历年高考结构与性质的试题

历年高考结构与性质的试题沁源一中：牛王林1、（11新课标理综37，15分）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：请回答下列问题：(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_________、__________；(2)基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；(3)在BF3分子中，F-B-F的键角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体构型为_______；(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g/cm3（只要求列算式，不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA）。解析：（1）根据物质的制备流程图可推知识由B2O2制备BF3和BN的化学方程式；（2）由同一周期，随着原子序数的增大，电负性逐渐增大，故B的电负性小于N的电负性，即得电子能力N大于B，所以BN中N的元素是-3价，故B元素是+3价；（3）因为BN3中的B原子是sp3杂化，故该分子是平面三角形分子，键角是120°，BF－的空间构型可类比NH4+，也应该是正四面体结构；（4）六方氮化硼的结构与石墨类似，故其晶体也是分层结构，层间是分子间作用力，层内的B原子与N原子间是极性共价键；（5）因为金刚石属于面心立方晶胞，即C原子处在立方体的8个顶点，6个面心，体内有4个，故根据均摊法及BN的化学式可推知，一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子，又因为一个BN的质量是M/NA，而一个晶胞的体积是(361.5×10-3)3cm3，故根据密度=质量÷体积可得解。答案：(1)B2O3+3CaF2+3H2SO4△2BF3↑+3CaSO4+3H2O（2分）B2O3+2NH3高温2BN+3H2O（1分）(2)1s22s22p1，N，+3（3分）(3)120º，sp2，正四面体（3分）(4)共价键(极性键)，分子间作用力(2分)(5)4（1分），4（1分），。（2分）2、（11山东理综32，8分）氧是地壳中含量最多的元素。（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为个．（2）H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为___________________________。的沸点比高，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。（3）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为____________________________________________________________________。（4）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为Cm3。解析：（1）氧元素核外有8个电子，其基态原子核外电子排布为1S22S22P4，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2个；（2）O－H键属于共价键，键能最大；分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为O－H键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内。邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分子之间不存在氢键；对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成氢键，分子间氢键强于分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。（3）依据价层电子对互斥理论知H3O+中O上的孤对电子对数＝1/2（5－3×1）＝1，由于中心O的价层电子对数共有3+1＝4对，所以H3O+为四面体，因此H3O+中O原子采用的是sp3杂化；同理可以计算出H2O中O原子上的孤对电子对数＝1/2（6－2×1）＝2，因此排斥力较大，水中H-O-H键角较小。（4）氯化钠的晶胞如图所示，因此钙晶胞中含有的氯离子个数为8×1/8+6×1/3＝4，同样也可以计算出钠离子个数为4。由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子，因此CaO晶胞体积为4×56/a·NA＝224/aNA。答案：(1)2（2）O－H键、氢键、范德华力；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大；（3）sp3；H2O中O原子有2对孤对电子，H3O＋只有1对孤对电子，排斥力较小；（4）224/aNA3、（2011福建高考30，13分）氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：（1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________________。（3）肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被－NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。①NH3分子的空间构型是___________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_______。②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)△H=－1038.7kJ·mol－1若该反应中有4molN－H键断裂，则形成的π键有________mol。③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在______(填标号)a.离子键b.共价键c.配位键d.范德华力（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是______（填标号）。a.CF4b.CH4c.NH4+d.H2O解析：（1）基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，审题时要注意到是价电子排布式。（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C（3）①NH3分子的空间构型是三角锥型，NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3，而肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的，所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3，这个与H2O，H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。②反应中有4molN－H键断裂，即有1molN2H4参加反应，生成1.5molN2，则形成的π键有3mol。③N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内肯定不存在范德华力。（4）要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项就是c和d，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选c。答案：（1）2s22p3（2）N＞O＞C（3）①三角锥形sp3②3③d（4）c点拨：该题把氢键的来龙去脉和特点进行了彻底考查，是一道难得的好题。4、(2011江苏高考21A，12分)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________，1molY2X2含有σ键的数目为________。（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是__________________。（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是__________。（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式是_______，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为_______________________________。解析：本题把元素推理和物质结构与性质熔融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力。据题推断：形成化合物种类最多的元素X是C或H，Y是C，则X是H，Z是N，W是Cu。（1）C2H2的结构式为H—C≡C—H。碳原子的杂化数是2，所以杂化类型是sp，1个H—C≡C—H中含有3个σ键，2个π键。（2）NH3分子间存在氢键，而CH4分子间只存在分子间作用力，氢键的存在使得NH3的沸点比CH4高。（3）碳的氧化物有：CO，CO2，所以与CO2互为等电子的为N2O。（4）每个晶胞中含Cl：1/8×8+1/2×6=4，含Cu：4，所以化学式为CuCl，由于是非氧化还原反应，所以可以根据元素守恒和观察法配平。本题基础性较强，重点特出。答案：（1）sp杂化3mol或3×6.2×1023个（2）NH3分子间存在氢键（3）N2O（4）CuClCuCl＋2HCl＝H2CuCl3(或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])5、21.（2011海南高考19题，20分）该题分两I、II小题。19—I．下列分子中，属于非极性的是()A.SO2B.BeCl2C.BBr3D.COCl219—II．铜（Cu）是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：（1）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为：____________________________；（2）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_____________________________________________________________________________；（3）SO42－的立体构型是__________，其中S原子的杂化轨道类型是_______；（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是__________；（5）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为______。解析：19—I．根据价层电子对互斥理论（VSEPR）可得四种分子的结构如下：19—II．本题各小题内容考查点相互的联系不大，仍属于“拼盘”式题。（3）硫酸根中心原子的价层电子对为：孤对电子数6－2×4+2＝0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；（4）Au电子排布或类比Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N（Cu）=6×1/2＝3，N（Au）=8×1/8＝1；（5）CaF2结构如下图所示，所以氢原子在晶胞内有4个，可得储氢后的化学式为H8AuCu3答案：19—I．BC19—II．（1）Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O；（2）白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O，显示水合铜离子特征蓝色；（3）正四面体，sp3；（4）6s1；（5）3:1；（4）金属键；（5）H8AuCu3点拨：I．进入新课标高考以来，关于价层电子对互斥理论（VSEPR）的运用