主题5 热考主题(3)——空间想象与模型建构（课件）-【新高考方案】2026年高考化学Ⅱ一轮总复习

热考主题(3)——空间想象与模型建构 在物质结构中原子、分子、晶体的结构是立体的,但在试题中呈现的是在同一平面内所画的各种各样立体构型,具有一定的抽象性,让学生理解起来比较困难。这就需要在平时的复习过程中加强对学生空间想象力的培养,建立起各种立体思维模型,迁移运用、融会贯通地解决结构中的问题。 (说明:标 题目配有讲评课件) 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 1.(2024·贵州卷)我国科学家首次合成了化合物K(2,2,2⁃crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是 (　　) A.富勒烯C60是分子晶体 B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 解析:富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体,A正确;由题图可知,中心K+周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形,上、中、下层分别有5、10、5个面),B正确;全金属富勒烯不是碳元素的单质,因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体,C错误;锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则根据元素位置与原子结构关系可知,其基态原子价层电子排布式是5s25p3,D正确。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 2.(2024·甘肃卷)β⁃MgCl2晶体中,多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示,其中部分结构显示为图乙,下列说法错误的是 (　　) A.电负性:Mg<Cl　　　 B.单质Mg是金属晶体 C.晶体中存在范德华力 D.Mg2+的配位数为3 解析:非金属性越强,电负性越大,Mg与Cl相比较,Cl的非金属性强,因此,Mg的电负性小于Cl,A正确;金属晶体包括金属单质及合金,单质Mg是金属晶体,B正确;由晶体结构可知,该结构中存在层状结构,层与层之间存在范德华力,C正确;由图乙中结构可知,每个Mg2+与周围的6个Cl-最近且距离相等,因此,Mg2+的配位数为6,D错误。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 3.研究发现,CsAuCl3实际是Cs+、[AuCl2]-、[AuCl4]-按一定比例构成的。CsAuCl3的晶胞如图所示(面上大球为Cs+),形状为长方体。下列叙述正确的是 (　　) A.[AuCl2]-的空间结构与N相同 B.[AuCl4]-中Au原子的杂化类型为sp3 C.CsAuCl3化学式可以写为CsCl·AuCl2 D.晶胞中Cs+、[AuCl2]-、[AuCl4]-比例关系为2∶1∶1 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:由晶胞示意图可知,[AuCl2]-的空间结构为直线形,N中心原子的孤电子对数为×(a-xb)=×(5-2×2+1)=1,则N价层电子对数为3,空间结构为V形,A项错误;由晶胞示意图可知[AuCl4]-的空间结构为平面四边形,与sp3的VSEPR模型不同,B项错误;根据[AuCl2]-、[AuCl4]-,晶胞中Au的价态为+1、+3,不能写成CsCl·AuCl2,C项错误;观察晶胞结构并结合均摊法可知晶胞中Cs+的个数为8×=4,[AuCl2]-的个数为2×+4×=2,[AuCl4]-的个数为8×+1=2,Cs+、[AuCl2]-、[AuCl4]-比例关系为2∶1∶1,D项正确。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 4.(2025·如皋市期初调研)某太阳能光伏电池的有机半导材料晶胞结构如图所示,其中A为CH3N,另两种离子为I-和Pb2+。下列说法正确的是(　　) A.CH3N中C和N的轨道杂化方式相同 B.X为Pb2+ C.晶胞中距离A最近的X有6个 D.该晶胞中含有8个A 解析:CH3N中碳原子是饱和碳原子为sp3杂化,氮原子形成3个N—H键和1个C—N键,杂化方式为sp3,故A正确;根据均摊法,由晶胞结构可知,晶胞中有A离子8×=1个,有B离子1个,有X离子6×=3个,根据正负化合价代数和为0可知,X为I-,B为Pb2+,故B、D错误;由题图可知,A为8个晶胞共用,与之距离最近的X处于面心,而面心为2个晶胞共用,则晶胞中距离A最近的X有=12个,故C错误。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 5.