1、单元检测11物质结构与性质(选修3)一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。1某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比为()A3:9:4B1:4:2C2:9:4 D3:8:42下列有关说法正确的是()ACH4与NH3分子的中心原子杂化轨道类型相同B氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于物质中CBF3和NH3的化学键类型和分子的极性(极性或非极性)都相同Ds电子与s电子间形成的是键，p电子与p电子间形成的是键3下列说法正确的是()A某晶体固态时不导电，其水溶液能导电，说明该晶体是离子晶体BNa2O、NaOH、Na2S、Na2SO4固体分别加热
2、熔化，需要克服相同类型作用力CNH3、CO2和PCl3分子中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构D甲烷的熔点低于水，说明甲烷分子内的化学键弱于水分子内的化学键4某微粒的最外层电子排布式为3s23p6，下列关于该微粒的描述一定正确的是()A该微粒为原子B该微粒的性质稳定，很难与其他物质反应C该微粒的核外电子排布式是1s22s22p63s23p6D该微粒对应的元素位于元素周期表的0族5下列说法正确的是()AH2O、H2S、H2Se的分子间作用力依次增大BSiO2和晶体硅都是共价化合物，都是共价晶体CNaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同CNaOH和H2SO4溶于水时完全电离，都破坏了离子键
3、6已知短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z元素原子的最内层电子数相同；X的一种核素常用来鉴定一些文物的年代；工业上采用液态空气分馏法来生产Y的单质，该单质是常见氧化剂；Z的单质为单原子分子。下列说法正确的是()A原子半径：WXYPHB晶格能：NaFNaClNaBrCCS2的比例模型：DCH4和NH都是正四面体结构，键角均为1092812短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是()A简单离子半径：ZYB非
4、金属性：YWDW2Y2中含有非极性键13现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是()14研究表明，氮氧化物在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列有关各元素原子的说法正确的是()A基态氮原子电子排布式为1s22s22p5B基态O2的电子排布式为1s22s22p4CNO的空间构型为三角锥形DNH中N的杂化方式为sp315CO的催化氧化在消除环境污染、净化空气等方面有重要价值。最新研究发现：常温下CO在Au/BN表面很难被O2氧化，但在H2O的参与下反应很容易发生，转化示意图如下：下列说法正确的是()ACO2和H2O均只含极性共价键，且为极性分子B过程有氢键形成C催化剂可以改
5、变反应的路径和焓变D在H2O和Au/BN的共同作用下，CO易被O2氧化三、非选择题：本题共5小题，共60分。16(10分)X是第四周期元素，其原子最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层电子数相同。回答下列问题：(1)单质X的晶体类型为_；已知单质X是面心立方最密堆积，其中X原子的配位数为_。(2)元素Y的基态原子的核外电子排布式为_。其同周期元素中，第一电离能最大的是_(写元素符号)。(3)X与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为_。已知晶胞参数为a nm，此晶体的密度为_gcm3。(写出计算式即可；令阿伏加德罗常数的值
6、为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是_。17(13分)硒元素(Se)是第四周期A族元素，单质有红硒、黑硒和灰硒。灰硒是良好的半导体材料，硒最特殊的性质是在光照射下导电性可提高近千倍，可用于制造光电管。请回答下列问题：(1)基态Se原子价电子的轨道表达式为_。(2)As和Se是同一周期元素，As的第一电离能比Se大，原因是_。(3)硒在空气中燃烧能生成SeO2，常温下，SeO2是易挥发的白色固体，熔点为340350 ，315 时升华，则SeO2是_晶体；写出一种与SeO2互为等电子体的阴离子的化学式_。(4)H2SeO4和H2SO4相似，是一种不易挥发的强酸。SeO的空间构型为_，中心
7、原子的杂化方式为_。(5)硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，Zn2的配位数为_，若该晶胞这密度为 gcm3，硒化锌的摩尔质量为M gmol1，用NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数(即晶胞的边长)a为_nm。18(13分)新型钙钛矿型太阳能电池以其稳定、高效、便宜和便于制造等优点被科学家所青睐。这种钙钛矿型太阳能电池材料为层状结构，具体如图1所示。(1)基态Ti原子的价电子排布式为_；同周期的基态原子中，与其未成对电子数相同的元素还有_种。(2)光敏钙钛矿的晶胞结构如图2所示。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)，原因为_。光敏钙钛矿的化学式为_
