届高三化学一轮复习高考真题实战 选修3 物质结构与性质选33a.docx

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届高三化学一轮复习高考真题实战选修3物质结构与性质选33a

高考层面·高考真题实战

1.[高考集萃]

（1）[2014·江苏高考]Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。

铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

（2）[2014·课标全国卷Ⅰ]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________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

②Cu2O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。

③Al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）。

（3）[2014·课标全国卷Ⅱ]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。

a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。

回答下列问题：

①e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为________。

②这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。

该化合物中，阴离子为______________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是____________________。

（4）[2014·四川高考]X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。

XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋离子的3d轨道中有9个电子。

Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。

答案：

（1）12

（2）①X射线衍射　②16　③12　

（3）①＋1　②SO

　共价键和配位键　H2O

H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱

（4）2∶1

解析：

（1）根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。

（2）①区分晶体、准晶体和非晶体可运用X射线衍射的方法。

②根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子为4＋6×

＋8×

＝8（个），再结合化学式Cu2O知一个晶胞中含有16个铜原子。

③面心立方晶胞中粒子的配位数是12。

一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×

＋6×

＝4（个），一个晶胞的质量为

×27g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1nm＝10－7cm。

（3）由题意推出元素a、b、c、d、e依次是H、N、O、S、Cu。

①由图可知e和c的个数比为2∶1，则化学式为Cu2O，O为－2价，则e离子的电荷为＋1；②由该化合物的阳离子结构可知，该阳离子可以表示为[Cu（NH3）4（H2O）2]2＋，结合阴离子是正四面体结构，可知阴离子为SO

，即该化合物是Cu（NH3）4（H2O）2SO4；阳离子中存在的化学键有共价键和配位键；由于H2O与Cu2＋配位键比NH3与Cu2＋的弱，故加热该化合物时，首先失去的组分是H2O。

（4）阴离子个数为2＋4×

＝4，阳离子个数为1＋8×

＝2，故阴阳离子个数比为2∶1。

2.[2014·福建高考]氮化硼（BN）晶体有多种相结构。

六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。

立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。

它们的晶体结构如图所示。

（1）基态硼原子的电子排布式为____________。

（2）关于这两种晶体的说法，正确的是________（填序号）。

a.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

c.两种晶体中的B—N键均为共价键

d.两种晶体均为分子晶体

（3）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_____________________________________________________________________。

（4）立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为__________。

该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现。

根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是

__________________________________________________________。

（5）NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一。

1molNH4BF4含有________mol配位键。

答案：

（1）1s22s22p1　

（2）b、c

（3）平面三角形　层状结构中没有自由移动的电子

（4）sp3　高温、高压　（5）2

解析：

本题考查物质结构与性质，意在考查考生对知识的理解和运用能力。

（2）立方相氮化硼只含有σ键，a错误；六方相氮化硼质地软，是由于其层间作用力为范德华力，作用力小，b正确；B、N均为非金属元素，两者形成的化学键为共价键，c正确；六方相氮化硼属于分子晶体，立方相氮化硼属于原子晶体，d错误。

（3）观察六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。

其结构虽与石墨相似，但由于N的电负性较大，共价键上的电子被N原子强烈吸引，不能自由移动，所以不导电。

（4）立方相氮化硼晶体中，每个硼原子形成4个共价单键，所以为sp3杂化；地下约300km的环境应为高温、高压。

（5）NH

中存在一个由氮原子提供孤电子对、H＋提供空轨道而形成的配位键；在BF

中，存在一个由F－提供孤电子对、B提供空轨道而形成的配位键，所以1mol氟硼酸铵中含有2mol配位键。

3．[2013·课标全国卷Ⅱ]前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

回答下列问题：

（1）D2＋的价层电子排布图为________。

（2）四种元素中第一电离能最小的是________，电负性最大的是________。

（填元素符号）

（3）A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为________；D的配位数为________；

②列式计算该晶体的密度________g·cm－3。

答案：

（1）

（2）K　F　（3）①K2NiF4　6　②

＝3.4

解析：

本题考查了元素推断、电子排布式、第一电离能、电负性、晶体化学式求法、晶胞密度的计算、配合物知识。

A、B、C、D的原子序数依次增大，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，且B＋比A－多8个电子，故A为F元素，B为K元素，在第四周期中未成对电子数为4的原子的价电子排布为3d64s2，故C为Fe元素，D的原子序数比Fe大2，D为Ni元素。

