2019届二轮复习 物质结构与性质 作业（全国通用） (1) 练习

物质结构与性质
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意。)
1.下列有关化学用语的说法中不正确的是(　　)
A.—OH与都表示羟基
B.描述的是π键的形成过程
C.CH4分子的球棍模型：
D.次氯酸分子的电子式：
解析　B项描述的是p轨道与p轨道“头碰头”重叠形成p­p σ键的过程。
答案　B
2.下列说法或有关化学用语的表达正确的是(　　)
A.在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B.基态Fe原子的外围电子排布图为
C.因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大
D.根据原子核外电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于s区
解析　原子中2p电子的能量小于3s电子的能量，I1(O)＜I1(N)，Cu元素在ds区。A、C、D三项不正确。
答案　B
3.X元素的原子最外层电子排布为(n＋1)sn(n＋1)pn＋1，下列关于该元素及其化合物的叙述不正确的是(　　)
A.X的气态氢化物受热易分解
B.X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸
C.X的第一电离能比其左右相邻的两种元素的第一电离能都要大
D.X是植物生长所需要的一种营养元素
解析　根据原子的最外层电子排布式知n＝2，所以该元素为磷。磷元素最高价氧化物对应的水化物是一种中强酸，B项错；P的第一电离能大于Si和S，C项正确。
答案　B
4.关于下列分子的说法不正确的是(　　)


A.既有σ键又有π键
B.O—H键的极性强于C—H键的极性
C.是极性分子
D.该物质的分子之间不能形成氢键，但它可以与水分子间形成氢键
解析　该分子中含有—OH，分子之间能形成氢键，D项不正确。
答案　D
5.对下表中的陈述，解释不合理的是(　　)
选项
陈述
解释
A
石墨能导电
石墨中有金属键
B
自然界碳氢化合物比硅氢化合物种类多得多
C—H键键能比Si—H键键能大，C—H键更稳定，更容易形成
C
干冰熔点比SiO2低，硬度也比SiO2小
相对分子质量：CO2＜SiO2
D
NH3分子中的键角小于109°28′
斥力：孤电子对与σ电子对＞σ电子对与σ电子对
解析　C项的解释应为CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体。
答案　C
6.下列各组微粒的空间构型相同的是(　　)
①NH3和H2O　②NH和H3O＋　③NH3和H3O＋
④O3和SO2　⑤CO2和BeCl2　⑥SiO和SO
⑦BF3和Al2Cl6
A.全部 B.除④⑥⑦以外
C.③④⑤⑥ D.②⑤⑥
解析　等电子体一般具有相同的空间构型。原子总数相同、价电子总数或最外层电子总数相同的粒子称为等电子体。NH3和H3O＋、O3和SO2、SiO和SO、CO2和BeCl2均互为等电子体，故选③④⑤⑥。
答案　C
7.下列各项叙述中不正确的是(　　)
A.无机含氧酸HClO、H2SO3、HNO3的酸性逐渐增强
B.Cr、Mn、Fe三种元素基态原子的未成对电子数逐渐增多
C.CaF2、NaCl、CsCl三种晶体中阴离子的配位数逐渐增大
D.
三种有机物的沸点逐渐升高
解析　Cr、Mn、Fe的基态原子核外未成对电子数分别为6、5、4，B项不正确。
答案　B
8.有机化学试剂氨基氰(如图所示)常用于制备磺胺类药物、抗癌药等。下列有关说法正确的是(　　)

A.既有酸性也有碱性
B.既能溶于水，又能溶于乙醇
C.分子内σ键与π键数目之比为1∶1
D.分子中所有原子共面
解析　氨基氰分子中只有显碱性的官能团(一NH2)，没有显酸性的官能团，A错误；氨基氰分子是极性分子，根据“相似相溶”原理，它能溶于水和乙醇中，B正确；氨基氰分子内σ键与π键数目之比为2∶1.C错误；氨基氰分子中左边的N原子与周围的两个H原子和一个C，原子构成三角锥形，因此分子中所有原子不可能共平面，D错误
答案　B
9.下列有关说法不正确的是(　　)
A.C3H8中碳原子都采用的是sp3杂化
B.O2、CO2、N2都是非极性分子
C.酸性：H2CO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO
D.CO的一种等电子体为NO＋，它的电子式为[∶N⋮⋮O∶]＋
解析　HClO的酸性比H2CO3的酸性还弱。
答案　C
10.氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构如下图所示：

