2012年高考试题分项解析化学 专题20 物质结构与性质
文档属性
| 名称 | 2012年高考试题分项解析化学 专题20 物质结构与性质 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 213.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | |||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-07-09 09:40:07 | ||
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文档简介
2012年高考试题分项解析化学
专题20 物质结构与性质
（2012·上海）4．PH3是一种无色剧毒气体，其分于结构和NH3相似，但P-H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是
A．PH3分子呈三角锥形
B．PH3分子是极性分子
C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P－H键键能低
D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N－H键键能高
（2012·福建）30．[化学一物质结构与性质]（13 分）
(1) 元素的第一电离能：Al＿Si（填“> ”或“< " ）。
(2) 基态M 矿＋的核外电子排布式为＿。
(3) 硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是＿。
( 4 ）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm-（含B、0、H 三种元素）的球棍模型如右下图所示：
① 在Xm-中，硼原子轨道的杂化类型有 ；配位键存在于 原子之间（填原子的数字标号）; m = （填数字）。
② 硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成，它们之间存在的作用力有（填序号）。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力 E.氢键
【解析】（1）同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势，故第一电离能Al＜Si。
（2）Mn是25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，故Mn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。
（3）硅烷形成的晶体是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。
（4）①由球棍模型可以看出，黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，采取sp2杂化，4号B原子形成4个键，采取sp3杂化；4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号外三个O原子形成σ键后还有一个空轨道，而5号O原子能提供孤电子对而形成配位键；由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]m-，其中B为+3价，O为-2价，H为+1价，根据化合价可知m=2。
②在晶体中Na+与Xm+之间为离子键，H2O分子间存在范德华力，而该阴离子能与水分子形成氢键。
（2012·海南）[选修3——物质结构与性质] (20分)
19-I（6分）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是
A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
【答案】：BD
【解析】：碳和锗同主族，碳在第二周期，而锗在第四周期，锗是金属元素，故其第一电离能低于碳，A错；四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同，B对；金属的氧化物不是气体，C错；锗和碳都易于形成四个键，能形成原子晶体结构的单质，D对。
【考点定位】此题考查了同主族元素性质的递变规律的应用知识。
19-II(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：
(1)铜原子基态电子排布式为 ；
(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00g·cm-3，则铜晶胞的体积是
cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为 (列式计算，己知Ar(Cu)=63.6)；
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为 ；
(4)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 ，反应的化学方应程式为 。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1；（2）4.70×10-23；4.23×10-22；NA=63.6g.mol-1/（0.25×4.23×10-22g）=6.01×10-23；（3）sp3；K2CuCl3；（4）过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行；Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
【解析】：（1）根据铜元素在周期表中的位置：第四周期第IB族，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1；（2）根据晶胞的边长，其体积为a3，即4.70×10-23 cm3；晶胞的质量=体积×密度，故其质量为4.23×10-22g；在一个体心晶胞含4个铜原子，故铜的摩尔质量=1/4×晶胞质量×NA，可知NA=63.6g.mol-1/（0.25×4.23× 10-22g）=6.01×10-23；（3）a位置上Cl原子的杂化轨道类型为：sp3；一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，其化学式为：K2CuCl3；（4）题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行；方程式可表示为：Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
【考点定位】此题以铜元素及其化合物为载体，综合考查了物质结构与性质模块的主干知识。
（2012·江苏）A． [物质结构与性质]
一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2 和Mn(NO3)2 溶液中加入Na2CO3 溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。
①Mn2＋基态的电子排布式可表示为 。
②NO3- 的空间构型是 (用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化为CO2，HCHO 被氧化为CO2 和H2O。
①根据等电子体原理，CO 分子的结构式为 。
②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为 。
③1 mol CO2 中含有的σ键数目为 。
(3) 向CuSO4 溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu (OH)4 ]2-。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为 。
【答案】
A． [物质结构与性质]
(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②平面三角形
(2)①C≡O ②sp3 ③2×6. 02×1023个(或2 mol)
