大题突破 物质结构与性质综合题-【创新教程】2027年高考化学大二轮专题增分方案课时作业

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Co+,冠醚c可适配K+。 冠醚： 冠醚私 冠醚c (1)Co2+能形成KCoF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NA。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可以通过加人酸或碱使冠醚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KMnO,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后再加入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 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R一N 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,之=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Si原子核外电子的空间运动状态 有 种。 (2)O、F、C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 0 (3)Ni-NTA一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。 H 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N一N中存在大π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S2- 的坐标有(0,00.0，分，2》 (1,1,1)等，图中与S2 ,)距离最近 0,2 的Zn2+有 (填坐标)。 ②ZnS的密度为 g·cm3(设NA为 阿伏加德罗常数的值)。 4.我国某大学教授团队在N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)。(H3O)3(NH4)4Cl(用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,)。(HO) (NH4)4C1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。N5中的N原子 14( 的杂化轨道类型为 ,N5中的。键总 数为 个 ③氨氨键的键能：N H,N-NH, (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)s (HO)3(NH4)4C1]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，A13+半径 最小 C.共价晶体硬度：AlN>BN D.Ga+价层电子排布式：3d1°4s2 (2)某种含铝晶胞结构如 090 图所示： Al ①化学式是 OF 。 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、 A1CL3等形成加合物，原因是 (4)工业上通过氟磷灰石[Ca(PO,)3F]生 0 成的磷酸( ),用来制备三聚 HO OH OH 磷酸铝(A1H2P3O。·2H2O),流程如下： 065%的系列操作YAH,PO0 ·2H20 操作☒ 一巴H,d晚酸 Cas(PO)3F、电炉 -SiF4、CO 焦炭、石英 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 [(HPO3)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。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3×8×}=6，故A正确；B0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x,x的值增大y减小，即W元素的平均化合价降低， 故B错误；C.0.44≤x≤0.95时，立方晶胞中W个数为 8X日=1.0个数为12×号=3，若x=0.5,品胞质量为m =184+16×3+23x g,晶胞体积为V=(aX1010)3cm3,则密 NA 184+16×3+23×0.5 度p一V NA (a×10-0)3 —g/cm3-243.5X10∞ a·N4&/cm, 所以密度为243.5X100 a3·Na g·cm3时，x=0.5,故C正确； D.NaWO3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，数月为8×+2×号-3：0（白球）：16个0位于 晶胞面上，1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WO3,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=号c2nm,品 总高为cnm,作软V==号cm-号dcX10a, 品地总质量m议19X16g肥g,客度D号 NA 696 NA g·cm3=464V3X1021 9cx10 Naac·cm3,B正确， 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（合，0,0），C错误D.六方晶系工y轴夹角为 120°，1号O和3号W的位置关系可以表示为 1 0.5c,1号0和3号W的核间距为 30.5a √()+（）m= 2 -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 g, NA 设晶胞参数为acm,则晶体的密度为p=受 4×(64+80) NA g acm 34×(64+80) a ON cm,Cu原子与Br原子之间的最短距 离为体对角线的号，即Cu原子与B原子之间的最短距 34×(64+80) 离为× cm,故C项正确；D.溴化亚铜为 25 离子晶体，故D项错误。] 5.D[A.由晶胞图可知，SO2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SO2分子的取向不完 全相同，如1号和2号SO2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 √a2十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。门 6.A[A.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.每个晶胞中Fe原子数为8×日十6X合=4，C 原子数为12×是十1=4，故奥氏体的化学式为FeC,故 B正确；C.每个晶胞含有4个FeC,质量为4X68g,晶胞 34×68。 NA E =272×10pm,晶胞中最近的两 的边长为/ag/cm√N 个碳原子的距离为号X/X10“pm,故C正确；D. Fe的价层电子排布式为3d4s2,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Co2+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； 一个晶胞含有1个KCoF3,晶胞质量m=g,设 晶胞的棱长为apm,体积为V=(a×1010)3cm3,由晶 3155×10°； 体密度p=晋，可得a (2)①位点1中N原子为sp2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。 3155×1010 答案：(1)①3d②12③√NA (2)①C-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sp3杂化，且含有1 个弧电子对，键角小于10928'②cd (3)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 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 As4S4,故选A;As4S4中As与S形成3个o键且孤电子 对数为1，则As原子为sp杂化；As4S,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，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，则基态储原子的价层电子排 布式是4s24p2;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×冬+4×号+1=4个，Sb个 8 2 数为8个，g个数为6×号+4×}=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 (3)①4s24p ②HgGeSb2 4 ● 3.