物质结构推断试题及答案
物质结构推断试题及答案
压轴题六物质结构与性质
策略模型
高考结构题的考点相对稳定，在复习中要让学生抓住重点，明确考点，辨别易错点。原子核外电子排布式(价电子排布式)、杂化方式、化学键类型、晶体结构、配合物、电负性、电离能大小的比较、等电子体知识是高考的热点。
在书写电子排布式时，要注意“原子、离子、价电子、最外层”等表述；不常见分子或离子的空间构型一定要用价层电子对理论来判断，不要想当然；对等电子体的判断一般是从周期表的相邻位置来考虑；对杂化问题有时也要依据价层电子对理论来判断。另外，需要注意的是在比较第一电离能时要考虑洪特规则，而在比较电负性时，则不需要考虑。
对于晶胞结构，要做到识图、辨图、析图，最后深刻记忆，如金刚石、二氧化硅、氯化钠、氯化铯、氟化钙、干冰等；对于金属晶体的四种堆积模型，要理清半径和晶胞棱长的关系，学会空间利用率的计算方法。
1．(2014·湖北省襄阳五中、钟祥一中、夷陵中学高三三校五月联考)水是地球表面上普遍存在的化合物，我们可以用我们学习的物质结构与性质的有关知识去认识它。
(1)水的组成元素为氢和氧。氧的基态原子的价电子排布图为________，氧的第一电离能在同周期元素中由大到小排第________位。
(2)根据杂化轨道理论，水分子中的氧原子采取的杂化形式是________；根据价层电子对互斥理论，水分子的VSEPR模型名称为________；根据等电子体原理，写出水合氢离子的一个等电子体______________________________________________________________(写结构式)。
(3)水分子可以形成许多水合物。
①水分子可以作配体和铜离子形成水合铜离子[Cu(H2O)4]2＋，1 mol水合铜离子中含有σ键数目为________。
②图1是水合盐酸晶体H5O＋2·Cl－中H5O＋2离子的结构：
在该离子中，存在的作用力有__________。
a．配位键b．极性键c．非极性键d．离子键e．金属键f．氢键g．范德华力h．π键i．σ键
(4)韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中，在20 ℃时，水分子瞬间凝固形成了“暖冰”。请从结构上解释生成暖冰的原因__________________________________
________________________________________________________________________。
(5)最新研究发现，水能凝结成13种类型的结晶体，除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇特的性质：有在－30 ℃才凝固的超低温冰，它的坚硬程度可和钢相媲美，能抵挡炮弹轰击；有在180 ℃高温下依然不变的热冰；还有的冰密度比水大，号称重冰。图2为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸。
①该冰中的每个水分子有________个氢键。
②冰融化后，在液态水中，水分子之间仍保留有大量氢键将水分子联系在一起，分子间除了无规则的分布及冰结构碎片以外，一般认为还会有大量呈动态平衡的、不完整的多面体的连接方式。图3的五角十二面体是冰熔化形成的理想多面体结构。假设图2中的冰熔化后的液态水全部形成图3的五角十二面体，且该多面体之间无氢键，则该冰熔化过程中氢键被破坏的
百分比为________。
③如果不考虑晶体和键的类型，哪一种物质的空间连接方式与这种冰连接类似？________。 (4)已知O —H …O 距离为295 pm ，列式计算此种冰晶体的密度________g·cm －
3。
(已知2952＝8.70×104,2953＝2.57×107，2＝1.41，3＝1.73) 答案 (1)
(2)sp 3 四面体形 (答案合理即可)
(3)①12N A ②abfi
(4)水分子是极性分子，在电场作用下定向有规则的排列，分子间通过氢键结合而成固体 (5)①2 ②25% ③SiO 2
④18×2
(2×295×10－
103
)3×6.02×10
23≈1.51 解析 (1)在第二周期中，第一电离能比氧大的有：Ne 、F 、N ，处在第4位。 (3)①注意配位键属于σ键，所以1 mol [Cu(H 2O)4]2＋
含有σ键数目为12N A 。
(5)①每个水分子周围有4个氢键，属于它自身的有2个。
②根据图2到图3的变化，4个氢键中被破坏1个，所以氢键被破坏的百分比为25%。
③图2与SiO 2晶体结构类似。
④O —H …O 的距离为体对角线的一半， 设棱长为a ，则：
a 2＋( 2a )2＝(2×295 pm)2 a ＝2×2953
pm ＝
2×295×10－
10
3
cm ， (2×295×10－
103
)3·ρ·6.02×1023＝2×18。
ρ＝2×18(2×295×10－10
3
)3×6.02×1023
≈1.51 (g·cm －
3)。 2．第四周期过渡元素Mn 、Fe 、Ti 可与C 、H 、O 形成多种化合物。 (1)下列叙述正确的是________(填字母)。 A ．HCHO 与水分子间能形成氢键
B ．HCHO 和CO 2分子中的中心原子均采用sp 2杂化
C ．苯分子中含有6个σ键和1个大π键，苯是非极性分子
D ．CO 2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低 (2)Mn 和Fe 的部分电离能数据如下表
元素
Mn Fe 电离能/ kJ·mol －
1
I 1
717 759 I 2 1 509 1 561 I 3
3 248
2 957
Mn 元素价电子排布式为________，气态Mn 2＋
再失去一个电子比气态Fe 2＋
再失去一个电子难，其原因是________________________________________________________________________。 (3)铁原子核外有________种运动状态不同的电子。
(4)根据元素原子的价电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti 属于________区。
(5)Ti 的一种氧化物X ，其晶胞结构如下图所示，则X 的化学式为_______________。
(6)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN －
离子。可在X 的催化下，先用NaClO 将CN －
氧化成CNO －
，再在酸性条件下CNO －
继续被NaClO 氧化成N 2和CO 2。
①H 、C 、N 、O 四种元素的电负性由小到大的顺序为________________________________。 ②与CNO －
互为等电子体微粒的化学式为__________________________(写一种即可)。 ③氰酸(HOCN)是一种链状分子，它与异氰酸(HNCO)互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式__________________________________。 答案 (1)AD (2)3d 54s 2 Mn 2＋
转化为Mn 3＋
时，3d 能级由较稳定的3d 5半充满状态转变为不
稳定的3d 4状态(或Fe 2＋
转化为Fe 3＋
时，3d 能级由不稳定的3d 6状态转变为较稳定的3d 5半充及的结构
满状态。) (3)26 (4)d (5)TiO 2
(6)①H<c<n<=""></c<n
等任选一个 ③N ≡C —O —H
解析 (1)B 项，CO 2分子中心原子采用sp 杂化；C 项，苯分子应含有12个σ键1个大π键。
(5)Ti ：8×18＋1＝2；O ：2＋4×1
2＝4，X 的化学式为TiO 2。
3．现有六种元素，其中A 、B 、C 、D 为短周期主族元素，E 、F 为第四周期元素，它们的原
(1)A 的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。
(2)E 2＋
的基态核外电子排布式为____________。
(3)A 、B 、C 三种元素的最简单氢化物的熔点由低到高的顺序是____________。A 、B 、C 三种元素中与AC 2互为等电子体的分子的结构式为__________。(用元素符号表示)

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