1、第十八单元 物质结构及性质（A）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。第卷（选择题）一、选择题：本题共15小题，总计40分。在每小题给出的四个选项中，第110题只有一个选项符合题目要求，每题2分。第1115题为不定项选择题，全部答对的得4分，选对但
2、不全的得2分，有选错的的0分。1若某基态原子的外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是A该元素基态原子中共有3个电子 B该元素原子核外有5个电子层C该元素原子最外层共有8个电子 D该元素原子M电子层共有8个电子2金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体L，得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物NaL+Na-。下列说法错误的是ANa-的第一电离能比H-的大BNa-的还原性比Na的强CNa-的半径比F-的大D该事实说明Na也可表现出非金属性32019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49I
3、n）等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷（37Rb）同周期。下列说法不正确的是AIn是第五周期第A族元素B11549In的中子数与电子数的差值为17C原子半径：InAlD碱性：In(OH)3RbOH4电负性是一种重要的元素性质，某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示：元素HLiOAlPSCl电负性2.11.03.51.52.12.53.0下列说法不正确的是ALiAlH4中H是1价，该物质具有还原性B非金属性：OClCHCl键比HS键极性大DSi的电负性范围在23之间5下列说法正确的是A分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，而对溶解度无影响B根据
4、键的成键特征判断C=C键能是CC键能的2倍C酸性：H3PO4HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多D葡萄糖分子(HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)中的手性碳原子数为56观察下列模型并结合有关信息进行判断，下列说法错误的是HCNS8SF6B12结构单元结构模型示意图备注易溶于CS2熔点1873KAHCN的结构式为HCN，分子中“CN”键含有1个键和2个键B固态硫S8属于原子晶体，分子中S原子采用sp3杂化CSF6是由极性键构成的非极性分子，分子构型为八面体型D单质硼属于原子晶体7根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是APC
5、l3 BHCHO CH3O+ DPH38以下有关元素性质的说法不正确的是A具有下列电子排布式的原子中：1s22s22p63s23p2，1s22s22p3，1s22s22p2，1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是B具有下列价电子排布式的原子中：3s23p1，3s23p2，3s23p3，3s23p4，第一电离能最大的是CNa、K、Rb，N、P、As，O、S、Se，Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是D某元素气态基态离子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+9 亚铁氰化钾属于欧
6、盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4Fe(CN)612KCN+Fe3C+2(CN)2+N2+C，下列关于该反应说法错误的是AFe2+的最高能层电子排布为3d6B配合物K4Fe(CN)6中配位原子是碳原子C(CN)2分子中键和键数目比为34D已知Fe3C晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围，则铁的配位数是210下列说法正确的是A鉴别晶体与非晶体可用X-射线衍射实验B钾焰色反应的紫色辐射波长比钠焰色反应的黄光的波长要长C元素周期表s区、d区及ds区一定都是金属元素D两种元素的电负性相差越大，越易形成共价化合物11从结构角度分析，下列说法错误的是A的立体构型为V形，中心原子的杂化方式为sp3BZn
7、CO3中，阴离子立体构型为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2C因HF分子间存在氢键，所以HX中其沸点最高D因金属性，所以熔点：12下面的叙述正确的是A晶胞空间利用率：金属镁金属钾金属钋B六方最密堆积()晶胞中原子个数的计算：C酸性：；DSF6的空间构型为正八面体，在氧气中不能燃烧13X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大的元素，E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，M的原子序数比E大1。下列说法正确的是AEYQ4中阴离
8、子中心原子的杂化方式为sp3杂化BX、Y元素的第一电离能大小关系：XYCZO的空间构型为三角锥形DMZ2含离子键和非极性共价键，阴阳离子之比为1114下列关于晶格能的叙述正确的是 A晶格能是指相邻的离子间的静电作用B岩浆晶出时，晶格能大的矿物后晶出C工业电解熔融氯化镁制镁而不用氧化镁与晶格能有关D通过图中数据既能算出Cu原子的第一电离能，又能算出Cu3N晶格能15有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法不正确的是 A为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积B每个晶胞含有的原子数分别为1个，2个，2个，4个C晶胞中原子的配位数分别为6，8，8，12D空间利用
