专题20物质结构(选修)-2017年高考化学母题题源系列Word版含解析.doc

【母题来源】2017年高考新课标卷【母题题文】钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm（填标号）。A404.4B553.5 C589.2D670.8E766.5（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_。（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_nm，与K紧邻的O个数为_。（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。【参考答案】（1）A （2）N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱（3）V形 sp3 （4）0.315 12 （5）体心 棱心【试题解析】（1）紫色波长400 nm435 nm，因此选项A正确；（2）K位于第四周期IA族，电子占据最高能层是第四层，即N层，最后一个电子填充在s能级上，电子云轮廓图为球形；K的原子半径大于Cr的半径，且价电子数较少，金属键较弱，因此K的熔点、沸点比Cr低；（3）I3与OF2互为等电子体，OF2属于V形，因此I3几何构型为V形，其中心原子的杂化类型为sp3；（4）根据晶胞结构，K与O间的最短距离是面对角线的一半，即为nm0.315nm，根据晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个；（5）根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K处于体心，O处于棱心。【命题意图】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)【得分要点】物质结构包括原子结构(原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱)、分子结构(化学键、分子的电子式、结构式、结构简式的书写、化学式的种类、官能团等)、晶体结构(晶体类型的判断、物质熔沸点的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。元素的非金属性影响元素的电负性大小比较，要根据元素在周期表的位置及元素周期律，掌握元素的非金属性强弱比较方法进行判断。了解元素的原子杂化与形成的化合物的结构关系，掌握元素的种类与形成化学键的类别、晶体类型的关系，了解影响晶体熔沸点的因素及作用、掌握原子核外电子排布时遵循的能量最低原理、保利不相容原理和洪特规则、原子核外电子排布的能级图，正确写出原子核外电子排布式、确定元素在周期表的位置。掌握原子结构的基本理论和元素周期律知识是本题的关键，难点是晶胞结构分析与计算，注意均摊法的灵活应用。本题较为全面的考查了考生对物质结构的掌握情况。1【山西省实验中学2017届下学期模拟热身】 研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请根据已学习的物质结构知识，回答下列问题：（1）基态Mn原子的价电子排布式为_，气态Mn2再失去l个电子比Fe2+再失去1个电子更难，其原因是_。（2）向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂（如乙醇），将析出深蓝色的晶体。实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有_。写出难溶物溶于氨水时的离子方程式_。实验过程中加入C2H5OH 后可观察到析出深蓝色Cu(NH3)4SO45H2O晶体。实验中所加C2H5OH 的作用是_。（3）HClO2、HClO3为氯元素的含氧酸，试推测ClO2-的空间结构：_；HClO3分子中，Cl原子的杂化方式为_；两种酸酸性较强的是_.（4）多磷酸盐的酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用角顶氧原子而连接起来的，部分结构如图所示，多磷酸根离子的通式为_。（磷原子数目用n表示）(5）金属Pt采用“ABCABC”型堆积方式，抽出一个晶胞，其正确的是_。已知金属Pt的密度为21.4 g/cm3，则Pt原子半径的计算式为_pm （只列式，不必计算结果，Pt的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为6.021023mol-1）。【答案】 3d54s2 Mn2+转化为Mn3+，3d能级由半满到3d4，而Fe2+转化为Fe3+，3d能级由3d6到半满，能级半满时为稳定结构 共价键、配位键 Cu(OH)2+4NH3H2O2+2OH-+4H2O 降低Cu(NH3)4SO4的溶解度 V形 sp3杂化 HClO3 (n+2)- C 【解析】 (l)锰为25号元素，基态Mn原子的价电子排布式为3d54s2，气态Mn2的3d为半充满结构，较为稳定，Fe2+的3d不是稳定结构，因此Mn2失去l个电子比Fe2+再失去1个电子更难，故答案为：3d54s2；Mn2+转化为Mn3+，3d能级由半满到3d4，而Fe2+转化为Fe3+，3d能级由3d6到半满，能级半满时为稳定结构；（2）向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物氢氧化铜沉淀，继续加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液，发生的反应为Cu(OH)2+4NH3H2O=2+2OH-+4H2O；在2+中含有共价键、配位键；加入极性较小的溶剂(如乙醇)，可以降低Cu(NH3)4SO4的溶解度，从而析出深蓝色的Cu(NH3)4SO45H2O晶体，故答案为：共价键、配位键；Cu(OH)2+4NH3H2O=2+2OH-+4H2O；降低Cu(NH3)4SO4的溶解度；（3）ClO2-中Cl原子的价层电子对数为2+(7+122)=4，采用sp3杂化，空间结构为V形；HClO3中Cl原子的孤对电子数为(7+123)=1，价层电子对数=4，杂化轨道类型为sp3杂化； HClO3的非羟基氧原子数目比HClO2多，酸性较强，故答案为：V形；sp3；HClO3；（5）金属Pt采用“ABCABC”型堆积方式，为立方面心结构，因此选C；每个金晶胞中含有的原子个数=8+6=4，设半径为r，则一个晶胞的体积为(2r)3，(2r)36.02102321.4g/cm3 =M4g，解得：r=pm，故答案为：C；。