2018年高考化学真题与模拟类编：专题18-物质结构与性质(选修).doc

1、第 1 页 共 17 页2018年高考试题 1【2018 新课标 1卷】Li 是最轻的固体金属，采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：（1）下列 Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_（填标号） 。A BC D（2）Li +与 H具有相同的电子构型，r(Li +)小于 r(H)，原因是_。（3）LiAlH 4 是有机合成中常用的还原剂，LiAlH 4 中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH 4 中，存在_（填标号） 。A离子键 B 键 C 键 D氢键（4）Li 2O 是离子晶体，其晶格能可通过图(

2、a)的 BornHaber 循环计算得到。可知，Li 原子的 第一电离能为_kJmol 1，O=O 键键能为_kJmol 1，Li 2O 晶格能为_kJmol1。（5）Li 2O 具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为 0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则 Li2O 的密度为_gcm 3（列出计算式） 。第 2 页 共 17 页【答案】 D C Li +核电荷数较大 正四面体 sp 3 AB 520 498 2908 【解析】分析：（1）根据处于基态时能量低，处于激发态时能量高判断；（2）根据原子核对最外层电子的吸引力判断；（3）根据价层电子对互斥理论分析；根据物质的组

3、成微粒判断化学键；（4）第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，据此计算；根据氧气转化为氧原子时的能量变化计算键能；晶格能是气态离子形成 1 摩尔离子晶体释放的能量，据此解答；（5）根据晶胞中含有的离子个数，结合密度的定义计算。点睛：本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，电离能、晶格能，化学键类型，晶胞的计算等知识，保持了往年知识点比较分散的特点，立足课本进行适当拓展，但整体难度不大。难点仍然是晶胞的有关判断与计算，晶胞中原子的数目往往采用均摊法：位于晶胞顶点的原子为 8 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为 1/8；位于晶胞面心的原子为 2 个

4、晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/2；位于晶胞棱心的原子为 4 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为 1/4；位于晶胞体心的原子为 1个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为 1。2 【2018 新课标 2 卷】硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4第 3 页 共 17 页熔点/ 85.5 115.2 75.5 16.8 10.3沸点/ 60.3 444.6600（分解）10.0 45.0 337.0回答下列问题：（1）基态 Fe 原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_，基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。（2）根据价层电子对

5、互斥理论，H 2S、SO 2、SO 3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。（3）图（a）为 S8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_。（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类型为_。（5）FeS 2 晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为 a nm、FeS 2 相对式量为 M，阿伏加德罗常数的值为 NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm 3；晶胞中 Fe2+位于 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm 。【答案】 哑铃

6、（纺锤） H2S S8 相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角 2 sp 3 【解析】分析：（1）根据铁、硫的核外电子排布式解答；（2）根据价层电子对互斥理论分析；（3）根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断；（4）根据价层电子对互斥理论分析；第 4 页 共 17 页（5）根据晶胞结构、结合密度表达式计算。详解：（1）基态 Fe 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布图（轨道表达式）为 ；基态 S 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是 3p，其电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。（2）根据价层电

7、子对互斥理论可知 H2S、SO 2、SO 3 的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是，因此不同其他分子的是 H2S。（3）S 8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于 S8 相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多；点睛：本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道、空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与计算等，难度中等。其中杂化形式的判断是难点，由价层电子特征判断分子立体构型时需注意：价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，

8、两者的构型不一致；价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。3【2018 新课标 3 卷】锌在工业中有重要 作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：（1）Zn 原子核外电子排布式为_。（2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由 Zn 和 Cu 组成。第一电离能 1（Zn）_ 1（Cu )(填“大于”或“小于”)。原因是_。第 5 页 共 17 页（3）ZnF 2 具有较高的熔点（ 872 )， 其化学键类型是_；ZnF 2 不溶于有机溶剂而

9、ZnCl2、ZnBr 2、ZnI 2 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。（4） 中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO 3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3 中，阴离子空间构型为_，C 原子的杂化形式为_。（5）金属 Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为 a cm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，Zn 的密度为_gcm 3 （列出计算式） 。【答案】 Ar3d104s2 大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 离子键 ZnF2 为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2 的化学键以共价键为主、极性较

10、小 平面三角形 sp2 六方最密堆积（A 3型） 【解析】分析：本题是物质结构与性质的综合题，需要熟练掌握这一部分涉及的主要知识点，一般来说，题目都是一个一个小题独立出现的，只要按照顺序进行判断计算就可以了。（4）碳酸锌中的阴离子为 CO32-，根据价层电子对互斥理论，其中心原子 C 的价电子对为3+(4322)/2=3 对，所以空间构型为正三角形，中心 C 为 sp2 杂化。（5）由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱第 6 页 共 17 页顶点的原子是 6 个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为12 +2 +3=6 个，所

11、以该结构的质量为 665/NA g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm，底面的面积为 6 个边长为 acm 的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为 6 cm2，高为 c cm，所以体积为 6 cm3。所以密度为：gcm-3。点睛：本题是比较常规的结构综合习题，考查的知识点也是多数习题考查的重点知识。需要指出的是最后一步的计算，可以选择其中的晶胞，即一个平行六面体作为计算的单元，直接重复课上讲解的密度计算过程即可。本题的解析中选择了比较特殊的解题方法，选择六棱柱作为计算单元，注意六棱柱并不是该晶体的晶胞（晶胞一定是平行六面体） ，但是作为一个计算密度的单元还是可以的

