資源簡介

[熱點題空]　第2練　高考大題中有關物質結構與性質的考查
1.(2分)[2024·河北，16(1)節選]釩原子的價層電子排布式為　　　　　　　。
2.(4分)[2024·安徽，15(1)(7)](1)Cu位于元素周期表第　　　　　周期第　　　　　族。
(7)Na2S2O3可被I2氧化為Na2S4O6。從物質結構的角度分析S4的結構為(a)而不是(b)的原因：　　　。
3.(3分)[2024·安徽，17(4)]乙烯是一種用途廣泛的有機化工原料。由乙烷制乙烯的研究備受關注。回答下列問題：
乙烷制乙烯
通過Cu+修飾的Y分子篩的吸附-脫附。可實現C2H4和C2H6混合氣的分離。Cu+的　　　　與C2H4分子的π鍵電子形成配位鍵，這種配位鍵強弱介于范德華力和共價鍵之間。用該分子篩分離C2H4和C2H6的優點是　　　　　。
4.(5分)[2024·新課標卷，29(1)(2)]Ni(CO)4(四羰合鎳，沸點43 ℃)可用于制備高純鎳，也是有機化合物羰基化反應的催化劑。回答下列問題：
(1)Ni基態原子價電子的軌道表示式為　　　　　　　　　　　　。鎳的晶胞結構類型與銅的相同，晶胞體積為a3，鎳原子半徑為　　　　　　　　。
(2)Ni(CO)4結構如圖甲所示，其中含有σ鍵的數目為　　　　，Ni(CO)4晶體的類型為　　　　　　。
5.(2分)[2023·遼寧，17(2)]噻吩()沸點低于吡咯()的原因是　　　　　　　。
6.(4分)[2023·湖北，16(1)(5)](1)Co位于元素周期表第　　　　周期第　　　　族。
(5)導致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　(填標號)。
a.Si—Cl鍵極性更大 b.Si的原子半徑更大
c.Si—Cl鍵鍵能更大 d.Si有更多的價層軌道
7.(3分)[2023·新課標卷，29(3)]合成氨催化劑前驅體(主要成分為Fe3O4)使用前經H2還原，生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系，晶胞參數a=287 pm，密度為7.8 g·cm-3，則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數為　　　　　　　　(列出計算式，阿伏加德羅常數的值為NA)。
8.(6分)[2023·湖南，17(1)(6)(7)]超純Ga(CH3)3是制備第三代半導體的支撐源材料之一，工藝流程如下：
相關物質的沸點：
物質 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸點/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是　　　　。
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是　　　　　　　。
(7)比較分子中的C—Ga—C鍵角大小：Ga(CH3)3　　　　　　　Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”)，其原因是　　　　　　　　。
9.(10分)(2024·浙江6月選考，17)氧是構建化合物的重要元素。請回答：
(1)某化合物的晶胞如圖1，Cl-的配位數(緊鄰的陽離子數)為　　　　；寫出該化合物的化學式：　　　　， 寫出該化合物與足量NH4Cl溶液反應的化學方程式：　　　　　　　。
(2)下列有關單核微粒的描述正確的是　　　　。
A.Ar的基態原子電子排布方式只有一種
B.Na的第二電離能>Ne的第一電離能
C.Ge的基態原子簡化電子排布式為[Ar]4s24p2
D.Fe原子變成Fe+，優先失去3d軌道上的電子
(3)化合物HA、HB、HC和HD的結構如圖2。
①HA、HB和HC中羥基與水均可形成氫鍵(—O—H…OH2)，按照氫鍵由強到弱對三種酸排序：　　　　　　　　　　　，請說明理由：　　　　　　　　　　　。
②已知HC、HD鈉鹽的堿性：NaC>NaD，請從結構角度說明理由：　　　　。
10.(11分)(2024·山東，16)錳氧化物具有較大應用價值，回答下列問題：
(1)Mn在元素周期表中位于第　　　　　周期　　　　　族；同周期中，基態原子未成對電子數比Mn多的元素是　　　　　(填元素符號)。
(2)Mn的某種氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如圖所示，該氧化物化學式為　　　　　。
當MnOx晶體有O原子脫出時，出現O空位，Mn的化合價　　　　(填“升高”“降低”或“不變”)，O空位的產生使晶體具有半導體性質。下列氧化物晶體難以通過該方式獲有半導體性質的是　　　　(填標號)。
A.CaO B.V2O5
C.Fe2O3 D.CuO
(3)[BMIM]+B(見圖)是MnOx晶型轉變的誘導劑。的空間構型為　　　　　；[BMIM]+中咪唑環存在大π鍵，則N原子采取的軌道雜化方式為　　　　　。
