大题突破 物质结构与性质综合题-【创新教程】2027年高考化学艺考生文化课百日冲关课时作业

大题突破 物质结构与性质综 1.超分子指多个分子组合在一起形成的具有特 定结构和功能的聚集体，超分子内部分子之间 通过非共价键相结合。冠醚是大环多醚类物 质的总称，可由不同大小的空穴适配不同大小 的阳离子。图为常见的三种冠醚结构。冠醚a 可适配Co2+,冠醚c可适配K。 冠醚 冠醚私 冠醚c (1)Co2+能形成KCoF3晶体，结构如图所示。 Co ①Co2+的价层电子排布式为 ②KCoF,晶体中每个小正八面体的顶点均 为F,距离K最近的F有 个。 ③该晶体密度为pg·m3,阿伏加德罗常 数为VA。该晶胞的边长为 pm (1pm=10-1"cm)。 (2)某分子（结构如图所示）能与冠醚b形成 一种分子梭。 位点1 位点2 ①比较位点1和位点2中的C一N一C键角 的大小，并说明理由： ②可以通过加入酸或碱使冠醚b在该分子梭 的位点1和位点2之间来回移动。加酸后，冠 醚b移动到位点2，此时冠醚b与位点2之间 的作用力类型为 (填字母序号)。 a.共价键 b.离子键 c.静电相互作用d.氢键 (3)由于KMnO4在烯烃中的溶解度较小， 其水溶液对烯烃的氧化速率较慢。若将环 己烯溶于冠醚c后再加人KMnO,溶液，则 环己烯能迅速被氧化，原因是 2.很多含第VA族元素的化合物，在生活生产 中都有重要的应用。雄黄(As4S4),《本草纲 目》谓其“治疮杀毒要药也”，有良好的解毒 疗疮作用。 14 专题精准强化 ⑧错题序号： 合题 ©错因分析： (1)雄黄中没有π键且各原子最外层均达8 电子稳定结构。下列为雄黄结构图的是 (填标号)，其中As原子的杂化 类型是 ,As和S元素，电负性较大 的是 (2)咪唑基四氟硼酸盐型离 子液体具有难挥发、高离子一N a一CH 传导性等优点，可作为新型 BEO 电池的电解液，其结构如图所示。阴离子 BF的空间结构是 ,若将咪唑 基中的烃基（一R)替换为H原子，该离子液 体的黏稠度将增加，不利于离子传导，从粒 子间相互作用的角度解释原因： (3)由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种 新物质X为潜在的拓扑绝缘材料。X的晶 体可视为Ge晶体（晶胞如图a所示）中部分 Ge原子被Hg原子和Sb原子取代后形成， 图b为X的晶胞，晶胞参数x=y,x=2x,夹 角均为90°。 8 图a 图b ①基态锗原子的价层电子排布式是 画出图a中Ge晶胞的俯视图： ②X晶体的化学式可表示为 ,X 晶胞中与Ge距离最近的Ge原子数目为 3.非金属元素在生产、生活和科研中应用广 泛。回答下列问题： (1)基态S原子核外电子的空间运动状态 有 种。 (2)O、FC电负性由小到大的顺序为 OF2的熔、沸点（填“高于”或“低于”） C12O;原因是 1化学 (3)Ni一NTA-Nangold可用于检测或定 位6x组氨酸(His)或Poly一His标记的重 组蛋白。Ni(Ⅱ)一NTA的结构简式如图 所示。 ①与+配位的原子形成的空间结构 为 ②配体N(CH2COO)3中4种元素的I1从 小到大的顺序为 (用元素符号表示)。 ③已知会N中存在大元键，其结构中氮原 子的杂化方式为 (4)ZnS可用于制白色颜料等。ZnS的晶胞 如图所示。 Zn2 ①图中$的坐标有(0,0.0、0，分，》、 (1,1,1)等，图中与S2= 号，号}距离最近 0,22 的Zn2+有 (填坐标)。 ②ZnS的密度为 g·cm3(设Va为 阿伏加德罗常数的值)。 4.我国某大学教授团队在N5合 成上取得了里程碑性研究成果 世界上首个五氮阴离子盐 (N)(HO)(NH)CI(R 代表)。时隔不久，他们在该领 域再次取得突破，成功制得全 氮阴离子(N)金属盐 Co(N)2(H2O)4·4H2O。这 是一种配合物分子，其结构式如图所示。 