还剩7页未读，
继续阅读
所属成套资源：2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习（共47份）
成套系列资料，整套一键下载
2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第十一章 物质结构与性质 Word版含解析
展开
这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第十一章 物质结构与性质 Word版含解析，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
单元过关限时检测
(50分钟，100分)
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意
1．(2021·山东省实验中学高三诊断)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大，Y、Z、W位于同一周期，X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体，Y在同周期中电负性最小，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23︰16，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小；T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是( C )
A．简单离子的半径：Y>Z>W
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Z>X
C．W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D．W的单质在足量的氧气中燃烧，所得产物溶于水可得强酸
[解析] 由题意推断X元素位于第二周期，X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体，该氢化物为CH4(甲烷)，即X为C；Y、Z、W位于同一周期，原子序数依次增大，即Y、Z、W位于第三周期，Y在同周期中电负性最小，推出Y为Na，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23︰16，推出该化合物为Na2S，即W为S，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小，即Z为Al；T元素的价电子排布式为3d104s1，推出T元素为Cu。Y、Z、W简单离子半径大小顺序是r(S2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)，故A错误；W、Z、X三种元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3，故B错误；Cu与S在加热条件下发生反应，因为S的氧化性较弱，因此将Cu氧化至较低价态，得到的产物是Cu2S，反应的方程式为2Cu＋Seq \(=====,\s\up7(△))Cu2S，故C正确；S在足量的氧气中燃烧生成SO2，SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸为中强酸，故D错误。
[易错警示] 易错点是选项D，S和C不一样，S与氧气反应，无论氧气过量与否，生成的都是SO2，SO2转化成SO3，需要催化剂、高温条件。
2．(2021·山东日照校际联考)下列各项叙述中，正确的是( C )
A．基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2和[Ar]4s2对应的元素同族
B．钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，释放能量
C．某基态原子的价电子排布式为4d15s2，它是第五周期ⅢB族元素，属于d区元素
D．3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期
[解析] 本题以核外电子的排布为载体，考查元素推断、基态与激发态和周期表的分区等知识点，对学生整合化学信息的能力，体现了基础性和综合性的考查要求。基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2的元素为锌元素，电子排布式为[Ar]4s2的元素为钙元素，两元素位于同周期，不同族，A错误；钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，Na从基态变为激发态，吸收能量，B错误；某基态原子的价电子排布式为4d15s2，对应元素为Y，它是第五周期ⅢB族元素，属于d区元素，C正确；基态3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期，非基态时不能确定，D错误。
3．(2021·山东济宁月考)下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是( B )
A．Fe2＋ 1s22s22p63s23p63d6
B．Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
C．F
D．Na＋
[解析] Fe2＋核外电子数为24，由能量最低原理，可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理；若按照构造原理，29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2，但实际上Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时，能量相对较低，故B不符合能量最低原理；F原子最外电子层为第2能层，有7个电子，外围电子排布式为2s22p5，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，外围电子排布图为，故C符合能量最低原理；Na＋最外电子层为第2能层，有8个电子，外围电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，Na＋外围电子排布图为，故D符合能量最低原理。
