查补易混易错18 物质结构与性质-【查漏补缺】2023年高考化学三轮冲刺过关（全国通用）（原卷版）

查补易混易错18  物质结构与性质

物质结构与性质的常见题型为综合题，常以元素推断或某一主题两种方式引入，考查学生的归纳推理能力、信息迁移能力以及综合应用能力。物质结构包括原子结构(原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱)、分子结构(化学键、分子的电子式、结构式、结构简式的书写、化学式的种类、官能团等)、晶体结构(晶体类型的判断、物质熔沸点的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等)。

易错01原子结构与性质

原子结构与性质在高考中常见的命题角度有原子核外电子的排布规律及其表示方法、原子结构与元素电离能和电负性的关系及其应用。在高考试题中，各考查点相对独立，难度不大。试题侧重原子核外电子排布式或轨道表示式，未成对电子数判断，电负性、电离能、原子半径和元素金属性与非金属性比较的考查。高考中考查点主要集中在电子排布的书写及电离能、电负性大小比较上，所以在书写基态原子电子排布时，应避免违反能量最低原理、泡利原理、洪特规则及特例；还需注意同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定如Cr：3d54s1、Mn：3d54s2、Cu：3d104s1、Zn：3d104s2；另外需理解电离能与金属性及金属元素价态的关系，电负性与非金属性及组成化合物所形成的化学键的关系。

易错02分子结构与性质

分子结构与性质在高考中的常见命题角度有围绕某物质判断共价键的类型和数目，分子的极性、中心原子的杂化方式，微粒的立体构型，氢键的形成及对物质的性质影响等，考查角度较多，但各个角度独立性大，难度不大。试题侧重微粒构型、杂化方式、中心原子的价层电子对数、配位原子判断与配位数、化学键类型、分子间作用力与氢键、分子极性的考查。常考点有对σ键和π键判断，要掌握好方法；杂化轨道的判断，要理解常见物质的杂化方式；通过三种作用力对性质的影响解释相关现象及结论。注意以下三个误区：不要误认为分子的稳定性与分子间作用力和氢键有关，其实分子的稳定性与共价键的强弱有关；不要误认为组成相似的分子，中心原子的杂化类型相同，关键是要看其σ键和孤电子对数是否相同。如BCl3中B原子为sp2杂化，NCl3中N原子为sp3杂化；不要误认为只要含有氢键物质的熔、沸点就高，其实不一定，分子间的氢键会使物质的熔、沸点升高，而分子内氢键一般会使物质的熔、沸点降低。

易错03晶体结构与性质

晶体结构与性质在高考中常见的命题角度有晶体的类型、结构与性质的关系，晶体熔沸点高低的比较，配位数、晶胞模型分析及有关计算等是物质结构选考模块的必考点。试题侧重晶体类型判断、物质熔沸点的比较与原因、晶胞中微粒数的判断、配位数、晶胞密度计算、晶胞参数、空间利用率计算的考查。物质结构与性质的难点就是涉及到晶胞特点的计算类题目，涉及有关晶胞的计算时，注意单位的换算。如面心立方晶胞与体心立方晶胞的配位数不同；晶胞参数给定单位是nm或pm时，忽略换算成cm。

1．（2023·浙江·高考真题）硅材料在生活中占有重要地位。请回答：

(1)分子的空间结构(以为中心)名称为________，分子中氮原子的杂化轨道类型是_______。受热分解生成和，其受热不稳定的原因是________。

(2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①、②、③，有关这些微粒的叙述，正确的是___________。

A．微粒半径：③>①>②

B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②

C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③

D．得电子能力：①>②

(3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是___________，该化合物的化学式为___________。

2．（2022·北京·高考真题）工业中可利用生产钛白的副产物和硫铁矿联合制备铁精粉和硫酸，实现能源及资源的有效利用。

(1)结构示意图如图1。

①的价层电子排布式为___________。

②中O和中S均为杂化，比较中键角和中键角的大小并解释原因___________。

③中与与的作用力类型分别是___________。

(2)晶体的晶胞形状为立方体，边长为，结构如图2。

①距离最近的阴离子有___________个。

②的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为。

该晶体的密度为___________。

(3)加热脱水后生成，再与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。分解和在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用作为分解的燃料，从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点___________。

3．（2022·海南·统考高考真题）以、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题：

(1)基态O原子的电子排布式_______，其中未成对电子有_______个。

(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性，从金属键的理论看，原因是_______。

(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取_______杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是_______。

(4)金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为_______。

(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能，Zn-N键中离子键成分的百分数小于Zn-O键，原因是_______。

(6)下图为某ZnO晶胞示意图，下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。为所取晶胞的下底面，为锐角等于60°的菱形，以此为参考，用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面_______、_______。

4．（2022·河北·统考高考真题）含及S的四元半导体化合物(简写为)，是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：

(1)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_______。

(2)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_______，原因是_______。

(3)的几何构型为_______，其中心离子杂化方式为_______。

(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，下列物质中，属于顺磁性物质的是_______(填标号)。

