2021年高考化學(xué)非選擇題突破訓(xùn)練-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(2)(有答案)

2021年高考化學(xué)非選擇題突破訓(xùn)練——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（2）一、填空題我國科學(xué)家在水系鋅離子電池研究領(lǐng)域取得新的研究成果。如以MnOZn為電極的電池中，2鋅離子可MnOnHO中可逆地嵌入和脫嵌。2 2放電時(shí)正極上物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系有MnO Zn MnO nHOZn MnO nHO2 0.5 2 2 0.5x 2 2請(qǐng)回答下列問題：基態(tài)錳原子價(jià)層電子排布式。氧元素所在的周期中，第一電離能最大的（填元素符號(hào)，下同電負(fù)性最大的。幾種鹵化鋅的熔點(diǎn)如表所示：鹵化鋅鹵化鋅ZnF2ZnCl2ZnBr2394ZnI2熔點(diǎn)/℃872290445解釋鹵化鋅的熔點(diǎn)遞變規(guī)律。HON CCH—CCH NOH與Zn2能形成環(huán)狀配合物M，如圖甲所示。3 3①Zn2的配位數(shù)。②C原子種雜化類型。③M中存在的化學(xué)鍵（填字母）。a.配位鍵b.氫鍵π鍵σ鍵金屬鍵Zn2與NH、3

OZnNH2 3

O2

2的空間結(jié)構(gòu)只有1種，則ZnO2 4

2的空間結(jié)構(gòu) （填“正四面體形”或“正四邊形”）。坐標(biāo)xy坐標(biāo)xyzZn20.750.750.25Se2Se200.500.50000anmNA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。該晶體密度gcm3（只列出代數(shù)式下同個(gè)Se2-之間最近距離為 。Zn MnOnHO中、+4價(jià)錳的個(gè)數(shù)比（用代數(shù)式表示）。0.5x 2 2答下列有關(guān)問題：基態(tài)Mn原子和基態(tài)Fe原子未成對(duì)電子數(shù)之比。MnO和MnS都屬于離子晶體，MnO的熔點(diǎn)高于MnS的原因。磷元素形成的化合物NHPO43 4

中各元素電負(fù)性由大到小的順序是 ；磷酸根離子的空間構(gòu)型。CoNH35

BrSO4

可形成兩種結(jié)構(gòu)的鈷的配合物，已知Co36，為確定鈷的配合物的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)對(duì)兩種配合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀。在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀，則第二種配合物的配體為 。磷元素和鈷元素可形成化合物，其中一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為 ，若最近且相鄰兩個(gè)鈷原子的距離為npm。設(shè)NA為阿伏加德羅數(shù)的值，則其晶胞密度gcm3。（列出計(jì)算式即可）3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】錳及其化合物用途非常廣泛,請(qǐng)回答下列問題：Mn3+在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2+A．Mn3+3d4，不屬于較穩(wěn)定的電子構(gòu)型B．根據(jù)Mn2+的電子構(gòu)型可知，Mn4+中不含成對(duì)電子C．Mn2+易被氧化，可能是因?yàn)镸n2+軌道內(nèi)有大量自旋方向相同的電子D．Mn2+與Fe3+具有相同的價(jià)電子構(gòu)型，所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似錳的一種配合物的化學(xué)式[Mn(CO)5(CH3CN)]。配體CH3CN與中心原子形成配位鍵時(shí)，供孤對(duì)電子的原子原子(填寫元素名)，該分子中碳原子的雜化方式。研究發(fā)在成甲醇反(CO+3H CHOH+HO)中，CO氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒2 2 3 2子催化劑具有高活性。反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序，原因是 ，硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，MnNO3 ，NO的空間構(gòu)型用文字描)。3