4．(2021·山东济宁一中质量检测)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2－、正八面体形的[Ni(NH3)6]2＋等。下列说法正确的有( C )
A．Ni(CO)4和[Ni(CN)4]2－中，镍元素均是sp3杂化
B．NH3的空间构型为平面三角形
C．CO与CN－互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键个数之比为1︰2
D．Ni2＋在形成配合物时，其配位数只能为4
[解析] [Ni(CN)4]2－的空间构型为正方形，中心原子的杂化方式为dsp2杂化，而Ni(CO)4为正四面体结构，中心原子为sp3杂化，故A错误；NH3的空间构型为三角锥形，故B错误；CO和CN－的价电子数均为10，且具有相同的原子数，二者互为等电子体，CO分子内含有1个σ键和2个π键，所以CO分子内σ键和π键个数之比为1︰2，故C正确；Ni2＋的价电子排布式为3d8，Ni2＋在形成配合物时，其配位数可以为4或6，故D错误。
5．(2021·山东青岛上学期月考)常温常压下，某金属有机多孔材料(MOFA)对CO2具有超高的吸附能力，并能催化CO2与环氧丙烷的反应，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( C )
A．物质a分子中碳原子和氧原子均采取sp3杂化
B．b的一氯代物有3种
C．a生成b的反应类型为取代反应，并有极性共价键形成
D．该材料的吸附作用具有选择性，利用此法可减少CO2的排放
[解析] a分子中C、O原子的价层电子对数都是4，根据杂化轨道理论判断C、O原子杂化类型为sp3杂化，故A正确；b分子中含有3种氢原子，所以b的一氯代物有3种，故B正确；a和二氧化碳发生加成反应生成b，故C错误；a和二氧化碳反应生成b，CO2是反应物，所以利用此法可减少CO2的排放，故D正确。
6．(2021·江苏徐州一中高三月考)石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是( C )
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含eq \f(2,3)s轨道与eq \f(1,3)p轨道
C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，存在金属键
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
[解析] 本题考查混合晶体的性质及结构特点。石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A项错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含eq \f(1,3)s轨道与eq \f(2,3)p轨道，B项错误；石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间存在共价键，石墨能导电，存在金属键，C项正确；每个C原子为3个碳环共用，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×eq \f(1,3)＝2，D项错误。
7．(2021·湖南衡阳模拟)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( D )
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力
D．根据元素周期律可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
[解析] W元素的核电荷数为X元素的2倍，所以X为氧元素，W为硫元素，Z为磷元素，Y为硅元素，T为砷元素。A项，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，X、W、Z的非金属性依次减弱，所以热稳定性依次减弱，错误；B项，硫在自然界中有游离态形式，错误；C项，二氧化硅是原子晶体，晶体熔化不需要克服分子间作用力，三氧化硫分子间存在分子间作用力，从液态变成气态，需要克服分子间作用力，错误；D项，因为砷处于金属和非金属的交界处，所以砷有半导体特性，三氧化二砷中砷是＋3价，处于中间价有氧化性和还原性，正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题：本题包括4小题，共58分
8．(2021·山东威海模拟)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
(1)四种元素中电负性最大的是 O (填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3) 。
(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是 O3 (填分子式)，原因是 O3相对分子质量较大，分子间作用力大 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 分子晶体 和 离子晶体 。
(3)C和D反应可生成组成比为1︰3的化合物E，E的立体构型为 三角锥形 ，中心原子的杂化轨道类型为 sp3 。
(4)化合物D2A的立体构型为 V形 ，中心原子的价层电子对数为 4 ，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl) 。
