專題15-物質結構與性質綜合題-高考真題和模擬題化學分項匯編(原卷版)

專題15物質結構與性質綜合題1．（2023·全國甲卷）將酞菁—鈷鈦—三氯化鋁復合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖1所示的幾種碳單質，它們互為_______，其中屬于原子晶體的是_______，間的作用力是_______。(2)酞菁和鈷酞菁的分子結構如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中軌道能提供一對電子的原子是_______(填圖2酞菁中原子的標號)。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價為_______，氮原子提供孤對電子與鈷離子形成_______鍵。(3)氣態(tài)通常以二聚體的形式存在，其空間結構如圖3a所示，二聚體中的軌道雜化類型為_______。的熔點為，遠高于的，由此可以判斷鋁氟之間的化學鍵為_______鍵。結構屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，的配位數為_______。若晶胞參數為，晶體密度_______(列出計算式，阿伏加德羅常數的值為)。2．（2023·全國乙卷）中國第一輛火星車“祝融號”成功登陸火星。探測發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物()?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)原子的價電子排布式為_______。橄欖石中，各元素電負性大小順序為_______，鐵的化合價為_______。(2)已知一些物質的熔點數據如下表：物質熔點/℃800.7與均為第三周期元素，熔點明顯高于，原因是_______。分析同族元素的氯化物、、熔點變化趨勢及其原因_______。的空間結構為_______，其中的軌道雜化形式為_______。(3)一種硼鎂化合物具有超導性能，晶體結構屬于立方晶系，其晶體結構、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有_______個。該物質化學式為_______，B-B最近距離為_______。

3．（2023·山東卷）鹵素可形成許多結構和性質特殊的化合物?；卮鹣铝袉栴}：(1)時，與冰反應生成利。常溫常壓下，為無色氣休，固態(tài)的晶體類型為_____，水解反應的產物為_____(填化學式)。(2)中心原子為，中心原子為，二者均為形結構，但中存在大鍵。中原子的軌道雜化方式_____；為鍵角_____鍵角(填“＞”“＜”或“=”)。比較與中鍵的鍵長并說明原因_____。(3)一定條件下，和反應生成和化合物。已知屬于四方晶系，晶胞結構如圖所示(晶胞參數)，其中化合價為。上述反應的化學方程式為_____。若阿伏加德羅常數的值為，化合物的密度_____(用含的代數式表示)。4．（2023·浙江卷）氮的化合物種類繁多，應用廣泛。

