1、高考选考大题专练(一)物质结构与性质综合题1早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由 Al、Cu、Fe 三种金属元素组成。回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过_方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态 Fe 原子有_个未成对电子，Fe3的电子排布式为_。可用硫氰化钾检验 Fe3，形成的配合物的颜色为_。(3)新制备的 Cu(OH)2 可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成 Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_，1mol 乙醛分子中含有的 键的数目为_。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_。Cu2O 为半导体材料，在其立方晶胞内部有 4
2、个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。(4)Al 单质为面心立方晶体，其晶胞参数 a0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示 Al 单质的密度为_gcm3(不必计算出结果)。2磷和钙都是促成骨骼和牙齿的钙化不可缺少的营养元素。回答下列问题：(1)基态 Ca 的核外电子排布式为_，基态 P 的价电子排布图为_。(2)元素的第一电离能：Ca_(填“”或“”)P。(3)白磷是磷的一种单质。已知白磷分子为正四面体形结构，则 P 的杂化方式为_；白磷在 CS2 中的溶解度_(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。(4)下表是几种碳酸盐的热分解温度和阳离子半径：碳酸盐CaC
3、O3SrCO3BaCO3热分解温度/90011721360阳离子半径/pm99112135根据上表数据分析碳酸钙分解温度最低的原因是_。(5)常温下 PCl5 是一种白色晶体，晶体结构为氯化铯型，由 A、B 两种离子构成。已知 A、B 两种离子分别与 CCl4、SF6 互为等电子体，则 A、B 两种离子的符号分别为_、_。(6)用晶体的 X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。已知金属钙的晶胞为面心立方(如图)晶胞，晶胞边长为 dpm；又知钙的密度为 g/cm3，则一个钙晶胞的质量为_(用d、表示，下同)g，阿伏加德罗常数的值为_(化成最简式)。3 铁触 媒是 重要的 催化 剂，CO 易 与铁
4、 触媒作 用导 致其 失去 催化 活性：Fe 5CO=Fe(CO)5；除 去CO的 化 学 反 应 方 程 式 为 Cu(NH3)2OOCCH3 CO NH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3。请回答下列问题：(1)C、N、O 的第一电离能由大到小的顺序为_，基态铁原子的价电子排布式为_。(2)Fe(CO)5 又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则 Fe(CO)5 的晶体类型是_，Fe(CO)5 在空气中燃烧后剩余固体呈红棕色，其化学方程式为_。(3)配合物Cu(NH3)2OOCCH3 中碳原子的杂化类型是_，配体中提供孤对电子的原子是_。(4)用Cu(NH3)2OOCCH3 除去 CO 的
5、反应中，肯定有_形成。a离子键 b配位键c非极性键 d 键(5)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示，面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为_，面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的密度之比为_(写出已化简的比例式即可)。4碳、硫和钒的相关化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题。(1)基态钒原子的结构示意图为_。(2)VO34 的中心原子上的孤电子对数为_，一个 VO34 中含有_个 键。(3)2-巯基烟酸氧钒配合物(图 1 中 W)是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。该药物中 N 原子的杂化方式是_。X、Y、Z 三种物质在水中的溶解性由