(4)MnOx可作HMF轉化為FDCA的催化劑(見下圖)。FDCA的熔點遠大于HMF，除相對分子質量存在差異外，另一重要原因是　　　　。
答案精析
1.3d34s2
解析　釩是23號元素，其價層電子排布式為3d34s2。
2.(1)四　ⅠB　(7)(a)結構中電子云分布較均衡，結構較為穩定，(b)結構中正電中心和負電中心不重合，極性較大，較不穩定，且存在過氧鍵，過氧鍵的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)結構
解析　(1)Cu的原子序數為29，位于第四周期第ⅠB族。
3.4s空軌道　 識別度高，能有效將C2H4和C2H6分離，分離出的產物中雜質少，純度較高，且分子篩可重復使用
4.(1)　a　(2)8　分子晶體
5.吡咯可形成分子間氫鍵，使熔、沸點升高
6.(1)四　Ⅷ　(5)abd
解析　(1)Co是27號元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。(5)a項，Si—Cl鍵極性更大，易受到極性強的H2O的影響，易水解；b項，Si的原子半徑大，非金屬性弱，Si—Cl鍵的極性強，分子中Si原子帶有一定的正電荷，容易受到極性強的H2O的吸引，使之容易水解；d項，Si位于第三周期，3d軌道更易和H2O分子中的O原子配位。
7.
解析　已知α-Fe屬于立方晶系，晶胞參數a=287 pm，密度為7.8 g·cm-3，設其晶胞中含有Fe的原子數為x，則α-Fe晶體密度ρ= g·cm-3=7.8 g·cm-3，解得x=。
8.(1)分子晶體　(6)Ga(CH3)3和Et2O的沸點接近，而Ga(CH3)3和NR3的沸點相差較大，解配后可以分離出Ga(CH3)3　(7)>　Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化，故鍵角較小
解析　(1)晶體Ga(CH3)3的沸點較低，晶體類型是分子晶體。(6)直接分解Ga(Et2O)時由于Et2O的沸點較低，與Ga(CH3)3一起蒸出，不能制備超純Ga，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga的理由是根據題給相關物質沸點可知，NR3沸點遠高于Ga(CH3)3，與Ga(CH3)3易分離。
9.(1)12　K3ClO　K3ClO+2NH4Cl+H2O===3KCl+2NH3·H2O　(2)AB　(3)①HC>HB>HA　O、S、Se的電負性逐漸減小，鍵的極性：CO>CS>CSe，使得HA、HB、HC中羥基的極性逐漸增大，羥基與H2O形成的氫鍵逐漸增強　②原子半徑：S>O，鍵長：S—H>O—H，S—H鍵更易斷鍵電離，因此HD酸性更強，酸根不易水解，堿性：NaC>NaD
解析　(1)由均攤法得，晶胞中Cl的數目為8×=1，O的數目為1，K的數目為6×=3，即該化合物的化學式為K3ClO；由圖可知，Cl-的配位數為=12；該化合物可看成KCl·K2O，與足量NH4Cl溶液反應生成KCl和NH3·H2O，反應的化學方程式為K3ClO+2NH4Cl+H2O===3KCl+2NH3·H2O。(2)基態Ar原子的電子排布方式只有1s22s22p63s23p6一種，A項正確；Na的第二電離能指氣態基態Na+失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需的最低能量，Na+和Ne具有相同的電子層結構，Na+的核電荷數大于Ne，Na+的原子核對外層電子的引力大于Ne的，故Na的第二電離能>Ne的第一電離能，B項正確；Ge的原子序數為32，基態Ge原子的簡化電子排布式為[Ar]3d104s24p2，C項錯誤；基態Fe原子的價層電子排布式為3d64s2，Fe原子變成Fe+，優先失去4s軌道上的電子，D項錯誤。
10.(1)四　ⅦB　Cr　(2)MnO2　降低　A
(3)正四面體形　sp2　(4)FDCA形成的分子間氫鍵更多
解析　(1)基態Mn的電子排布式為[Ar]3d54s2，位于元素周期表第四周期ⅦB族，未成對電子數有5個，同周期中，基態原子未成對電子數比Mn多的元素是Cr，基態Cr的電子排布式為[Ar]3d54s1，有6個未成對電子。(2)由均攤法得，晶胞中Mn的數目為1+8×=2，O的數目為2+4×=4，即該氧化物的化學式為MnO2；MnOx晶體有O原子脫出時，出現O空位，即x減小，Mn的化合價為+2x，即Mn的化合價降低；過渡金屬有多種可變化合價，其氧化物通過脫出氧原子，出現O空位，獲得半導體性質，CaO不能通過這種方式獲得半導體性質。(3)中B的價層電子對數為4+=4，為sp3雜化，空間構型為正四面體形；咪唑環存在大π鍵，N原子形成3個σ鍵，雜化方式為sp2。(4)由HMF和FDCA的結構可知，HMF和FDCA均能形成分子間氫鍵，FDCA分子中含有兩個羧基，形成的分子間氫鍵的機會更多，使得FDCA的熔點遠大于HMF。(共27張PPT)
[熱點題空]
專題四　第2練　
高考大題中有關物質
結構與性質的考查
釩是23號元素，其價層電子排布式為3d34s2。
