2021年高考化学三轮冲刺《物质的结构与性质》练习二（含答案）

这是一份2021年高考化学三轮冲刺《物质的结构与性质》练习二（含答案），共8页。试卷主要包含了H2O，SiCl4等等内容，欢迎下载使用。

下列推断正确的是( )
A．BF3是三角锥形分子
B．NHeq \\al(＋,4)的电子式：[，离子呈平面形结构
C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s­p σ键
D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键
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在周期表中属于s区元素
在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是( )
A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
由德国重离子研究中心人工合成的第112号元素的正式名称为“Cpemicium”，相应的元素符号为“Cn”，该元素的名称是为了纪念天文学家哥白尼而得名。该中心人工合成Cn的过程可表示为 eq \\al(70,30)Zn＋eq \\al(208, 82)Pb === eq \\al(277,112)Cn＋eq \\al(1,0)n。下列叙述中正确的是( )
A．上述合成过程属于化学变化
B．Cn元素的相对原子质量为277
C.eq \\al(277,112)Cn 的原子核内中子数比质子数多53
D．Cn元素位于元素周期表的第六周期，是副族元素
下列关于原子结构及微粒间的数量关系的说法不正确的是( )
A．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
B．微粒Na＋、Mg2＋、O2－具有相同的电子层结构
C．短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构
D.eq \\al(48,20)Ca2＋的中子数比核外电子数多10
下列表示氮原子结构的化学用语中，对核外电子运动状态描述正确且能据此确定电子的能级的是( )
A. B． C．1s22s22p3 D．
下列物质的电子式书写正确的是( )
固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层均满足2个或8个电子的稳定结构。则下列有关说法中错误的是( )
A．1 ml NH5中含有5NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B．NH5中既有共价键又有离子键
C．NH5的电子式为
D．它与水反应的化学方程式为NH5＋H2O===NH3·H2O＋H2↑
高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为-2价。如下图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个Oeq \\al(－,2)
B．晶体中每个K＋周围有8个Oeq \\al(－,2)，每个Oeq \\al(－,2)周围有8个K
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个
下列化学用语的表述正确的是( )
A．CSO的电子式：
B．NaClO的电子式：Naeq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)
C．CO2的分子示意图：
D．次氯酸的结构式：H—Cl—O
下图是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是( )
A．a的单质在高温条件下能置换出e的单质，说明非金属性aB．b、d两种元素的离子半径相比，前者较大
C．由b、e两种元素组成的化合物能溶解于强碱溶液，但不能与酸溶液反应
D．c、d分别与f组成的化合物中的化学键类型相同
在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A．最易失去的电子能量最高
B．电离能最小的电子能量最高
C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D．在离核最近区域内运动的电子能量最低
物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题：
(1)第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有________种。
(2)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为____________。
(3)乙烯酮(CH2===C===O)是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在(C2H5O)3P===O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是______________，1 ml(C2H5O)3P===O分子中含有的σ键与π键的数目比为______________。
(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下：
解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因______________。
(5)碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示)，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有______个，与碳原子等距离最近的碳原子有________个。已知碳化硅晶胞边长为a pm，则碳化硅的密度为________g·cm－3。
硅、铜、硒等化学物质可作为制造太阳能电池板的材料。
(1)SeO3分子的立体构型为__________________。
(2)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是______________________________________。
(3)铜能与类卤素(CN)2反应生成Cu(CN)2,1 ml (CN)2分子中含有π键的数目为________。
(4)Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。
①[Cu(NH3)4]SO4中，N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为________。