下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是(　　)
A.同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构
B.氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体的晶胞结构都是立方体，它们具有相似的物理性质
C.二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键
D.在二氧化硅晶体中，平均每个Si原子形成4个Si—O共价单键
解析　SiO2和CO2的化学式相似，但其晶体结构不同，A项正确。二氧化碳为分子晶体，分子间存在分子间作用力，分子内部碳原子和氧原子间形成共价键；氯化钠和氯化铯为离子晶体，所以三者物理性质不同，B项错误、C项正确。根据二氧化硅的结构可判断D项正确。
答案　B
11.S2Cl2少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是(　　)

A.S2Cl2为非极性分子
B.分子中既含有极性键又含有非极性键
C.与S2Br2结构相似，熔、沸点S2Br2＞S2Cl2
D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
解析　根据S2Cl2的分子结构可知，它属于极性分子，故A错误；B正确；由于S2Cl2与S2Br2的结构相似，且相对分子质量：S2Br2＞S2Cl2，故C正确；由S2Cl2少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D正确。
答案　A
12.“类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误的结论，下列类推结论正确的是(　　)
A.NaCl晶体中只含有离子键，则MgCl2晶体中也只含有离子键
B.第ⅣA族元素氢化物的沸点顺序是GeH4＞SiH4＞CH4，则第ⅤA族元素氢化物的沸点顺序是AsH3＞PH3＞NH3
C.晶体中有阴离子，必有阳离子，则晶体中有阳离子，必有阴离子
D.干冰(CO2)是分子晶体，则SiO2也是分子晶体
解析　B项，NH3分子之间存在氢键，沸点高于AsH3；C项，金属晶体中只有阳离子，没有阴离子；D项，SiO2为原子晶体。
答案　A
13.下面关于晶体的说法不正确的是
A.晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4
B.硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C.熔点由高到低：Na＞Mg＞Al
D.晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
解析　A项，分子晶体熔点由低到高的顺序为CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4；B项，对于原子晶体，原子半径越小，共价键越强，硬度越大，故硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅；C项，对于金属晶体，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强，熔沸点越高，故熔点由高到低：Al＞Mg＞Na；D项，对于离子晶体，离子所带电荷数相同时，离子半径越小，晶格能越大，故晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI。
答案　C
14.在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体，下列推测不正确的是(　　)
A.熔点：NF3＞C3F8
B.CHClFCF3存在手性异构
C.C3F8在CCl4中的溶解度比在水中大
D.由价层电子对互斥理论可确定NF3中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形
解析　C3F8和NF3均为分子晶体，C3F8的相对分子质量大于NF3，故熔点C3F8高于NF3，A项错误；CHClFCF3的结构简式可写为，其中含有一个手性碳原子，B项正确；根据“相似相溶”规律，C3F8易溶于CCl4，C项正确；NF3的价层电子对数为4，且含有1对孤电子对，故分子呈三角锥形，D项正确。
答案　A
15.下列叙述中正确的是(　　)
A.一切四面体空间构型的分子内键角均为109°28′
B.Cu(OH)2能溶于过量氨水形成[Cu(NH3)4]2＋，中心离子为Cu2＋，配体是NH3
C.任何晶体，若含阳离子也一定含阴离子
D.水分子稳定是因为水分子间存在氢键作用
解析　四面体结构的白磷的键角是60°，A项错误；金属晶体中含金属阳离子和自由电子，不含阴离子，C项错误；水分子稳定是由于O—H键的键能较大，D项错误。
答案　B
16.二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是1 73 ℃(在100 ℃以上能升华)，沸点是249 ℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法不正确的是(　　)
A.二茂铁属于分子晶体
B.在二茂铁中，C5H与Fe2＋之间形成的化学键类型是离子键
C.已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D.C5H中一定含有π键
解析　根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，A项正确；碳原子含有孤电子对，铁离子含有空轨道，故二者形成配位键，B项错误；1号碳原子含有4个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp3，2、3、4、5号碳原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，C项正确；C5H中碳原子没有达到饱和，故存在碳碳双键，而碳碳双键中只有一个σ键，另一个必然为π键，D项正确。
答案　B
二、非选择题(本题包括4个小题，共52分)
17.(14分)圆明园十二生肖兽首都是用铜质材料铸造而成的，我国铜的应用与冶炼由来已久，西汉刘安的《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”，这是湿法冶金的雏形。
(1)基态铁原子的电子排布式为________________；基态的Fe2＋有________个未成对电子。
(2)向硫酸铜溶液中滴加过量的氨水可形成[Cu(NH3)4]SO4深蓝色溶液。
①Cu2＋和NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的原子是________(填名称)。
②[Cu(NH3)4]SO4中阴离子的立体构型是________。
③氨的沸点________(填“高于”“低于”或“等于”)膦(PH3)的，原因是_____________________________________________________________________；
PH3是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。
(3)铁和铜都是________晶体(填“离子”“分子”“原子”或“金属”)；Fe的第三电离能(I3)、第四电离能(I4)分别为2 957 kJ·mol－1、5 290 kJ·mol－1，I4≫I3的原因是_______________________________________________________________。
(4)铜晶胞如图所示。已知：NA代表阿伏加德罗常数的值，铜晶胞的密度为
ρ g·cm－3。