解析：(1)Si为14号元素，电子排布式为 1s22s2p°3s3p,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：C1<O<F;OF 与C12O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OF2比C12O相对分子质量小，分子间作用 力小，则熔、沸点OF2低于C12O； (3)①由配合物的结构可知，镍离子与具有孤电子对的 氮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H>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σ键，未参与杂化的轨道形成大π 键，氮原子的杂化方式为sp杂化； (④①选取坐标原点硫离子(0,0,0)后，图中与$(0,2,2) 11 距离限近的2*有（日）（子子，）： ②由ZnS晶胞的结构可知，Zn+位于晶胞内，共有4个， S位于顶点和面心，共有4个，则共密度P=晋-。心 4×(32+65)g 388×103 -(ax10-)NA cm g·cm3。 aNA 答案：(1)8 (2)C1<O<F低于OF2比Cl2O相对分子质量小，分 子间作用力小 (3)①八面体形②C<H<O<N③sp 25 练习册参考答案 4w0(分，是)和（仔星）®388X0 aNA 4.解析：(1)①根据结构可知，金属盐Co(N)2(H2O)4· 4H20中，N写和H20都是单齿配体，中心离子钻的配位 数为6，钻是第27号元素，钻离子的价层电子轨道表示 3d 式为个个个个 ②N:结构中含有类似苯分子中的大π键，所以N写一 N 定是平面封闭环状结构([ N○N),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σ键 的原理，得到N的平面环状结构中一定有5个σ健； ③大π键会使原子间的结合力增加，键能增加，故氨氨 键的键能：N5>H2N一NH2; (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)6(HO)3 (NH4),C]单元，所以晶胞质量为yM/Nag。晶胞边长 为anm,即aX10-cm,所以晶胞体积为a3X10-21cm3。 M yXNA 由上可以得到晶体的密度为p=2X10ag·cm,解 得y=a'pVAX10-a M 。 3d 答案：(1)①6 个个个个个幻 ②sp25 ③> (2)apW·10-21 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，A1+半径 最小，B正确； C.原子半径AI>B,共价键键长：AlN>BN,键能：AIN< BN,硬度：AlN<BN,C错误； D.基态Ga原子价层电子排布式为4s24p',则Ga+价层 电子排布式为4s2,D错误； 故选AB; (2)①晶胞中K个数为1，F个数为16×=4，A时 个数为8X日-1，则化学式为：KAIR,: 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BCL2、AICL等形成加合 物，原因是BCl3、A1CL有空轨道，PCl提供C与BCl、 AICL,形成配位键，生成PCI、BCL、AICL; (4)氟磷灰石[Ca(PO4)3F]和石英、焦炭在电炉中加热， 得到CaSiO,和气体，气体产物冷凝得到P,和SiF4、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)3或A12O3（两性物 质)，中和、缩合，一段时间后，过滤、洗涤、干燥得到 化学 A1H2P3O10·2H2O; ①操作X为冷凝（或冷却），分离出P4和SiF4、CO的混 合气体； ②电炉中氟磷灰石[Ca(PO)F]和石英、焦炭在电炉中 加热，得到CaSiO和三种气体，反应的化学方程式为 4Ca(P04)3F+21SiO2+30C-3P4↑+30C0↑+ SiF4↑+20 CaSiO3; ③三聚偏磷酸[(HPO3)3],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 成环状结构，其结构式是 00 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A1(OH)3(或Al2O3),一段时间后，过滤、洗涤、干 燥得到A1H2PO1。·2H2O。 答案：(1)AB (2)①KA1F,②2 (3)PCL提供CI与BCl、A1Cl形成配位键，生成 PCl4、BCl、AlC1: (4)①冷凝（或冷却）②4Ca5(P04)3F+21SiO2+30C —3P,↑+30C0个+SiF4个+20 CaSiO3 HO ③0000H ④A1(OH)3(或A2O3)过 HO 滤、洗涤、干燥 专题精准强化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一 e一L计，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O, 十2e—O2,随温度升高Q增大，正极区O号转化为 O;充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为 阳极，O或0失去电子。 放电 A.由分析可知，电池总反应方程式为：O2十2Li 充电 0,或0，+4幸2L,0,充放电时有参与或生 成，因此熔融盐中LNO3的物质的量分数影响充放电速 率，A正确；B.Li比K的半径小，因此L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号中氧为一1价，02-中氧为一2价，因此随温度升高 Q增大，正极区O转化为02，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-zMnO2电极为阳极，NaMnO2在阳极失去电子 发生氧化反应生成Na1-zMnO2和纳离子，电极反应式 为NaMnO2-xe一Na1-xMnO2+xNa+,故B正确； C.由电池反应可知，放电时Na1-zMnO2电极为正极，钠 离子作用下a1-MnO2在正极得到电子发生还原反应 25 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(V02)12(RCH,PO3)g]4-)-+xe [H12(VO2)12(RCH4PO3)g]4,发生还原反应，作正极， 而储罐乙的电极反应为：[PW12O4o]-一e [PW2O4o]3,发生氧化反应，作负极，据此解答。A.胶 体的粒子直径为1~100nm,故该胶体液流电池中较大 离子直径约为1×10-9m~1×10-7m,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： [PW12Oo]3-十e—[PW12O4o]1-,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：[PW12Oo]4-e—[PW12O4o]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，O2在a电极上得电子生成OH,a电极 为电池正极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,b电 极为电池负极，在负极区，葡萄糖被CūO氧化为葡萄糖 酸，CuO被还原为Cu2O,则电池总反应为葡萄糖被O2 氧化为葡萄糖酸，A正确；Cu2O在b电极上失电子转化 成CuO,CuO氧化葡萄糖时被还原生成Cu2O,它们的相 互转变起催化作用，B正确；根据反应2C6H2O:十O2 一2C6H2O,可知，1molC6H12O。参加反应时转移 2mol电子，18 mg C.H1zO。的物质的量为0.1mmol,则 消耗l8mg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Na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对+e+2H+一VO2++H2O,故M 极为负极，电极反应式为：HMF十6OH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H,O。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 6OH6e一4H2O+FDCA,故B错误；C.由图示可 知，HNO3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：1.5molO2~ 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 碳单镀、碳碳双键、碳氨单键、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，该电池总反应为十Zn 也Zm+十3T,B正确：C,充电时，阴极电极反应式为Zm+ 充电 十2e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Zn2+,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，Sg得到电子与Li计 结合生成Li2S,根据得失电子守恒和电荷守恒，正极反 应式为Sg十16L计+16e—8Li2S,A正确；B.充电时， 阳极反应为8Li2S-16e一S。+16Li计，每转移16mol 电子，有8molS(即256g)被氧化，所以电路中每转移 ①m0l电子，被氧化的硫的质量为25三16g,但这里是