2019-2020年高考化學(xué)分類題庫 考點(diǎn)23 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修3）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)分類題庫 考點(diǎn)23 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修3） ．(xx安徽高考7)碳酸亞乙烯酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑,其結(jié)構(gòu)如下圖。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法正確的是 ( ) A．分子式為C3H2O3 B．分子中含6個(gè)σ鍵 C．分子中只有極性鍵 D．8.6 g該物質(zhì)完全燃燒得到6.72 L CO2 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)極性鍵是不同種原子間形成的共價(jià)鍵,非極性鍵是同種原子間形成的共價(jià)鍵; (2)σ鍵是電子云頭對頭重疊,π鍵是電子云肩并肩重疊。 【解析】選A。根據(jù)該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)知其分子式為C3H2O3,A正確;碳碳雙鍵或碳氧雙鍵均含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,單鍵全部是σ鍵,該物質(zhì)含1個(gè)CO鍵、1個(gè)CC鍵、4個(gè)C—O鍵,2個(gè)C—H鍵,共8個(gè)σ鍵,B錯(cuò)誤;同種原子形成的共價(jià)鍵是非極性鍵,即CC鍵是非極性鍵,C錯(cuò)誤;由于沒有給出氣體所處的外界條件,不能求算CO2的體積,D錯(cuò)誤。 【誤區(qū)提醒】涉及氣體體積的計(jì)算,一定要看外界條件,若沒有給出外界條件則無法根據(jù)物質(zhì)的量或質(zhì)量求算氣體的體積。 ．(xx四川高考5)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是 ( ) A．2.0 gO與D2O的混合物中所含中子數(shù)為NA B．常溫常壓下4.4 g乙醛所含σ鍵數(shù)目為0.7NA C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L CO2與足量Na2O2反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5NA D．50 mL 12 molL－1鹽酸與足量MnO2共熱,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是指失去電子或者得到電子的物質(zhì)的量; (2)根據(jù)兩原子間化學(xué)鍵的數(shù)目可以判斷化學(xué)鍵的類型。 【解析】選A。A選項(xiàng)中,O與D2O的相對分子質(zhì)量均為20,中子數(shù)均為10,因此2.0 g該混合物中所含中子數(shù)為NA;B選項(xiàng)中,1個(gè)乙醛分子中存在的4個(gè)C—H鍵、1個(gè)C—C鍵是σ鍵,而CO鍵中的1個(gè)鍵是σ鍵,另一個(gè)鍵是π鍵,所以4.4 g乙醛即0.1 mol的乙醛中應(yīng)含有0.6 mol的σ鍵,即σ鍵個(gè)數(shù)為0.6NA;C選項(xiàng)中,CO2與Na2O2發(fā)生如下反應(yīng):2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2↑,標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L即0.25 mol CO2應(yīng)轉(zhuǎn)移0.25 mol電子,即轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.25NA;D選項(xiàng)中,隨著反應(yīng) 進(jìn)行,鹽酸的濃度下降,當(dāng)達(dá)到一定的程度便不再反應(yīng),故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)無法達(dá) 到0.3NA。 ．(xx四川高考8)X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素。X和R屬同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等;T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃。 請回答下列問題: (1)R基態(tài)原子的電子排布式是　 。 (2)利用價(jià)層電子對互斥理論判斷TU3的立體構(gòu)型是　 。 (3)X所在周期元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物中,酸性最強(qiáng)的是　　 (填化學(xué)式);Z和U的氫化物中沸點(diǎn)較高的是　　　　 (填化學(xué)式);Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體,熔點(diǎn)由高到低的排列順序是　 (填化學(xué)式)。 (4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒劑,反應(yīng)可生成T的最高價(jià)含氧酸和銅,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　 。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)短周期元素是指前三周期元素; (2)可以通過求算價(jià)電子數(shù)目進(jìn)而判斷物質(zhì)的立體構(gòu)型。 【解析】T的一種單質(zhì)在空氣中能自燃,為磷元素;Z和U為短周期元素且為鹵族元素,原子序數(shù)又依次增大,因此分別為F和Cl;Q元素的原子序數(shù)大于9,且基態(tài)原子的s軌道電子和p軌道電子總數(shù)相等,其電子排布式為1s22s22p63s2,即為鎂元素;X與Z形成的化合物中Z為－1價(jià),則X為＋4價(jià),X為碳元素,X和R屬同族元素,則R為硅元素。 (1)可寫出電子排布式為1s22s22p63s23p2。 (2)已知TU3為PCl3,算出其雜化軌道數(shù)目為4,VSEPR模型為四面體結(jié)構(gòu),又因磷原子有一對孤電子對,所以其立體構(gòu)型為三角錐形。 (3)X元素所在的第2周期由左到右元素非金屬性增強(qiáng),可得到酸性最強(qiáng)的是HNO3;HF中由于含有氫鍵,其沸點(diǎn)高于HCl;各晶體熔點(diǎn)比較的一般規(guī)律為原子晶體>金屬晶體>分子晶體,可得出Si>Mg>Cl2。 (4)根據(jù)題干中所給信息,硫酸銅與白磷反應(yīng)生成磷酸和銅:P4＋10CuSO4＋16H2O10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4。 答案:(1)1s22s22p63s23p2 (2)三角錐形 (3)①HNO3?、贖F?、跾i、Mg、Cl2 (4)P4＋10CuSO4＋16H2O10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4 【誤區(qū)提醒】本題在進(jìn)行元素推斷時(shí)容易將Q推斷成氧元素,原題中說“Q基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等”,但是前提條件是六種元素原子序數(shù)遞增,而Z元素為F,所以該元素的原子序數(shù)應(yīng)該大于9,這種元素為鎂元素。 ．(xx安徽高考25)C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。 (1)Si位于元素周期表第　　　　周期第　　　　族。 (2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為 　 ; Cu的基態(tài)原子最外層有　　　　個(gè)電子。 (3)用“>”或“<”填空: 原子半徑 電負(fù)性 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) Al　　Si N　　O 金剛石　　晶體硅 CH4　　SiH4 (4)常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示,反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。 0～t1時(shí),原電池的負(fù)極是Al片,此時(shí),正極的電極反應(yīng)式是 ,溶液中的H＋向　　　　極移動(dòng),t1時(shí),原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變,其原因是　 。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下3點(diǎn): (1)電子層數(shù)=周期序數(shù),主族元素的最高正價(jià)=最外層電子數(shù)=主族序數(shù); (2)原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),陽離子移向正極,電子由負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極; (3)原子晶體的共價(jià)鍵鍵長與晶體熔沸點(diǎn)有關(guān),鍵長短,熔沸點(diǎn)高。 【解析】(1)Si是14號(hào)元素,有3層電子,位于元素周期表的第3周期ⅣA族。 (2)N的核電荷數(shù)為7,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p3,Cu的4s軌道有1個(gè)電子。 (3)同周期由左向右元素原子半徑逐漸減小,即原子半徑Al>Si;同周期元素的電負(fù)性由左向右逐漸增大,則電負(fù)性:N　<　>　< (4)2H＋＋N＋e－NO2↑＋H2O　正　鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化,表面生成了氧化膜阻止了Al的進(jìn)一步反應(yīng) ．(xx福建高考31)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》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)? 　。 (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中的第　　　　族。 ②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有 　　　　molσ鍵。 (4)一定條件下,CH4、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形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。 　　參數(shù) 分子　　 分子直徑/nm 分子與H2O的 結(jié)合能E/kJmol－1 CH4 0.436 16.40 CO2 0.512 29.91 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0.586 nm,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 。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系的理解與應(yīng)用; (2)配位鍵、分子間作用力的理解與應(yīng)用。 【解析】(1)元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性就越大。在CH4和CO2所含的H、C、O三種元素中,元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序是O>C>H,所以元素的電負(fù)性從小到大的順序?yàn)镠N B．水溶性:CH3CH2OH>CH3CH2OCH2CH3 C．沸點(diǎn):HCl>HF D．晶格能:NaCl>MgO 【解析】(1)Cu是29號(hào)元素,基態(tài)銅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1;銅原子失去最外層1個(gè)電子和次外層1個(gè)電子得到Cu2＋,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d9。 (2)MgO中只有離子鍵,NaOH中既有離子鍵又有O—H極性共價(jià)鍵,CaCl2中只有離子鍵,(NH4)2SO4中既有離子鍵,又有N—H、S—O極性共價(jià)鍵,所以答案為B、D。 (3)分析結(jié)構(gòu)簡式可得:分子中含有碳碳雙鍵,故既有σ鍵又有π鍵,A項(xiàng)正確;氧原子的非金屬性大于碳原子,故O—H鍵的極性大于C—H鍵,B項(xiàng)正確;該分子是極性分子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該分子既可以形成分子間氫鍵,又可以形成分子內(nèi)氫鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 (4)手性分子是化學(xué)中結(jié)構(gòu)上鏡像對稱而又不能完全重合的分子,連有四個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子,HOCH2CH(OH)CH2OH不是手性分子,A項(xiàng)錯(cuò)誤,N和CH4的空間構(gòu)型都是正四面體,B項(xiàng)正確;BF3是平面三角形,苯是平面結(jié)構(gòu),C項(xiàng)正確;CO2是直線型分子,而H2O是V型分子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 (5)第一電離能:N>O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;水溶性:乙醇大于乙醚,B項(xiàng)正確;HF分子間存在氫鍵,沸點(diǎn)大于無氫鍵的氯化氫,C項(xiàng)錯(cuò)誤;離子所帶電荷數(shù):Mg2＋>Na＋、O2－>Cl－,離子半徑:Mg2＋NaCl,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9　(2)B、D (3)C、D　(4)B、C　(5)B ．(xx海南高考19)[選修3—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] Ⅰ.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) Ⅱ.釩(23V)是我國的豐產(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)層電子對數(shù)是　　　　對,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鍵長有兩類,一類鍵長約140 pm,另一類鍵長約160 pm,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　　 　　。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)分子間作用力和氫鍵的理解與應(yīng)用; (2)原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。 【解析】Ⅰ.乙醚分子間不存在氫鍵,乙醚的沸點(diǎn)與氫鍵無關(guān),A符合題意;乙醇和水分子間能形成氫鍵,乙醇在水中的溶解度與氫鍵有關(guān),B不符合題意;氫化鎂為離子化合物,氫化鎂的晶格能與氫鍵無關(guān),C符合題意;DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)與氫鍵有關(guān),D不符合題意。 Ⅱ.(1)釩在元素周期表中的位置為第4周期ⅤB族,其價(jià)層電子排布式為3d34s2,價(jià)層電子排布圖為。 (2)分析釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)利用切割法計(jì)算,晶胞中實(shí)際擁有的陰離子數(shù)目為41/2＋2=4,陽離子個(gè)數(shù)為81/8＋1=2。 (3)SO2分子中硫原子價(jià)電子排布式為3s23p4,價(jià)層電子對數(shù)是3對,分子的立體構(gòu)型為V形;SO3氣態(tài)為單分子,該分子中硫原子的雜化軌道類型為sp2雜化;SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示,該結(jié)構(gòu)中硫原子形成4個(gè)鍵,該結(jié)構(gòu)中硫原子的雜化軌道類型為sp3雜化;該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長有兩類,一類如圖中a所示,含有雙鍵的成分鍵能大,鍵長較短,另一類為配位鍵,為單鍵,鍵能較小;由題給結(jié)構(gòu)分析該分子中含有12個(gè)σ鍵。 (4)釩酸鈉(Na3VO4)中陰離子的立體構(gòu)型為正四面體形;由圖3所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)知偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3。 答案:Ⅰ.A、C Ⅱ.(1)第4周期ⅤB族　 (2)4　2 (3)3　V形　sp2雜化　sp3雜化　a　12 (4)正四面體形　NaVO3 ．(xx江蘇高考21) A．[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 下列反應(yīng)曾用于檢測司機(jī)是否酒后駕駛 2Cr2＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O4[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　　　　　;1 mol CH3COOH分子含有σ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CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 【解析】(1)Cr為24號(hào)元素,價(jià)電子為24－18=6,d軌道半滿狀態(tài)下較穩(wěn)定,則Cr的核外電子排布為[Ar]3d54s1,失去電子時(shí),先失最外層上的電子,所以Cr3＋的核外電子排布為[Ar]3d3。H2O中的O含有孤電子對,所以O(shè)為配位原子。 (2)甲基中碳為sp3雜化,羧基中的碳為sp2雜化。單鍵全部為σ鍵,雙鍵中有一個(gè)π鍵和一個(gè)σ鍵,所以1 mol CH3COOH中含有7 molσ鍵。 (3)H2O中O的價(jià)電子數(shù)與F＋相等,所以H2O和H2F＋互為等電子體。H2O與CH3CH2OH之間可以形成分子間氫鍵,故兩者可以任意比例互溶。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3　O (2)sp3、sp2　7 mol或7NA (3)H2F＋　H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵 【誤區(qū)提醒】沒有正確判斷出CH3COOH中碳原子軌道雜化類型,CH3COOH中甲基中的碳原子有4個(gè)σ鍵,占據(jù)4個(gè)雜化軌道,為sp3雜化;羧基中的碳原子有3個(gè)σ鍵,1個(gè)π鍵,π鍵不占據(jù)雜化軌道,為sp2雜化。