（14）物质结构与性质——2024年高考化学真题模拟试题专项汇编（含解析）

这是一份（14）物质结构与性质——2024年高考化学真题模拟试题专项汇编（含解析），共23页。

A.的配位数为12
B.其中在晶胞中只有一种位置
C.可以用质谱仪测定该晶体结构
D.晶胞密度为
2．[2024年甘肃高考真题]晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是( )
A.电负性：
B.单质是金属晶体
C.晶体中存在范德华力
D.离子的配位数为3
3．[2024届·河北沧州·模拟考试校考]磷化铁（FeP）具有较低的电阻率和良好的热稳定性，它经常被用于制备磷化铁薄膜或电子器件中。此外，磷化铁还可以用作焊接材料的添加剂、防锈剂的成分以及铁基合金的制备。的一种晶胞结构如下图所示，晶胞参数为、，下列说法不正确的是( )
A. P原子位于原子构成的正三棱柱的中心
B. 每个原子紧邻的原子的个数为6
C. 若的原子分数坐标为，则两个原子的原子分数坐标分别为、
D. 晶胞密度为
4．[2024年全国高考真题]环六糊精（D-吡喃葡萄糖缩合物）具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
5．[2024届·湖南娄底·一模]宁德时代是全球最大的动力电池厂家，于2021年7月发布第一代钠离子电池。其中普鲁士白（立方晶胞）可作为钠离子电池的正极材料，其机理示意图如下（其中Ⅱ、Ⅲ代表元素化合价）。下列有关说法不正确的是( )
A.若普鲁士黄的晶胞棱长为apm，则其晶体的密度为
B.普鲁士黄变成普鲁士白的电极反应方程式：
C.普鲁士蓝晶胞中与的个数之比为1：2
D.失电子的过程即为脱去的过程
6．[2024届·山东枣庄·一模联考]硼族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
（1）基态原子价电子排布式为_______。
（2）常温下，与硼单质反应生成为缺电子结构，通入水中产生三种酸分别为和_______（填化学式）。和中的键角大小顺序是_______，实验测得中3个键长远比B和F的半径之和小，原因是_______。
（3）一定条件下，和反应生成和化合物X。X晶胞及晶胞中某一原子的俯视投影如图所示，晶胞参数为。
上述反应的化学方程式为_______，X晶体内含有的作用力有_______（填字母）。
a.配位键
b.离子键
c.氢键
d.金属键
用原子分数坐标来描述晶胞中所有原子的位置，需要_______组原子分数坐标，晶体中有_______种化学环境的原子。
（4）阿伏加德罗常数的值为。化合物X的密度为_______（用含的代数式表示）。
7．[2024年北京高考真题]锡（）是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
（1）位于元素周期表的第5周期第IVA族。将的基态原子最外层轨道表示式补充完整：_______。
（2）和是锡的常见氯化物，可被氧化得到。
①分子的模型名称是_______。
②的键是由锡的_______轨道与氯的轨道重叠形成σ键。
（3）白锡和灰锡是单质的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。
①灰锡中每个原子周围与它最近且距离相等的原子有_______个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为和，则白锡和灰锡晶体的密度之比是_______。
（4）单质的制备：将与焦炭充分混合后，于惰性气体中加热至，由于固体之间反应慢，未明显发生反应。若通入空气在下，能迅速被还原为单质，通入空气的作用是_______。
8．[2024届·重庆·二模]镁合金的典型含量为大于90%的Mg、2~9%的Al、1~3%的Zn、0.2%的Mn，若熔进稀土金属(如镨、钍)，可以大大提高镁合金在高温条件保持其强度的能力。Zn的熔点为419.5℃，Mg的熔点为650℃。回答下列问题：
(1)基态Mn原子的价电子排图(轨道表示式)为_______。
(2)Mg、Zn的晶体结构相同(如下图)，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.金属键：Mg强于ZnB.原子的配位数为8
C.晶胞的空间利用率为68%D.晶体中既存在四面体空隙又存在八面体空隙
(3)工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰，的分解温度_______(填“高于”或“低于”)，原因是_______。
(4)人体内碳酸酐酶可以使水合和脱水反应速率分别加快13000和25000倍。
①的空间构型为_______；写出两个与互为等电子体的阴离子的化学式_______。
②碳酸酐酶的部分结构如上图所示，为提供电子对形成配位键的原子有_______个，上图中碳原子的杂化类型为_______。
(5)一种锌镁合金的六方晶胞如图c所示，除棱心和顶角外，晶胞内还有六个原子，所有的Mg均在晶胞内部。则合金密度为_______(写出计算式即可，阿伏加德常数用表示)。
9．[2024年浙江高考真题]氧是构建化合物的重要元素。请回答：
