内容发布更新时间 : 2024/5/6 11:02:27星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

专题十五 物质结构与性质(选考)

时间：45分钟 满分：100分

非选择题(本大题共4小题，每小题25分，共100分)

1．(2019年高考·课标全国卷Ⅲ) 磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：

(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是__________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_________(填“相同”或“相反”)。

(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________，其中Fe的配位数为_____________。

(3)苯胺()的晶体类型是__________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是___________。

(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是__________；P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。

(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________(用n代表P原子数)。

解析：(1)根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁，镁的最外层电子数是2，占据s轨道，s轨道最多容纳2个电子，所以自旋方向相反。(2)氯化铁的双聚体，就是两个氯化铁相连接在一起，已知氯化铁的化学键有明显的共价性所以仿照共价键的形式

将两个氯化铁连接在一起，即结构式为，因此Fe的配位数为4。(3)

大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺比甲苯的熔沸点都高，同一种晶体类型熔沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是O；5＋0×4＋333

磷酸根离子中P的价电子对数为＝4，则P的杂化类型是sp杂化，P的sp杂化轨

2道与O的2p轨道形成σ键。(5)可以根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式推导PO4、

4－5－

P2O7、P3O10，磷原子的变化规律为：1，2，3，4，n；氧原子的变化规律为：4，7，10，3n＋1；酸根带电荷数的变化规律为：3，4，5，n＋2，因此这类磷酸根离子的化学式可用通式

3－

- 1 -

表示为(PnO3n＋1)。

答案：(1)Mg 相反

(n＋2)－

(2) 4

(3)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键

3

(4)O sp σ

(n＋2)－

(5)(PnO3n＋1)

2．(2019年河北唐山高三冲刺)如图是元素周期表的一部分：

(1)阴影部分元素的外围电子排布式的通式为______。

(2)氮族元素氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如图所示，则Y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能有________。

A．稳定性 B．沸点

C．R—H键能 D．分子间作用力

(3)如图EMIM离子中，碳原子的杂化轨道类型为__________。分子中的大Π键可用符号mΠn表示，其中n代表参与形成大Π键的原子数，m代表参与形成大Π键的电子数(如苯分子

6＋

中的大Π键可表示为Π6)，则EMIM离子中的大Π键应表示为______。

＋

- 2 -

(4)晶胞有两个基本要素：石墨一种晶胞结构和部分晶胞参数如图。原子坐标参数描述的是晶胞内原子间的相对位置。石墨晶胞中碳原子A、B的坐标参数分别为A(0，0，0)、B(0，1，1/2)，则C原子的坐标参数为___________。

(5)钴蓝晶体结构如下图，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为

3＋2－

________，晶体中Al占据O形成的__________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA

－3

为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为________ g·cm(列计算式)。

解析：(1)阴影部分元素位于第VA族，其外围电子排布式的通式为nsnp。(2)A.元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性N＞P＞As，所以氢化物的稳定性随着原子序数增大而减弱，A项正确；B.氢化物的熔沸点与其相对分子质量成正比，但含有氢键的熔沸点最高，氨气分子间存在氢键，因此沸点最高，所以沸点高低顺序是NH3、AsH3、PH3，B项错误；C.原子半径越小，R－H键能越大，原子半径N＜P＜As，所以键能由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3，C项正确；D.PH3、AsH3的相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，NH3分子间有氢键，分子间作用力最强，与图示曲线不相符，D项错误。

3

(3)根据图示可知，环外三个碳原子都是形成4个σ键，为sp杂化，环内三个碳原子都

2

是形成3个σ键，1个大Π键，为sp杂化；形成大Π键的电子数＝(4－3)×3＋(5－3)×2

2

3

1??6

－1＝6，则大Π键可表示Π5。(4)由B点坐标可得，a＝1，d＝1/2，所以C点坐标为?1，1，?。

2??1

(5)观察黑色小球Co可知有两类Co，一类位于棱上有12×＝3个，另一类在晶胞内，体心有

41个Co，而每个Ⅰ型中含有1个Co，晶胞有4个Ⅰ型，因而Ⅰ型含Co共计4个，晶胞内Co合计3＋1＋4＝8个，Ⅰ型和Ⅱ型合起来的长方体中含有4个Al和8个O，晶胞内有4个Ⅰ型和Ⅱ型合起来的长方体，因而晶胞内总计有16个Al和32个O，Co、Al、O个数比为8∶16∶32

2－3＋3＋

＝1∶2∶4，化学式为CoAl2O4；距离O最近的Al有6个，结合晶胞分析可知，6个Al组

3＋2－

成八面体，因而晶体中Al占据O形成八面体空隙；每个晶胞内相当于拥有8个CoAl2O4，因8Mm8M－7333

而晶胞微粒质量m＝ g，晶胞体积V＝(2a×10) cm，密度等于＝－73 g/cm

NAV（2a×10）NA

- 3 -

＝

8×（59＋2×27＋4×16）

。

NA（2a×10－7）3

答案：(1)nsnp

1??236

(2)AC (3)sp、sp Π5 (4)?1，1，?

2??(5)CoAl2O4 八面体空隙

8×（59＋2×27＋4×16）

NA（2a×10－7）3

2

3

3．(2019年河北衡水质量检测)硼及其化合物用途非常广泛，回答下列问题。

(1)下列B原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填标号)

(2)H3BO3是一元弱酸，可用作医用消毒剂其水溶液呈酸性的原理为：

则1 mol硼酸分子中含有的共用电子对数为____个。

(3)BF3可用于制造火箭的高能燃料，其分子的空间构型是________________，硼原子杂化方式是____________；BF3能与乙醚发生反应：(C2H5)2O＋BF3―→BF3·O(C2H5)2，该反应能发生，其原因是__________________________。

(4)硼的一种化合物结构简式为O===B—CH===C===CH2，该分子中含________个σ键。 (5)下图中图(a)为类似石墨的六方BN，图(b)为立方BN。

①六方BN具有良好的润滑性，是因为_____________________；六方BN不能像石墨一样具有导电性，其原因是_________________。

- 4 -