专题15-物质结构与性质综合题-高考真题和模拟题化学分项汇编(原卷版)

专题15物质结构与性质综合题1．（2023·全国甲卷）将酞菁—钴钛—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_______，间的作用力是_______。(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是_______(填图2酞菁中原子的标号)。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，二聚体中的轨道杂化类型为_______。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。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_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。2．（2023·全国乙卷）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()。回答下列问题：(1)基态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：物质熔点/℃800.7与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是_______。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因_______。的空间结构为_______，其中的轨道杂化形式为_______。(3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有_______个。该物质化学式为_______，B-B最近距离为_______。

3．（2023·山东卷）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)时，与冰反应生成利。常温常压下，为无色气休，固态的晶体类型为_____，水解反应的产物为_____(填化学式)。(2)中心原子为，中心原子为，二者均为形结构，但中存在大键。中原子的轨道杂化方式_____；为键角_____键角(填“＞”“＜”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因_____。(3)一定条件下，和反应生成和化合物。已知属于四方晶系，晶胞结构如图所示(晶胞参数)，其中化合价为。上述反应的化学方程式为_____。若阿伏加德罗常数的值为，化合物的密度_____(用含的代数式表示)。4．（2023·浙江卷）氮的化合物种类繁多，应用广泛。

请回答：(1)基态N原子的价层电子排布式是___________。(2)与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。①下列说法不正确的是___________。A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：B．化学键中离子键成分的百分数：C．最简单的氮烯分子式：D．氮烷中N原子的杂化方式都是②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为______。③给出的能力：_______(填“>”或“<”)，理由是___________。(3)某含氮化合物晶胞如图，其化学式为___________，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为___________。5．（2023·北京卷）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。(1)基态原子价层电子排布式是__________。(2)比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：____________________。(3)的空间结构是__________。(4)同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程ⅱ中，断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是和，过程ⅱ含硫产物是__________。(5)的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。晶胞中的个数为__________。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为__________。(6)浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由：____________________。1．（2023·山东·济南一中校联考三模）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图a所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。若按ABCABC方式堆积而成，则如图b所示，图中用虚线标出了石墨的一个三方晶胞。回答下列问题：(1)石墨中碳原子的杂化方式为_______，基态碳原子中电子的空间运动状态有_______种，D、E原子的分数坐标分别为_______、_______(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)。(2)六方石墨晶体的密度为_______(写出计算表达式，要求化简)。(3)1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为_______。(4)石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时可由形成计按如图所示均匀分布的锂碳化合物，该物质中存在的化学键有_______，充电时该电极的电极反应式为_______。(5)锂离子电池的正极材料为层状结构的。锂离子完全脱嵌时的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成。可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，其原因是_______。2．（2023·天津·模拟预测）硒—钴—锏三元整流剂在导电玻璃中应用广泛，且三种元素形成的单质及其化合物均有重要的应用。请回答下列问题：(1)钴位于元素周期表中_____________(填“s”、“p”、“d”或“ds”)区，与钴位于同一周期且含有相同未成对电子数的元素有_____________种。(2)元素、O、N的第一电离能由大到小的顺序___________________。硒的某种氧化物为链状聚合结构如图所示，该氧化物的化学式为___________________。(3)二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用图表示。已知光的波长与键能成反比，则图中实现光响应的波长：_______(填“>”、“＜”或“=”)，其原因是_________________。(4)[(15—冠—5)](“15—冠—5”是指冠醚的环上原子总数为15，其中O原子数为5)是一种配位离子，该配位离子的结构示意图如图1，该配位离子中含有的键数目为_____________。全惠斯勒合金的晶胞结构如图2所示，其化学式为___________________。3．（2023·河南·校联考三模）一种新型硫酸盐功能电解液由2mol·L-1Na2SO4和0.3mol·L-1MgSO4混合组成，电化学测试表明该电解液构建的Na2Ni[Fe(CN)6]、NaTi2(PO4)3/C电池可以稳定循环500次以上。请回答下列问题：(1)MgSO4中三种原子的半径由大到小的顺序是___________(用元素符号表示)，其中电负性最大的元素是___________(填名称)。(2)第一电离能N>O的原因是___________。(3)Na2Ni[Fe(CN)6]中，基态Fe2+核外电子的空间运动状态有___________种，[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为___________。(4)NaTi2(PO4)3中，中磷原子的杂化类型是___________。(5)N、O两种元素形成的简单氢化物的熔点：NH3___________H2O(填“>”“<”或“=”)，其原因是___________。(6)NiaMgbFec的立方晶胞结构如图所示。已知晶胞的边长为npm，设NA为阿伏加德罗常数的值。①a：b：c=___________。②该晶体密度是___________g·cm-3(用含n、NA的代数式表示)。4．（2023·天津·校联考模拟预测）青蒿素()是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，溶于乙醇和乙醚，对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。(1)提取青蒿素在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取，效果更好。乙醇的沸点高于乙醚，原因是_______。(2)确定结构①图中晶胞的棱长分别为，晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数，青蒿素的相对分子质量为282)②能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构的一种方法是_______。a.质谱法