8、。每个Br周围最近且等距离的Pb2数目为_。若该光敏钙钛矿的摩尔质量为M gmol1，晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_ gcm3(用含M、a、NA的代数式表示)。(3)石墨炔的结构如图3所示，其中碳原子的轨道杂化类型是_，36 g石墨炔中含有键的数目为_。19(12分)X、Y、Z、W、Q五种前四周期元素，它们的核电荷数依次增加，X的第一电离能大于Y，Y的氢化物常温下呈液态，是人类生存的重要资源，Z的氧化物是常用的耐火材料，游离态的W存在于火山喷口附近，火山喷出物中含有大量W的化合物，2019年诺贝尔化学奖得主约翰B古迪纳夫早期研究的锂离子电池的阴极材料LiQO2
9、中Q的基态原子核外有三个单电子。(1)基态Q原子价电子排布式为_。(2)X、Y、Z、W、Q电负性由大到小排序为_(写元素符号)。(3)Z与W形成的化合物Z2W3在水溶液中剧烈反应，化学方程式：_，X与Y形成的阴离子(X显示最高价)的空间构型为_，含有的化学键类型：_。(4)Z的氯化物和Mg的氯化物中，熔点较高的是_(填化学式)，原因是_。(5)金属Q的一种晶体结构采用六方最密堆积的方式形成晶体，则金属Q晶胞的俯视图为_。(6)ZX晶胞如图所示，若两个Z原子之间的最近距离为d pm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则ZX晶体的密度_g/cm3。20(12分)单质硼是一种用途广泛的化工原料，可以应用于
10、新型材料的制备，可用作良好的还原剂等。(1)晶体硼为黑色，硬度仅次于金刚石，质地较脆，熔点为2 573 K，沸点为2 823 K。晶体硼的晶体类型属于_晶体。(2)晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体(如图甲所示)，其能自发地呈现多面体外形，这种性质称为晶体的_。晶体中有20个等边三角形和一定数目的顶点，每个顶点各有一个B原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由_个B原子构成。(3)基态硼原子的价电子轨道表达式是_。与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能由大到小的顺序为_。(4)B与H形成的化合物很多，其中最简单的氢化物为B2H6(分子结构如图乙)，则B原子的杂化方式为_。氨硼烷(
11、NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是_。硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其中BH的立体构型为_。(5)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，如图丙为其晶胞结构，阿伏加德罗常数的值为NA，磷化硼晶体的密度为 gcm3，B与P最近的距离为_cm(列出计算式即可)。单元检测11物质结构与性质(选修3)1BA粒子数为6；B粒子数为632；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为:2:11:4:2。2ACH4分子的中心原子C原子形成4个键，无孤电子对，采用sp3杂化，NH3分子的中心原子N原子形成3个键，孤电子对数1，采用sp3杂化，二者
12、杂化轨道类型相同，A项正确；氢键不是化学键，是一种比范德华力稍强的作用力，B项错误；BF3为非极性分子，而NH3是极性分子，二者分子的极性不同，C项错误；s电子与s电子间形成的是键，p电子与p电子间形成化学键，若是头碰头，形成的是键，若是肩并肩，形成的是键，D项错误。3BA项，某晶体固态时不导电，其水溶液能导电，不能说明该晶体是离子晶体，可能是分子晶体，如冰醋酸，故A错误；B项，Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4固体分别加热熔化，破坏的是离子键，因此克服的作用力类型相同，故B正确；C项，NH3中H原子的最外层为2电子稳定结构，故C错误；D项，甲烷的熔点低于水是因为甲烷分子间作用力弱于水
13、分子间作用力，且水分子间存在氢键，与分子内的化学键强弱无关，D错误。4C该微粒可以是 S2、Cl、Ar、K等，A、D两项错误；S2、Cl可以与Ag等发生反应，B项错误；由该微粒的最外层电子排布式为3s23p6，可知其核外电子排布式是1s22s22p63s23p6，C项正确。5CH2O分子间存在氢键，H2O的分子间作用力远大于H2S和H2Se，A项错误；晶体硅是单质，B项错误；NaOH和K2SO4都是离子晶体，均含有离子键和共价键，C项正确；H2SO4溶于水时只破坏了共价键，D项错误。6D由题给信息可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Ne或Ar。C的原子半径大于O的原子半径，A项错误；O的电负性大
14、于C的电负性，B项错误；CO2分子中键与键的个数之比是1:1，C项错误；H2O分子的空间构型是V形，D项正确。7B该分子中含有极性共价键，A项正确；该物质分子中键和键的个数比为3:1，B项错误；该分子中只有氢原子最外层未达到8电子稳定结构，C项正确；该分子中C原子采取sp、sp2杂化，D项正确。8ANa2O与CO2反应时，破坏了Na、O2之间的离子键和CO2分子中的共价键，形成了Na、CO之间的离子键和CO中的共价键，A正确；金刚石是单质，不是共价化合物，B错误；H2S分子中，每个氢原子的最外层都具有2电子稳定结构，C错误；硫酸氢钠晶体受热熔化，电离产生Na、HSO，没有破坏共价键，D错误。9