回答下列问题： (1)试就上述两种盐进行有关分析： ①金属盐Co(N)2(H2O)4·4H2O中，中心 离子钴的配位数为 ,试画出金属盐中 钴离子的价层电子轨道表示式 ②热分析结果显示盐(N)。(H3O)3 (NH4),C1分解温度高达116.8℃，具有非 常好的热稳定性。这与其结构中含有类似 苯分子中的大π键有关。N中的N原子 14( 的杂化轨道类型为 ,N5中的o键总 数为 个。 ③氮氮键的键能：N5 H2N—NH2 (填“>”或“<”)。 (2)R的晶体密度为pg·cm3,其立方晶胞 参数为anm,晶胞中含有y个[(N)6 (HO)3(NH4)4C]单元，该单元的相对分 子质量为M,则y的计算表达式为 (用NA和字母表示)。 5.第ⅢA族元素及其化合物应用广泛。请回答： (1)关于第ⅢA族元素原子结构及性质的描 述，下列说法正确的是 (填标号)。 A.硼的第一电离能比同周期相邻元素的小 B.第三周期元素的简单离子中，A3+半径 最小 C.共价晶体硬度：AIN>BN D.Ga价层电子排布式：3d°4s2 (2)某种含铝晶胞结构如 090 图所示： Al ①化学式是 0 Q ②该晶胞图中有 种不同化学环境的F。 (3)PCL能与一些缺电子化合物BCL3、 A1CL等形成加合物，原因是 (4)工业上通过氟磷灰石[Ca(PO4)3F]生 0 成的磷酸( ),用来制备三聚 HO OH OH 磷酸铝(AIH2P3O。·2H2O),流程如下： 二P回鲁65%的系列作YA1H:P,O0 ·2H20 操作 Ca(PO):F、电炉 焦炭，石英 LSiF..co CaSiO3 已知：三聚磷酸铝为白色片状晶体，难溶 于水。 ①操作X为 ②写出电炉中反应的化学方程式： ③HPO4脱水成环生成三聚偏磷酸 [(HPO)3],写出(HPO3)3的结构式： ④系列操作Y:升温至40℃，边搅拌边缓慢 加入 (两性物质)，中和、缩合，一 段时间后， (操作方法)，得到 AlH2P3O1o·2H2O。1化学 2.B[A.W位于立方体的顶角，以顶角W为例，在此晶胞 内，离该顶角最近且距离相等的O原子位于该顶角所在 3条棱的棱心，由于该顶角在8个晶胞里，而棱上的原子 被4个晶胞共有，所以与W最近且距离相等的O原子 有3X8×子=6，故A正确：且0元素化合价为-2价，负 化合价总数为一6，设W元素的平均化合价为y,根据化合 物中各元素正负化合价代数和为0可得：一6十y十x=0,y =6一xx的值增大y减小，即W元素的平均化合价降低， 故B错误；C.0.44x0.95时，立方晶胞中W个数为 8X日-=1.0个：为12×=3，若x=0.5,品胞质量为m =184+16×3+23x g,晶胞体积为V=(aX10°)cm,则密 N 184+16×3+23×0.5 度p= m NA V (a×1010) g/cm2=243.5X100 a·N8/cm, 所以密度为243.5X100 a3·N g·cm3时，x=0.5,故C正确： D.NWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，即 空位数不同，吸收的可见光波长不同，故D正确。] 3.B[A.六方晶胞中，W(黑球)：8个位于棱心，2个位于 面心，数日为8×号+2×号=3：0（白球）：16个0位于 品胞面上】个位于体心，数目为16×号十1=9。因此 N(W):N(O)=3:9=1:3,化学式为WO,A错误； B.六方晶胞底面为夹角120°的平行四边形，边长为 anm,因此底面积：S=a nma nm sin120°-anm,品 胞高为cnm,体机V=三2acmm=2acXI0c 品胞8质量m-3议189X15g爬：会度p=号- N 696 NA ·cm3=4643X102 g·cm3,B正确： exno- NAa'c C.