专题6 化学键 分子和晶体的结构与性质 10年高考化学真题专题分类汇编

专题六化学键分子和晶体的结构与性质考点1化学键1.(2024北京,2,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是()A.H2O2的电子式:B.CH4分子的球棍模型:C.Al3+的结构示意图:D.乙炔的结构式:答案A2.(2024江苏,2,3分)反应PbS+4H2O2PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是()A.S2-的结构示意图为B.H2O2中既含离子键又含共价键C.SO42-中D.H2O的空间构型为直线形答案C3.(2024江苏,7,3分)下列有关反应描述正确的是()A.CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH断裂C—O键B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2答案B4.(2024黑、吉、辽,2,3分)下列化学用语或表述正确的是()A.中子数为1的氦核素:21HeB.SiO2的晶体类型C.F2的共价键类型:p-pσ键D.PCl3的空间结构:平面三角形答案C5.(2024贵州,2,3分)下列叙述正确的是()A.KBr的电子式:K+[∶Br]-B.聚乙炔的结构简式:C.SO32-的空间结构D.的名称:2-甲基-2-丁烯答案B6.(2024山东,9,2分)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是()A.图中代表F原子B.该化合物中存在过氧键C.该化合物中I原子存在孤对电子D.该化合物中所有碘氧键键长相等答案C7.(2024湖南,2,3分)下列化学用语表述错误的是()A.NaOH的电子式:B.异丙基的结构简式:C.NaCl溶液中的水合离子:D.Cl2分子中σ键的形成:答案C8.(2024浙江1月选考,3,3分)下列表示不正确的是()A.中子数为10的氧原子:8B.SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型:C.用电子式表示KCl的形成过程:D.的名称:2-甲基-4-乙基戊烷答案D9.(2023新课标,12,6分)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。下列说法错误的是()A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子B.反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2答案D10.(2023浙江1月选考,12,3分)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH32Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是()A.Al2Cl6的结构式为B.Al2Cl6为非极性分子C.该反应中NH3的配位能力大于氯D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应答案D11.(2022北京,7,3分)已知:H2+Cl22HCl。下列说法不正确的是()H2在Cl2中燃烧A.H2分子的共价键是s-sσ键,Cl2分子的共价键是s-pσ键B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能答案A12.(2022北京,9,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是()化学键C—HSi—HC—OSi—OC—CSi—Si键能/kJ·mol-1411318799358452346222A.稳定性:CH4>SiH4B.键长:<C—OC.熔点:CO2<SiO2D.硬度:金刚石>晶体硅答案C13.(2022海南,10,4分)(双选)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是()A.HCl的电子式为B.Cl—Cl键的键长比I—I键短C.CH3COOH分子中只有σ键D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强答案BD14.(2022湖南,2,3分)下列说法错误的是()A.氢键、离子键和共价键都属于化学键B.化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表C.药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识D.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一答案A15.(2022浙江1月选考,5,2分)下列表示不正确的是()A.乙炔的结构简式:B.KOH的电子式:C.乙烷的球棍模型:D.氯离子的结构示意图:答案C考点2分子结构与性质1.(2024浙江6月选考,3,3分)下列表示不正确的是()A.CO2的电子式:B.Cl2中共价键的电子云图:C.NH3的空间填充模型:D.3,3-二甲基戊烷的键线式:答案A2.(2024浙江6月选考,7,3分)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是()选项结构或性质用途A石墨呈层状结构,层间以范德华力结合石墨可用作润滑剂BSO2具有氧化性SO2可用作漂白剂C聚丙烯酸钠()中含有亲水基团聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂D冠醚18-冠-6空腔直径(260~320pm)与K+直径(276pm)接近冠醚18-冠-6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度答案B3.