2025版高考热点题型与考点专练化学二题型4物质结构与性质试题（Word版附答案）

这是一份2025版高考热点题型与考点专练化学二题型4物质结构与性质试题（Word版附答案），共26页。

考向1 原子核外电子排布
【真题研磨】
典例
1.(2023·全国乙卷节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。
基态Fe原子的价电子排布式为 3d64s2 。
橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 O>Si>Fe>Mg ,铁的化合价为 +2 。
2.(2022·海南选择考节选)基态O原子的电子排布式为 1s22s22p4 ,其中未成对电子有 2 个。
3.(2024·湖北选择考节选)基态Be2+的轨道表示式为 。
4.(2022·湖南选择考节选)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p4 。
5.(2022·河北选择考节选)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 1∶2(或2∶1) 。
6.(2024·湖南选择考节选)Cu属于 ds 区元素,其基态原子的价电子排布式为 3d104s1 。
7.(2022·全国乙卷节选)氟原子激发态的电子排布式有 ad ,其中能量较高的是 d 。(填标号)
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5d.1s22s22p33p2
【审答思维】 题干划线部分关键信息解读
【失分警示】 (1)对1~36号元素核外电子排布不熟悉,不能准确写出元素的核外电子排布式;
(2)不能准确提取题干信息,错写核外电子排布式、价电子排布式、简化电子排布式、轨道表示式等。
【考场技法】
1.核外电子排布规则
(1)泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理。
(2)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋平行。
(3)能量最低原理:电子尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低。
2.电子排布式书写方法
(1)按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中,然后将同能层的能级移到一起。
(2)特殊原子:当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时,能量相对较低,原子结构较稳定。如Cr、Cu。
(3)离子的电子排布式
①原子失去电子时,总是从能量高的能级失去电子。一般来说,主族元素只失去它们的最外层电子,而副族元素可能还会进一步向里失去内层电子。
②原子得到电子形成阴离子,得到的电子填充在最外一个能层的某一个能级上。
【多维演练】
1.★★(电子排布式)(1)基态Ti原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为 [Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 。
2.★★(价电子排布式)(1)Cu2O中阳离子的基态价电子排布式为 3d10 ;(2)Hg为第6周期ⅡB族元素,其基态原子价电子排布式为 5d106s2 。
3.★★(轨道表示式)(1)基态Cu的价电子轨道表示式为 。
(2)第四周期基态原子中未成对电子数最多的元素是 铬 ,第三电子层上有 3 个能级,该元素基态原子的价电子轨道表示式为 。
4.★★★(未成对电子数)(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态Ti3+的未成对电子数有 1 个。
(2)铬和锰基态原子核外未成对电子数之比为 6∶5 。
考向2 共价键类型与键参数
【真题研磨】
典例
1.(2024·新课标卷节选)Ni(CO)4结构如图所示,其中含有σ键的数目为
8 ,Ni(CO)4晶体的类型为 分子晶体 。
2.(2023·湖北选择考节选)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCO2进行氯化处理以回收Li、C等金属。
导致SiCl4比CCl4易水解的因素有 abd (填标号)。
a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大d.Si有更多的价层轨道
3.(2023·山东等级考节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35)。O—Cl—O键角 > (填“>”“ Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“”“H2S 。
(4)比较SeO3分子和SeO32-离子的键角大小,并说明理由: 键角:SeO3>SeO32-,SeO3结构为平面三角形,键角近似120°,SeO32-结构为三角锥形,键角近似107°,故键角:SeO3>SeO32- 。
Ⅱ.Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。
(5)每个Cu2-xSe晶胞中含有 4x 个Cu2+(用含x的表达式作答)。
(6)立方Na2Se晶胞的晶胞参数为a pm,位于面心的Se2-所围成的空间结构为 正八面体 ,该晶胞的密度为5.0×1032a3NA g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
3.★★★新质生产力催生生物技术、新材料高质量发展。
(1)色胺酮来源于天然植物中药板蓝根,是板蓝根抗菌、抗病毒的活性成分之一。以甲醇为溶剂,C2+可与色胺酮分子配位结合,形成对DNA具有切割作用的色胺酮-钴配合物(合成过程如图所示)。
①基态C2+价层电子排布式为 3d7 。
②色胺酮分子中,含氧官能团名称 酰胺基、羰基 ;所含同周期元素第一电离能由大到小的顺序为 N>O>C ;该分子结构上具有较好配位的氮原子和氧原子以及平面的大π键体系,则分子中N原子的杂化类型为 sp2 ;形成配位键的N原子是 1 (填“1”或“2”)。
③色胺酮-钴配合物中钴的配位数为 4 ;X射线衍射分析显示色胺酮-钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过 氢键 作用与色胺酮-钴配合物相结合。