分数坐标的定义是以晶胞各轴的边长为单位1，坐标 分量均为0~1的无量纲数，不会出现a,3号W的分数 坐标应为（号00心）C错误：D六方晶系zy轴炙角为 120°，1号)和3号W的位置关系可以表示为 0.5c,1号)和3号W的核间距为 30.5a √()+（受）m= -nm,D错误。] 2 4.C[A.根据均摊法原则可知，晶胞中白球和黑球的数目 均为4，故化学式为CuBr,故A项错误；B.由图可知，溴 位于晶胞顶角，其周围最近且距离相等的溴位于面心， 有12个，故B项错误；C.晶胞的质量为4X(64+80 NA g 设晶胞参数为acm,则晶体的密度为p=V 4×(64+80) NA g acm' 34×(64+80) cm,Cu原子与Br原子之间的最短距 ONA 离为体对角线的，即Cu原子与Br原子之间的最短距 高为 34×(64+80) cm,故C项正确；D.溴化亚铜为 6 离子晶体，故D项错误。] 5.D[A.由晶胞图可知，S),分子位于长方体的棱心和体 心，1个晶胞中含(12×是+1)个S0,分子，含有8个0 原子，A错误：B.由图可知晶胞中S),分子的取向不完 全相同，如1号和2号S0,分子，B错误：C.1号和2号S 原子间的核间距离为上、下面面对角线的一半，即2 √a十bpm,C错误：D.以体心的S原子为例，由于a≠ b≠c,每个S原子周围与其等距且紧邻（距离最小）的S 原子有4个，D正确。] 6.AA.由晶胞的结构可知六个铁原子构成正八面体， 碳原子位于铁原子构成的八面体中心的间隙位置，故A 错误：B.每个品胞中Fe原子数为8X日十6×=4，C 原子数为12×+1=4，故臭氏体的化学式为eC,故 B正确：C.每个晶胞合有4个FeC,质量为4X68g,晶胞 4×68 的边长为dgcm 272×10”pm,晶胞中最近的两 JNA 个破原子的E离为号×震×10m故C运AD Fe的价层电子排布式为3d4s,Co的价层电子排布式 为3d4s,失去第3个电子时，铁的核外电子排布为半充 满结构，较稳定，故铁原子第三电离能小于C0原子的第 三电离能，故D正确。] 大题突破物质结构与性质综合题 1.解析：(1)①C0是27号元素，故Co+的价层电子排布式 为3d; ②KCoF,晶体中每个小正八面体的顶点均为F,F位 于正六面体的棱心，K位于正六面体体心，故距离K 最近的F有12个； 圆一个品胞含有1个KCoP,晶胞质量m=g,设演 晶胞的棱长为apm,体积为V=(aX101o)3cm,由晶 3155×10°： 体密度p=役，可得a√pN (2)①位点1中N原子为sp杂化，键角约为120°，位点 2中N原子为sp杂化，且含有1个孤电子对，键角小于 10928',故C-N一C键角的大小为：位点1>位点2； ②该分子梭可以通过加入酸或碱使冠醚b在位，点1和位 ,点2之间来回移动，说明冠醚b与位点2之间的相互作 用为静电相互作用和氢键，故选：cd; (3)反应速率加快是因为增大了高锰酸根离子在环己烯 中的浓度，故原因为：冠醚c易溶于环己烯且适配K 增大K+在环己烯中的溶解度，为了平衡电荷，MnO进 入环己烯层，在环己烯中的浓度（溶解度）增大，氧化环 己烯的反应速率增大。 3155×109 答案：(1)①3d②12③√N (2)①C一N一C键角：位点1>位点2；位点1处N为sp 杂化，键角约为120°，位点2处N为sp杂化，且含有1 个孤电子对，键角小于10928'②cd (3)冠醚c易溶于环已烯且适配K,增大K在环己烯 中的溶解度，为了平衡电荷，MnO),进人环己烯层，在环 己烯中的浓度（溶解度）增大，氧化环己烯的反应速率 增大 2.解析：(1)雄黄中没有π键，As最外层有5个电子，形成 8电子结构需要形成3个单键，S最外层有6个电子，形 成8电子结构需要形成2个单键，又雄黄的分子式为 As:S,故选A;As,S,中As与S形成3个。