(2024浙江6月选考,14,3分)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是()A.Si5Cl10分子结构可能是B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2D.Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10答案A4.(2024北京,9,3分)氘代氨(ND3)可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到ND3:①Mg3N2与D2O的水解反应;②NH3与D2O反应。下列说法不正确的是()A.NH3和ND3可用质谱法区分B.NH3和ND3均为极性分子C.方法①的化学方程式是Mg3N2+6D2O3Mg(OD)2+2ND3↑D.方法②得到的产品纯度比方法①的高答案D5.(2024河北,8,3分)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是()选项实例解释A原子光谱是不连续的线状谱线原子的能级是量子化的BCO2、CH2O、CCl4键角依次减小孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力CCsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位Cs+比Na+的半径大D逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同各步中的C—H键所处化学环境不同答案B6.(2024河北,9,3分)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是()A.HCl的形成过程可表示为B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构C.在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力答案B7.(2024黑、吉、辽,9,3分)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是()A.环六糊精属于寡糖B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚答案B8.(2024湖南,9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是()A.P为非极性分子,Q为极性分子B.第一电离能:B<C<NC.1molP和1molQ所含电子数目相等D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化答案A(2024安徽)阅读下列材料,完成9~10小题。地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。已知25℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。9.(2024安徽,6,3分)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.标准状况下,2.24LX和Y混合气体中氧原子数为0.1NAB.1L0.1mol·L-1NaNO2溶液中Na+和NO2-C.3.3gNH2OH完全转化为NO2-D.2.8gN2中含有的价电子总数为0.6NA答案A10.(2024安徽,7,3分)下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是()A.键角:NH3>NOB.熔点:NH2OH>[NH3OH]ClC.25℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4ClD.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N答案D11.(2024安徽,8,3分)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是()A.该物质中Ni为+2价B.基态原子的第一电离能:Cl>PC.该物质中C和P均采取sp2杂化D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2答案C12.(2023新课标,9,6分)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。下列说法正确的是()A.该晶体中存在N—H…O氢键B.基态原子的第一电离能:C<N<OC.基态原子未成对电子数:B<C<O<ND.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同答案A13.(2023山东,3,2分)下列分子属于极性分子的是()A.CS2B.NF3C.SO3D.SiF4答案B14.(2023湖南,4,3分)下列有关物质结构和性质的说法错误的是()A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子答案A15.(2022湖北,11,3分)磷酰三叠氮是一种高能分子,结构简式为。下列关于该分子的说法正确的是()A.为非极性分子B.立体构型为正四面体形C.加热条件下会分解并放出N2D.分解产物NPO的电子式为答案C16.(2022江苏,2,3分)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是()A.Na2O2的电子式为B.H2O的空间构型为直线形C.H2O2中O元素的化合价为-1D.NaOH仅含离子键答案C17.(2022浙江6月选考,26,4分)(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是