6、大到小的顺序为_，原因是_。已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的 p 轨道，则 p 电子可在多个原子间运动，形成大 键。大 键可用 nm表示，其中 m、n 分别代表参与形成大 键的原子个数和电子数，如苯分子中的大 键表示为 66。下列微粒中存在大 键的是_(填字母)。AO3BSO24 CH2SDNO3CS2 分子中大 键可以表示为_。(4)偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨、水。偏钒酸铵的阴离子呈如图 2 所示的无限链状结构，则偏钒酸铵的化学式为_。(5)某六方硫钒化合物晶体的晶胞结构如图 4 所示(表示 V，表示 S)，该晶胞的化学式为 VS。图 3 为该晶胞的俯视
7、图。请在图 4 中用标出 V 原子的位置。已知晶胞的密度为 dgcm3，计算晶胞参数 h_cm。(列出计算式即可)5钛(22Ti)铝合金在航空领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态 Ti 原子的核外电子排布式为Ar_，其中 s 轨道上总共有_个电子。(2)六氟合钛酸钾(K2TiF6)中存在TiF62配离子，则钛元素的化合价是_，配体是_。(3)TiCl3 可用作烯烃定向聚合的催化剂，例如，丙烯用三乙基铝和三氯化钛作催化剂时，可以发生下列聚合反应：nCH3CH=CH2AlC2H53TiCl3CH(CH3)CH2，该反应涉及的物质中碳原子的杂化轨道类型有_；反应涉及的元素中电负性最大的是_。三乙基
8、铝是一种易燃物质，在氧气中三乙基铝完全燃烧所得产物中分子的立体构型是直线形的是_。(4)钛与卤素形成的化合物熔沸点如表所示：化合物熔点/沸点/TiCl425136.5TiBr439230TiI4150377分析 TiCl4、TiBr4、TiI4 的熔点和沸点呈现一定规律的原因是_。(5)金属钛有两种同素异形体，常温下是六方堆积，高温下是体心立方堆积。如图所示是钛晶体的一种晶胞结构，晶胞参数 a0.295nm，c0.469nm，则该钛晶体的密度为_gcm1(用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。6碳、氮、铜形成的单质及它们形成的化合物有重要研究和应用价值，回答下列问题：(1)邻氨基
9、吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如图所示。基态 Cu 原子的价电子排布式为_，在元素周期表中铜位于_区(填“s”“p”“d”或“ds”)。C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_。邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2的配位数是_，N 原子的杂化类型为_。(2)C60 是富勒烯族分子中稳定性最高的一种，N60 是未来的火箭燃料，二者结构相似。有关 C60 和 N60 的说法中正确的是_。AC60 和 N60 均属于分子晶体BN60 的稳定性强于 N2CC60 中碳原子是 sp3 杂化DC60 易溶于 CS2、苯近年来，科学家合成了一种具有“二重结构”的球形分子，它是
10、把足球形分子 C60 容纳在足球形分子 Si60 中，则该分子中含有的化学键类型为_(填“极性键”或“非极性键”)。(3)原子坐标参数和晶胞参数是晶胞的两个基本参数。图 a 中原子坐标参数分别为：A(0,0,0)，B12，12，0，C12，0，12，则 D 的原子坐标参数为_。图 b 为铜的晶胞，铜原子半径为 Rnm，NA 是阿伏加德罗常数的值，则铜晶体的密度为_gcm3(用含 r、NA 的式子表示)。高考选考大题专练（一）1解析：（3）由乙醛的结构式（）知，CH3、CHO 上的碳原子分别为 sp3、sp2 杂化。由于 1 个乙醛分子中含有 4 个 CH 键、1 个 CC 键、1 个 C=O
