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2015高考化学真题分项解析：专题19《物质结构与性质》（选修）（含解析）
1．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】[化学——选修3：物质结构与性质]
碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用
形象化描述。在基态原子中，核外存在
对自旋相反的电子。
（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是
（3）CS2分子中，共价键的类型有
，C原子的杂化轨道类型是
，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子
（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于
（5）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
石墨烯晶体
金刚石晶体
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接
个六元环，每个六元环占有
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接
个六元环，六元环中最多有
个C原子在同一平面。
【答案】（1）电子云
（2）C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构
（3）σ键和π键
【考点定位】考查物质结构与性质的应用、化学键类型的判断、晶胞的计算；试题难度为较难等级。
【名师点晴】（5）问中的晶体结构，石墨烯晶体相对简单，使用均分法即可得解。金刚石晶体结构复杂，这里说明一下。大家看一下晶体结构示意图（我找了一幅图并处理了一下），有些图形信息在局部图形中看不到：
选定一个目标碳原子（图中箭头所指），注意到这个碳原子有四个共价键呈四面体伸展，两两组合成六个角。按理说六个角只对应六个六元环，但大家仔细看右图，红、蓝两色的六元环共同一个夹角。故可推知：每个碳原子连接有2×6=12个六元环。
右图晶体结构中可以分离出一个小结构（下图左），可以观察其中某一个六元环（下图右）。注意到六元环虽不是平面结构，但它是由三组平行线构成。任取一组平行线，可以确定四个原子共面。
2．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】[化学—选修3：物质结构与性质](15分）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：（1)四种元素中电负性最大的是
(填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是
(填分子式)，原因是
；和B的氢化物所属的晶体类型分别为
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E， E的立体构型为
，中心原子的杂化轨道类型为
（4）化合物D2A的立体构型为
，中心原子的价层电子对数为
，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为
（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a0.566nm， F 的化学式为
：晶胞中A 原子的配位数为
；列式计算晶体F的密度(g.cm-3)
【答案】（1）O；1s22s22p63s23p3（或[Ne] 3s23p3）
（2）O3；O3相对分子质量较大，范德华力大；分子晶体；离子晶体
（3）三角锥形；sp3 （4）V形；4；2Cl2＋2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl
（或2Cl2＋2Na2CO3＝Cl2O＋CO2＋2NaCl）
（5）Na2O；8；
【解析】A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍D元素最外层有一个未成对电子（1)四种元素中电负性最大的是C原子的核外电子排布布式为（2），中沸点高的是；和B的氢化物所属的晶体类型分别为（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E，E的立体构型为，中心原子的杂化轨道类型为（4）化合物2O分子中氧元素含有2对孤对电子，价层电子对数是4，所以立体构型为单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，化学方程式为2Cl2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl。
（5），Na全部在晶胞中，共计是8个，则F 的化学式为晶胞中A 原子的配位数为晶体F的密度。3．【2015山东理综化学】（12分）[化学---物质结构与性质]
氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
（1）下列关于CaF2的表述正确的是_______。
a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2
c．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF2晶体构型相同
d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________(用离子方程式表示)。
已知AlF63-在溶液中可稳定存在。
（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为______________，其中氧原子的杂化方式为_________。
（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g)
H=－313kJ·mol－1，F－F键的键能为159kJ·mol－1，Cl－Cl键的键能为242kJ·mol－1，则ClF3中Cl－F键的平均键能为______kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
（3）角形或V形；sp3。
（4）172；低。
【解析】（1）a、Ca2+与F￣间既有静电引力作用，也有静电排斥作用，错误；b、离子所带电荷相同，F－的离子半径小于Cl－，所以CaF2晶体的晶格能大，则CaF2的熔点高于CaCl2，正确；c、晶体构型还与离子的大小有关，所以阴阳离子比为2：1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，错误；d、CaF2中的化学键为离子键，CaF2在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，正确。
（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，生成了AlF63-，所以离子方程式为：Al3++3CaF2=3Ca2++ AlF63-。
（3）OF2分子中O与2个F原子形成2个σ键，O原子还有2对孤对电子，所以O原子的杂化方式为sp3，242kJ·mol－1+3×159kJ·mol－1—6×ECl—F =－313kJ·mol－1，解得Cl－F键的平均键能ECl—F =172 kJ·mol－1；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。
【考点定位】本题以CaF2为情景，考查了物质的结构、离子半径比较、离子方程式的书写、中心原子的杂化方式和分子的构型、键能的计算、熔点的比较。
4．【2015福建理综化学】 [化学-物质结构与性质]（13分）科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。
（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______(填序号)。
a．固态CO2属于分子晶体
b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2
d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2.
