高考化学二轮总复习优化设计-专题突破练七-物质结构与性质(A).docx

专题突破练七　物质结构与性质(A)
一、选择题
1.(2021北京石景山一模)下列关于元素及元素周期律的说法,正确的是(　　)
A.同主族元素的原子,最外层电子数相等且等于主族序数
B.铝元素在周期表中位于第四周期ⅢA族
C.410Be的原子核内中子数是10
D.第117号元素Ts的非金属性强于Br
2.(2021湖北八市联考)长征六号运载火箭将卫星送入预定轨道的过程中,提供动力的化学反应为C2H8N2+2N2O43N2+2CO2+4H2O。下列说法错误的是(　　)
A.N2的电子式:··N︙︙N··
B.CO2的空间填充模型:
C.CO2是氧化产物
D.电负性大小:O>N
3.(2021湖北七市州教科研协作体联考)NF3与汞共热得到N2F2和一种汞盐,下列有关说法错误的是(　　)
A.NF3的空间结构为三角锥形
B.N2F2的结构式为F—NN—F
C.NF3的沸点一定高于NH3的沸点
D.N2F2:分子存在顺反异构

4.(2021湖北教科研协作体联考)一种用于治疗流行性感冒的药物的主要成分的结构简式如图。下列关于该有机物的说法错误的是(　　)
A.分子中只有1个手性碳原子
B.分子中共平面碳原子最多有7个
C.键角α>β
D.1 mol该有机物消耗Na与NaOH的物质的量之比为3∶2
5.(2021山东烟台诊断性测试)已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定错误的是(　　)
A.电负性:W>Z>Y>X
B.气态氢化物熔、沸点:W > Z
C.简单离子的半径:W>X>Z
D.若X与W原子序数之差为5,则形成化合物的化学式为X3W2
6.(2021湖南永州第三次模拟)如表所示为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,T的单质常温下为液体。下列说法错误的是(　　)

Y
Z

X

W
R

T

A.X、Y的单质均存在同素异形体
B.Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增
C.R的单质可用于制造半导体材料
D.Y、Z、W元素简单阴离子的半径大小:Y>Z>W

7.(2021辽宁葫芦岛第一次模拟)一种新型电池的电解质是由短周期主族元素组成的化合物,结构如右图所示。其中元素W、X、Y、Z位于元素周期表的同一周期,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍。下列叙述错误的是(　　)
A.原子半径:r(W)<r(Y)<r(Z)<r(X)
B.简单气态氢化物的热稳定性:W<Y
C.W和X组成的XW3分子为含极性键的非极性分子
D.Y和Z组成的ZY2分子中σ键和π键数目之比为1∶1
8.(双选)(2021山东烟台诊断性测试)HCHO与[Zn(CN)4]2-在水溶液中发生反应:4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O[Zn(H2O)4] 2++4HOCH2CN,下列说法错误的是(　　)

A.反应中HCHO发生了加成反应
B.HCHO和H2O中心原子的价层电子对数相同
C.CN-和H2O与Zn2+的配位能力:CN->H2O
D.Zn 2+与CN-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中,σ键和π键的数目之比为1∶1
二、非选择题
9.(2021福建泉州质量监测三)LiBH4-MgH2-AlH3是一种具有良好释氢性能的三元复合储氢材料。请回答下列问题。
(1)下列说法正确的是　　　　(填字母)。 
A.该材料中,五种元素的基态原子都没有成对的p电子
B.该材料中,五种元素的电负性最大的是H
C.Li已无电子可发生跃迁,故Li灼烧时火焰为无色
D.MgH2熔点高于AlH3,原因是Mg2+半径比Al3+小,与H-形成的化学键更强
(2)BH4-的空间结构为　　　　　,其中B原子的轨道杂化方式为　　　　　。 
(3)LiBH4晶体中含有的粒子间作用力有　　　　(填字母)。 
A.离子键 B.π键
C.氢键 D.配位键
(4)氢化镁(h-MgH2)是一种单层的二维材料,二维晶胞俯视图如图1。