（1）某化合物的晶胞如图1，的配位数（紧邻的阳离子数）为_______；写出该化合物的化学式_______，写出该化合物与足量溶液反应的化学方程式_______。
（2）下列有关单核微粒的描述正确的是_______。
A.的基态原子电子排布方式只有一种
B.的第二电离能的第一电离能
C.的基态原子简化电子排布式为
D.原子变成，优先失去轨道上的电子
（3）化合物和的结构如图2。
①和中羟基与水均可形成氢键（），按照氢键由强到弱对三种酸排序_______，请说明理由_______。
②已知、钠盐的碱性，请从结构角度说明理由_______。
10．[2024年山东高考真题]锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：
（1）在元素周期表中位于第________周期________族；同周期中，基态原子未成对电子数比多的元素是________（填元素符号）。
（2）如某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为________。
当晶体有O原子脱出时，出现O空位，的化合价________（填“升高”“降低”或“不变”），O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是________（填标号）。
A.
B.
C.
D.
（3）（见图）是晶型转变的诱导剂。的空间构型为________；中咪唑环存在大键，则N原子采取的轨道杂化方式为________。
（4）可作转化为的催化剂（见下图）。的熔点远大于，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是________。
11．[2024年全国高考真题]IVA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为_________，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_________。
（2）俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_________（填标号）。
a.离子键
b.极性共价键
c.非极性共价键
d.配位键
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是_________，硅原子的杂化轨道类型为_________。
（4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：__________________。
（5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为___________。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为__________（列出计算式）。
12．[2024届·陕西宝鸡·二模]铁元素被称为“人类第一元素”，铁及其化合物具有广泛的应用，回答下列问题：
（1）铁元素在元素周期表第四周期第_________列，属于_________区元素，基态铁原子M层的电子排布式为_________。
（2）铁形成的常见离子有和，易被氧化为，请利用核外电子排布的相关原理解释其原因_________。
（3）检验是否被氧化为的方法之一是：取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的生成。
①中的杂化轨道类型为_________（填字母）。
A.
B.
C.
D.
②配体和的键角大小：_________（填“”或“=”。用杂化轨道理论解释，其原因为_________。
③中所有原子均满足最外层8电子结构。写出的电子式_________。
（4）铁酸钇是一种典型的单相多铁性材料，其正交晶胞结构如图a所示，沿x轴与z轴的投影图分别如图b和图c所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的相对位置，称作原子坐标。如1号原子的坐标为，2号原子的坐标为，则3号Fe原子的坐标为________。
②若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为________（列出计算表达式）。
13．[2024届·四川南充·二模]早在2000多年前我国已掌握铜镍合金的冶炼，但直到250年前才有科学家制得单质镍。回答下列问题：
（1）基态镍原子的价电子排布式为_______。基态铜、镍原子的第二电离能分别为、、的原因是_______。
（2）丁二铜肟常用于检验。在稀氨水介质中，丁二酮肟与反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示，该物质中：
①非金属元素电负性由大到小的顺序为_______。
②氢氧原子间存在_______作用。
③的配位数为_______。
④已知：和N位于同一平面。可采用配合物的杂化轨道理论进行解释：原有d电子可违反洪特规则进行重排，再利用外层空轨道杂化后接受N原子提供的孤对电子。则推测采用的杂化轨道类型为_______（填字母标号）。
A.
