2023届人教版高中化学二轮复习讲义-高考综合大题研究-物质结构与性质综合题综合大题练习

综合大题专练

A组

1.(2022•北京西城区一模)Z*+、三乙撑二胺和对苯二甲酸根离子可形成晶体M,其晶胞示

意图如下。

J：三乙撑二胺

)×=>(=^ooc-θ>-COO-

(I)Zn2+的价层电子排布式是

(2)C、0、N的电负性从大到小的顺序是.

⑶三乙撑二胺(U)与Zn2+能形成配位键的原因是。

(4)在晶体M每个空腔中装入一个顺式偶氮苯分子后形成晶体M∣,晶胞示意图如图。一定条

件下随着偶氮苯顺反结构的变化，晶体骨架发生畸变，晶体在Ml和M2两种结构之间相互转

化，可以吸收和释放N2,被称为“会呼吸”的晶体。

晶体装载分子晶胞中Zd+个数晶胞体积/cm?

Mi顺式偶氮苯XX10-24

反式偶氮苯-24

M24×10

资料：反式偶氮苯顺式偶氮苯

i∙0J见光

ii.Ml和M2相互转化时，Zd+的配体和配体数均不变

①N2的电子式是。

②偶氮苯N=N中N的杂化轨道类型是。偶氮苯存在顺反

异构的原因是分子中两个氮原子间存在__________(填“σ键”或“兀键”)。

(3)X-0

④晶胞密度小则晶体内部的空隙大。能让“会呼吸”的晶体吸收N2的条件是光照

射。

答案（l）3d'°

（2）0>N>C

（3）三乙撑二胺中的N给出孤电子对，Zn?+有空轨道能接受孤电子对

（4）①：N∙=N：②sp2π键③2④紫外

解析（I）Zn2+的电子排布式为ls22s22p63s23p63d10,则其价层电子排布式是3dQ（2）C>0、

N为同周期元素，从左到右的排列顺序为C、N、0,非金属性依次增强，所以电负性从大到

小的顺序是O>N>C0（4）①N原子的价电子数为5,需要形成三对共用电子，所以N2的电

N

子式是：N：：N：o②偶氟苯U中N的价层电子对数为3,则杂化

轨道类型是SP2。偶氮苯分子中，双键氮原子存在孤电子对，所以存在顺反异构，其原因是分

子中两个氮原子间存在兀键。③在晶体Ml的晶胞中，Zi?+位于棱上，每个棱被4个晶胞共

用，则x=8X；=2。④MI和M2相互转化时，Zn2+的配体和配体数均不变，即Zn2+、三乙撑

二胺和对苯二甲酸根离子的个数比不变，现Ml和M2中Z*+个数比为2：4=1:2,所以相

对分子质量比也为1：2,而Ml的体积为XIo-24c∏13,M2的体积为X10=4rn3,所以二者的

密度比为错误！：错误！Vl：1,所以M∣的密度小。晶胞密度小则晶体内部的空隙大，从而

得出Ml能让“会呼吸”的晶体吸收N2,依据“反式偶氮苯：：：顺式偶氮苯”，可得出

条件是紫外光照射。

2.（2022•山东滕州市第一中学二模）聚合物锂离子电池具有超薄化特征，适用于多种设备，电

极材料涵盖LiFePCLiNio2、LiPF6>LiASF6等物质。

（1）磷酸为磷的最高价含氧酸，其空间结构如图：

157Pm*152Pm

①键角大小比较：a（填“大于”“等于”或“小于”）仇

②纯净的磷酸黏度极大，随温度升高黏度迅速下降，原因是。

（2）聚合物锂离子电池工作时，Lr沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移，过程如图所示（图中阴离