請回答：(1)基態(tài)N原子的價層電子排布式是___________。(2)與碳氫化合物類似，N、H兩元素之間也可以形成氮烷、氮烯。①下列說法不正確的是___________。A．能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：B．化學鍵中離子鍵成分的百分數：C．最簡單的氮烯分子式：D．氮烷中N原子的雜化方式都是②氮和氫形成的無環(huán)氮多烯，設分子中氮原子數為n，雙鍵數為m，其分子式通式為______。③給出的能力：_______(填“>”或“<”)，理由是___________。(3)某含氮化合物晶胞如圖，其化學式為___________，每個陰離子團的配位數(緊鄰的陽離子數)為___________。5．（2023·北京卷）硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個原子被原子取代的產物。(1)基態(tài)原子價層電子排布式是__________。(2)比較原子和原子的第一電離能大小，從原子結構的角度說明理由：____________________。(3)的空間結構是__________。(4)同位素示蹤實驗可證實中兩個原子的化學環(huán)境不同，實驗過程為。過程ⅱ中，斷裂的只有硫硫鍵，若過程ⅰ所用試劑是和，過程ⅱ含硫產物是__________。(5)的晶胞形狀為長方體，邊長分別為、，結構如圖所示。晶胞中的個數為__________。已知的摩爾質量是，阿伏加德羅常數為，該晶體的密度為__________。(6)浸金時，作為配體可提供孤電子對與形成。分別判斷中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說明理由：____________________。1．（2023·山東·濟南一中校聯(lián)考三模）石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB方式堆積而成，如圖a所示，圖中用虛線標出了石墨的一個六方晶胞。若按ABCABC方式堆積而成，則如圖b所示，圖中用虛線標出了石墨的一個三方晶胞?；卮鹣铝袉栴}：(1)石墨中碳原子的雜化方式為_______，基態(tài)碳原子中電子的空間運動狀態(tài)有_______種，D、E原子的分數坐標分別為_______、_______(以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數坐標)。(2)六方石墨晶體的密度為_______(寫出計算表達式，要求化簡)。(3)1個三方石墨晶胞中碳原子的個數為_______。(4)石墨可用作鋰離子電池的負極材料，充電時可由形成計按如圖所示均勻分布的鋰碳化合物，該物質中存在的化學鍵有_______，充電時該電極的電極反應式為_______。(5)鋰離子電池的正極材料為層狀結構的。鋰離子完全脫嵌時的層狀結構會變得不穩(wěn)定，用鋁取代部分鎳形成?？煞乐逛囯x子完全脫嵌而起到穩(wěn)定結構的作用，其原因是_______。2．（2023·天津·模擬預測）硒—鈷—锏三元整流劑在導電玻璃中應用廣泛，且三種元素形成的單質及其化合物均有重要的應用。請回答下列問題：(1)鈷位于元素周期表中_____________(填“s”、“p”、“d”或“ds”)區(qū)，與鈷位于同一周期且含有相同未成對電子數的元素有_____________種。(2)元素、O、N的第一電離能由大到小的順序___________________。硒的某種氧化物為鏈狀聚合結構如圖所示，該氧化物的化學式為___________________。(3)二硒鍵和二硫鍵是重要的光響應動態(tài)共價鍵，其光響應原理可用圖表示。已知光的波長與鍵能成反比，則圖中實現(xiàn)光響應的波長：_______(填“>”、“＜”或“=”)，其原因是_________________。(4)[(15—冠—5)](“15—冠—5”是指冠醚的環(huán)上原子總數為15，其中O原子數為5)是一種配位離子，該配位離子的結構示意圖如圖1，該配位離子中含有的鍵數目為_____________。全惠斯勒合金的晶胞結構如圖2所示，其化學式為___________________。3．（2023·河南·校聯(lián)考三模）一種新型硫酸鹽功能電解液由2mol·L-1Na2SO4和0.3mol·L-1MgSO4混合組成，電化學測試表明該電解液構建的Na2Ni[Fe(CN)6]、NaTi2(PO4)3/C電池可以穩(wěn)定循環(huán)500次以上。請回答下列問題：(1)MgSO4中三種原子的半徑由大到小的順序是___________(用元素符號表示)，其中電負性最大的元素是___________(填名稱)。(2)第一電離能N>O的原因是___________。(3)Na2Ni[Fe(CN)6]中，基態(tài)Fe2+核外電子的空間運動狀態(tài)有___________種，[Fe(CN)6]4-中σ鍵和π鍵的數目之比為___________。(4)NaTi2(PO4)3中，中磷原子的雜化類型是___________。(5)N、O兩種元素形成的簡單氫化物的熔點：NH3___________H2O(填“>”“<”或“=”)，其原因是___________。(6)NiaMgbFec的立方晶胞結構如圖所示。已知晶胞的邊長為npm，設NA為阿伏加德羅常數的值。①a：b：c=___________。②該晶體密度是___________g·cm-3(用含n、NA的代數式表示)。4．（2023·天津·校聯(lián)考模擬預測）青蒿素()是治療瘧疾的有效藥物，白色針狀晶體，溶于乙醇和乙醚，對熱不穩(wěn)定。青蒿素晶胞(長方體，含4個青蒿素分子)及分子結構如下圖所示。(1)提取青蒿素在浸取、蒸餾過程中，發(fā)現(xiàn)用沸點比乙醇低的乙醚()提取，效果更好。乙醇的沸點高于乙醚，原因是_______。(2)確定結構①圖中晶胞的棱長分別為，晶體的密度為_______。(用表示阿伏加德羅常數，青蒿素的相對分子質量為282)②能確定晶體中哪些原子間存在化學鍵、并能確定鍵長和鍵角，從而得出分子空間結構的一種方法是_______。a.質譜法

