2024年高考化学考纲解读与热点难点突破专题15物质结构与性质热点难点突破含解析

PAGEPAGE13物质结构与性质1.钛（22Ti）铝合金在航空领域应用广泛。回答下列问题：（1）基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar]，其中s轨道上总共有个电子。（2）六氟合钛酸钾（K2TiF6）中存在[TiF6]2－配离子，则钛元素的化合价是，配体是。（3）TiCl3可用作烯烃定向聚合的催化剂，例如，丙烯用三乙基铝和三氯化钛作催化剂时，可以发生下列聚合反应：nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(Al（C2H5）3－TiCl3))CH（CH）3—CH2，该反应涉及的物质中碳原子的杂化轨道类型有；反应涉及的元素中电负性最大的是。三乙基铝是一种易燃物质，在氧气中三乙基铝完全燃烧所得产物中分子的立体构型是直线形的是。（4）钛与卤素形成的化合物熔沸点如表所示：化合物熔点/℃沸点/℃TiCl4－25136.5TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现肯定规律的缘由是_______________________________________________________________________。（5）金属钛有两种同素异形体，常温下是六方积累，高温下是体心立方积累。如图所示是钛晶体的一种晶胞结构，晶胞参数a＝0.295nm，c＝0.469nm，则该钛晶体的密度为g·cm（用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可）。胞的底面正六边形的面积S＝eq\f(3\r(3),2)a2，则该晶胞的体积为eq\f(3\r(3),2)a2c＝eq\f(3\r(3),2)×（2.95×10－8）2×（4.69×10－8）cm3，又该晶胞中含有的钛原子的数目为2×eq\f(1,2)＋3＋12×eq\f(1,6)＝6，则该晶胞的质量为eq\f(6×48,NA)g，故该钛晶体的密度为eq\f(6×48,\f(3\r(3),2)×（2.95×10－8）2×4.69×10－8NA)g·cm－3。（4）分子（5）①32②1243.2024年4月26日，中国首艘国产航母在大连正式下水，标记着我国自主设计建立航空母舰取得重大阶段性成果。请回答下列问题：（1）航母用钢可由低硅生铁冶炼而成。①硅原子价层电子的轨道表示式（电子排布图）为。②Fe3＋比Fe2＋稳定的缘由是____________________________________________。③FeO、NiO的晶体结构与NaCl的晶体结构相同。其中Fe2＋与Ni2＋的离子半径分别为7.8×10－2nm、6.9×10－2nm。则熔点FeO（填“<”“>”或“＝”）NiO，缘由是______________________________________________________________________________。（2）航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利用铜萃取剂M，通过如下反应实现铜离子的富集，进行回收。①M所含元素的电负性由大到小的依次为（用元素符号表示）。②上述反应中断裂和生成的化学键有（填序号）。A.共价键 B.配位键 C.金属键 D.范德华力（3）航母舰艇底部涂有含Cu2O的防腐蚀涂料。已知Cu2O的晶胞结构如图所示。①该晶胞结构中铜原子的配位数是。②已知该晶体的密度为dg·cm－3，阿加德罗常数的值为NA，则该立方晶胞的参数是pm。答案（1）①②Fe3＋的价电子排布式为3d5，处于半充溢状态，结构稳定③<FeO和NiO的阴离子相同，阳离子所带电荷相同，但r（Fe2＋）>r（Ni2＋），所以FeO的晶格能较小，熔点较低④设Ti4＋的半径为r，则2r＋2×1.40×10－10m＝4.03×10－10m，r＝6.15×10－11m。答案（1）第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6（2）直线形sp高于（3）①TiO2＋BaCO3（熔融）=BaTiO3＋CO2↑②6③6.15×10－116.已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中a、c原子的L层均有2个未成对电子。d与e同主族，d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构。f3＋的M层3d轨道电子为半满状态。请回答下列问题（答题时，用所对应的元素符号表示）：（1）写出f原子的电子排布式，f位于周期表第族。（2）a、b、c的第一电离能由小到大的依次为______________________。