2021高考真題匯編-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

2021高考真題匯編-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

一、單選題

1.（2分）（2021?浙江）有關(guān)方d的說法錯誤的是（）

曲Y。

A.分子中至少有12個原子共平面B.完全水解后所得有機物分子中手性碳原子數(shù)目為1個

C.與FeCb溶液作用顯紫色D.與足量NaOH溶液完全反應(yīng)后生成的鈉鹽只有1種

二、綜合題

2.（11分）（2021?湖南）［選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］

硅、錯（Ge）及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}：

（1）基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為，晶體硅和碳化硅熔點較高的是（填化學(xué)式）;

（2）硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到鬻籬謾金的熔沸點如下表：

殖氏獻(xiàn)1髓k

熔點/K183.0203.2278.6393.7

沸點/K187.2330.8427.2560.7

①o℃n寸，獨均、瞬口；、需速於、概電呈液態(tài)的是（填化學(xué)式），沸點依次升高的原因是

,氣態(tài)盛取分子的空間構(gòu)型是；

②^C1L與N-甲基咪噗（HJC-NWI）反應(yīng)可以得到國竹，其結(jié)構(gòu)如圖所示：

2+

N-甲基咪唾分子中碳原子的雜化軌道類型為,H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序為,1

個軍中含有個圓鍵：

①己知化合物中圓和⑦的原子個數(shù)比為1：4,圖中Z表示原子（填元素符號），該化合物的化

學(xué)式為;

②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm,在=.贊=；'=窿Q聯(lián)，則該晶體的密度科=

翳制**設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為1以，用含a、b、c、港區(qū)的代數(shù)式表示）。

3.（12分）（2021?河北）［選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］

KH2P。4晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國科學(xué)工作者制備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)用于大功率固體激

光器，填補了國家戰(zhàn)略空白?；卮鹣铝袉栴}：

（1）在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是（填離子符

號）。

（2）原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用+看表示，與之相反的用V表示，稱

為電子的自旋磁量子數(shù).對于基態(tài)的磷原子，其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為。

（3）已知有關(guān)氨、磷的單鍵和三鍵的鍵能（kJ?moH）如表:

N-NN=NP-PPEP

193946197489

從能量角度看，氮以N2、而白磷以結(jié)構(gòu)式可表示為pq\p）形式存在的原因是。

（4）已知KH2PO2是次磷酸的正鹽，H3PO2的結(jié)構(gòu)式為,其中P采取雜化方式。

（5）與PO群電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為。

（6）磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如：

OOO000

II……；IIL工……；II-2H,0IIIIII,

HO-P-OH+HO4-P-OH4-HO-rP-OH---HO—P—O-P-O—P—OH如

■1?_______1.1?_______t1.1

OHOHOHonOHOH

果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為。

（7）分別用。、?表示KPOW和K+,KH2PO4晶體的四方晶胞如圖（a）所示，圖（b）、圖（c）分別顯示的是

H2PO鼠K+在晶胞xz面、yz面上的位置：

①若晶胞底邊的邊長均為apm、高為cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度_g?cny3（寫出表達(dá)

式）。

②晶胞在x軸方向的投影圖為_（填標(biāo)號）。

4.（9分）（2021?全國乙卷）［化學(xué)一一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］

過渡金屬元素銘（Cr）是不銹鋼的重要成分，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用，回答下列問題:

（1）對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是（填標(biāo)號）。

A.軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為［Ar］3d54sl

B.4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運動

C.電負(fù)性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大

（2）三價鋁離子能形成多種配位化合物。［Cr（NH3）3（H2O）2CIF+中提供電子對形成配位鍵的原子是

中心離子的配位數(shù)為。

（3）［Cr（NH3）3（H2。）2a產(chǎn)中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如下圖所示。

PH3中P的雜化類型是.NH3的沸點比PH3的,原因是o出0的鍵角小于NH3的，

分析原因________。

（4）在金屬材料中添加AlCrz顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AlCrz具有體心四方結(jié)

構(gòu)，如圖所示.處于頂角位置的是原子。設(shè)Cr和AI原子半徑分別為歌森和魔,則金屬原子空

間占有率為%（列出計算表達(dá)式）。

5.（2分）（2021?浙江）

（1）用質(zhì)譜儀檢測氣態(tài)乙酸時，譜圖中出現(xiàn)質(zhì)荷比（相對分子質(zhì)量）為120的峰，原因是。

（2）金屬錢（Ga）位于元素周期表中第4周期IIIA族，其鹵化物的熔點如下表：

GaFsGaCI3GaBrs

熔點/℃>100077.75122.3

GaF3熔點比GaCb熔點高很多的原因是

答案解析部分

一、單選題

L【答案】C

【考點】"手性分子"在生命科學(xué)等方面的應(yīng)用，有機化合物中碳的成鍵特征，有機物中的官能團(tuán)，有機物

的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

【解析】【解答】A.與苯環(huán)碳原子直接相連的6個原子和苯環(huán)上的6個碳原子一定共平面，故該分子中

至少12個原子共平面，A不符合題意；

B.該物質(zhì)完全水解后所得有機物為,其中只有與一NH2直接相連的碳原子為手性碳

原子，即手性碳原子數(shù)目為1個，B不符合題意；

C.該物質(zhì)含有醇羥基，不含酚羥基，與FeCb溶液作用不會顯紫色，C符合題意;