子未画出）。

①Li+迁移过程中与聚乙二醇分子中0原子间的作用力为.（填字母）。

a.分子间作用力b.离子键c.共价键

②LiASF6的阴离子的空间结构为；基态As原子的最高能级组轨道表示式为

一

Ni

(3)二茂银是具有导电性的有机配合物。镣在周期表中的位置是(填写对

应周期、族)。X个原子共用y个电子可表示为n：3则环戊二烯离子(C5H5)中的大兀键可表示

为O

(4)图1为NiO晶胞，与O?一距离最近的O?一有个。

一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O?一作密置单层排列,

Ni?,填充其中(如图2),该“单分子层”面积密度为mg∙cπ√2,则的半径为nm(用机、

NA表示)。

答案(D①小于②温度升高，磷酸分子间氢键被破坏

(2)①C②正八面体

ItiHiiuitIlIIimITnTn

3d4s4p

⑶第四周期第Vnl族ng

⑷口√⅛×1θ7

解析(IXDP=O和P-O的排斥力大于P-O和P-O之间的排斥力，所以键角α小于6。

(2)①根据图示，Li+迁移过程中与聚乙二醇分子中O原子间形成配位键，作用力为共价键，

选c。②LiASF6的阴离子是ASF6^,ASE中AS原子价层电子对数是*匕F+6=6,无孤电子

对，空间结构为正八面体；基态AS原子的最高能级组包括4s、3d、4p三个能级，最高能级

ItiHiitIItIitiimrmτ∏

组轨道表示式为3d4s4p。(3)锲是28号元素，在周期表中的位

置是第四周期第VlD族。环戊二烯离子(CsHf)中5个原子共用6个电子，其大兀键可表示为∏‰

(4)由晶胞图可知，与氧离子距离最近的氧离子有12个；设02一的半径为αnm,单分子层重

复单元呈平行四边形，是相邻四个O?一球中心的连线，每个重复单元包含1个。2-和1个Ni?+,

重复单元所占的平行四边形面积为gx24X24Xsin6(rX2)nm2=2√542χιo-i4cnq2;该“单分

子层”面积密度为.g∙cm2,NAX2√5屏Xl(P4="则。2的半径为N雨嬴X*m。

3.(2022•福建二模)C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方

面有重要应用。请回答下列问题：

(1)科学家常利用____________区分晶体SiO2和非晶体SiO2o

(2)基态Ge原子核外电子的空间运动状态有种。

(3)Si为重要的半导体材料，硅与NaOH溶液反应生成NaaSiCh溶液，该溶液中四种元素电负

性由小到大的顺序为。硅酸盐中的硅酸根离子通常以[SiCM四面体(如图1所示)

的方式形成链状、环状或网络状复杂阴离子，图2所示为一种环状硅酸根离子，写出其化学

[SiOJ示意图环状硅酸根离子

(4)实验中常用K3[Fe(CN)6]检验Fe?+,K3[Fe(CN)6]中Fe3+的配位数为,其中碳原

子的杂化轨道类型为。1molK3[Fe(CN)6]中含有σ键与π键的数目之比为

(5)灰锡的晶体结构(如图3所示)与金刚石相似，其中A处原子的原子分数坐标为(0,0,0),则

C处原子的原子分数坐标为,

答案(I)X射线衍射实验

⑵17

(3)Na<Si<H<0Si6O∣Γ

(4)6SP1：1

⑸(；,1)

解析(1)构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通

过X射线衍射图谱反映出来。因此区分晶体SiO2和非晶体SiO2的最可靠的科学方法是对固

体进行X射线衍射实验。

(2)基态Ge原子的核外电子排布式为Is22s22p63s23p63d∣°4s24p2,共有17个原子轨道，故基态

Ge原子的核外电子有17种不同的空间运动状态。

(3)在Na2SiO3溶液中含有四种元素分别是Na、H、0、Sio元素的非金属性越强，其电负性

就越大。元素的非金属性由弱到强的顺序是Na<Si<H<0,故这四种元素的电负性由小到

大的顺序为Na<Si<H<O:根据环状硅酸根离子结构、可结合均摊法计算，知其化学式为

SibOli-O

(4)根据配合物结构可知Fe?+的配位数是6;由于其中C原子形成了共价三键，所以C原子杂

化轨道类型是sp;在配离子［Fe(CN)6］3一中的中心离子Fe3+与6个配离子CN-通过6个配位键

结合，配位键是C键；在配离子CN-中形成共价三键，共价三键中一个是6键，两个是n键，

所以在1molK3［Fe(CN)6］中含有12molσ键,12molπ键,则1moɪK3［Fe(CN)6］中含有σ键

与兀键的数目之比为1：1。

4.(2022•广东茂名一模)银及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题:

(1)基态Ni原子价层电子的轨道表示式为。

⑵含有4个水分子的醋酸镇［Ni(C2H3O2)2∙4H2Ol在电镀中有广泛应用，其中H2O中O原子的

杂化轨道类型为，若该构型为八面体，则中心Ni原子的配位数为

(3)Ni0、Feo的晶体结构类型均与氯化钠的相同，已知熔点：NiO>FeO,则离子半径kNi?*)

