2019-2020年高考化學(xué)真題分項解析 專題19《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》(選修).doc
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2019-2020年高考化學(xué)真題分項解析 專題19《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》(選修) 1.【xx新課標Ⅰ卷理綜化學(xué)】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 碳及其化合物廣泛存在于自然界中,回答下列問題: (1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用 形象化描述。在基態(tài)原子中,核外存在 對自旋相反的電子。 (2)碳在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,原因是 。 (3)CS2分子中,共價鍵的類型有 ,C原子的雜化軌道類型是 ,寫出兩個與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子 。 (4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的熔點為253K,沸點為376K,其固體屬于 晶體。 (5)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示: 石墨烯晶體 金剛石晶體 ①在石墨烯晶體中,每個C原子連接 個六元環(huán),每個六元環(huán)占有 個C原子。 ②在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個C原子連接 個六元環(huán),六元環(huán)中最多有 個C原子在同一平面。 【答案】(1)電子云 2 (2)C有4個價電子且半徑較小,難以通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu) (3)σ鍵和π鍵 sp CO2、SCN- (4)分子 (5)①3 2 ②12 4 【考點定位】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用、化學(xué)鍵類型的判斷、晶胞的計算;試題難度為較難等級。 【名師點晴】(5)問中的晶體結(jié)構(gòu),石墨烯晶體相對簡單,使用均分法即可得解。金剛石晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,這里說明一下。大家看一下晶體結(jié)構(gòu)示意圖(我找了一幅圖并處理了一下),有些圖形信息在局部圖形中看不到: 選定一個目標碳原子(圖中箭頭所指),注意到這個碳原子有四個共價鍵呈四面體伸展,兩兩組合成六個角。按理說六個角只對應(yīng)六個六元環(huán),但大家仔細看右圖,紅、藍兩色的六元環(huán)共同一個夾角。故可推知:每個碳原子連接有26=12個六元環(huán)。 → → 右圖晶體結(jié)構(gòu)中可以分離出一個小結(jié)構(gòu)(下圖左),可以觀察其中某一個六元環(huán)(下圖右)。注意到六元環(huán)雖不是平面結(jié)構(gòu),但它是由三組平行線構(gòu)成。任取一組平行線,可以確定四個原子共面。 2.【xx新課標Ⅱ卷理綜化學(xué)】[化學(xué)—選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](15分)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元索,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、 D為同周期元索,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個未成對電子。回答下列問題: (1)四種元素中電負性最大的是 (填元素符號),其中C原子的核外電子排布式為__________。 (2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點高的是 (填分子式),原因是 ;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為 和 。 (3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1:3的化合物E, E的立體構(gòu)型為 ,中心原子的雜化軌道類型為 。 (4)化合物D2A的立體構(gòu)型為 ,中心原子的價層電子對數(shù)為 ,單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,其化學(xué)方程式為 。 (5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù),a=0.566nm, F 的化學(xué)式為 :晶胞中A 原子的配位數(shù)為 ;列式計算晶體F的密度(g.cm-3) 。 (2)O3;O3相對分子質(zhì)量較大,范德華力大;分子晶體;離子晶體 (3)三角錐形;sp3 (4)V形;4;2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl (或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl) (5)Na2O;8; 【解析】A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元索,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型,則A是O,B是Na;C、D為同周期元索,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,則C是P;D元素最外層有一個未成對電子,所以D是氯元素。 (1)非金屬性越強,電負性越大,則四種元素中電負性最大的是O。P的原子序數(shù)是15,則根據(jù)核外電子排布可知C原子的核外電子排布布式為1s22s22p63s23p3(或[Ne] 3s23p3)。 (2)氧元素有氧氣和臭氧兩種單質(zhì),由于O3相對分子質(zhì)量較大,范德華力大,所以中沸點高的是O3;A和B的氫化物分別是水和NaH,所屬的晶體類型分別為分子晶體和離子晶體。 (3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1:3的化合物E,即E是PCl3, 其中P含有一對孤對電子,其價層電子對數(shù)是4,所以E的立體構(gòu)型為三角錐形,中心原子的雜化軌道類型為sp3。 (4)化合物Cl2O分子中氧元素含有2對孤對電子,價層電子對數(shù)是4,所以立體構(gòu)型為V形。單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,則化學(xué)方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl。 (5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知氧原子的個數(shù)=,Na全部在晶胞中,共計是8個,則F 的化學(xué)式為Na2O。以頂點氧原子為中心,與氧原子距離最近的鈉原子的個數(shù)8個,即晶胞中A 原子的配位數(shù)為8。晶體F的密度=。 【考點定位】本題主要是考查元素推斷、核外電子排布、電負性、空間構(gòu)型、雜化軌道、晶體類型與性質(zhì)及晶胞結(jié)構(gòu)與計算等 【名師點晴】本題考查的內(nèi)容包含了選修模塊“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中最基本和最重要的內(nèi)容,通過晶胞中原子個數(shù)的計算和晶體的密度計算來考查考生的計算能力和應(yīng)用知識解決問題的能力,考查了學(xué)生綜合運用所學(xué)化學(xué)知識解決相關(guān)化學(xué)問題的能力。 3.【xx山東理綜化學(xué)】(12分)[化學(xué)---物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 氟在自然界中常以CaF2的形式存在。 (1)下列關(guān)于CaF2的表述正確的是_______。 a.Ca2+與F-間僅存在靜電吸引作用 b.F-的離子半徑小于Cl-,則CaF2的熔點高于CaCl2 c.陰陽離子比為2:1的物質(zhì),均與CaF2晶體構(gòu)型相同 d.CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵,因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 (2)CaF2難溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是________(用離子方程式表示)。 已知AlF63-在溶液中可穩(wěn)定存在。 (3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子構(gòu)型為______________,其中氧原子的雜化方式為_________。 (4)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g) △H=-313kJmol-1,F(xiàn)-F鍵的鍵能為159kJmol-1,Cl-Cl鍵的鍵能為242kJmol-1,則ClF3中Cl-F鍵的平均鍵能為______kJmol-1。ClF3的熔、沸點比BrF3的________(填“高”或“低”)。 【答案】(1)bd (2)Al3++3CaF2= 3Ca2++AlF63- (3)角形或V形;sp3。 (4)172;低。 【解析】(1)a、Ca2+與F ̄間既有靜電引力作用,也有靜電排斥作用,錯誤;b、離子所帶電荷相同,F(xiàn)-的離子半徑小于Cl-,所以CaF2晶體的晶格能大,則CaF2的熔點高于CaCl2,正確;c、晶體構(gòu)型還與離子的大小有關(guān),所以陰陽離子比為2:1的物質(zhì),不一定與CaF2晶體構(gòu)型相同,錯誤;d、CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵,CaF2在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離,因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,正確。 (2)CaF2難溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,生成了AlF63-,所以離子方程式為:Al3++3CaF2=3Ca2++ AlF63-。 (3)OF2分子中O與2個F原子形成2個σ鍵,O原子還有2對孤對電子,所以O(shè)原子的雜化方式為sp3,空間構(gòu)型為角形或V形。 (4)根據(jù)焓變的含義可得:242kJmol-1+3159kJmol-1—6ECl—F =-313kJmol-1,解得Cl-F鍵的平均鍵能ECl—F =172 kJmol-1;組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,所以ClF3的熔、沸點比BrF3的低。 【考點定位】本題以CaF2為情景,考查了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、離子半徑比較、離子方程式的書寫、中心原子的雜化方式和分子的構(gòu)型、鍵能的計算、熔點的比較。 4.【xx福建理綜化學(xué)】 [化學(xué)-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](13分)科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。 (1)CH4和CO2所含的三種元素電負性從小到大的順序為________________。 (2)下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是_______(填序號)。 a.固態(tài)CO2屬于分子晶體 b.CH4分子中含有極性共價鍵,是極性分子 c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點低于CO2 d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp (3)在Ni基催化劑作用下,CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2. ①基態(tài)Ni原子的電子排布式為_______,該元素位于元素周期表的第_____族。 ②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有___molσ鍵。 (4)一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體,其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”。 ①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是________。 ②為開采深海海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0. 586nm,根據(jù)上述圖表,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析,該設(shè)想的依據(jù)是________。 【答案】(13分)(1)H、C、O;(2)a、d;(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2;VIII;②8。 (4)①氫鍵、范德華力;②CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑,且與H2O的結(jié)合力大于CH4。 ②根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,籠狀空腔的直徑是0. 