D.與足量NaOH溶液完全反應(yīng)生成生成的鈉鹽只有1種，D不符合

題意；

故答案為：Co

【分析】A.苯環(huán)上的所有原子共面，與苯環(huán)連接的基團(tuán)是單鍵，可以通過旋轉(zhuǎn)共面

B.完全水解后，與氨基相連的碳原子是手性碳原子

C.酚羥基可與氯化鐵顯色反應(yīng)，但是此有機物不具有酚羥基

D.水解產(chǎn)物中有甲酸，與足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)物是碳酸鈉

二、綜合題

2.【答案】⑴^二^；SiC

MlITItlI

（2）SiCl4；SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增大；正四面體

形；sp2^sp3；N>C>H；54

叫@

⑶0；Mg2GeO4；=忒醵X1021

【考點】原子核外電子的能級分布，元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用，判斷簡單分子或離子的構(gòu)型，晶

體熔沸點的比較，晶胞的計算，原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

【解析】【解答】（1）硅元素的原子序數(shù)為14,核外電子排布是Is22s22P63s23P2,價電子排布式為3s23P2,

則價電子排布圖為屋1；原子晶體的熔點取決于共價鍵的強弱，晶體硅和碳化硅都是原子晶

[L+1ETUI]

體，碳原子的原子半徑小于硅原子，碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵，則碳硅鍵強于硅硅鍵，碳化硅的熔點高

于晶體硅，故答案為：器SiC；

miititi

⑵①由題給熔沸點數(shù)據(jù)可知，0℃時，四氟化硅為氣態(tài)，四氯化硅為液態(tài)，四澳化硅、四碘化硅為固

態(tài)；分子晶體的沸點取決于分子間作用力的大小，SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增

大，則SiX4的沸點依次升高；SiX4分子中硅原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,則分子的空間構(gòu)

型為正四面體形，故答案為：SiCl4；SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作

用力依次增大；正四面體形；

②由M2+離子的結(jié)構(gòu)可知，離子中含有雜化方式為sp3雜化的單鍵碳原子和sp2雜化的雙鍵碳原子；元素

的非金屬性越強，其電負(fù)性越大，元素的非極性強弱順序為N>C>H,則元素電負(fù)性的大小順序為N>C>H；

M2+離子的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵，單鍵和配位鍵都是。鍵，雙鍵中含有1個。鍵，則離子中含

有54個。鍵，故答案為：sp2、sp3；N>OH；54；

⑶①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，X位于晶胞中位于頂點、面心、棱上和體內(nèi)，頂點為8個，面心有6個，棱上有4

個，體內(nèi)有3個，則晶胞內(nèi)的X原子為8x：3+6Xg+4x3+3=8,位于體內(nèi)的Y原子和Z原子分別為4和

SJ.斗！

16,由Ge和。原子的個數(shù)比為1：4可知，X為Mg原子、Y為Ge原子、Z為。原子，則晶胞的化學(xué)式為

Mg2GeO4，故答案為：O；Mg2GeC>4；

②由晶胞的質(zhì)量公式可得：專事=abcxio-21xp,解得p=/土Xl02ig/cm3,故答案為：

w

X1021o

【分析】（1）硅的價層電子數(shù)是4個，根據(jù)核外電子能級排布即可寫出價層電子對排布

,均屬于原子晶體，原子晶體的熔點與鍵長有關(guān)，鍵越短熔點越高

（2）①根據(jù)沸點進(jìn)行比較即可判斷氣態(tài)，液態(tài)，固體，常溫下是液態(tài)的是四氯化硅，均屬與分子晶

體，結(jié)構(gòu)相似，沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大，SiX4結(jié)構(gòu)與甲烷相似，因此是正四面體結(jié)構(gòu)②根

