《三年高考（2019-2021）化学试题分项汇编——专题18 物质结构与性质（选修）（学生版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三年高考（2019-2021）化学试题分项汇编——专题18 物质结构与性质（选修）（学生版）（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题18 物质结构与性质（选修）1（2021全国甲卷）我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：（1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为_；单晶硅的晶体类型为_。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为_。SiCl4可发生水解反应，机理如下：含s、p、d轨道的杂化类型有：dsp2、sp3d、sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为_（填标号）。（2）CO2分子中存在_个键和_个键。（3）甲醇的沸点（64.
2、7）介于水（100）和甲硫醇（CH3SH，7.6）之间，其原因是_。（4）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是_，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为_gcm-3（写出表达式）。在ZrO2中掺杂少量ZrO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y=_（用x表达）。2（2021全国乙卷）过渡金属元素铬是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：（1）对于基态Cr原子，下列叙述正确的是_(填标号)。A轨道处于半充满时体系总能量低，核外
3、电子排布应为B4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动C电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大（2）三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子是_，中心离子的配位数为_。（3）中配体分子、以及分子的空间结构和相应的键角如图所示。中P的杂化类型是_。的沸点比的_，原因是_，的键角小于的，分析原因_。（4）在金属材料中添加颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。具有体心四方结构，如图所示，处于顶角位置的是_原子。设Cr和Al原子半径分别为和，则金属原子空间占有率为_%(列出计算表达式)。3（2021广东卷）很多含巯基（-SH）的有机化合物是重金属元素汞的解毒
4、剂。例如，解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物。（1）基态硫原子价电子排布式为_。（2）H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为_。（3）汞的原子序数为80，位于元素周期表第_周期第B族。（4）化合物也是一种汞解毒剂。化合物是一种强酸。下列说法正确的有_。A在I中S原子采取sp3杂化 B在中S元素的电负性最大C在中C-C-C键角是180 D在中存在离子键与共价键E. 在中硫氧键的键能均相等（5）汞解毒剂的水溶性好，有利于体内 重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物相比，水溶性较好的是_。（6）理论计算预测，由汞（Hg）、锗（Ge）、锑（Sb）形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视
5、为Ge晶体（晶胞如图9a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是_。图9c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为_；该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb = _。设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为_g/cm3（列出算式）。4（2021河北卷）KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：（1）在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是_(填离子符号)。（2）
6、原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_。（3）已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJmol-1)如表：NNNNPPPP193946197489从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_。（4）已知KH2PO4是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为_，其中P采取_杂化方式。（5）与PO电子总数相同的等电子体的分子式为_。（6）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为_。（7）分别用、表示H2PO
7、和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO、K+在晶胞xz面、yz面上的位置：若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度_gcm-3(写出表达式)。晶胞在x轴方向的投影图为_(填标号)。5（2021湖南卷）硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：（1）基态硅原子最外层的电子排布图为_，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_(填化学式)；（2）硅和卤素单质反应可以得到，的熔沸点如下表：熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.70时，、呈液态的是_(填化
8、学式)，沸点依次升高的原因是_，气态分子的空间构型是_；与N-甲基咪唑反应可以得到，其结构如图所示：N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_，H、C、N的电负性由大到小的顺序为_，1个中含有_个键；（3）下图是、三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。已知化合物中和的原子个数比为1：4，图中Z表示_原子(填元素符号)，该化合物的化学式为_；已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，则该晶体的密度_(设阿伏加德罗常数的值为，用含a、b、c、的代数式表示)。6（2021山东卷）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：（1）基态F原子核外电子的运动状态有_种。（2）O、F、Cl
9、电负性由大到小的顺序为_；OF2分子的空间构型为_；OF2的熔、沸点_(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是_。（3）Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为_，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是_(填标号)。Asp Bsp2 Csp3 Dsp3d（4）XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90，该晶胞中有_个XeF2分子。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位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为(，)。已知XeF键长为rpm，则B点原子的分数坐标为_；晶胞中A、B间距离d=_pm。
10、72020新课标Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：（1）基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_。（2）Li及其周期表中相邻元素的第一电离能（I1）如表所示。I1(Li) I1(Na)，原因是_。I1(Be) I1(B) I1(Li)，原因是_。（3）磷酸根离子的空间构型为_，其中P的价层电子对数为_、杂化轨道类型为_。（4）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有_个
11、。电池充电时，LiFeO4脱出部分Li+，形成Li1xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=_，n(Fe2+ )n(Fe3+)=_。82020新课标钙钛矿（CaTiO3）型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料，回答下列问题：（1）基态Ti原子的核外电子排布式为_。（2）Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/37724.1238.3155（3）CaTiO3的晶胞如图（a）所示，其组成元素的电负性大小顺序是_；金属离子与氧离子间的作用力为_，Ca2+
12、的配位数是_。（4）一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I和有机碱离子，其晶胞如图（b）所示。其中Pb2+与图（a）中_的空间位置相同，有机碱中，N原子的杂化轨道类型是_；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为_gcm3（列出计算式）。（5）用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕（Eu）盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图（c）所示，用离子方程式表示该原理_、_。92020新课标氨硼烷（NH3BH3）含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题：（1
13、）H、B、N中，原子半径最大的是_。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素_的相似。（2）NH3BH3分子中，NB化学键称为_键，其电子对由_提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH3+9H2的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由_变为_。（3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性（H+），与B原子相连的H呈负电性（H-），电负性大小顺序是_。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_（写分子式），其熔点比NH3BH3_（填“高”或“低”），原因是在NH3BH3分子之间，存在_，也称“双氢键”。（4）研究发现，氦硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，=90。氨硼烷的222超晶胞结构如图所示。 氨硼烷晶体的密度=_ gcm3（列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值）。102020江苏卷以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵(NH4)3Fe(C6H5O7)2。（1）Fe基态核外电子排布式为 ；中与Fe2+配位的原子是 （填元素符号）。（2）NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是 ；