586nm,而CO2分子的直徑是0. 512nm,大于分子的直徑,而且CO2與水分子之間的結(jié)合力大于CH4,因此可以實現(xiàn)用CO2置換CH4的設(shè)想。 【考點定位】考查元素的電負性的比較、原子核外電子排布式的書寫、物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、物理性質(zhì)的比較、配位化合物的形成及科學(xué)設(shè)想的構(gòu)思等知識。 【名師點睛】元素的非金屬性影響元素的電負性大小比較,要根據(jù)元素在周期表的位置及元素周期律,掌握元素的非金屬性強弱比較方法進行判斷。了解元素的原子雜化與形成的化合物的結(jié)構(gòu)關(guān)系,掌握元素的種類與形成化學(xué)鍵的類別、晶體類型的關(guān)系,了解影響晶體熔沸點的因素及作用、掌握原子核外電子排布時遵循的能量最低原理、保利不相容原理和洪特規(guī)則、原子核外電子排布的能級圖,正確寫出原子核外電子排布式、確定元素在周期表的位置,結(jié)合微粒的直徑大小和晶體結(jié)構(gòu)特點分析溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。掌握原子結(jié)構(gòu)的基本理論和元素周期律知識是本題的關(guān)鍵。本題較為全面的考查了考生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的掌握情況。 5.【xx海南化學(xué)】[選修3—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 19—Ⅰ(6分)下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)與氫鍵無關(guān)的是 A.乙醚的沸點 B.乙醇在水中的溶解度 C.氫化鎂的晶格能 D.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) 19—Ⅱ(14分)釩(23V)是我國的豐產(chǎn)元素,廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)。 回答下列問題: (1)釩在元素周期表中的位置為 ,其價層電子排布圖為 。 (2) 釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。晶胞中實際擁有的陰、陽離子個數(shù)分別為 、 。 (3)V2O5常用作SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO2 分子中S原子價層電子對數(shù)是 對,分子的立體構(gòu)型為 ;SO3氣態(tài)為單分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為 ;SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示,該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為 ;該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長由兩類,一類鍵長約140pm,另一類鍵長約為160pm,較短的鍵為 (填圖2中字母),該分子中含有 個σ鍵。 (4)V2O5 溶解在NaOH溶液中,可得到釩酸鈉(Na3VO4),該鹽陰離子的立體構(gòu)型為 ;也可以得到偏釩酸鈉,其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu),則偏釩酸鈉的化學(xué)式為 。 【答案】19—ⅠAC。 19—Ⅱ(1)第4周期ⅤB族,電子排布圖略。 (2)4,2。 (3)2,V形;sp2雜化; sp3雜化; a,12。 (4)正四面體形;NaVO3。 【考點定位】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選修模塊,涉及原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。 6.【xx江蘇化學(xué)】[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]下列反應(yīng)曾用于檢測司機是否酒后駕駛:2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O→4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH (1)Cr3+基態(tài)核外電子排布式為_________;配合物[Cr(H2O)6]3+中,與Cr3+形成配位鍵的原子是________(填元素符號)。 (2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為______________;1molCH3COOH分子中含有δ鍵的數(shù)目為 ______。 (3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為________(填化學(xué)式);H2O與CH3CH3OH可以任意比例互溶,除因為它們都是極性分子外,還因為___________。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]2d3,O;(2)sp3、sp2,7mol或7NA;(3)H2F+,H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵。 【解析】(1)Cr屬于第四周期ⅥB族,根據(jù)洪特特例,Cr3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]2d3,Cr3+提供空軌道,另一方提供孤電子對,只有氧元素有孤電子對,與Cr3+形成配位鍵的原子是O;(2)甲基中碳原子有4個δ鍵,無孤電子對,價層電子對數(shù)為4,則雜化類型是sp3,羧基中碳有3個δ鍵,無孤電子對,價層電子對數(shù)3,則雜化類型是sp2,兩個成鍵原子間只能形成1個δ鍵,根據(jù)醋酸的結(jié)構(gòu)簡式,得出含有7mol或7NA;(3)等電子體:原子總數(shù)相等,價電子總數(shù)相等,故與H2O等電子體的是H2F+,溶解度除相似相溶外,還跟能形成分子間氫鍵、反應(yīng)等有關(guān),因此形成分子間氫鍵的緣故。 【考點定位】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)、電子排布式、雜化類型、共價鍵類型、等電子體、溶解度等知識。 【名師點睛】涉及了洪特特例、電子排布式的書寫、雜化類型和價層電子對數(shù)之間的關(guān)系、δ鍵的特性、等電子體的判斷、溶解度的問題,都是基礎(chǔ)性的知識,能使學(xué)生拿分,這次沒涉及晶胞問題,估計明年會涉及,復(fù)習時多注意這塊知識,讓學(xué)生夯實基礎(chǔ),提高基礎(chǔ)知識的運用。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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