第15講物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)習(xí)題

第15講物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題(每小題只有一項(xiàng)符合題目要求)1.(2021·遼寧?？既?下列說法錯(cuò)誤的是(A)A.CH4分子球棍模型：B.基態(tài)Si原子價(jià)電子排布圖：C.第一電離能：N>O>CD.石墨質(zhì)軟的原因是其層間作用力微弱解析：C原子的半徑大于H原子，因此CH4分子的球棍模型為，A錯(cuò)誤；基態(tài)Si原子價(jià)電子排布式為3s23p2，排布圖為，B正確；N原子的2p軌道處于半滿狀態(tài)，因此其第一電離能最大，則第一電離能：N>O>C，C正確；在石墨中，同層的C原子以共價(jià)鍵結(jié)合，而每層之間以范德華力結(jié)合，其層間作用力微弱，層與層之間可以滑動，因此較為松軟，D正確。2.下列各項(xiàng)敘述正確的是(C)A.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時(shí)，原子釋放能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)B.價(jià)電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素C.所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同D.24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2解析：鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時(shí)，原子吸收能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，A錯(cuò)誤；價(jià)電子排布為5s25p1的元素，位于第五周期第ⅢA族，是p區(qū)元素，B錯(cuò)誤；所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，能層越大，球的半徑越大，C正確；24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充滿軌道能量較低，D錯(cuò)誤。3.(2021·廣東肇慶期末)下列說法正確的是(B)A.所有的共價(jià)鍵都具有方向性B.鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的低C.在基態(tài)多電子原子中，p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量D.基態(tài)磷原子的價(jià)電子排布圖表示為，違反了泡利原理解析：不是所有的共價(jià)鍵都有方向性，如s-sσ鍵不具有方向性，故A錯(cuò)誤；鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵，對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵，故B正確；同一層即同一能級中的p軌道電子的能量一定比s軌道電子能量高，故C錯(cuò)誤；P的價(jià)電子排布式為3s23p3，價(jià)電子排布圖(軌道表達(dá)式)為，圖示違反了洪特規(guī)則，故D錯(cuò)誤。4.某致病基因突變物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列相關(guān)分析正確的是(A)A.電負(fù)性：C<N<OB.該分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為4∶2C.該分子所有原子處于同一平面D.該分子的加聚產(chǎn)物為解析：同周期主族元素，隨著原子序數(shù)的增大，電負(fù)性增大，所以電負(fù)性：C<N<O，A正確；根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知，該分子中σ鍵9個(gè)，π鍵2個(gè)，二者數(shù)目之比為9∶2，B錯(cuò)誤；N原子與周圍的氫原子不在同一平面上，C錯(cuò)誤；加聚后主鏈為—CH2—CH—，D錯(cuò)誤。5.(2021·內(nèi)蒙古赤峰期末)下列說法中錯(cuò)誤的是(D)A.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱與化學(xué)鍵強(qiáng)弱有關(guān)B.三硫化磷(P4S3)分子結(jié)構(gòu)如圖，1molP4S3分子中含有9mol共價(jià)鍵C.丙烯腈（）分子中，碳原子的雜化方式有sp3、sp2D.CO的結(jié)構(gòu)可以表示為，所以CO分子中有一個(gè)π鍵是配位鍵解析：非金屬性：F＞Cl＞Br＞I，元素的非金屬性越強(qiáng)，形成的氫化物共價(jià)鍵的鍵能越大，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，故A正確；根據(jù)圖知，該分子中含有6個(gè)P—S、3個(gè)P—P，則該分子中含有9個(gè)共價(jià)鍵，所以1molP4S3分子中含有9mol共價(jià)鍵，故B正確；連接碳碳雙鍵的碳原子采用sp2雜化、連接N原子的碳原子采用sp雜化，故C錯(cuò)誤；根據(jù)圖知，上面的π鍵由O原子提供孤對電、C原子提供空軌道，所以上面的π鍵是配位鍵，故D正確。6.氯化硼的熔點(diǎn)為－107℃，沸點(diǎn)為12.5℃，在其分子中鍵與鍵之間的夾角為120°，它能水解，下列有關(guān)敘述正確的是(C)A.氯化硼液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電而固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電B.氯化硼中心原子采用sp雜化C.