(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F的化学式为 Na2O ；晶胞中A原子的配位数为 8 ；列式计算晶体F的密度(g·cm－3) eq \f(4×62 g·ml－1,0.566×10－7cm3×6.02×1023 ml－1)＝2.27 g·cm－3 。
[解析] 根据题目条件，可推出A、B、C、D分别为O、Na、P、Cl。
(1)电负性最大的为O，P的核外电子排布为1s22s22p63s23p3。
(2)单质A有O2、O3两种同素异形体，相对分子质量大的，分子间作用力也大，沸点高。A、B的氢化物分别为H2O、NaH，晶体类型分别为分子晶体、离子晶体。
(3)E为PCl3，P含有一对孤电子对，价层电子对数为4，立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化类型为sp3杂化。
(4)Cl2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对，孤电子对数＝eq \f(1,2)(6－2×1)＝2，故价层电子对数为4，分子的立体构型为V形。根据得失电子守恒配平化学方程式得2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2。
(5)晶胞中O2－为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Na＋为8个，则化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离相等且最近的钠原子的个数为8，则氧原子的配位数为8。晶体F的密度为eq \f(4×62 g·ml－1,0.566×10－7cm3×6.02×1023 ml－1)＝2.27 g·cm－3。
9．(2021·山东等级考模拟)非线性光学晶体在信息、激光技术，医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X＝Si、Ge)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题：
(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为 O>C>Si ；第一电离能I1(Si) > I1(Ge)(填“>”或“<”)。
(2)基态Ge原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) ；SiO2、GeO2具有类似的晶体结构，其中熔点较高的是 SiO2 ，原因是 二者均为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si—O键长小于Ge—O键长，SiO2键能更大，熔点更高 。
(3)如图为硼酸晶体的片层结构，其中硼的杂化方式为 sp2 。H3BO3在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是 热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大 。
(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。
CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形)。晶胞参数为a pm、b pm、c pm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为 4 。CsSiB3O7的摩尔质量为M g·ml－1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则CsSiB3O7晶体的密度为 eq \f(4M,abcNA)×1030 g·cm－3(用代数式表示)。
[解析] (1)电负性的变化规律为同周期从左向右逐渐增大，同主族由上至下逐渐减小，所以电负性O>C>Si；第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小，因此I1(Si)>I1(Ge)。
(2)Ge原子位于第四周期ⅣA族，因此原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)；SiO2、GeO2均为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si—O键长小于Ge—O键长，SiO2键能更大，熔点更高。
(3)B原子最外层有3个电子，与3个—OH形成3个共价键，因此为sp2杂化。热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大。
(4)原子分数坐标为(0.5,0.2,0.5)的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为(0,0.3,0.5)及(1.0,0.3,0.5)的Cs原子位于晶胞的yz面上，原子分数坐标为(0.5,0.8,1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子位于晶胞xy面上，原子分数坐标为(0,0.7，1.0)及(1.0,0.7,1.0)(0,0.7,0)及(1.0,0.7,0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个；代入晶胞密度求算公式可得：ρ＝eq \f(ZM,NAV)＝eq \f(4×M,NA×abc×10－30)＝eq \f(4M,abcNA)×1030(g·cm－3)。
10．(2021·广东中山高三检测)钙钛矿(主要成分是CaTiO3)太阳能薄膜电池制备工艺简单、成本低、效率高，引起了科研工作者的广泛关注，科学家认为钙钛矿太阳能电池将取代硅基太阳能电池的统治地位。