(2025·玉溪市期末)团簇是一个穴醚无机类似物,通过与Cs+反应,测定Cs+取代Rb+反应的平衡常数Keq,的骨架结构在Cs+交换过程中没有被破坏,反应示意图和所测数据如图,表示平衡时铯离子浓度和铷离子浓度之比。下列说法正确的是(　　) A.Keq≈0.1 B.团簇中x=9 C.团簇对于Rb+具有比Cs+更大的亲和力 D.增大c(Cs+)可使平衡时c(Rb+)增大 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:由图可知,题中可逆反应为Rb@TixO18+Cs+ Cs@TixO18+Rb+。由图可知,当横坐标为0.1时、纵坐标为1,则Keq≈=10,A项错误;由图可知,图中灰球为O、黑球为Ti,则每个团簇中有18个O、12个Ti,即x=12,B项错误;Cs+取代Rb+反应的平衡常数Keq≈10,因此团簇对Cs+具有比Rb+大的亲和力,C项错误;增大c(Cs+),平衡正向移动,可使平衡时c(Rb+)增大,D项正确。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 6.(2025·苏南八校大联考)卤族元素包括F、Cl、Br、I等,位于周期表ⅦA族。卤族元素形成物质种类众多,磷可形成多种卤化物,其中固态PCl5和PBr5的结构分别是[PCl4]+[PCl6]+和[PBr4]+Br-。溴化碘(IBr)的化学性质与卤素相似。一种立方钙钛矿结构的金属卤化物晶胞如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.相同条件下,HF、HCl、HBr的沸点依次递增 B.HClO中H与Cl间的相互作用是极性键 C.PCl3和[PBr4]+中磷原子的杂化方式相同 D.图中所示金属卤化物中I-周围最近的CH3N数为12 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:HF、HCl、HBr在固态时都是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体。物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,克服分子间作用使物质熔化、汽化所需的能量就越高,物质的熔沸点就越高。但HF分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,导致物质的熔沸点升高,故物质的沸点:HCl<HBr<HF,A错误。在HClO分子中,O原子分别与H、Cl原子各形成一个极性共价键,使物质分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构,结构式是H—O—Cl,而在H、Cl原子之间不存在化学键,B错误。在PCl3中的P原子价层电子对数是3+=4,所以P原子采用sp3杂化;在[PBr4]+中的P原子价层电子对数是:4+=4,所以P原子也是采用sp3杂化,两种微粒中P原子杂化方式相同,C正确。根据图示可知,金属卤化物中I-位于面心,CH3N位于晶胞的顶角,则I-周围最近的CH3N的个数为4个,D错误。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 √ 7.(2025·镇江市模拟)N、P为第ⅤA族元素。NH3是氮的常见氢化物,液氨可部分电离产生N和N,氨水与Ag+形成Ag(NH3)2OH;NH3可转化为NO、NO2、HNO3等。磷单质主要有红磷、白磷和黑磷,黑磷具有类似石墨的片状结构,称之为“金属磷”;PCl5为离子晶体,其晶胞结构如图所示,PCl5溶于水生成两种常见的酸,下列说法不正确的是(　　) A.N键角约为109.5° B.液氨电离可表示为2NH3 N+N C.PCl5晶胞中含有PC与PC两种离子 D.红磷、白磷、黑磷互为同分异构体 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:N中N的价层电子对数目为4+=4,没有孤电子对,为正四面体结构,键角约为109.5°,故A正确;液氨可部分电离产生N和N,电离方程式为2NH3 N+N,故B正确;PCl5为离子晶体,则其阴离子和阳离子分别为PC与PC,故C正确;红磷、白磷、黑磷都是由磷元素形成的单质,互为同素异形体,故D错误。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 8.下列说法正确的是 (　　) A.干冰中的CO2之间只存在范德华力,一个分子周围有12个紧邻分子,密度比冰的低 B.区分晶体和非晶体最科学的方法是测定是否有固定的熔沸点 C.如图1是一种镍基合金储氢后的晶胞结构。该合金储氢后,含1 mol La(镧)的合金可吸附H2的质量为3 g D.