2017年高考真题-专题18+物质结构与性质(选修)Word版含解析

1、4龜十八 物质徘构島艘肩1.【2017 新课标 1 卷】(15 分)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)。A. 404.4B. 553.5 C. 589.2D. 670.8E. 766.5(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，bAsF6中存在I；离子。I；离子的几何构型为

2、_ ，中心原子的杂化形式为_。(4)KIO；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、1、0 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 KIO；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_【参考答案】(1) A ( 2) N 球形 K 的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)V 形 sp3(4) 0.31512 (5)体心 棱心【解析】 紫色漩长400才4芳眄 因此选项岛正确.(2両位于第四刪IA族电子占据最高能C

3、.立体结构D .共价键类型层罡第四爲尺卩N层最后一亍电子垣充在壬能级上电子云轮廊图対球形j K的原子半彳耳衣于G的半径，且价电子数卡抄，金属键较乱因此K的熔钛海点.比G佻 耳与0为互为等电子检OF2属于 V 形，因此I；几何构型为 V 形，其中心原子的杂化类型为sp3； (4)根据晶胞结构，KC.立体结构D .共价键类型与 0 间的最短距离是面对角线的一半，即为、上0 446nm= 0.315nm ,根据晶胞的结构，距离2K 最近的 O 的个数为 12 个；（5）根据 KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K 处于体心，O 处于棱心。【名师点睛】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空

4、或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质（基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较）、元素 周期律；分子结构与性质（化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断）；晶体结构与性质（晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等）。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。2.【2017 新课标 2 卷】（15 分）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）4CI （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

5、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 _ 。(b（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C.立体结构D .共价键类型标号）A 中心原子的杂化轨道类型B 中心原子的价层电子对数根拆團（同周期随看核电荷数依;:WS大,原子半泾逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次増大）嬴元素的轨道为半充满狀态j原子相对稳定不易结合电子

6、套根擔團川晦子是则：和脸厂:NH：中原子N含有4个0键耶电子对数为（HT吨期利价层电干对數为斗.杂化类型为容，空间构型为正四面体形中心原子是 6 含有3个“键，孤电子对数为（6-1-3）/2=1 ，价层电子对数为 4,杂化类型为sp3,空间构型为三角锥形，因此相同之处为 ABD，不同之处为 C :根据图（b）,N5中b键总数为 5 个，N5的大n键应表示为+根据图（b），还有的氢键是：（H3。）O-HN（N5）、（NH4）N-HN（N5）；yM7 33NA3d (a 10 ) NA602a d(4)根据密度的定乂有，d=Ag/cm3,解得 y=A=(a 107)3MMR 中阴离子N5中的b键总

7、数为 _ 个。分子中的大n键可用符号m表示，其中 m代表参与形成大n键的原子数，n 代表参与形成大n键的电子数（如苯分子中的大n键可表示为6），则N5中的大n键应表示为_。图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NH；）N-HCl、（4） R 的晶体密度为 d g m-3,其立方晶胞参数为 a nm,晶胞中含有 y 个单元，该单元的相对质量为 M，则 y 的计算表达式为【答案】 （1）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N 原子的 2p 轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子(3) ABDC55(H30+)0-HN(N5) (NH：)N-

8、HN(N5)3/ 八602 a d(4)1021)【解析】（1） N 原子位于第二周期第VA 族，价电子是最外层电子，即电子排布图是2s 2p【名师点睛】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质（基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较卜周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量 的关系计算及化学式分析等)。只有对基础知识积累牢固，这类问题才能比较容易解决；在做题 过程中一定要注意审清楚问题问的是什么

9、，如本题(1)问的是电子排布图，而不是电子排布式，另一个注意书写规范，如氢键的表示。3.【2017 新课标 3 卷】(15 分)研究发现，在 CO2低压合成甲醇反应(CO2+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)_ C6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