12、。4 【2018 江苏卷】臭氧（O 3）在Fe(H 2O)62+催化下能将烟气中的 SO2、NO x分别氧化为 和 ，NOx也可在其他条件下被还原为 N2。（1） 中心原子轨道的杂化类型为 _； 的空间构型为_（用文字描述） 。（2）Fe 2+基态核外电子排布式为_。（3）与 O3 分子互为等电子体的一种阴离子为 _（填化学式） 。（4）N 2 分子中 键与 键的数目比 n（ ）n（ ）=_ _。（5）Fe(H 2O)62+与 NO 反应生成的Fe(NO)(H 2O)52+中，NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。【答案】

13、物质结构与性质第 7 页 共 17 页（1）sp 3 平面（正）三角形（2）Ar 3d6 或 1s22s22p63s23p63d6（3）NO 2（4）12（5）【解析】分析：（1）用价层电子对互斥理论分析 SO42-中 S 的杂化方式和 NO3-的空间构型。（2）Fe 原子核外有 26 个电子，根据构造原理写出基态 Fe 的核外电子排布式，进一步写出 Fe2+的核外电子排布式。（3）用替代法写出 O3 的等电子体。（4）N 2 的结构式为 N N，三键中含 1 个 键和 2 个 键。（5）根据化学式，缺少的配体是 NO 和 H2O，NO 中 N 为配位原子，H 2O 中 O 上有孤电子对，O

14、为配位原子。（5）根据化学式，缺少的配体是 NO 和 H2O，NO 中 N 为配位原子，H 2O 中 O 上有孤电子对，O 为配位原子，答案为： 。第 8 页 共 17 页点睛：本题以“臭氧（O 3）在 Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的 SO2、NO x 分别氧化为 SO42-和 NO3-，NO x 也可在其他条件下被还原为 N2”为背景素材，考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、 键和 键的计算、配位键的书写。注意写配位键时由配位原子提供孤电子对。2018届高考模拟试题 5 【2018 届黄冈中学二模】石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢

15、晶格的二维碳纳米材料(如图甲),石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。(1)图甲中，1 号 C 与相邻 C 形成 键的个数为_ 。(2)图乙中，1 号 C 的杂化方式是 _，该 C 与相邻 C 形成的键角_(填“” 、 “”或“=”)图甲中 1 号 C 与相邻 C 形成的键角。(3)我国制墨工艺是将 50 nm 左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是_。(4)石墨烯可转化为富勒烯(C 60)，某金属 M 与 C60 可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示， M 原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中 M 原子的个数为

16、_，该材料的化学式为_。(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为 r，金刚石晶胞的边长为 a，根据硬球接触模型，金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为_。(6)一定条件下，CH 4、CO 2 都 能与 H2O 形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH 4 与 H2O 形成的水合物晶体俗称“可燃冰” 。“可燃冰”中分子间存在的 2 种作用力是_；第 9 页 共 17 页为开采深海海底的“可燃冰” ，有科学家提出用 CO2 置换 CH4 的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为 0.586 nm，结合图表从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是：_。参数分子分子直径/n

17、m分子与 H2O 的结合能 E/(kJmol-1)CH4 0.436 16.40CO2 0.512 29.91【答案】 3 sp3 氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定 12 M3C60 100% (或 34%) 氢键、范德华力 CO 2 的分子直径小于笼状结构空腔直径,且 CO2 与水的结合能大于 CH4 与水的结合能【解析】分析：本题对物质结构知识的综合考察。主要涉及到分子中 键数目的计算、氢键、分子间作用力等基础知识；根据中心原子价层电子对数就可以判定中心碳原子杂化方式，对于金刚石晶胞，体对角线与碳原子半径之间的关系为 r= ，就能够解答出金刚石晶胞中碳原子的空间占有率。(4) 该晶胞中 M

18、的原子个数为 121/4+9=12；该晶胞中 C60 的个数为 81/8+61/2=4，所以该材料的化学式为 M3C60；正确答案： 12；M 3C60。 (5)金刚石晶胞中含有碳原子数为 81/8+61/2+4=8，金刚石不是紧密堆积结构，设体心有一个球，半径为 r cm，沿体对角线方向有 5 个球，体对角线距离为 8r=a3, r= ，原子的体积V(原子)= 8=32r3/3，晶胞的体积 V(晶胞)= a3=（ ） 3，空间占有率= V(原子)/ V(晶胞)= = 100%；正确答案： 100% (或 34%)。第 10 页 共 17 页(6)CH 4 与形成的水合物俗称“可燃冰” ，分子

19、晶体中作用力是范德华力，水分子之间存在氢键；正确答案：氢键、范德华力。6 【2018 届青州市三模】钛由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、低密度，被美誉为“未来钢 铁” 、 “战略金属” 。(1)基态钛原子核外共有_种运动状态不相同的电子，价电子排布式_；与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有_种。(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是_。(3) TiCl4 是氧化法制取钛的中间产物。TiCl 4 分子结构与 CCl4 相同，在常温下都是液体。TiCl 4 分子的空间构型是_，Ti 原子采取_杂化方式；TiCl 4

20、稳定性比 CCl4 差，极易水解，试从结构分析其原因：_。(4)钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO 3)相同晶体结构的材料，这种奇特的晶体结构让它具备了很多独特的理化性质，比如吸光性、电催化性等。CaTiO 3 晶体结构如图所示。其中，A 代表_(写离子符号)，它的配位数是_。【答案】 22 3d 24s2 3 钛原子的价电子数比 Al 多，金属键更强 正四面体 sp 3 钛原子半径比碳大，Ti-Cl 键比 C-Cl 键的键长大、键能低，易断裂 Ca 2+ 12【解析】分析：（1）Ti 原子价电子为 3d、4s 电子，3d 能级上有 2 个电子、4s 能级上有 2 个电子；原子核外有几个电子其电子就有几种运动状态；Ti 位于第四周期，与钛同周期的所有元素的基态原子中，Ti原子未成对电子数是 2，未成对电子数与钛相同的元素有 Ni、Ge、Se；