B.
C.
D.
（3）二元铜镍固溶体称为普通白铜，其晶胞结构如图。
已知立方晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为。
①该晶体类型为_______，Cu与Cu之间的最近距离为_______pm。
②该晶体密度为_______（用含、a的式子表示）。
14．[2024届·天津南开区·一模]氮是地球上极为丰富的元素。回答下列问题：
(1)氮化锂晶体中氮以存在，基态核外电子占据的最高能级共有__________个原子轨道，占据该能级电子的电子云轮廓图形状为__________。
(2)胸腺嘧啶是构成的一种含氮碱基，结构简式如图所示。
①其构成元素中N的第一电离能大于O的原因为__________。
②其分子中键和键的数目之比为__________。
③1ml胸腺嘧啶在酸性条件下发生水解反应，最多消耗__________ml。
(3)和可形成离子液体，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂__________（填“大”或“小”），的空间结构为__________。
(4)与形成化合物的晶胞如图所示，与同一个最近且等距的有__________个。
15．[2024届·四川宜宾·二模]有机阳离子是一类带正电荷的粒子，如（甲铵离子）、（二甲基氧正离子）、（胍离子）等。
（1）C原子价电子的轨道表示式为______。第一电离能N______O（填“>”或“2a。
17．[2024年浙江高考真题]氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
（1）某化合物的晶胞如图，其化学式是__________，晶体类型是____________________。
（2）下列说法正确的是__________。
A.电负性：B.离子半径：
C.第一电离能：D.基态的简化电子排布式：
（3）①，其中的N原子杂化方式为__________；比较键角中的_________中的（填“>”、“”、“HB>HA；O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C=O>C=S>C=Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与形成的氢键逐渐增强；S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键长大于O—H键，S—H键的键能小于O—H键，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出，酸性HD>HC，的水解能力大于，碱性NaC>NaD
解析：（1）由晶胞结构知，Cl位于8个顶点，O位于体心，K位于面心，1个晶胞中含Cl：8×=1个、含O：1个、含K：6×=3个，该化合物的化学式为；由图可知，的配位数为=12；该化合物可看成，故该化合物与足量溶液反应生成KCl和，反应的化学方程式为。
（2）A.根据原子核外电子排布规律，基态Ar原子的电子排布方式只有一种，A项正确；
B.Na的第二电离能指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量，和Ne具有相同的电子层结构，的核电荷数大于Ne，的原子核对外层电子的引力大于Ne的，故Na的第二电离能>Ne的第一电离能，B项正确；
C.Ge的原子序数为32，基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C项错误；
D.基态Fe原子的价电子排布式为，Fe原子变成，优先失去4s轨道上的电子，D项错误；
答案选AB。
（3）①O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C=O>C=S>C=Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA；
②HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD，说明酸性HC＜HD，原因是：S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键长大于O—H键，S—H键的键能小于O—H键，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出，酸性HD>HC，的水解能力大于，钠盐的碱性NaC>NaD。
10．答案：（1）四；ⅦB；Cr
（2）；降低；A
（3）正四面体形；
（4）FDCA形成的分子间氢键更多
解析：（1）Mn的原子序数为25，位于元素周期表第四周期ⅦB族；基态Mn的电子排布式为：，未成对电子数有5个，同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr，基态Cr的电子排布式为，有6个未成对电子；
（2）由均摊法得，晶胞中Mn的数目为，O的数目为，即该氧化物的化学式为；晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，的化合价为+2x，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为+2价、中V的化合价为+5价、中Fe的化合价为+3、CuO中Cu的化合价为+2，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0大的价态，说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质；