图1

图2
①h-MgH2中,Mg的配位数为　　　　　。 
②3×3×1的h-MgH2晶胞中,涂黑处的Mg被Mn替换,形成掺杂h-MgH2(晶胞如图2所示,H已省略)的化学式为　　　　　　。 
10.(2021湖南新高考联盟提升检测)硫磷的化合物在农药、石油工业、矿物开采、萃取及有机合成等领域的应用广泛,如O,O'取代基二硫代磷酸在萃取金属中有如下应用。

请回答下列问题。
(1)P、S、O三种元素中,电负性由大到小的顺序是　　　　　　。 
(2)基态硫原子的价层电子排布式为　　　　　　。 
(3)物质(A)中的S原子的杂化方式为　　　　　　　　　　。 
(4)将物质(A)在N2气氛中加热至730 ℃不再失重,得到金属硫化物的无定形粉末,其六方晶胞如下图所示。已知该晶胞参数α=120°,β=γ=90°,X的相对原子质量用W表示,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则该晶体的密度为　　　　　　　 g·cm-3(列出计算式)。 

11.(2021山东菏泽一模)环烷酸金属(Cu、Ni、Co、Sn、Zn)盐常作为合成聚氨酯过程中的有效催化剂。请回答下列问题。
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为　　　　。 
(2)镍的氨合离子[Ni(NH3)6]2+中存在的化学键有　　　　。 
A.离子键　B.共价键　C.配位键　D.氢键
E.σ键　F.π键
(3)Ni、Co的第五电离能:I5(Ni)=7 339 kJ·mol-1,I5(Co)=7 670 kJ·mol-1,I5(Ni)<I5(Co),其原因是 　。 
(4)锡元素可形成白锡、灰锡、脆锡三种单质。其中灰锡晶体与金刚石结构相似,但灰锡不如金刚石稳定,其原因是 　。 
(5)硒化锌晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a pm。

①相邻的Se2-与Zn2+之间的距离为　　　 pm。 
②已知原子坐标:A点为(0,0,0),B点为(1,1,1),则C点的原子坐标为　　　　　　。 
③若硒化锌晶体的密度为d g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA=　　　　　　　(用含a、d的计算式表示)。 
12.(2021山东泰安一模)研究表明TiO2-aNb、Cu(In1-xGaxSe2)是光学活性物质。请回答下列问题。
(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能级符号为　　　　,价电子中未成对电子有　　　　个;Ga、In、Se第一电离能从大到小的顺序为　　　　　　　　　。 
(2)SeO32-的空间结构为　　　　　;SeO2中硒原子采取的杂化类型是　　　　。 
(3)31Ga可以形成 GaCl3·xNH3(x=3、4、5、6) 等一系列配位数为6的配合物,向上述某物质的溶液中加入足量AgNO3溶液,有沉淀生成;过滤后,充分加热滤液有氨逸出,且又有沉淀生成,两次沉淀的物质的量之比为1∶2。则该溶液中溶质的化学式为　　　　　　　。 
(4)Cu2+与NH3形成的配离子为[Cu(NH3)4] 2+,在该配离子中,氮氢键的键角比独立存在的气态氨分子中键角略大,其原因是  　。 
向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇能够析出深蓝色的晶体,试分析加入乙醇的作用: 　。 

