专题十四 物质结构与性质（练重难）-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（练重难）——高考化学二轮复习讲练测合集1.氮与其他元素可形成多种物质，回答下列问题：（1）N与H、B可形成氨硼烷（结构式为），是一种新型储氢材料。H—N—H键角：________（填“>”“<”或“=”），原因是________。（2）氮与锂形成的一种晶体，是由平面层（如图1所示）和非密置层的Li交替排列形成，平面层的Li排列如石墨层中的C，N处于六元环的中心，则x=________。（3）立方氮化硼属于原子晶体，其晶胞结构如图2所示。①硼原子处于氮原子围成的________（填空间结构）空隙中；②立方氮化硼晶胞沿体对角线的投影图为________（填序号，图中表示N原子的投影位置，表示B原子的投影位置）。（4）氮化钴属于立方晶系，经Li掺杂得催化剂X，经Cu掺杂得催化剂Y。①X属于六方晶系，A点原子的分数坐标为（0，0，0），B点原子位于与其相邻的三个Co原子位置的中心，则B点原子的分数坐标为________；②Y属于立方晶系，晶胞参数为anm。Y的化学式为________；Co原子形成的空间构型为正八面体，则距离最近的2个Co原子核间距为________nm；Y晶体密度为ρ，则阿伏加德罗常数可表示为________（用含a、ρ的式子表示）。2.硼族元素可形成多种结构和性质特殊的化合物，回答下列问题：（1）硼酸为一元酸，与足量的氢氧化钠溶液反应得到，反应的离子方程式为_______，的空间构型为_______；硼酸和甲醇反应制得硼酸三甲酯，沸点：_______（填“>”或“<”或“=”），原因是_______。（2）过硼酸钠被用于洗衣粉中作增白剂，其阴离子结构如图所示，该阴离子组成元素中电负性由大到小的顺序为_______，硼原子的杂化方式为_______，该物质可用于增白的原因是_______。（3）科学家利用和过量碳在高温条件下合成出一种坚硬物质，结构如图所示，该物质的化学式为_______，晶胞参数：（单位），。若为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为_______。3.（物质结构与性质）西北工业大学一课题组借用足球烯核心成功实现了高效且选择性可精准定制的离子跨膜输运（如图所示）。请回答下列问题：已知：图中有机物称为“冠醚”，命名规则是“原子个数－冠醚－氧原子个数”，如的名称为12－冠醚－4。（1）基态最外层电子云轮廓图为__________，基态钠原子核外电子排布式为__________.（2）运输的冠醚名称是__________。冠醚与碱金属离子之间存在微弱的配位键，配位原子是氧，不是碳，其原因是__________.（3）几种冠醚与识别的碱金属离子如表所示：冠醚冠醚空腔直径适合的粒子（直径12－冠醚－415－冠醚－518－冠醚－6①18－冠醚－6不能识别和运输和的原因是__________.②冠醚不能识别和运输阴离子的主要原因是__________.（4）足球烯如图1所示。含__________键。（5）锂晶胞为最密六方堆积，如图2所示。图2中底边长为，高为为阿伏加德罗常数的值。锂晶体的密度为__________.4.铂及其配合物在生活中有重要应用。（1）顺铂有抗癌作用。机理：在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。如：①基态Cu原子价层电子排布式为_______。②鸟嘌呤与反应的产物中包含的化学键_______。A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.配位键③在，配体与铂（Ⅱ）的结合能力：_______（填“>”或“<”）。（2）顺铂和反铂互为同分异构体，两者的结构和性质如下。顺铂反铂空间结构25℃时溶解度/g0.25770.0366①推测的结构是_______（填“平面四边形”或“四面体形”）。②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。（3）铂晶胞为立方体，边长为apm，结构如图：下列说法正确的是_______。A.该晶胞中含有的铂原子数目为4B.该晶体中，每个铂原子周围与它最近且等距离的铂原子有8个C.该晶体的密度为D.该晶体中铂原子之间的最近距离为pm5.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。