①基态Ni原子的电子排布式为_______，该元素位于元素周期表的第_____族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有___molσ键。
（4）一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是________。
(13分)（1）H、C、O；（2）a、d；（3）①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2；VIII；②8。
（4）①氢键、范德华力；②CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合力大于CH4。②根据表格数据可知，笼状空腔的直径是0. 586nm，而CO2分子的直径是0. 512nm，大于分子的直径，而且CO2与水分子之间的结合力大于CH4，因此可以实现用CO2置换CH4的设想。
考查元素的电负性的比较、原子核外电子排布式的书写、物质的晶体结构、化学键、物理性质的比较、配位化合物的形成及科学设想的构思等知识。
元素的非金属性影响元素的电负性大小比较，要根据元素在周期表的位置及元素周期律，掌握元素的非金属性强弱比较方法进行判断。了解元素的原子杂化与形成的化合物的结构关系，掌握元素的种类与形成化学键的类别、晶体类型的关系，了解影响晶体熔沸点的因素及作用、掌握原子核外电子排布时遵循的能量最低原理、保利不相容原理和洪特规则、原子核外电子排布的能级图，正确写出原子核外电子排布式、确定元素在周期表的位置，结合微粒的直径大小和晶体结构特点分析温室气体CH4和CO2的转化和利用。掌握原子结构的基本理论和元素周期律知识是本题的关键。．【2015海南化学】[选修3—物质结构与性质]
19—Ⅰ（6分）下列物质的结构或性质与氢键无关的是
A．乙醚的沸点
B．乙醇在水中的溶解度
C．氢化镁的晶格能
D．DNA的双螺旋结构
19—Ⅱ（14分）钒（23V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。
回答下列问题：
（1）钒在元素周期表中的位置为
，其价层电子排布图为
（2） 钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为
（3）V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是
对，分子的立体构型为
；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为
；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为
；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为
(填图2中字母)，该分子中含有
（4）V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为
；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为
【答案】19—ⅠAC。
19—Ⅱ（1）第4周期ⅤB族，电子排布图略。
（2）4，2。
（3）2，V形；sp2杂化； sp3杂化； a，12。
（4）正四面体形；NaVO3。
【2015江苏化学】2O72－＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH
（1）Cr3＋基态核外电子排布式为_________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。
（2）CH3CH3COOH分子中含有δ键的数目为
（3）与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d3[Ar]2d3，O；（2）sp32，7mol或7NA；（3）H2F2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键。
【解析】（1）Cr属于第四周期ⅥB族，根据洪特特例，Cr3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]2d3，Cr3＋提供空轨道，另一方提供孤电子对，只有氧元素有孤电子对，与Cr3＋形成配位键的原子是O；（2）甲基中碳原子有4个δ键，无孤电子对，价层电子对数为4，则杂化类型是sp3，羧基中碳有3个δ键，无孤电子对，价层电子对数3，则杂化类型是sp2，两个成键原子间只能形成1个δ键，根据醋酸的结构简式，得出含有7mol或7NA；（3）等电子体：原子总数相等，价电子总数相等，故与H2O等电子体的是H2F＋，溶解度除相似相溶外，还跟能形成分子间氢键、反应等有关，因此形成分子间氢键的缘故。
【考点定位】考查物质结构、电子排布式、杂化类型、共价键类型、等电子体、溶解度等知识。
【名师点睛】涉及了洪特特例、电子排布式的书写、杂化类型和价层电子对数之间的关系、δ键的特性、等电子体的判断、溶解度的问题，都是基础性的知识，能使学生拿分，这次没涉及晶胞问题，估计明年会涉及，复习时多注意这块知识，让学生夯实基础，提高基础知识的运用。
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提问者采纳
不懂可以问我
那个在同一原子中数目相相等是什么意思
就是说在同一个原子里，哪些微粒的个数相等
英语你会吗？
你是初三的吗
画画就知道了
那个由我国科学家那道题
你是男的女的
提问者评价
太给力了，你的回答完美地解决了我的问题，非常感谢！
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