(1)基态钛原子的电子排布式为 [Ar]3d24s2 ，若钙原子核外有7种能量状态的电子，则钙原子处于 激发 (填“基”或“激发”)态，氧元素所在周期第一电离能由小到大的前三种元素依次是 Li(2)硅能形成一系列硅氢化合物，如SiH4、Si2H6、Si2H4、Si3H6等，其中硅烷广泛应用于微电子、制造太阳能电池。
①上述分子中硅原子存在sp2杂化的是 Si2H4、Si3H6 ，属于正四面体的是 SiH4 。
②硅烷链长度远小于烷烃，最可能的原因是 原子半径Si>C，Si—Si长度大于C—C，键能较小，键的稳定性较差，不利于形成长链 ，硅烷同系物熔、沸点的变化规律可能是 随着相对分子质量的增大而升高 。
(3)CaTiO3的晶胞为立方晶胞，结构如下图所示：
则与A距离最近且相等的X有 12 个，M的坐标是 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2))) ；若晶胞参数是r pm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度是 eq \f(1.36×1032,r3NA) g·cm－3。
[解析] (1)钛是22号元素，电子排布式为[Ar]3d24s2。基态钙原子的20个电子分占6个不同的能级，即电子有6种能量状态，现在有7种能量状态，说明它处于激发态。从左到右，第一电离能呈增大趋势，Be的2s能级全充满是稳定状态，故电离能由小到大的前三种元素是Li(2)硅原子最外层有4个电子，乙硅烯、丙硅烯分子中均有硅原子形成了3个σ键，故二者分子中均有硅原子为sp2杂化。甲硅烷分子中硅为sp3杂化，是正四面体结构。原子半径Si>C，Si—Si键长度大于C—C键，Si—Si键键能较小，键的稳定性较差，不利于形成长链。硅烷同系物组成结构相似，随着分子中硅原子数目的增加，熔、沸点逐渐升高。
(3)观察晶胞图可知，顶点A紧邻等距离最近的X位于晶胞的三个平面，即横平面、正平面和侧平面，将每个平面扩展，则每个平面中距离A最近的X均有4个，故共有3×4＝12个。M位于体心，故其坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。根据均摊原理知，X是氧，一个晶胞中含有一个“CaTiO3”，晶胞的体积是1×10－30 r3 cm3，由此可求出晶体的密度为eq \f(1.36×1032,r3NA) g·cm－3。
11．(2021·海南海口四中检测)氢原子是最轻的原子，人们曾预言它可能是所有元素之母。学习物质结构与性质，回答下列问题：
(1)太阳中的主要化学元素是氢和 氦 。
(2)氢负离子(H－)基态电子排布式为 1s2 。
(3)下列变化：H－(g)===H(g)＋e－吸收的能量为73 kJ·ml－1，H(g)===H＋(g)＋e－吸收的能量为1 311 kJ·ml－1，则氢负离子(H－)的第一电离能为 73 kJ·ml－1 。
(4)几种碱金属氢化物的部分性质如下表所示：
从化学结构的角度回答说明，分解温度LiH>NaH>KH的原因 均为离子晶体，阳离子离子半径Li＋NaH>KH，离子键越强，分解温度越高 。
(5)水溶液中有H3O＋、H5Oeq \\al(＋,2)、H9Oeq \\al(＋,4)等微粒的形式。H3O＋中，中心原子的杂化类型是 sp3 ，请画出H5Oeq \\al(＋,2)的结构式： 。当用高能射线照射液态水时，水分子便以一种新的方式电离，如图所示写出高能射线照射水的总反应的离子方程式 (n＋2)H2Oeq \(――→,\s\up7(射线))e(H2O)eq \\al(－,n)＋·OH＋H3O＋ 。
(6)氢化铝钠(NaAlH4)等复合氢化物是重要的有机还原剂。NaAlH4晶胞结构如图所示，NaAlH4晶体中，与Na＋紧邻且等距的AlHeq \\al(－,4)有 8 个，设阿伏加德罗常数为NA，则晶体的密度为 eq \f(108×1021,a3NA) g·cm－3。
(7)在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1,1,1)晶面。如图则该立方晶胞体中(1,1,1)晶面共有 8 个。
[解析] (1)太阳中含量最丰富的元素是氢，其次是氦元素，故太阳中的主要化学元素是氢和氦。
(2)H原子核内只有1个质子，氢负离子(H－)核外有2个电子，则H－的基态电子排布式为1s2。
(3)H－(g)===H(g)＋e－吸收的能量为73 kJ·ml－1，则氢负离子(H－)的第一电离能为73 kJ·ml－1。
(4)LiH、NaH、KH三种晶体均为离子晶体，由于离子核外电子层数越多，离子半径越大，阳离子的离子半径：Li＋NaH>KH，晶格能越大，离子键就越强，晶体分解温度就越高，所以分解温度LiH>NaH>KH。
(5)H3O＋中，中心O原子的杂化类型是sp3杂化；H5Oeq \\al(＋,2)可看作是H3O＋与H2O通过氢键形成的离子，所以H5Oeq \\al(＋,2)的结构式是。根据图示可得高能射线照射水的总反应的离子方程式为(n＋2)H2Oeq \(――→,\s\up7(射线))e(H2O)eq \\al(－,n)＋·OH＋H3O＋。
(6)根据晶胞结构图可知，与AlHeq \\al(－,4)紧邻且等距的Na＋有8个。晶胞中AlHeq \\al(－,4)数目为1＋8×eq \f(1,8)＋4×eq \f(1,2)＝4，Na＋数目为6×eq \f(1,2)＋4×eq \f(1,4)＝4，则与Na＋紧邻且等距的AlHeq \\al(－,4)有8个；NaAlH4晶胞质量为4×eq \f(54,NA) g，晶胞密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(4×\f(54,NA) g,a×10－7 cm2×2a×10－7 cm)＝eq \f(108×1021,a3NA) g·cm－3。
(7)在题给(1,1,1)晶面中，是通过晶胞上面一个顶点，下面2个顶点形成的。上面共有4个这样顶点，可形成4个这样的晶面；同样，若该晶面通过上面2个顶点和下面一个顶点，也可以形成4个这样的晶面，因此共可以形成8个这样的晶面。
X
Y
Z
W
T
氢化物
LiH
NaH
KH
密度/(g·cm－3)
0.78
1.43
分解温度/℃
850
425
400
单元过关限时检测
