1、2018 届高考大题狂练专题 19 分子结构及性质（满分 60 分 时间 30 分钟）姓名：_ 班级：_ 得分：_1铂（Pt）及其化合物用途广泛。（1）在元素周期表中，铂元素与铁元素同族，则铂元素位于 _。As 区 Bp 区 Cd 区 D ds 区 Ef 区（2）二氯二吡啶合铂是由 Pt2+ 、Cl -和 吡啶结合形成的铂配合物，有顺式和反式两种同 分异构体。科学研究表明，反式分子和顺式分子一样具有抗癌活性。Cl 的外围电子排布式为 _ 。吡啶分子是大体积平面配体，其结构简式如右图所示 ，该配体的配位原子是_。吡啶分子中，碳、氮原子的轨道杂化方式分别是 _、_，各元素的电负性由大到小的顺序为_
2、。二氯二吡啶合铂分子中存在的微粒间作用力有 _（填序号）。a离子键 b配位键 c金属键 d非极性键 e氢键二氯二吡啶合铂分子中，Pt 2+的配位数是 4，但是其轨道杂化方式并不是 sp3。简述理由： _。反式二氯二吡啶合铂分子结构如图所示，该分子是 _分子（选填“极性”、“非极性”）。（3）金属铂立方晶胞沿 x、y 或 z 轴的投影图如右图所示。若金属铂的 密度为 d gcm3 ，则晶胞参数a_nm（列出计算式即可）。【答案】 C 3s23p6 N sp2 sp2 N、C、H b、d 若 Pt2+以 sp3 杂化轨道进行配位，则二氯二吡啶合铂为四面体结构，不存在顺反异构体 非极性 .二氯二吡啶
3、合铂分子是由 Pt2+ 、Cl -和吡啶结合形成的铂配合物，所以存在配位键，碳原子之间形成非极性键，因二氯二吡啶合铂属于分子，所以不存在离子键和金属键，又因氮原子未连接氢原子，所以不存在氢键，故答案为：b、d；二氯二吡啶合铂有顺式和反式两种同分异构体，在二氯二吡啶合铂分子中，若 Pt2+以 sp3 杂 化轨道进行配位，则二氯二吡啶合铂为四面体结构，不存在顺反异构体，所以 Pt2+的配位数虽然是 4，但是其轨道杂化方式并不是 sp3，故答案为：若 Pt2+以 sp3 杂化轨道进行配位，则二氯二吡啶合铂为四面体结构，不存在顺反异构体；吡啶分子是大体积平面配体，由反式二氯二吡啶合铂分子的结构示意图可
4、知，该分子的结构是一种对称结构，所以反式二氯二吡啶合铂分子是非极性分子，故答案为：非极性；(3)由金属铂立方晶胞的投影示意图可知，金属铂是面心立方最密堆积结构，则一个晶胞中含有81/8+61/2=4 个 Pt 原子，则金属铂的密度 d gcm 3= ，a= nm 或 10-7nm，故答案为： 或 10-7。学￥科 7 网220 世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。在天然气水合物晶体中，有甲烷、氧气、二氧化碳、硫化氢、稀有气体等，它们在水合物晶体里是装在几个水分子构成的笼内，因而又称为笼状化合物。（1） 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是_。（2） 基态 C 原子中，核外电子占据的最
5、高能层的符号是_，该能层最高能级电子的电子云轮廓形状为_。（3）H 2S 分子中中心原子的杂化方式为_。H 2S 中 H-S-H 的键角比 CH4 中 H-C-H 的键角_(填“大”“ 小”或“相等”)。（4）CH 4、CO 2 与 H2O 形成的笼状结构如图所示，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”。物质 分子直径(nm) 分子与 H2O 的结 合能(kJ /mol)CH4 0.436 16.40CO2 0.512 29.91“可燃冰”中存在的作用力有_。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
6、 0.586nm,根据上述图表分析，该设想的依据是 _。（5）已知稀有气体化合物 XeF2 的空间构型如图所示，据此判断中心原子 Xe 的杂化方式为_(填序号)。Asp 杂化 Bsp 2 杂化 Csp 3 杂化 Dsp 3d 杂化来源:学|科|网 Z|X|X|K（6）氧气的晶体结构与 CO2 相似，晶体中若以一个分子为中心，其周围有_个紧邻的分子，若紧邻的两个分子之间距离为 a nm,列式表示氧气晶体的密度为_g/cm 3。【答案】对 固体进行 X-射线衍射实验 L 球形和哑铃形 sp3 杂化 小 氢键、范德华力 CO2 的分子直径小于笼状结构空腔直径，且 CO2 与 H2O 的结合能大于 C