中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在2某錳氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該錳氧化物的化學(xué)式，該晶體中Mn之間的最距離用含ab的代數(shù)式表)。鈣及其化合物在化工生產(chǎn)中用途非常廣泛?；鶓B(tài)鈣原子的價(jià)電子排布式，占據(jù)核外最高能層電子的電子云廓圖形狀，其核外電子種不同的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。元素鈣的第二電離能小于元素鉀，原因。實(shí)驗(yàn)室不能用氯化鈣來干燥氨氣，是因?yàn)殁}離子和氨分子會(huì)形鍵。螢石跟濃硫酸可以制備氟化氫，氟化氫的沸點(diǎn)是同主族的氫化物中最高的，理由是2 。第二主族元素形成的碳酸鹽受熱易分解，分解溫度：CaCO （>”）MgCO，原因是3 3 。氟化鈣的晶胞如圖所示，其中F的配位數(shù)，F(xiàn)填充在Ca2形成的 面體空隙中，已知晶胞中兩個(gè)Ca2之間的最近距離為apm，阿伏德羅常數(shù)用N 表示，則該晶胞的密度g/cm3。A5.[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]鋅及其化合物在科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要作用。明朝《天工開物》中就已經(jīng)記載了我國古代的煉鋅技術(shù)：以爐甘石和木炭為原高溫制取鋅。請(qǐng)寫出Zn2+的核外電子排布，ZnCO3中C原子的雜化形式，Zn、CO的電負(fù)性由小到大的順序?！?907℃)成黃銅。已知Zn與Cu的能量變化如下所示：Cu(g)74kJoCu(g)198kmo1Cu2(g)① ②Zn(g)90kJoZn(g)173kmo1Zn2(g)(Zn)③ ④(Zn)(Cu)①銅和鋅的第一電離能大小比較為I(Cu) 。②金屬鋅采取如圖1所示堆積方式：圖1

I ，試解釋步驟②吸收能量大于步驟④的原因該堆積方式類型堆積，與金屬銅的堆積方（填相”或不相”）。我國科學(xué)家最新研制成功了一種納米半導(dǎo)體材料可以高效實(shí)現(xiàn)光化學(xué)轉(zhuǎn)換，該種材料主要分為硫化鎘和硫化鋅Cd與Zn位于同一副族，且在Zn的下一周期。已知ZnS熔點(diǎn)為2830℃；CdS熔點(diǎn)為1750℃，ZnS熔點(diǎn)更高的原因。2ZnS3z1∶1投影平面圖：圖2 圖3①晶胞中最近的兩個(gè)S原子之間的距離寫計(jì)算表達(dá)式）。②已知S2-半徑為bpm,若晶胞中S2-、Zn2+相切,則Zn2+半徑為式)。

pm(寫計(jì)算表達(dá)式)。(寫計(jì)算表達(dá)Ⅰ.EDTAFeNa，作為添加劑加入醬油中，稱為“鐵強(qiáng)化醬油”?；卮鹣铝袉栴}：根據(jù)EDTA的結(jié)構(gòu)式，推算EDTAFeNa中的Fe的化合價(jià)為 畫出此價(jià)態(tài)鐵的價(jià)層電子軌道示意圖。EDTA中元素的電負(fù)性從大到小排序，碳的雜化類型有 。（4）Fe還能和CO形成絡(luò)合物Fe(CO)5（4）Fe還能和CO形成絡(luò)合物Fe(CO)5-20℃，沸點(diǎn)103℃，晶體類型，1molFe(CO)5有π鍵 。Ⅱ.鉀在氧氣中加熱能產(chǎn)生過氧化鉀KO和超氧化鉀KO，其中KO的晶體結(jié)構(gòu)和NaCl相似，2 2 2 2其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：K的配位數(shù)；距離O最近的O有 個(gè)。2與O最近的O的距離是anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為

2，則KO

密度為2 2 A 2 g/cm3

（用含、N 的代數(shù)式表示）。A()又名卡鉑，是一種低毒性抗癌藥，遇光易分解。請(qǐng)回答下列問鉑（()又名卡鉑，是一種低毒性抗癌藥，遇光易分解。請(qǐng)回答下列問題：用酒精把鉑絲潤濕點(diǎn)燃，酒精劇烈燃燒，使鉑絲溫度達(dá)到熾熱程度，同時(shí)伴有很亮的光。生上述現(xiàn)象可能的原因?？ㄣK分子中非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序，碳原子的雜化軌道類有 ?？ㄣK靜脈注射時(shí)需要注意的事項(xiàng)?？ㄣK分子中存在的作用力（填標(biāo)號(hào)）。A.離子鍵B.配位鍵C.金屬鍵D.（5）合成卡鉑的中間體沸點(diǎn)比圖1（5）合成卡鉑的中間體沸點(diǎn)比圖1中化合物沸點(diǎn)低，原因是（6）超硬材料（僅次于金剛石）氮化鉑的一種晶胞如圖2所示，N的配位數(shù)是 ，若該晶胞參數(shù)為apm，密度為gcm3，則阿伏加德羅常數(shù)（NA）為 mol1（用含的式子表示，并化成最簡）。一水合甘氨酸鋅是一種礦物類飼料添加劑，結(jié)構(gòu)簡式如圖甲所示?；鶓B(tài)Zn2核外價(jià)電子排布圖；一水合甘氨酸鋅中所涉及的非屬元素電負(fù)性由大到小的排列順序。甘氨(HN—CH —COOH)的羧基中C原子的雜化軌道類型；2 2甘氨酸易溶于水，試從結(jié)構(gòu)角度解釋。以氧化鋅礦物為原料，提取鋅的過程中涉及反應(yīng)：ZnO2NH32NH4

ZnNH34

2

O。與NH互為等電子體的陰離子為2 4 1)ZnNH34（4）（4）是Zn2的結(jié)構(gòu)為1molIMI中含442

2結(jié)構(gòu)示意圖：有 (N 為阿伏加德羅常數(shù)的)個(gè)σ鍵；常溫下IMI的某種衍生物與甘氨酸A形成的離子化合物為液態(tài)而非固態(tài)，其原因是 形成的離子化合物為液態(tài)而非固態(tài)，其原因是（5）金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖乙所示，這種堆積方式稱；六柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為N ，則Zn的密度為A gcm3()。1.答案：（1）3d54s2Ne；F

參考答案ZnF2

是離子晶體，其他為分子晶體，、ZnBr、ZnI2 2

ZnCl2

的相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，范德華力依次增大（4）①4 ②2 ③acd（5）正四面體形（6） 4(6579) ；500 2aN a1073A（7）

12x2x解析：（1）251s22s22p63s23p63d54s2[Ar]3d54s2，由此寫出價(jià)電子排布式。氧位于第二周期，第二周期中氖的第一電離能最大，氟的電負(fù)性最大。量越大，分子間作用力越大，熔點(diǎn)越高。（4）4個(gè)N與鋅離子形成配位鍵，鋅離子的配位數(shù)為4；M中C原子采用sp2、sp3M化合物中有氡鍵，但氫鍵不是化學(xué)鍵，不存在金屬鍵，故選acd。如果ZnO2 4

2是正四邊形結(jié)構(gòu)，則ZnNH

O2

2有兩種結(jié)構(gòu)，故32ZnO322 4

2是正四面體形結(jié)構(gòu)。4ZnSe。 4(65

gcm3，2個(gè)硒離子之間最近距離等于面對(duì)角線的一半，即N a1073Ad 2a1000pm500 2apm。2在Zn MnOHO中錳+3價(jià)，由電荷守恒知，Zn MnOnHO中鋅離子相比減少0.5 2n 2 0.5x 2 2x個(gè)，則化合價(jià)降低2x，必有2x個(gè)+4價(jià)錳生成，故+3價(jià)錳為(12x)個(gè)。答案：（1）5:4O2半徑比S2半徑小，MnO晶格能大，熔點(diǎn)O>N>P>H；正四面體SO2、NH4 3 （4）CoP； 4 N 2n1010A解析：（1）Mn位于第四周期ⅦB族，基態(tài)Mn的價(jià)電子排布式為3d54s2，3d能級(jí)有5個(gè)軌道，每個(gè)電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，所以未成對(duì)電子有5個(gè)，而基態(tài)Fe價(jià)電子排布式為3d64s2，所以未成對(duì)電子為4個(gè)，所以基態(tài)Mn原子和基態(tài)Fe原子未成對(duì)電子數(shù)之比為5:4；MnO和MnS都是離子晶體，離子電荷數(shù)相同，O2半徑小于S2半徑，故MnO的晶格能大，熔點(diǎn)更高。由于電負(fù)性與非金屬性的變化規(guī)律相似，同周期元素從左到右電負(fù)性依次增大，同主族元素由上到下電負(fù)性依次減小，所以電負(fù)性：O>N>P>H；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論求出磷酸根離子中磷原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以PO3的空間構(gòu)型為正四面體。4CoNH35