【解析】（1）Mn原子序数为25，价电子排布为3d54s2，先失去4s上二个电子，即得Mn2＋。NO3－ 离子中氮原子无孤对电子，配位原子为3，则N采用sp2杂化，所以NO3－ 的空间构型为平面三角形。（2）CO与N2互为等电子体，根据氮分子的结构式可以写出CO的结构式为C≡O。H2O中O原子存在两对孤对电子，配位原子为2，价电子对为4，所以O原子采用sp3杂化。二氧化碳分子内含有碳氧双键，双键中有一个为 键，一个为 键，则1molCO2中含有2mol 键。（3）Cu2+中存在空轨道，而OH－中O原子上面有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。
【考点定位】电子排布式，空间构型，杂化方式，化学键的数法以及配位键的表示
（2012·全国新课标卷）37 .【选修3物质结构与性质】（15分）
VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VIA族元素的化台物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：
（1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是 ；
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离
子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 ；
（3）Se原子序数为 ，其核外M层电子的排布式为 ；
（4）H2Se的酸性比H2S （填 “强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型
为 ，SO32-离子的立体构型为 ；
（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7x l0-3和2.5x l0-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，
K2为1.2X10-2，请根据结构与性质的关系解释：
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：
；
② H2SeO4比 H2SeO3酸性强的原因：
（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm．密度为 （列式并计算），a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm（列示表示）
【答案】 （1）SP3
（2）O＞S＞Se
（3）34 3s23p63d10
（4）强 正四面体 平面三角形
（5）①H2SeO4和H2SeO3第一步电离产生的氢离子抑制第二步电离，所以第一步电离程度大于第二步电离程度。
②对同一种元素的含盐酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。
（6）4.1
（6）
【考点定位】原子的结构与性质、分子的结构与性质、晶体结构与性质、晶体的计算
（2011·山东）32．（8分）【化学——物质结构与性质】金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
（1）下列关于金属及金属键的说法正确的是_______。
a．金属键具有方向性和饱和性
b．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
c．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
d．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
（2）Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是______。
（3）过渡金属配合物Ni（CO）的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=______。CO与N2结构相似，CO分子内o- 建于π键个数之比为________。
（4）甲醛（H2C＝O）在Ni催化作用下加氢可得甲醛（CH2OH）。甲醛分子内C原子的杂化方式为________，甲醛分子内的O—C—H键角_______（填“大于”“等于”或“小于”）甲醛分子内的O—C—H键角。
【答案】（1）b （2）C （3）4 1:2 （4）sp3 ＞
【解析】（1）金属键没有方向性和饱和性，a错；金属键是金属阳离子和自由电子间的
【考点定位】物质结构域性质，原子结构域元素性质，分子空间构型。
专题20 物质结构与性质
（2012·上海）4．PH3是一种无色剧毒气体，其分于结构和NH3相似，但P-H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是
A．PH3分子呈三角锥形
B．PH3分子是极性分子
C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P－H键键能低
D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N－H键键能高
（2012·福建）30．[化学一物质结构与性质]（13 分）
(1) 元素的第一电离能：Al＿Si（填“> ”或“< " ）。
(2) 基态M 矿＋的核外电子排布式为＿。
(3) 硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是＿。
( 4 ）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm-（含B、0、H 三种元素）的球棍模型如右下图所示：
① 在Xm-中，硼原子轨道的杂化类型有 ；配位键存在于 原子之间（填原子的数字标号）; m = （填数字）。
② 硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成，它们之间存在的作用力有（填序号）。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力 E.氢键
【解析】（1）同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势，故第一电离能Al＜Si。
（2）Mn是25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，故Mn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。
（3）硅烷形成的晶体是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。
（4）①由球棍模型可以看出，黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，采取sp2杂化，4号B原子形成4个键，采取sp3杂化；4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号外三个O原子形成σ键后还有一个空轨道，而5号O原子能提供孤电子对而形成配位键；由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]m-，其中B为+3价，O为-2价，H为+1价，根据化合价可知m=2。
②在晶体中Na+与Xm+之间为离子键，H2O分子间存在范德华力，而该阴离子能与水分子形成氢键。
（2012·海南）[选修3——物质结构与性质] (20分)
19-I（6分）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是
A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
【答案】：BD
【解析】：碳和锗同主族，碳在第二周期，而锗在第四周期，锗是金属元素，故其第一电离能低于碳，A错；四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同，B对；金属的氧化物不是气体，C错；锗和碳都易于形成四个键，能形成原子晶体结构的单质，D对。
【考点定位】此题考查了同主族元素性质的递变规律的应用知识。
19-II(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：
(1)铜原子基态电子排布式为 ；
(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00g·cm-3，则铜晶胞的体积是
cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为 (列式计算，己知Ar(Cu)=63.6)；
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为 ；
(4)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 ，反应的化学方应程式为 。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1；（2）4.70×10-23；4.23×10-22；NA=63.6g.mol-1/（0.25×4.23×10-22g）=6.01×10-23；（3）sp3；K2CuCl3；（4）过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行；Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
【解析】：（1）根据铜元素在周期表中的位置：第四周期第IB族，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1；（2）根据晶胞的边长，其体积为a3，即4.70×10-23 cm3；晶胞的质量=体积×密度，故其质量为4.23×10-22g；在一个体心晶胞含4个铜原子，故铜的摩尔质量=1/4×晶胞质量×NA，可知NA=63.6g.mol-1/（0.25×4.23× 10-22g）=6.01×10-23；（3）a位置上Cl原子的杂化轨道类型为：sp3；一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，其化学式为：K2CuCl3；（4）题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行；方程式可表示为：Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
【考点定位】此题以铜元素及其化合物为载体，综合考查了物质结构与性质模块的主干知识。
（2012·江苏）A． [物质结构与性质]
一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2 和Mn(NO3)2 溶液中加入Na2CO3 溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。
①Mn2＋基态的电子排布式可表示为 。
②NO3- 的空间构型是 (用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化为CO2，HCHO 被氧化为CO2 和H2O。
①根据等电子体原理，CO 分子的结构式为 。
②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为 。
③1 mol CO2 中含有的σ键数目为 。
(3) 向CuSO4 溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu (OH)4 ]2-。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为 。
【答案】
A． [物质结构与性质]
(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②平面三角形
(2)①C≡O ②sp3 ③2×6. 02×1023个(或2 mol)
【解析】（1）Mn原子序数为25，价电子排布为3d54s2，先失去4s上二个电子，即得Mn2＋。NO3－ 离子中氮原子无孤对电子，配位原子为3，则N采用sp2杂化，所以NO3－ 的空间构型为平面三角形。（2）CO与N2互为等电子体，根据氮分子的结构式可以写出CO的结构式为C≡O。H2O中O原子存在两对孤对电子，配位原子为2，价电子对为4，所以O原子采用sp3杂化。二氧化碳分子内含有碳氧双键，双键中有一个为 键，一个为 键，则1molCO2中含有2mol 键。（3）Cu2+中存在空轨道，而OH－中O原子上面有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。
【考点定位】电子排布式，空间构型，杂化方式，化学键的数法以及配位键的表示
（2012·全国新课标卷）37 .【选修3物质结构与性质】（15分）
VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VIA族元素的化台物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：
（1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是 ；
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离
子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 ；
（3）Se原子序数为 ，其核外M层电子的排布式为 ；
（4）H2Se的酸性比H2S （填 “强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型
为 ，SO32-离子的立体构型为 ；
（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7x l0-3和2.5x l0-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，
K2为1.2X10-2，请根据结构与性质的关系解释：
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：
；
② H2SeO4比 H2SeO3酸性强的原因：
（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm．密度为 （列式并计算），a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm（列示表示）
【答案】 （1）SP3
（2）O＞S＞Se
（3）34 3s23p63d10
（4）强 正四面体 平面三角形
（5）①H2SeO4和H2SeO3第一步电离产生的氢离子抑制第二步电离，所以第一步电离程度大于第二步电离程度。
②对同一种元素的含盐酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。
（6）4.1
（6）
【考点定位】原子的结构与性质、分子的结构与性质、晶体结构与性质、晶体的计算
（2011·山东）32．（8分）【化学——物质结构与性质】金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
（1）下列关于金属及金属键的说法正确的是_______。
a．金属键具有方向性和饱和性
b．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
c．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
d．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
（2）Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是______。
（3）过渡金属配合物Ni（CO）的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=______。CO与N2结构相似，CO分子内o- 建于π键个数之比为________。
（4）甲醛（H2C＝O）在Ni催化作用下加氢可得甲醛（CH2OH）。甲醛分子内C原子的杂化方式为________，甲醛分子内的O—C—H键角_______（填“大于”“等于”或“小于”）甲醛分子内的O—C—H键角。
【答案】（1）b （2）C （3）4 1:2 （4）sp3 ＞
【解析】（1）金属键没有方向性和饱和性，a错；金属键是金属阳离子和自由电子间的
【考点定位】物质结构域性质，原子结构域元素性质，分子空间构型。
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