（3）f和g（质子数为25）两元素的部分电离能数据如下表：元素gf电离能/（kJ·mol－1）I1717759I215091561I332482957比较两元素的I2、I3可知，气态g2＋再失去一个电子比气态f2＋再失去一个电子难。对此，你的说明是_____________________________________________。在f的配离子f（SCN）eq\o\al(＋,2)中，供应空轨道接受孤对电子的微粒是。（4）H2S和c元素的氢化物（分子式为H2c2）的主要物理性质比较如下：熔点/K沸点/K标准状况时在水中的溶解度H2S1872022.6gH2c2272423以随意比互溶H2S和H2c2的相对分子质量相同，造成上述物理性质差异的主要缘由是_________________________________________________________。（5）已知f晶体的积累方式与金属钾相同，则f晶胞中f原子的配位数为，一个晶胞中f原子的数目为。（6）如图为a元素某种氧化物的晶胞，其分子中中心原子实行杂化，每个分子四周有个分子与之距离相等且最近。若晶胞棱长为xpm，则该晶体密度的表达式为g·cm－3。H2O2，氧元素电负性很强，H2O2分子间存在氢键，所以熔沸点比H2S高；H2O2分子与水分子可形成氢键，所以能与水以随意比互溶。（5）Fe晶体的积累方式与金属钾相同，金属钾为体心立方结构，则Fe晶胞中Fe原子的配位数为8；晶胞中Fe原子的数目为1＋8×1/8＝2。（6）由晶胞示意图可知，该a元素某种氧化物为CO2，其中心原子的价电子对数为2，因此中心原子采纳sp杂化。由图可知该晶体为面心立方晶胞，则每个分子四周有12个分子与之距离相等且最近。一个晶胞中含有4个CO2分子，晶体密度＝eq\f(4×44,NA（x×10－10）3)g·cm－3。答案（1）8O>Cl>S（2）sp3V形（3）4（4）C>SiC>Si（5）甲醇分子间存在氢键8∶1（6）eq\f(4×\f(4,3)πr3,（q×1010）3)11.已知A、B、C、D、E为其次至第四周期的元素，其原子序数依次增大。A原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充溢电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。请回答下列问题：（1）基态E原子的价电子排布式为。（2）A和B中，第一电离能较大的是（填元素符号）；B的简洁氢化物的立体构型是，中心原子的杂化类型是。（3）Aeq\o\al(2－,2)和Beq\o\al(2＋,2)互为等电子体，Beq\o\al(2＋,2)的电子式可表示为，1molBeq\o\al(2＋,2)中含有的π键数目为。（4）用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的全部氢键。（5）化合物DC2的晶胞结构如图所示，该离子化合物晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为NA）。有钙原子的数目为8×1/8＋6×1/2＝4，含有氟原子的数目为8，故该晶胞的质量为eq\f(4×78g,NA)，该离子化合物晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积＝eq\f(4×78,NAa)cm3＝eq\f(312,aNA)cm3。状结构的晶体熔点>3550℃，该单质的晶体类型属于________；基态D原子共有________种不同运动状态的电子。(2)A与C形成的最简洁分子的中心原子杂化方式是____________，该分子与D2＋、H2O以2∶1∶2的配比结合形成的配离子是________(填化学式)，此配离子中的两种配体的不同之处为________(填标号)。①中心原子的价层电子对数②中心原子的孤电子对的个数③中心原子的化学键类型④VSEPR模型(3)1molBC－中含有的π键数目为________；写出与BC－互为等电子体的分子和离子各一种__________、__________。(4)D2＋的硫酸盐晶体的熔点比D2＋的硝酸盐晶体的熔点高，其缘由是____________。(5)D3C具有良好的电学和光学性能，其晶体的晶胞结构如图所示，D＋和C3－的半径分别为apm、bpm，D＋和C3－都是紧密接触的刚性小球，则C3－的配位数为________，晶体的密度为________g·cm－3能层排布18个电子，且最外层有1个电子，即D原子核外电子个数为29，则D为Cu元素。(1)依据H元素能形成H2，不能形成H3或H4，说明共价键具有饱和性。依据该碳元素单质的熔点很高，可知该单质的晶体类型属于原子晶体。基态Cu原子核外有29个电子，故原子核外有29种不同运动状态的电子。(2)NH3分子中中心原子N实行sp3杂化；NH3、Cu2＋、H2O以2∶1∶2形成的配离子为[Cu(H2O)2(NH3)2]2＋，H2O和NH3两种配体中，中心原子的价层电子对数相同，①不符合题意；中心原子的孤电子对的个数分别为2和1，②符合题意；中心原子形成的化学键均为共价键，③不符合题意；VSEPR模型均为正四面体构型，④不符合题意。