（3）中B形成4个σ键（其中有1个配位键），为杂化，空间构型为正四面体形；咪唑环存在大键，N原子形成3个σ键，杂化方式为；
（4）由HMF和FDCA的结构可知，HMF和FDCA均能形成分子间氢键，但FDCA形成的分子间氢键更多，使得FDCA的熔点远大于HMF。
11．答案：（1）2；+4
（2）bd
（3）C；
（4）属于离子晶体，属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高
（5）6；或
解析：（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为，其核外未成对电子数为2，因最外层电子数均为4，所以在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为+4；
（2）俗称电石，其为离子化合物，由和构成，两种离子间存在离子键，中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd；
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，含C、Si、H三种元素，其电负性大小：C>H>Si，则电负性最大的元素是C，硅原子与周围的4个原子形成共价键，没有孤电子对，价层电子对数为4，则硅原子的杂化轨道类型为；
（4）根据表中数据可知，的熔点均远高于其余三种物质，故属于离子晶体，属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：属于离子晶体，属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高；
（5）由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个S，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此的配位数为6。设为阿伏加德罗常数的值，则个晶胞的质量为，个晶胞的体积为，因此该晶体密度为或。
12．答案：（1）略
（2）的价电子排布式为3，再失去1个电子可以形成3的半充满稳定状态，所以易被氧化为
（3）C；>；的中心C原子采用sp杂化，分子呈直线形，键角为180°，而的中心O原子采用杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，呈V形结构，键角小于180°；
（4）
解析：
13．答案：（1）；铜元素失去的是全充满的电子，镍失去的是电子
（2）O>N>C>H；共价键、氢键；4；C
（3）金属晶体；；
解析：（1）镍为28号元素，基态原子的价电子排布式为；元素铜与镍的第二电离能分别为：、，铜原子失去一个电子后的价电子排布为，3d轨道全充满的电子，能量较低，较稳定，再失去一个电子较难。镍失去一个电子后的价电子电子，再失去一个电子，失去的是4s能级轨道上的电子较容易，所以元素铜的第二电离能大于镍的第二电离能，故答案为：铜元素失去的是全充满的电子，镍失去的是电子；
（2）①同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；非金属元素电负性由大到小的顺序为O>N>C>H。
②图示中氢氧原子间实线为氢氧共价键、虚线为氢键，故存在共价键、氢键的作用。
③由图可知，和4个氮形成配位键，配位数为4。
④的价电子排布式为3，，原有d电子可违反洪特规则进行重排而空出1个轨道，且镍形成4个共价键，则应该为，故选C；
（3）①该物质为合金，晶体类型为金属晶体，Cu与Cu之间的最近距离为面对角线的二分之一，为；
②根据“均摊法”，晶胞中含个Ni、个Cu，则晶体密度为。
14．答案：(1) 3；哑铃形
(2)N的电子排布是半充满的比较稳定，电离能较高；5:1；2
(3)小；正四面体
(4)6
解析：（1）基态N电子排布式为，得到3个电子变为基态，则基态N3-电子排布式为：，基态核外电子占据的最高能级为2p，共有3个轨道，p能级电子的电子云轮廓图形状为哑铃形；
（2）①同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素由于相应最高能级电子排布半满，电离能更大，故N的第一电离能大于O；
②单键由1个键形成，双键由1个键和1个键形成，则胸腺嘧啶分子中键和π键的比值为5:1；
③胸腺嘧啶相当于有2个酰胺基，故1ml胸腺嘧啶在酸性条件下发生水解反应，最多消耗2mlHCl；
（3）离子液体，微观粒子相互作用力为离子间相互作用力，比分子间相互作用力大，故其挥发性一般比有机溶剂小，中中心原子的价层电子对数为4，故其空间构型为正四面体；
（4）根据晶体的化学式为，棱上为，顶点为，处于形成的正八面体空隙中，故与同一个最近且等距的有6个。
15．答案：（1）；>；N原子2p能级半充满，结构稳定
（2）sp3；中N原子提供1个孤电子对，H+提供1s空轨道，通过1个配位键形成
（3）
（4）；12；
16．答案：（1）
（2）3；ACD
（3）空轨道；孤电子对
（4）N>O>C；CC；同一周期，从左到右元素电负性递增，C、N、O电负性由小到大的顺序为：C