2018年高考化学真题分类汇编选修3物质结构与性质.pdf

《2018年高考化学真题分类汇编选修3物质结构与性质.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考化学真题分类汇编选修3物质结构与性质.pdf（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、1 2018 年高考化学真题分类汇编 专题 13 选修 3物质结构与性质 1.2018 全国卷-35 化学 选修 3 (15 分) Li 是最轻的固体金属，采用Li 作为负极材 料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题： （1）下列 Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为(填标号 )。 AB C D （2） Li +与 H- 具有相同的电子构型，r(Li +)小于 r(H- )，原因是。 （3） LiAlH 4是有机合成中常用的还原剂， LiAlH 4中的阴离子空间构型是、 中心原子的杂化形式为。LiAlH4中，存在 _（填标号）。 A离子键B键C

2、键D氢键 （4） Li 2O 是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的 Born- Haber 循环计算得到。 可知， Li 原子的第一电离能为kJ mol - 1，O=O 键键能为 kJ mol - 1，Li 2O 晶格能为kJ mol - 1。 （5） Li2O 具有反萤石结构，晶胞如图 (b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗 常数的值为NA，则 Li2O 的密度为 g cm - 3（列出计算式） 。 【答案】(1) D； C (2) Li +核电荷数较大 (3)正四面体 ;sp3 ; AB (4)520 ；498 ； 2908 (5)(87+4 16)/NA(0.46651

3、0 -7)3 【解析】 （ 1）根据核外电子排布规律可知Li 的基态核外电子排布式为1s 22s1，则 D 中能量 最低；选项C 中有 2 个电子处于2p 能级上，能量最高； （2）由于 Li 与 H核外电子排布相同， 而 Li 的核电荷数较大， 其原子核对最外层电子的 吸引力较大，因此Li 半径小于H ； （3）LiAlH 4中的阴离子是 AlH 4 ，中心原子铝原子含有的价层电子对数是4，且不存在孤 对电子，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是sp 3 杂化；阴阳离子间存 2 在离子键， Al 与 H 之间还有共价单键，不存在双键和氢键，答案选AB； （4）根据示意图可知Li

4、原子的第一电离能是1040 kJ/mol 2520 kJ/mol ；0.5mol 氧气转 化为氧原子时吸热是 249 kJ，所以OO键能是249 kJ/mol 2498 kJ/mol；根据晶格能的 定义结合示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ/mol ； （5）根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计是8 个，根据化学式可知氧原子个数是4 个，则 Li2O 的密度是 p=m/v=(8 7+4 16)/NA(0.466510 -7)3。 【考点】 核外电子排布、轨道杂化类型、分子构型、电离能、晶格能、化学键类、晶胞的 计算等知识。 立足课本进行适当拓展。难点仍然是晶胞的有关判断与计算，晶胞

5、中原子的 数目往往采用均摊法：位于晶胞顶点的原子为8 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/8； 位于晶胞面心的原子为2 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/2；位于晶胞棱心的原 子为 4 个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/4；位于晶胞体心的原子为1 个晶胞共用， 对一个晶胞的贡献为1 2.2018 全国卷 -35硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示： H2S S8FeS2SO2SO3H2SO4 熔点 /- 85.5 115.2 600（分解） - 75.5 16.8 10.3 沸点 /- 60.3 444.6 - 10.0 45.0 337.0 回答下列问题： （1） 基态 Fe原

6、子价层电子的电子排布图(轨道表达式 )为， 基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。 （2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数 不同于其他分子的是_。 （3）图（ a）为 S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为 。 （4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为形，其中 共价键的类型有 种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中S 原子的杂化轨道类 型为 _。 （5） FeS2晶体的晶胞如图（ c）所示。晶胞边长为a nm、 FeS2相对式量为 M，阿伏加德 罗常数的值为NA，其晶体密度

7、的计算表达式为g cm - 3；晶胞中 Fe2+位于 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为nm。 3 【答案】(1) 、哑铃 (纺锤 ) (2) H2S (3) S8相对分子质量大， 分子间作用力强(4) 平面三角 , 2, sp 3 (5) 4M 10 21/(N Aa 3) a/2 【解析】（1）基态铁的核外电子排布式为1s 22s22p63s23p63d64s2，故基态 Fe 原子价层电子 的电子排布图(轨道表达式 )为，基态 S 原子核外电子排布式为 1s 22s22p63s23p6，电子占据最高能级为 3p，电子云轮廓图为哑铃形； （2）根据价层电子对互斥理论分析知，H2S、S

8、O2、SO3的气态分子中，中心原子价层电 子对数分别是：2+(6-12)/2=4, 2+(6-2 2)/2=3, 3+(6-2 3)/2=3,因此中心原子价层电子对 数不同于其他分子的是H2S； （3） S8、SO2都为分子晶体，相对分子质量大，分子间作用力强，熔沸点高。故 S8的沸 点比 SO2的高 . （4）气态 SO3以单分子形式存在，根据（ 2）中分析可知中心原子（S）含有的价层电子 对数是 3，且不存在孤对电子，所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双 键，因此其中共价键的类型有2 种，即 键、 键；固体SO3中存在如图（ b）所示的三聚 分子，该分子中S原子形成4 个共价

