1、阶段过关检测(三)物质结构与性质(时间:90分钟满分:100分)测控导航表知识点题号原子结构与性质1,2,5元素周期表与元素周期律8,11,15化学键与分子间作用力3,4分子的结构与性质6,7,9晶体的类型、结构与性质12,13,16综合应用10,14,17,18,19,20,21一、选择题(共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.化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列化学用语的书写正确的是(D)A.基态Mg原子的轨道表示式:B.过氧化氢电子式:H+2-H+C.As原子的简化电子排布式:Ar4s24p3D.原子核内有10个中子的氧原子O解析:选项A中核外电子排布图违
2、背了泡利不相容原理(1个原子轨道里最多只能容纳2个电子且自旋方向相反);选项B中正确的电子式为H;选项C中As原子核外共有33个电子,故简化的电子排布式为Ar3d104s24p3。2.X、Y为两种元素的原子,X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,由此可知(B)A.X的原子半径大于Y的原子半径B.X的电负性大于Y的电负性C.X阴离子的半径小于Y阳离子的半径D.X的第一电离能小于Y的第一电离能解析:X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,则Y在元素周期表中位于X的下一周期,且X为非金属元素,Y为金属元素,Y比X多一个电子层,故原子半径:YX,电负性:XY,A错误,B正确;电子层结构相同,
3、核电荷数越多,粒子半径越小,故X阴离子半径大于Y阳离子半径,C错误;X为非金属元素,易得电子形成阴离子,而Y为金属元素,易失电子形成阳离子,故其第一电离能:XY,D错误。3.下列说法不正确的是(B)A.HCl溶于水,只破坏了共价键B.水加热到很高的温度都难以分解,这是由于氢键所致C.加热熔融NaOH,只破坏离子键D.乙烯是既有极性键,又有非极性键的非极性分子解析:HCl中只含共价键,溶于水发生电离,电离出H+和Cl-,破坏了共价键,故A项正确;水加热到很高的温度都难以分解,这是由于分子内的HO共价键强,与分子间的氢键无关,故B项不正确;加热熔融NaOH,电离产生Na+和OH-,只破坏了离子键,
4、故C项正确;乙烯是既含极性键(CH)又含非极性键(CC)的非极性分子,故D项正确。4.下列物质的性质或数据与氢键无关的是(D)A.氨气极易溶于水B.邻羟基苯甲酸()的熔点为159 ,对羟基苯甲酸()的熔点为213 C.乙醚微溶于水,而乙醇可与水以任意比互溶D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多解析:NH3与H2O分子之间可以形成氢键,增大了NH3在水中的溶解度;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,而对羟基苯甲酸形成分子间氢键,分子间氢键增大了分子间作用力,使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高;乙醇分子结构中含有羟基,可以与水分子形成分子间氢键,从而增大了乙醇在水中的溶解度,使其能与水
5、以任意比互溶,而乙醚分子结构中无羟基,不能与水分子形成氢键,在水中的溶解度比乙醇小得多;HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是HF键的键能比HCl键的大,与氢键无关。5.现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:1s22s22p63s23p4;1s22s22p63s23p3;1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是(A)A.第一电离能:B.原子半径:C.电负性:D.最高正化合价:=解析:由三种元素基态原子的电子排布式可知,是硫元素、是磷元素、是氮元素。磷元素原子3p能级容纳3个 电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能SP,故第一电离能NP
6、S,即,A正确;同周期主族元素自左而右原子半径逐渐减小,所以原子半径PS,同主族元素从上至下原子半径逐渐增大,所以原子半径PN,故原子半径PSN,即,B错误;同周期元素自左而右元素电负性逐渐增大,所以电负性P=,D错误。6.下列说法中正确的是(A)A.ABn型分子中,若中心原子没有孤电子对,则ABn为空间对称结构,属于非极性分子B.NH3、H2O、CH4分子的几何构型均为三角锥形C.NH3、H2O、CH4分子中的N、O、C原子均是采取sp2杂化的D.在Cu(NH3)42+配离子中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道解析:依据判断极性分子和非极性分子的经验规律可知A项正确;NH3是三角锥形、