。

(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是

。

答案(1)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少,分子间作用力小(2)Na+半径小于K+,Na+与H-的离子键作用强,H-更难失电子,还原性更弱18.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NO(1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为;NO3-的空间构型为(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σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=。

(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图答案(1)sp3平面(正)三角形(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)NO(4)1∶2(5)19.(2016江苏单科,21A,12分)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CNHOCH2CN的结构简式(1)Zn2+基态核外电子排布式为。

(2)1molHCHO分子中含有σ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)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为。

答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)NH(5)或20.(2014天津理综,7,14分)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是。

a.原子半径和离子半径均减小b.金属性减弱,非金属性增强c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强d.单质的熔点降低(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为,氧化性最弱的简单阳离子是。

(3)已知:化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/℃28002050714191工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是

;

制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是。

(4)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)写出SiCl4的电子式:;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:。

(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是。

a.NH3b.HIc.SO2d.CO2(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:。

答案(1)b(2)氩Na+(或钠离子)(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本AlCl3是共价化合物,熔融态难导电(4)SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)ΔH=+0.025akJ·mol-1(5)b(6)4KClO3KCl+3KClO421.(2014四川理综,8,13分)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题:(1)Y基态原子的电子排布式是;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是。

(2)XY2-离子的立体构型是;R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是。

(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是。

答案(13分)(1)1s22s22p4Cl(2)V形O(3)2∶1(4)2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O考点3晶体结构与性质1.(2024山东,4,2分)下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是()A.金刚石(C)B.单晶硅(Si)C.金刚砂(SiC)D.氮化硼(BN,立方相)答案B2.(2024河北,12,3分)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图,晶胞的边长为apm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A.该铋氟化物的化学式为BiF3B.粒子S、T之间的距离为114aC.该晶体的密度为1064NA×D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个答案D3.(2024黑、吉、辽,14,3分)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是()A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8B.晶胞2中S与S的最短距离为32C.晶胞2中距Li最近的S有4个D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体答案B4.(2024贵州,8,3分)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是()A.富勒烯C60是分子晶体B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3答案C5.(2024湖南,12,3分)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是()A.合成反应中,还原剂是LiH和CB.晶胞中含有的Li+个数为4C.每个CN22-D.CN2答案D6.(2024安徽,14,3分)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是()A.导电时,Ti和La的价态不变B.若x=13,Li+C.与体心最邻近的O原子数为12D.导电时,空位移动方向与电流方向相反答案B7.(2023山东,5,2分)石墨与F2在450℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是()A.与石墨相比,(CF)x导电性增强B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强C.(CF)x中C—C的键长比C—F短D.1mol(CF)x中含有2xmol共价单键答案B8.(2023湖南,11,3分)科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为apm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是()A.晶体最简化学式为KCaB6C6B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面D.晶体的密度为2.17×10答案C9.(2023辽宁,14,3分)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是()A.图1晶体密度为72.5/(NA×a3×10-30)g·cm-3B.图1中O原子的配位数为6C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-xD.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导答案C10.(2022湖北,7,3分)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是()A.具有自范性B.与C60互为同素异形体C.含有sp3杂化的碳原子D.化学性质与金刚石有差异答案A11.(2022湖北,9,3分)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是()A.Ca2+的配位数为6B.与F-距离最近的是K+C.该物质的化学式为KCaF3D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变答案B12.(2022湖北,10,3分)Be2+和Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。下列说法错误的是()A.Be2+与Al3+都能在水中与氨形成配合物B.BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低C.Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性D.Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在答案A13.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是()A.GaN的熔点高于AlNB.晶体中所有化学键均为极性键C.晶体中所有原子均采取sp3杂化D.晶体中所有原子的配位数均相同答案A14.(2022山东,15,4分)(双选)Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是()A.每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为xB.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞,转移电子数为8C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-xD.当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时,每转移(1-y)mol电子,产生(1-x)molCu原子答案BD15.(2022江苏,5,3分)下列说法正确的是()A.金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°B.SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同答案B16.(2024北京,15,9分)锡(Sn)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。(1)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:(2)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。①SnCl2分子的VSEPR模型名称是。

②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。

(3)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图:白锡具有体心四方结构;灰锡具有立方金刚石结构。①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有个。

②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为v1nm3和v2nm3,则白锡和灰锡晶体的密度之比是。

(4)单质Sn的制备:将SnO2与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800℃,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气在800℃下,SnO2能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是。

答案(1)(2)①平面三角形②sp3杂化(3)①4②1v1(4)空气中的O2与焦炭反应生成CO,CO气体与SnO2接触较为充分,将SnO2迅速还原为Sn17.(2024山东,16,12分)锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:(1)Mn在元素周期表中位于第四周期ⅦB族;同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr(填元素符号)。

(2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,该氧化物化学式为MnO2。

当MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价降低(填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是A(填标号)。

A.CaOB.V2O5C.Fe2O3D.CuO(3)[BMIM]+BF4-(见右图)是MnOx晶型转变的诱导剂。BF4-的空间构型为正四面体形;[BMIM]+中咪唑环存在Π5(4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是FDCA形成的分子间氢键多于HMF。