键且孤电子 对数为1，则As原子为sp杂化；AsS:中S为负价，As 为正价，则电负性较大的为S: (2)阴离子BF:中中心原子价层电子对数为：4十号× (3十1一1×4)=4，则BF:空间结构是正四面体：若将咪 唑基中的烃基替换为日原子，阳离子体积减小，离子键 增强，同时咪唑基中的N一H键可与BF,中的F原子 形成氢键，使离子液体的黏稠度将增加，不利于离子 传导： (3)①绪的原子序数为32，则基态锗原子的价层电子排 布式是4s4p2;图a中Ge晶胞中Ge在顶点、面心和体 对角线四分之一处，其俯视图为 ● ②X晶体中Ge个数为8×是+4X号+1=4个，Sb个 8 2 教为8个，Hg个数为6×号+4X=4,其化学式为 HgGeSb2;以X晶体中间面心Ge分析，与Ge距离最近 的Ge原子数目为4。 答案：(1)Asp3S (2)正四面体将烃基替换为H原子，阳离子体积减小， 离子键增强，同时咪唑基中的N一H键可与BF,中的F 原子形成氢键 O (3)①4s4p ②HgGeSb, 4 3.解析：(1)Si为14号元素，电子排布式为 1s2s2p3s3p,共占有8个原子轨道，则核外电子有8 种空间运动状态： (2)同主族元素电负性自上而下逐渐减小，同周期元素 电负性自左而右逐渐增大，则电负性：CI<O<F:OF 与CL,)分子中都不含氢键，则熔、沸点与分子间作用力 有关，即相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸 点越高，由于OF,比CL,)相对分子质量小，分子间作用 力小，则熔、沸，点OF。低于C1O: (3)①由配合物的结构可知，镍离子与具有孤电子对的 氯原子和氧原子形成配位键，配位数为6，空间结构为八 面体形； ②配体4种元素中，同周期元素，从左到右第一电离能 呈增大趋势，氨原子2p的轨道为稳定的半充满结构，元 素的第一电离能大于相邻元素，H只有一个电子，位于 1s轨道，离原子核的距离比C的最外层两个位于2s轨 道上的电子要近得多，所以原子核对电子的束缚力更 大，因此第一电离能也就更大，即日>C,则第一电离能 由小到大的顺序为C<H<O<N; ③N原子形成3个。键，未参与杂化的轨道形成大π 键，氯原子的杂化方式为sp杂化； (④0选取坐标原点硫离子00,0)后，图中与S(（0,22)】 距房溪远的2公有（仔是·）（仔子昌）》： ②由ZnS晶胞的结构可知，Zn+位于晶胞内，共有4个， 位于顶点和面心，共有4个，则其密度=V=N 4×(32+65)g =388×103 (ax10-10)3NA cm3 a NA g·cm3。 答案：(1)8 (2)C1<O<F低于OF,比CL,)相对分子质量小，分 子间作用力小 (3)①八面体形②C<H<O<N③sp 36 练习册参考答案 00(片子·)和（只）@8X0 aNA 4,解析：(1)①根据结构可知，金属盐Co(N)2(HO)· 4H,O中，N和H,O都是单齿配体，中心离子钻的配位 数为6，钴是第27号元素，钻离子的价层电子轨道表示 3d 式为幻 ②N结构中含有类似苯分子中的大π键，所以N一 N 定是平面封闭环状结构NN]),所以N原子的 N-N 杂化类型一定是sp杂化，这样才能保证其形成平面环 状结构；根据两个原子之间成键一定有且只有1个。键 的原理，得到N5的平面环状结构中一定有5个σ键； ③大π键会使原子间的结合力增加，键能增加，故氯氯 键的键能：N>H2N一NH,; (2)已知单元的相对分子质量为M,所以每个单元的质 量为M/NAg。晶胞中含有y个[(N)(HO): (NH:):C门单元，所以晶胞质量为M/NA g。晶胞边长 为anm,即aX10?cm,所以晶胞体积为a3X101cm3。 M 由上可以得到晶体的蜜度为p一。×10宁g·cm,解 得y=apWX10 M 3d 答案：(1)①6 个个幻 ②sp5 ③> (2)apWA·10-4 M 5.解析：(1)A.