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1.[2024·河北，16(1)節選]釩原子的價層電子排布式為　　 　。
3d34s2
2.[2024·安徽，15(1)(7)](1)Cu位于元素周期表第　　周期第　　　族。
(7)Na2S2O3可被I2氧化為Na2S4O6。從物質結構的角度分析S4的結構為(a)而不是(b)的原因：____________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________。
四
ⅠB
(a)結構中電子云分布較均衡，結構較為穩定，
(b)結構中正電中心和負電中心不重合，極性較大，較不穩定，且存在過氧鍵，過氧鍵的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)結構
Cu的原子序數為29，位于第四周期第ⅠB族。
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3.[2024·安徽，17(4)]乙烯是一種用途廣泛的有機化工原料。由乙烷制乙烯的研究備受關注。回答下列問題：
【乙烷制乙烯】
通過Cu+修飾的Y分子篩的吸附-脫附。可實現C2H4和C2H6混合氣的分離。Cu+的　　　 　與C2H4分子的π鍵電子形成配位鍵，這種配位鍵強弱介于范德華力和共價鍵之間。用該分子篩分離C2H4和C2H6的優點是______
________________________________________________________________________________。
4s空軌道
高，能有效將C2H4和C2H6分離，分離出的產物中雜質少，純度較高，且分子篩可重復使用
識別度
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配合物中，金屬離子通常提供空軌道，配體提供孤電子對，Cu+的4s軌道為空軌道，則Cu+的4s空軌道與C2H4分子的π鍵電子形成配位鍵。C2H4能與Cu+形成配合物而吸附在Y分子篩上，C2H6中無孤電子對不能與Cu+形成配合物而無法吸附，通過這種分子篩分離C2H4和C2H6，優點是識別度高，能有效將C2H4和C2H6分離，分離出的產物中雜質少，純度較高，且分子篩可重復使用。
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4.[2024·新課標卷，29(1)(2)]Ni(CO)4(四羰合鎳，沸點43 ℃)可用于制備高純鎳，也是有機化合物羰基化反應的催化劑。回答下列問題：
(1)Ni基態原子價電子的軌道表示式為　　　　 　　　　　　　　。
鎳的晶胞結構類型與銅的相同，晶胞體積為a3，鎳原子半徑為　　　。
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a
Ni為28號元素，其基態原子的核外電子排布式為[Ar]3d84s2，則其價電
子軌道表示式為 ；銅的晶胞結構示意
圖為 ，鎳的晶胞結構類型與銅的相同，則鎳原子半徑為
晶胞面對角線長度的，因為晶胞體積為a3，所以晶胞
棱長為a，面對角線長度為a，則鎳原子半徑為a。
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單鍵均為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵，由Ni(CO)4的結構可知，4個配體CO與中心原子Ni形成的4個配位鍵均為σ鍵，而每個配體CO中含有1個σ鍵和2個π鍵，因此1個Ni(CO)4分子中含有8個σ鍵。Ni(CO)4的沸點為43 ℃，因此其晶體類型為分子晶體。
(2)Ni(CO)4結構如圖甲所示，其中含有σ鍵的數目為　　　，
Ni(CO)4晶體的類型為　　　　　。
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分子晶體
5.[2023·遼寧，17(2)]噻吩( )沸點低于吡咯( )的原因是_______
　　　　　 　　。
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形成分子間氫鍵，使熔、沸點升高
吡咯可
Co是27號元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。
6.[2023·湖北，16(1)(5)](1)Co位于元素周期表第　　周期第　　　族。
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四
Ⅷ
a項，Si—Cl鍵極性更大，易受到極性強的H2O的影響，易水解；b項，Si的原子半徑大，非金屬性弱，Si—Cl鍵的極性強，分子中Si原子帶有一定的正電荷，容易受到極性強的H2O的吸引，使之容易水解；d項，Si位于第三周期，3d軌道更易和H2O分子中的O原子配位。
(5)導致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　(填標號)。