18.(2024浙江6月选考,17,10分)氧是构建化合物的重要元素。请回答:(1)某化合物的晶胞如图1,Cl-的配位数(紧邻的阳离子数)为12;写出该化合物的化学式K3OCl;写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式K3OCl+2NH4Cl3KCl+2NH3↑+H2O。

图1(2)下列有关单核微粒的描述正确的是AB。

A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子(3)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。HAHBHCHD图2①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序HC>HB>HA,请说明理由吸电子能力:CO>CS>CSe,吸电子能力越强,羟基上的氢带正电荷越多,与水分子中的氧原子作用越强,即氢键越强。

②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由原子半径:S>O,键长:S—H>O—H,S—H键更易断键电离,因此HD的酸性更强,酸根更不易水解,碱性:NaC>NaD。

19.(2024全国甲,35,15分)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为2,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为+4。

(2)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为bd(填标号)。

a.离子键b.极性共价键c.非极性共价键d.配位键(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是C,硅原子的杂化轨道类型为sp3。

(4)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原因:SnF4是离子晶体,熔点最高;SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,三者结构相似,相对分子质量:SnI4>SnBr4>SnCl4,范德华力:SnI4>SnBr4>SnCl4,故熔点:SnI4>SnBr4>SnCl4。

物质SnF4SnCl4SnBr4SnI4熔点/℃442-3429143(5)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为6。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为

4×207+4×32(59420.(2024浙江1月选考,17,10分)氮和氧是构建化合物的常见元素。已知:+H2O请回答:(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是Cr(H2O)4Cl2,晶体类型是分子晶体。

(2)下列说法正确的是CD。

A.电负性:B>N>OB.离子半径:P3-<S2-<Cl-C.第一电离能:Ge<Se<AsD.基态Cr2+的简化电子排布式:[Ar]3d4(3)①H2N—NH2+H+H2N—NH3+,其中—NH2的N原子杂化方式为sp3;比较键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2<H2N—NH3+中的—NH3+(填“>”“<”或“=”),请说明理由—NH2和—NH3+中N原子均采取sp②将HNO3与SO3按物质的量之比1∶2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,其中之一是NO2+。比较氧化性强弱:NO2+>HNO3(填“>”“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式21.(2023全国甲,35,15分)将酞菁—钴酞菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:(1)图1所示的几种碳单质,它们互为,其中属于原子晶体的是,C60间的作用力是。

图1(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。图2酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道能提供一对电子的N原子是(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为,氮原子提供孤对电子与钴离子形成键。

(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为。AlF3的熔点为1090℃,远高于AlCl3的192℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为键。AlF3结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,F-的配位数为。若晶胞参数为apm,晶体密度ρ=g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。

答案(1)同素异形体金刚石范德华力(2)③+2配位(3)sp3离子227×1+19×3(a22.(2023全国乙,35,15分)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题:(1)基态Fe原子的价电子排布式为。

橄榄石中,各元素电负性大小顺序为,铁的化合价为。

(2)已知一些物质的熔点数据如下表:物质NaClSiCl4GeCl4SnCl4熔点/℃800.7-68.8-51.5-34.1Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因。SiCl4的空间结构为,其中Si的轨道杂化形式为。

(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有个Mg。该物质化学式为,B-B最近距离为。

答案(1)3d64s2O>Si>Fe>Mg+2(2)NaCl为离子晶体,SiCl4为分子晶体,离子键比分子间作用力强SiCl4、GeCl4、SnCl4的相对分子质量增大,分子间作用力增强,则熔点逐渐升高正四面体形sp3(3)1MgB23323.(2023山东,16,12分)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:(1)-40℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为,HOF水解反应的产物为(填化学式)。

(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35)。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为;O—Cl—O键角Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因(3)一定条件下,CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式为。若阿伏加德罗常数的值为NA,化合物X的密度ρ=g·cm-3(用含NA的代数式表示)。