(填“<”或“>”“Fe?+);天然的和人工合成的氧化银常存在各种缺陷，某

缺陷氧化银的组成为NiO,其中Ni元素只有+2和+3两种价态，两种价态的锲离子数目之

比为。

(4)四斑基银［Ni(COH是由路德维希•蒙德所发现。室温下，它是一种具有挥发性的液体，其熔、

沸点低的原因是;CO分子内σ键与π键个数之比为o

(5)金属银与镯(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。若阿伏

加德罗常数的值为NA,晶胞边长为αpm,则该晶胞的密度为g∙cm^o

(2)sp3杂化6

(3)<11：1

(4)Ni(CO)4是分子晶体，熔化或挥发时破坏的是范德华力，因此熔、沸点较低1：2

434

⑸加XIO,°

解析(I)Ni为28号元素，核外有28个电子，其基态原子的核外电子排布式为［Ar］3di¼s2,

3d4s

则其价层电子的轨道表示式为上Urlrl+IMQL

(2)H2O中O的价层电子对数为2+‘一广2=4,故杂化轨道类型为sp3杂化，若该构型为八

面体，则CH3COCΓ和H2O均为配体，中心Ni原子的配位数为6。

(3)Ni0、Feo的晶体结构类型均与氯化钠的相同，均为离子晶体，已知熔点：NiO>FeO,则

晶格能：NiO>FeO,因此离子半径r(Ni2+)Vr(Fe2+),设两种价态的锲离子数目分别为x、y,

则x+y=,2x+3y=2,解得x=,y=,即两种价态的镶离子数目之比为：=11：1。

(4)四燕基银［Ni(C0R在室温下是一种具有挥发性的液体，可知Ni(CO)4是分子晶体，熔化或

挥发时破坏的是范德华力，因此熔、沸点较低；Cc)的结构式为C三0,含有1个C键与2个

π键，因此σ键与π键个数之比为1：2。

(5)根据晶胞示意图可知，La位于晶胞的顶点，Ni位于晶胞的面心和体心，则一个晶胞中La

1159X5+139434

原子的个数为8X∙j=l,Ni原子的个数为8X5+l=5,则晶胞的质量为---T1---------g=苛g，

0Z/VAONAo

.434

3033

又晶胞的边长为apm,则晶胞的体积为(〃X10)cm,因此晶胞的密度为方WXIO3°g∙cm0

B组

1.(2022•吉林延边一模)铜是人类广泛使用的第一种金属，含铜物质在生产生活中有着广泛应

用。回答下列问题：

(1)铜镐氧化物(CUMn2。4)能在常温下催化氧化一氧化碳和甲醛(HCH0)。

①基态Cu原子的M层电子排布式为。

②CO和N2互为等电子体。标准状况下VLCO分子中兀键数目为。

⑵钙铜合金可用作电解法制备金属钙的阴极电极材料。钙在元素周期表中位于—(填

“s”“p”“d”或“ds”)区。一种钙铜合金的结构如图(∏［可看作是由I、∏两种原子层交

替堆积排列而形成的)。该钙铜合金中铜原子与钙原子的个数比为。

I∏ɪn

(3)已知硫酸铜稀溶液呈蓝色，判断硫酸铜稀溶液中不存在的作用力有(填字母)。

A.配位键B.金属键

C.离子键D.氢键

E.范德华力

(4)已知Cu2O的熔点为1235℃,Cu2S的熔点为1130℃,Cu2O熔点较高的原因是

2

(5)Cιp+可形成[CU(X)2]2+,其中X代表CH3—HN-CH2~CH2—NH2。则1mol[Cu(X)2]

粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有mol»

