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1、2020届高考【全国省市名校最新好题必刷】化 学考点13物质结构与性质（选修）考点14有机化学基础（选修）考点13物质结构与性质（选修）1（武汉市武昌区2020届高三元月调研）Cu的单质和合金在生活、生产中有着广泛的应用。回答下列问题：（1）Cu的基态原子价电子排布式为_。（2）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是_，反应的化学方程式为_。（3）配离子Cu(CN)32-中，中心离子的杂化类型是_，该配离子的空间构型为_；CN-中配位原子是_ (填名称)。（4）CaCux合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。(a)是由
2、Cu和Ca共同组成的层，层中CuCu之间由实线相连；(b)是完全由Cu原子组成的层，CuCu之间也由实线相连。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成CaCux合金的晶体结构图。在这种结构中，同一层的CaCu距离为294pm，相邻两层的CaCu距离为327pm。该晶胞中Ca有_个Cu原子配位(不一定要等距最近)。同一层中，Ca原子之间的最短距离是_pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，CaCu晶体的密度是_g/cm3(用含m、n的式子表示)。【答案】（1）3d104s1 （2）过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者共同作
3、用促使反应进行 Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)4(OH)2 （3）sp2 平面三角形 碳 （4）18 【解析】【分析】（1）根据构造原理分析；（2）Cu具有还原性，H2O2具有氧化性，二者反应产生的Cu2+可与氨水结合形成络离子；（3）根据中心离子Cu+结合的配离子的配位数确定其杂化类型及配离子的空间构型，结合配离子中原子结构确定配位原子；（4）晶胞由a、b层交替堆积排列而成，根据原子的相对位置分析判断与Ca原子配位的Cu原子个数；结合微粒的相对位置及晶胞密度计算公式计算晶体密度。【详解】（1）Cu是29号元素，核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，基态原子价
4、电子排布式为3d104s1；（2）H2O2具有强的氧化性，可以将具有还原性的Cu氧化为Cu2+，氨与Cu2+形成配离子，两者共同作用促使反应进行；反应的化学方程式为Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)4(OH)2；（3）在Cu(CN)32-中，中心离子Cu+的杂化类型是sp2杂化，微粒的空间构型是平面三角形，其中配位体CN-中的C原子与中心Cu+结合，所以CN-中配位原子是碳原子；（4）该Ca-Cu晶胞由a、b层交替堆积排列而成，在a层中Ca原子周围有6个Cu原子，在b层Ca原子周围有12个Cu原子，所以该晶胞中Ca有6+12=18个Cu原子配位；晶胞c为平行六面体，a中通过4个相邻的Ca
5、原子的平行四边形为底面，b中平行四边形为晶胞中b层情况：可知晶胞内部1个Cu原子，另外Cu原子位于面上，晶胞中Cu原子数目为1+8=5，图a中如图所示等腰三角形，锐角为30，同层相邻Ca-Ca的距离为2294pm=pm；在1个晶胞中含有的Ca原子数目为：6+1=3，含有的Cu原子个数为：6+6+6=15，晶胞的体积V=6m2n cm3=m2n cm3，则晶胞的密度g/cm3=g/cm3。【点睛】本题考查了物质结构的知识，涉及原子核外电子排布、原子杂化、晶胞的有关计算等，难点是晶胞中含有的Cu、Ca原子的个数的计算，要使用均摊方法计算，需要学生具备一定的空间想象能力和数学计算能力。2（湖北省荆州
6、中学、宜昌一中等“荆、荆、襄、宜四地七校2020届高三上学期期末理综）党的十八大以来，我国在科技创新和重大工程建设方面取得了丰硕成果，在新时代更需要新科技创新世界。2018年3月5日,自然连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大10级少年班现年仅21岁的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态,可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料（如图甲）,石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（如图乙）。（1）图乙中1号C与相邻C有无形成键_（填“有”、或“无”）。（2）图甲中1号C的杂化方式_。该C与相邻C形成
7、的键角_（填“”、“”或“=”）1200。（3）我国制墨工艺是将50nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是_。（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60）,某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为_,该材料的化学式为_。（5）金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为_（用含的代数式表示）。（6）一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构（如下图所示）的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水
