu2O 晶胞(见图 2)中,Cu 原子的数目为_。 3.(2017 全国全国 I 35)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下 列问题: (1)元素 K 的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为_nm(填标号)。 A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E766.5 (2)基态 K 原子中,核外电子占据最高能层的符号是_,占据该能层电子的电子云轮 廓图形状为_。K 和 Cr 属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属 K 的熔点、沸点等都比金属 Cr 低,原因是_。 (3)X 射线衍射测定等发现
5、,I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_,中 心原子的杂化形式为_。 (4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料, 具有钙钛矿型的立方结构, 边长为 a=0.446 nm,晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K 与 O 间的最短距离为 _nm,与 K 紧邻的 O 个数为_。 (5)在 KIO3晶胞结构的另一种表示中,I 处于各顶角位置,则 K 处于_位置,O 处于 + 3 I + 3 I _位置。 4.(2017全 国全 国II 35) 我 国 科 学 家 最 近 成 功 合 成 了 世 界 上 首 个 五 氮 阴 离 子 盐 (N5)6(H3O)3(NH4)
6、4Cl(用 R 代表)。回答下列问题: (1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。 (2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲 和能(E1)。第二周期部分元素的 E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的 E1 自左而右依次增大的原因是_;氮元素的 E1呈现异常的原因是_。 (3)经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。 从结构角度分析,R 中两种阳离子的相同之处为_,不同之处为_。(填标号) A中心原子的杂化轨道类型 B 中心原子的价层电子对数 C立体结构 D共价键类型 R 中阴离子中的 键总数为_个
7、。分子中的大 键可用符号表示,其中 m 代表参与形成大 键的原子数,n 代表参与形成大 键的电子数(如苯分子中的大 键可表 示为),则中的大 键应表示为_。 图(b)中虚线代表氢键,其表示式为()NHCl、_、_。(4)R 的晶体密度为 d g cm3,其立方晶胞参数为 a nm,晶胞中含有 y 个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单 元,该单元的相对质量为 M,则 y 的计算表达式为_。 5.(2016 全国全国 III 35)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电 池的材料等。回答下列问题: (1)写出基态 As 原子的核外电子排布式_。 (2)根据元素周
8、期律,原子半径 Ga_As,第一电离能 Ga_As。(填大于或小于) (3)AsCl3分子的立体构型为_,其中 As 的杂化轨道类型为_。 5 N n m 6 6 5 N + 4 NH (4)GaF3的熔点高于 1000,GaCl3的熔点为 77.9,其原因是_。 (5)GaAs 的熔点为 1238,密度为 gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为 _,Ga 与 As 以_键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa g mol-1和 MAs g mol-1, 原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm,阿伏加德罗常数值为 NA,则 GaAs 晶胞中原子的体积占 晶胞体积的百分率
9、为_。 6.(2016 四川四川 8)M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z 是一种过渡元素。 M 基态原子 L 层中 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的 2 倍,R 是同周期元素中最活泼的金属 元素,X 和 M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z 的基态原子 4s 和 3d 轨 道半充满。请回答下列问题: (1)R 基态原子的电子排布式是 ,X 和 Y 中电负性较大的是 (填元素符号)。 (2)X 的氢化物的沸点低于与其组成相似的 M 的氢化物,其原因是_。 (3)X 与 M 形成的 XM3分子的空间构型是_。 (4)M 和 R 所形成的一种离子化合物 R2M 晶
10、体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是 _(填离子符号)。 (5)在稀硫酸中,Z 的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化 M 的一种氢化物,Z 被还原为+3 价, 该反应的化学方程式是_。 7.(2016 上海上海 四四)NaCN 超标的电镀废水可用两段氧化法处理: (5)上述反应涉及到的元素中,氯原子核外电子能量最高的电子亚层是_;H、C、N、O、 Na 的原子半径从小到大的顺序为_。 (6)HCN 是直线型分子, HCN 是_分子(选填极性、 非极性)。 HClO 的电子式为_。 8.(2015 安徽安徽 25)C、N、O、Al、Si、Cu 是常见的六种元素。 (1)Si 位于元素周期表第_周
11、期第_族。 (2)N 的基态原子核外电子排布式为_;Cu 的基态原子最外层有_个电子。 (3)用或或600(分解) -75.5X 16.8 10.3 沸点/ 60.3 444.6 10.0 45.0 337.0 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。 (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_。 (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 _。 (4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构
12、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_。 (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_g cm3;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。 17.(2015 全国全国 III 35)锌在工业中有重要 作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题: (1)Zn 原子核外电子排布式为_。 (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1(Zn)_ 1(Cu)(填大