(2)超高硬度生物材料Ti3Au合金是理想的人工髋关节和膝关节材料,其晶体有α-Ti3Au、β-Ti3Au两种结构,如图所示。
①α-Ti3Au晶胞中,Ti原子周围与它最近且距离相等的Ti原子有 8 个。
②β-Ti3Au的晶胞棱长为509 pm,每个晶胞面上有两个Ti原子。β-Ti3Au晶体的密度是 ρ=6×48+2×197NA(5.09×10-8)3 g·cm-3(列出计算式,设阿伏加德罗常数的值为NA)。
③与β-Ti3Au晶体相比,α-Ti3Au晶体有更长的Ti—Au键键长。上述两种晶体中硬度较高的是 β-Ti3Au (填“α-Ti3Au”或“β-Ti3Au”)。
4.★★★镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属,在许多领域应用广泛。Ni-NTA-Nangld可用于检测或定位6x组氨酸(His)或Ply-His标记的重组蛋白。
Ni(Ⅱ)-NTA的结构简式如图1所示。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子价电子排布式为 3d84s2 。
(2)配体N(CH2COO-)3中4种元素的第一电离能I1从大到小的顺序为 N>O>H>C (用元素符号表示)。
(3)与Ni2+配位的原子形成的空间结构为 八面体 。
(4)已知存在大π键,其结构中氮原子的杂化方式为 sp2 。
(5)Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同,但相应单质的熔点Ni明显高于Ca,其原因是 Ni与Ca同周期,Ni的原子半径比Ca小且价电子数多,形成的金属键比较强,熔点比较高 。
(6)某笼形包合物Ni(CN)a(NH3)b(C6H6)c的晶胞如图2所示。
①该笼形包合物溶于酸能形成一种弱酸HCN,HCN中σ键和π键个数之比为 1∶1 。
②推测该包合物中氨与苯分子数目之比,即b∶c为 1∶1 ,氨分子极易溶于水的原因是 氨分子和水分子间可以形成氢键,氨分子和水分子极性接近,溶解度大 。
③若此晶胞体积为V nm3,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞的摩尔质量为M g·ml-1,则晶体密度为 M×1021VNA g·cm-3(列出计算表达式)。 关键信息
答题思维
价电子排布式
Fe是第四周期过渡元素,价电子包括3d和4s能级上的电子,价电子排布式为 3d64s2
未成对电子
基态O的电子排布图为,1s、2s能级没有未成对电子,2p能级上有 2 个未成对电子
轨道表示式
Be2+的电子排布式为1s2,轨道表达式为
核外电子排布式为[Ar]
原子实是上一周期稀有气体,基态Se的原子实[Ar]之外应为 3d104s24p4
两种自旋状态的电子数
基态S的价电子排布式为3s23p4,根据洪特规则和泡利原理,两种自旋状态的电子数分别是 4和2
关键信息
答题思维
Ni(CO)4结构
单键均为σ键,三键含有 1 个σ键和 2 个π键
SiCl4比CCl4易水解
原子半径Si > C, Si 有更多的价层轨道,SiCl4中的共用电子对更加偏向于 Cl , 键极性Si—Cl > C—Cl,则 Si—Cl 键更易断裂, SiCl4 更易水解; Si 原子更易受到水电离的OH-的进攻,更易与水电离的 OH- 形成化学键
ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(Π35);ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长
由ClO2中存在Π35可以推断,其中Cl原子只能提供 1对 电子,有一个O原子提供 1个 电子,另一个O原子提供 1对 电子,Cl的价层电子对数为 3 ,则Cl原子的轨道杂化方式为 sp2 ;Cl2O中心原子杂化方式为 sp3 ,键角O—Cl—O > Cl—O—Cl;
ClO2分子中存在σ键和大π键,而Cl2O中存在σ键,Cl—O键长ClO2Ga(CH3)3(Et2O)
化学键
F—F
Cl—Cl
Br—Br
I—I
键长/pm
141
198
228
267
键能/( kJ·ml-1)
157
242.7
193.7
152.7
关键信息
答题思维
[BMIM]+BF4-;
[BMIM]+中咪唑环存在π56大π键
BF4-中B形成4个σ键,杂化方式为 sp3 ,空间构型为 正四面体 形;
N原子形成 3 个σ键,杂化方式为 sp2
ClO2中Cl原子的轨道杂化方式
ClO2中存在Π35,这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成 配位键 ,与另一个O形成 σ键 ,Cl的价层电子对数为 3 ,则Cl原子的轨道杂化方式为 sp2
二聚体中Al的轨道杂化类型
Al原子价层电子对数是 4 ,Al原子与周围的4个氯原子形成 四面体
结构,Al的轨道杂化类型为 sp3
价层电子对数
2
3
4
立体构型名称
直线形
平面三角形
正四面体形
杂化类型
sp
sp2
sp3
杂化轨道的数目
2
3
4
立体构型名称
直线形
平面三角形
正四面体形
物质
熔点/℃
NaCl
800.7
SiCl4
-68.8
GeCl4
-51.5
SnCl4
-34.1
关键信息
答题思维
FDCA的熔点远大于HMF
FDCA中含有的 羟基 更多,则形成的分子间 氢键 更多,熔点更 高
同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势
SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成 分子晶体 ,分子晶体的熔点由 分子间作用力 决定,越大则其熔点 越高
氧化物
H2O
SO2
CO2
沸点/℃
100
-10
-78.5
关键信息
答题思维
立方体体心
取Ga为晶胞顶点,晶胞面心也是Ga,Ni处于晶胞 棱心 和 体心 ,Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构,晶胞中Ga和Ni形成的 8 个小正方体体心为C,故晶胞中Ga、Ni个数为 4 ,C个数为 8
二者晶胞体
积近似相等
体积近似相等,则其密度之比等于摩尔质量之比
图丙
投影的图丙为正方形,Ca位于正方形顶点,N位于正方形中心,故Ca与N的距离为 22a pm
晶胞投影图
由图知,Mg位于正六棱柱的 顶点 和 面心 ,由均摊法可以求出正六棱柱中含有 3个 Mg,B在正六棱柱体内共 6个 ,则该物质的化学式为 MgB2