①铜原子半径为r cm，则r＝________。
②铜晶胞的空间利用率为________。
(注明：晶胞的空间利用率＝×100%)
解析　(4)①铜晶胞面对角线上3个铜原子相切。设铜晶胞参数为a cm。则有(4r)2＝2a2，r＝a，铜晶胞含4个原子，根据密度公式得：ρ＝＝＝，a＝。r＝a＝×＝×。②空间利用率＝×100%＝π×()3×100%≈74%。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2　4
(2)①配位键　氮　②正四面体　③高于　NH3分子间能形成氢键　极性　sp3　(3)金属　Fe3＋的3d能级已达到半充满的稳定结构　(4)①×　②74%
18.(14分)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。
A.404.4 B.553.5
C.589.2 D.670.8
E.766.5
(2)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是
_____________________________________________________________________。
(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________。

(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为________nm；与K紧邻的O个数为________。
(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。
解析　(1)可见光按波长由大到小依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。紫光波长在400～430 nm之间，故选A项。(2)基态钾原子的价层电子排布式为4s1，核外电子占据的最高能层是N层；4s电子的电子云轮廓图为球形。钾、铬都是金属晶体，比较金属晶体的熔点和沸点要从金属键强弱角度分析：金属原子半径越大，价电子数越少，其金属键越弱，金属的熔点、沸点越低，故钾的熔点、沸点低于铬。(3)I可以看成是I＋和2个I原子构成的阳离子，中心原子的价层电子对数为2＋＝4，所以杂化类型为sp3，孤对电子对数为2，几何构型为V形。(4)观察图示知，面对角线上2个钾原子、1个氧原子相切，K、O原子之间的最短距离为两个原子的核间距，设为d，则有：(2d)2＝2×(0.446 nm)2，d＝×0.446 nm≈0.315 nm。K、O原子构成面心立方结构，可知与K紧邻的O的个数为12。(5)根据已知的KIO3晶胞画出KIO3晶体的部分结构，并对K、I作相应编号，如图a所示，以I处于各顶角位置截取立方体晶胞结构，如图b所示，由此知K处于体心位置，O处于棱心位置。