BrSO4

可形成兩種結(jié)構(gòu)的鈷的配合物，已知Co3的配位數(shù)是6，在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明Br是外界，則第二種配合物的配體為SO2、NH。4 3由晶胞圖可知，一個(gè)晶胞中含P原子數(shù)為11214，含鈷原子數(shù)為8161

4，所以4 8 2該化合物的化學(xué)式為CoP，而一個(gè)晶胞質(zhì)量為m594314gNA

490g，由圖可知，由于最近NA 且相鄰兩個(gè)鈷原子的距離為npm，則立方體的棱長為2npm，則體積V 2n1010 cm3 m密度 V NA

4902n1010

3g/c3。答案：（1）A（2）;sp3sp雜化H2O>CH3OH>CO2>H2;H2O和CH3OH中氫鍵比CH3OH中多，CO2和H2122a2+b2122a2+b2MnO2;解析：

10-104.答案：（1）4s2；球形；102s22p63s23p63p難；而鈣失去一個(gè)電子變?yōu)?s22s22p63s23p6，s亞層的個(gè)電子不存在半充滿，很容易失去，所以元素鈣的第二電離能小于元素鉀配位HF分子間可以形成氫鍵，而同主族的氫化物HCl、HBrHI范德華力強(qiáng)78 2>氧化碳，產(chǎn)物中MgO和CaO的晶格能較大，更穩(wěn)定，更易于生成78 2（6）4；四；

a3NA

1030（1）2族，其價(jià)電子排布式為4s2，最高能層是N層，占據(jù)該能層電子是4s2，s外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道，所以核外電子有多少種不同的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就有多1010種不同的室間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。鉀失去一個(gè)電子變?yōu)?s22s22p63s23p63p個(gè)電子變?yōu)?s22s22p63s23p6，s亞層的一個(gè)電子不存在半充滿，很容易失去，所以元素鈣的第二電離能小于元素鉀。鈣離子提供空軌道，能與氨分子中的氮原子形成配位鍵。HF分子間可以形成氫鍵，而同主族的氫化物HCl、HBrH德華力要強(qiáng)，所以HF的沸點(diǎn)是同主族氫化物中最高的。碳，產(chǎn)物中MgO和CaO的晶格能較大，更穩(wěn)定，更易于生成，所以CaCO的分解溫度高于MgCO的分解溫度。3 3F周圍鄰近的Ca24個(gè)，所以F4F填充在Ca2形成的四面體空隙中。CaF2

4個(gè)Ca2，8個(gè)F478g，晶胞中NA兩個(gè)Ca2之間的最近距離為apm，晶胞的邊長為2apm，所以晶胞的體積是2 2a31030cm3，78 2所以晶胞的密度是78 2

a3NA

1030g/cm3。5.答案：（1）①1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）;sp2;Zn<C<O①<;Cu+3d,;②六方最密;不相同由于離子半徑Cd2+大于Zn2+，故晶格能ZnS>CdS，則熔點(diǎn)ZnS>CdS（2分）2 （4）①2a;② 6ab2 解析：（1）Zn的原子序數(shù)為30，其核外電子排布式為[Ar]3d104s2，Zn2+是鋅原子失去2個(gè)電子所形成的，Zn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷，C的雜化形式為sp2。根據(jù)非金屬越強(qiáng)，電負(fù)性越大，進(jìn)行判斷。①Cu+的3d軌道為全滿結(jié)構(gòu)，能量低，更穩(wěn)定，再失去一個(gè)電子時(shí)需要的能量更多；②鋅的形式，為鎂型堆積為銅型（ccp），心立方最密堆積。、CdS都屬于離子晶體，由于離子半徑Cd2+大于Zn2+，故晶格能ZnS>CdSZnS>CdS。①最近的兩個(gè)S原子之間的距離是面對(duì)角線的一半，根據(jù)圖24a近的兩個(gè)S2a。②晶胞的邊長為