氯化硼分子呈正三角形，屬非極性分子D.其分子立體構(gòu)型類似NH3解析：由氯化硼的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)可知氯化硼的晶體類型為分子晶體，由于分子中鍵與鍵之間的夾角為120°，說明氯化硼的分子立體構(gòu)型為平面正三角形，中心原子采用sp2雜化，為極性鍵形成的非極性分子，NH3的立體構(gòu)型為三角錐形。7.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式：六方最密堆積(鎂型)、面心立方最密堆積(銅型)和體心立方堆積(鉀型)，圖a、b、c分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu)，其晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為(B)A.11∶8∶4B.3∶2∶1C.9∶8∶4D.21∶14∶9解析：a中原子個(gè)數(shù)＝12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6，b中原子個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，c中原子個(gè)數(shù)＝1＋8×eq\f(1,8)＝2，所以其原子個(gè)數(shù)比是6∶4∶2＝3∶2∶1。8.(2021·遼寧撫順期末)2020年12月，南京理工張根課題組在共價(jià)有機(jī)框架——有機(jī)分子籠動態(tài)轉(zhuǎn)換方面取得最新研究進(jìn)展。甲烷和水分子形成的一種籠結(jié)構(gòu)如下圖所示。與之相似，某天然有機(jī)分子籠晶體中，44個(gè)水分子構(gòu)成6個(gè)“籠”，每個(gè)“籠”的中心有且僅有1個(gè)分子填充，現(xiàn)有5個(gè)“籠”的中心由甲烷分子填充，另1個(gè)“籠”的中心由水分子填充，關(guān)于該有機(jī)分子籠的敘述中，正確的是(A)A.該有機(jī)分子籠的化學(xué)式為CH4·9H2OB.該晶體中H2O分子之間通過極性共價(jià)鍵結(jié)合C.由CH4分子的比例模型可知1molCH4分子含有的σ鍵數(shù)目為4NAD.H2O分子立體構(gòu)型為V形，是非極性分子解析：在“可燃冰”晶體中，每6個(gè)籠由44個(gè)H2O分子構(gòu)成框架，其中容納5個(gè)CH4分子和1個(gè)H2O分子，可判斷每6個(gè)籠共45個(gè)H2O分子和5個(gè)CH4分子；所以晶體中有45個(gè)水分子，5個(gè)CH4分子，故A正確；H2O分子之間存在氫鍵和范德華力，分子間不存在極性共價(jià)鍵，共價(jià)鍵只存在分子內(nèi)，故B錯(cuò)誤；是CH4分子的球棍模型，甲烷的比例模型為，故C錯(cuò)誤；H2O分子立體構(gòu)型為V形，分子結(jié)構(gòu)不對稱，正電中心與負(fù)電中心不重合，則為極性分子，故D錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題(每小題有一個(gè)或者兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)9.測知氯化鈉晶體中相鄰的Na＋與Cl－的距離為acm，該晶體密度為dg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為(C)A.eq\f(0.585,4a3d)B.eq\f(58.5,8a3d)C.eq\f(58.5,2a3d)D.eq\f(117,a3d)解析：1個(gè)NaCl的晶胞中所包含的Na＋與Cl－數(shù)目并不是1個(gè)而是4個(gè)，即1個(gè)NaCl晶胞的體積實(shí)際上是4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－共同所占的體積。由NaCl晶胞示意圖可知1個(gè)Na＋與1個(gè)Cl－共同占有的體積為V＝eq\f(1,4)×(2acm)3＝2a3cm3，由等式NA·d·V＝58.5，可得NA＝eq\f(58.5,2a3d)。10.硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)白色晶體，有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，受熱易分解，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵相連(如圖所示)，則下列有關(guān)說法中不正確的(D)A.硼酸晶體屬于分子晶體B.硼酸分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān)C.1molH3BO3晶體中含有3mol氫鍵D.B原子雜化軌道的類型sp2，層間的H3BO3分子通過共價(jià)鍵相連解析：硼酸與石墨有相似的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵相連，受熱易分解，所以硼酸晶體屬于分子晶體，故A正確；分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)的B—O、H—O共價(jià)鍵有關(guān)，熔、沸點(diǎn)與氫鍵有關(guān)，故B正確；1個(gè)硼酸分子形成了6個(gè)氫鍵，但每個(gè)氫鍵是2個(gè)硼酸分子共用的，所以平均含3個(gè)氫鍵，則含有1molH3BO3的晶體中有3mol氫鍵，故C正確；B只形成了3個(gè)單鍵，沒有孤電子對，價(jià)層電子對數(shù)為3，所以采取sp2雜化，同層分子間的主要作用力是范德華力，故D錯(cuò)誤。11.(2021·湖北新高考適應(yīng)性考試)在堿性溶液中，Cu2＋可以與縮二脲形成紫色配離子，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是(CD)A.該配離子與水分子形成氫鍵的原子只有N和OB.該配離子中銅離子的配位數(shù)是3C.