《物质结构与性质》模块测试题(二)-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（鲁科版2019选择性必修2）

《物质结构与性质》模块测试题(二) 考试时间：90分钟 总分：100分 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目要求。 1．下列说法正确的是( ) A．可以利用原子光光谱上的特征谱线来鉴定不同的元素 B．元素周期表中金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 C．三氯乙酸的酸性大于三氟乙酸 D．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素 【答案】A 【解析】A项，用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，A正确；B项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素既具有一定的金属性，又具有一定的非金属性，而过渡元素包括副族与第Ⅷ族元素，B错误；C项，F3C-的极性大于Cl3C-的极性，三氟乙酸(F3CCOOH)中-COOH比三氯乙酸(Cl3CCOOH)中的-COOH容易电离出氢离子，所以三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，C错误；D项，价电子排布为5s25p4的元素，有5个电子层，最外层有6个电子，则该元素位于第五周期第ⅥA族，是p区元素，D错误；故选A。 2．下列化学用语中表示不正确的是( ) A．碳原子的价电子轨道表示式 B．氢元素的三种不同核素：H、D、T C．的VSEPR模型为平面三角形 D．钠原子电子云图 【答案】C 【解析】A项，碳原子的价电子排布式为2s22p2，其价电子轨道表示式，A正确；B项，H、D、T分别为1H、2H、3H，它们是氢元素的三种不同核素，B正确；C项，的中心原子的σ键电子对数3，孤电子对为1，则价层电子对数4，其VSEPR模型为四面体，C错误；D项，钠原子的2p轨道为哑铃形，其电子云图为，D正确；故选C。 3．光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。可用反应CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O制备光气。下列叙述不正确的是( ) A．CHCl3为极性分子 B．电负性：O>Cl>C C．基态Cl原子的价电子轨道表示式： D．COCl2中碳原子的杂化类型为sp3杂化 【答案】D 【解析】A项，CH4为非极性分子，3个H被Cl代替得到的CHCl3为极性分子，A正确；B项，非金属性越强，电负性越大，故电负性：O>Cl>C，B正确；C项，Cl元素为17号元素，原子核外有17个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，价电子轨道表示式：，C正确；D项，COCl2中含有碳氧双键，碳原子为sp2杂化，D错误；故选D。 4．下列对分子及其性质的解释中，不正确的是(　　) A．液态氟化氢分子间存在氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高 B．CH4、CO2、BF3都是含有极性键的非极性分子 C．[Cu(NH3)4]2+ 中含有离子键、极性键、配位键 D．因为非羟基氧原子数目逐渐减少，所以酸性HClO4>H2SO4>H3PO4 【答案】C 【解析】A项，液态氟化氢中存在氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高，A项正确；B项，CH4、CO2、BF3都是含有极性键的非极性分子，B项正确；C项，[Cu(NH3)4]2+中含有极性键、配位键，C项错误；D项，非羟基氧原子数目越多酸性越强，而在HClO4中有3个非羟基氧原子，H2SO4中有2个非羟基氧原子，H3PO4中有1个非羟基氧原子，所以酸性强弱的顺序为：HClO4>H2SO4>H3PO4，D项正确；故选C。 5． “证据推理与模型认知”是化学学科培养的核心素养之一，下列推论合理的是( ) 选项 已知信息 推论 A． 原子半径：Na＞Mg＞O 离子半径：Na+＞Mg2+＞O2- B． 非金属性：F＞O＞N 还原性：F-＞O2-＞N3- C． 酸性： 酸性：H2Te＜H2Se＜H2S D． H2O的分子构型为V形 二甲醚的分子骨架(C-O-C)构型为V型 【答案】D 【解析】A项，因Na+、Mg2+、O2-核外电子排布相同，均为10电子微粒，依据电子层数相同，微粒半径随原子序数的递增而减小，离子半径为O2-＞Na+＞Mg2+，故A错误；B项，根据一般非金属性越强，其离子的还原性越弱，即还原性：N3-＞O2-＞F-，故B错误；C项，卤素原子半径越大，非金属性越弱，与H结合能力越弱，在水溶液中越容易电离，酸性越强，Te、Se、S原子半径减小，非金属性增强，与氢元素的结合能力越强，在水溶液中越难电离，酸性：H2Te＞H2Se＞H2S，故C错误；D项，水分子和二甲醚中氧原子成键方式相同，都形成2个σ键，孤电子对数均为2，价层电子对数为4，即杂化类型均为sp3杂化，立体结构相似，都为V形，故D正确；故选D。 6．锌的性质与铝相似，可发生反应Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2↑。下列关于反应物和产物的性质说法正确的是( ) A．五种物质中有两种离子晶体、三种分子晶体 B．NaOH晶胞结构与NaCl晶胞结构相似，因此NaOH晶体中配位数是8 C．1 mol Na2Zn(OH)4中存在4mol配位键 D．