7、H2O是V形、CH4是正四面体形,B项错误;在NH3、H2O、CH4中N、O、C均采取sp3杂化,只不过NH3、H2O分子中孤电子对占据着杂化轨道,C项错误;在Cu(NH3)42+配离子中,NH3给出孤电子对,Cu2+提供空轨道,D项错误。7.下列描述正确的是(D)CS2为V形的极性分子Cl的空间构型为平面三角形SF6中有6对完全相同的成键电子对SiF4和S的中心原子均采用sp3杂化A.B.C.D.解析:CS2和CO2的分子构型相同,为直线形,错误;Cl的中心原子Cl有一对孤电子对,所以Cl的空间构型为三角锥形,错误;S原子最外层有6个电子,正好与6个F原子形成6个共价键,正确;SiF4中Si
8、形成4个 键,S中S有一对孤电子对,价层电子对数为4,所以Si、S均采用sp3杂化,正确。8.下列判断错误的是(A)A.沸点:NH3PH3AsH3B.熔点:Si3N4NaClSiI4C.酸性:HClO4H2SO4H3PO4D.碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3解析:A项,NH3分子间存在氢键,沸点最高,又因为相对分子质量:AsH3PH3,所以沸点AsH3PH3,即沸点NH3AsH3PH3,错误;B项,Si3N4、NaCl、SiI4分别为原子晶体、离子晶体和分子晶体,即熔点逐渐降低,正确;C项,Cl、S、P的非金属性逐渐减弱,即最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,正确;D项,由Na、M
9、g、Al的金属性递减可确定最高价氧化物对应水化物的碱性递减,正确。9.下列说法正确的是(B)A.N2分子中的键与CO2分子中的键的数目之比为21B.稳定性:甲烷乙烯C.强度:氢键化学键范德华力D.沸点:解析:N2的结构式为,分子中含有一个键和两个键,CO2的结构式为OCO,分子中含有两个键 和两个键,故两者分子中键数目之比为11,A错误;乙烯分子中的键易断裂,而甲烷分子中只含有键,故甲烷分子稳定,B项正确;作用力的强度:化学键氢键范德华力,C错误;存在分子内氢键,存在分子间氢键,含有分子间氢键的物质熔、沸点较高,故的沸点较高。10.胆矾(CuSO45H2O)可写成Cu(H2O)4SO4H2O,
10、其结构示意图如下:下列有关胆矾的说法正确的是(D)A.所有氧原子都采取sp3杂化B.氧原子参与形成配位键和氢键两种化学键C.Cu2+的价电子排布式为3d84s1D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去解析:A项,与S相连的氧原子没有发生轨道杂化;B项,氢键不是化学键;C项,Cu2+的价电子排布式为3d9;D项,由题图可知,胆矾中有1个H2O与其他微粒通过氢键结合,易失去,有4个H2O与Cu2+通过配位键结合,较难失去。11.已知A、B、C、D、E五种元素中,A、B、C属于同一周期,A原子最外层p轨道的电子数等于次外层的电子总数,B原子最外层有2个未成对电子,D、E原子核内各自的质子数与中子数均相等
11、,B元素可分别与A、C、D、E元素形成RB2型化合物,且在DB2和EB2中,D与B的质量比为78,E与B的质量比为11。下列叙述中正确的是(B)A.E元素在周期表中的位置是第3周期第A族B.A、B、C三种元素的第一电离能:CBAC.D基态原子的价电子轨道表示式为D.B、C、D、E四种元素的电负性:EDCB解析:由题给信息可知,A、B、C、D、E元素分别为C、O、N、Si、S。A项,E(S)元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,则S元素处于第3周期第A族;B项,C、O、N元素同处于第2周期,据同周期元素的第一电离能的变化规律及原子价电子排布式可知,第一电离能为C(N)B(O)
12、A(C);C项,D(Si)基态原子的电子排布式为Ne3s23p2,则价电子轨道表示式为;D项,同周期元素的电负性从左到右逐渐增大,同主族元素的电负性自上而下逐渐减小,故四种元素的电负性关系为ONSSi。12.下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是(C)SiO2和SO3金刚石和白磷CO2和SO2 晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮 硫黄和单质碘A. B.C. D.解析:属于分子晶体的有SO3、CO2、SO2、白磷、晶体氖、晶体氮、硫黄和单质碘。属于原子晶体的有SiO2、晶体硅和金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子构成,晶体中不存在化学键。13.已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成