答案(1)分子晶体HF和H2O2(2)sp2>ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存在Cl—Oσ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短(3)CuCl2+4K+2F22KCl+K2CuF44.24.(2023浙江1月选考,17,10分)硅材料在生活中占有重要地位。请回答:(1)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为,分子中氮原子的杂化轨道类型是。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3,其受热不稳定的原因是。

(2)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是。

A.微粒半径:③>①>②B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③D.得电子能力:①>②(3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是,该化合物的化学式为。

答案(1)四面体sp3Si周围的NH2基团体积较大,受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si—N键能相对较小];产物中气态分子数显著增多(熵增)(2)AB(3)共价晶体SiP225.(2022湖南,18,15分)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素,且在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列问题:(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如下:①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar];

②该新药分子中有种不同化学环境的C原子;

③比较键角大小:气态SeO3分子SeO32-离子(填“>”“<”或“=”),原因是(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:①富马酸分子中σ键与π键的数目比为;

②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为。

(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化为NH2-,①产物中N原子的杂化轨道类型为;

②与NH2-互为等电子体的一种分子为(填化学式)(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:①该超导材料的最简化学式为;

②Fe原子的配位数为;

③该晶胞参数a=b=0.4nm、c=1.4nm。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为g·cm-3(列出计算式)。

答案(1)①3d104s24p4②8③>SeO3中Se采取sp2杂化,SeO32-中Se采取sp(2)①11∶3②O>C>H>Fe(3)①sp3②H2O或H2S(4)①KFe2Se2②4③(39+56×2+79×2)×226.(2022全国甲,35,15分)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2CH2)与四氟乙烯(CF2CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题:(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为。

(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是(填标号),判断的根据是;第三电离能的变化图是(填标号)。

(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构。

(4)CF2CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为和;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因。

(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是;若该立方晶胞参数为apm,正负离子的核间距最小为pm。

答案(1)(2)a同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满稳定结构,第一电离能比O原子大b(3)H—F…H—F…H—F(4)sp2sp3F的电负性比H大,C—F键的键能比C—H键的大(5)Ca2+3427.(2022全国乙,35,15分)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:(1)氟原子激发态的电子排布式有,其中能量较高的是。(填标号)

a.1s22s22p43s1b.1s22s22p43d2c.1s22s12p5d.1s22s22p33p2(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一个杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl键,并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(Π3②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ)。

(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为。解释X的熔点比Y高的原因。

(4)α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图所示),Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,α-AgI晶体在电池中可作为。

已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=m3·mol-1(列出算式)。

答案(1)add(2)①sp2σ②C2H5Cl>C2H3Cl>C2HClCl参与形成的大π键越多,形成的C—Cl键越短(3)CsClCsCl是离子晶体,熔化时需要克服Cs+和Cl-之间的离子键,而ICl是分子晶体,熔化时只需要克服范德华力(4)固体电解质12(5.04×10-10)3N28.(2022山东,16,12分)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞,晶胞参数为a=b≠c,α=β=γ=90°。回答下列问题:(1)基态Ni原子的价电子排布式为,在元素周期表中位置为。

(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,Ni2+与Zn2+的配位数之比为;x∶y∶z=;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是。

(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的Π66大π键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据(填标号)。A.2s轨道 B.2p轨道 C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是①,②。

、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是。

答案(1)3d84s2第四周期第Ⅷ族(2)2∶32∶1∶1Ni2+、Zn2+(3)D吡啶与H2O分子形成分子间氢键吡啶是极性分子比非极性分子苯更易溶于水29.(2022浙江1月选考,26,4分)(1)两种有机物的相关数据如下表:物质HCON(CH3)2HCONH2相对分子质量7345沸点/℃153220HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是

。

(2)四种晶体的熔点数据如下表:物质CF4SiF4BF3AlF3熔点/℃-183-90-127>1000CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是