锌的熔点高于水的熔点，是因为锌的相对原子质量大，分子间作用力大的原因 【答案】C 【解析】A项，Zn单质既不是离子晶体，也不是分子晶体，是金属晶体，A错误；B项，NaCl晶胞中中Na+紧邻6个Cl-，所以Na+的配位数是6，B错误；C项， Zn(OH)42+中1个Zn2+与周围4个OH-形成配位键，1 mol Na2Zn(OH)4中存在4 mol配位键，C正确；D项，水的熔点低是因为冰是分子晶体、锌是金属晶体，锌晶体中是金属键的作用，金属键强于冰晶体中氢键的作用，D错误；故选C。 7．优氯净(C3N3O3Cl2Na)是常用的杀菌消毒剂。下列有关优氯净组成元素说法正确的是( ) A．电负性：x(O)>x(N)>x(C) B．原子半径：r(Cl)>r(Na)>r(O) C．O在周期表中的位置：第2周期VA族 D．简单气态氢化物的热稳定性：NH3>H2O 【答案】A 【解析】A项，同周期主族元素自左至右电负性依次增大，所以电负性χ(O)＞χ(N)＞χ(C)，A正确；B项，同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以r(Na)＞r(Cl)，B错误；C项，O位于元素周期表第2周期ⅥA族，C错误；D项，非金属性N＜O，所以简单气态氢化物的稳定性NH3＜H2O，D错误；故选A。 8．下列关于物质结构或性质及解释存在不正确的是( ) 选项 物质结构或性质 解释 A 键角： CO2中C原子为sp杂化，为直线形分子；CH4中C原子为sp3杂化，为正四面体形分子 B 稳定性： 分子间可以形成氢键，没有氢键 BF3与NH3形成[H3N→BF3] 中的有空轨道接受中的孤电子对 D 冠醚能加快KMnO4与环己烯的反应速率 冠醚上不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，冠醚通过与K+结合将带入有机相，起到催化剂的作用 【答案】B 【解析】A．CO2中C原子为sp杂化，为直线形分子，键角为180°，CH4中C原子为sp3杂化，为正四面体形分子，键角为109°28’，因此键角： CO2>CH4，A正确；B．非金属性越强，气态氢化物越稳定，非金属性:F>Cl，因此稳定性：HF>HCl，气态氢化物的稳定性与氢键无关，B错误；C．BF3中的B有空轨道，NH3中N有孤电子对，因此BF3中的B与NH3中N可形成配位键，BF3与NH3形成[H3N → BF3]，C正确；D．冠醚上不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，冠醚通过与K结合将带入有机相，起到催化剂的作用，因此冠醚能加快 KMnO4与环己烯的反应速率，D正确；故选B。 9．硅材料在生活中占有重要地位。Si(NH2)4(结构如图所示)受热分解可生成Si3N4和NH3。Si3N4是一种优良的耐高温结构陶瓷。下列有关说法不正确的是( ) A．电负性N>Si B．Si3N4属于分子晶体 C．基态Si和N原子的未成对电子数之比为2：3 D．Si(NH2)4中的Si、N原子轨道的杂化类型相同 【答案】B 【解析】A项，C与N同周期，同周期从左到右电负性依次增大，则电负性：N>C；C与Si同主族，同主族从上到下电负性依次减小，则电负性：C>Si，所以电负性：N>Si，A不符合题意；B项，由Si3N4是一种优良的耐高温结构陶瓷可知，Si3N4属于共价晶体，B符合题意；C项，基态Si原子的未成对电子数为2，基态N原子的未成对电子数为3，C不符合题意；D项，Si(NH2)4中的Si、N原子轨道的杂化类型均为sp3杂化，相同，D不符合题意；故选B。 10．BN是一种无机非金属材料，立方的硬度仅次于金刚石，其晶胞如下图所示．下列说法不正确的是( ) A．立方属于共价晶体 B．1个晶胞中含有4个B和4个N C．距离每个B最近的N有4个 D．立方BN中含有共价键 【答案】D 【解析】A项，立方BN的硬度仅次于金刚石，属于共价晶体，A正确；B项，根据均摊法，该晶胞中位于顶点和面心的原子个数为，位于晶胞内部的原子个数为4，则1个晶胞中含有4个B和4个N，B正确；C项，根据晶胞结构可知，每个B最近的N有4个，每个N最近的B有4个，C正确；D项，立方BN中每个B形成4个B-N键，立方中含有共价键，D错误；故选D。 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 11．W、X、Y、Z是短周期主族元素，W与其他元素不在同一周期，X元素的电负性仅次于氟元素，Y的基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，Z原子电子总数与X原子的最外层电子数相同。下列说法不正确的是( ) A．键角：YX2+＜YX2- B．第一电离能：Y>X>Z C．基态Z原子核外电子有4种空间运动状态 D．W、X可形成离子化合物，也可形成共价化合物 【答案】A 【解析】W、X、Y、Z是短周期主族元素， X元素的电负性仅次于氟元素，X是O元素；Y的基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，Y是N元素；Z原子电子总数与X原子的最外层电子数相同，Z是C元素；W与其他元素不在同一周期，W为第一周期或第三周期的元素。A项，NO2+中N原子价电子对数为2，无孤电子对，空间构型为直线形，键角180°；NO2-中N原子价电子对数为3，有1个孤电子对，空间构型为V形，所以键角NO2+> NO2-，故A错误；B项，同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，所以第一电离能N>O>C，故B正确；C项，基态C原子核外电子占据4个原子轨道，所以有4种空间运动状态，故C正确；D项，若W为H元素， H、O可形成共价化合物，若W为Na、Mg等金属元素，与O可形成共价化合物，故D正确；故选A。 12．工业上由FeCl2与环戊二烯钠(C5H5Na)合成二茂铁[Fe（C5H5）2]，二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醛等有机溶剂。下列说法不正确的是（ ） A．FeCl2中铁元素属于第四周期第ⅧB族，位于周期表区 B．