(6)一种含有Fe,Cu,S三种元素的矿物的晶胞(如图所示)，属于四方晶系(晶胞底面为正方形),

则该化合物的化学式为；若晶胞的底面边长为anm,

晶体的密度为pg∙cnΓ3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的高为nmŋ

答案(I)φ3s23p63dl°②错误！(2)s5：1(3)BC(4)两者都是离子晶体，且阴、阳离子

电荷数都相同，但r(θ2-)<r(S2-),所以Cu2O的晶格能大，熔点较高(5)10(6)FeCuS2

736

Λ2P‰×1Q-21

解析(1)②CO和N2互为等电子体。等电子体结构相似，Co分子中C、O原子之间以共价

三键C三O结合，其中含有1个◎键，2个兀键。在标准状况下VLCo气体中含有气体分子

物质的量是“(CO)=错误！mol则该分子中含有的兀键数目Mn)=错误！。(3)硫酸铜在溶液中

完全电离产生自由移动的离子，不存在离子键：水分子之间存在范德华力、氢键；水分子、

硫酸根离子中原子之间形成共价键，水合铜离子中存在配位键，不存在金属键。(5)Cu2+可形

成[CU(X)2]2+,其中X代表CH3—HN—CH2—CH2-NH2,其中的C、N原子价层电子对数都

是4,VSEPR模型为四面体形，1个[CU(XR2+中含有的四面体形原子有2X5=10个，则1mol

[Cu(X)2]2+微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有IOmoL(6)根据图示可知在一个晶

胞中含有的Fe原子数目为8X∙∣+4x∖+1=4;含有的CU原子数目为4义J+6x[=4,含有

的S原子数目是8个，"(Fe)：〃(Cu)：n(S)=l：1：2,所以该物质的化学式为FeCuS2;假设

胞曲度为Cnm,该昨胞密度P=LNA(AXIOF)等5.=而收gg-cm'

2.Li,Fe,AS均为重要的合金材料，NA为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题：

(1)基态Li原子核外电子占据的空间运动状态有个，占据最高能层电子的电子云轮

廓图形状为。

(2)L.的焰色试验为紫红色，很多金属元素能产生焰色试验的原因为o

(3)基态Fe?+比基态Fe?,稳定的原因为。

3+

(4)KSCN和K4[Fe(CN)6]均可用于检验Fe»

①SCN的空间结构为,碳原子的杂化方式为«

②KdFe(CN)J中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)；ɪmol

[Fe(CN)J-中含有σ键的数目为。

(5)Li>Fe和AS可组成一种新型材料，其立方晶胞结构如图所示。若晶胞参数为anm,阿伏

加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度可表示为g∙cnΓ3(列式即可)。

Li∙FeoAs

)X©LiAS原子重叠

晶胞结构图Z轴方向投影图

答案(1)2球形(2)电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态或基态时，以光的

形式释放能量(3)基态Fe?+的价电子排布式为3d6,而基态Fe3+的价电子排布式为3个,为

X1023

半充满状态，稳定性更强(4)①直线形SP②N>C>Fe>K12NA(5)Fr

解析(4)①SCN-中C原子的价层电子对数目为2,空间结构为直线形，其中碳原子的杂化

方式为sp。②KdFe(CN)H中基态K、Fe、C、N原子吸引电子能力依次增强，第一电离能依

次增大，所以四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>C>Fe>K;Fe?+与CN-形成配位键

含6个σ键，每1个CN-中含有1个σ键，所以1mol[Fe(CN)6]「中含有◎键的数目为12NAo

(5)由图可知，每个晶胞中含有4个Li、4个As、4个Fe,则该晶体的密度可表示为p=

4×(7+75+56)XlO23

W"XI(TPg53=^Γg∙cm"

