《高考12题逐题突破》：
物质结构与性质综合题的研究(选考) ——以新科技、新产品为载体的综合考查
【核心突破】 1.题型特点
以新科技的物质为素材，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。 2.解题指导
所选物质可能比较陌生，其实就是把原子、分子结构和性质，晶体结构和性质等知识拼盘成一大题，设置若干个小问题，每一个小题考查相应的知识，解答这类问题应具备如下六个方面的知识储备：
(1)基本化学用语：书写1～36号元素原子及简单离子的基态核外电子排布式(或外围电子排布式)；电子式或结构式的书写(有的需要找相似的等电子体结构去模仿)。
(2)化学键及分子间作用力：σ键或π键的数目；键参数；氢键；范德华力。 (3)分子结构与性质：分子的立体构型的判断、分子中中心原子的杂化类型的判断；“等电子体”的寻找和“等电子原理”的应用。
(4)配合物组成结构的考查：配合物化学式的书写，配合物结构示意图的表示，配合物中的各种化学键。
(5)元素周期表、元素周期律：主族元素的电负性和电离能的变化规律，特别注意一些元素的反常。
1
(6)晶体结构和性质的考查：晶胞中微粒数目的计算，晶体熔、沸点往往受到氢键的影响。
【提升训练 答案+解析】
1.据《科技日报》报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C1含氧化合物。 请回答下列问题：
(1)在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，基态原子核外电子排布要遵循“洪特规则特例”，该原子的外围电子排布式为______。在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素是________(填元素符号)。
(2)铜的焰色反应呈绿色，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为________。
(3)石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中C—H键，导致C—H键的键能________(填“增大”“减小”或“不变”)。铁晶体中粒子之间作用力类型是________。
(4)常温下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。
①它们的沸点分别为64.7 ℃、－19.5 ℃、100.8 ℃，其主要原因是 ____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②CH4、HCHO的键角较大的是____________，主要原因是_______________________。
2
(5)配离子的颜色与d－d电子跃迁的分裂能大小有关，1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能，用符号△表示。分
2＋＋
裂能：△[Co(H2O)6]________△[Co(H2O)3“<”或“＝”)，理由是6](填“>”
_____________。
(6)钴晶胞、白铜(铜镍合金)晶胞如图所示。
①钴晶胞堆积方式的名称为________。
②已知白铜晶胞的密度为d g·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为
__________________________________________ pm(只列出计算式)。 答案 (1)3d104s1 Cr (2)光谱分析 (3)减小 金属键
(4)①CH3OH、HCOOH分子间存在氢键且HCOOH分子间氢键(或分子间作用力)较强，HCHO分子间只存在范德华力 ②HCHO CH4中C采用sp3杂化，HCHO中C采用sp2杂化
(5)< 前者带2个正电荷，后者带3个正电荷，后者对电子吸引力较大
2(6)①六方最密堆积 ②×2
3
59＋64×3
×1010
NA·d解析 (1)五种基态金属原子的价层电子排布式依次为3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1，基态铜原子要遵循洪特规则特例。3d过渡金属中，基态铬原子外围电子排布式为3d54s1，有6个未成对电子(最多)。
3
(2)根据焰色反应，测定原子光谱特征线，利用它分析、鉴定元素的方法叫光谱分析。
(3)依题意，在该催化剂作用下，CH4在常温下与双氧水反应，所以催化剂激活了C—H键，降低其键能(或活化能)。铁晶体是金属晶体，铁晶体中存在自由电子和金属阳离子，靠金属键结合成金属单质。
(4)①CH3OH、HCOOH存在分子间作用力和氢键，且HCOOH相对分子质量较大，分子间作用力较强。②CH4、HCHO分子中C原子杂化类型不同，键角主要由杂化类型决定。
(5)根据分裂能定义，如果配离子所带正电荷数越多，对电子吸引力越大，d－d
＋3＋
电子跃迁吸收能量较多。Co(H2O)26、Co(H2O)6中，前者带2个正电荷，后者带3
个正电荷，所以前者分裂能较小。
(6)①图1所示钴晶胞的堆积方式是六方最密堆积。②1个白铜晶胞含3个铜、159＋64×3个镍，设晶胞参数为a，d＝，a＝
NA·a3
3
59＋64×3
×1010pm。两个面心上
NA·d3
22
铜原子最短核间距等于面对角线的一半，即等于a＝×221010pm。
59＋64×3
×
NA·d2.以“坚持围绕锂电新能源，推动新时代动力电池高质量发展”为主题的2018第二届深圳国际锂电技术展览会于12月10日在深圳开幕，倾力打造高端锂电产业平台。工业上合成锂离子电池的正极材料LiFePO4的原理是2FePO4＋Li2CO3＋高温
H2C2O4=====2LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑。 回答下列问题：
(1)基态Li＋的核外电子云轮廓图的形状为________。画出基态Li原子的电子排布图：________________。
4
(2)从核外电子排布分析，Fe3＋比Fe2＋稳定的原因是_____________________________。
(3)已知草酸的结构简式为
9.0 g草酸中含σ键的数目为________。
其中碳原子的杂化类型是________；
2－
(4)C2O4能与多种金属离子形成配离子，如[Fe(C2O4)3]4－、[Al(C2O4)3]3－、2－[Co(C2O4)3]4－、[Ni(C2O4)3]4－等。C2O4中提供孤电子对的原子是________________，
判断依据是
________________________________________________________________________。
－3－(5)PO34的立体构型是________；与PO4互为等电子体的分子有________(写两
种)。
(6)FeO晶胞的结构类似于NaCl晶胞，其中Fe2＋构成面心立方结构如图所示。已知FeO晶胞的棱长为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值。
①与O2－等距离且最近的Fe2＋构成的空间结构是正八面体，该正八面体的边长为____ cm。
②FeO晶体的密度为________ g·cm－3(用含a、NA的代数式表示)。
答案 (1)球形
(2)基态Fe3＋的3d能级为半充满稳定结构 (3)sp2 0.7NA(或0.7×6.02×1023) (4)O C的价电子层中没有孤电子对
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化学 《高考12题逐题突破》：物质结构与性质综合题的研究(选考)——以新科技、新产品为载体的综合考查