点睛：本题是对物质结构与性质的考查，综合性较强，涉及价电子排布式、化学键、晶胞的计算、价层电子对互斥理论、杂化轨道理论等，（5）中计算为易错点、难点，需要学生具有一定的数学计算能力。2【成都市2017届第二次模拟考试】前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A的质子数等于周期数，B与C的 P轨道均有三个成单电子，D的最高正价与最低负价代数和为4，E的最外层只有一个电子， 内层轨道处于全充满状态。试回答下列问题。（1）基态E原子的电子排布式为_；C和D的第一电离能较大的_(填元素符号）。（2）DO32-中D原子的杂化类型为_；A、D和氧元素组成的液态化合物A2DO4中存在的作用力有_。（3）结构式为AB=BA的分子中键和键的数目比为_；B2分子和NO+离子互为等离子体，则NO+的电子式为_。（4）向EDO4溶液中加入过量稀氨水，其化学方程式为_；产物中阳离子的配体是_（填化学式）。（5）D(黑球）和E(白球）形成某种晶体的晶胞如图所示。已知该晶体的晶胞边长为516Pm，则黑球和白球之间最近距离为_pm(精确到0.1，已知=1.732)若ED中D2-被O2-代替，形成的晶体只能采取NaCl型堆积，试从晶体结构分析其不同及原因_。【答案】 1s22s22p63s23p63d104s1或3d104s1 P sp2 氢键、范徳华力、共价键 31 CuSO4+4 NH3H2O =SO4+4 H2O NH3 223.4 两种晶体中离子的配位数不同。由于r(O2-) r(S2-)，r+ /r-的值增大，晶体中离子的配位数由4增至6，导致晶体堆积方式不同。键，因此HNNH中键和键的比值为3：1；等电子体的结构相似，N2的结构式为，因此NO的电子式为；（4）EDO4的化学式为CuSO4，与过量的氨水发生络合反应，反应方程式为：CuSO44NH3H2OSO4+4H2O，Cu2提供空轨道，NH3提供孤电子对，因此NH3是配体；（5）根据晶胞的结构，黑球和白球之间最近的距离是体对角线的1/4，即为 （a为晶胞的边长），代入数值，解得为223.4pm，两种晶体中离子的配位数不同。由于r(O2)r(S2)，r/r的值增大，晶体中离子的配位数由4增至6，导致晶体堆积方式不同。3【广州市2017届4月综合测试（二）】硼及其化合物应用广泛。回答下列问题：（1）基态B原子的价电子轨道表达式为_，其第一电离能比Be _（填“大”或“小”）。（2）氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是_，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_（填化学式）。（3）常温常压下硼酸（H3BO3）晶体结构为层状，其二维平面结构如图a。 B原子的杂化方式为_。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大：_。 路易斯酸碱理论认为，任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸，任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸：_。（4）立方氮化硼（BN）是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构与金刚石相似，如图b所示。 与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为_。硼原子和氮原子所连接的最小环为_元环。 晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图b所示，其中原子坐标参数X为（0，0，0），Y原子的坐标参数为（1/2，0，1/2），则Z原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼的密度为d gcm3，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞参数a_nm。（列出计算式即可）【答案】 小 N C2H6 sp2 硼酸分子间通过氢键缔合，加热时部分氢键被破坏。 硼酸分子中B原子有一个2p空轨道。 正四面体 六 (， ， ) 【解析】（1）B原子原子核内5个质子，基态B原子电子排布式是：1s22s22p1，所以基态B原子的价电子轨道表达式为：；B原子价电子排布为2s22p1，Be原子价电子排布为2s2，虽然p能级能量较高，但根据洪特规则，等价轨道全满或者半满或者全空是相对稳定的结构，故B第一电离能比Be小。（3）硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，价层电子对为3，杂化轨道数为3，杂化类型为sp2；层内的H3BO3分子之间主要通过氢键相连，加热时部分氢键容易被破坏，所以硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大。硼酸分子中心的B原子sp2杂化，有3个sp2和1个2p轨道，轨道总数就是4；B有3个价电子，分别在3个sp2轨道中和氧成键，那么成键数目是3；硼的电子都用掉了，所以没有孤对电子，那么就有一个空轨道，也就是2P空轨道，根据路易斯酸碱理论：任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸，所以硼酸是路易斯酸。（4）立方氮化硼（BN）如图b，N(白色)占据立方体的8个顶点和6个面心，所以有8+64个；B(黑色)占据小立方体（八分之一个晶胞）的中心，共4个，则一个晶胞中有4个N，4个B；与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为正四面体，其中氮原子在体心，4个硼原子在顶点；硼原子和氮原子所连接的最小环为六元环。原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图b所