(50分钟，100分)
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意
1．(2021·山东省实验中学高三诊断)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大，Y、Z、W位于同一周期，X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体，Y在同周期中电负性最小，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23︰16，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小；T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是( C )
A．简单离子的半径：Y>Z>W
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Z>X
C．W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D．W的单质在足量的氧气中燃烧，所得产物溶于水可得强酸
[解析] 由题意推断X元素位于第二周期，X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体，该氢化物为CH4(甲烷)，即X为C；Y、Z、W位于同一周期，原子序数依次增大，即Y、Z、W位于第三周期，Y在同周期中电负性最小，推出Y为Na，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23︰16，推出该化合物为Na2S，即W为S，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小，即Z为Al；T元素的价电子排布式为3d104s1，推出T元素为Cu。Y、Z、W简单离子半径大小顺序是r(S2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)，故A错误；W、Z、X三种元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3，故B错误；Cu与S在加热条件下发生反应，因为S的氧化性较弱，因此将Cu氧化至较低价态，得到的产物是Cu2S，反应的方程式为2Cu＋Seq \(=====,\s\up7(△))Cu2S，故C正确；S在足量的氧气中燃烧生成SO2，SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸为中强酸，故D错误。
[易错警示] 易错点是选项D，S和C不一样，S与氧气反应，无论氧气过量与否，生成的都是SO2，SO2转化成SO3，需要催化剂、高温条件。
2．(2021·山东日照校际联考)下列各项叙述中，正确的是( C )
A．基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2和[Ar]4s2对应的元素同族
B．钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，释放能量
C．某基态原子的价电子排布式为4d15s2，它是第五周期ⅢB族元素，属于d区元素
D．3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期
[解析] 本题以核外电子的排布为载体，考查元素推断、基态与激发态和周期表的分区等知识点，对学生整合化学信息的能力，体现了基础性和综合性的考查要求。基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2的元素为锌元素，电子排布式为[Ar]4s2的元素为钙元素，两元素位于同周期，不同族，A错误；钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，Na从基态变为激发态，吸收能量，B错误；某基态原子的价电子排布式为4d15s2，对应元素为Y，它是第五周期ⅢB族元素，属于d区元素，C正确；基态3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期，非基态时不能确定，D错误。
3．(2021·山东济宁月考)下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是( B )
A．Fe2＋ 1s22s22p63s23p63d6
B．Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
C．F
D．Na＋
[解析] Fe2＋核外电子数为24，由能量最低原理，可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理；若按照构造原理，29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2，但实际上Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时，能量相对较低，故B不符合能量最低原理；F原子最外电子层为第2能层，有7个电子，外围电子排布式为2s22p5，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，外围电子排布图为，故C符合能量最低原理；Na＋最外电子层为第2能层，有8个电子，外围电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，Na＋外围电子排布图为，故D符合能量最低原理。
4．(2021·山东济宁一中质量检测)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2－、正八面体形的[Ni(NH3)6]2＋等。下列说法正确的有( C )
A．Ni(CO)4和[Ni(CN)4]2－中，镍元素均是sp3杂化
