高考化学二轮专题复习配套文档：专题九+物质结构与性质题型研究+Word版含答案

[题型特点]

物质的结构与性质综合题，常见题型有两种：一是围绕某一主题展开，二是在应用元素周期表、原子的结构与元素化合物的性质对元素进行推断的基础上，考查有关物质结构与性质中的重要知识点，重视考查面广，试题整体难度不大。考查内容主要涉及核外电子排布式、电子排布图、电离能和电负性、σ键和π键、分子间作用力、氢键、化学键数目的计算、通过各种理论(杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、等电子体理论等)推测分子的空间构型、轨道杂化方式(sp、sp2、sp3)的判断、常见晶体的构型、金属晶体的堆积模型、晶胞中粒子数目的计算，试题中所设计的几个问题常常是相互独立的，但所考查的内容却是上述知识点的综合应用。

1.(2017·江苏化学，21)铁氮化合物(Fe x N y)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某Fe x N y的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

(1)Fe3＋基态核外电子排布式为_______________________________。

(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是________，1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。

(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________。

(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_____________________________

___________________________________________________________。

(5)某Fe x N y的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)Cu n N y。Fe x N y转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________。

图1 Fe x N y 晶胞结构示意图 图2 转化过程的能量变化

解析 (1)先写出26号元素铁的核外电子排布式[Ar]3d 64s 2，再由外向内失3e －，得Fe 3＋的核外电子排布式为[Ar]3d 5。(2)丙酮中－CH 3中碳原子形成4根单键，为sp 3杂化，羰基中碳原子形成1个π键，为sp 2杂化。丙酮的结构式为

，有9个σ键(6个C －H ，2个C －C ，1个C －O)。(3)非金属性

H ＜C ＜O 。(4)乙醇与丙酮的晶体类型都为分子晶体，乙醇分子间存在氢键和范德华力，而丙酮分子间只存在范德华力，氢键的作用力强于范德华力，使沸点升

高。(5)能量低更稳定，Cu 代替a 位置的Fe(顶点上的Fe)，晶胞中Cu 个数为8×18

＝1，Fe 个数为6×12＝3，N 个数为1，化学式为Fe 3CuN 。

答案 (1)[Ar]3d 5或1s 22s 22p 63s 23p 63d 5

(2)sp 2和sp 3 9N A

(3)H

2.(2016·江苏化学，21)[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO 发生如下反应： 4HCHO ＋[Zn(CN)4]2－＋4H ＋＋4H 2O===[Zn(H 2O)4]2＋＋4HOCH 2CN

(1)Zn 2＋基态核外电子排布式为__________________________________。

(2)1 mol HCHO 分子中含有σ键的数目为________mol 。

(3)HOCH 2CN 分子中碳原子轨道的杂化类型是________。

(4)与H 2O 分子互为等电子体的阴离子为________。

(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2－的结构可用示意图表示为________。

解析(1)先写锌原子核外电子排布式[Ar]3d104s2，再由外向内失2个电子，得

Zn2＋核外电子排布式为[Ar]3d10。(2)甲醛结构式为，σ键数为3。

(3)HOCH2CN可表示为HOCH2C≡N，碳原子分别为sp3、sp杂化。(4)等电子体可以“左右移位、平衡电荷”判断，H2O等电子体阴离子为NH－2。(5)Zn2＋提供空轨道，CN－中碳原子提供孤对电子形成配位键。

答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)

(2)3(3)sp3和sp(4)NH－2

(5)

3.(2015·江苏化学，21)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：

2Cr2O2－7＋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)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________________________；

1 mol CH3COOH分子含有σ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CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________________________________________________________。

解析(1)Cr为24号元素，注意写Cr3＋基态核外电子排布式时，应先写出铬原子的基态核外电子排布式[Ar]3d54s1，再由外向内依次失去3个电子，则Cr3＋基态核外电子排布式为[Ar]3d3；Cr3＋有空轨道，H2O中O有孤对电子，形成配合物时O为配位原子。(2)CH3COOH中—CH3中的碳原子为sp3杂化，—COOH中的

碳原子为sp2杂化。由CH3COOH的结构式，可知1 mol分子中含有σ键7 mol。(3)采用“左右移位，平衡电荷”法，可得出与H2O互为等电子体的阳离子H2F＋。H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为它们分子间还可以形成氢键。

答案(1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)O

(2)sp3和sp27 mol(或7×6.02×1023)

(3)H2F＋H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键

4.(2014·江苏化学，21)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。

(1)Cu＋基态核外电子排布式为________。

(2)与OH－互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是____________；1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。

(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为___________________________________________________________。

(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

解析(1)Cu＋是由Cu原子失1个4s电子形成的，Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋的核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)可以采用“平衡电荷，左右移位”的方法：将负电荷加给氧原子，变为氟原子，即与OH－互为等电子体的分子为HF。(3)醛基中碳原子形成了1个