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2019-2020年高考化學(xué)真題分項(xiàng)解析 專題19《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》（選修） 1．【xx新課標(biāo)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(yùn)動(dòng)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(duì)自旋相反的電子。 （2）碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是 。 （3）CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有 ，C原子的雜化軌道類型是 ，寫出兩個(gè)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(diǎn)為253K，沸點(diǎn)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(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有 個(gè)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(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有 個(gè)C原子在同一平面。 【答案】（1）電子云 2 （2）C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)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(diǎn)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(jì)算；試題難度為較難等級(jí)。 【名師點(diǎn)晴】（5）問中的晶體結(jié)構(gòu)，石墨烯晶體相對(duì)簡(jiǎn)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(gè)目標(biāo)碳原子（圖中箭頭所指），注意到這個(gè)碳原子有四個(gè)共價(jià)鍵呈四面體伸展，兩兩組合成六個(gè)角。按理說六個(gè)角只對(duì)應(yīng)六個(gè)六元環(huán)，但大家仔細(xì)看右圖，紅、藍(lán)兩色的六元環(huán)共同一個(gè)夾角。故可推知：每個(gè)碳原子連接有26=12個(gè)六元環(huán)。 → → 右圖晶體結(jié)構(gòu)中可以分離出一個(gè)小結(jié)構(gòu)（下圖左），可以觀察其中某一個(gè)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(gè)原子共面。 2．【xx新課標(biāo)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(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉栴}： （1)四種元素中電負(fù)性最大的是 (填元素符號(hào)），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(diǎn)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(jià)層電子對(duì)數(shù)為 ，單質(zhì)D與濕潤(rùn)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(jì)算晶體F的密度(g.cm-3) 。 （2）O3；O3相對(duì)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(gè)未成對(duì)電子，所以D是氯元素。 （1)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則四種元素中電負(fù)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(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大，所以中沸點(diǎn)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(duì)孤對(duì)電子，其價(jià)層電子對(duì)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(duì)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以立體構(gòu)型為V形。單質(zhì)D與濕潤(rùn)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(gè)數(shù)＝，Na全部在晶胞中，共計(jì)是8個(gè)，則F 的化學(xué)式為Na2O。以頂點(diǎn)氧原子為中心，與氧原子距離最近的鈉原子的個(gè)數(shù)8個(gè)，即晶胞中A 原子的配位數(shù)為8。晶體F的密度＝。 【考點(diǎn)定位】本題主要是考查元素推斷、核外電子排布、電負(fù)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(jì)算等 【名師點(diǎn)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(gè)數(shù)的計(jì)算和晶體的密度計(jì)算來考查考生的計(jì)算能力和應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力，考查了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(cuò)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(diǎn)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(cuò)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(gè)F原子形成2個(gè)σ鍵，O原子還有2對(duì)孤對(duì)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(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，所以ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的低。 【考點(diǎn)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(jì)算、熔點(diǎn)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(fù)性從小到大的順序?yàn)開_______________。 （2）下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是_______(填序號(hào))。 a．固態(tài)CO2屬于分子晶體 b．CH4分子中含有極性共價(jià)鍵，是極性分子 c．因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點(diǎn)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(shí)現(xiàn)用CO2置換CH4的設(shè)想。 【考點(diǎn)定位】考查元素的電負(fù)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(shí)。 【名師點(diǎn)睛】元素的非金屬性影響元素的電負(fù)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(qiáng)弱比較方法進(jìn)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(diǎn)的因素及作用、掌握原子核外電子排布時(shí)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(jí)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(diǎn)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(shí)是本題的關(guān)鍵。本題較為全面的考查了考生對(duì)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(diǎn) 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(guó)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(jià)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(shí)際擁有的陰、陽離子個(gè)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(jià)層電子對(duì)數(shù)是 對(duì)，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(zhǎng)由兩類，一類鍵長(zhǎng)約140pm，另一類鍵長(zhǎng)約為160pm，較短的鍵為 (填圖2中字母)，該分子中含有 個(gè)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(diǎn)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(cè)司機(jī)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(hào))。 （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?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)開__________。 【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(duì)，只有氧元素有孤電子對(duì)，與Cr3＋形成配位鍵的原子是O；（2）甲基中碳原子有4個(gè)δ鍵，無孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，則雜化類型是sp3，羧基中碳有3個(gè)δ鍵，無孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)3，則雜化類型是sp2，兩個(gè)成鍵原子間只能形成1個(gè)δ鍵，根據(jù)醋酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，得出含有7mol或7NA；（3）等電子體：原子總數(shù)相等，價(jià)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(diǎn)定位】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)、電子排布式、雜化類型、共價(jià)鍵類型、等電子體、溶解度等知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】涉及了洪特特例、電子排布式的書寫、雜化類型和價(jià)層電子對(duì)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(shí)，能使學(xué)生拿分，這次沒涉及晶胞問題，估計(jì)明年會(huì)涉及，復(fù)習(xí)時(shí)多注意這塊知識(shí)，讓學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用。