11、键，共有 6 个 键，故 1mol 乙醛分子中含有 6NA 个 键。乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键，故乙酸的沸点明显高于乙醛。根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子数为 46128188（个），再结合化学式 Cu2O 知一个晶胞中含有 16 个铜原子。（4）面心立方晶胞中粒子的配位数是 12。一个铝晶胞中含有的铝原子数为 8186124（个），一个晶胞的质量为46.02102327g，再利用密度与质量、晶胞参数 a 的关系即可求出密度，计算中要注意 1nm107cm。答案：（1）X-射线衍射（2）4 1s22s22p63s23p63d5 血红色（3）sp3、sp2 6NA CH
12、3COOH存在分子间氢键 16（4）12 4276.021023（0.405107）32解析：（1）基态 Ca 核外有 20 个电子，据核外电子排布规律可知，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2 或Ar4s2，基态 P 的价电子排布图为（2）P 的价电子排布式为 3s23p3，3p 轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于 Ca。（3）白磷分子为正四面体结构，每个 P 与周围 3 个 P 形成 PP 键，且含有 1 对未成键的孤对电子，则 P 采取 sp3 杂化。白磷为正四面体结构，是非极性分子；CS2 为直线形结构，是非极性分子，H2O 是极性分子，根据“相似相溶原理”可
13、知，白磷在 CS2 中的溶解度大于在水中的溶解度。（4）由表中数据可知，Ca2半径较小，故 Ca2更易与 O2结合形成 CaO，故 CaCO3 的分解温度较低。（5）PCl5 的晶体结构为氯化铯型，由 A、B 两种离子构成。根据“等电子原理”可知，互为等电子体的分子（或离子）具有相同的原子数和价电子总数，A、B 离子分别与 CCl4、SF6互为等电子体，则 A 为 PCl4，B 为 PCl6。（6）金属钙是面心立方晶胞结构，每个晶胞中含有 Ca 的数目为 8186124 个；晶胞的边长为 dpmd1010cm，则晶胞的体积为（d1010cm）3d31030cm3，又知钙的密度为 gcm3，故每
14、个晶胞的质量为 d31030cm3gcm3d31030g。每个晶胞含有 4 个钙原子，则有440NA gd31030g，则有 NA1.601032d3。答案：（1）1s22s22p63s23p64s2（2）（3）sp3 大于（4）钙离子由于半径小和氧离子结合更为容易，所以碳酸钙分解温度低（5）PCl4 PCl6 （6）d31030 1.601032d33解析：（1）同周期由左向右元素的第一电离能呈递增趋势，但是第A 和第A 族元素略大，因此 C、N、O 的第一电离能由大到小的顺序为 NOC。铁为 26 号元素，根据构造原理确定，基态铁原子的价电子排布式为 3d64s2。（2）根据题意知 Fe（
15、CO）5 又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，熔点较低，则 Fe（CO）5 的晶体类型是分子晶体，Fe（CO）5 在空气中燃烧生成氧化铁和二氧化碳，化学方程式为 4Fe（CO）513O2=点燃 2Fe2O320CO2。（3）配合物Cu（NH3）2OOCCH3 中，羧基中碳原子的杂化类型是 sp2，甲基中碳原子的杂化类型是 sp3，配体中提供孤对电子的原子是氮原子。（4）用Cu（NH3）2OOCCH3 除去 CO 的反应中，肯定有配位键、键形成，选 bd。（5）根据晶胞结构利用均摊法分析，面心立方晶胞中含有的铁原子个数为 8186124，体心立方晶胞中含有的铁原子数目为 81812，实际含有的铁原
16、子个数之比为 21。设铁原子半径为 r，面心立方堆积晶胞的棱长为 a1，则 2a14r，体心立方堆积晶胞的棱长为a2，则 3a24r，设铁原子质量为 m（Fe），则两种铁晶体的密度之比为4m（Fe）4r232m（Fe）4r334 23 3。答案：（1）NOC 3d64s2（2）分子晶体 4Fe（CO）513O2=点燃 2Fe2O320CO2（3）sp2、sp3 N（4）bd（5）21 4 23 34解析：（1）钒为 23 号元素，钒的原子结构示意图为：。（2）VO34的中心原子为 V，V 上的孤电子对数为 0，1 个 V 原子与 4 个 O 原子结合形成化学键，所以一个 VO34中含有 4 个
