1、章末综合检测(十一)物质结构与性质一、选择题：本题包括5小题，每小题只有一个选项最符合题意。1(2020山东威海一模)下列叙述错误的是()AC2H4分子中有键BCH4 的中心原子是sp3杂化CHCl和HI化学键的类型和分子的极性都相同D价电子构型为3s23p4的粒子，其基态原子轨道表示式为：D C2H4的结构简式为CH2CH2，碳碳双键中含有1个键，A项正确；CH4的中心碳原子价电子对数为4，VSEPR模型和分子的空间构型均为正四面体形，则中心碳原子采取sp3杂化，B项正确；HCl和HI都只含键，都是极性分子，C项正确；价电子构型为3s23p4的粒子是S原子，其基态原子核外电子排布式为Ne3s
2、23p4，根据洪特规则，3p轨道的4个电子要占据3个p轨道，其基态原子轨道表示式为，D项错误。2(2021山东泰安调研)下列说法或表达方式中不正确的是()A电子从激发态到基态产生的光谱是发射光谱BHClO的电子式：CNH3、H2O、CO2分子中，中心原子孤电子对数最多的是H2OD基态氯原子的价电子轨道表示式为B电子由基态跃迁到激发态，吸收能量产生吸收光谱；由激发态跃迁到基态，释放能量产生发射光谱，A项正确；HClO的电子式为，B项错误；NH3、H2O、CO2的电子式分别为，中心原子孤电子对数分别为1、2、0，孤电子对数最多的是H2O，C项正确；基态氯原子的价电子排布式为3s23p5，轨道表示式
3、为，D项正确。3(2021辽宁辽阳四校联考)镍的配合物常用于镍的提纯以及药物合成，如Ni(CO)4、Ni(CN)42、Ni(NH3)62等。下列说法正确的是()ACO与CN结构相似，CO分子内键和键个数之比为12BNi(NH3)62中含有非极性共价键和配位键CNi2的电子排布式为Ar3d10DCN中C原子的杂化方式是sp2ACO与CN结构相似，二者的成键方式相似，CO的分子结构为CO，分子内键和键个数之比为12，A正确；Ni(NH3)62中含有极性共价键和配位键，不含非极性键，B错误；基态Ni原子核外电子排布为Ar3d84s2，失去4s轨道的2个电子变成Ni2，则Ni2的电子排布式为Ar3d8
4、，C错误；CO与CN结构相似，碳原子的成键方式相同，均采取sp杂化，D错误。4(2021天津南开中学检测)有5种元素X、Y、Z、Q、T，基态X原子M能层p能级上有2个未成对电子且无空轨道；Y原子的价电子构型为3d64s2；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是()AX和Q形成的化合物为直线形BT和Z分别可与Q形成两种化合物CY和X可形成化合物YX、YX2DX和Z可形成非极性分子ZX2A基态X原子M能层p能级上有2个未成对电子且无空轨道，则X的价电子排布式为3s23p4，X是S；Y原子的价电子构型为3
5、d64s2，则Y是Fe；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，则Z的价电子排布式为2s22p2，Z是C；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子，其价电子排布式为2s22p4，则Q是O；T原子的M电子层上p轨道半充满，其价电子排布式为3s23p3，则T是P。S和O形成的化合物有SO2、SO3，前者是V形，后者是平面三角形，A项错误；P、C分别可与O形成P2O3、P2O5、CO、CO2等化合物，B项正确；Fe和S可形成化合物FeS、FeS2，C项正确；ZX2是CS2，C原子采取sp杂化，属于非极性分子，D项正确。5(2021山东肥城质检)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起
6、始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示。下列叙述错误的是()AH3BO3在水溶液中发生H3BO3H2OHB(OH)4，可知H3BO3是一元弱酸B六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子、4个硼原子CNH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一，1 mol NH4BF4含有配位键的数目为NAD由B2O3可制备晶体硼，晶体硼的熔点2 573K，沸点2823K，硬度大，属于原子晶体C由H3BO3在水溶液中的电离方程式H3BO3H2OHB(OH)4可知，H3BO3是一元弱酸，A项正确；金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原
7、子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数8648，则立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子，B项正确；NH4BF4中，NH中含有氮氢配位键，BF中含有硼氟配位键，则1 mol NH4BF4含有配位键的数目为2NA，C项错误；原子晶体具有很高的熔沸点和很大的硬度，晶体硼的熔点2 573K，沸点2 823K，硬度大说明晶体硼属于原子晶体，D项正确。二、非选择题：本题包括4小题。6(2021四川“蓉城名校联盟”联考)2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家。有两种常见锂电池：一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂
8、为正极的“三元材料锂电池”；另一种是采用磷酸铁锂为正极的磷酸铁锂电池。请回答下列问题：(1)基态钴原子的价电子排布式为_，Mn位于元素周期表的_区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)。(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3，这四种酸中酸性最强的是_。PO的空间构型是_，中心原子的杂化方式是_。(3)PH3是_分子(填“极性”或“非极性”)，其在水中的溶解性比NH3小，原因是_。(4)硫化锂Li2S(摩尔质量M gmol1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，硫化锂的晶体为反萤石结构，其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为a gcm3，则距离最近的两
9、个S2的距离是_nm。(用含a、M、NA的计算式表示)解析(1)基态Co原子核外有27个电子，电子排布式为Ar3d74s2，则价电子排布式为3d74s2。Mn原子的核外电子排布式为Ar3d34s2，处于周期表的d区。(2)PO离子中P原子最外层价电子对数为41/2(5324)4，不含孤电子对，VSEPR模型为正四面体形，则PO的空间构型是正四面体形，中心原子P采取sp3杂化。(3)PH3和NH3都是极性分子，NH3能与水形成分子间氢键，PH3则不能，故NH3在水中的溶解度大于PH3。(4)硫化锂的晶体为反萤石结构，由晶胞结构可知，X的配位数为8，Y的配位数为4，其比值为21，则Y是Li，X是S
10、2。S2位于面心位置，距离最近的两个S2的距离为晶胞面对角线的一半，设晶胞边长为x，则距离最近的两个S2的距离为x；该晶胞的质量m，晶胞体积Vx3，则ax3，xcm，所以距离最近的两个S2的距离为 cm 107nm答案(1)3d74s2d(2)HPO3正四面体形 sp3(3)极性 NH3能与水分子形成分子间氢键，而PH3不能，所以PH3在水中溶解度小(4) 1077(2021山东师大附中检测)目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如下：图1 (1)Zr原子序数为40，价电子排布式为_。上图中属于非极性的气体分子是_。(2)氟化硼(BF3)是石油化工的重要催化剂。BF3 中BF比BF中B
11、F的键长短，原因是_。乙硼烷(B2H6)是用作火箭和导弹的高能燃料，氨硼烷(H3NBH3)是最具潜力的储氢材料之一。图2图3B2H6的分子结构如图2所示，其中B原子的杂化方式为_。H3NBH3的相对分子质量与B2H6相差不大，但是H3NBH3的沸点却比B2H6高得多，原因是_。硼酸盐是重要的防火材料。图3是硼酸钠晶体中阴离子(含B、O、H三种元素)的结构，该晶体中含有的化学键有_。A离子键B极性键C非极性键D配位键E金属键(3)CO与Ni可生成羰基镍Ni(CO)4，已知其中镍的化合价为0，Ni(CO)4的配体中配位原子是_。图4图5(4)为了节省贵金属并降低成本，也常用钙钛矿型复合氧化物作为催
12、化剂。一种复合氧化物结构如图4所示，则与每个Sr2紧邻的O2有_个。(5)与Zr相邻的41号元素Nb金属的晶格类型为体心立方晶格(如图5所示)，原子半径为a pm，相对原子质量为b，阿伏加德罗常数为NA，试计算晶体铌的密度为_gcm3(用a、b、NA表示计算结果)。解析(1)Zr原子序数为40，基态原子核外电子排布式为Kr4d25s2，故其价电子排布式为4d25s2。图中气体分子，属于非极性分子的是O2、N2、CO2，属于极性分子的是C3H8、NO、CO、H2O(g)。(2)BF3中B原子采用sp2杂化，BF中B原子采用sp3杂化，s轨道成分越多，电子云重叠程度越大，键长越短。由B2H6的分子
13、结构可知，每个B原子形成4个单键，则B原子采取sp3杂化。H3NBH3的相对分子质量与B2H6相差不大，由于H3NBH3分子间存在氢键，分子间作用力更大，故H3NBH3的沸点却比B2H6高得多。硼酸钠晶体中存在离子键、极性键(HO、BO)、配位键(BO)，故答案选A、B、D。(4)Sr2位于晶胞的体心，O2位于晶胞的棱中点，则与每个Sr2紧邻的O2有12个。(5)金属Nb的晶格类型为体心立方晶格，则每个晶胞含有Nb原子数为182个；相对原子质量为b，阿伏加德罗常数为NA，则每个晶胞的质量为 g。原子半径为a pm，设晶胞的棱长为x ，体对角线长度等于原子半径的4倍，则有x4a pm，xpm10