参考答案

专题突破练七　物质结构与性质(A)
1.A　解析 同主族元素的原子,最外层电子数相等,主族族序数等于最外层电子数,A项正确。铝元素原子的核电荷数为13,在周期表中位于第三周期ⅢA族,B项错误。410Be的原子核内中子数是10-4=6,C项错误。同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,因此第117号元素Ts的非金属性弱于Br,D项错误。
2.B　解析 N2的结构式为N≡N,每个原子均满足8电子的稳定结构,其电子式为 ··N︙︙N··,A项正确。二氧化碳的分子式为CO2,由题图模型可知小球为碳原子,大球为氧原子,且模型中氧原子半径大,但实际碳原子半径大于氧原子半径,B项错误。反应C2H8N2+2N2O43N2+2CO2+4H2O中N2O4为氧化剂,C2H8N2被氧化,生成的CO2是氧化产物,C项正确。元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>N,则电负性:O>N,D项正确。
3.C　解析 NF3的中心原子N的价层电子对数为5-32+3=4,含有1个孤电子对,因此其空间结构为三角锥形,A项正确。N2F2中N原子和F原子形成一对共用电子对,N原子和N原子间形成2对共用电子对,其结构式为F—NN—F,B项正确。由于NH3分子间存在着氢键,因此NF3沸点低于NH3的沸点,C项错误。N2F2分子存在顺反异构,类似于C2H4,即(顺式)、(反式),D项正确。
4.B　解析 与苯环直接相连的碳原子与苯环上的碳原子共平面,由三点成面的原则可知,该有机物分子中共平面的碳原子最多有9个,B项错误。该有机物分子中含有羟基和羧基,羟基和羧基都能与金属钠反应,1 mol该有机物可消耗3 mol钠,酚羟基和羧基均能与氢氧化钠溶液反应,醇羟基与氢氧化钠溶液不反应,1 mol该有机物可消耗2 mol氢氧化钠,则1 mol该有机物消耗钠与氢氧化钠的物质的量之比为3∶2,D项正确。
5.C　解析 W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素,则W为第二周期元素,X、Y、Z为第三周期元素,则X为Na或Mg或Al,各元素的相对位置为。
通常非金属性越强,电负性越大,已知非金属性:W>Z>Y>X,则电负性:W>Z>Y>X,A项正确。Y为非金属,则W可能为N、O、F,对应气态氢化物NH3、H2O和HF的分子之间存在氢键,其沸点均比同主族其他元素气态氢化物的沸点高,即气态氢化物熔、沸点:W > Z,B项正确。W与X的离子的核外电子排布相同,X的离子的核电荷数大,离子半径小,而Z的离子的核外电子排布比W离子多一个电子层,离子半径大,即离子半径:Z>W>X,C项错误。若W与X原子序数差为5,W为N时X为Mg,或W为O时X为Al,形成化合物的化学式为Mg3N2或Al2O3,即形成化合物的化学式可以为X3W2,D项正确。
6.D　解析 T的单质常温下为液体,应为Br元素,由元素在周期表中的位置可知Z为F元素、W为Cl元素、Y为O元素、X为P元素,R为Ge元素。
P对应的同素异形体有红磷、白磷等,O对应的同素异形体有氧气、臭氧等,A项正确。同周期主族元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增,B项正确。Ge和Si位于同一主族,为重要的半导体材料,C项正确。Y、Z、W元素的简单阴离子分别为O2-、F-、Cl-,核外电子排布相同的离子,根据“序大径小”规律,简单阴离子的半径大小:Cl-> O2-> F-,D项错误。
7.B　解析 Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,Y是O元素;W、X、Y、Z位于元素周期表的同一周期,根据可知,Z能形成4个共价键,Z是C元素;W能形成1个共价键,W是F元素;X能形成4个共价键,其中有1个是X提供空轨道形成的配位键,说明X最外层有3个电子,X是B元素。
原子半径r(F)<r(O)<r(C)<r(B),A项正确。非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,稳定性H2O<HF,B项错误。BF3呈平面三角形,结构对称,分子为含极性键的非极性分子,C项正确。CO2分子的结构式是OCO,σ键和π键数目之比为1∶1,D项正确。
8.BC　解析 反应中HCHO反应生成了HOCH2CN,在CO两端分别连上了—H和—CN,发生了加成反应,A项正确。HCHO中心原子C的价层电子对数=3+4-2×1-1×22=3,H2O中心原子O的价层电子对数=2+6-2×12=4,不相同,B项错误。题述反应中配合物向生成更稳定的配合物转化,所以CN-和H2O与Zn2+的配位能力: CN-<H2O,C项错误。配位键属于σ键,三键中含有1个σ键和2个π键,Zn 2+与CN-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中,σ键和π键的数目之比=(4+4)∶(4×2)=1∶1,D项正确。
9.答案 (1)B
(2)正四面体　sp3
(3)AD
(4)①6　②Mg8MnH18