基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式是3d104s1D.該配離子中非金屬元素的電負(fù)性大小順序?yàn)镺>N>C>H解析：根據(jù)其結(jié)構(gòu)可知，該配離子中的N和O可與水分子中的H形成氫鍵，而水分子中的O也可與配離子中的H形成氫鍵，A錯(cuò)誤；根據(jù)配離子的結(jié)構(gòu)可知，銅離子的配位數(shù)為4，B錯(cuò)誤；根據(jù)銅原子的電子排布式可知，基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式是3d104s1，C正確；根據(jù)同一周期，主族元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大，同一主族，元素的電負(fù)性從上到下呈現(xiàn)減小的趨勢可知，該配離子中非金屬元素的電負(fù)性大小順序?yàn)镺>N>C>H，D正確。12.(2021·寧夏銀川校級期末)科學(xué)家合成出了一種新化合物(如圖所示)，其中W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z原子核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半。下列敘述不正確的是(B)A.WZ形成的晶體為離子晶體B.元素第一電離能的順序?yàn)閄＜Z＜YC.Y的最高價(jià)氧化物的水化物是中強(qiáng)酸D.該新化合物中原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)解析：經(jīng)分析可知，W、X、Y、Z分別為Na、Si、P、Cl元素，WZ為NaCl，NaCl為離子化合物，其形成的晶體為離子晶體，故A正確；第三周期元素中，隨著原子序數(shù)的遞增，元素第一電離能呈增大趨勢，則元素第一電離能的順序?yàn)閄＜Y＜Z，故B錯(cuò)誤；Y的最高價(jià)氧化物的水化物為磷酸，磷酸中強(qiáng)酸，故C正確；結(jié)合圖示可知，鈉離子最外層8個(gè)電子，Si原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，P原子形成2個(gè)共價(jià)鍵，且得到W的1個(gè)電子，Cl原子形成1個(gè)共價(jià)鍵，所以該新化合物中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D正確。三、非選擇題13.X、Y、Z、W為原子序數(shù)遞增的短周期主族元素，Y的簡單氣態(tài)氫化物的水溶液呈弱堿性，Z元素?zé)o正價(jià)，且基態(tài)原子有2個(gè)未成對電子，基態(tài)W原子價(jià)層電子排布式為nsn－1npn－1，X與W為同主族元素?；鶓B(tài)R原子M能層全充滿且核外有且僅有1個(gè)未成對電子。請回答下列問題：(1)基態(tài)R原子的核外電子排布式為________________。R單質(zhì)晶體晶胞的堆積方式為____________________，晶胞的空間利用率為________。(2)X、Y、Z三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)開_________(填元素符號)。(3)YF3分子中Y的雜化類型為________。該分子的立體構(gòu)型為____________。(4)Y的氣態(tài)氫化物在水中可形成氫鍵，其氫鍵最可能的形式為______(填字母)。(5)X的某氣態(tài)氧化物的相對分子質(zhì)量為44，分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)，則其氣態(tài)氧化物中的大π鍵應(yīng)表示為________，其中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為________。(6)R元素與Y元素形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球代表R原子)，若該晶體的密度為ρg·cm－3，則該晶胞的邊長是__________(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1面心立方最密堆積74%(2)C<O<N(3)sp3三角錐形(4)B(5)Πeq\o\al(4,3)1∶1(6)eq\r(3,\f(206,NA·ρ))cm解析：X、Y、Z、W為原子序數(shù)遞增的短周期主族元素，Y的簡單氣態(tài)氫化物的水溶液呈弱堿性，Y為N；Z元素?zé)o正價(jià)，且基態(tài)原子有2個(gè)未成對電子，Z為O；基態(tài)W原子價(jià)層電子排布式為nsn－1npn－1，則n＝3，W為Si，X與W為同主族元素，則X為C；基態(tài)R原子M能層全充滿且核外有且僅有1個(gè)未成對電子，價(jià)層電子排布為3d104s1，R為Cu。(1)基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為ls22s22p63s23p63d104sl。銅晶體晶胞的堆積方式為面心立方最密堆積，晶胞的空間利用率為74%。(2)同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但N原子的2p軌道為半充滿，較為穩(wěn)定，第一電離能大于O，C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃<O<N。(3)NF3分子中N原子上有1對孤電子對，價(jià)層電子對數(shù)為4，采用sp3雜化，分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(4)氨氣在水中可形成氫鍵，其氫鍵最可能的形式為是氨氣分子中N原子與水分子中的H原子形成氫鍵。