专题十四 物质结构与性质（测试）-2025版高考化学二轮复习讲练测合集

专题十四物质结构与性质（测试）——高考化学二轮复习讲练测合集一、非选择题：本题共8小题，每空1分，共70分。1.（8分）中国科学院上海有机化学研究所的一支团队利用三氟甲基（—）稳定碳铜键的特性，采用两种结构确定的三氟甲基一价铜配合物与卤代乙腈，在室温下实现了一价铜至三价铜的氧化加成过程。回答下列问题：（1）二氟氯甲烷（）与无水氟化氢在催化剂作用下发生气相反应生成三氟甲烷（）。常温常压下，为无色气体，固态的晶体类型为______；碱性条件下发生水解反应并酸化，所得有机产物为______（填结构简式）。（2）基态三价铜离子（）的价电子中成对电子数与未成对电子数之比为______；从结构上分析，基态比基态更稳定的原因是______。（3）—中碳原子的轨道杂化方式为—中F—C—F键角______（填“>”“<”或“=”）—中H—C—H键角，其原因是_______________________________________。（4）卤代乙腈的碱性随N原子周围电子云密度的增大而增强，中碱性最弱的是______。（5）化合物X由Cu、Fe、S三种元素形成，属于四方晶系，晶胞结构如图所示。若晶胞的底面边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，则化合物X的密度为__________（用含的代数式表示）。2.（8分）固态电池是当前电池制造及化学储能领域研究的热点，其正极材料可以用固态氟化碳、复合材料、磷酸铁锂、等，其电解质可采用聚合物固态电解质如聚丙烯腈等。回答下列相关问题：（1）基态锰原子的价电子排布式为___________，的空间结构为________________。（2）已知第一电离能，，的原因是_______________________________；和有类似的结构，但和中O-O键键长分别为121pm和148pm，请解释其原因：_______________________________。（3）丙烯腈（）聚合得聚丙烯腈，聚丙烯腈经预氧化、碳化、石墨化等处理工序可制得一种碳纤维。丙烯腈分子中σ键与π键的数目之比为_____________；聚丙烯腈分子中碳原子的杂化方式为________________。（4）又名立方碳化硅，属立方晶系（金刚石晶型），其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a。晶体硅、、金刚石的熔点依次升高，这是因为晶体中1号C的分数坐标为_________，1号C与2号C之间的距离为__________。3.（9分）甘氨酸锌是一种理想的补锌剂，广泛应用于动物饲料。如图甲是两种以甘氨酸锌为原料合成的化合物的结构简式。回答下列问题：（1）基态的价层电子排布式为__________；上述物质涉及的第二周期元素中第一电离能由大到小的顺序为________________________。（2）螯合物是含有两个或多个配位原子的配体与同一中心离子（或原子）通过螯合配位成环而形成的配合物，1分子该甘氨酸锌的螯合物中有________个配位键。（3）甘氨酸（）中N的杂化类型为_____________，甘氨酸易溶于水，试从结构角度解释其原因：_______________________________________。（4）在该甘氨酸锌的络合物中，的VSEPR模型为_________形，制备甘氨酸锌时，通常先制成甘氨酸钠，再和锌盐反应的目的是________________________。（5）Zn和S的化合物可作为制备甘氨酸锌的原料，其一种晶胞结构（立方晶胞）如图乙所示，该晶体的化学式为______________；已知该晶胞对应晶体的密度为，该晶胞中距离最近的之间的距离为______________pm（列出计算式）。4.（9分）镍及其化合物在生产中有广泛应用。回答下列问题：（1）基态Ni原子的价层电子排布式为_______________。（2）中加入氢溴酸、氨水可发生反应：。①Ni、O、Br的电负性由大到小的顺序为_________（填元素符号）。②的沸点依次为-67℃、-33.5℃、100℃，沸点不同的主要原因为______________________________。③中不存在的化学键有_________（填标号）。a.离子键b.非极性键c.极性键d.配位键e.