答案　(1)A　(2)N　球形　K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱　(3)V形　sp3　(4)0.315　12　(5)体心　棱心
19.(10分)A、B、C、D、E五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大，有如下信息：
元素
信息
A
最外层电子数等于电子层数，常温下其单质为气体
B
基态原子的L层p轨道上有2个电子
C
基态原子核外有3个未成对电子
D
主族元素，原子与B原子的价电子数相同
E
基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1，M层处于全充满状态
请回答下列问题：
(1)B与C相比，电负性较大的是________(填元素符号)，E2＋的核外电子排布式为________。
(2)①B可与A形成B2A4化合物，其含有的π键和σ键的个数比为________；
②C可与A形成C2A4化合物，其中C原子的杂化轨道类型为________；
③B与C可以形成BC－，五种元素形成的单质中，与BC－互为等电子体的是________。
(3)B的最高价氧化物与D的最高价氧化物的沸点相差较大的原因是____________________________________________________________________。
(4)向含有E2＋的溶液中通入C的常见气态氢化物，先产生沉淀，继续通入该气体，沉淀溶解。请用物质结构解释沉淀溶解的原因：________________________。
解析　A、B、C、D、E五种元素，均位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大。前四周期元素原子最外层电子数等于电子层数的有H、Be、Al、Ge，而A的单质在常温下为气体，故A是H；B元素基态原子的L层p轨道上有2个电子，则其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2，则B为C(碳)；E元素基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1，M层处于全充满状态，则E原子核外电子数＝2＋8＋18＋1＝29，故E为Cu；D为主族元素，D原子与B原子的价电子数相同，且原子序数小于29，则D为Si；C的基态原子核外有3个未成对电子，且原子序数小于14，则其核外电子排布式为1s22s22p3，故C为N。(1)一般来说，周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大，故电负性：N＞C；Cu2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)①B可与A形成CH2===CH2，其含有的π键和σ键的个数比为1∶5；②C可与A形成NH2NH2，其中N原子的价层电子对数为3＋1＝4，杂化轨道类型为sp3；③B与C可形成CN－，为14电子离子，五种元素形成的单质中，与其互为等电子体的是N2。(3)碳元素的最高价氧化物为CO2，其为分子晶体；Si元素的最高价氧化物为SiO2，其为原子晶体。(4)向含有Cu2＋的溶液中通入NH3，先生成Cu(OH)2沉淀，通入过量NH3，Cu(OH)2中的Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤对电子，形成配位键，生成[Cu(NH3)4]2＋，Cu(OH)2沉淀溶解。
答案　(1)N　1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9　(2)①1∶5　②sp3　③N2　(3)碳元素的最高价氧化物为CO2，其为分子晶体；Si元素的最高价氧化物为SiO2，其为原子晶体　(4)Cu(OH)2中的Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤对电子，形成配位键，生成[Cu(NH3)4]2＋，Cu(OH)2沉淀溶解
20.(14分)H、C、N、O、W、Fe、V都是生活与化学工业中常见元素，设NA代表阿伏加德罗常数的值。请回答下列问题：
(1)碳负离子CH的空间构型为________；根据等电子原理，NO＋的电子式为________。
(2)N、Na＋、Fe3＋、Cu2＋四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数最多的是________；Cu2＋在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为________。
(3)钒可用于人工合成二价钒固氮酶(结构如图甲)。钒固氮酶中钒的配位原子有________(填元素符号)。

(4)烟酰胺(结构如图乙)可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有________，1 mol该分子中含σ键的数目为________。

(5)右图为碳化钨晶体的一部分结构，碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙＋固溶体；也称为填隙化合物。在此结构中，其中钨原子有________个，1个钨原子周围距离最近的碳原子有________个，假设该部分晶体的体积为V cm3，碳化钨的摩尔质量为M g·mol－1，密度为b g·cm－3，则阿伏加德罗常数的值NA可表示为________。
(6)12 g石墨烯(结构如图丙)中含有的正六边形的物质的量为________mol；请你预测硅是否容易形成类似石墨烯的结构，并说明理由
_____________________________________________________________________。
解析　(1)碳负离子CH中碳原子的价层电子对数＝3＋＝4，含有一对孤对电子，所以空间构型为三角锥形；NO＋与氮气互为等电子体，则根据等电子原理，NO＋的电子式为[∶N⋮⋮O∶]＋。(2)N、Na＋、Fe3＋、Cu2＋四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数分别是3、0、5、1，所以未成对电子数最多的是Fe3＋；Cu2＋在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为[Cu(H2O)4]2＋。(3)由图可知，钒固氮酶中，N、S均能提供孤电子对，钒的配位原子为S与N。(4)由烟酰胺结构可知，分子中氨基中的N原子形成3个σ键、含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，而环中N原子形成2个σ键、含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化；1个分子中含有4个C—H键、2个N—H键、3个C—C键、2个C—N键、4个双键，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，故1个分子中含有σ键的数目为15，1 mol该分子中含σ键的数目为15NA。(5)在此结构中钨原子数目为1＋2×＋12×＋6×＝6，以体内钨原子可知，1个钨原子周围距离最近的碳原子有6个；结构中钨原子数目为6、碳原子数目为6，则晶胞的质量为6×，则6×＝V cm3×b g·cm－3，故NA＝。(6)12 g石墨烯中碳原子的物质的量为12 g÷12 g·mol－1＝1 mol，由石墨烯的结构图可知，每个碳原子被3个正六边形所共有，则一个正六边形含有6×＝2个碳原子，则含有的正六边形数目为1 mol××NA mol－1＝0.5 NA，物质的量是0.5 mol；Si原子半径比碳原子半径大，3p轨道不易重叠形成π键，因此硅不容易形成类似石墨的结构。
答案　(1)三角锥形　[∶N⋮⋮O∶]＋　(2)Fe3＋　[Cu(H2O)4]2＋　(3)N、S　(4)sp3、sp2　15NA　(5)6　6　　(6)0.5　不容易，硅原子半径大于碳原子半径，且3p轨道不易重叠形成π键