物质结构与性质
真题体验·直击高考 【全国卷真题体验】
1．(1)[2018·全国卷Ⅰ，35(3)]LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4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 C．π键
B．σ键 D．氢键
(2)①[2018·全国卷Ⅲ，35(3)]《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________。
②ZnF2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__________________________。
【答案】 (1)正四面体 sp AB (2)①平面三角形 sp ②ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小
2．(1)(2017·全国卷Ⅰ)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为______，中心原子的杂化形式为________。
(2)(2017·全国卷Ⅲ)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为______和______。 【答案】(1)V形 sp (2)sp sp
【解析】(1)I3与OF2互为等电子体，OF2属于V形。
3．(2016·全国卷Ⅱ，37节选)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。
②在[Ni(NH3)6]中Ni与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是______。
③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_________________；氨是______分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。
(2)单质铜及镍都是由________键形成的晶体。 (3)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
2＋
2＋
＋
3
3
3＋
3＋
3
2
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。
1
②若合金的密度为d g·cm，晶胞参数a＝____________________nm。
【答案】(1)①正四面体 ②配位键 N ③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp (2)金属 (3)①3∶1 ②
2511×107
23
6.02×10×d3
2－
2－
3
－3
【解析】(1)①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子为SO4，由价层电子对互斥理论推断，SO4具有正四面体的空间构型。②[Ni(NH3)6]SO4中阳离子为[Ni(NH3)6]，由基态Ni原子电子排布式可知，失去2个4s能级上的最外层电子后，所得的基态Ni具有空轨道，而NH3分子中中心氮原子周围有1对孤对电子，因此Ni与NH3之间形成配位键，提供孤电子对的成键原子是N。③氨分子的空间构型是三角锥形，不对称，因此氨是极性分子；氨分子的中心氮原子的轨道杂化类型为sp，其中氮原子3个p轨道与氢原子的s轨道形成共价单键，另一个轨道由孤电子对占据。(3)①由晶胞结构、均摊法可知，1个镍白铜合金晶胞中含有的铜原子11
和镍原子分别为6×＝3,8×＝1，则该晶胞中Cu、Ni原子的数量比为3∶1；②以1 mol
28该晶胞为研究对象，则1 mol该晶胞含有3 mol Cu和1 mol Ni，由m＝nM可知，1 mol该晶胞的质量＝m(Cu)＋m(Ni)＝3 mol×64 g·mol＋1 mol×59 g·mol＝251 g；设该晶胞的边长为a×10 cm，由晶胞构型可知，1个该晶胞的V＝(a×10cm)，则6.02×10个该晶胞的V＝6.02×10×(a×10251 g
23－7
6.02×10×a×10cm17
×10。 3
4．(2016·全国卷Ⅲ，37节选)AsCl3分子的立体构型为__________，其中As的杂化轨道类型为________。
【答案】三角锥形 sp
【解析】AsCl3分子中As有一对孤电子对，立体构型为三角锥形，As的杂化轨道数为3＋1＝4，杂化类型为sp。
5．(2015·全国卷Ⅰ，37节选)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题： (1)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：_________________________。
(2)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。
(3)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：
3
3
23
－7
－7
－7
3
23
－1
－1
3
2＋
2＋2＋
cm)，则该合金的密度ρ＝
3
3
m＝V3
＝d g·cm，解得a＝
－3
2512517
×10或2323
6.02×10×d6.02×10×d
2
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____个C原子。 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)σ键和π键 sp CO2、SCN(或COS等) (2)分子 (3)①3 2 ②12 4
【解析】(1)CS2中C原子价层电子对数目为sp杂化。
(2)该化合物熔、沸点都较低，应为分子晶体。
(3)①石墨烯为平面结构，每个碳原子周围有3条单键，每两条相邻单键在一个环内，1则每个C原子连接3个六元环，每个环内有6×＝2个碳原子；②金刚石晶体为空间立体网