②[Cu(NH3)4]SO4中，存在的化学键的类型有______(填选项)。
A．离子键 B．金属键 C．配位键 D．非极性键 E．极性键
③NH3中N原子的杂化轨道类型是________，写出一种与SOeq \\al(2－,4)互为等电子体的分子的化学式________。
④[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为___________。
磁性材料氮化铁镍合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧化钠、盐酸等物质在一定条件下反应制得。
(1)Fe3+的电子排布式是 。
(2)N和NH3中氮原子的杂化方式为 。
(3)NH3的沸点高于PH3,其主要原因是 。
(4)与N3-具有相同电子数的三原子分子的立体构型是 。
(5)向Ni(NO3)2溶液中滴加氨水,刚开始时生成绿色Ni(OH)2沉淀,当氨水过量时,沉淀会溶解,生成[Ni(NH3)6]2+蓝色溶液,则1 ml [Ni(NH3)6]2+含有的σ键为 ml。
(6)图1是丁二酮肟与镍形成的配合物,则分子内含有的作用力有 (填序号)。
A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.金属键 E.配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是 。
(7)铁元素对应的单质在形成晶体时,采用如图2所示的堆积方式。则这种堆积模型的配位数为 ,如果Fe的原子半径为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,
则计算此单质的密度表达式为 g·cm-3(不必化简)。
氮及其化合物与生产、生活联系密切。回答下列问题:
(1)基态15N中有 个运动状态不相同的电子,砷元素在元素周期表中位于第四周期且和氮元素同主族,基态砷原子的电子排布式为 。
(2)元素C、N、O的第一电离能由大到小排列的顺序为 (用元素符号表示),NF3分子的空间构型为 。
(3)氨基乙酸(H2N—CH2—COOH)分子中,碳原子的杂化轨道类型有 ;1 ml H2N—CH2—COOH中含有σ键的数目为 ,二氧化碳为氨基乙酸分解的产物之一,写出二氧化碳的一种等电子体 (填化学式)。
(4)三氟化硼与氨气相遇,立即生成白色固体,写出该白色固体的结构式: (标注出其中的配位键);利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,图1为该晶体的晶胞结构,该功能陶瓷晶体的化学式为 。
(5)铁与氨气在640 ℃时可发生置换反应,其中一种产物的晶胞结构如图2所示,该反应的化学方程式为 。已知该晶胞的边长为a nm,则该晶体的密度为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的数值)。
\s 0 答案详解
答案为：D；
解析：BF3中B原子无孤电子对，因此采取sp2杂化，BF3为平面三角形，A错误；
NHeq \\al(＋,4)中N原子采取sp3杂化，NHeq \\al(＋,4)为正四面体结构，B错误；
CH4中C原子采取sp3杂化，C错误，D正确。
答案为：B；
解析：多电子原子中，轨道的能量与能层和能级都有关系，如3s轨道电子能量大于2p轨道电子能量，A项错误；第一电离能：N>O，C项错误；Cu位于ds区，D项错误。
答案为：A；
解析：乙烯分子中存在4个C—H键和1个C===C双键，没有孤对电子，C原子采取sp2杂化，C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间有1个是sp2形成的σ键，另1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键。
答案为：C；
解析：A项，化学变化的最小粒子为原子，该反应中原子类型发生了变化，不属于化学变化，错误；B项，该Cn原子的相对原子质量为277，元素的相对原子量与该元素不同核素的相对原子量和在自然界中的含量有关，错误；C项，该原子的中子数=277－112，中子数比质子数多的数目为277－112－112=53，正确；D项，第118号元素位于周期表中第七周期0族，则112号元素位于第七周期第ⅡB 族，错误。
答案为：A；
解析：同种元素的不同核素的原子间质子数相同，中子数不相同，如1H、2H和3H质子数都是1，但中子数分别是0、1、2，A错误；微粒Na＋、Mg2＋、O2－核外都是10个电子，即核外都有2个电子层，电子数分别是2和8，B正确；ⅣA族(用X表示)与ⅦA族(用Y表示)形成的化合物为XY4，X形成4个共价键即4对共用电子对，最外层共8个电子，每个Y形成一个共价键即一对共用电子对，加上未成键的6个电子，共有8个电子，C正确；eq \\al(48,20)Ca2＋的质量数是48，中子数为48－20=28，核外电子数是18，则中子数比核外电子数多10，D正确。
答案为：C；
答案为：A；
解析：B项，NHeq \\al(＋,4)的电子式为，错误；
C项，氯化氢为共价化合物，应为，错误；
D项，二氧化碳分子中每个O与C之间形成两对共用电子对，应为，错误。
答案为：A；
解析：由“NH5”的结构知其为离子化合物(NH4H)，既含有共价键，又含有离子键，1 ml NH5中含有4NA个N—H 键，A错误，B、C正确；NH4H中－1价的氢离子与H2O中＋1价的氢发生归中反应生成H2，D正确。
答案为：A；
答案为：A；
解析：B项，NaClO的电子式为Na＋[eq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)eq \(Cl,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)]－；C项，碳原子半径应大于氧原子半径；D项，HClO的结构式应为H—O—Cl。
答案为：B；
解析：根据同周期主族元素从左到右原子半径依次减小的规律，结合关系图可知a、b、c、d、e、f分别为C、O、Na、Al、Si、Cl。非金属性：C>Si，碳在高温下能与二氧化硅发生反应：2C＋SiO2eq \(=====,\s\up17(高温))Si＋2CO↑，是因为该反应体系中只有CO是气体，CO能从反应体系中逸出，促使反应进行，不能说明碳的非金属性强于硅的非金属性，A项错误；
O2－与Al3＋核外电子层结构相同，核电荷数小的离子半径大，B项正确；
b、e组成的化合物为SiO2，SiO2能与HF溶液反应，C项错误；
NaCl为离子化合物，而AlCl3为共价化合物，D项错误。
答案为：C；
解析：在同一能层中p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，但在不同能层中s轨道电子能量也可能高于p轨道电子能量，如E(3s)＞E(2p)。
答案为：
(1)3
(2)3d84s2
(3)sp2和sp 25∶1