（1）Ni2＋由Ni原子失去最外层两个电子得到，故其价层电子排布图为

。

（2）F是电负性最大的元素，第一电离能很大；同周期元素中原子序数越大，第一电离能也较大，故第一电离能最小的是K元素。

（3）①在该化合物中F原子位于棱、面心以及体内，故个数＝

×16＋

×4＋2＝8，K原子位于棱和体内，故个数＝

×8＋2＝4，Ni原子位于8个顶点上和体内，故个数＝

×8＋1＝2，所以化学式为K2NiF4；由图示可看出在每个Ni原子周围有6个F原子，故配位数为6。

②结合解析①根据密度的公式

ρ＝

＝

＝3.4g·cm－3。

4.[2013·海南高考]图A所示的转化关系中（具体反应条件略），a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i的溶液为常见的酸。

a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。

图A

图B

回答下列问题：

（1）图B对应的物质名称是________，其晶胞中的原子数为________，晶体的类型为________。

（2）d中元素的原子核外电子排布式为________。

（3）图A中由两种元素组成的物质中，沸点最高的是________，原因是______________________，该物质的分子构型为________，中心原子的杂化轨道类型为________。

（4）图A中的双原子分子中，极性最大的分子是________。

（5）k的分子式为________，中心原子的杂化轨道类型为________，属于________分子（填“极性”或“非极性”）。

答案：

（1）金刚石　8　原子晶体　

（2）1s22s22p63s23p5　（3）H2O　分子间形成氢键　V形（或角形）　sp3

（4）HCl　（5）COCl2　sp2　极性

5.[高考集萃]

（1）[2013·福建高考]NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：

4NH3＋3F2

NF3＋3NH4F。

上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有________（填序号）。

a.离子晶体　　　　　　b.分子晶体

c.原子晶体d.金属晶体

（2）[2013·课标全国卷Ⅰ]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。

（3）[2013·江苏高考]元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。

元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。

X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。

①在1个晶胞中，X离子的数目为________。

②该化合物的化学式为________。

（4）[2013·山东高考]

利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。

答案：

（1）a、b、d　

（2）共价键　3　（3）4　ZnS　（4）2　BN

解析：

（1）化学方程式中的物质NH3、F2、NF3属于分子晶体，Cu属于金属晶体，NH4F属于离子晶体；

（2）原子晶体中原子间以共价键相结合，立方体共有6个面，面心位置上贡献的原子数＝6×

＝3；（3）根据题意推出X为Zn，Y为S，一个晶胞中Zn2＋的数目＝8×

＋6×

＝4个，S2－的数目＝4个，化学式为ZnS；（4）由题给晶胞结构示意图可知，每个晶胞中含有B原子个数为8×1/8＋1＝2，含有N原子个数为4×1/4＋1＝2。

故该功能陶瓷的化学式为BN。

6.[2011·课标全国卷]氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：

请回答下列问题：

（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_______________

_________________________________________________________。

（2）基态B原子的电子排布式为________；B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________。

（3）BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF

的立体构型为________。

（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________。

（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm－3（只要求列算式，不必计算出数值。

阿伏加德罗常数为NA）。

答案：

（1）B2O3＋3CaF2＋3H2SO4

3CaSO4＋2BF3↑＋3H2O　B2O3＋2NH3

2BN＋3H2O

（2）1s22s22p1　N　＋3　（3）120°　sp2杂化　正四面体

（4）共价键（或极性共价键）　分子间作用力　（5）4　4

解析：

（1）根据题给制备流程可知两个反应方程式为B2O3＋3CaF2＋3H2SO4

3CaSO4＋2BF3↑＋3H2O，B2O3＋2NH3

2BN＋3H2O。

（2）B原子的原子序数为5，其电子排布式为1s22s22p1；B、N处于同周期，依据同周期元素电负性随原子序数依次增大可知N的电负性较大；B位于元素周期表的ⅢA族，由化学式BN得B元素的化合价为＋3。

（3）BF3的空间构型为平面三角形，故F—B—F的键角为120°；B原子的杂化类型为sp2杂化；根据价电子对互斥理论可知BF

的立体构型为正四面体形。

（4）借助于石墨的结构可知B与N原子之间的化学键为共价键，层与层之间依靠分子间作用力结合。

（5）依据金刚石的晶胞结构可知一个晶胞中共含有8个碳原子，由化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子，4个B原子。

则一个晶胞的质量可表示为

×4g（BN的摩尔质量为25g·mol－1），一个晶胞的体积可表示为（361.5×10－10）3cm3（1pm＝10－12m＝10－10cm），晶体密度的表达式为

g·cm－3。