9、率的大小关系为1800)条件下用C还原TiO2制取TiC：TiO2+3CTiC+2CO。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为_；根据所给信息，可知TiC是_晶体。（3）钛的化合物TiCl4，熔点为-24，沸点为136.4，常温下是无色液体，可溶于甲苯和氯代烃。固态TiCl4属于_晶体，其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为_。TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，反应的化学方程式为_。用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得绿色的配合物TiCl(H2O)5Cl2H2O。该配合物中含有化学键的类型有_、_。172021年7月4日，“神舟十二号”航天员圆满完成出舱
10、任务。“神舟十二号”制作材料中包含了、等多种元素。回答下列问题：（1）元素基态原子的外围电子排布式为_，、三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_。（2）位于元素周期表的_(填“”、“”、“”或“”)区，催化烯烃硝化反应过程中会产生。键角：_(填“”或“”)，判断依据是_。（3）含有两个或两个以上配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物。的一种螯合物结构如图1所示，该配合物中通过鳌合作用形成的配位键有_个，该螯合物中的杂化方式为_。（4）晶体属四方晶系，晶胞结构如图2所示，晶胞棱边夹角均为90。以晶胞棱边为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为
11、原子的分数坐标，如点原子的分数坐标为，点原子的分数坐标为。已知键长为，则点原子的分数坐标为_；设为阿伏加德罗常数的值，的密度为_(列计算式)。18O2、O3、N2、N4是氧和氮元素的几种单质。回答下列问题：（1）O原子中价电子占据的轨道数目为_。（2）第一电离能I1：N_O(填“”或“HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多，故C正确；D碳原子连接四个不同的原子或原子团时，该碳原子为手性碳原子，根据葡萄糖分子的结构式，葡萄糖分子(HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)中的手性碳原子数为4，除1号和6号C外的4个碳原子，故D错误。6【答案】B【解析】由比例模型
12、可以看出分子中有1个碳原子、1个氮原子和1个氢原子，原子半径：CNH，所以该比例模型中最左端的是氢原子，中间的是碳原子，最右边的是氮原子，其结构式为HCN，分子中“CN”键含有1个键和2个键，故A正确；固态S是由S8构成的，根据其溶解性可知，该晶体中存在的微粒是分子，属于分子晶体，故B错误；SF6空间构型为对称结构，分子的极性抵消，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，SF6为非极性分子，根据图示，分子构型为八面体型，故C正确；根据B12的熔点1873K，该晶体熔点较高，属于原子晶体，故D正确。7【答案】B【解析】PCl3分子中，价层电子对数3+(531)4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三
13、角锥形，故A不符合；HCHO分子中，价层电子对数3+(42112)3，且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故B符合；H3O+中，价层电子对数3+(6131)4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形，故C不符合；PH3分子中，价层电子对数3+(531)4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形，故D不符合。8【答案】D【解析】A核外电子排布：1s22s22p63s23p2，1s22s22p3，1s22s22p2，1s22s22p63s23p4，则为Si，为N、为C、为S，根据同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：SiSCN，故Si原子半径最大，
14、即的原子半径最大，故A选项是正确的；B由价电子排布式3s23p1，3s23p2，3s23p3，3s23p4，分别为：Al、Si、P、S元素。同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，第VA族3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能，故B选项是正确的；C同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故(1)Na、K、Rb电负性依次减小，(2)N、P、As的电负性依次减小，(3)O、S、Se的电负性依次减小，(4)Na、P、Cl的电负性依次增大，故C选项是正确的；D该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X