13、于或小于)。原因是_。 (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_。 (4)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(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_。 (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_g cm 3(列出计算式)。 18.(2018 江苏江苏 21 A)臭氧(O3)在Fe(H2O)6
14、2+催化下能将烟气中的 SO2、NOx分别氧化为 和,NOx也可在其他条件下被还原为 N2。 (1)中心原子轨道的杂化类型为_;的空间构型为_(用文 字描述)。 (2)Fe2+基态核外电子排布式为_。 (3)与 O3分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式)。 (4)N2分子中 键与 键的数目比 n()n()=_ _。 (5)Fe(H2O)62+与 NO 反应生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键。请 在Fe(NO)(H2O)52+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 19.(2017 全国全国 III 35)研究发现,在 CO2低压合成甲醇反应(CO
15、2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问 题: (1)Co 基态原子核外电子排布式为_。元素 Mn 与 O 中,第一电离能较大的是 _,基态原子核外未成对电子数较多的是_。 (2)CO2和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为_和_。 (3)在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中,沸点从高到低的顺序为_,原因 是_。 (4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了 键外,还存在_。 (5)MgO 具有 NaCl 型结构(如图), 其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,
16、X 射线衍射实验 测得 MgO 的晶胞参数为 a=0.420 nm,则 r(O2-)为_nm。MnO 也属于 NaCl 型结构,晶 胞参数为 a =0.448 nm,则 r(Mn2+)为_nm。 20(2017 江苏江苏 21A)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy的 制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 (1)Fe3+基态核外电子排布式为_。 (2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_,1 mol 丙酮分子 中含有 键的数目为_。 (3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为_。 (4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为_。 (5)某 FexNy的晶胞如题
17、 21 图1 所示,Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe, 形成 Cu 替代型产物 Fe(xn) CunNy。 FexNy转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如题 21 图2 所示,其中更稳定的 Cu 替代型产物的化学式为_。 21.(2016 全国全国 I 35)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列 问题: (1)基态 Ge 原子的核外电子排布式为Ar_,有_个未成对电子。 (2)Ge 与 C 是同族元素,C 原子之间可以形成双键、叁键,但 Ge 原子之间难以形成双键或 叁键。从原子结构角度分析,原因是_。 (3)比较下列锗卤化物的
18、熔点和沸点,分析其变化规律及原因_。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔点/ 49.5 26 146 沸点/ 83.1 186 约 400 (4)光催化还原 CO2制备 CH4反应中,带状纳米 Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、 O 电负性由大至小的顺序是_。 (5)Ge 单晶具有金刚石型结构,其中 Ge 原子的杂化方式为_,微粒之间存在的作用力 是_。 (6)晶胞有两个基本要素: 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为 Ge 单晶的晶胞,其中原子坐标 参数 A 为(0,0,0);B 为(,0,);C 为(,0)。则 D 原子的坐标参数为_。 晶胞参数,描述晶胞的大
19、小和形状。已知 Ge 单晶的晶胞参数 a=565.76 pm,其密度为 _g cm-3(列出计算式即可)。 22.(2016 全国全国 II 35)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜 镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题: (1)镍元素基态原子的电子排布式为_,3d 能级上的未成对的电子数为_。 (2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。 Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。 在Ni(NH3)62+中 Ni2+与 NH3之间形成的化学键称为_,提供孤电子对的成键原子是 _。 氨的沸点(填高于或低于)膦(PH3),原
20、因是_;氨是_分子(填极性或非极 性),中心原子的轨道杂化类型为_。 (3)单质铜及镍都是由_键形成的晶体:元素铜与镍的第二电离能分别为: ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICuINi的原因是_。 (4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 1 2 1 2 1 2 1 2 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。xk.Com 若合金的密度为 dg/cm3,晶胞参数 a=_nm。 23.(2016 江苏江苏 21A) Zn(CN)42在水溶液中与 HCHO 发生如下反应: 4HCHO+Zn(CN)42+4H+4H2O=Zn(H2O)42+4HOCH2CN (1)Zn2+基态
21、核外电子排布式为_。 (2)1 mol HCHO 分子中含有 键的数目为_mol。 (3)HOCH2CN 分子中碳原子轨道的杂化类型是_。 (4)与 H2O 分子互为等电子体的阴离子为_。 (5)Zn(CN)42中 Zn2+与 CN的 C 原子形成配位键。不考虑空间构型,Zn(CN)42的结构可 用示意图表示为_。 24.(2015 全国全国 I 35)碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题: (1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态 原子中,核外存在对自旋相反的电子。 (2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是。 (3)CS2分子中,共
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