(5)C的某氣態(tài)氧化物的相對分子質(zhì)量為44，該氧化物為二氧化碳，分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)，則其氣態(tài)氧化物中的大π鍵應(yīng)表示為Πeq\o\al(4,3)，二氧化碳分子中含有2個(gè)CO，其中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶1。(6)根據(jù)晶胞中微粒個(gè)數(shù)的分配方法計(jì)算，晶胞中含有N原子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＝1，Cu原子的數(shù)目為12×eq\f(1,4)＝3，故化學(xué)式為Cu3N，1mol晶胞的質(zhì)量為206g，所以該晶胞的邊長＝eq\r(3,\f(206g,NA·ρg·cm－3))＝eq\r(3,\f(206,NA·ρ))cm。14.(2021·湖南新高考適應(yīng)性考試)第ⅤA族元素及其化合物在生產(chǎn)、生活中用途廣泛。(1)①P4S3常用于制造火柴，P和S的第一電離能較大的是________。②As4S4俗稱雄黃，其中基態(tài)As原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個(gè)未成對電子。③P、S、As電負(fù)性由大到小的順序是____________。(2)NH3、PH3、AsH3中沸點(diǎn)最高的是________，其主要原因是__________________________。(3)①白磷在氯氣中燃燒可以得到PCl3和PCl5，其中氣態(tài)PCl3分子的立體構(gòu)型為__________。②研究發(fā)現(xiàn)固態(tài)PCl5和PBr5均為離子晶體，但其結(jié)構(gòu)分別為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(PCl4))＋eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(PCl6))－和eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(PBr4))＋Br－，分析PCl5和PBr5結(jié)構(gòu)存在差異的原因是____________________________________________。(4)銻酸亞鐵晶胞如圖所示，其晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則：①銻酸亞鐵的化學(xué)式為__________。②晶體的密度為__________g·cm－3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。答案：(1)①P②3d104s24p33③S>P>As(2)NH3NH3分子間存在氫鍵(3)①三角錐形②Br－半徑較大，無法形成[PBr6]－(4)①Fe(SbO3)2②eq\f(792,abc×10－21NA)解析：(1)①P元素3p能級軌道半滿，更穩(wěn)定，第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能較大的是P。②As元素為33號元素，位于第四周期第ⅤA族，原子核外電子排布為[Ar]3d104s24p3；核外有4p軌道上3個(gè)未成對電子。③非金屬性：S>P>As，所以電負(fù)性：S>P>As。(2)PH3、AsH3分子間只存在范德華力，而NH3分子間還存在氫鍵，所以NH3沸點(diǎn)最高。(3)①PCl3中心P原子價(jià)層電子對數(shù)為3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，不含孤電子對，所以立體構(gòu)型為三角錐形。②Br－半徑較大，而Cl－半徑較小，所以P周圍可以容納6個(gè)Cl－，而無法容納6個(gè)Br－，無法形成[PBr6]－。(4)①據(jù)圖可知一個(gè)晶胞中含有Sb原子的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,4)＋2＝4，O原子的個(gè)數(shù)為4×eq\f(1,2)＋10＝12個(gè)，F(xiàn)e2＋的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，所以銻酸亞鐵的化學(xué)式為Fe(SbO3)2。②晶胞的質(zhì)量為eq\f(122×4＋16×12＋56×2,NA)g＝eq\f(792,NA)g，晶體的體積為abcnm3＝abc×10－21cm3，所以晶體的密度為eq\f(\f(792,NA)g,abc×10－21cm3)＝eq\f(792,abc×10－21NA)g·cm3。15.微量元素硼對植物生長及人體健康有著十分重要的作用，也廣泛應(yīng)用于新型材料的制備。(1)基態(tài)硼原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式是_____________________________________。與硼處于同周期且相鄰的兩種元素和硼的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_________。(2)晶體硼單質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元為正二十面體，其能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形，這種性質(zhì)稱為晶體的__________。(3)B的簡單氫化物BH3不能游離存在，常傾向于形成較穩(wěn)定的B2H6或與其他分子結(jié)合。①B2H6分子結(jié)構(gòu)如圖，則B原子的雜化方式為__________。②氨硼烷(NH3BH3)被認(rèn)為是最具潛力的新型儲氫材料之一，分子中存在配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是______，寫出一種與氨硼烷互為等電子體的分子__________(填化學(xué)式)。(4)以硼酸(H3