15、2+，故D错误；所以D选项是正确的。9【答案】A【解析】Fe为26号元素，其原子核外共有26个电子，Fe原子失去4s轨道上的2个电子得到Fe2+，则Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其最高能层电子排布为3s23p63d6，A选项错误；配合物K4Fe(CN)6中配体为CN，由于电负性NC，所以C原子提供孤对电子，即配位原子是碳原子，B选项正确；(CN)2分子的结构式为NCCN，单键为键，三键含有1个键和2个键，因此(CN)2分子中键和键数目比为34，C选项正确；Fe3C的晶胞结构中碳原子的配位数为6，与碳原子紧邻的铁原子，以C原子为原点建立三维坐标系，Fe原子位于坐
16、标轴上且关于原点(碳原子)对称，6个Fe形成的空间结构为正八面体，故C原子的配位数为6，配位数之比等于相应原子数目反比，则Fe原子配位数为，D选项正确；答案选A。10【答案】A【解析】A晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射实验可以看到微观结构，因此可用X-射线衍射实验鉴别晶体与非晶体，故A正确；B黄色对应的辐射波长范围为597577nm，紫色波长介于400nm435nm之间，则钾焰色反应的紫色辐射波长比钠焰色反应的黄光的波长要短，故B错误；CH为s区元素，为非金属元素，d区和ds区的元素都是金属元素，故C错误；D电负性相差越大的元素原子间越容易形成离子键，
17、存在电子的得失，形成离子化合物，故D错误；答案选A。11【答案】D【解析】的中心原子I的价层电子对为2+=4，中心原子的杂化方式为sp3，立体构型为V形，故A正确；ZnCO3中，阴离子中C的价层电子对为3+=3，C原子的杂化方式为sp2，立体构型为平面三角形，故B正确；因HF分子间存在氢键，所以HX中其沸点最高，故C正确；因离子半径，晶格能KClNaCl，所以熔点KClNaCl，故D错误；故选D。12【答案】ACD【解析】APo的空间利用率为52%；K的空间利用率为68%；Mg的空间利用率为74%，所以晶胞空间利用率MgKPo，A正确；B六方最密堆积是原子的配位数是12，晶胞顶点占，面心占，体
18、内占1，则该晶胞中的原子个数为12+2+3=6，B错误；C同一元素不同价态的含氧酸中，中心元素价态越高，酸性越强，所以酸性：。不同元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强。由于元素的非金属性：PS，所以酸性：，C正确；DSF6的价电子对数是6，分子的空间构型为正八面体，是无色、无味、无毒的气体，在氧气中不能燃烧，在温度高于500时会发生分解反应产生有毒气体，D正确；故正确的是ACD。13【答案】AD【解析】X的原子的基态价电子排布式为2s2，则X为1s22s2，为Be；Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，每个电子为一种运动状态，则Y为5电子，Y为B；Z元素的两种同位素原子通常作为示踪
19、原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Z为C；Q是元素周期表中电负性最大的元素，Q为F；E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，E为K；M的原子序数比E大1，则M为Ca。AEYQ4为KBF4，KBF4中阴离子中心原子价层电子个数为：4+=4，且不含孤电子对，所以阴离子中心原子杂化方式为sp3杂化，故A正确；BBe的最外层电子数全满为稳定结构，第一电离能较大，则X、Y元素的第一电离能大小关系：XY，故B错误；C碳酸根离子中中心原子价层电子对个数为3+=3，且不含孤电子对，中心原子的杂化方式为sp2杂化，ZO的空间构型为平面三角形，故C错误；DCaC2属于离子化合物，含有离子键、非极性共价键，阴
20、阳离子个数比为11，故D正确；故选AD。14【答案】C【解析】A晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，A错误；B晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，岩浆中的矿物越易结晶析出，B错误；C晶体的离子半径越小，所带电荷越多，晶格能越大。氯化镁中的氯离子比氧化镁中的氧离子半径更大，所带电荷少，晶格能更小，更容易电离，故工业电解熔融氯化镁制镁而不用氧化镁，C正确；D第一电离能反应前后都是气态粒子，而图中铜为固态，D错误。15【答案】ACD【解析】为简单立方堆积，为体心立方堆积，为六方最密堆积，为面心立方最密堆积，与判断有误，A错误；每个晶胞含有的原子数分别为81，8+12，8+12，8+64，
21、B正确；晶胞中原子的配位数应为12，其他判断正确，C错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D错误。答案为ACD。16【答案】（1）1s22s23s23p63d24s2(或Ar3d24s2) （2） OCTi 原子 （3） 分子 sp3 TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl 共价键 离子键 【解析】（1）Ti的质子数是22，基态原子的电子排布式为1s22s23s23p63d24s2(或Ar3d24s2)；（2）非金属性越强，电负性越大，则该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为OCTi；根据所给信息TiC在碳化物中硬度最大，这说明TiC是原子晶体；（3）钛
22、的化合物TiCl4，熔点为-24，沸点为136.4，因此固态TiCl4属于分子晶体，其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为sp3；TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，根据原子守恒应该是盐酸和钛酸，反应的化学方程式为TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl；配合物TiCl(H2O)5Cl2H2O中含有化学键的类型有离子键和共价键。17【答案】（1） （2） 中原子为杂化，键角180；中原子为杂化，键角接近120 （3） 杂化 （4） 【解析】（1）元素为第四周期第A元素，故外围电子排布式为；同一周期元素，核电荷数越大第一电离能越大，但第A元素s能级全充满状态，较第A元素稳