二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用，H、O和C的电负性由大到小的顺序为：O＞C＞H C．已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化 D．在二茂铁中C5H5与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键 【答案】AD 【解析】A项，已知Fe是26号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故FeCl2中铁元素属于第四周期第Ⅷ族，最后进入电子的能级为d能级，故位于周期表d区，A错误；B项，二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用，同一周期从左到右电负性逐渐增大，同一主族从上到下电负性逐渐减小，H、O和C的电负性由大到小的顺序为：O＞C＞H，B正确； C项，已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子周围均采用单键连接，该碳原子采取sp3杂化，其余形成双键的碳原子则采用sp2杂化，C正确；D项，在二茂铁中C5H5与Fe2+之间形成的化学键为C5H5提供孤电子对，Fe2+提供空轨而形成的配位键， D错误。 13．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是( ) A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4 B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区 C．1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成1mol沉淀 D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构 【答案】AC 【解析】配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26，因为中心离子Fe2+的最外层有14个电子(3s23p63d6)，配体为NO和H2O，每个配体只提供一对电子，因此，14+2+2n=26，所以n=5。A项，由分析可知，n=5，故该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4，A正确；B项，该配合物所含的非金属元素中，H位于位于元素周期表s区，N、O、S均位于p区，B不正确；C项，[Fe(NO)(H2O)5]SO4属于配合物，其内界[Fe(NO)(H2O)5]2+较稳定，不与Ba(OH)2发生反应，但是其外界中的硫酸根离子可以与Ba(OH)2反应，因此，1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应只能生成1 mol硫酸钡沉淀，C正确；D项，该配合物中阳离子为[Fe(NO)(H2O)5]2+，中心原子的配位数为6，但是，由于有两种不同的配体，因此其空间构型不可能是正八面体结构，D不正确。 14．近期，我国科技工作者合成了一种高质量的纳米棒发光材料，其晶胞结构如图所示，晶胞的边长a。下列说法不正确的是( ) A．与Cs+距离最近I-个数为8 B．Pb2+的配位数为6 C．Pb2+与Cs+间最短距离为 D．该物质的化学式为CsPbI3 【答案】AC 【解析】A项，Cs+位于晶胞顶点，I-位于面心，1个晶胞中有3个面心I-离顶点Cs+最近，1个顶点周围可以放8个晶胞，而面心I-又被两个晶胞共用，故1个Cs+周围最近的I-有个，A错误；B项，Pb2+位于体心，其周围6个面心I-离其最近，故Pb2+配位数为6，B正确；C项，Pb2+与Cs+最短距离为体对角线的一半，面对角线长度=，则体对角线=，则Pb2+与Cs+最短距离为，C错误；D项，该晶胞中含Cs+=8×=1个，含Pb2+1个，含I-=个，三者之比为1:1:3，故该物质化学式为：CsPbI3，D正确。 15．钛酸钡(BTTO)()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：BaCO3+XBTTO+ CO2↑。已知钛酸钡的晶胞结构(Ti4+、Ba2+均与O2-接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( ) A．Ti元素的质量数为47.87 B．晶体中与Ti4+紧邻的O2-有12个 C．X的化学式为TiO2 D．钛酸钡的密度约为 【答案】C 【解析】A项，Ti元素的相对原子质量为47.87，故A错误；B项，根据晶胞结构图，晶体中与Ti4+紧邻的O2-有6个，故B错误；C项，根据均摊原则，晶胞中Ti4+数 、Ba2+数1、O2-数为，钛酸钡的化学式为BaTiO3，根据元素守恒，X的化学式为TiO2，故C正确；D项，根据均摊原则，晶胞中Ti4+数1、Ba2+数1、O2-数为3，钛酸钡的密度约为，故D错误；故选C。 三、非选择题，本题共5小题，共60分。 16．（12分）铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 (1)基态Fe的价层电子排布式为 。 (2)以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)。 ①色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)电负性由大到小的顺序为 。 ②色胺酮分子中N原子的杂化类型为 。 ③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。 (3)超导材料在电力、交通、医学等方面有着广泛的应用，某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： ①距离Mg原子最近的Ni原子有 个。 ②已知该晶胞的边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g•cm-3。(1nm=10-9m) 【答案】(1)3d64s2(2分) (2) O>N>C>H(2分) sp2、sp3杂化(2分) 氢键(2分) (3) 12(2分) (2分) 【解析】(1)铁为26号元素，价层电子排布式为：3d64s2；(2)①同周期元素的电负性从左到右依次增大，有O>N>C，而H的最小，故有：O>N>C>H。故答案为：O>N>C>H；②由色胺酮的结构可知中心N原子采取sp2、sp3杂化；③据图色胺酮钴配合物中O及N原子均有孤对电子，而CH3OH中羟基上的氢原子上的电子偏向O导致几乎氢核裸露，故两者易形成氢键；(3)依图所示的立方体晶胞中，Mg原子位于顶点，Ni原子位于面心，而C位于体心。①每个立方体晶胞中，Mg原子最近的Ni原子个数为3，而每个Mg原子被8个立方体占据，故Mg原子最近的Ni原子个数为：×3×8=12个；②每个立方体晶胞中，各原子的数目为：N(Mg)=×8=1，N(Ni)=6×=3，N(C)=1×1=1，故化学式应为：MgNi3C。ρ====g.mol-1。 17．(12分)NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NH3的合成及应用是科学研究的重要课题。 (1)以H2、N2合成NH3，Fe是常用的催化剂。 ①基态Fe原子的电子排布式为 ，基态N原子轨道表示式 。 ②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO，使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： ⅰ.两种晶胞所含铁原子个数比为 。 ⅱ.图1晶胞的棱长为apm(1pm=10-10cm)，则其密度ρ= g/cm3。 ③我国科学家开发出双中心催化剂，在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)： I1(H)＞I1(Li)＞I1(Na)，从原子结构角度解释原因 。 (2) NH3、NH3BH3 (氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 ①NH3的中心原子的杂化轨道类型为 。 ②NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是 。 (3)常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。 少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。 S2Cl2分子是 (填“极性”、“非极性”)分子，S2Br2与S2Cl2分子结构相似，熔沸点S2Br2 S2Cl2(填“>”或“<”)。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2(1分) (1分) 1:2(2分) (2分) H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，第一电离能逐渐减小(2分) (2) sp3(1分) B(1分) (3)极性 (1分) ＞(1分) 【解析】(1)Fe元素的原子序数为26，核外有26个电子，根据核外电子排布规则，基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2；②N原子核外有7个电子，分2层排布，原子的轨道表示式：；ⅰ．由晶胞的结构可知，图1结构中，Fe位于顶点和体心，Fe原子的个数为8×+1=2，图2结构中，Fe位于顶点和面心，Fe原子的个数为8×+6×=4，则两种晶胞所含铁原子个数比为2:4=1:2；ⅱ．图1晶胞的棱长为apm，其体积为V=(a×10-10cm)3，晶胞的质量为g，其密度g•cm-3；③第一电离能为 H＞Li＞Na，原因是H、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小；(2)①NH3分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+1=4，且含有一个孤电子对，所以中心原子N原子的杂化轨道类型为sp3杂化；②在NH3BH3结构中，N原子存在孤电子对，B原子为缺电子原子，在配位键的形成中B原子提供空轨道；(3)该分子中，电荷的分布是不均匀的，不对称的，所以是极性分子；S2Br2与S2Cl2均属于分子晶体，分子晶体中，相对分子质量越大则熔沸点越高，所以熔沸点：S2Br2＞S2Cl2。 18．(2024·浙江省高三下学期5月选考适应性考试)卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。请回答下列问题： (1)基态氟原子价电子的轨道表示式为 。 (2)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，其中中心原子的杂化形式为 。等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，写出与(NOCl)互为等电子体的一种分子 (填化学式)。 (3)东南大学某课题组合成了一种新型具有平面分子结构的醌类聚合物PPPA，PPPA可作为有机锌离子电池的正极材料。 ①NaCl的熔点为801℃，远高于AlCl3的192℃，原因是 。 ②NaCl溶液中存在水合钠离子，其示意图如图1所示。从电负性角度来解释这一现象 。 (4)γ－AgI晶胞为立方结构，晶胞中I-采取面心立方堆积方式(如图3)；γ－AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图4所示。 ①Ag+填充在I-构成的 (填“正四面体”或“正八面体”)空隙，其填充率为 。 ②γ－AgI晶胞的密度为ρg•cm-3，则晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为 nm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1) (1分) (2) sp2(1分) O3、SO2(1分) (3) NaCl为离子晶体，AlCl3为分子晶体，离子键作用力强于范德华力(2分) 氧元素的电负性大于氢元素，水分子中共用电子对偏向氧原子一方，氧原子带负电荷、氢原子带正电荷，则水合钠离子中钠离子带正电，与氧原子一侧结合(2分) (4)正四面体(1分) 50%(2分) ××107(2分) 【解析】(1)氟为9号元素，基态氟原子价电子排布式为2s22p5，价电子的轨道表示式为；(2)NOCl的N原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，N原子采用sp2杂化；等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，与NOCl互为等电子体的一种分子可为O3或SO2；(3)①NaCl为离子晶体，熔化时克服离子键，AlCl3为分子晶体，熔化时克服范德华力，离子键作用力强于范德华力，NaCl熔点远高于AlCl3；②氧元素的电负性大于氢元素，水分子中共用电子对偏向氧原子一方，氧原子带负电荷、氢原子带正电荷，则水合钠离子中钠离子带正电，与氧原子一侧结合；(4)由图1可知，根据“均推法”，4个I-，结合化学式可知，晶胞中含4个Ag+，结合图2可知，Ag+填充在晶胞平分切割成的8个小立方体的体心且交错分布在其中4个小立方体的体心，故Ag+填充在I-构成的正四面体空隙，其填充率为50%；(6)已知NA表示阿伏加德罗常数的值，晶胞的密度为ρg•cm-3，设晶胞边长为a nm，结合①分析，晶体密度为，，则晶胞中两个最近的之间的距离为面对角线长度的二分之一，为。 19．(12分)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题： (1)基态铜原子有________种运动状态不相同的电子，其价层电子排布式为_________。 (2)已知铜与氯形成化合物的立方晶胞如下图所示。 ①该晶体的化学式为___________。 ②该晶体中，每个氯原子周围与它最近且等距离的氯原子有___________个。 (3) Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如下实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 ①深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+的结构简式：___________。 ②[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中H2O的中心原子杂化轨道类型为：___________。 ③加入乙醇有晶体析出的原因：___________。 ④该实验条件下，Cu2+与NH3的结合能力___________(填“大于”“小于”或“等于”) Cu2+与OH-的结合能力。 ⑤NH3能与Cu形成[Cu(NH3)4]2+，而NF3不能，其原因是___________。 【答案】(1) 29(1分)     3d104s1(1分) (2) ①CuCl (1分)   ②12(1分) (3) ①   (2分)   ②sp3(1分)     ③离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小(2分)    ④大于(1分)    ⑤N、F、H三种元素的电负性为：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键(2分) 【解析】(1)铜元素的原子序数为29，核外电子数为29，价电子排布式为3d104s1，由泡利不相容原理可知，同一原子中不可能有运动状态完全相同的电子，则基态铜原子有29种运动状态不相同的电子；(2)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氯原子个数为8×+6×=4，位于体内铜原子个数为4，则晶体的化学式为CuCl；②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的氯原子与位于面心的氯原子的距离最近，则晶体中，每个氯原子周围与它最近且等距离的氯原子有12个；(3)①四氨合铜离子中中心离子为铜离子，配位体为氨分子，铜离子与4个氨分子形成配位键，离子的结构简式为 ；②水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，氧原子的杂化轨道类型为sp3杂化；③[Cu(NH3)4]SO4·H2O为易溶于水，难溶于有机溶剂的离子化合物，向深蓝色溶液中加入极性较弱的乙醇可降低[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度，便于晶体析出；④由氢氧化铜沉淀与氨水反应生成四氨合铜离子可知，铜离子与氨分子的结合能力大于氢氧根离子；⑤氮元素的电负性强于氢元素，氨分子中共用电子对偏向氮原子，易于氨分子中氮原子上的孤电子对与铜离子形成配位键，氟元素的电负性强于氮元素，三氟化氮中共用电子对偏向氟原子，不利于氨分子中氮原子上的孤电子对与铜离子形成配位键，所以铜离子能与氨分子结合形成四氨合铜离子，不能与三氟化氮形成配位键。 20．(12分)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题： (1)基态镓原子最外层的电子排布图为___________。 (2)Ga与Zn的第一电离能大小关系为：Ga___________Zn(填“＞”“＜”或“=”)。 (3) GaX3的熔沸点如下表所示。 镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3 熔点/℃ 77.75 122.3 211.5 沸点/℃ 201.2 279 346 ①100℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是___________(填化学式)，沸点依次升高的原因是___________。 ②GaF3的熔点约1000℃，远高于GaCl3的熔点，原因是___________。 (4)镓配合物具有高的反应活性和良好的选择性。在药物领域得到广泛的关注。GaCl3与2-甲基8-羟基喹啉()在一定条件下反应可以得到一种喹啉类镓配合物(M)，其结构如图所示。2-甲基-8-羟基喹啉分子中碳原子的杂化轨道类型为___________；H、C、N的原子半径由大到小的顺序为___________。 (5)GaN是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示： ①在GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有___________个，N原子的配位数为___________。 ②GaN的密度为___________ g· cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示) 【答案】(1)或(2分) (2)＜(1分) (3) GaCl3 (1分)    三者均属于分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力增强，熔沸点依次升高    GaF3属于离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体(2分) (4)  sp2、sp3(1分)     C＞N＞H(1分) (5) 6(1分)     4 (1分)    (2分) 【解析】(1)镓原子原子序数为31，价电子排布为4s24p1，故最外层电子排布图为或；(2)原子轨道中电子处于半满、全满、全空时较稳定，原子越稳定，其第一电离能越大；Zn是全充满，相对Ga更稳定，故Zn第一电离能更大；(3)①根据表格中熔沸点信息，可知呈液态的是GaCl3；GaCl3、GaBr3和GaI3均属于分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力增强，熔沸点依次升高；②GaF3属于离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体；(4)2-甲基-8-羟基喹啉分子中，苯环和双键上碳原子的杂化轨道类型为sp2，甲基中碳原子的杂化轨道类型为sp3；同一周期从左到右，原子半径依次减小，故H、C、N的原子半径由大到小的顺序为C>N>H；(5) ①GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有6个，N原子周围最近的Ga原子有4个，N原子的配位数为4；观察GaN晶体结构，含Ga原子数，含N原子数个。故氮化镓的密度为。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 《物质结构与性质》模块测试题(二) 考试时间：90分钟 总分：100分 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目要求。 1．下列说法正确的是( ) A．可以利用原子光光谱上的特征谱线来鉴定不同的元素 B．元素周期表中金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 C．三氯乙酸的酸性大于三氟乙酸 D．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素 2．下列化学用语中表示不正确的是( ) A．碳原子的价电子轨道表示式 B．氢元素的三种不同核素：H、D、T C．的VSEPR模型为平面三角形 D．钠原子电子云图 3．光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。可用反应CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O制备光气。下列叙述不正确的是( ) A．CHCl3为极性分子 B．电负性：O>Cl>C C．基态Cl原子的价电子轨道表示式： D．COCl2中碳原子的杂化类型为sp3杂化 4．下列对分子及其性质的解释中，不正确的是(　　) A．液态氟化氢分子间存在氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高 B．CH4、CO2、BF3都是含有极性键的非极性分子 C．[Cu(NH3)4]2+ 中含有离子键、极性键、配位键 D．因为非羟基氧原子数目逐渐减少，所以酸性HClO4>H2SO4>H3PO4 5． “证据推理与模型认知”是化学学科培养的核心素养之一，下列推论合理的是( ) 选项 已知信息 推论 A． 原子半径：Na＞Mg＞O 离子半径：Na+＞Mg2+＞O2- B． 非金属性：F＞O＞N 还原性：F-＞O2-＞N3- C． 酸性： 酸性：H2Te＜H2Se＜H2S D． H2O的分子构型为V形 二甲醚的分子骨架(C-O-C)构型为V型 6．锌的性质与铝相似，可发生反应Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2↑。下列关于反应物和产物的性质说法正确的是( ) A．五种物质中有两种离子晶体、三种分子晶体 B．NaOH晶胞结构与NaCl晶胞结构相似，因此NaOH晶体中配位数是8 C．1 mol Na2Zn(OH)4中存在4mol配位键 D．锌的熔点高于水的熔点，是因为锌的相对原子质量大，分子间作用力大的原因 7．优氯净(C3N3O3Cl2Na)是常用的杀菌消毒剂。下列有关优氯净组成元素说法正确的是( ) A．电负性：x(O)>x(N)>x(C) B．