B．NH3的空间构型为平面三角形
C．CO与CN－互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键个数之比为1︰2
D．Ni2＋在形成配合物时，其配位数只能为4
[解析] [Ni(CN)4]2－的空间构型为正方形，中心原子的杂化方式为dsp2杂化，而Ni(CO)4为正四面体结构，中心原子为sp3杂化，故A错误；NH3的空间构型为三角锥形，故B错误；CO和CN－的价电子数均为10，且具有相同的原子数，二者互为等电子体，CO分子内含有1个σ键和2个π键，所以CO分子内σ键和π键个数之比为1︰2，故C正确；Ni2＋的价电子排布式为3d8，Ni2＋在形成配合物时，其配位数可以为4或6，故D错误。
5．(2021·山东青岛上学期月考)常温常压下，某金属有机多孔材料(MOFA)对CO2具有超高的吸附能力，并能催化CO2与环氧丙烷的反应，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( C )
A．物质a分子中碳原子和氧原子均采取sp3杂化
B．b的一氯代物有3种
C．a生成b的反应类型为取代反应，并有极性共价键形成
D．该材料的吸附作用具有选择性，利用此法可减少CO2的排放
[解析] a分子中C、O原子的价层电子对数都是4，根据杂化轨道理论判断C、O原子杂化类型为sp3杂化，故A正确；b分子中含有3种氢原子，所以b的一氯代物有3种，故B正确；a和二氧化碳发生加成反应生成b，故C错误；a和二氧化碳反应生成b，CO2是反应物，所以利用此法可减少CO2的排放，故D正确。
6．(2021·江苏徐州一中高三月考)石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是( C )
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含eq \f(2,3)s轨道与eq \f(1,3)p轨道
C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，存在金属键
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
[解析] 本题考查混合晶体的性质及结构特点。石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A项错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含eq \f(1,3)s轨道与eq \f(2,3)p轨道，B项错误；石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间存在共价键，石墨能导电，存在金属键，C项正确；每个C原子为3个碳环共用，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×eq \f(1,3)＝2，D项错误。
7．(2021·湖南衡阳模拟)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( D )
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力
D．根据元素周期律可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
[解析] W元素的核电荷数为X元素的2倍，所以X为氧元素，W为硫元素，Z为磷元素，Y为硅元素，T为砷元素。A项，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，X、W、Z的非金属性依次减弱，所以热稳定性依次减弱，错误；B项，硫在自然界中有游离态形式，错误；C项，二氧化硅是原子晶体，晶体熔化不需要克服分子间作用力，三氧化硫分子间存在分子间作用力，从液态变成气态，需要克服分子间作用力，错误；D项，因为砷处于金属和非金属的交界处，所以砷有半导体特性，三氧化二砷中砷是＋3价，处于中间价有氧化性和还原性，正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题：本题包括4小题，共58分
8．(2021·山东威海模拟)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
(1)四种元素中电负性最大的是 O (填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3) 。
(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是 O3 (填分子式)，原因是 O3相对分子质量较大，分子间作用力大 ；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为 分子晶体 和 离子晶体 。
(3)C和D反应可生成组成比为1︰3的化合物E，E的立体构型为 三角锥形 ，中心原子的杂化轨道类型为 sp3 。
(4)化合物D2A的立体构型为 V形 ，中心原子的价层电子对数为 4 ，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl) 。
(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F的化学式为 Na2O ；晶胞中A原子的配位数为 8 ；列式计算晶体F的密度(g·cm－3) eq \f(4×62 g·ml－1,0.566×10－7cm3×6.02×1023 ml－1)＝2.27 g·cm－3 。
[解析] 根据题目条件，可推出A、B、C、D分别为O、Na、P、Cl。
(1)电负性最大的为O，P的核外电子排布为1s22s22p63s23p3。
(2)单质A有O2、O3两种同素异形体，相对分子质量大的，分子间作用力也大，沸点高。A、B的氢化物分别为H2O、NaH，晶体类型分别为分子晶体、离子晶体。