4a＝2 2a，晶胞的體對(duì)角線為32 6a。由于晶體中Zn2和222S2原子之間的最短距離為體對(duì)角線的1/4，所以該晶體中Zn2和S2之間的最短距離為6612 6a＝ a。若要使S2、Zn2相切，則Zn2半徑為（ a－b）pm。666.答案：（6.答案：（1）+3；O>N>C>Hsp2、sp3Fe有空軌道，EDTA中有能夠提供孤電子對(duì)的原子10（5）6；12712（6）712

Na3A

10214解析：）通過觀察分析發(fā)現(xiàn)EDTA是四元酸，可以表示為1 4，EDTAFENa可以表示為4134，26號(hào)鐵原子價(jià)電子排布式為3d64s2，價(jià)層電子軌道參示意圖為，鐵原子失去三個(gè)電子成了Fe，鐵原子失去三個(gè)電子成了Fe3，價(jià)層電子軌道示意圖為。EDTA中有、NOH四種3d元素，因此電負(fù)性—CH —”中C是。2sp3COOH”中C是sp2雜化。Fe有空軌道，EDTA中有能夠提供孤電子對(duì)的原子，可形成穩(wěn)定絡(luò)合物。Fe(CO)5和N2互為等電子體，結(jié)構(gòu)相同，類推出CO結(jié)構(gòu)為CO，每個(gè)CO1σ鍵，2π鍵，1molFe(CO)5×2=10molπ鍵。（5（5）將KO的晶體結(jié)構(gòu)某個(gè)頂點(diǎn)的K“續(xù)畫”：2K的“前、后、上、下、左、右”都有O；與O距離最近的O12條棱上，每條棱上都有O。2 2 2 2（6）K86個(gè)面心，每個(gè)晶胞中K個(gè)數(shù)為81614O121個(gè)體8 2心，每個(gè)晶胞中O個(gè)數(shù)為121144個(gè)2 4

22，設(shè)晶胞參數(shù)為x，則2與O最近的O間的距離為22 2 2

xanm，晶胞參數(shù)x 2anm 2a107cm， 471gN 2a107A

3

1021g/cm3712。Na3712。A7.答案：（1）酒精燃燒時(shí)催化劑鉑發(fā)生了電子躍遷O>N>C>Hsp2、sp3避光（5（5）；相對(duì)分子質(zhì)量小，分子間作用力弱，沸點(diǎn)低（6）4； 8921030a3（2）卡鉑(（2）卡鉑()分子中含有的非金屬元素為C、N、O、H，同周期從左到右，CH4中H+1性：O>N>C>H；卡鉑分子中C原子形成單鍵和雙鍵，只形成單鍵的C原子采取sp3鍵的C原子采取sp2雜化。由卡鉑“遇光易分解”知靜脈注射時(shí)應(yīng)注意避光。（5）和4CH2”原子團(tuán)，卡鉑分子中N原子形成的（5）和4CH2”原子團(tuán)，相對(duì)分子質(zhì)量小，分子間作用力弱故沸點(diǎn)低。（6）N原子位于晶胞內(nèi)，分別填充在Pt形成的正四面體空隙中（），距離N原子最近的Pt有（6）N原子位于晶胞內(nèi)，分別填充在Pt形成的正四面體空隙中（），距離N81618 2

，N原子個(gè)數(shù)為8，故1個(gè)晶胞中含有4個(gè)PtN ，晶胞質(zhì)量2g mN m