原子半径：r(Cl)>r(Na)>r(O) C．O在周期表中的位置：第2周期VA族 D．简单气态氢化物的热稳定性：NH3>H2O 8．下列关于物质结构或性质及解释存在不正确的是( ) 选项 物质结构或性质 解释 A 键角： CO2中C原子为sp杂化，为直线形分子；CH4中C原子为sp3杂化，为正四面体形分子 B 稳定性： 分子间可以形成氢键，没有氢键 BF3与NH3形成[H3N→BF3] 中的有空轨道接受中的孤电子对 D 冠醚能加快KMnO4与环己烯的反应速率 冠醚上不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，冠醚通过与K+结合将带入有机相，起到催化剂的作用 9．硅材料在生活中占有重要地位。Si(NH2)4(结构如图所示)受热分解可生成Si3N4和NH3。Si3N4是一种优良的耐高温结构陶瓷。下列有关说法不正确的是( ) A．电负性N>Si B．Si3N4属于分子晶体 C．基态Si和N原子的未成对电子数之比为2：3 D．Si(NH2)4中的Si、N原子轨道的杂化类型相同 10．BN是一种无机非金属材料，立方的硬度仅次于金刚石，其晶胞如下图所示．下列说法不正确的是( ) A．立方属于共价晶体 B．1个晶胞中含有4个B和4个N C．距离每个B最近的N有4个 D．立方BN中含有共价键 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 11．W、X、Y、Z是短周期主族元素，W与其他元素不在同一周期，X元素的电负性仅次于氟元素，Y的基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，Z原子电子总数与X原子的最外层电子数相同。下列说法不正确的是( ) A．键角：YX2+＜YX2- B．第一电离能：Y>X>Z C．基态Z原子核外电子有4种空间运动状态 D．W、X可形成离子化合物，也可形成共价化合物 12．工业上由FeCl2与环戊二烯钠(C5H5Na)合成二茂铁[Fe（C5H5）2]，二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醛等有机溶剂。下列说法不正确的是（ ） A．FeCl2中铁元素属于第四周期第ⅧB族，位于周期表区 B．二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用，H、O和C的电负性由大到小的顺序为：O＞C＞H C．已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化 D．在二茂铁中C5H5与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键 13．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是( ) A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4 B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区 C．1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成1mol沉淀 D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构 14．近期，我国科技工作者合成了一种高质量的纳米棒发光材料，其晶胞结构如图所示，晶胞的边长a。下列说法不正确的是( ) A．与Cs+距离最近I-个数为8 B．Pb2+的配位数为6 C．Pb2+与Cs+间最短距离为 D．该物质的化学式为CsPbI3 15．钛酸钡(BTTO)()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：BaCO3+XBTTO+ CO2↑。已知钛酸钡的晶胞结构(Ti4+、Ba2+均与O2-接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( ) A．Ti元素的质量数为47.87 B．晶体中与Ti4+紧邻的O2-有12个 C．X的化学式为TiO2 D．钛酸钡的密度约为 三、非选择题，本题共5小题，共60分。 16．（12分）铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 (1)基态Fe的价层电子排布式为 。 (2)以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)。 ①色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)电负性由大到小的顺序为 。 ②色胺酮分子中N原子的杂化类型为 。 ③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。 (3)超导材料在电力、交通、医学等方面有着广泛的应用，某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： ①距离Mg原子最近的Ni原子有 个。 ②已知该晶胞的边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g•cm-3。(1nm=10-9m) 17．(12分)NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NH3的合成及应用是科学研究的重要课题。 (1)以H2、N2合成NH3，Fe是常用的催化剂。 ①基态Fe原子的电子排布式为 ，基态N原子轨道表示式 。 ②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO，使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下： ⅰ.两种晶胞所含铁原子个数比为 。 ⅱ.