物质结构与性质高考题

物质结构与性质

1、2015年全国高考I卷37. [化学——选修3：物质结构与性质] （15分）

碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：

（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态14C原子中，核外存在

（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。

（3）CS2分子中，共价键的类型有 ，C原子的杂化轨道类型是 ，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。

（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于 晶体。

（5）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接 个六元环，每个六元环占有 个C原子。 ②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接 六元环，六元环中最多有 个C原子在同一平面。

【答案】

2、2015年全国高考II卷37．[化学—选修3：物质结构与性质](15分）

A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：

（1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号），其中C原子的核外电子排布布式为__________。

（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是 (填分子式)，原因是 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。

（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为

，中心原子的

杂化轨道类型为 。

（4）化合物D2A的立体构型为，中心原子的价层电子对数为D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为。

（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a= 0.566nm， F 的化学式为 ：晶胞中A 原子的配位数为 ；列式计算晶体F的密度(g.cm-3) 。

【答案】（1）O；1s22s22p63s23p3（或[Ne] 3s23p3）

（2）O3；O3相对分子质量较大，范德华力大；分子晶体；离子晶体

（3）三角锥形；sp3 （4）V形；4；2Cl2＋2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl （或2Cl2＋2Na2CO3＝Cl2O＋CO2＋2NaCl）

（5）Na2O；8；

3、2015年普通高等学校招生全国统一考试（海南卷）19.[选修3—物质结构与性质] 19—Ⅰ（6分）下列物质的结构或性质与氢键无关的是（ ）

A.乙醚的沸点 B.乙醇在水中的溶解度

C.氢化镁的晶格能 D.DNA的双螺旋结构

19—Ⅱ（14分）钒（23V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。

回答下列问题：

（1）钒在元素周期表中的位置为 ，其价层电子排布图为 。

（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 。

（3）V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为 (填图2中字母)，该分子中含有 个σ键。

（4）V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。

【参考答案】19—ⅠAC。

19—Ⅱ（1）第4周期ⅤB族，电子排布图略。

（2）4，2。

（3）2，V形；sp2杂化； sp3杂化； a，12。

（4）正四面体形；NaVO3。

4、2013年全国高考I卷37．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）

硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。请回答下列问题：

（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。

（2）硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。

（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以 相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献 个原子。

（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为 。

①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 。 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是 。

（6）在硅酸盐中，SiO44- 四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为 ，Si与O的原子数之比为 ，化学式为 。

【参考答案】（1）M 9 4

（2）二氧化硅

（3）共价键 3

（4）Mg2Si + 4NH4Cl = SiH4 + 4NH3 + 2MgCl2

（5）①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。

②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。

（6）sp3 1∶3 [SiO3]n2n-(或SiO32-)

5、2014年全国高考I卷37．【化学—选修 3:物质结构与性质】(15 分)

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

分晶体、准晶体和非晶体。

(2) 基态 Fe原子有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 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 a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为 列式表示 Al 单质的密度 g·cm－3(不必计算出结果).

【参考答案】（1）X-射线衍射

（2） 4 血红色

（3）sp3、sp2 6NA CH3 COOH 16

(4) 12