8、合物晶体俗称“可燃冰”。“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_；有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,结合图表从物质结构及性质的角度分析,该设想能否实现：_ （填“能”、或“否”）。可燃冰与二氧化碳替换的水合物的熔点较高的是_。参数分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/（kJmol-1）CH40.43616.40CO20.51229.91【答案】（1）无 （2）sp2 = （3）氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定 （4）12 M3C60 （5）100% （6）氢键、范德华力 能 二氧化碳替换的水合物 【解析】【分析】（1）图乙中，1号碳原子形成4个
9、共价单键；（2）每个C原子要形成4个共价键，根据图知，每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键，共价单键为键、共价双键中1个是键、1个是键；（3）氧化石墨烯粒可与水分子形成氢键，稳定性增强；（4）M原子位于晶胞的棱上与内部，C60分子位于顶点和面心，利用均摊法确定M原子和C60分子的个数比，从而确定化学式；（5）根据空间占有率=100%计算；（6）可燃冰中存在水分子，水分子中存在分子间作用力和氢键；依据表格得出二氧化碳的分子直径小于0.586nm，且与水的结合能力为29.91大于16.40。【详解】（1）图乙中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对个数是4,图乙中1号C与相邻C没有形成
10、键，故答案为：无；（2）每个C原子要形成4个共价键，根据图知，每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键，共价单键为键、共价双键中1个是键、1个是键；图甲中1号C的杂化方式sp2。该C与相邻C形成的键角=1200。故答案为： sp2 ；=；（3）氧化石墨烯粒可与水分子形成氢键，而石墨烯不能，形成氢键使稳定性增强，故答案为：氧化石墨烯可与水分子形成分子间氢键而石墨烯不能；（4）如图M原子位于晶胞的棱上与内部，棱上有12个M，内部有9个M，其个数为12 +9=12，C60分子位于顶点和面心，C60分子的个数为8+6=4，M原子和C60分子的个数比为3：1，则该材料的化学式为M3C60，故答案为：12
11、；M3C60（5）金刚石晶胞如图，该晶胞中C原子个数4+8+6=8，金刚石体对角线上的四个原子紧密相连，晶胞棱长a=r，晶胞体积=a3，所有原子体积=r38，空间占有率=100%=100%=100% ，故答案为：100% ；（6）CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”，分子晶体中作用力是范德华力，水分子之间存在氢键，故答案为：氢键、范德华力；由表格可知：二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径，即0.5120.586，能顺利进入笼状空腔内，且二氧化碳与水的结合能力强于甲烷，即29.9116.40，二氧化碳替换的水合物的相对分子质量大，熔点较高；故答案为：能；二氧化碳替换的水合物。【点睛】本题
12、考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断等知识点，侧重考查学生空间想像、计算及知识综合运用能力，熟练掌握常见晶体模型结构，注意均摊分的灵活运用。难点（5）空间利用率的计算。3（重庆市第一中学2020届高三期末理综）微量元素硼和镁对植物的叶的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用，其化合物也应用广泛。（1）基态B原子的电子排布图为_，其第一电离能比Be_（填“大”或“小”）。（2）三价B易形成配离子，如B(OH)4、BH4等。B(OH)4的结构简式为_ (标出配位键)，其中心原子的杂化方式为_，写出BH4的一种阳离子等电子体_。（3）下图表示多硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表
13、示为_(以n表示硼原子的个数)。（4）硼酸晶体是片层结构，下图表示的是其中一层的结构。每一层内存在的作用力有_。（5）三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低，原因是_。（6）镁单质晶体中原子的堆积模型如下图，它的堆积模型名称为_；紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体几何体的体积是2a cm3，镁单质的密度为 gcm3，已知阿伏伽德罗常数为NA，则镁的摩尔质量的计算式是_。【答案】（1） 小 （2） sp3 NH4+ （3）(BO2)nn- （4）共价键、氢键 （5）三氯化硼为分子晶体，而氯化镁为离子晶体，范德华力比离子键弱 （6）六方最密堆积 12NAa 【解析】【分析】（1）基态B原子的核电荷数
14、为5，基态B的电子排布式为1s22s22p1；Be原子元素2s轨道为全充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；（2）硼化合物是典型的缺电子结构化合物，H3BO3也属于缺电子化合物，可接受OH-的一对孤电子对形成B（OH）4-；中心原子B键合电子对数目为4，没有孤电子对；等电子体是指原子数目相同，价电子总数相同的微粒；（3）根据均摊思想分析偏硼酸根离子的化学式；（4）硼酸晶体是片层结构，硼酸分子内存在共价键，分子间存在氢键，分子之间还存在范德华力；（5）三氯化硼是共价型分子，而氯化镁是离子化合物；（6）镁单质晶体中原子的堆积方式是按ABABABAB的方式堆积；根据晶胞的结构可知紧邻的四个镁原子的中心连线构成的几何体占整个晶胞的，而晶胞中含有的镁原子数为1+8=2，根据，即可计算Mr。【详解】（1）基态B的电子排
