2019-2020年高考化學真題分項解析 專題19《物質結構與性質》（選修）.doc

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2019-2020年高考化學真題分項解析 專題19《物質結構與性質》（選修） 1．【xx新課標Ⅰ卷理綜化學】[化學——選修3：物質結構與性質] 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構如圖所示： 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)定電子結構 （3）σ鍵和π鍵 sp CO2、SCN- （4）分子 （5）①3 2 ②12 4 【考點定位】考查物質結構與性質的應用、化學鍵類型的判斷、晶胞的計算；試題難度為較難等級。 【名師點晴】（5）問中的晶體結構，石墨烯晶體相對簡單，使用均分法即可得解。金剛石晶體結構復雜，這里說明一下。大家看一下晶體結構示意圖（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)。 → → 右圖晶體結構中可以分離出一個小結構（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)雖不是平面結構，但它是由三組平行線構成。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】[化學—選修3：物質結構與性質](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?；卮鹣铝袉栴}： （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反應可生成組成比為1：3的化合物E， E的立體構型為 ，中心原子的雜化軌道類型為 。 （4）化合物D2A的立體構型為 ，中心原子的價層電子對數(shù)為 ，單質D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A，其化學方程式為 。 （5）A和B能夠形成化合物F，其晶胞結構如圖所示，晶胞參數(shù)，a＝0.566nm， F 的化學式為 ：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，由于O3相對分子質量較大，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，所以立體構型為V形。單質D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A，則化學方程式為2Cl2＋2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl。 （5）根據(jù)晶胞結構可知氧原子的個數(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、空間構型、雜化軌道、晶體類型與性質及晶胞結構與計算等 【名師點晴】本題考查的內容包含了選修模塊“物質的結構與性質”中最基本和最重要的內容，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用知識解決問題的能力，考查了學生綜合運用所學化學知識解決相關化學問題的能力。 3．【xx山東理綜化學】（12分）[化學---物質結構與性質] 氟在自然界中常以CaF2的形式存在。 （1）下列關于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，均與CaF2晶體構型相同 d．CaF2中的化學鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導電 （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分子構型為______________，其中氧原子的雜化方式為_________。 （4）F2與其他鹵素單質反應可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應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、晶體構型還與離子的大小有關，所以陰陽離子比為2：1的物質，不一定與CaF2晶體構型相同，錯誤；d、CaF2中的化學鍵為離子鍵，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原子的雜化方式為sp3，空間構型為角形或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；組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，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，考查了物質的結構、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型、鍵能的計算、熔點的比較。 4．【xx福建理綜化學】 [化學-物質結構與性質]（13分）科學家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用。 （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形成籠狀結構(如下圖所示)的水合物晶體，其相關參數(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”，有科學家提出用CO2置換CH4的設想。已知上圖中籠狀結構的空腔直徑為0. 586nm，根據(jù)上述圖表，從物質結構及性質的角度分析，該設想的依據(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與水分子之間的結合力大于CH4，因此可以實現(xiàn)用CO2置換CH4的設想。 【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、物質的晶體結構、化學鍵、物理性質的比較、配位化合物的形成及科學設想的構思等知識。 【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構關系，掌握元素的種類與形成化學鍵的類別、晶體類型的關系，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，結合微粒的直徑大小和晶體結構特點分析溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用。掌握原子結構的基本理論和元素周期律知識是本題的關鍵。本題較為全面的考查了考生對物質結構的掌握情況。 5．【xx海南化學】[選修3—物質結構與性質] 19—Ⅰ（6分）下列物質的結構或性質與氫鍵無關的是 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的雙螺旋結構 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構如圖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)狀結構如圖2所示，該結構中S原子的雜化軌道類型為 ；該結構中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所示的無限鏈狀結構，則偏釩酸鈉的化學式為 。 【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】本題考查物質結構與性質選修模塊，涉及原子結構、分子結構和晶體結構。 6．【xx江蘇化學】[物質結構與性質]下列反應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)醋酸的結構簡式，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、反應等有關，因此形成分子間氫鍵的緣故。 【考點定位】考查物質結構、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)之間的關系、δ鍵的特性、等電子體的判斷、溶解度的問題，都是基礎性的知識，能使學生拿分，這次沒涉及晶胞問題，估計明年會涉及，復習時多注意這塊知識，讓學生夯實基礎，提高基礎知識的運用。