a.Si—Cl鍵極性更大 b.Si的原子半徑更大
c.Si—Cl鍵鍵能更大 d.Si有更多的價層軌道
abd
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已知α-Fe屬于立方晶系，晶胞參數a=287 pm，密度為7.8 g·cm-3，設其晶胞中含有Fe的原子數為x，則α-Fe晶體密度ρ= g·cm-3=
7.8 g·cm-3，解得x=。
7.[2023·新課標卷，29(3)]合成氨催化劑前驅體(主要成分為Fe3O4)使用前經H2還原，生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系，晶胞參數a=
287 pm，密度為7.8 g·cm-3，則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數為___________
(列出計算式，阿伏加德羅常數的值為NA)。
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(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是　 　　　。
8.[2023·湖南，17(1)(6)(7)]超純Ga(CH3)3是制備第三代半導體的支撐源材料之一，工藝流程如右：
相關物質的沸點：
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分子晶體
物質 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸點/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
晶體Ga(CH3)3的沸點較低，晶體類型是分子晶體。
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是____________
______________________________________________________
_____________________。
Et2O的沸點接近，而Ga(CH3)3
和NR3的沸點相差較大，解配
后可以分離出Ga(CH3)3
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物質 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸點/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
Ga(CH3)3和
直接分解Ga(Et2O)時由于Et2O的沸點較低，與Ga(CH3)3一起蒸出，不能制備超純Ga，
而本流程采用“配體交換”
工藝制備超純Ga的
理由是根據題給相關物質
沸點可知，NR3沸點遠高
于Ga(CH3)3，與Ga(CH3)3
易分離。
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(7)比較分子中的C—Ga—C鍵角大小：Ga(CH3)3____________Ga(CH3)3(Et2O)
(填“>”“<”或“=”)，其原因是________________________________
_______________________________________。
Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化，故鍵角較小
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Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化，而
9.(2024·浙江6月選考，17)氧是構建化合物的重要元素。請回答：
(1)某化合物的晶胞如圖1，Cl-的配位數(緊鄰的陽離子數)為　　；寫出該化合物的化學式：　　　　， 寫出該化合物與足量NH4Cl溶液反應的化學方程式：　　 　　　　　。
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K3ClO
K3ClO+2NH4Cl+H2O===3KCl+2NH3·H2O
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由均攤法得，晶胞中Cl的數目為8×=1，O的數目為1，K的數目為6×=3，即該化合物的化學式為K3ClO；由圖可知，Cl-的配位數為=12；該化合物可看成KCl·K2O，與足量NH4Cl
溶液反應生成KCl和NH3·H2O，反應的化學方程式
為K3ClO+2NH4Cl+H2O===3KCl+2NH3·H2O。
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(2)下列有關單核微粒的描述正確的是　　　　。