图1晶胞的棱长为apm(1pm=10-10cm)，则其密度ρ= g/cm3。 ③我国科学家开发出双中心催化剂，在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)： I1(H)＞I1(Li)＞I1(Na)，从原子结构角度解释原因 。 (2) NH3、NH3BH3 (氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 ①NH3的中心原子的杂化轨道类型为 。 ②NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是 。 (3)常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。 少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。 S2Cl2分子是 (填“极性”、“非极性”)分子，S2Br2与S2Cl2分子结构相似，熔沸点S2Br2 S2Cl2(填“>”或“<”)。 18．(2024·浙江省高三下学期5月选考适应性考试)卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。请回答下列问题： (1)基态氟原子价电子的轨道表示式为 。 (2)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，其中中心原子的杂化形式为 。等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，写出与(NOCl)互为等电子体的一种分子 (填化学式)。 (3)东南大学某课题组合成了一种新型具有平面分子结构的醌类聚合物PPPA，PPPA可作为有机锌离子电池的正极材料。 ①NaCl的熔点为801℃，远高于AlCl3的192℃，原因是 。 ②NaCl溶液中存在水合钠离子，其示意图如图1所示。从电负性角度来解释这一现象 。 (4)γ－AgI晶胞为立方结构，晶胞中I-采取面心立方堆积方式(如图3)；γ－AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图4所示。 ①Ag+填充在I-构成的 (填“正四面体”或“正八面体”)空隙，其填充率为 。 ②γ－AgI晶胞的密度为ρg•cm-3，则晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为 nm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 19．(12分)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题： (1)基态铜原子有________种运动状态不相同的电子，其价层电子排布式为_________。 (2)已知铜与氯形成化合物的立方晶胞如下图所示。 ①该晶体的化学式为___________。 ②该晶体中，每个氯原子周围与它最近且等距离的氯原子有___________个。 (3) Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如下实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 ①深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+的结构简式：___________。 ②[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中H2O的中心原子杂化轨道类型为：___________。 ③加入乙醇有晶体析出的原因：___________。 ④该实验条件下，Cu2+与NH3的结合能力___________(填“大于”“小于”或“等于”) Cu2+与OH-的结合能力。 ⑤NH3能与Cu形成[Cu(NH3)4]2+，而NF3不能，其原因是___________。 20．(12分)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题： (1)基态镓原子最外层的电子排布图为___________。 (2)Ga与Zn的第一电离能大小关系为：Ga___________Zn(填“＞”“＜”或“=”)。 (3) GaX3的熔沸点如下表所示。 镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3 熔点/℃ 77.75 122.3 211.5 沸点/℃ 201.2 279 346 ①100℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是___________(填化学式)，沸点依次升高的原因是___________。 ②GaF3的熔点约1000℃，远高于GaCl3的熔点，原因是___________。 (4)镓配合物具有高的反应活性和良好的选择性。在药物领域得到广泛的关注。GaCl3与2-甲基8-羟基喹啉()在一定条件下反应可以得到一种喹啉类镓配合物(M)，其结构如图所示。2-甲基-8-羟基喹啉分子中碳原子的杂化轨道类型为___________；H、C、N的原子半径由大到小的顺序为___________。 (5)GaN是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示： ①在GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有___________个，N原子的配位数为___________。 ②GaN的密度为___________ g· cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示) ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$