7、H4 与水的结合能力 D 12 128/NA（a 10-7） 3（2）基态 C 原子的电子排布式为 ，核外电子数为 6，电子运动状态有 6 种，电子占据的最高能层符号为 L，L 层中 s 能级电子云轮廓形状为球形，p 能级电子云轮廓形状为哑铃形；正确答案：L；球形和哑铃形。（3） 价层电子对个数 ，采取 杂化；H 2S 分子中共价键键角接近 90，即 H-S-H 的键角接近 90，空间构型为 V 形，CH 4 的结构为正四面体结构， H-C-H 的键角为 10928，所以 H2S 中 H-S-H 的键角比 CH4 中 H-C-H 的键角小；正确答案： sp3 杂化，小。（4）可燃冰中存在水分子
8、，分子晶体中作用力是范德华力，水分子中存在氢键；正确答案是:氢键、范德华力。设想用 置换 ，根据表中数据可知 的分子直径小于笼状结构空腔直径，且 与 的结合能大于 与水的结合能力 ，因此可能可以实现用 置换 ；正确答案： 的分子直径小于笼状结构空腔直径，且 与 的结合能大于 与水的结合能力。（5）Xe 已经是 8 电子稳定结构，其中有一个成对电子拆开为两个单电子，与氟原子形成两个共价键，氙原子核外有 10 电子，氟原子核外有 8 个电子，二氟化氙中，氙采用 sp3d 杂化，正确选项 D。（6）如果分子间作用力只是范德华力，则以一个分子为中心，其周围通常有 12 个紧邻的分子，氧气的晶体结构与
9、CO2 相似，晶体中若以一个分子为中心，其周围有 12 个紧邻的分子； 从 CO2 晶胞结构可推知氧气的晶体结构，1 个晶胞中含有的氧气分子数为 81/8+61/2=4，1 个晶胞的体积为（a10 -7） 3cm3，根据 1mol 氧气含有 NA 个氧气分子，其质量为 32g，所以氧气晶体的密度为(432/N A)/ （a10 -7）3=128/ NA（a 10-7） 3g/cm3 正确答案：128/ N A（a 10-7） 3。学科 5 网3碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物有独特的性质和用途。请回答下列问题。来源:学科网 ZXXK（1）碳原子核外电子有_种不同的运动状态。碳原子的
10、价电子在形成 sp3 杂化后，其轨道表达式为_。（2）写出一种 CO32-的等电子体微粒的化学式_，其空间构型为_。（3）有机物 M( )在一定条件下生成 N( )。沸点：M_N （填“大于”或“小于”）。M 中碳原子杂化类型为_，不同杂化类型的碳原子数之比为_。有机物 N 中除氢原子之外的其他原子的第一电离能由大到小的顺序为_。（4）已知 CaCO3 的热分解温度为 900，SrCO 3 的热分解温度为 1172，试从原子结构的角度解释CaCO3 的热分解温度低于 SrCO3 的原因_。（5）碳的一种同素异形体 C60，又名足球烯，是一种高度堆成的球碳分子。立方烷（分子式：C 8H8，）是比
11、 C60 约早 20 年合成出的一种对称性烃类分子，而如今已合成出一种立方烷与 C60 的复合型分子晶体，该晶体的晶胞结构如下图所示，立方烷分子填充在原 C60 晶体的分子间空隙中。则该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为_。（6）石墨是碳的一种同素异形体，它的一种晶胞结构和部分晶胞参数如下图：原子坐标参数描述的是晶胞内原子间的相对位置。石墨晶胞中碳原子 A、B 的坐标参数分别为：A(0，0，0)、B(0，1，1/2)。则 C 原子的坐标参数为_。晶胞参数用以描述晶胞的大小和形状。已知石墨晶胞底边长为 acm ，层间距为 dcm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则石墨的密度为_gcm -3（
12、 写出表达式即可）。 来源:Z+xx+k.Com【答案】 6 SO3 或 NO3- 或 SiO32- 平面三角形 小于 sp2、sp 3 7：2 N O C Ca2+的离子半径小于 Sr2+，Ca 2+更易结合碳酸根离子中的氧离子，使碳酸根离子更易分解为二氧化碳 C 8H8C60 （1，1，1/ 2） gcm-3来源:Zxxk.Com【解析】(1).因为没有运动状态相同的电子，所以 C 原子核外有 6 中不同运动状态的电子；碳原子的 2S轨道和三个 2P 轨道发生杂化，同时电子趋向优先单独占据一个轨道，所以其轨道表达式为：；(4)由 SrCO3 和 CaCO3 都为离子晶体，SrCO 3 和