15、CA是N原子的结构示意图，只能看出在原子核外各个电子层上含有的电子数的多少，不能描述核外电子运动状态，故A错误；B是N原子的电子式，可以得到原子的最外电子层上有5个电子，不能描述核外电子运动状态，故B错误；C是N原子的核外电子排布式，不仅知道原子核外有几个电子层，还知道各个电子层上有几个电子亚层，及核外电子运动状态，故C正确；D是N原子的轨道表示式，但原子核外的电子总是尽可能的成单排列，即在2p的三个轨道上各有一个电子存在，这样的排布使原子的能量最低，故D错误。10B水合铜离子中存在极性共价键、配位键，不存在离子键，A错误；电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子
16、，所以不存在大多数电子一说，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，C错误；面心立方最密堆积晶胞的空间利用率为74%，D错误。11AN的原子半径小于P的原子半径，则在NH3和PH3分子中键长：NHPH，A项错误；离子半径：FClNaClNaBr，B项正确；CS2分子的空间构型为直线形，且S原子半径大于C原子半径，C项正确；CH4和NH都是正四面体结构，键角均为10928，D项正确。12BC由上述分析可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na。Z、Y的简单离子具有相同的电子层结构，原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：r(Na)r(O2)，A项正确；元素非金属性CO，B项错误；一般来说，
17、元素对应单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，故阴离子的还原性：O2OC同周期从左到右原子半径逐渐减小，第一电离能呈增大趋势，N的价电子排布式为2s22p3,2p能级处于半充满状态，较难失去一个电子，故第一电离能在三者中最高PbCH3NH3Br32(3)sp2、sp3.5NA(或2.1071024)解析：(1)Ti为22号元素，基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2，其有2个未成对电子，同周期中，与其未成对电子数相同的元素还有Ni、Ge、Se三种。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC，原因为同周期主族元素，从左到右原子半径逐渐减小，第一电离能呈增大趋势，N的价电子
18、排布式为2s22p3,2p能级处于半满状态，较难失去一个电子，故第一电离能在三者中最高。由图2知，光敏钙钛矿晶胞中含有1个Pb2，1个CH3NH和3个Br，所以其化学式为PbCH3NH3Br3；由晶胞结构可知，每个Br周围最近且等距离的Pb2数目为2。若该光敏钙钛矿的摩尔质量为M gmol1，晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度 gcm3。(3)由图3可知，碳原子的轨道杂化类型是sp2和sp，该石墨炔中每含有1个sp2杂化类型的碳原子，就会有2个sp杂化类型的碳原子，所以每3个碳原子形成的键数为1123.5,36 g石墨炔中存在3 mol碳原子，含有键的数目为3.5NA
19、。19答案：(1)3d74s2(2)ONSAlCo(3)Al2S36H2O=2Al(OH)33H2S平面正三角形共价键和大键(4)MgCl2AlCl3是分子晶体，MgCl2是离子晶体，离子键键能大于分子间作用力(5)D(6)1030解析：Y的氢化物常温下呈液态，是人类生存的重要资源，说明是H2O，Y是O元素；X的原子序数比Y小，但X的第一电离能大于Y，故X是N元素；Z的氧化物是常用的耐火材料，说明Z是Al元素；单质W存在于火山喷口附近，火山喷出物中含有大量W的化合物，说明W是S元素；2019年诺贝尔化学奖得主约翰B古迪纳夫早期研究的锂离子电池的阴极材料是LiCoO2，Q为Co元素。(1)Co的
20、价电子排布式为3d74s2。(2)五种元素的电负性大小顺序为ONSAlCo。(3)Al2S3与H2O剧烈反应生成Al(OH)3和H2S，其化学方程式为Al2S36H2O=2Al(OH)33H2S；NO的中心原子N的价电子对数为3，为sp2杂化，离子空间构型是平面正三角形；含有的化学键有极性共价键和大键。(4)AlCl3是分子晶体，MgCl2是离子晶体，离子键键能大于分子间作用力，故MgCl2沸点高。(5)Co的晶体排布是六方最密堆积，其晶胞内有两个Co原子，其俯视图选D。(6)根据均摊原则，晶胞中N原子数是4，Al原子数是864，所以晶胞的摩尔质量是164 g/mol，两个铝原子之间的最近距离
21、为d pm，则晶胞的边长为d pm，其密度为1030 gcm3。20答案：(1)原子(2)自范性12(3) CBeB(4)sp3杂化N正四面体(5) 解析：(1)从题中可知，该晶体熔、沸点较高，可推出该晶体为原子晶体。(2)应用均摊法求解，每个B原子属于5个三角形所共用，即在每个三角形中起的作用，每个单元B原子数为20312个，每个三角形均为正三角形，即键角均为60。(3)硼的价电子排布式为2s22p1，故其价电子轨道表达式为。与B同周期且相邻的元素为Be、C，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于Be的2s能级全满，为稳定状态，故第一电离能：BeB，因此第一电离能：CBeB。(4)B2H6分子中每个B原子形成4个键，无孤电子对，B原子的杂化轨道数为4，故杂化方式为sp3；氨硼烷(NH3BH3)中B无孤电子对，故NH3中N原子提供孤电子对；BH中B的价层电子对数为4，且无孤电子对，故BH的立体构型为正四面体。(5)磷化硼晶胞的结构与金刚石晶胞相似，将该晶胞切割成8个小立方体，在其中4个互不相邻的小立方体体心各有一个B原子，因此B与P最近的距离为晶胞体对角线长的。设晶胞边长为a cm，该晶胞中含有4个B、4个P，则 g gcm3(a cm)3，解得a2 cm。晶胞体对角线长为晶胞边长为倍，故B与P最近的距离为2 cm cm。