23、定，故。（2） Cu位于元素周期表的ds区，中原子为杂化，键角180；中原子为杂化，键角接近120，故键角大于。（3） Ni提供空轨道，N原子提供孤对电子，故形成个配位键；C原子周围形成4个单键，故为杂化。（4）如点原子的分数坐标为，点原子的分数坐标为，则C点原子z方向的分数坐标为，故C点的分数坐标为。如图晶胞中含有2个XeF2分子，故一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为cm3，则密度为g/cm3。18【答案】（1）4（2）失去一个电子后O+的2p处于半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高（3）V形极性（4）H3NHO、H2OHN、H2OHO(任写两种)（5）N4中NN键键能小于N2中
24、的NN键键能，键长大于NN键键长（6）8100%【解析】（1）O原子的价电子排布式为2s22p4，其价电子占据4个原子轨道。（2） 同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的2p能级处于半充满状态，比较稳定，所以第一电离能I1：NO；O失去一个电子后O+的2p处于半充满状态，更加稳定，再失去一个电子消耗能量更高，所以第二电离能I2：ON。（3） O3看成一个O原子是中心原子，其他两个O原子为配原子的三原子分子，价电子对数2+(622)3，有一个孤电子对，属于sp2杂化，空间构型为V形；因为V形空间构型正负电荷重心不重合，所以是极性分子；O原子的轨道表示式为O3中心氧原子采取sp2杂化，其中两个
25、单电子轨道与另外两个原子形成两个键，第三个轨道有一对孤电子对，与另两个氧原子的各1个电子形成三中心四电子大键，可用符号表示。（4） 因为O、N原子有比较强的吸电子能力，所以NH3和H2O既会吸引同种分子的H，又会吸引对方分子的H，从而形成氢键，所以在氨水中存在4种分子间氢键，可以表示为H3NHN、H3NHO、H2OHN、H2OHO。（5） 因为N4是正面体构型，N原子占据四面体的四个顶点，所以N4中只存在NN，而N2中只存在NN，由表中数据可知，NN键长大于NN键长，NN键能小于NN键能，且二者键能差距较大，所以N4分子稳定性远小于N2。（6）分析Na2O的晶胞结构图可得，处于面心上的O2被2
26、个晶胞共用，以图中上面的面心O2为例，在其上方还有一个同样的晶胞与其紧邻，所以每个O2周围有8个Na+与之距离最近，则O2的配位数为8；Na2O晶胞中Na+数为8，O2数为8+64，根据r(Na+)x pm、r(O2)y pm及球体的体积公式可得这12个原子总体积V18x3+4y3，根据该晶胞的棱长为a pm，则晶胞体积V2a3，所以该晶胞的原子空间利用率为100%100%100%。19【答案】（1）1s22s22p63s23p2或者Ne3s23p2 （2） 三角锥形 （3） HNO3 HF SiMgCl2 （4） P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4 【解
27、析】X，Z，Q，R，T，U分别代表原子序数依次增大的短周期元素；Z和U位于第A族，则Z为F元素，U为Cl；Q基态原子的s轨道和P轨道的电子总数相等，原子序数大于F，核外电子排布为1s22s22p63s2，故Q为Mg；X和Z可形成化合物XZ4，X元素表现+4价，原子序数小于F元素，故X为C元素；X和R属同族元素，则R为Si；T的一种单质在空气中能够自燃，原子序数介于Si与Cl之间，故T为P元素。X、Z、Q、R、T、U分别C、F、Mg、Si、P、Cl；（1）R为Si元素，Si基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2或者Ne3s23p2；（2）化合物TU3为PCl3，PCl3价层电子对为
28、4对，还有一个孤电子对，则其构型为三角锥形；（3）x为碳元素，位于第二周期，第二周期酸性最强的为HNO3；Z和U的氢化物分别为HF、HCl，HF分子之间存在氢键，HCl分子之间为范德华力，氢键比范德华力更强，故HF的沸点高于HCl；Mg为金属晶体，Si为原子晶体，熔点高于Mg，Cl2为分子晶体，常温下为气体，则熔点由高到低的排列顺序是SiMgCl2；（4）CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒剂，反应可生成两种最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是：P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。20【答案】（1） 10 4 （2） 大 B （3） 、 离子晶体 （4）
29、晶体中均存在自由移动的电子 【解析】（1）基态锆(Zr)原子价层电子排布式为，N层的电子排布为4s24p64d2，N层共有10个电子，则基态锆原子N层上电子的运动状态有10种，态锆(Zr)原子失去5s上的2个电子形成，核外有4个能层。（2）砷原子4p能级为半充满状态，结构稳定，砷元素的第一电离能比硒元素的大，第A族非金属元素形成的最常见氢化物，氨分子间有氢键，所以沸点由高到低的顺序为；共价键H-P较长，键能小，所以的热稳定性比弱，选B；（3）、三种物质中，中的价电子对数是，原子杂化类型为；中的价电子对数是3，有1个孤电子对，分子构型为V形，中的价电子对数是，有2个孤电子对，分子构型为V形；的熔点为953，熔点较高，所以其晶体类型为离子晶体；（4）锆、镉属于金属晶体，晶体中均存在自由移动的电子，所以锆、镉均是电热的良导体；设镉的原子半径r，则晶胞的体对角线=4r，晶胞边长为pm，晶体密度为dg/cm3，即 ，镉的原子半径r=pm；1个晶胞中实际占有2个原子，2个原子的体积是，1个晶胞的体积是，晶胞中原子空间利用率为。