口[

3.氟硼酸盐是化工生产中比较常见的一类物质，如KBF4、NH4BF4,∣∙L」BF；等。

(1)下列状态的氟中，失去最外层一个电子所需要的能量最大的为(填字母)。

IHel冏而TTIHeI[t∏HTTTTT

2s2p

[Hei皿mτm田IHel迎皿J]ffl

2p3s2s2p

C

(2)KBF4是合成深紫色固体氟硼镀酸钾的原料。BF3能结合F形成BF；,在此过程中F-B-F

的键角将(填“减小”或“增大”)。

(3)1LJBFI是一种液体电解质，在有机合成中能提高氢化反应的选择性。

①该物质的组成元素中属于p区元素的有种。

②该物质中C原子的杂化类型为。

③与KBFM熔点：530℃)相比,该物质熔点较低的可能原因为O

(4)NH4BF4是合成新型材料氮化硼的原料之一。

①NH4BF4中对键合电子吸引能力最强的元素是(填元素符号)，其中配位键与σ键

的数目之比为。

②氮化硼的主要结构有六方氮化硼和立方氮化硼，其中立方氮化硼晶胞的截面图如图所示：

产7nm*∣

A的田田壬筹

z=。Z=扣z=*αZ=加

据此判断，每个晶胞中含有B的数目为,B、N原子之间的最短距离为nmo

答案(I)B(2)减小(3)①4②SP2、sp3③阳离子体积大，阴、阳离子间的作用力弱

(4)®F1：4②4坐a

解析(I)A项，该粒子为基态F原子，其失去最外层一个电子所需要的能量小于F*;B项，

该粒子为基态F*,由于F的第二电离能高于第一电离能，故其失去最外层一个电子所需要的

能量较大；C项，该粒子为激发态F原子，其失去最外层一个电子所需要的能量小于基态F

原子：D项，该粒子为激发态F卡,其失去最外层一个电子所需要的能量小于基态F+。(2)BF3

的空间结构为平面正三角形，F-B—F的键角为120°,BFI的空间结构为正四面体形，F-B-F

的键角为109。28',故BF3结合F-形成BF4^的过程中，F-B-F的键角减小。

(3)①该物质的组成元素有C、H、N、B、F,属于P区的元素是C、N、B、F,共4种。

②该物质中，五元环中的C原子采用sp2杂化，烷基上的碳原子采用sp3杂化，即该物质中C

原子的杂化类型为SP2、SP3。(4)①NH4BF4中，F的电负性最强，故对键合电子吸引能力最强

的元素是F;NH；和BFl中，各存在1个配位键和3个单犍，配位键和单键都是σ键，故NH4BF4

中配位键与σ键的数目之比为1:4o②根据立方氮化硼晶胞的截面图可知，立方氨化硼晶胞

结构与金刚石晶胞结构相似，N原子位于晶胞的顶点和面心，其个数为8×∣+6×τ=4,B

原子位于晶胞内部，其个数为4;B、N原子之间的最短距离为体对南线的;，晶胞参数为anm,

则B、N原子之间的最短距离为坐4nm。

4.(2022∙天津市南开区二模)第VlA族的氧、硫、硒(Se)、硫(Te)等元素在化合物中常表现出

多种化合价，含第VlA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题：

(1)基态O原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。

(2)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示，S原子的杂化轨道类型是。

⑶基态Se原子的核外电子排布式为。

(4)S、Se、Te三种元素电负性由大到小的顺序是，三种元素氢化物水溶液的酸

性最强的是(填化学式)。

(5)CS2分子中共价键的类型是,常温下CO2是气体而CS2是液体的原因是

(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示，

S周围紧邻且等距的Zn有个。晶胞棱长为apm,密度为g∙cπΓ3(NA表示阿

伏加德罗常数的值)。

3

答案(1)哑铃(2)sp(3)ls22s22p63s23p63d%s24p4(或[Ar]3d%s24p4)(4)S>Se>TeH2Te

(5)σ键、兀键CO2和CS2组成和结构相似，CS2相对分子质量比CCh大，范德华力更大，沸

×1n32

点更高(6)4酝

解析(2)从图中可以看出，在S8分子中，每个S原子形成2个共价键，则S原子的价层电

子对数为4,S原子采用的杂化轨道类型是SP3。(4)同主族元素从上到下非金属性依次减弱，

因此非金属性：S>Se>Te,非金属性越强，电负性越大，则电负性：S>Se>Te;非金属性越

强的元素，与氢元素的结合能力越强，则其氨化物在水溶液中就越难电离，酸性就越弱，故

酸性最强的是H?Te。(5)CS2分子中，C与S原子形成双键，结构式为S=C=S,每个双键都

是含有1个σ键和1个π键，则含有的共价键类型为σ键和兀键。(6)晶胞中S原子位于顶点

和面心，共含有8X1+6X⅛=4个，Zn原子位于体内，共4个，则S周围紧邻且等距的Zn

OZ

4X97QQQ

有4个；1个晶胞中平均含有4个ZnS,质量为m=-^—g=干厂g,晶胞的体积为V=

NRD/VA

388

_γ∏NAgX10犯

3

(a×10-'θ)cm∖则密度为P=."1(,。)3cm，=赤g'ɑ^ɜŋ

5.(2022•广东肇庆二模)近年来我国在高温超导材料的研究中取得了重大突破，高温超导体仅

出现在共价性很强的氧化物中，例如带有直线形的CU-O-CU链节的网格层对超导性有重要的

作用。回答下列问题：

(1)基