13、该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是(D)A.该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固B.该晶体中每个碳原子连接4个氮原子,每个氮原子连接3个碳原子C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D.该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构解析:C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度是因为NC键比CC键的键能大,C3N4晶体原子间以NC极性键形成空间网状结构,故D项说法错误。14.氨气溶于水时,大部分NH3与H2O以氢键(用“”表示)结合形成NH3H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3H2O的结构式为(B)A.B.C.D.解析:根据NH3H2
14、ON+OH-可知NH3H2O的结构式为HOH。15.同周期的三种元素X、Y、Z,已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为HXO4H2YO4H3ZO4,则下列判断错误的是(A)A.原子半径:XYZB.气态氢化物的稳定性:HXH2YZH3C.电负性:XYZD.非金属性:XYZ解析:同周期从左到右非金属性逐渐增强,原子半径逐渐减小,所以原子半径:XYYZ,所以气态氢化物的稳定性:HXH2YZH3,故B正确;非金属性:XYZ,元素的非金属性越强,其电负性越强,则电负性:XYZ,故C正确;最高价氧化物对应水化物的酸性:HXO4H2YO4H3ZO4,则非金属性:XYZ,故D正确。16.为了确定SbCl3、
15、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中合理、可靠的是(B)A.观察常温下的状态,SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。结论:SbCl5和SnCl4都是离子化合物B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5、2.8、-33。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性,发现它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl
16、4都是离子化合物解析:离子化合物一般熔点较高,熔化后可导电;部分分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电,如HCl等溶于水电离产生Cl-;能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应,产生白色沉淀,故A、C、D都不可靠。二、非选择题(共52分)17.(8分)二氧化硅晶体是立体的网状结构,其晶体结构模型如图所示,请认真观察该模型后回答下列问题:(1)二氧化硅晶体中最小环上有个原子,晶体结构中存在以原子为中心、原子为顶点的正四面体结构。(2)晶体中每个最小环上有个硅原子, 个氧原子。(3)晶体中存在的作用力有。A.共价键B.离子键C.配位键D.范德华力E.氢键解析:二氧化硅晶体中,最小环上有6个硅原子和6个氧
17、原子,并形成以硅原子为中心、氧原子(或硅原子)为顶点的正四面体结构。原子晶体中只存在共价键,且SiO键为极性键,不是配位键。答案:(1)12SiO(或Si)(2)66(3)A18.(8分)如图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。(1)请写出上图中d单质对应元素原子的电子排布式:。(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比111形成的分子中含个键,个键。(3)a与b对应的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为;将X溶于水后的溶液滴入含d元素高价离子的溶液中至过量,生成的含d元素离子的化学式为,其中X与d的高价离子之间以键结合。(4)上述六种元
18、素中的一种元素形成的含氧酸的结构为,请简要说明该物质易溶于水的原因: 。解析:c、d一个为Na,一个为Cu;a、b一个为H2,一个为N2;e、f一个为Si,一个为C。再根据熔、沸点的大小,可判断a:H2,b:N2,c:Na,d:Cu,e:Si,f:C。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)22(3)三角锥形Cu(NH3)42+配位(4)HNO3是极性分子,易溶于极性的水中;HNO3分子中的OH与水分子之间易形成氢键19.(10分)如图所示的转化关系中(反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸。a的一种同素异形体