3状结构，每个碳原子周围有4条单键，每两条相邻单键参与形成3个六元环，即每个C原子连接12个六元环，每个环内最多有4个C原子共平面。
【各省市真题体验】
1．[2018·江苏卷，21A节选]臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO4和NO3，NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)SO4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)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为______(填化学式)。
(3)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)＝___________________________。 (4)[Fe(H2O)6]与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]中，NO以N原子与Fe形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
2＋2＋
2＋
2＋
2－
－
2－
－
2＋
－
4－2×2
＝2，C原子的杂化轨道类型为2
【答案】(1)sp 平面(正)三角形 (2)NO2 (3)1∶2
－
3
3
2．(2017·海南卷)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为________，分子的立体构型为________，石墨中碳原子的杂化轨道类型为______。
(2)(2017·江苏卷)丙酮(CH3CCH3O)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________。
【答案】(1)4 正四面体 sp (2)sp和sp 9 mol
【解析】(2)一个丙酮分子中有两个甲基和一个羰基，甲基中碳原子为sp杂化，羰基中碳原子为sp杂化。一个丙酮分子中有6个碳氢键、2个碳碳单键和1个碳氧双键(含1个σ键和1个π键)，所以1 mol丙酮分子中含有9 mol σ键。
3．(2016·四川卷，8节选)(1)S的氢化物的沸点低于与其组成相似的O的氢化物，其原因是______________________________________。
(2)S与O形成的SO3分子的空间构型是________。
(3)O和Na所形成的一种离子化合物Na2O晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是______(填离子符号)。
2
3
2
2
3
【答案】(1)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键 (2)平面三角形 (3)Na
【解析】(2)SO3中硫原子的价层电子对数为3＋(6－3×2)÷2＝3，没有孤电子对，故11空间构型为平面三角形。(3)根据晶胞结构，白球的数目为8×＋6×＝4，黑球的数目为8，
82由于化合物为Na2O，故黑球代表的是Na。
4．(2016·浙江卷，15节选)磷(P)是组成生命物质的重要元素，请回答： (1)每个白磷分子中有________个σ键。
(2)PH3的分子构型与NH3的分子构型相似。下列关于PH3和NH3的说法正确的是________。 A．P—H键的极性大于N—H键的极性，PH3和NH3均为极性分子 B．PH3的沸点高于NH3的沸点 C．PH3可形成分子晶体
D．PH3中，P—H键的键长大于N—H键的键长，其键角小于BF3分子中的键角
4
＋
＋
(3)磷脂的结构简式如下：
在水中磷脂可能更倾向于形成下列图________(填“A”或“B”)所示的双分子层结构，试说明理由：___________________________________________。
【答案】(1)6 (2)CD (3)A 在水中，磷脂分子的弱极性部分(Ⅰ端)易相互靠近，而其亲水部分(Ⅱ端)与水分子极性相近，因而朝向水
【解析】(1)白磷分子的分子式为P4，分子构型为四面体形，4个P原子位于四面体的顶点，有6个P—P键。(2)N的非金属性强于P，则N—H键的极性大于P—H键，A项错误；NH3分子间易形成氢键，沸点反常，B项错误；固态PH3为分子晶体，C项正确；P原子半径比N原子半径大，则P—H键的键长大于N—H键的键长，键角小于109°28′，BF3为平面三角形分子，键角为120°，D项正确。
5．(2015·山东卷，33节选)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。已知：AlF6在溶液中可稳定存在。
(1)下列有关CaF2的表述正确的是________。 a．Ca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Al的溶液中，原因是________________________(用离子方程式表示)。
(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________。
【答案】(1)bd (2)3CaF2＋Al===3Ca＋AlF6 (3)V形 sp
【解析】(1)CaF2是离子化合物，阴阳离子间既存在静电吸引作用，又存在静电排斥作用，a项错误；熔点与晶格能有关，晶格能与离子半径成反比，b项正确；离子个数比相同的晶体，晶体结构不一定相同，c项错误；离子晶体在熔融状态下可以电离，d项正确。
(2)CaF2中存在沉淀溶解平衡：CaF2(s)
3－
3＋
2＋
3－
3
3＋
－
－
2＋
－
3－
Ca(aq)＋2F(aq)，溶液中的F与Al形
3
2＋－－3＋
成配位离子AlF6，使沉淀溶解平衡向右移动，导致氟化钙溶解，总反应方程式为3CaF2＋Al
＋
===3Ca＋AlF6。
(3)O原子的杂化轨道数目为(6＋2)÷2＝4，故氧原子杂化类型为sp，因氧原子有两对
3
2＋3－
5
孤对电子，根据价层电子对互斥理论可知OF2分子构型为V形。
6
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容