解析 (1)镁的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,铝的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,均存在成对的p电子,A项错误。该材料中锂、镁、铝均为活泼金属,电负性较小,在LiBH4中B为+3价,H为-1价,可知B的电负性比H小,电负性最大的是H,B项正确。Li原子外有3个电子,可以发生跃迁,灼烧时会出现焰色,C项错误。Mg2+半径比Al3+大,与H-形成的化学键弱于Al3+,D项错误。
(2)BH4-的中心原子B的价层电子数为3+1×4+12=4,无孤电子对,为正四面体结构,B采用sp3杂化。
(3)LiBH4晶体中Li+和BH4-间存在离子键,B—H之间有三个共价键和一个配位键。
(4)①由h-MgH2晶胞俯视图可知,在一个平行四边形结构中,处于锐角顶点的Mg与一个H相连,处于钝角顶点的Mg与两个H相连,而每个镁同时为两个四边形的锐角顶点,也为两个四边形的钝角顶点,则每个顶点的Mg与周围6个H相连,配位数为6。
②在图2晶胞中4个Mn位于顶点,个数为4×14=1;4个Mg位于面内,8个Mg位于棱上,个数为4+8×12=8;18个H位于面内,则化学式为Mg8MnH18。
10.答案 (1)O>S>P
(2)3s23p4
(3)sp2、sp3
(4)2(W+32)32a2cNA×10-21
解析 (1)P、S、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O>S>P。
(2)基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4。
(3)物质(A)中,与X原子以单键连接的S原子的杂化方式为sp3,与X原子以配位键连接的S原子的杂化方式为sp2。
(4)由晶胞结构可知1个晶胞中含有2个“XS”,故晶胞质量为2(W+32)NA g,该晶体的密度=2(W+32)32a2cNA×10-21 g·cm-3。
11.答案 (1)3d104s1
(2)BCE
(3)I5(Co)和I5(Ni)分别指失去3d5和3d6上的一个电子所需能量,3d5处于半充满稳定状态,需要的能量较高
(4)Sn与C同主族,Sn原子半径大,Sn—Sn的键长长,键能小,故灰锡不如金刚石稳定
(5)①34a　②(14,34,34)　③4×144d(a×10-10)3 mol-1
解析 (1)铜为29号元素,其基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1。
(2)镍的氨合离子[Ni(NH3)6]2+中氨分子中存在共价单键,单键就是σ键,镍离子和氨之间存在配位键。
(5)①硒化锌晶胞中相邻的Se2-与Zn2+之间的距离为晶胞体对角线长度的四分之一,而晶胞体对角线的长度为晶胞棱长的3倍,故Se2-与Zn2+之间的距离为34a pm。
②根据硒化锌晶胞中相邻的Se2-与Zn2+之间的距离为晶胞体对角线长度的四分之一分析,A点为(0,0,0),B点为(1,1,1),则C点的原子坐标为(14,34,34)。
③根据均摊法分析,1个晶胞中锌原子的个数为4,硒原子的个数为8×18+6×12=4,所以晶胞的质量为m=(65+79)×4NA g,故d g·cm-3=(65+79) g·mol-1×4NA÷(a×10-10)3 cm3,可得阿伏加德罗常数NA=4×144d(a×10-10)3 mol-1。
12.答案 (1)4s　2　Se>Ga>In
(2)三角锥形　sp2
(3)[Ga(NH3)4Cl2] Cl
(4)NH3中的孤电子对与 Cu2+配位,受到Cu2+吸引,对N—H成键电子对斥力减弱,故N—H键角变大　减小溶剂极性,降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度
解析 (1)基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2,占据的最高能级符号为 4s,价电子中未成对电子有2个。同周期元素的第一电离能由左向右逐渐增大,故 Se>Ga;同主族由上而下逐渐减小 ,故Ga>In。
(2)SeO32-中Se共有4个价层电子对,有3个配位原子,故空间结构为三角锥形。 SeO2中Se共有3个价层电子对,故杂化类型为sp2。
(3)向题述某物质的溶液中加入足量AgNO3溶液,有沉淀生成,说明溶液中有电离出来的Cl-。过滤后,充分加热能够使所有的配位键断裂,生成游离的Cl-和NH3,且氨全部逸出,游离的Cl-与足量AgNO3溶液反应又有沉淀生成,此时生成沉淀的Cl-是形成配位键的Cl-,两次沉淀的物质的量之比为1∶2,说明电离出来的Cl-与形成配位键的Cl-个数比为1∶2,该化合物的配位数为6,所以其化学式为[Ga(NH3)4Cl2] Cl。
(4)NH3中的孤电子对与 Cu2+配位,受到Cu2+吸引,对N—H成键电子对斥力减弱,故N—H键角变大。乙醇的分子极性小,加入乙醇后,溶剂的极性减小,降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解度。

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