據(jù)氮原子成鍵情況，有雙鍵和單鍵因此氮原子有sp2和sp3雜化，電負(fù)性和非金屬性有關(guān)，非金屬性越

強，電負(fù)性越大，找出M2+中所有的單鍵和配位鍵即可

（3）①根據(jù)原子占位情況計算出化學(xué)式即可②計算出體積，再根據(jù)p=m/v計算即可

3.【答案】⑴嚷:一和盧

（2）赭或一葛

工工

（3）在原子數(shù)目相同的條件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定

H

⑷H-O-P=O；sp3

H

（5）SiF>SO2F2等

（6）限信

⑺工序焚5%廄但

【考點】原子核外電子排布，原子核外電子的能級分布，”等電子原理"的應(yīng)用，晶胞的計算，原子軌道雜

化方式及雜化類型判斷，結(jié)構(gòu)簡式

【解析】【解答】⑴在質(zhì)踩我0的四種組成元素（K,H,O,P）各自所能形成的簡單離子分別為白「（或陳）、

口斗、舷?和丹,其中白7（或ET）無電子層或1個電子層，齒%含有2個電子層，度二和滑含有三

個電子層，其中核外電子排布相同的是朦二和四。

⑵對于基態(tài)的磷原子，核外電子能級排布是Is22s22P63s23P3,其價電子排布式為軸巧武，其中3s軌道的2

個電子自旋狀態(tài)相反，根據(jù)洪特規(guī)則可知，其3P軌道的3個電子的自旋狀態(tài)相同，因此，基態(tài)磷原子的

價電子的自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為中年或一*。

⑶能量越低越穩(wěn)定，根據(jù)表中的相關(guān)共價鍵的鍵能可知，形成Imol類似白磷分子結(jié)構(gòu)的N分子，可以釋

放出的能量為193kJx6=1158kJ；若形成lmolW分子，則可釋放的能量為946kJ,故在N數(shù)目相同的條件

下，N2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定。同理，若形成lmoll小分子，可以釋放出的能量為

197kJx6=1182kJ；若形成lmolP2分子，則可釋放的能量為489kJ,故在P數(shù)目相同的條件下，P4具有更低

的能量，能量越低越穩(wěn)定。

⑷由公國蚪卷逅是次磷酸的正鹽可知，法沙&逅為一元酸，其分子中只有一個羥基，另外2個H與P成

H

鍵，還有一個。與P形成雙鍵，故其結(jié)構(gòu)式為H-O-P=O,其中P共形成4個。鍵、沒有孤電子對,

H

故其價層電子對數(shù)為4,其采取sp3雜化。

⑸根據(jù)等電子體原則，可以找到與步嚏■電子總數(shù)相同的等電子體分子為SiF4、SO2F2等。

⑹由題中信息可知，2個磷酸分子間脫去1個水分子，以此類推n個磷酸分子間脫去（n-l）個水分子形成

鏈狀的多磷酸，三個磷酸分子成環(huán)時，失去3個水分子，以此類推如果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的

多磷酸，則可脫去n個水分子得到（HPO3）n,其失去iET后得到相應(yīng)的酸根，故該酸根可寫為限忒帶二

⑺①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，聯(lián)我通分別位于晶胞的頂點、面上和體心，頂點上有8個、面上有4個，體心

有1個，故晶胞中琛爵0的數(shù)目為寥+4嗎$+[=串腌-位于面上和棱上，面上有6個，棱上4

遭二，

個，故晶胞中喉「的數(shù)目為6兇$44琢g=4。因此，平均每個晶胞中占有的聯(lián)梆R和朦1的數(shù)目均為

4,即可計算出單個晶胞的質(zhì)量=4x（39+2+31+4x16）=4x136,若晶胞底邊的邊長均為鴛麻、高為蜉部施，則

晶胞的體積為10-30a2ccm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為殺，，晶體的密度=：號=十曠堂..君鬻儂產(chǎn)。

