专题17 物质结构与性质 题组3-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编化学

题组三 1.解析　碘晶体中，分子间是“卤键”(类似氢键)，层与层间是范德华力，与石墨不同(石墨层内只存在共价键)，所以碘晶体是分子晶体，A错误；由图可知，题目中的“卤键”类似分子间作用力，只不过强度与氢键接近，则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力，即“卤键”，B正确；由图可知，每个I2分子能形成4条“卤键”，每条“卤键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子能形成2个“卤键”，127 g碘晶体物质的量是0.5 mol，“卤键”的个数是0.5 mol×2×NA mol－1＝NA，C正确；碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数是8×＝4，晶胞的体积是abd×10－30cm3，密度是 g·cm－3，D正确。 答案　A 2.解析　该索烃的结构中含有苯环，且只有C、H两种元素，属于芳香烃，A正确；通过质谱图中的最大质荷比数值可确定该索烃的相对分子质量，B正确；两个大环分子之间存在范德华力，C错误；破坏“机械键”需要断裂其中一个大环分子中苯环间的碳碳键，D正确。 答案　C 3.解析　由晶胞图可知，晶胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影到中心(重叠)，其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其他体内的C、N原子投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则投影图为，A错误；Ag位于体心，与周围4个N原子成键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为sp3杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键，即B原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，B正确；晶胞中Ag位于体心，晶体中Ag原子周围最近且距离相等的Ag原子在其相邻晶胞体心，该晶胞上、下、前、后、左、右各有1个相邻晶胞，故与Ag最近且距离相等的Ag有6个，C正确；B位于顶点，其个数为8×＝1，Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，故晶体化学式为AgB(CN)4，根据ρ＝知，晶胞边长a＝ cm＝ ×1010 pm，Ag和B的最短距离是体对角线长的一半，为××1010 pm，D正确。 答案　A 4.解析　(1)基态ⅣA族元素的价电子排布式为ns2np2，核外未成对电子数为2；在形成化合物时，呈现的最高化合价为＋4。(2)CaC2中Ca2＋与C之间为离子键，C中C与C之间为非极性共价键，故不存在极性共价键和配位键。(3)该物质中含有H、C、Si元素，其中C的电负性最大；Si形成4个σ键，杂化轨道类型为sp3。(5)晶胞中距离黑球(白球)最近的白球(黑球)数目为6，故Pb的配位数为6；晶胞中黑球数目为12×＋1＝4，白球数目为8×＋6×＝4，即晶胞中含有4个PbS，故该晶体密度为 g·cm－3。 答案　(1)2　＋4　(2)bd　(3)C　sp3　(4)SnF4为离子晶体，其熔点高于其他三种物质，SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高　(5)6　 5.解析　(1)Si(NH2)4分子可视为SiH4分子中的4个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的，所以Si(NH2)4分子中Si原子轨道的杂化类型是sp3，分子的空间结构(以Si为中心)为四面体；氨基(—NH2)氮原子形成3个σ键，含有1个孤电子对，N原子杂化轨道数目为4，N原子轨道的杂化类型是sp3；Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强，Si(NH2)4中Si—N键能相对较小；产物中气态分子数显著增多(熵增)，故Si(NH2)4受热不稳定，容易分解生成Si3N4和NH3。 (2)电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，可推知分别为基态Si原子、Si＋、激发态Si原子；激发态Si原子有四层电子，Si＋失去了一个电子，根据微粒电子层数及各层电子数多少可推知，微粒半径：③>①>②，A正确；根据上述分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②，B正确；激发态Si原子不稳定，容易失去电子；基态Si原子失去一个电子是硅的第一电离能，Si＋失去一个电子是硅的第二电离能，由于I2>I1，可以得出电离一个电子所需最低能量：②>①>③，C错误；由C可知②比①更难失电子，则②比①更容易得电子，即得电子能力：②>①，D错误；故选AB。 (3)由Si与P形成的某化合物晶体的晶胞图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有8×＋6×＝4个Si,8个P，故该化合物的化学式为SiP2。 答案　(1)四面体　sp3　Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强，Si(NH2)4中Si—N键能相对较小；产物中气态分子数显著增多(熵增)　(2)AB　(3)共价晶体　SiP2 6.解析　(1)①硒元素的原子序数为34，基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s24p4。 ②由结构简式可知，乙烷硒啉的分子结构对称，分子中含有6种不同化学环境的碳原子。 ③三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°。 (2)①由球棍模型可知，富马酸的结构式为HOOCCH===CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11∶3。 ②金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氢、碳、氧元素的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe。 (3)①由结构简式可知，产物中氮原子的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化。 ②水分子和氨基阴离子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体。 (4)①由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8×＋1＝2，均位于棱上和面上的铁原子和硒原子的个数为12×＋2×＝4，则超导材料最简化学式为KFe2Se2。 ②由平面投影图可知，位于棱上的铁原子与位于面上的硒原子的距离最近，所以铁原子的配位数为4， ③设晶体的密度为d g/cm3，由晶胞的质量公式可得：＝abc×10－21×d，解得d＝。 答案　(1)①[Ar]3d104s24p4　②6　③＞　SeO3的空间构型为平面三角形，SeO的空间构型为三角锥形 (2)①11∶3　②O＞C＞H＞Fe (3)①sp3杂化　②H2O (4)①KFe2Se2　②4　 ③ 7.解析　(1)基态硫原子价电子排布式为3s23p4，Se与S同族，Se为第4周期元素，因此基态硒原子价电子排布式为4s24p4。(2)H2Se的沸点低于H2O，其原因是两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高。(3)Ⅰ中有σ键，还有大π键，故A错误；Se—Se是同种元素，因此Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键，故B正确；烃都是难溶于水，因此Ⅱ难溶于水，故C错误；Ⅱ中苯环上的碳原子和碳碳双键上的碳原子杂化类型为sp2，碳碳三键上的碳原子杂化类型为sp，故D正确；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大，故E正确。(4)根据题中信息Ⅳ中O、Se都有孤对电子，碳、氢、硫都没有孤对电子。(5)根据非羟基氧越多，酸性越强，因此硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4＞H2SeO3。SeO中Se价层电子对数为4＋(6＋2－2×4)＝4，其立体构型为正四面体。(6)①根据晶胞结构得到K有8个，有8×＋6×＝4，则X的化学式为K2SeBr6。②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g·cm－3，设晶胞参数为a nm，得到ρ＝＝＝ρ g·cm－3，解得a＝×107 nm，X中相邻K之间的最短距离为晶胞参数的一半即× ×107 nm。 答案　(1)4s24p4 (2)两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高 (3)BDE　(4)O、Se (5)＞　正四面体 (6)①K2SeBr6　②× ×107 8.解析　(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H＋(或H－)、O2－、K＋和P3－，其中核外电子排布相同的是K＋和P3－。(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为＋或－。(3)根据表中的相关共价键的键能可知，若6 mol N形成类似白磷分子结构的N4分子，可以释放出的能量为193 kJ×6＝1158 kJ；若6 mol N形成N2分子，则可释放的能量为946 kJ×2＝1892 kJ，显然，形成N2分子放出的能量更多，故在N数目相同的条件下，N2具有更低的能量，能量越低越稳定。同理，若6 mol P形成P4分子，可以释放出的能量为197 kJ×6＝1182 kJ；若6 mol P形成P2分子，则可释放的能量为489 kJ×2＝978 kJ，显然，形成P4分子放出的能量更多，故在P数目相同的条件下，P4具有更低的能量，能量越低越稳定。 (4)含氧酸分子中只有羟基上的H可以电离；由KH2PO2是次磷酸的正盐可知，H3PO2为一元酸，其分子中只有一个羟基，另外2个H与P成键，还有一个O与P形成双键，故其结构式为POHHOH，其中P共形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，其采取sp3杂化。(5)等电子体之间的原子总数和价电子总数都相同，根据前加后减、前减后加、总数不变的原则，可以找到与PO电子总数相同的等电子体分子为SiF4、SO2F2等。(6)由题中信息可知，n个磷酸分子间脱去(n－1)个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则可脱去n个水分子得到(HPO3)n，其失去H＋后得到相应的酸根，故该酸根可写为PnO。(7)①由晶胞结构可知，H2PO位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8个、面上有4个，体心有1个，故晶胞中H2PO的数目为8×＋4×＋1＝4；K＋位于面上和棱上，面上有6个，棱上4个，故晶胞中K＋的数目为6×＋4×＝4。因此，平均每个晶胞中占有的H2PO和K＋的数目均为4，若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，则晶胞的体积为10－30a2c cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g·cm－3。②由图(a)(b)(c)可知，晶胞在x轴方向的投影图为，选B。 答案　(1)K＋和P3－　(2)＋或－　(3)在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定 (4)　sp3　(5)SiF4、SO2F2等 (6)PnO　(7)①　②B 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、选择题 1.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为d pm。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.碘晶体是混合型晶体 B.液态碘单质中也存在“卤键” C.127 g碘晶体中有NA个“卤键” D.碘晶体的密度为 g·cm－3 2.(2025·陕晋宁青卷)“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图。下列说法错误的是(　　) A.该索烃属于芳香烃 B.该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C.该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D.破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键 3.(2025·陕晋宁青卷)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶体密度为d g·cm－3。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　) A.沿晶胞体对角线方向的投影图为 B.Ag和B均为sp3杂化 C.晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个 D.Ag和B的最短距离为××1010 pm 二、非选择题 4.(2024·全国甲卷)ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： (1)该族元素基态原子核外未成对电子数为________，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为________。 (2)CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为________(填标号)。 a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键 (3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是______，硅原子的杂化轨道类型为________。 (4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表，结合变化规律说明原因：________________________________________________________________________。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/℃ 442 －34 29 143 (5)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为________。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为________g·cm－3(列出计算式)。 5.(2023·浙江卷1月)硅材料在生活中占有重要地位。请回答： (1)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为________，分子中氮原子的杂化轨道类型是________。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是 ________________________________________________________________________。 (2)由硅原子形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，有关这些微粒的叙述，正确的是________(填字母)。 A.微粒半径：③>①>② B.电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C.电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D.得电子能力：①>② (3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是________，该化合物的化学式为__________。 6.(2022·湖南卷)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列问题： (1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下： ①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]________________； ②该新药分子中有________种不同化学环境的C原子； ③比较键角大小：气态SeO3分子____________(填“>”“<”或“＝”)SeO离子，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示： ①富马酸分子中σ键与π键的数目比为____________； ②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为________________。 (3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2，将N3－转化为NH，反应过程如图所示： ①产物中N原子的杂化轨道类型为______________； ②与NH互为等电子体的一种分子为________________(填化学式)。 (4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示： ①该超导材料的最简化学式为_____________________________________________； ②Fe原子的配位数为________________； ③该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为______________(列出计算式)g·cm－3。 7.(2022·广东卷)硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下： ＋＋―→ 　Ⅰ　　　　　　　Ⅱ Ⅲ 　　　　Ⅳ (1)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为________。 (2)H2Se的沸点低于H2O，其原因是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有________(填字母)。 A.Ⅰ中仅有σ键 B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键 C.Ⅱ易溶于水 D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2 E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大 (4)Ⅳ中具有孤对电子的原子有________。 (5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4________(填“>”或“<”)H2SeO3。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。SeO的立体构型为________。 (6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。 图1 图2 ①X的化学式为________。 ②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g·cm－3，则X中相邻K之间的最短距离为________nm。(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值) 8.(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)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(kJ·mol－1)如表： N—N N≡N P—P P≡P 193 946 197 489 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KH2PO2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： ①若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度________g·cm－3(写出表达式)。 ②晶胞在x轴方向的投影图为________(填标号)。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $