内容正文:
选择题增分练3 物质结构与性质小题
(分值:每小题3分,共75分 建议用时:55分钟)
1.(2024·安徽模拟)次磷酸镍Ni(H2PO2)2在强碱性条件下自身能发生氧化还原反应,该物质广泛应用于化学镀镍。下列说法错误的是 ( )
A.基态Ni2+价层电子排布式为3d64s2
B.基态磷原子的未成对电子数是同周期元素中最多的
C.化学镀镍可能发生的反应是Ni2++H2P+3OH-Ni↓+HP+2H2O
D.H3PO2还可以用于化学镀银,是因为它具有还原性
2.(2024·广西模拟)氨硼烷(BH3NH3)是一种重要的储氢材料。1955年,Shore和Parry首次合成出氨硼烷,其反应为LiBH4+NH4ClNH3BH3+LiCl+H2↑。下列说法错误的是 ( )
A.BH3NH3和NH4Cl中均含有配位键
B.基态N原子核外价层电子排布图:
C.上述反应涉及的第二周期元素中,电负性最大的是N
D.LiBH4和NH4Cl中,B与N具有相似的空间结构
3.(2024·北京模拟)下说法不正确的是 ( )
A.原子半径:Mg > Al
B.第一电离能:Mg < Al
C.碱性:Mg(OH)2 > Al(OH)3
D.氧化性:Mg2+ < Al3+
4.(2024·河南模拟)下列有关物质结构与性质的说法错误的是 ( )
A.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka,主要因为电负性:F>Cl
B.正戊烷的沸点高于新戊烷,因为分子间作用力:正戊烷>新戊烷
C.溴溶解于苯中,主要因为溴和苯均为非极性分子
D.氨气的熔、沸点大于PH3的,主要因为键能:H—N>H—P
5.(2024·河北模拟)下列说法正确的是 ( )
A.OF2是由极性键构成的非极性分子
B.Na2O2、CaH2中均存在非极性键
C.[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3中N提供孤电子对
D.H2O分子之间能形成氢键,因此H2O的热稳定性比H2S的强
6.(2024·湖北模拟)下列关于O、S及其化合物结构与性质的论述错误的是 ( )
A.SO2、O3均为极性键构成的极性分子
B.硫酰氯(SO2Cl2)、亚硫酰氯(SOCl2)分别与足量的NaOH溶液反应都可以生成两种盐
C.H2O与SO2均为V形结构,因此中心原子的杂化方式相同
D.S、S、S2三种离子的中心原子的价层电子对数相等
7.(2024·江西模拟)已知一定条件下PCl3与NH3可发生如下反应:PCl3+6NH3P(NH2)3+3NH4Cl。下列有关说法错误的是 ( )
A.P(NH2)3是非极性分子
B.第一电离能:Cl>P
C.NH4Cl中含有配位键
D.NH3的沸点高于PH3
8.(原创)下列对有关事实的解释不正确的是 ( )
选项
事实
解释
A
乙醇的沸点比丙烷的沸点高
乙醇分子间形成氢键
B
白磷在CS2中的溶解度比在水中的大
CS2、白磷为非极性分子,而H2O为极性分子
C
键角:NCl3>PCl3
N有孤电子对,对成键电子对有排斥作用
D
[Cu(H2O)4]2+不如[Cu(NH3)4]2+稳定
电负性:N<O
9.(2024·湖北模拟)物质结构决定物质性质。下列结构因素不能解释相应物质性质的是 ( )
选项
物质性质
结构因素
A
乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈
氢氧键极性
B
对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸
氢键类型
C
干冰因易升华而用作制冷剂
共价键强弱
D
水晶柱面上的固态石蜡在不同方向熔化的快慢不同
原子有序排列
10.(2024·河北模拟)物质的结构决定其性质。下列实例与解释不符的是 ( )
选项
实例
解释
A
不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3
共价键具有饱和性
B
分子的极性:BF3<NF3
F—N的极性小于F—B的极性
C
冠醚12-冠-4能够与Li+形成超分子,而不能与K+形成超分子
该冠醚空腔的直径与Li+的直径相当,与K+的直径不匹配
D
沸点:N2<CO
二者分子量相同,但分子的极性:N2<CO
11.(原创)环氧乙烷()被广泛应用于洗涤、制药、印染等行业。以乙烯为原料制备环氧乙烷的过程如下:
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol环氧乙烷中含有的σ键数目为3NA
B.溴在水中溶解度不大,是因为溴易挥发
C.分子内键角:乙烯<水
D.BrCH2CH2OH的化学名称为2-溴乙醇
12.(2024·福建模拟)盐酸洛非西定可用于减轻阿片类药物的戒断综合征,其结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.能发生取代、加成、氧化反应
B.氮原子杂化方式有sp2和sp3
C.含有2个手性碳原子
D.含有极性键、非极性键、配位键
13.(原创)氮杂氟硼二吡咯类物质是一类性能优异的荧光分子,具有广泛的应用前景,一种氮杂氟硼二吡咯的结构如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.图中虚线m、n两处均存在大π键
B.分子中存在极性键、非极性键和配位键
C.分子中除氢外其他原子可能位于同一平面内
D.分子内C原子存在两种杂化方式
14.(2024·山西模拟)两种物质的结构如图所示,W是冠醚,M是稳定的超分子。下列说法正确的是( )
A.基态氧原子价层电子排布图为
B.Li+进入W空腔中也可形成稳定的超分子
C.W、M中的碳原子均为sp3杂化
D.M中存在离子键和共价键
15.(2024·河北模拟)科学家通过光催化分解水,可将太阳能转换为高热值的H2,一系列光催化剂被开发出来,其中钴配合物由于成本低、性能稳定和应用前景广泛而成为众多科学家的研究对象,一种钴配合物的结构简式如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.该配合物中C、N、O的杂化类型均为sp3
B.中心离子钴离子的配位数为6
C.第一电离能:N>O>C>Co
D.Co元素为过渡金属元素,其离子对多种配体有很强的结合力
16.(2024·辽宁模拟)邻二氮菲能与Fe2+发生显色反应,生成橙红色螯合物,用于Fe2+检验,化学反应如下。下列说法正确的是 ( )
A.邻二氮菲的核磁共振氢谱有6组吸收峰
B.电负性:N>H>C>Fe
C.每个螯合物离子中含有2个配位键
D.用邻二氮菲检验Fe2+时,需要调节合适的酸碱性环境
17.(2024·甘肃模拟)人体血液中的血红蛋白(结构如图)可携带O2,供给生命活动的需要。其中Fe2+可与周围的6个原子形成配位键。下列说法错误的是( )
A.1个基态Fe2+含有3个未成对电子
B.血红蛋白分子链间能够形成氢键
C.血红蛋白中1个Fe2+形成4个配位键
D.CO中毒的本质是其与Fe2+配位,血红蛋白无法携带O2
18.(2024·安徽模拟)利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge,其中EMIM+的结构如图所示。下列有关说法错误的是 ( )
A.该离子液体能导电
B.[AlCl4]-的空间结构为正四面体形
C.该物质中碳原子的杂化类型为sp3
D.电解沉积金属时,金属在阴极析出
19.(2024·重庆模拟)一种合金催化剂催化BH3NH3水解释放氢气的反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.使用催化剂增大反应的活化能和反应速率
B.反应过程中B原子杂化方式不变
C.反应过程中无配位键断裂
D.若将H2O换成D2O,则有HD和NH3D+生成
20.(2024·福建模拟)全固态氟离子电池中的固态电解质晶胞如图。电池工作时,F-发生迁移。晶胞参数越大,可供离子迁移的空间越大,越有利于离子传输。F位点空缺也可使离子传输更加高效。下列说法不正确的是 ( )
A.晶体中与Cs距离最近且相等的F有12个
B.该固态电解质的化学式为CsPbF3
C.在Pb位点掺杂K,F位点将出现空缺
D.随Pb位点掺杂K含量的增大,离子传输效率一定提高
21.(原创)NaCl晶体(晶胞结构如图甲)在50~300 GPa 的高压下和 Na 或 Cl2 反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体(其中一种晶胞结构如图乙,设晶胞棱长为a cm)。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是 ( )
A.图甲中与Cl-等距离且最近的Cl-有8个
B.图乙晶体的化学式为NaCl3
C.图乙晶体的密度为 g·cm-3
D.图乙晶胞中钠原子的配位数为8
22.(2024·甘肃模拟)碳化铍的晶胞结构及晶胞俯视图如图所示,晶胞棱长为a pm,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 ( )
A.铍原子和碳原子之间的最近距离为a pm
B.与碳原子距离最近且相等的铍原子有8个
C.碳化铍的密度为 g·cm-3
D.碳化铍与水反应的化学方程式为Be2C+4H2O2Be(OH)2+CH4↑
23.(2024·湖北模拟)半导体材料硒化锌的晶胞如图所示。通过晶体衍射测得晶胞中面心上硒与顶点硒之间距离为a nm,NA代表阿伏加德罗常数的值。以晶胞棱长为单位长度建立坐标系,在ZnSe晶胞坐标系中,A点硒原子坐标为,,0,B点锌原子坐标为,,。已知硒的相对原子质量为79,下列说法错误的是 ( )
A.晶胞中与Se等距离且最近的Se原子有12个
B.C的原子坐标为,,
C.Se与Zn原子之间的最近距离为a nm
D.硒化锌晶体密度为×1021 g·cm-3
24.(2024·江西模拟)普鲁士蓝晶体含有Fe2+、Fe3+、K+和CN-,属立方晶系,立方体中心空隙可容纳K+,其晶胞结构如图所示(图中CN-省略,假设所有铁粒子为等径小球),晶胞棱长为a pm。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 ( )
A.普鲁士蓝晶体中Fe2+与Fe3+个数之比为1∶1
B.普鲁士蓝的化学式为K3Fe2(CN)8
C.K+与Fe2+之间最近距离为a pm
D.该晶体的密度为×1030 g·cm-3
25.(原创)某铬的氧化物的立方晶胞结构如图所示,设该氧化物晶体的密度为ρ g·cm-3,阳离子半径为r1 pm,阴离子半径为r2 pm,NA代表阿伏加德罗常数的值,空间利用率指原子的体积占晶胞体积的百分比。已知铬的相对原子质量为52,下列说法正确的是 ( )
A.该晶体化学式为Cr2O3
B.晶胞中铬的配位数为4
C.该晶体的密度为 ×1030g·cm-3
D.原子的空间利用率为×100%
参考答案
1.A 解析 Ni为28号元素,基态Ni的价层电子排布式为3d84s2,所以基态Ni2+价层电子排布式为3d8,A项错误;基态磷原子的价层电子排布式为3s23p3,3p轨道上有3个未成对电子,是同周期元素中未成对电子数最多的,B项正确;化学镀镍时Ni2+被还原为Ni,H2P被氧化为HP,可能发生的反应:Ni2++H2P+3OH-Ni↓+HP+2H2O,C项正确;H3PO2中P元素的化合价为+1,H3PO2具有还原性,可用于化学镀银,D项正确。
2.B 解析 BH3NH3中B提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键,NH4Cl中氢离子提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键,A项正确;基态N原子核外价层电子排布图为,B项错误;同周期元素从左向右电负性逐渐增大,所以电负性:N>B>Li,C项正确;B与N均为正四面体结构,D项正确。
3.B
4.D 解析 电负性:F>Cl,故三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸的,A项正确;正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体,新戊烷因为支链多,分子间的接触面积小,分子间作用力小,所以沸点较低,B项正确;溴和苯均为非极性分子,根据“相似相溶”规律,溴可溶解于苯中,C项正确;氨气的熔、沸点大于PH3的,主要因为氨气分子间形成氢键,D项错误。
5.C 解析 OF2中氧原子为sp3杂化,OF2空间结构为V形,是由极性键构成的极性分子,A项错误;Na2O2中过氧根离子中氧原子间为非极性键,CaH2中钙离子和氢负离子之间是离子键,无共价键,B项错误;[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3中N提供孤电子对,形成配离子,C项正确;H2O分子之间能形成氢键,但热稳定性与分子间氢键无必然联系,D项错误。
6.C 解析 硫酰氯与足量氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠、氯化钠和水,亚硫酰氯与足量氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠、氯化钠和水,B项正确;水分子中氧原子的价层电子对数为4,杂化方式为sp3,二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,C项错误;亚硫酸根离子、硫酸根离子、硫代硫酸根离子的中心硫原子的价层电子对数均为4,D项正确。