氢键（3）一种镍配合物的结构如图1所示。①该配合物配体的化学式为____________；中心离子的配位数为_________。②该配合物中C原子的杂化方式为____________。（4）NiO晶体具有NaCl型立方结构，其晶胞结构如图2所示。①NiO晶体中形成的正四面体和正八面体的数目之比为_________。②已知晶胞中两个距离最近的的核间距为，则该晶体的密度为______（用含a和的代数式表示，为阿伏加德罗常数的值）。5.（10分）氮、磷、砷及其化合物在工农业生产和科技领域中有广泛应用。回答下列问题：（1）基态砷原子的价电子排布式为________。与砷同周期，基态原子有1个未成对电子的元素有________种。（2）已知偏二甲肼[]、肼（）均可作运载火箭的主体燃料，其熔、沸点如表。偏二甲肼分子中氮原子的杂化方式为________。偏二甲肼和肼的熔、沸点存在差异的主要原因是_____________________________。物质熔点/℃沸点/℃偏二甲肼-5863.9肼1.4113.5（3）催化作用下，呋喃（）可与氨反应转化为吡咯（），二者均存在与苯类似的大键，表示方法为，n为参与形成大键的原子数，m为参与形成大而键的电子数，则呋喃的大键可以表示为_______________。（4）亚砷酸钠（）是一种灭生性除草剂，可杀死各种草本植物，其阴离子的空间结构为_________。（5）在X射线晶体学研究中有重要作用。①中的H—N—H键角______（填“>”“=”或“<”）中的H—N—H键角。②中两个分别被取代，得到甲、乙两种不同结构的，如图所示。在水中的溶解度：甲_____（填“>”“=”或“<”）乙。（6）砷化镓是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构如图所示。1mol砷化镓中配位键的数目是_______；若晶胞参数为，则晶体密度为_____（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为）。6.（9分）钛酸锂（LTO）与具有层状钙钛矿结构的LETO（Li—Eu—Ti—O）是近年来受到广泛关注的一种电池负极材料。回答下列问题：（1）基态Ti原子的价电子排布式为_______，基态O原子中未成对电子数为_______。（2）常温下，四氯化钛（）是无色、密度较大的液体，Ti原子的杂化方式为_______，其分子的空间结构为_______。（3）以聚合形成锯齿状长链的结构如图所示，可知Ti的配位数为_______，向Ti（Ⅳ）盐的酸性溶液中加入能生成稳定的橙色配合物，该配合物中，除含有配位键外还含有________（填标号）。a.键b.键c.极性键d.非极性键（4）已知LETO的晶体结构如图所示。①处于构成的________中，晶体中与的个数比为________。②该LETO晶体的化学式为________。7.（8分）新能源对于缓解全球能源紧张和实现碳达峰有着重要意义，科技工作者一直在不断地研究开发不同形式的新能源。回答下列问题：（1）①磷酸铁锂（）电池安全、充电快、使用寿命长，是新能源电动汽车的常用电池之一。基态Fe原子价层电子有________种运动状态。中阴离子的空间结构为________。②从结构角度分析比稳定的原因是_____________________________。（2）氢能已经成为新能源中必不可少的一种能源，无机苯是制取储氢材料氨硼烷的重要原料，结构如图所示。无机苯中N、B的杂化方式分别为________，分子中的大键可表示为________（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）。（3）锂离子电池近年来在新能源汽车上得到大规模使用。铋化锂被认为是很有潜力的锂离子电池的正极材料，晶胞结构如图所示。①晶胞可以看成是由铋原子构成的面心立方晶格，锂原子填充在其中的四面体和八面体空隙处，则Li（1）位于___________（填“四”或“八”）面体空隙处。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，称作原子的分数坐标，图中铋原子的分数坐标：A为（0，0，0），B为（0，1，1），则C为___________。②若铋原子的半径为，表示阿伏加德罗常数的值，则铋化锂晶体的密度是___________（用含有、r的代数式表示）。