。

答案(1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,HCONH2分子间存在氢键,破坏一般的分子间作用力更容易,所以沸点低(2)CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大30.(2022北京,15,9分)工业中可利用生产钛白的副产物FeSO4·7H2O和硫铁矿(FeS2)联合制备铁精粉(FexOy)和硫酸,实现能源及资源的有效利用。(1)FeSO4·7H2O结构示意图如图1。图1①Fe2+的价层电子排布式为。

②H2O中O和SO42-中S均为sp3杂化,比较H2O中H—O—H键角和SO42-中O—S—O③FeSO4·7H2O中H2O与Fe2+、H2O与SO42-的作用力类型分别是(2)FeS2晶体的晶胞形状为立方体,边长为anm,结构如图2。图2①距离Fe2+最近的阴离子有个。

②FeS2的摩尔质量为120g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度为g·cm-3。(1nm=10-9m)

(3)FeSO4·7H2O加热脱水后生成FeSO4·H2O,再与FeS2在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。FeSO4·H2O分解和FeS2在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用FeS2作为FeSO4·H2O分解的燃料,从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点。

图3答案(1)①3d6②孤电子对有较大斥力,使键角小于键角③配位键、氢键(2)①6②480(3)FeS2燃烧放热为FeSO4·H2O分解提供能量;反应产物是铁精粉和制硫酸的原料31.(2022广东,20,14分)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:(1)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为。

(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是。

(3)关于Ⅰ~Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有。

A.Ⅰ中仅有σ键B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键C.Ⅱ易溶于水D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2E.Ⅰ~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大(4)Ⅳ中具有孤对电子的原子有。

(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。SeO42-的立体构型为(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。图a图b①X的化学式为。

②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρg·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为nm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。

答案(1)4s24p4(2)H2O分子间形成氢键,H2Se分子间只有范德华力(3)BDE(4)O、Se(5)>正四面体形(6)①K2SeBr6②12×34M32.(2022海南,19,14分)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题:(1)基态O原子的电子排布式,其中未成对电子有个。

(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性,从金属键的理论看,原因是。

(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取杂化。

邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是

。

(4)金属Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子。Zn与氨水反应的离子方程式为。

(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是。

(6)左下图为某ZnO晶胞示意图,右下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。

abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形。以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面、。

答案(1)1s22s22p4或[He]2s22p42(2)自由电子在外加电场中作定向移动(3)sp2两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,熔点更高(4)Zn+4NH3·H2O[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH-+2H2O(5)N的电负性小于O(6)

bcfe

dcih33.(2022河北,17,15分)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料,可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题:(1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为。

(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是,原因是。

(3)SnCl3-的几何构型为,其中心离子杂化方式为(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是(填标号)。

A.[Cu(NH3)2]Cl B.[Cu(NH3)4]SO4C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4](5)下图是硫的四种含氧酸根的结构:根据组成和结构推断,能在酸性溶液中将Mn2+转化为MnO4-的是(填标号),理由是(6)下图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。①该物质的化学式为。

②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中A原子的坐标为(34,14,18),则B原子的坐标为答案(1)2∶1(或1∶2)(2)CuCu的第二电离能是失去3d10电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s1电子所需的最低能量,Zn的第二电离能是失去4s1电子所需的最低能量,第一电离能是失去4s2电子所需的最低能量,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大(3)三角锥形sp3(4)B(5)DD中含有-1价的O,具有强氧化性,能将Mn2+转化为MnO(6)①Cu2ZnSnS4②(14,34,34.(2016课标Ⅱ,37,15分)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能级上的未成对电子数为。

(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是。

②在[Ni(NH3)6]2+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。

③氨的沸点(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是;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=1958kJ·mol-1、INi=1753kJ·mol-1,ICu>INi的原因是

。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为。

②若合金的密度为dg·cm-3,晶胞参数a=nm。

答案(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s22(2)