9、键，因此其杂化轨道类型为sp3。 （5）根据晶胞结构可知,一个晶胞中含：N(Fe 2+) =12 1/4+14，N(S2 2-) =8 1/8+6 1/24， 晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，则其晶体密度的计算 表达式为 :p=m/v=4M / N A a10 -73 =4M 1021/(N A a 3)g cm-3；晶胞中 Fe 2+位于 S 2 2-所 形成的正八面体的体心，该正八面体的边长是面对角线的一半，则为/2nm。 【考点】 核外电子排布、杂化轨道、分子空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与 计算等，难度中等。价层电子对互斥模型是价层电子对的

10、立体构型，而分子的立体构 型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时，两者的 构型一致； 当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致；价层电子对互斥模型能预测 分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但 不能预测分子的几何构型。两者相结合， 具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、 全面的效果。 3.2018 全国卷 -35 化学 选修 3：物质结构与性质 锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题： （1） Zn 原子核外电子排布式为。 （2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn 和 Cu 组成。第一电离能1

11、（Zn） 1（Cu)(填“ 大于 ” 或“ 小于 ”)。 原因是。 （3） ZnF2具有较高的熔点 (872 )，其化学键类型是；ZnF2 不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原 因是 _。 （4） 中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石（ ZnCO3）入药，可用于治 疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为， C 原子的杂化形式为。 （5）金属 Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为 。六棱柱底边边长为a cm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn 的 4 密度为g cm 3（列出计算式） 。 【答案】(1) Ar3d

12、 104s2 (2)大于；Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3) 离 子键；ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小(4) 平面三角形；sp 2 (5) 六方最密堆积(A3型)； 65/( 6 a 2 c NA /4)。 【解析】（1） Zn 是第 30 号元素，所以核外电子排布式为Ar3d 104s2。 （2）Zn 的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。 同时也可以考虑到Zn 最外层上是一对电子，而Cu 的最外层是一个电子，Zn 电离最外层 一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量。所以，Zn 的第一电离能

13、应该高于Cu 的第一电 离能。 （3）ZnF2具有较高的熔点(872 )，可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。作 为离子化合物，氟化锌在有机溶剂中应该不溶，而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合 物，分子的极性较小，能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。 （4）碳酸锌中的阴离子为CO3 2-，根据价层电子对互斥理论， 其中心原子C 的价电子对为： 3+(43 22)/2=3 对，所以空间构型为正三角形，中心C 为 sp 2 杂化。 （5）由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计 算。六棱柱顶点的原子是6 个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的 锌原

14、子为12 1/6+2 1/2+3=6 个，所以该结构的质量为6 65/NA g。该六棱柱的底面为正六 边形， 边长为 a cm，底面的面积为6 个边长为acm 的正三角形面积之和，根据正三角形面 积的计算公式，该底面的面积为6a 2 /4 cm 2，高为 c cm，所以体积为 6a2c/4 cm 3。 所以密度为：(6 65/NA)/( 6 a 2c/4)= 65/( 6 a 2c N A /4) gcm -3。 【考点】 原子核外电子排布；电离能；分子的空间构型；有关的晶胞计算； 4.2018 江苏卷 -21 物质结构与性质 臭氧 (O3)在Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的SO2、 N

15、Ox分别氧化为 SO4 2和 NO 3 ，NOx也 可在其他条件下被还原为N2。 （1） SO42 中心原子轨道的杂化类型为 _； NO3 的空间构型为 _（用文字描述） 。 （2） Fe2+基态核外电子排布式为_。 （3）与 O3分子互为等电子体的一种阴离子为 : （填化学式） 。 （4） N2分子中 键与 键的数目比n( )n( ) = 。 （5）Fe(H2O)6 2+与 NO 反应生成的 Fe(NO)(H 2O)5 2+中， NO 以 N 原子与 Fe2+ 形成配位键。请在Fe(NO)(H 2O)5 2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 【答案】（1） sp3 平面 (正)三角形（

16、2）Ar3d 6 或 1s22s22p63s23p63d6 （3） NO2- （4）12 （5） 【解析】（1） SO42 中中心原子 S的价层电子对数为（6+2-4 2）/2+4=4 ，所以 SO4 2- 中 S 为 sp3杂化。 NO3 中中心原子N 的孤电子对数为(5+1-32) /2=0，成键电子对数为3，价 层电子对数为3，由于 N 原子上没有孤电子对，NO3 的空间构型为平面 (正)三角形。 （2） Fe 原子核外有26 个电子，根据构造原理，基态Fe的核外电子排布式为 1s 22s22p63s23p63d64s2，基态 Fe2+的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63

17、d6。（3）用替代 法，与 O3互为等电子体的一种阴离子为NO2-。 （4）N2的结构式为 NN，三键中含 5 1 个 键和 2 个 键， N2分子中 键与 键的数目比为 n（ ） ：n（ ）=1:2。（5）根 据化学式，缺少的配体是NO 和 H2O，NO 中 N 为配位原子， H2O 中 O 上有孤电子对， O 为配位原子 (见答案 )。 【考点】 本题以 “ 臭氧 (O3)在 Fe(H2O)6 2+催化下能将烟气中的 SO2、NOx分别氧化为SO4 2- 和 NO3-，NO x也可在其他条件下被还原为 N2” 为素材，考查离子核外电子排布式 的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、键和 键的计算、配位键的书写。