(3)E为PCl3，P含有一对孤电子对，价层电子对数为4，立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化类型为sp3杂化。
(4)Cl2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对，孤电子对数＝eq \f(1,2)(6－2×1)＝2，故价层电子对数为4，分子的立体构型为V形。根据得失电子守恒配平化学方程式得2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2。
(5)晶胞中O2－为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Na＋为8个，则化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离相等且最近的钠原子的个数为8，则氧原子的配位数为8。晶体F的密度为eq \f(4×62 g·ml－1,0.566×10－7cm3×6.02×1023 ml－1)＝2.27 g·cm－3。
9．(2021·山东等级考模拟)非线性光学晶体在信息、激光技术，医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X＝Si、Ge)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题：
(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为 O>C>Si ；第一电离能I1(Si) > I1(Ge)(填“>”或“<”)。
(2)基态Ge原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) ；SiO2、GeO2具有类似的晶体结构，其中熔点较高的是 SiO2 ，原因是 二者均为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si—O键长小于Ge—O键长，SiO2键能更大，熔点更高 。
(3)如图为硼酸晶体的片层结构，其中硼的杂化方式为 sp2 。H3BO3在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是 热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大 。
(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。
CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形)。晶胞参数为a pm、b pm、c pm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为 4 。CsSiB3O7的摩尔质量为M g·ml－1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则CsSiB3O7晶体的密度为 eq \f(4M,abcNA)×1030 g·cm－3(用代数式表示)。
[解析] (1)电负性的变化规律为同周期从左向右逐渐增大，同主族由上至下逐渐减小，所以电负性O>C>Si；第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小，因此I1(Si)>I1(Ge)。
(2)Ge原子位于第四周期ⅣA族，因此原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)；SiO2、GeO2均为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si—O键长小于Ge—O键长，SiO2键能更大，熔点更高。
(3)B原子最外层有3个电子，与3个—OH形成3个共价键，因此为sp2杂化。热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大。
(4)原子分数坐标为(0.5,0.2,0.5)的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为(0,0.3,0.5)及(1.0,0.3,0.5)的Cs原子位于晶胞的yz面上，原子分数坐标为(0.5,0.8,1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子位于晶胞xy面上，原子分数坐标为(0,0.7，1.0)及(1.0,0.7,1.0)(0,0.7,0)及(1.0,0.7,0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个；代入晶胞密度求算公式可得：ρ＝eq \f(ZM,NAV)＝eq \f(4×M,NA×abc×10－30)＝eq \f(4M,abcNA)×1030(g·cm－3)。
10．(2021·广东中山高三检测)钙钛矿(主要成分是CaTiO3)太阳能薄膜电池制备工艺简单、成本低、效率高，引起了科研工作者的广泛关注，科学家认为钙钛矿太阳能电池将取代硅基太阳能电池的统治地位。
(1)基态钛原子的电子排布式为 [Ar]3d24s2 ，若钙原子核外有7种能量状态的电子，则钙原子处于 激发 (填“基”或“激发”)态，氧元素所在周期第一电离能由小到大的前三种元素依次是 Li
①上述分子中硅原子存在sp2杂化的是 Si2H4、Si3H6 ，属于正四面体的是 SiH4 。
②硅烷链长度远小于烷烃，最可能的原因是 原子半径Si>C，Si—Si长度大于C—C，键能较小，键的稳定性较差，不利于形成长链 ，硅烷同系物熔、沸点的变化规律可能是 随着相对分子质量的增大而升高 。
(3)CaTiO3的晶胞为立方晶胞，结构如下图所示：
则与A距离最近且相等的X有 12 个，M的坐标是 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2))) ；若晶胞参数是r pm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度是 eq \f(1.36×1032,r3NA) g·cm－3。