(3)依据CN－的电子式[eq\o(·,\s\up6(·))C⋮⋮Neq\o(·,\s\up6(·))]－可知该离子中含1个三键，即1molCN－中含2molπ键。CN－中含2个原子，且价层电子数为10，则与其互为等电子体的分子为CO或N2，离子为Ceq\o\al(2－,2)。(4)CuSO4晶体的晶格能比Cu(NO3)2晶体的晶格能高，故晶体的熔点：CuSO4＞Cu(NO3)2。(5)由Cu3N的晶胞结构可看出与N3－等距离且最近的Cu＋有6个，即N3－的配位数为6。由晶体的结构和均摊法可知该晶胞中含N3－的个数为eq\f(1,8)×8＝1，含Cu＋的个数为eq\f(1,4)×12＝3，即该晶胞中含1个Cu3N，晶胞的边长为2(a＋b)×10－10cm，则晶胞的密度＝eq\f(\f(1,NA)×206g,[2a＋b×10－10cm]3)＝eq\f(103×1030,4NAa＋b3)g·cm－3[或eq\f(206×1030,8NAa＋b3)g·cm－3]。(4)NHeq\o\al(＋,4)中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤电子对，孤电子对与成键电子之间的排斥力强于成键电子与成键电子之间的排斥力，导致NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的键角比NH3中的大由于O原子半径小，电负性大，供应孤对电子的实力比N原子弱，故水分子形成的配位键弱于氨分子形成的配位键(5)4eq\f(3π×10－30NAr\o\al(3,N)＋r\o\al(3,B),25)×100%14．CuCl广泛应用于有机合成催化。例如，回答下列问题：(1)CuCl中Cu＋的核外电子排布式为____________，Cu与Cl相比，第一电离能较大的是________。(2)已知为平面分子，则—CHO中碳原子的杂化方式为________。(3)写出与CO互为等电子体的非极性分子的电子式______，14gCO中含______molπ键。合成氨工业中用铜洗液汲取CO，形成协作物[Cu(NH3)3CO]Ac(HAc代表醋酸)，其中________(填粒子符号)接受孤电子对形成配位键，配位数是________。(4)单质铜的熔点比单质钙高，其缘由是__________________，铜、钙可形成合金，其中一种合金的晶胞结构如图所示，已知：该晶体的密度为ρg·cm－3，NA是阿伏加德罗常数的值，则其中两个Ca原子之间的距离为________。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}Cl(2)sp2(3)1Cu＋4(4)铜晶体中的金属键比钙晶体中的金属键强度大(答案合理即可)eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(4×104,ρNA))cm15．硒化锌是一种半导体材料，回答下列问题：(1)锌在元素周期表中的位置是________；Se基态原子价电子排布图为________。元素锌、硫和硒第一电离能较大的是________(填元素符号)。(2)Na2SeO3分子中Se原子的杂化类型为________；H2SeO4的酸性比H2SeO3强，缘由是____________。(3)气态SeO3分子的立体构型为________；下列与SeO3互为等电子体的有________(填序号)。A．COeq\o\al(2－,3) B．NOeq\o\al(－,3)C．NCl3 D．SOeq\o\al(2－,3)(4)硒化锌晶体的晶胞结构如图所示，图中X和Y处所积累的原子均为________(填元素符号)；该晶胞中硒原子所处空隙类型为____________(填“立方体”“正四面体”或“正八面体”)，该种空隙的填充率为________；若该晶体的密度为ρg·cm－3，硒化锌的摩尔质量为Mg·mol－1，用NA代表阿伏加德罗常数的数值，则晶胞参数a为________nm。答案：(1)第四周期第ⅡB族S(2)sp3H2SeO4的非羟基氧比H2SeO3多(或H2SeO4中Se的化合价更高)(3)平面三角形AB(4)Zn正四面体50%eq\r(3,\f(4M,NAρ))×10716．Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。(1)基态Co原子的价电子排布式为________，Co2＋核外3d能级上有________对成对电子。(2)Co3＋的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2＋中，Co3＋的配位数是________。1mol配离子中所含σ键的数目为____________，配位体Neq\o\al(－,3)中心原子的杂化类型为____________。