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下：（1）在元素周期表中的位置为_______，用电子式表示的形成过程：_______。（2）关于Ⅰ~Ⅳ4种分子，下列说法不正确的有____（填序号）。A.Ⅰ中仅有Se—Se键一种非极性键B.Ⅱ中最多有5个碳原子共直线C.Ⅲ中S原子和N原子的杂化类型均为D.Ⅰ~Ⅳ中，只有Ⅰ为非极性分子（3）Ⅲ易溶于水的原因是_______。（4）S所在周期所有主族元素中第一电离能小于的元素有_____种。（5）已知Se和S对应含氧酸的结构相似，分析的酸性强于的原因：______。（6）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该超导材料的化学式为______。②Fe原子的配位数为______（只考虑Se原子）。6.将酞菁—钴钛菁—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）酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。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1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。图1图2（2）①气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为__________。②的熔点为1090℃，远高于的192℃，原因为__________。③结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，的配位数为__________。若晶胞参数为，晶体密度ρ=__________（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为）。（3）如图，在NaCl的晶体中，和互相占据对方的正八面体空隙，晶体中，占据由构成的所有正四面体空隙。钛镍合金具有形状记忆功能。某钛、镍原子个数比为2：1的合金的晶体结构为镍原子呈面心立方排列，钛原子填充在由镍原子围成的所有八面体空隙和一半的四面体空隙中，若最近的钛原于和镍原子紧密接触，镍原子周围距离最近的钛原子数为__________；钛原子和镍原子的半径分别为和，该晶体的空间利用率为__________（用含r的代数式表示，不必化简，空间利用率=×100%）。

答案以及解析1.答案：（1）>；两者中心原子价层电子对均为4对均采取杂化，而中N有1对孤电子对，中N无孤电子对，孤电子对对成键电子对斥力大，形成键角小（2）2（3）正四面体；b（4）；；；解析：（1）该结构式中，N、B均连接四根共价键，因此N的价层电子对均为4对，采取杂化，但没有孤电子对，而的中心原子N原子的价层电子对数为，有一对孤电子对成键电子对排斥大键角更小，所以中H－N－H键角大于中H－N－H键角，故答案为：>；两者中心原子价层电子对均为4对均采取杂化，而中N有1对孤电子对，中N无孤电子对，孤电子对对成键电子对斥力大，形成键角小。（2）平面层Li排列如石墨层中C，N处于六元环的中心，则Li的个数为，则N：Li=1：2，即x=2。（3）①晶胞中每个B原子连接4个N原子，这4个N原子构成以B原子为体心的正四面体结构；②立方氮化硼晶胞类似金刚石晶胞，金刚石结构类似甲烷空间构型的正四面体结构，沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应为规则的正六边形，结合其晶胞图可知应是图b。（4）①X属于六方晶系，假设坐标为，根据图中信息可知，，A点原子的分数坐标为（0，0，0），B点原子位于与其相邻的三个Co原子位置的中心，则点原子在xyz轴上的投影坐标分别为、、1，故分数坐标为；②Y属于立方晶系，根据“均摊法”，晶胞中含个Cu、个Co、1个N，Y的化学式为：；距离最近Co原子的核间距为面对角线的二分之，为；根据题意可知，晶胞参数为anm，Y晶体密度为，晶体密度为，可知。2.