A.Ar的基態原子電子排布方式只有一種
B.Na的第二電離能>Ne的第一電離能
C.Ge的基態原子簡化電子排布式為[Ar]4s24p2
D.Fe原子變成Fe+，優先失去3d軌道上的電子
AB
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基態Ar原子的電子排布方式只有1s22s22p63s23p6一種，A項正確；
Na的第二電離能指氣態基態Na+失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需的最低能量，Na+和Ne具有相同的電子層結構，Na+的核電荷數大于Ne，Na+的原子核對外層電子的引力大于Ne的，故Na的第二電離能>Ne的第一電離能，B項正確；
Ge的原子序數為32，基態Ge原子的簡化電子排布
式為[Ar]3d104s24p2，C項錯誤；
基態Fe原子的價層電子排布式為3d64s2，Fe原子變成Fe+，優先失去4s軌道上的電子，D項錯誤。
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(3)化合物HA、HB、HC和HD的結構如圖2。
①HA、HB和HC中羥基與水均可形成氫鍵(—O—H…OH2)，按照氫鍵由強到弱對三種酸排序：　　　　　　，請說明理由：_________________
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HC>HB>HA
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O、S、Se的電負
性逐漸減小，鍵的極性：C==O>C==S>C==Se，使得HA、HB、HC中羥基的極性逐漸增大，羥基與H2O形成的氫鍵逐漸增強
②已知HC、HD鈉鹽的堿性：NaC>NaD，請從結構角度說明理由：____
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半徑：S>O，鍵長：S—H>O—H，S—H鍵更易斷鍵電離，因此HD酸性更強，酸根不易水解，堿性：NaC>NaD
原子
基態Mn的電子排布式為[Ar]3d54s2，位于元素周期表第四周期ⅦB族，未成對電子數有5個，同周期中，基態原子未成對電子數比Mn多的元素是Cr，基態Cr的電子排布式為[Ar]3d54s1，有6個未成對電子。
10.(2024·山東，16)錳氧化物具有較大應用價值，回答下列問題：
(1)Mn在元素周期表中位于第　　　周期　　　族；同周期中，基態原子未成對電子數比Mn多的元素是　　　(填元素符號)。
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四
ⅦB
Cr
(2)Mn的某種氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如圖所示，該氧化物化學式為　　　　　。
當MnOx晶體有O原子脫出時，出現O空位，Mn的化合價　　　　(填“升高”“降低”或“不變”)，O空位的產生使晶體具有半導體性質。下列氧化物晶體難以通過該方式獲有半導體性質的是　　　　(填標號)。
A.CaO B.V2O5 C.Fe2O3 D.CuO
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MnO2
降低
A
由均攤法得，晶胞中Mn的數目為1+8×=2，O的數目為2+4×=4，即該氧化物的化學式為MnO2；MnOx晶體有O原子脫出時，出現O空位，即x減小，Mn的化合價為+2x，即Mn的化合價降低；過渡金屬有多種可變化合價，其氧化物通過脫出氧原子，出現O空位，獲得半導體性質，CaO不能通過這種方式獲得半導體性質。
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中B的價層電子對數為4+=4，為sp3雜化，空間構型為正四面體形；咪唑環存在大π鍵，N原子形成3個σ鍵，雜化方式為sp2。
(3)[BMIM]+B(見圖)是MnOx晶型轉變的誘導劑。的空間構型為
　　　　 　；[BMIM]+中咪唑環存在大π鍵，則N原子采取的軌道雜化方式為　　　。
正四面體形
sp2
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由HMF和FDCA的結構可知，HMF和FDCA均能形成分子間氫鍵，FDCA分子中含有兩個羧基，形成的分子間氫鍵的機會更多，使得FDCA的熔點遠大于HMF。
(4)MnOx可作HMF轉化為FDCA的催化劑(見下圖)。FDCA的熔點遠大于HMF，除相對分子質量存在差異外，另一重要原因是________________
　　　 　。
間氫鍵更多
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FDCA形成的分子

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