(3)Co2＋在水溶液中以[Co(H2O)6]2＋存在。向含Co2＋的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2＋，其缘由是__________________________。(4)某蓝色晶体中，Fe2＋、Fe3＋分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个CN－，K＋位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为________，立方体中Fe2＋间连接起来形成的空间构型是________。(5)NiO的晶胞结构如图甲所示，其中原子坐标参数A为(0,0,0)，B为(1,1,0)，则C原子坐标参数为________。(6)肯定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2－为密置单层排列，Ni2＋填充其中(如图乙)，已知O2－的半径为apm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为________g(用含a、NA的代数式表示)。(5)依据题图甲知，C原子坐标参数为(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))。(6)如图所示，以1个小菱形为探讨对象，该菱形中含有1个Ni2＋、1个O2－，该菱形的边长为2apm，则该菱形的面积为2a×10－12m×2a×10－12m×eq\f(\r(3),2)＝2eq\r(3)a2×10－24m2；该菱形中含有该晶体的质量为eq\f(75,NA)g，故每平方米面积上分散的该晶体的质量为eq\f(75,NA)÷(2eq\r(3)×10－24a2)g＝eq\f(75×1024,2\r(3)a2NA)g。答案：(1)3d74s22(2)623NAsp(3)N元素电负性比O元素电负性小，N原子供应孤电子对的倾向更大，与Co2＋形成的配位键更强(4)KFe2(CN)6正四面体形(5)(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))(6)eq\f(75,2\r(3)a2NA×10－24)(或eq\f(25\r(3),2a2NA)×1024)17.(1)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色协作物，其配离子结构如图所示。①此协作物中，基态铁离子的价电子排布式为__________。②此协作物中碳原子的杂化轨道类型有________。③此配离子中含有的化学键有________(填字母)。A．离子键 B．金属键C．极性键 D．非极性键E．配位键 F．氢键G．σ键 H．π键④氯化铁在常温下是固体，熔点为306℃，沸点为315℃，在300℃以上升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此推断氯化铁的晶体类型为____________。(2)基态A原子的价电子排布式为3s23p5，铜与A形成化合物的晶胞如图所示(黑球代表铜原子)。①该化合物的化学式为________，A原子的配位数是________。②该化合物难溶于水，但易溶于氨水，其缘由可能是_________________________________________；与NH3互为等电子体的分子有________(写化学式，一种即可)。NH3的键角大于H2O的键角的主要缘由是___________________________________________。③已知该化合物晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中Cu原子和A原子之间的最短距离为____________pm。(列出计算表达式即可)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))；设晶体中Cu原子与Cl原子间的最短距离为xcm，则x＝eq\f(\r(3)a,4)＝eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))，即Cu原子与Cl原子之间的最短距离为eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))×1010pm。答案：(1)①3d5②sp2、sp3③CDEGH④分子晶体(2)①CuCl4②Cu＋可与NH3形成易溶于水的配位化合物PH3(或AsH3等)NH3、H2O分子中N、O原子的孤电子对数分别是1、2，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越强，键角越小③eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))×101018．核平安与