14、10 cm，晶胞的体积为(1010 cm)3，故晶体铌的密度为(g)/(1010 cm)3g/cm3。答案(1)4d25s2O2、N2、CO2(2)BF3中B采用sp2杂化，BF中B采用sp3杂化，s轨道成分越多，电子云重叠程度越大，键长越短(或BF3中除了键，还有()大键)sp3H3NBH3分子间存在氢键，分子间作用力更大A、B、D(3)C(或碳)(4)12(5)8(2020山东济宁三模)氮、铬及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题：(1)基态N原子的核外电子排布式为_，Cr位于元素周期表第四周期_族。(2)Cr与K位于同一周期且最外层电子数相同，两种元素原子第一电离能的大小关系为_；Cr
15、Cl3的熔点(83 )比CrF3的熔点(1 100 )低得多，这是因为_。(3)Cr的一种配合物结构如图所示：阴离子ClO的空间构型为_形。配离子中，中心离子的配位数为_，N与中心原子形成的化学键称为_键。配体H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的杂化方式是_，分子中三种元素电负性从大到小的顺序为_。(4)氮化铬的熔点为1 770 ，它的一种晶体的晶胞结构如图所示，其密度为5.9 gcm 3，氮化铬的晶胞边长为_(列出计算式)nm。解析(1)N是7号元素，故基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，Cr是24号元素，在周期表第四周期B族。(2)K最外层只有一个电子，易失去电子，Cr
16、的价电子为3d54s1，较稳定，故第一电离能：KCr。CrCl3的熔点(83 )，典型的分子晶体性质，CrF3的熔点(1 100 )，典型的离子晶体性质。(3)阴离子C1O的价层电子对数为44，没有孤电子对，所以其空间构型为正四面体。由图可知，与中心Cr形成的配位数为6；N提供孤电子对，Cr提供空轨道，所以N与中心原子形成的化学键称为配位键。由H2NCH2CH2NH2可知，C原子周围形成了4个单键，即价层电子对数为4，碳原子的杂化方式为sp3；根据电负性在周期表中的变化规律，C、N、H的电负性关系为：NCH。(4)结合晶胞结构图示，根据均摊法计算，晶胞中Cr的原子数目为864；N的原子数目为1
17、214，则晶胞的质量为m，密度为，从而可得a cm nm答案(1)1s22s22p3B(2) KCH(4) 9(2021天津大港一中检测)氮族元素在化学领域具有重要的地位。请回答下列问题：(1)基态氮原子的价电子轨道表示式为_；第二周期的元素中，第一电离能介于B和N之间的元素有_种。(2)雌黄的分子式为As2S3，其分子结构为，As原子的杂化类型为_。(3)1 mol中所含键的物质的量为_mol。已知NF3与NH3分子的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，原因是_。(4)红镍矿是一种重要的含镍矿物，其主要成分的晶胞如下图所示，则每个Ni原子周围与之紧邻的As原子数为_。以晶胞
18、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。磷化硼(BP)是一种硬耐磨涂层材料，晶胞为正方体形，晶胞参数为a pm。下图沿y轴投射的晶胞中所有硼原子的分布图和原子分数坐标。设NA为阿伏伽德罗常数的值，1，2，3，4四点原子分数坐标分别为(0.25，0.25，0.75)，(0.75，0.25，0.25)，(0.25，0.75，0.25)，(0.75，0.75，0.75)据此推断BP晶体的密度为_gcm3(用代数式表示)解析(1)基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则其价电子轨道表示式为。同周期主族元素中第一电离能从左到右呈增大趋势，Be原子的2s处于全满状
19、态，其第一电离能大于B；N原子2p轨道处于半充满状态，其第一电离能大于O，故第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O共3种元素。(2)由雌黄的分子结构可知，As原子形成3个AsS键，且含1对孤电子对，则As原子的杂化类型是sp3。(3)有机物分子中单键是键，双键中含有1个键，故1 mol 中含有15 mol 键。由于F的电负性比N大，NF成键电子对偏向于F原子，N原子形成正电中心，N原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2形成配离子。(4)结合红镍矿的晶胞结构及晶胞“平行并置”的特点推知，每个Ni原子周围与之紧邻的As原子有6个。磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，则磷化硼属于共价晶体。观察晶胞结构投影图可知，其晶胞结构与金刚石相似，4个B原子位于晶胞内部，则P原子位于晶胞的8个顶角和6个面心，一个晶胞含有4个磷原子，则每个晶胞的质量为m(晶胞) g；晶胞参数为a pma1010 cm，每个晶胞的体积为V(晶胞)(a1010 cm)3，故BP晶体的密度为m(晶胞)/V(晶胞)(g)/(a1010 cm)3 gcm3。答案(1) 3(2)sp3(3)15F的电负性比N大，NF成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2形成配离子(4)6