b.X射線衍射

c.核磁共振氫譜

d.紅外光譜(3)修飾結構，提高療效一定條件下，用將青蒿素選擇性還原生成雙氫青蒿素。①雙氫青蒿素分子中碳原子的雜化軌道類型為_______。②的空間結構為_______。雙氫青蒿素比青蒿素水溶性更好，治療瘧疾的效果更好。5．（2023·河南鄭州·統(tǒng)考二模）2023年1月30日，中國科學院朱慶山團隊研究六方相砷化鎳(NiAs)型到正交相磷化錳(MnP)型結構轉變，實現(xiàn)了對鋰硫催化劑的精確設計?；卮鹣铝袉栴}：(1)Li、P、S三種元素中，電負性最小的是___________。第三周期元素中第一電離能比P大的元素有___________種。(2)基態(tài)S原子核外有___________個電子自旋狀態(tài)相同?；鶓B(tài)As原子的電子排布式為___________。(3)PH3、AsH3中沸點較高的是___________，其主要原因是___________。(4)Mn的一種配合物化學式為[Mn(CO)5(CH3CN)]，該配合物中錳原子的配位數為___________。(5)CH3CN中C原子的雜化類型為___________。(6)等物質的量的CH3CN和CO中，π鍵數目之比___________。(7)NiAs的一種晶胞結構如圖所示。若阿伏加德羅常數的值為NA，晶體的密度為ρg/cm3，則該晶胞中最近的砷原子之間的距離為___________pm。6．（2023·重慶萬州·重慶市萬州第二高級中學校考模擬預測）立方氮化硼(BN)具有類金剛石的結構，是新型人工合成材料。利用新合成技術可以實現(xiàn)低溫低壓制備，反應為：BCl3+Li3N=BN+3LiCl?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)B原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為_______形。(2)BCl3中B原子的雜化方式是_______，兩個B-Cl鍵的鍵角為_______，該分子為_______(填“極性”或“非極性”)分子。(3)BCl3、Li3N、BN三者中，沸點最高的是_______，Li、B、N、Cl第一電離能最大的元素是_______。(4)廣義酸堿理論認為，中心原子可以接受電子對的分子為酸，可以提供電子對的分子為堿。按照該理論，BCl3屬于_______(填“酸”或“堿”)，BCl3和堿反應形成的化學鍵類型是_______。(5)立方氮化硼晶體的晶胞如圖1所示。阿伏加德羅常數的值為NA，該晶體密度表達式為_____g·cm-3；圖2是該晶胞的俯視投影圖，則該圖中表示硼原子相對位置的是_______(填標號)。7．（2023·廣東廣州·廣州市第二中學?？寄M預測）a、b、c、d、f五種前四周期元素，原子序數依次增大：a、b、c三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，第一電離能I1(a)<I1(c)<I1(b)，且其中基態(tài)b原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)；d為周期表前四周期中電負性最小的元素：f的原子序數為29。請回答下列問題。(如需表示具體元素請用相應的元素符號)(1)寫出ac2的電子式____；基態(tài)f原子的外圍電子排布式為_____。(2)寫出一種與ac2互為等電子體的物質的化學式_______。(3)b的簡單氫化物的沸點比同族元素氫化物的沸點______。(填“高”或“低”)(4)化合物M由c、d兩種元素組成，其晶胞結構如甲，則M的化學式為_____。(5)化合物N的部分結構如乙，N由a、b兩元素組成，則硬度超過金剛石。試回答：①N的晶體類型為___________。②N晶體中a、b兩元素原子的雜化方式均為___________。8．（2023·山東青島·統(tǒng)考模擬預測）鋰離子電池是近年來的研究熱點，常見的鋰離子聚合物電池材料有石墨、LiAsF6、LiPF6、LiMn2O4等?；卮鹣铝袉栴}：(1)As的最高能級組的電子排布式為_______，Li、O、P、As四種元素電負性由大到小的順序為_______(填元素符號)。(2)LiPF6的陰離子的空間構型為_______。(3)一種類石墨的聚合物g—C3N4可由三聚氰胺()制得。三聚氰胺分子中氮原子雜化類型是_______；三聚氰胺分子不溶于冷水，溶于熱水，主要原因是_______。(4)尖晶石結構的LiMn2O4是一種常用的正極材料。已知一種LiMn2O4晶胞可看成由A、B單元按Ⅲ方式交替排布構成，“○”表示O2?。①“●”表示的微粒是_______(填元素符號)②若該晶胞的晶胞參數為apm，設NA為阿伏加德羅常數的值，該晶體的密度為_______g·cm-3(列出計算表達式，不必化簡)9．（2023·四川成都·校聯(lián)考二模）蛋氨酸鉻(III)配合物是一種治療II型糖尿病的藥物，其結構簡式如圖所示?；卮鹣铝邢嚓P問題：(1)基態(tài)Cr原子核外有_______種運動狀態(tài)的電子，下列不同狀態(tài)的Cr微粒中，電離最外層一個電子所需能量最大的是_______(填標號)。A．[Ar]3d54s1