10、锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(N。3)2中的化学键除了b键外，还存在_。(5)MgO具有 NaCI 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得 MgO 的晶胞参数为 a=0.420nm,则 r(O2-)为_ nm。MnO 也属于 NaCI 型结构，晶胞参数为 a =0.448 nm，贝Ur(Mn2+)为_nm。兀素【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d74s2或 3d74s2O Mn (2) sp sp3(3)H2OCH3OHCO2H2H2O 与 CH3OH 均为极性分子，H2O 中氢键比甲醇多； CO2与 H2均为非极性分子，CO2分子量较大、

11、范德华力较大(4)离子键和n键(或 1 打键) (5) 0.1480.076【解析】CDco是右号元素，位于元素周朗表第斗周朗第vin族，其基主原子核外电子排布式为1史23?2护3旳护灯斗或或AijMX元素阪与0中，由于。元素是非金属元素而Mh是金属元素、所 以第一电高籀欢的是0 0元素的基态原子价电子排布式为加2旳所以M核外未成对电子娠L而血元素魂态原子价电子扌怖功环4%所以其檢外未成对电子媲S,因此核外未成对电子数 较多的是血(2)CO2和 CH30H 的中心原子 C 原子的价层电子对数分别为 2 和 4，所以 CO2和 CH30H 分子 中 C 原子的杂化形式分别为 sp 和 sp3。(

12、3)在 C02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 H2OCH3OHCO2H2，原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；出 0 与 CH3OH 均为极性分子，H2O 中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大，所以CO2的沸点较高。(4)硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N 原子与 3 个氧原子形成 3 个b键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在n键。(5)因为 O2是面心立方最密堆积方式， 面对角线是O2半径的 4 倍，即 4r(O2)=2 a,解得r(O2)=

13、0.420nm=0.148nm ; MnO 也属于 NaCl 型结构，根据晶胞的结构，晶胞参数=2 r(O2)+2 r(Mn2+)，贝Ur(Mn2+)=(0.448 nm-2 0.148 nm)/2=0.076nm。【名师点睛】物质结构的考查，涉及电子排布式、第一电能能比较、杂化理论、化学键及分子间作用力和晶胞的计算等。其中杂化形式的判断是难点，具体方法是：先计算中心原子价电子对数，价电子对数 n=L)(中心原子的价电子数 +配位原子的成键电子数 电荷数)。注意：当上述公式中 电荷数为正值时取“”，电荷数为负值时取“ +；当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零；根据 n 值判断杂化类型：

14、一般有如下规律：当n=2, sp 杂化；n=3 , sp2杂化；n=4 , sp3杂化。4.【2017 江苏卷】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 _。0II(2)_ 丙酮(1 七 H)分子中碳原子轨道的杂化类型是 _ , 1 mol 丙酮分子中含有b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 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

15、替代型产物Fe(x-n)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【答案】（1）3d5或 1s22s22p63s23p63d5（2）sp2和 sp3(4)乙醇分子间存在氢键(5)Fe3CuN【解折】(1)钱是26号户FB+基态核外电子排布式為呦血或1或3珂3丹丹叭 丙瞅哄一 5) 分子中碳無子執道的杂化类型杲甲基中的(形成3个G-H订键，1个0键，为炉斜匕我基 中的C形成3个JC疔犍，一个兀键，故住的杂化方式为够撼决上分析1HL&丙酮分子中含有口 键愉目为VHK亦U H、Q三种元素的电员性由小到大的顺序为

16、HVXOj (4)価的沸点高于 丙酮，遠是囲沏乙醇分子间存在氢锭；丙酮分子中无与电员性较大的子相连的HJS子，不能形成 氢祖(5) aliHfe：豺1心1八位蛊F fixl/2-33 N为1个，从題21團-2看出：Cu普代且位羞 氏型产物的能量更低，将化学式由FFeN用铜替换为F够沁L【名师点睛】本题考查了简单离子的基态核外电子排布式、简单分子中道杂化类型、短周期常见元素的电负性比较、分子间氢键对物质性质的影响、晶胞中原子数的计算及晶体化学式的确定等有关物质结构的主干知识，同时还考查了物质所含能量的高低对物质稳定性的影响。要求我们要重视基础知识的掌握和应用，会用均摊法分析晶体的组成。均摊法确定 晶胞中原(离)子数