19、是自然界中最硬的单质。回答下列问题:(1)a的一种同素异形体中为自然界中最硬的单质,该单质形成的晶体的类型为。(2)d中元素的原子核外电子排布式为。(3)图中由两种元素组成的物质中,沸点最高的是,原因是,该物质的空间构型为,中心原子的杂化轨道类型为。(4)图中的双原子分子中,极性最大的分子是。(5)k的分子式为,中心原子的杂化轨道类型为,属于(填“极性”或“非极性”)分子。解析:a的一种同素异形体是自然界中最硬的单质,则a为碳单质,最硬的同素异形体为金刚石,对应晶体类型为原子晶体;a与H2O反应生成的b单质为H2,f为CO;H2与c单质反应生成H2O,则c为O2、g为CO2;H2与单质d反应的
20、生成物溶于水形成常见的酸,可知d为Cl2、i为HCl,k中含有C、O、Cl三种元素,分子式为COCl2。(3)判断物质的熔、沸点高低,一般先考虑晶体类型,再分析是否形成氢键;H2O中的氧原子形成2个键,孤电子对数为2,采取sp3杂化,有2对孤电子对,故H2O分子为V形分子。(4)双原子分子中H、Cl的电负性差值最大,故HCl极性最大。(5)COCl2中碳原子形成3个 键,无孤电子对,采取sp2杂化,其空间构型为平面三角形,三个化学键不完全相同,且分子不对称,故为极性分子。答案:(1)原子晶体(2)1s22s22p63s23p5(3)H2O水分子间形成氢键V形sp3(4)HCl(5)COCl2s
21、p2极性20.(13分)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题:(1)基态砷原子的核外价电子排布式为。(2)生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为,电负性由大到小的顺序为。(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂,其中碳原子的杂化轨道类型为,所含共价键的类型为;写出一种与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒:。(4)H2O与H2S为同族元素的氢化物,H2O可以形成H9或H3O+,而H2S几乎不能形成类似的H9或H3S+,其原因是 。解析:(3)COS中C原子的孤电子对数是=0,价层电子对数是1+1+0=2,所以碳原子的杂化轨道类型是sp,COS的空
22、间构型是直线形,结构式是OCS,含有2个键和2个键;与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒应与COS互为等电子体,最容易想到的就是CO2和CS2。(4)H3O+是由H2O和H+通过配位键形成的,H9是由(H2O)4和H+通过配位键形成的,其中(H2O)4是H2O分子间通过氢键形成的缔合分子,因此应从氢键的形成条件去考虑H2S不能形成H9或H3S+的原因。答案:(1)4s24p3(2)ClPSClSP(3)sp键和键(或极性键)CO2(或CS2)(答案可理即可)(4)氧的电负性大且原子半径小,H2O分子间可形成氢键,而硫的电负性较小且原子半径大,几乎不能形成氢键21.(13分)南京工业大学某
23、研究团队最近在Nature Communications刊文介绍了他们开发的一种新型催化剂反钙钛矿基非贵金属催化剂,这种价廉的新型催化剂结合了钙钛矿结构的灵活性和过渡金属氮(碳)化合物的高导电性、优异电催化性等优点,理论上来说是一种很有发展潜力的析氧反应电催化剂。回答下列问题:(1)基态氮原子核外未成对电子数为。(2)在周期表中,N、O、F是位于同周期且相邻的三种元素,其中第一电离能最大的元素和最小的元素组成一种只含极性键的化合物M,M分子的空间构型是,中心原子的杂化类型是。(3)CN-能与多种金属离子形成配合物。例如,工业冶炼金的原理:2Au(CN)2-+Zn2Au+Zn(CN)42-,1
24、mol Zn(CN)42-含mol 键。(4)在周期表中,钡位于第6周期第A族。钛酸钡、钛酸钙的熔点分别为1 625 、1 975 ,两者熔点差异的原因是 。解析:(1)基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3,有3个未成对电子。(2)第一电离能:FNO,OF2只含极性键,O2F2含极性键和非极性键,故M为OF2;OF2分子的空间构型为V形,O原子的杂化类型为sp3。(3)CN-的结构式为CN-,1个CN-含键的个数为1,1个CN-与Zn2+形成1个配位键(也是键),故1 mol Zn(CN)42-含8 mol 键。(4)两种晶体都是离子晶体,从离子半径角度分析,比较离子键相对强弱。答案:(1)3(2)V形sp3(3)8(4)它们都是离子化合物,Ca2+的半径小于Ba2+,CaTiO3中的离子键强于BaTiO3