8.（9分）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。工业上常以CuS为原料，经氧化焙烧、酸溶、还原、沉淀、洗涤得到CuCl。回答下列问题：（1）基态的核外电子排布式为________，基态硫原子核外有________个未成对电子。（2）与硫元素同周期的主族元素中，第一电离能比S大的元素是________（填元素符号）。硫的氧化物中的键角比的小，理由是________________________________。可看作是硫酸根离子中的一个氧被硫取代，则其中心硫原子的杂化类型是________。（3）洗涤时常用乙醇洗涤，乙醇的沸点比相对分子质量相近的烷烃高的原因是________________________________；1mol乙醇分子中含有的键的数目为________（为阿伏加德罗常数的值）。（4）CuCl、CuBr、CuI的沸点依次为1490℃、1345℃、1290℃，其沸点依次减小的原因是________________________________。（5）如图是CuCl的晶胞示意图，图中顶点为氯离子，则与其等距离且最近的个，A点的原子分数坐标为氯离子有________（原子分数坐标指以晶胞中的某一个顶角原子为坐标原点，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系来表示晶胞中各原子的位置）

答案以及解析1.答案：（1）分子晶体；HCOOH（2）3：1；基态的价电子排布为，处于全充满的稳定状态，较难失去电子（3）；<；电负性：F>C>H，—中成键电子对偏向C，而—中成键电子对偏离C，则—中成键电子对间的斥力较小，键角较小（4）（5）解析：（1）常温常压下，为无色气体，说明其熔、沸点较低，故固态的晶体类型为分子晶体；发生碱性水解反应并酸化，先生成，由于同一碳原子上连有多个羟基时易脱水，故所得有机产物为HCOOH。（2）基态三价铜离子（）的价电子排布式为，有6个成对电子和2个未成对电子，故成对电子数与未成对电子数之比为3：1；基态的价电子排布式为，处于全充满的稳定状态，较难失去电子，故基态比基态更稳定。（3）—和—中碳原子均形成3个键，且有1个未成对电子，则碳原子的价电子对数均为3.5，碳原子均采取杂化。（4）中，由于C的电负性较大，吸电子能力较强，则中N原子周围电子云密度最小，其碱性最弱。（5）根据“均摊法”，每个晶胞中含有Fe原子个数为，含有Cu原子个数为，含有S原子个数为8，则晶胞质量。晶胞的底面边长为，高为，则晶胞体积，故化合物X的密度。2.答案：（1）；正四面体（形）（2）P的3p轨道处于半充满状态，比较稳定；由于F的电负性很大，使O-F键的电子对偏向F，O周围的电子云密度减小，导致分子中O与O之间的斥力降低，O-O键键长变短，因此与相比，中的O-O键键长较短（3）2:1；、sp（4）晶体硅、β-SiC、金刚石都属于共价晶体，熔点高低与键能有关，键长越长，键能越小，熔点越低，键长：C-C键<C-Si键<Si-Si键，所以晶体硅、β-SiC、金刚石熔点依次升高；；解析：（1）基态锰原子的价电子排布式为，的中心原子Mn的价电子对数为，所以的空间结构为正四面体形。（3）1个双键中含有1个π键和1个σ键，1个三键中含有2个π键和1个σ键，丙烯腈分子中有6个σ键、3个π键，二者的数目之比为2:1；聚丙烯腈的结构为，其中饱和碳原子的杂化方式为杂化，氰基中碳原子的杂化方式为sp杂化。（4）由晶胞结构可知，晶胞中C位于Si构成的四面体空隙中，1号C的分数坐标为，1号C与2号C之间的距离为面对角线长的一半，即二者之间的距离为。3.答案：（1）；N>O>C（2）4（3）；甘氨酸为极性分子，且分子中的氨基和羧基都能与水分子形成分子间氢键（4）四面体；提高甘氨酸根离子的浓度（5）ZnS；解析：（1）锌是30号元素，基态Zn原子的价层电子排布式为，则基态的价层电子排布式为；同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，但是第ⅤA族元素因p轨道处于半充满状态，其第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：N>O>C。（2）该甘氨酸锌的螯合物中Zn-O键、Zn-N键均为配位键。（3）该分子中N形成了三个共价键，有1个孤电子对，故杂化类型为。