13、CaCO3 离子所带电荷相等，由于 Ca2+半径小于 Sr2+半径，所以 CaO 晶格能大于 SrO 晶格能，所以 Ca2+比 Sr2+更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为 CO2。(5).晶胞中 C60 数目为 8*1/8+6*1/2=4，立方烷分子填充在原 C60 晶体的分子间空隙中，晶胞中立方烷数目为 4，则分子式为 C8H8C60；(6)由 B 点坐标可得，a =1，d=1/2，所以 C 点坐标为（ 1，1，1/2）；由石墨的晶胞结构得晶胞中C 原子的数量为 1+21/2+81/8+41/4=4,晶胞体积为 2daasin60= , ，石墨的密度为gcm-3。4石墨、石墨
14、烯及金刚石是碳的同素异形体。（1） 以 NiCrFe 为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态 Fe 原子未成对电子数为_。设石墨晶体中碳碳键的键长为 a m，金刚石晶体中碳碳键的键长为 bm，则 a_b（填“”、“”或“=”），原因是_。（2）比较下表碳卤化物的熔点，分析其熔点变化规律的原因是_。CCl4 CBr4 CI4熔点/ -22.92来源:学科网 48.4（ 型） 168（分解）（3） 金、铜、锌等金属或合金常用作化学气相沉积法获取石墨烯的催化剂。左下表是铜与锌的部分电离能数据，对于“I 1 铜小于锌，而 I2 铜却大于锌”的事实，原因是_。电离能/kJmol -1 I1 I2
15、铜 746 1958锌 906 1733（4）金刚石的晶胞如上图所示。已知 ZnS 晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同，若图中 a 为 Zn2+，则 S2-处于 ZnS 晶胞中的位置为_。（5）石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。在图乙所示的氧化石墨烯中，取 sp3 杂化形式的原子有_（填元素符号）；石墨烯转化为氧化石墨烯时，1 号 C 与相邻 C 原子间键能的变化是 _（填“变大”、“ 变小”或“不变”）。（6）石墨烯具有很大的比表面积，可望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为 am，12 g 单层石墨烯单面的理论面积约为_m 2（列出计算式即可）。【答案】 4 石墨晶体中碳碳
16、键除 键外还有大 键，金刚石晶体中碳碳键只有 键 分子结构相似，随相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故 CCl4、CBr 4、CI 4 熔点依次升高 Cu 失去一个电子成为 Cu+后，形成Ar 3d 10，是能量较低的全充满结构 顶点、面心 C、O 变小 NA1223a(2)碳卤化物都是分子晶体，分子间通过范德华力相结合，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔点越高，由于相对分子质量 CCl4CBr 4CI 4，则熔点 CCl4CBr 4CI 4，故答案为：分子结构相似，随相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故 CCl4、CBr 4、CI 4 熔点依
17、次升高；(4)图中 a 点为 Zn2+，由均摊法可知，Zn 2+的个数为：41=4，根据 ZnS 的化学式可知，只有 S2-处于顶点和面心时，S 2-的个数也为：81/8+61/2=4，故答案为：顶点、面心；(5)氧化石墨烯中所标的 1 号碳原子形成 3 个碳碳单键和一个碳氧单键，C 原子为 sp3 杂化，氧化石墨烯中羟基上的氧原子形成一个碳氧单键和一个氧氢键，还有 2 个孤电子对，所以羟基上氧原子为 sp3 杂化，故答案为：C、O；石墨烯转化为氧化石墨烯时，1 号 C 与相邻 C 原子间的大 键被氧化破坏变成了单键，键能减小，故答案为：变小；(6)已知石墨烯中碳碳键的键长为 am，则其正六边形的面积为 ，根据均摊法可以计算出每个六23a边形所占有的碳原子个数为 61/3=2，所以 12g(即 1molC)单层石墨烯实际占有的六边形个数为： NA，则单层石墨烯单面的理论面积约为 NA ，故答案为： NA 。学1223a1223a科网