②由圖（a）、（b）、（c）可知，晶胞在x軸方向的投影圖為IO，，選B。

【分析】（1）含有氫元素、鉀元素、磷元素、氧元素四種元素，其中核外電子排布相同的是鉀和磷元素

形成的離子

（2）寫出磷原子的核外電子能級排布即可計算出自旋量子數(shù)之和

（3）計算出鍵能即可判斷能量高低，能量越低越穩(wěn)定

（4）說明次磷酸只能電離出一個氫離子，只有一個羥基根據(jù)磷原子核外電子情況即可判斷磷與一個氧原

子形成雙鍵，根據(jù)形成的鍵數(shù)，為sp3雜化

(5)計算出磷酸根離子的價層電子對，等電子體之間的原子總數(shù)和價電子總數(shù)都相同，即可找出等電子

體的分子

(6)兩個磷酸分子脫去一個水分子，因此根據(jù)脫去規(guī)律即可寫出酸根的化學(xué)式

(7)①根據(jù)占位計算出晶胞中粒子的個數(shù)，再根據(jù)「=^!人計算②從正面看即可得出平面圖

4.【答案】(1)AC

(2)NOCl；6

(3)S疹；高；NH3分子間形成氫鍵增大分子間作用力；或0分子有兩對孤對電子，而NH3分子有一對孤

對電子，所以H20中孤對電子對鍵的斥力比NH3大，鍵角小

(4)AI；*嚏」配冊囁t

【考點】原子核外電子排布，判斷簡單分子或離子的構(gòu)型，配合物的成鍵情況，晶胞的計算，原子軌道雜

化方式及雜化類型判斷，氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響

【解析】【解答】(1)A.基態(tài)原子滿足能量最低原理，Cr有24個核外電子，軌道處于半充滿時體系總能量

低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54sl,A正確；

B.Cr核外電子排布為伊門3c154sl,由于能級交錯，3d軌道能量高于4s軌道的能量，即3d電子能量較

高，B錯誤；

C.電負(fù)性為原子對鍵合電子的吸引力，同周期除零族原子序數(shù)越大電負(fù)性越強，鉀與銘位于同周期，銘

原子序數(shù)大于鉀，故銘電負(fù)性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大，C正確：

故答案為AC；

⑵[Cr(NH3)3(H2O)2CI]2+中三價倍離子提供空軌道，N、0、CI提供孤對電子與三價銘離子形成配位鍵，中心

離子的配位數(shù)為N、0、CI三種原子的個數(shù)和即3+2+1=6；

(3)P&的價層電子對為3+1=4,故PW中P的雜化類型是sp3；N原子電負(fù)性較強，NH3分子之間存在分

子間氫鍵，因此NH3的沸點比PH3的高；W0的鍵角小于NH3的，原因是：NH3含有一對孤對電子，而出。

含有兩對孤對電子，H20中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大；

⑷已知AI5具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，黑球個數(shù)為8x：g+l=2,白球個數(shù)為8x：g+2=4,結(jié)合化學(xué)式

AICQ可知，白球為Cr,黑球為Al,即處于頂角位置的是Al原子。設(shè)Cr和AI原子半徑分別為◎和加，

則金屬原子的體積為望&盧可=里望理；，故金屬原子空間占有率

1015察

朝遑嶗%。

【分析】⑴根據(jù)Cr的核外電子排布分析；

⑵根據(jù)配位鍵形成的原理分析；

⑶根據(jù)價層電子對互斥理論分析；

⑷根據(jù)晶胞的均攤及空間占有率的計算方法分析；

5.【答案】（1）兩個乙酸分子通過氫鍵形成二聚體（

（2）GaF3是離子晶體，GaCb是分子晶體；離子鍵強于分子間作用力

【考點】離子晶體，分子晶體，利用質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振等確定有機物的結(jié)構(gòu)

【解析】【解答］（1）質(zhì)譜檢測乙酸時，出現(xiàn)質(zhì)荷比為120的峰，說明可能為兩分子的乙酸結(jié)合在一起，由

于乙酸分子中存在可以形成氫鍵的。原子，故這種結(jié)合為以氫鍵形式結(jié)合的二聚體

）.故答案為：兩個乙酸分子通過氫鍵形成二聚體（

⑵F的非金屬性比CI強，比較GaF3和GaCb的熔點可知，GaF3為離子晶體，GaCb為分子晶體，離子晶體

中主要的作用為離子鍵，分子晶體中主要的作用為分子間作用力，離子鍵強于分子間作用力，故GaF3的

熔點高于GaCb,故答案為：GaF3是離子晶體，GaCb是分子晶體；離子鍵強于分子間作用力。

【分析】（1）乙酸的相對分子質(zhì)量是60,乙酸中的氧原子可以提供孤對電子易形成氫鍵，由于氫鍵的作

用會出現(xiàn)乙酸的二聚體

（2）主要是形成的晶體類型不同，氟的非金屬性強，易形成的是離子晶體而氯形成的是分子晶體因此沸

點不同

試卷分析部分

1.試卷總體分布分析

總分：36分

客觀題（占比）2(5.6%)

分值分布

主觀題（占比）34(94.4%)

客觀題（占比）1(20.0%)

題量分布

主觀題（占比）4(80.0%)

2.試卷題量分布分析

大題題型題目量（占比）分值（占比）

單選題1(20.0%)2(5.6%)

綜合題4(80.0%)34(94.4%)

3.試卷難度結(jié)構(gòu)分析

序號難易度占比

1容易0%

2普通80%

3困難20%

4.試卷知識點分析

序號知識點（認(rèn)知水平）分值（占比）對應(yīng)題號

1"手性分子"在生命科學(xué)等方面的應(yīng)用2(1.0%)1

2有機化合物中碳的