（4）形成络合物时VSEPR模型未发生变化，的中心原子的价层电子对数为，故VSEPR模型为四面体形，甘氨酸溶解度小于甘氨酸钠且只有部分电离，等物质的量的甘氨酸和甘氨酸钠，后者在溶液中电离出的甘氨酸根离子浓度更大，更有利于制备甘氨酸锌。（5）根据“均摊法”，1个晶胞中数目为4，数目为，故该晶胞对应晶体的化学式为ZnS；设该晶胞的棱长为ycm，根据质量公式列等式得，，在晶胞中距离最近的之间的距离为面对角线长的一半，即。4.答案：（1）（2）①O>Br>Ni；②分子间氢键比分子间氢键强，且分子间氢键比分子间氢键多，HBr分子间只存在范德华力，范德华力比氢键弱；③b（3）①；4；②（4）①2:1；②解析：（1）Ni为28号元素，基态Ni原子的价层电子排布式为。（2）①电负性O>Br>Ni。②和分子间都存在氢键，分子间氢键比分子间氢键强，且分子间氢键比分子间氢键多，HBr分子间只存在范德华力，范德华力比氢键弱，故沸点。③中，与之间存在离子键，中存在配位键、极性键，不存在非极性键，氢键不属于化学键。（3）①该配合物的配体中N—O…H中的O带一个单位的负电荷，故配体的化学式为；中心离子与4个N原子形成配位键，故配位数为4。②该配合物中，CN键中的碳原子为杂化，—中的碳原子为杂化。（4）①由晶胞结构知，每个晶胞中形成的正四面体有8个；以体心和棱心为中心均可形成正八面体，按均摊原则，每个晶胞中正八面体的数目为，正四面体和正八面体的数目之比为2:1。②第一步：计算晶胞质量。1个晶胞中的数目为，则1个晶胞中含有4个“NiO”。，1个晶胞的质量为。第二步：计算晶胞体积。晶胞中两个距离最近的的核间距为，则晶胞棱长为，1个晶胞的体积为。第三步：计算晶体密度。该晶体的密度。5.答案：（1）；5（2）；肼分子间氢键的数目多于偏二甲肼（3）（4）V形或角形（5）①>；②>（6）；解析：（1）砷是第四周期第ⅤA族元素，故基态砷原子的价电子排布式为。与砷同周期，基态原子有1个未成对电子的元素有K、Sc、Cu、Ga、Br，共5种。（2）偏二甲肼中的氮原子均形成3个键，含有1个孤电子对，故氮原子的杂化方式为。偏二甲肼和肼均存在分子间氢键，但肼中分子间氢键数目多于偏二甲肼，所以肼的熔、沸点更高。（3）根据呋喃的结构可知，呋喃中的大键由4个C原子和1个O原子形成，每个C原子给出1个电子，O原子给出2个电子参与形成大键，故呋喃的大键可表示为。（4）中As的键电子对数为2，孤电子对数为1，故其空间结构为V形。（5）①中的N原子除形成N—H键外，孤电子对提供给中心离子形成配位键，故N—H成键电子对受到的排斥力减小，H—N—H键角比中的大。②甲为极性分子，乙为非极性分子，根据“相似相溶”的规律，甲在水中的溶解度较大。（6）1个晶胞中Ga原子个数为，As原子个数为4，则砷化镓的化学式为GaAs。As最外层有5个电子，As与Ga形成3个共价键后，再由As提供一个孤电子对形成配位键，故1mol砷化镓中配位键的数目是。1个晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，晶体密度为。6.答案：（1）；2（2）；正四面体形（3）2；acd（4）①八面体空隙；4：1；②解析：（1）Ti的原子序数为22，基态Ti原子的价电子排布式为；基态O原子的核外电子排布式为，p轨道有4个电子，根据洪特规则及泡利原理可知，基态O原子有2个未成对电子。（2）TiCl4中Ti含有4个键，不含孤电子对，采取杂化，故其分子的空间结构为正四面体形。（3）根据锯齿状长链的结构可知Ti的配位数为2；配合物中，除含有配位键外还含有键、极性键与非极性键。（4）①处于6个构成的八面体空隙中。图中八面体横向的4个与另一个八面体共用，记为1/2，八面体纵向的2个不共用，记为1，所以晶体中与的个数比4：1，即。②1个结构单元中含有6个、6个、6个，故其化学式为。7.答案：（1）①8；正四面体形；②基态的价层电子排布式为，为半充满状态，较稳定，基态的价层电子排布式为，较容易失去1个电子（2）；；（3）①八；（，1，）；②解析：（1）①基态Fe原子价层电子排布式为，价层电子有8种运动状态。中阴离子为，中心磷原子的价层电子对数为，无孤对电子，VSEPR模型和空间结构均为正四面体形。（2）无机苯分子中B、N原子的杂化方式均为；B原子最外层有3个电子，与其他原子形成3个键，N原子最外层有5个电子，与其他原子形成3个键，还剩2个电