A． B． C． D．

(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构：

根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将转化为的是_______(填标号)。理由是_______。

5．（2022·湖南·高考真题）铁和硒()都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：

(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：

①基态原子的核外电子排布式为_______；

②该新药分子中有_______种不同化学环境的C原子；

③比较键角大小：气态分子_______离子(填“>”“<”或“=”)，原因是_______。

(2)富马酸亚铁是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：

①富马酸分子中键与键的数目比为_______；

②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_______。

(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化，将转化为，反应过程如图所示：

①产物中N原子的杂化轨道类型为_______；

②与互为等电子体的一种分子为_______(填化学式)。

(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：

①该超导材料的最简化学式为_______；

②Fe原子的配位数为_______；

③该晶胞参数、。阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为_______(列出计算式)。

6．（2022·广东·高考真题）硒()是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光()效应以来，在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子的合成路线如下：

(1)与S同族，基态硒原子价电子排布式为_______。

(2)的沸点低于，其原因是_______。

(3)关于I~III三种反应物，下列说法正确的有_______。

A．I中仅有键

B．I中的键为非极性共价键

C．II易溶于水

D．II中原子的杂化轨道类型只有与

E．I~III含有的元素中，O电负性最大

(4)IV中具有孤对电子的原子有_______。

(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为_______(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠()可减轻重金属铊引起的中毒。的立体构型为_______。

(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。

①X的化学式为_______。

②设X的最简式的式量为，晶体密度为，则X中相邻K之间的最短距离为_______(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。

7．（2023·山东济宁·统考二模）第IIIA元素硼及其化合物在能源、材料、医药、环保等领域具有重要应用。回答下列问题：

(1)基态B原子价层电子的轨道表示式：___________。

(2)已知：有空轨道，可以与分子形成配位键，同时使原有的键削弱、断裂，从而发生水解。

①下列卤化物不易发生水解的是___________。

A．               B．             C．             D．

②写出水解的化学方程式___________。

③写出与NaOH溶液反应的离子方程式___________。

(3)硼砂的阴离子的结构如图1，1mol该离子中有___________个硼氧四面体，含有配位键数目为___________，其中硼原子的杂化轨道类型为___________。

(4)硼化镁在39K温度下具有超导性，硼原子和镁原子分层排布，一层硼一层镁相间，部分原子沿垂直片层方向投影如图2，则硼化镁的化学式为___________。

8．（2023·福建·校联考三模）乙二胺四乙酸铁钠可用于感光材料冲洗药品及漂白剂，化学式为；工业上可用EDTA与、NaOH溶液发生反应进行制备，合成路线如下：

回答下列问题：

(1)基态氯原子的价层电子排布图为___________。

(2)下列氮原子能量最高的是___________(填标号)。

A． B． C． D．

(3)EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为___________(填元素符号)。碳原子的杂化轨道类型为___________。

(4)NH3中N—H键的键角小于CH4中C—H键的键角，其原因为___________。

(5)某种Fe、N组成的磁性化合物的结构如图1所示，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中。该磁性化合物的化学式为___________。

(6)在元素周期表中，铁元素位于___________区(填“s”“p”“d”或“ds”)。铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面。假设铁的原子半径为a nm，则该铁晶体的密度为___________(列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值)。

9．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）离子液体是指室温或接近室温时呈液态，而本身由阴、阳离子构成的化合物。GaCl3和氯化- 1-乙基- 3-甲基咪唑(，简称EMIC)混合形成的离子液体被认为是21世纪理想的绿色溶剂。请回答下列问题：

(1)请写出基态Ga原子的核外电子排布式___________， 同周期主族元素中基态原子未成对电子数与Ga相同的___________ ( 填元素符号)。

(2)EMIC阳离子中的几种元素电负性由大到小顺序为___________。

(3)EMIC中碳原子的杂化类型为___________。

(4)已知分子中的大 键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表大II键中的电子数，则EMIC中大键可表示为___________。

(5)GaCl3熔点为77.8°C， GaF3熔点高于1000°C，其原因是___________。

(6)某种Ga的氧化物晶胞结构如图所示。O2-以六方密堆积形成晶胞， Ga3+位于由A、B、C、D四个O2-围成的四边形的中心，但晶胞中只，有的四边形中心位置占据了Ga3+，另外的位置空置。

①Ga3+位于O2-围成的___________面体空隙中。

②若该晶胞的体积为Vcm3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，该氧化物晶体密度为___________g·cm-3。

10．（2023·浙江·校联考一模）我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、P、Ni、Fe 等元素。回答下列问题：

(1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是_____ (填标号，下同)，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_____。

A． B．   C．   D．

(2)镍能形成多种配合物，其中Ni(CO)4是无色挥发性液体，K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是________________________。

(3)氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。

①石墨能导电，六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电，原因是___________。

②立方相氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为____________。

③立方相氮化硼晶胞边长为apm， NA代表阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为_____g·cm-3。

(4)FeSO4·7H2O的结构如图所示。

FeSO4·7H2O中∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是_________。