B．[Ar]3d5

C．[Ar]3d44s14p1

D．[Ar]3d54p1(2)蛋氨酸鉻(III)配合物的中心鉻離子的配位數為_______；N的_______雜化軌道與Cr的空軌道形成配位鍵。(3)哈勃?韋斯(Haber?Weiss)原理表明，某些金屬離子可以催化雙氧水分解的原因是：其次外層未排滿的d軌道可以存取電子，降低活化能，使分解反應容易發(fā)生。Cr3+_______(填“能”或“不能”)催化雙氧水分解。(4)化學式為CrCl3·6H2O的化合物有三種結構，一種呈紫羅蘭色，一種呈暗綠色，一種呈亮綠色。在三種化合物中，Cr3+的配位數均為6，將它們配制成等體積等物質的量濃度的溶液，分別加入足量AgNO3溶液，依次所得AgCl沉淀的物質的量之比為3：2：1，則呈亮綠色的配合物，其內界離子的化學式為_______。H2O分子與Cr3+形成配位鍵后H?O?H鍵角_______(填“變大”“變小”或“不變”)。(5)氮化鉻的晶體結構類型與氯化鈉相似，其晶胞結構如圖所示。A點分數坐標為(0，0，0)，則B點分數坐標為_______。已知氮化鉻的晶體密度為dg·cm?3，摩爾質量為Mmol?L?1，NA為阿伏加德羅常數，則晶胞參數為_______cm(只要求列表達式，不必計算數值)。10．（2023·四川宜賓·統(tǒng)考二模）鐵及其化合物在生活、生產中有重要應用。回答下列問題：(1)乳酸亞鐵[CH3CH(OH)COO]2Fe是一種常用的補鐵劑。①Fe2+的價層電子排布式是_______。②乳酸分子()中σ鍵與π鍵的數目比為_______。③乳酸亞鐵中各元素的電負性由大到小的順序為_______。④C與O中，第一電離能較大的是_______，O的第二電離能遠大于第一電離能的原因是____。(2)無水FeCl2可與NH3形成[Fe(NH3)6]Cl2。①[Fe(NH3)6]Cl2中Fe2+的配位數為_______。②NH3的空間構型是_______，其中N原子的雜化方式是_______。(3)由鐵、鉀、硒形成的一種超導材料，其晶胞結構如圖1所示。①該超導材料的化學式是_______。②該晶胞參數a=0.4nm、c=1.4nm，該晶體密度ρ=_______g·cm-3。(用NA表示阿伏加德