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋 势，Be是4号元素，其基态Be原子的价层电子排布式为 2s2,是稳定的半充满结构，第一电离能大于B,故硼的第 一电离能比同周期相邻元素的小，A正确； B.电子层数越多，半径越大，电子层结构相同，核电荷数 大的半径小，故第三周期元素的简单离子中，A+半径 最小，B正确； C,原子半径Al>B,共价键键长：AIN>BN,键能：AIN< BN,硬度：AIN<BN,C错误； D.基态Ga原子价层电子排布式为4s4p,则Ga+价层 电子排布式为4s,D错误： 故选AB: (2)①晶胞中K个数为1，F个数为16X=4,A+ 个数为8X日=1，则化学式为：KAE: ②上下两个面棱心上的F和竖直方向棱上的F所处 的环境不同，共有2种； (3)PCL,能与一些缺电子化合物BCL,、AICL等形成加合 物，原因是BCL、AICL3有空轨道，PCL,提供CI厂与BCL3、 AICL,形成配位键，生成PCI、BCI:、AICI,; (4)氟磷灰石[Ca(P0,)F]和石英、焦炭在电炉中加热， 得到CSiO3和气体，气体产物冷凝得到P,和SiF:、CO 的混合气体，P:和氧气、水反应得到65%磷酸，升温至 40℃，边搅拌边缓慢加入A1(OH):或AlO(两性物 质)，中和、缩合，一段时间后，过滤、洗涤、干燥得到 1化学 AlH,P,O1o·2H,O: ①操作X为冷凝（或冷却），分离出P,和S,、CO)的混 合气体； ②电炉中氟磷灰石[C(P))3F]和石英、焦炭在电炉中 加热，得到CaSi0,和三种气体，反应的化学方程式为 4Ca,(PO,)3F+21Si)2+30C3P,◆+30C)◆+ Sif,↑+20 CaSiO3; ③三聚偏磷酸[(HPO3)],可由磷酸分子间脱水生成， 推测其结构类似于焦磷酸的结构，是三个分子间脱水形 HO p 成环状结构，其结构式是OO O OH+ P HO OO ④根据提示词，两性物质，则需要加入关于Al的两性物 质，如Al()H)3(或Al)3),一段时间后，过滤、洗涤、千 燥得到AIH:P:O1。·2H2O。 答案：(1)AB (2)①KAIF.②2 (3)PCL,提供C1与BCL3、AlCL形成配位键，生成 PCI、BCL、AICL (4)①冷凝（或冷却）②4Ca(PO,),F+21SiO,+30C -3P.◆+30C0◆+SiF,↑+20 CaSiO3 HO 0 P ③000H ④A1(OH)(或ALO3)过 HO 滤、洗涤、干燥 专题精淮强化9新型化学电源 1.C[LiO2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li eLi,多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2 十2e一O,随温度升高Q增大，正极区)转化为 O:充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为 阳极，0或)失去电子。 A由分析可知，电池总反应方程式为：0，十21i宽起 放电 Li0我0，十：瓷意2L0,克就包时有广参与我生 成，因此熔融盐中LiN(),的物质的量分数影响充放电速 率，A正确；B.L比K的半径小，因此Li优先于K 通过固态电解质膜，B正确；C.放电时，正极得到电子， O中氧为一1价，0中氧为一2价，因此随温度升高 Q增大，正极区)转化为)，C错误：D.充电时，锂 电极为阴极，连接电源负极，D正确。] 2.D[A.由钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低可 知，与锂离子电池相比，钠离子电池比锂离子电池内阻 大，短路时瞬间发热量小于锂离子电池，具有不易发热， 具备更高安全性的优点，故A正确：B.由分析可知，充电 时，Na1-MnO,电极为阳极，NaMnO2在阳极失去电子 发生氧化反应生成Na1-,MnO2和钠离子，电极反应式 为NaMnO,-xe一Na1-,MnO2+xNa,故B正确： C.