[解析] (1)钛是22号元素，电子排布式为[Ar]3d24s2。基态钙原子的20个电子分占6个不同的能级，即电子有6种能量状态，现在有7种能量状态，说明它处于激发态。从左到右，第一电离能呈增大趋势，Be的2s能级全充满是稳定状态，故电离能由小到大的前三种元素是Li
(3)观察晶胞图可知，顶点A紧邻等距离最近的X位于晶胞的三个平面，即横平面、正平面和侧平面，将每个平面扩展，则每个平面中距离A最近的X均有4个，故共有3×4＝12个。M位于体心，故其坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。根据均摊原理知，X是氧，一个晶胞中含有一个“CaTiO3”，晶胞的体积是1×10－30 r3 cm3，由此可求出晶体的密度为eq \f(1.36×1032,r3NA) g·cm－3。
11．(2021·海南海口四中检测)氢原子是最轻的原子，人们曾预言它可能是所有元素之母。学习物质结构与性质，回答下列问题：
(1)太阳中的主要化学元素是氢和 氦 。
(2)氢负离子(H－)基态电子排布式为 1s2 。
(3)下列变化：H－(g)===H(g)＋e－吸收的能量为73 kJ·ml－1，H(g)===H＋(g)＋e－吸收的能量为1 311 kJ·ml－1，则氢负离子(H－)的第一电离能为 73 kJ·ml－1 。
(4)几种碱金属氢化物的部分性质如下表所示：
从化学结构的角度回答说明，分解温度LiH>NaH>KH的原因 均为离子晶体，阳离子离子半径Li＋
(5)水溶液中有H3O＋、H5Oeq \\al(＋,2)、H9Oeq \\al(＋,4)等微粒的形式。H3O＋中，中心原子的杂化类型是 sp3 ，请画出H5Oeq \\al(＋,2)的结构式： 。当用高能射线照射液态水时，水分子便以一种新的方式电离，如图所示写出高能射线照射水的总反应的离子方程式 (n＋2)H2Oeq \(――→,\s\up7(射线))e(H2O)eq \\al(－,n)＋·OH＋H3O＋ 。
(6)氢化铝钠(NaAlH4)等复合氢化物是重要的有机还原剂。NaAlH4晶胞结构如图所示，NaAlH4晶体中，与Na＋紧邻且等距的AlHeq \\al(－,4)有 8 个，设阿伏加德罗常数为NA，则晶体的密度为 eq \f(108×1021,a3NA) g·cm－3。
(7)在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1,1,1)晶面。如图则该立方晶胞体中(1,1,1)晶面共有 8 个。
[解析] (1)太阳中含量最丰富的元素是氢，其次是氦元素，故太阳中的主要化学元素是氢和氦。
(2)H原子核内只有1个质子，氢负离子(H－)核外有2个电子，则H－的基态电子排布式为1s2。
(3)H－(g)===H(g)＋e－吸收的能量为73 kJ·ml－1，则氢负离子(H－)的第一电离能为73 kJ·ml－1。
(4)LiH、NaH、KH三种晶体均为离子晶体，由于离子核外电子层数越多，离子半径越大，阳离子的离子半径：Li＋
(5)H3O＋中，中心O原子的杂化类型是sp3杂化；H5Oeq \\al(＋,2)可看作是H3O＋与H2O通过氢键形成的离子，所以H5Oeq \\al(＋,2)的结构式是。根据图示可得高能射线照射水的总反应的离子方程式为(n＋2)H2Oeq \(――→,\s\up7(射线))e(H2O)eq \\al(－,n)＋·OH＋H3O＋。
(6)根据晶胞结构图可知，与AlHeq \\al(－,4)紧邻且等距的Na＋有8个。晶胞中AlHeq \\al(－,4)数目为1＋8×eq \f(1,8)＋4×eq \f(1,2)＝4，Na＋数目为6×eq \f(1,2)＋4×eq \f(1,4)＝4，则与Na＋紧邻且等距的AlHeq \\al(－,4)有8个；NaAlH4晶胞质量为4×eq \f(54,NA) g，晶胞密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(4×\f(54,NA) g,a×10－7 cm2×2a×10－7 cm)＝eq \f(108×1021,a3NA) g·cm－3。
(7)在题给(1,1,1)晶面中，是通过晶胞上面一个顶点，下面2个顶点形成的。上面共有4个这样顶点，可形成4个这样的晶面；同样，若该晶面通过上面2个顶点和下面一个顶点，也可以形成4个这样的晶面，因此共可以形成8个这样的晶面。
X
Y
Z
W
T
氢化物
LiH
NaH
KH
密度/(g·cm－3)
0.78
1.43
分解温度/℃
850
425
400
相关试卷
2020高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质第2节检测(含解析)： 这是一份2020高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质第2节检测(含解析)，共4页。
高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第十一章 物质结构与性质【选修】 课时作业37 Word版含解析： 这是一份高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第十一章 物质结构与性质【选修】 课时作业37 Word版含解析，共7页。试卷主要包含了关于晶体的下列说法中正确的是，关于晶体的叙述中，正确的是，下列说法中，正确的是等内容，欢迎下载使用。
高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第十一章 物质结构与性质【选修】 课时作业36 Word版含解析： 这是一份高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第十一章 物质结构与性质【选修】 课时作业36 Word版含解析，共7页。试卷主要包含了下列说法中正确的是，波尔多液是果农常用的一种杀菌剂等内容，欢迎下载使用。