答案：（1）；正四面体形；<；二者均为分子晶体，硼酸能形成分子间氢键，硼酸三甲酯不能形成分子间氢键（2）O>B>H；；过硼酸根中含有过氧键，具有强氧化性，具有漂白性（3）；解析：（1）硼酸为一元酸，与足量的氢氧化钠溶液反应得到，反应的离子方程式为；中B原子形成4个共价键，没有孤电子对，则B原子为杂化，空间构型为正四面体形；硼酸三甲酯、硼酸均为分子晶体，硼酸能形成分子间氢键，硼酸三甲酯不能形成分子间氢键，因此熔沸点硼酸三甲酯小于硼酸；（2）该阴离子中含有的元素为H、B、O，根据同周期从左至右，电负性逐渐增大，同主族从上至下，电负性逐渐减小，可知电负性O>B>H；根据阴离子结构示意图，B原子有4个共价键，没有孤电子对，故B原子为杂化；该物质可用于增白的原因是：过硼酸根中含有过氧键，具有强氧化性，具有漂白性；（3）根据沿Z轴的俯视图可知，B原子位于棱上和体心，C原子位于体心，则B原子有个，C原子有3个，则化学式为；则该晶体的密度为。3.答案：（1）球形；（2）21－冠醚－7；C原子已形成4个单键，价层没有孤电子对（3）①半径太小，半径太大②氧的电负性较大，冠醚与阴离子的作用力太弱（4）90（5）解析：（3）①分析数据可知，识别离子的必要条件是冠醚直径与碱金属离子直径适配，既不能太大，也不能太小。因为适配时“作用力”最强，才能识别和运输。比较18－冠醚、和的直径，钠离子半径太小，铭离子半径太大，故不能被识别和运输。②阴离子带负电荷，氧的电负性较大，故二者排斥，不能形成较强的作用力，故冠醚不能识别阴离子。（4）观察足球烯分子结构可知，每个碳形成3个键，每个键被2个原子分摊，所以，1个分子含个键。（5）由图2可知，1个晶胞含6个锂离子，晶胞体积为，密度为。4.答案：（1）；BCD；<（2）平面四边形；顺铂为极性分子，而反铂是非极性分子，水是极性溶剂，根据相似相溶原理，极性大的顺铂在水中溶解度更大（3）ACD解析：（1）②根据题中产物结构可知化学键包括离子键，共价键和配位键。③与Cl相比，N给出孤电子对能力更强。（2）①若为四面体结构，只有一种，而此处有两种同分异构体，故为平面四边形结构。（3）A.铂原子数目：B.有三层，每层有4个原子与其等距，共12个C.晶胞密度＝，既得。D.该晶胞中两个Pt之间的最近距离为面对角线的一半，故D正确5.答案：（1）第四周期第ⅠA族；（2）AD（3）Ⅲ和均为极性分子，Ⅲ与分子之间能形成氢键（4）4（5）中Se的化合价为+6价，中Se的化合价为+4价，中Se的正电性强于中Se的正电性，使羟基中O、H间的共用电子对更偏向O原子，O—H键极性更大，更容易电离出（6）①；24解析：（2）Ⅰ中除Se—Se非极性键外，还有苯环中的碳碳非极性键，A错误；Ⅱ中含键。根据其结构，分子中最多有5个碳原子共直线，如图所示，B正确；Ⅲ中S原子的价层电子对数为4+0，N原子的价层电子对数为3+1，所以杂化类型均为，C正确；Ⅰ的结构类似分子的结构，为极性分子，D错误。（3）Ⅲ和均为极性分子，Ⅲ中含N—H键等可与分子形成分子间氢键。（4）同周期元素从左至右，第一电离能呈增大趋势，第ⅠA族元素价层电子排布为轨道为全空状态，第ⅤA族元素价层电子排布为轨道为半充满状态，均比较稳定，第一电离能高于同周期相邻元素，故在第三周期中比S的第一电离能小的有Na、Mg、Al、Si，共4种元素。（6）①由晶胞的平面投影图可知，钾原子位于晶胞顶点和体内，个数为，铁原子位于面上，个数为，硒原子位于棱上和体内，个数，所以该超导材料的化学式为。②与位于体内的Se原子最近且等距的铁原子共4个，则Se原子的配位数为4（只考虑Fe原子），根据化学式可知，Fe原子的配位数也为4（只考虑Se原子）。6.答案：（1）③；+2；配位（2）；为分子晶体，为离子晶体；2；（3）4；解析：（1）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个杂化轨道，其即轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N一H键易断裂从而电离；钴酞菁分子中，失去了的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键，故答案为：③；+2；配位；（2）①由的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中Al的轨道杂化类型为；②的熔点为1090℃，远高于的192℃，由于F电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此可以判断铝氟之间的化学键为离子键，为离子晶体；③由的晶胞结构可知，其中含较大球的个数，较小球的个数为，则较大的球，距最近且等距的有2个，则的配位数为2，若晶胞参数为apm则晶胞的密度