由电池反应可知，放电时Na1-MnO,电极为正极，钠 离子作用下Na1-,MnO2在正极得到电子发生还原反应 36 生成NaMnO,,放电过程中钠元素的化合价未发生改变， 故C正确：D.废旧钠离子电池里面有残余电量，为了防 止拆卸电池中发生意外，废旧钠离子电池进行“放电处 理”时，应将硬碳中的钠转化为钠离子，故D错误。] 3.B[由题千图示信息可知，放电时储罐甲的电极反应 为：[H2(VO2)12(RCH,PO3)g]4--+xe [H12(VO2)1(RC H,PO,)g],发生还原反应，作正极， 而储罐乙的电极反应为：[PW12O。]一e一 [PWO。],发生氧化反应，作负极，据此解答。A.胶 体的粒子直径为1~l00nm,故该胶体液流电池中较大 离子直径约为1×10"m~1×10'm,A正确：B.根据电 池工作原理图充电时，储罐乙发生电极反应： [PW2O]3+e一-[PW1eO。],作阴极，接在直流 电源的负极，B错误；C.根据电池工作原理图放电时，负 极反应为：[PW2O]-一e一一[PW12Oo]3-,C正确； D.转移1mol电子时，理论上有1molH+从右向左迁 移，则储罐甲质量增加1g,D正确。] 4.C[由题图知，)。在a电极上得电子生成)H,a电极 为电池正极，Cu,O在b电极上失电子转化成Cu),b电 极为电池负极，在负极区，葡萄糖被CO氧化为葡萄糖 酸，CuO被还原为Cu,O,则电池总反应为葡萄糖被O2 氧化为葡萄糖酸，A正确：C山，)在b电极上失电子转化 成CuO,CuO氧化葡萄糖时被还原生成Cu,),它们的相 互转变起催化作用，B正确；根据反应2CH1)。十O, 一-2CHeO,可知，1 mol C.H12O参加反应时转移 2mol电子，18mgCH1O的物质的量为0.1mmol,则 消耗18mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2mmol电子流 入，C错误；原电池中阳离子从负极移向正极，故N迁 移方向为b>a,D正确。] 5.D[N极V化合价十5-~十4，得电子，则N极为正极， 电极反应式为VO+e+2Ht一VO++HO,故M 极为负极，电极反应式为：HMF+6OH一6e 4H,O+FDCA。生成的VO+在NO、HNO,的催化下 与氧气反应生成VO和HO。A.根据分析，N极为正 极，M极为负极，电子由M极通过外电路转移到N极， 故A错误；B.根据分析，M极的电极反应为HMF十 6OH一6e4H,)十FDCA,故B错误：C.由图示可 知，HN)3通过通入氧气再生，循环利用，无需添加，故C 错误；D.根据得失电子守恒，列出关系式：1.5mol()2~ 6mole~1 mol FDCA,故D正确。] 6.C[A.标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳 碳单键、碳碳双键、碳氯单键、碳氨双键和碳氢键等多种 共价键，还有由N提供孤电子对、Z提供空轨道形成的 配位键，A正确；B.由分析可知，该电池总反应为I5十Zn 放电 Zn++31,B正确：C.充电时，阴极电极反应式为Z+ 充电 +2e一Zn,被还原的Zn+主要来自电解质溶液，C错误； D.放电时，负极的电极反应式为Zn一2e一Zn+,因 此消耗0.65gZn(物质的量为0.01mol),理论上转移 0.02mol电子，D正确。] 7.B[A.放电时，正极发生还原反应，S。得到电子与Li 结合生成Li2S,根据得失电子守恒和电荷守恒，正极反 应式为S。+16Li+16e一-8LiS,A正确；B.充电时， 阳极反应为8Li,S一16eSg十16Li,每转移16mol 电子，有8molS(即256g)被氧化，所以电路中每转移 101电子，孩氧化的硫的魔量为碧=16g,但这里是