7.A 解析 P(NH2)3分子中磷原子的价层电子对数为4、孤电子对数为1,分子的空间结构为三角锥形,P(NH2)3属于极性分子,A项错误;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,则磷元素的第一电离能小于氯元素,B项正确;氯化铵是含有离子键、极性键和配位键的离子化合物,C项正确;氨分子能形成分子间氢键,磷化氢不能形成分子间氢键,所以氨分子的分子间作用力大于磷化氢,沸点高于磷化氢,D项正确。
8.C 解析 由于乙醇分子间能形成氢键,丙烷分子间不能,因此乙醇的沸点比丙烷的沸点高,A项正确;CS2、白磷为非极性分子,而H2O为极性分子,根据“相似相溶”规律,白磷在CS2中的溶解度比在水中的大,B项正确;二者杂化方式相同,都有孤电子对,但N的电负性比P大,N的成键电子对之间距离较近,斥力较大,导致键角:NCl3>PCl3,C项错误;因为N的电负性小于O的电负性,[Cu(H2O)4]2+中的配位键比[Cu(NH3)4]2+中的更易被破坏,因此稳定性:[Cu(H2O)4]2+<[Cu(NH3)4]2+,D项正确。
9.C 解析 乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈,是因为H2O中H—O的极性比乙醇中H—O的强,A项正确;对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸,是因为对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键,分子间氢键会增强分子间的作用力,从而使沸点升高,而邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键,分子内氢键会使其沸点降低,B项正确;干冰升华过程克服的是分子间作用力,而非破坏共价键,C项错误;水晶柱面上的固态石蜡在不同方向熔化的快慢不同是因为晶体原子有序排列产生了各向异性,D项正确。
10.B 解析 A项,氢原子达到2电子稳定结构,氢原子只能共用1个电子对,氯原子最外层有7个电子,只能共用一对电子满足8电子稳定结构,因此自然界不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3。B项,BF3中B原子为sp2杂化,BF3空间结构为平面正三角形,为非极性分子;NF3中N为sp3杂化,NF3空间结构为三角锥形,为极性分子,故分子的极性BF3<NF3,与键的极性相对大小无关。C项,冠醚12-冠-4能够与Li+形成超分子,而不能与K+形成超分子,是由于该冠醚空腔的直径与Li+的直径相当,与K+的直径不匹配。D项,N2和CO均为分子晶体,CO为极性分子,而N2为非极性分子,尽管二者分子量相同,但分子的极性不同,沸点N2<CO。
11.D 解析 1 mol环氧乙烷中含有的σ键数目为7NA,A项错误;溴是非极性分子,不易溶于水这种极性溶剂,和其挥发性无关,B项错误;乙烯为平面结构,键角约为120°,水为V形结构,键角约为104.5°,C项错误。
12.C 解析 CN中氮原子的价层电子对数为3,N原子采取sp2杂化,另一个N原子的价层电子对数为4,N原子采取sp3杂化,B项正确;连接4个各不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,该有机物只含有1个手性碳原子,C项错误;由该有机物的结构简式可知,该有机物含有极性键、非极性键、配位键,其中—NH—中N原子与H+形成配位键,D项正确。
13.C 解析 分子中B原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,与B相连的4个原子形成四面体形,不可能位于同一平面,C项错误。
14.C 解析 基态氧原子价层电子排布图应为,A项错误;Li+半径比K+小,与W的空腔不适配,无法形成稳定结构,B项错误;W、M中碳原子均形成了4个σ键,故均为sp3杂化,C项正确;M中不存在离子键,D项错误。
15.A 解析 该配合物的环中以及形成双键的C、N均为sp2杂化,A项错误;由结构简式可知,中心离子钴离子的配位数为6,B项正确;非金属元素的第一电离能大于金属元素,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道处于半充满的稳定结构,其第一电离能大于O,则第一电离能:N>O>C>Co,C项正确;Co元素为过渡金属元素,其离子对多种配体有很强的结合力,过渡金属配合物远比主族金属配合物多,D项正确。
16.D 解析 邻二氮菲分子中含有4种不同化学环境的H原子,核磁共振氢谱有4组吸收峰,A项错误。元素的电负性顺序:N>C>H>Fe,B项错误。根据题中结构可以看出每个螯合物离子中含有6个配位键,C项错误。溶液酸性太强时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键而减弱与Fe2+的配位能力;溶液碱性太强时,会生成Fe(OH)2,所以用邻二氮菲检验Fe2+时,需要调节合适的酸碱性环境,D项正确。
17.A 解析 1个基态Fe2+含有4个未成对电子,A项错误;血红蛋白分子含有羧基,分子链之间能够形成氢键,B项正确;由结构图可知,血红蛋白中1个Fe2+形成4个配位键,C项正确;CO与血红素中Fe2+配位的能力强于O2,CO进入人体内可与Fe2+配位,从而使人缺氧窒息,D项正确。
18.C 解析 离子液体中含有可以自由移动的离子,可以导电,A项正确;[AlCl4]-的中心原子Al价层电子对数为4,无孤电子对,则其空间结构为正四面体形,B项正确;由结构图可知,该阳离子中与4个原子相连的C采用sp3杂化,环上与3个原子相连的C采用sp2杂化,C项错误;金属阳离子在阴极上得到电子生成单质,D项正确。
19.D 解析 使用催化剂,降低反应活化能,增大反应速率,A项错误;①过程中B原子由sp3杂化变为sp2杂化,B项错误;BH3NH3中,N原子提供孤电子对与B原子形成配位键,①过程中有配位键的断裂,C项错误;由反应流程可知,若将H2O换成D2O,则在过程①中生成NH3D+,过程②中生成HD,D项正确。
20.D 解析 由晶胞结构可知:与Cs距离最近且相等的F有12个,A项正确;根据晶胞的结构可知Pb的个数为8×=1,Cs的个数为1,F的个数为12×=3,化学式为CsPbF3,B项正确;在Pb位点掺杂K,相同数量的阳离子电荷数减少,则F-数将减少,F位点将出现空缺,C项正确;离子传输效率与F位点空缺、晶胞参数有关,掺杂K含量增加,会使F位点空缺数增加,但K+体积小,可能使晶胞棱长减小,所以不一定会使离子传输效率提高,D项错误。
21.B 解析 由图可知,以立方体中心的Cl-为参照,周围等距离且最近的Cl-为12个,A项错误;由图乙晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和体心的钠原子个数为8×+1=2,位于面上的氯原子个数为12×=6,则晶胞的化学式为NaCl3,B项正确;设晶体的密度为d g·cm-3,由晶胞的质量公式可得:=a3d,解得d=,C项错误;由图乙可知,晶胞中12个Cl原子位于面上,所以体心Na原子周围有12个Cl,即钠原子的配位数为12,D项错误。
22.C 解析 由晶胞结构知,铍原子和碳原子之间的最近距离为体对角线的,即a pm,A项正确;以面心碳原子为研究对象,与碳原子距离最近且相等的铍原子有8个,B项正确;1个晶胞中含C个数为8×+6×=4,含Be个数为8,碳化铍的化学式为Be2C,晶胞的质量为 g= g,晶胞的体积为(a×10-10 cm)3,则碳化铍的密度为 g÷(a×10-10 cm)3= g·cm-3,C项错误。
23.B 解析 晶胞中与Se等距离且最近的Se(顶点Se与面心Se)原子一共有12个,A项正确;C的原子分数坐标为,B项错误;Se与Zn原子之间的最近距离为体对角线的,面心上硒与顶点硒之间距离为a nm,则晶胞棱长为a nm,体对角线的为a nm,C项正确;根据均摊法可知,1个晶胞中含Se原子个数为8×+6×=4,Zn原子个数为4,故硒化锌晶体密度为=×1021 g·cm-3,D项正确。
24.B 解析 铁离子位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,亚铁离子位于棱上、体心,个数为12×+1=4,晶胞内部的钾离子的个数为4,三者之比为1∶1∶1,A项正确;结合化合物中元素化合价代数和为0,该晶胞的化学式为KFe2(CN)6,B项错误;K+所在位置为晶胞体对角线的四分之一处,则K+与Fe2+之间最近距离为a pm,C项正确;1个晶胞内有4个KFe2(CN)6,则该晶体的密度为=×1030 g·cm-3,D项正确。
25.D 解析 根据均摊法可知,晶胞中Cr的数目为8×+1=2,O的数目为4×+2=4,晶胞的化学式为CrO2,A项错误;由图可知,晶体中与1个铬原子紧邻的氧原子有6个,所以铬的配位数为6,B项错误;晶胞的质量为 g,晶胞体积为(a×10-10 cm)2×(b×10-10 cm)=a2b×10-30 cm3,则晶体的密度ρ==×1030 g·cm-3,C项错误;由图可知,晶胞中原子的总体积为 pm3,晶胞的体积为a2b pm3,所以原子的空间利用率为×100%,D项正确。
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