(4)单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，汽化时要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n
(5)4 12 eq \f(1.6×1032,NA·a3)
解析：
(1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，即半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期相邻元素的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O 3种元素。
(2)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，C原子的未成对电子数为2，则该元素为Ni，价层电子排布式为3d84s2。
(3)在CH2===C===O中，左端碳原子形成一个π键，为sp2杂化，中间位置碳原子形成两个π键，为sp杂化；单键全是σ键，双键有一个σ键，1 ml(C2H5O)3P===O分子中含有的σ键的数目为25NA，π键的数目为NA，则σ键与π键的数目比为25∶1。
(4)单个氢键的键能是(HF)n>冰>(NH3)n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，汽化时要克服的氢键的总键能是冰>(HF)n>(NH3)n。
(5)碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有4个，与碳原子等距离最近的碳原子有12个。该晶胞中含有的碳原子个数为8×1/8＋6×1/2=4，硅原子个数为4，则根据公式a3×10－30×ρ×NA=4×40 g·ml－1，得ρ=eq \f(1.6×1032,NA·a3) g·cm－3。
答案为：
(1)平面三角形
(2)硅烷为分子晶体，随硅烷相对分子质量的增大，分子间作用力增强，沸点升高
(3)4NA (4)①N>O>S ②ACE ③sp3 CCl4(其他合理答案也可) ④平面正方形
解析：
(1)SeO3分子中价电子对数为3，没有孤电子对，故分子构型为平面三角形。
(3)(CN)2分子的结构式为N≡C—C≡N,1个N≡C键中有1个σ键，2个π键，1 ml (CN)2分子中含有π键的数目为4NA。
(4)①N、O属于同一周期，由于N原子的2p轨道处于半充满状态，故第一电离能N>O，而O、S在同一主族，同主族元素的第一电离能从上到下依次减小，故第一电离能O>S，则N>O>S。②[Cu(NH3)4]SO4中，SOeq \\al(2－,4)和[Cu(NH3)4]2＋间存在离子键，N原子和Cu原子间存在配位键，N—H键、S—O键为极性键，选A、C、E。③NH3中N原子的价层电子对数＝eq \f(1,2)(5－1×3)＋3＝4，故采取sp3杂化方式，与SOeq \\al(2－,4)互为等电子体的分子的化学式为CCl4、SiCl4等。④[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为平面正方形。
答案为：
(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；
(2)sp2、sp3；
(3)NH3分子间可以形成氢键；
(4)V形；
(5)24；
(6)ACE O>N>C
(7)8
解析：
(1)Fe为26号元素,则Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
(2)N为平面三角形,氮原子为sp2杂化;NH3为三角锥形,氮原子为sp3杂化。
(4)N3-电子数为10,与N3-具有相同电子数的三原子分子为H2O,分子的立体构型为V形。
(5)在[Ni(NH3)6]2+中,每个氮原子与3个氢原子形成σ键,同时还与镍原子形成配位键,也是σ键,因此1ml[Ni(NH3)6]2+含有的σ键为4ml×6=24ml。
(6)根据题图可知碳碳间、碳氮间为共价键,氮镍间为配位键,氧氢间为氢键;同一周期中,电负性随着原子序数的增大而增大,该物质中含有的第二周期元素有O、N、C,其电负性由大到小的顺序为O>N>C。
(7)铁元素对应的单质在形成晶体时,采用如图2所示的堆积方式,则这种堆积模型为体心立方堆积,即在立方体的中心有一个铁原子,与这个铁原子距离最近的原子位于立方体的8个顶点,
所以铁的配位数为8,每个立方体中含有的铁原子数为8×+1=2,如果Fe的原子半径为acm,
则立方体的边长为cm,对应的体积为,阿伏加德罗常数的值为NA,
所以铁单质的密度表达式为g·cm-3。
答案为：
(1)7 1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)N>O>C 三角锥形
(3)sp3、sp2 9NA N2O或等
(4) BN
(5)8Fe+2NH32Fe4N+3H2
解析：
(1)基态15N的核外有7个电子,所以有7个运动状态不同的电子,砷元素位于第四周期且和氮元素同主族,为33号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
(2)同周期元素从左向右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素由于存在全满或半满状态,是一种稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素,所以C、N、O的第一电离能由大到小排列的顺序为N>O>C,NF3分子中氮原子的价层电子对数为3+=4,有1对孤电子对,所以分子的空间构型为三角锥形。
(3)氨基乙酸(H2N—CH2—COOH)中,—CH2—中的碳原子周围有四个σ键,杂化类型为sp3杂化,羧基中的碳原子周围有三个σ键,没有孤电子对,杂化类型为sp2杂化,1mlH2N—CH2—COOH中含有9mlσ键,所以σ键的数目9NA,一个二氧化碳分子中有三个原子,价电子数为16,与之互为等电子体的为N2O、等。
(4)三氯化硼和三氟化硼常温下都是气体,所以它们固态时的晶体类型为分子晶体,硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,BF3能与NH3反应生成BF3·NH3,B与N之间形成配位键,氮原子含有孤电子对,所以氮原子提供孤电子对,
BF3·NH3结构式为。根据图1,利用均摊法可知,晶胞中含有硼原子数为4,
晶胞中含有氮原子数为8×+6×=4,所以化学式为BN。
(5)该晶胞中铁原子个数=8×+6×=4,氮原子个数是1,所以氮化铁的化学式是Fe4N,
铁与氨气在640℃可发生置换反应生成氢气和氮化铁,所以该反应的化学方程式为
8Fe+2NH32Fe4N+3H2,该晶胞的边长为anm,则晶胞的体积为(a×10-7)3cm3,
所以密度为g·cm-3=g·cm-3。