b.X射线衍射

c.核磁共振氢谱

d.红外光谱(3)修饰结构，提高疗效一定条件下，用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。②的空间结构为_______。双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好，治疗疟疾的效果更好。5．（2023·河南郑州·统考二模）2023年1月30日，中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变，实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题：(1)Li、P、S三种元素中，电负性最小的是___________。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有___________种。(2)基态S原子核外有___________个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为___________。(3)PH3、AsH3中沸点较高的是___________，其主要原因是___________。(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，该配合物中锰原子的配位数为___________。(5)CH3CN中C原子的杂化类型为___________。(6)等物质的量的CH3CN和CO中，π键数目之比___________。(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为ρg/cm3，则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为___________pm。6．（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）立方氮化硼(BN)具有类金刚石的结构，是新型人工合成材料。利用新合成技术可以实现低温低压制备，反应为：BCl3+Li3N=BN+3LiCl。回答下列问题：(1)基态B原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。(2)BCl3中B原子的杂化方式是_______，两个B-Cl键的键角为_______，该分子为_______(填“极性”或“非极性”)分子。(3)BCl3、Li3N、BN三者中，沸点最高的是_______，Li、B、N、Cl第一电离能最大的元素是_______。(4)广义酸碱理论认为，中心原子可以接受电子对的分子为酸，可以提供电子对的分子为碱。按照该理论，BCl3属于_______(填“酸”或“碱”)，BCl3和碱反应形成的化学键类型是_______。(5)立方氮化硼晶体的晶胞如图1所示。阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体密度表达式为_____g·cm-3；图2是该晶胞的俯视投影图，则该图中表示硼原子相对位置的是_______(填标号)。7．（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大：a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I1(a)<I1(c)<I1(b)，且其中基态b原子的2p轨道处于半充满状态；d为周期表前四周期中电负性最小的元素：f的原子序数为29。请回答下列问题。(如需表示具体元素请用相应的元素符号)(1)写出ac2的电子式____；基态f原子的外围电子排布式为_____。(2)写出一种与ac2互为等电子体的物质的化学式_______。(3)b的简单氢化物的沸点比同族元素氢化物的沸点______。(填“高”或“低”)(4)化合物M由c、d两种元素组成，其晶胞结构如甲，则M的化学式为_____。(5)化合物N的部分结构如乙，N由a、b两元素组成，则硬度超过金刚石。试回答：①N的晶体类型为___________。②N晶体中a、b两元素原子的杂化方式均为___________。8．（2023·山东青岛·统考模拟预测）锂离子电池是近年来的研究热点，常见的锂离子聚合物电池材料有石墨、LiAsF6、LiPF6、LiMn2O4等。回答下列问题：(1)As的最高能级组的电子排布式为_______，Li、O、P、As四种元素电负性由大到小的顺序为_______(填元素符号)。(2)LiPF6的阴离子的空间构型为_______。(3)一种类石墨的聚合物g—C3N4可由三聚氰胺()制得。三聚氰胺分子中氮原子杂化类型是_______；三聚氰胺分子不溶于冷水，溶于热水，主要原因是_______。(4)尖晶石结构的LiMn2O4是一种常用的正极材料。已知一种LiMn2O4晶胞可看成由A、B单元按Ⅲ方式交替排布构成，“○”表示O2−。①“●”表示的微粒是_______(填元素符号)②若该晶胞的晶胞参数为apm，设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式，不必化简)9．（2023·四川成都·校联考二模）蛋氨酸铬(III)配合物是一种治疗II型糖尿病的药物，其结构简式如图所示。回答下列相关问题：(1)基态Cr原子核外有_______种运动状态的电子，下列不同状态的Cr微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。A．[Ar]3d54s1

B．[Ar]3d5

C．[Ar]3d44s14p1

D．[Ar]3d54p1(2)蛋氨酸铬(III)配合物的中心铬离子的配位数为_______；N的_______杂化轨道与Cr的空轨道形成配位键。(3)哈勃−韦斯(Haber−Weiss)原理表明，某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是：其次外层未排满的d轨道可以存取电子，降低活化能，使分解反应容易发生。Cr3+_______(填“能”或“不能”)催化双氧水分解。(4)化学式为CrCl3·6H2O的化合物有三种结构，一种呈紫罗兰色，一种呈暗绿色，一种呈亮绿色。在三种化合物中，Cr3+的配位数均为6，将它们配制成等体积等物质的量浓度的溶液，分别加入足量AgNO3溶液，依次所得AgCl沉淀的物质的量之比为3：2：1，则呈亮绿色的配合物，其内界离子的化学式为_______。H2O分子与Cr3+形成配位键后H−O−H键角_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(5)氮化铬的晶体结构类型与氯化钠相似，其晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0，0，0)，则B点分数坐标为_______。已知氮化铬的晶体密度为dg·cm−3，摩尔质量为Mmol∙L−1，NA为阿伏加德罗常数，则晶胞参数为_______cm(只要求列表达式，不必计算数值)。10．（2023·四川宜宾·统考二模）铁及其化合物在生活、生产中有重要应用。回答下列问题：(1)乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe是一种常用的补铁剂。①Fe2+的价层电子排布式是_______。②乳酸分子()中σ键与π键的数目比为_______。③乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_______。④C与O中，第一电离能较大的是_______，O的第二电离能远大于第一电离能的原因是____。(2)无水FeCl2可与NH3形成[Fe(NH3)6]Cl2。①[Fe(NH3)6]Cl2中Fe2+的配位数为_______。②NH3的空间构型是_______，其中N原子的杂化方式是_______。(3)由铁、钾、硒形成的一种超导材料，其晶胞结构如图1所示。①该超导材料的化学式是_______。②该晶胞参数a=0.4nm、c=1.4nm，该晶体密度ρ=_______g·cm-3。(用NA表示阿伏加德