17、 键。（3）该药物中 N 原子形成 2 个 键，1 个 键，N 原子的价层电子对数孤电子对数 键个数123，所以 N 原子采取 sp2 杂化。X 中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；Y 中含有酯基和苯环，Z 中含有酯基，都不利于其在水中的溶解，因此 X、Y、Z 三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为 XZY。从已知信息来看，形成大 键的条件是：原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的 p 轨道。根据价层电子对互斥理论，O3 的空间构型为 V 形，SO24的空间构型为正四面体，H2S 的空间构型为 V 形，NO3的空间构型为平面三角形。因此 SO24一定不存在大 键，H2S 中 H 原
18、子没有 p 轨道，也不存在大 键，O3 和 NO3 可以形成大 键。所以选 AD。CS2 是直线形分子，又有 p 轨道，因此可以形成三原子四电子的大键：34。（4）由题图 2 可知每个 V 与 3 个 O 形成阴离子，结合题意可知 V 的化合价为5，则偏钒酸铵的化学式为 NH4VO3。（5）该晶胞的化学式为VS，结合题图 4 可知，一个该晶胞含有 2 个 V 原子和 2 个 S 原子，结合该晶胞的俯视图，可知 V 原子位于晶胞中八个顶点和竖直方向的四条棱上。因为一个该晶胞中有 2 个 VS，所以一个晶胞的质量为2（3251）NAg，根据题图 3 得到晶胞底面积为：a 32 anm2，所以晶胞的
19、体积为 a32 a（10 7cm）2h，则 dgcm 32（3251）NAga 32 a（107cm）2h，所以 h2（3251）a2dNA 32 1014cm。答案：（1）（2）0 4（3）sp2 XZYX 中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；Y 中含有酯基和苯环，Z 中含有酯基，都不利于其在水中的溶解 AD 34（4）NH4VO3（5）2（3251）a2dNA 32 10145解析：（3）该反应涉及的物质中碳原子的杂化轨道类型有 sp3 杂化、sp2 杂化。同一周期主族元素，从左到右元素的电负性递增，同一主族元素，自上而下元素的电负性递减，故涉及的元素中电负性最大的是 Cl。三乙
20、基铝在 O2 中燃烧生成 Al2O3、CO2 和 H2O，其中分子的立体构型是直线形的是 CO2。（4）三者都是分子晶体，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。（5）该晶胞的底面正六边形的面积 S3 32 a2，则该晶胞的体积为3 32 a2c3 32（2.95108）2（4.69108）cm3，又该晶胞中含有的钛原子的数目为 212312166，则该晶胞的质量为648NA g，故该钛晶体的密度为6483 32（2.95108）24.69108NAgcm3。答案：（1）3d24s2 8（2）4 F（3）sp2、sp3 Cl CO2（4）TiCl4、Ti
21、Br4、TiI4 都是分子晶体，而且组成和结构相似，其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增大，因而三者的熔点和沸点依次升高（5）6483 32（2.95108）24.69108NA6解析：（1）邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2形成 2 个 CuN 键，2 个 CO 键，Cu2的配位数是 4；NH2 上的 N 形成 3 个 键，一对孤电子对，sp3 杂化，杂环上的 N 形成 3个 键，一个 键，sp2 杂化；（2）A.C60 和 N60 均由分子构成，属于分子晶体，故 A 正确；B.N2 形成三键，键能大，N60 的稳定性弱于 N2，故 B 错误；C.C60 中碳原子形成 3 个 键，一个 键
22、，碳是 sp2 杂化，故 C 错误；D.C60 非极性分子，易溶于 CS2、苯，故 D 正确。C60置于“足球型”的 Si60 内合成“二重构造”球形分子 C60Si60，该反应中反应物全部加合在一起，类似有机反应中的加成反应，其中 CC 键、SiSi 键为非极性键；CSi 键为极性键；（3）D 的原子坐标参数 x 为 0，y、z 为12，D 的原子坐标参数为（0，12，12）；Cu 晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中 Cu 原子个数61/281/84，其晶胞体积 V（2 2R107）3cm3，其密度 m/V4M/（NAV）gcm3644NA（2 2R107）38 21021NAR3gcm3。答案：（1）3d104s1 ds NOC 4 sp2、sp3（2）AD 极性键、非极性键（3）（0，12，12）8 21021NAR3