如图2中, 表示硅氧四面体,则该多硅酸根结构的化学式为(Si6O17 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:在CO2晶体 中,1个CO2分子周围等距离的CO2个数有 3×8÷2=12,干冰晶体堆积比冰紧密,故密度大,故A错误;晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,X射线衍射可以看到微观结构,而有些晶体的熔沸点较低,硬度较小,如Na等金属晶体,更不能通过几何外形、硬度来判断,故B错误;晶胞中La原子数目=8×=1,氢气分子数目为8×+2×=3,故含1 mol La的合金可吸附氢气的质量为1 mol×3×2 g·mol-1=6 g,故C错误;将图2中左边环补齐,则得到两个完整环,则两环共用的氧原子有左边7个、右边7个共14个;独立成个体的氧原子有10个,同时两个环都有独立的硅原子,则硅原子和氧原子个数比为(4+4×0.5)∶(14×0.5+10)=6∶17,结合硅化合价为+4,氧化合价为-2,可得到通式为(Si6O17,故D正确。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 9.(2025·成都外国语学校月考)对于超分子聚合物和材料的组装而言,B—N配位键的动态性质和易于调节的特性起着重要作用。某种超分子的结构如图。下列叙述错误的是 (　　) 已知:Me—为甲基。 A.该超分子形成的B—N配位键中, N原子提供孤电子对 B.电负性:F>O>N>H C.超分子具有分子识别和自组装的特征 D.该超分子中涉及的元素均为p区元素 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:该超分子形成的B—N配位键中,N原子形成3个单键后剩余1个孤电子对,因此N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,故A正确;同周期元素,随核电荷数增大电负性增大,而这四种元素中H的电负性最小,因此电负性F>O>N>H,故B正确;超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,具有分子识别和自组装的特征,故C正确;该超分子中有H元素,H元素属于s区,故D错误。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 10．[双选]科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示。X、Y、M、Q为前四周期元素原子序数依次增大。X、Y为相邻非金属元素，M、Q为同一周期元素。Y元素的基态原子价层电子排布为nsnnpn。Q元素原子中只有两种形状的电子云，且所有轨道的电子均成对，其最高能层数是最高能级电子数的2倍。下列说法不正确的是(　　) A．晶体最简化学式为MQX3Y3 B．最高正化合价：Y>X>Q>M C．QY2能与水剧烈反应生成可燃性气体 D．Y的最高价氧化物的中心原子的价层电子对数为4 √ 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:X、Y、M、Q为前四周期元素原子序数依次增大。X、Y为相邻非金属元素,Y元素的基态原子价层电子排布为nsnnpn,n为2,即基态Y原子的价层电子排布式是2s22p2,则Y为C元素,X为B元素;Q元素原子中只有两种形状的电子云,且所有轨道的电子均成对,其最高能层数是最高能级电子数的2倍,则Q为Ca元素,M、Q为同一周期元素且原子序数依次增大,故M为K元素,以此分析。根据均摊法,图中晶胞含有X原子12×=6个,含有Y原子12×=6个,含有M原子8×=1个,含有Q原子1个,故晶体最简化学式为MQX6Y6,A错误;Y、X、Q、M最高正化合价分别为4、3、2、1,B正确;由分析可知,Q为Ca,Y为C,CaC2能与水剧烈反应生成可燃性气体乙炔,C正确;C的最高价氧化物是CO2,碳原子的价层电子对数为×(4+2×2-4)=2,D错误。 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 √ 11 11.一种控制分子是否发光的“分子开关”工作原理如图所示。分子P光照下不发光,在Na和H+的共同作用下形成的超分子Q光照下可以产生荧光。 下列说法不正确的是(　　) A.分子P转化为超分子Q时,N与H+形成配位键 B.增大溶液pH并除去Na+,可使超分子Q转变为分子P C.K+和H+的共同作用也可以打开该“分子开关” D.推测分子P可以增大NaCl在有机溶剂中的溶解度 1 2 3 4 5 8 7 6 9 10 11 解析:N上有孤电子对,H+有空轨道,故分子P转化为超分子Q时,N与H+形成配位键,A项正确;增大溶液pH并除去Na+,相当于减小反应物的浓度,平衡逆向移动的程度增大,可使超分子Q转变为分子P,B项正确;K+半径大于Na+,钾离子半径与超分子不匹配,无法识别K+,不可以打开该“分子开关”,C项错误;分子P为有机物,易溶于有机溶剂,分子P能与Na+形成超分子,可以增大NaCl在有机溶剂中的溶解度,D项正确。 $$