第五章 物质结构与性质 元素周期律（综合训练）（安徽专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第五章 物质结构与性质 元素周期律 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：本大题共15小题，每小题3分，共45分。 1.化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是 A．新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN B．太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素 C．“玉兔号”月球车的热源材料舜与互为同素异形体 D．储氢材料镍镧合金中镍元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族 2．由O、F、I组成的化合物的成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 A．图中白球代表原子 B．该化合物的化学式为 C．该化合物中Ⅰ原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 3．反应可用于乙醇的检验。下列说法错误的是 A．基态核外价电子排布图为 B．碳的基态原子最高能级轨道形状为哑铃形 C．中C原子的杂化类型均为 D．的形成过程可表示为： 4．硒化钠Na2Se是一种重要的光敏材料，广泛应用于光电子器件中。立方晶胞的结构如图所示，已知晶胞参数为anm，设1号原子坐标参数为(0,0,0)，3号原子坐标参数为(1,1,1)，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．Na所围成的空间结构为正八面体 B．Se的配位数为8 C．2号原子坐标参数为 D．该晶胞的密度为 5．某离子液体的阴离子结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为短周期主族元素，其原子序数依次增大。下列说法正确的是 A．YM3与YH3相比，YH3与Cu2+配位的能力更强 B．第一电离能：M>Z>Y>X C．基态原子未成对电子数：X<Q D．该离子中X原子采取sp3杂化，Y原子采取sp杂化 6．（2024·甘肃平凉·模拟预测）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 A．和的空间结构相同 B．的键角小于的键角 C．和均为非极性分子 D．与的中心原子的杂化方式不同 7．下列关于物质的性质与原因解释匹配不正确的是 性质 原因解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子核外电子的能量是量子化的 B AlF3(1040℃)熔点远高于AlCl3(178℃升华) AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，两者的晶体类型不同 C 苯甲酸的酸性强于乙酸 苯基的推电子效应强于甲基 D 离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发 离子键强于分子间作用力 8．某高校一团队设计合成了一系列的铜（Ⅰ）-索烃配合物（如图）。下列叙述错误的是 A．基态的价层电子排布式为 B．该配合物中采用杂化，配位数为4 C．-索烃配合物可溶于水 D．X射线衍射实验可测定该配合物的分子结构 9．下列说法正确的是 A．乙醇和乳酸(CH3CHOHCOOH)均具有旋光性 B．水和乙醇可以以任意比例互溶、NH3能与HCl反应均与氢键有关 C．用纳米级金属颗粒粉剂作为催化剂可以加快反应速率，增大生成物的平衡浓度 D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块，体现了晶体的自范性 10．（24-25高三上·甘肃白银·期中）中国团队成功合成全氮阴离子盐，其一种合成路线如图所示。 下列说法正确的是 A．键角： B．X中所有原子可能共平面 C．阴离子中的N原子为杂化 D．全氮阴离子盐中的两种阳离子具有相同的空间结构 11.一种十分具有前景的仅由三种元素组成超导材料的长方体晶胞结构如图所示(已知)，下列说法错误的是 A．基态位于元素周期表的区 B．若N点原子分数坐标为，则P点原子分数坐标为 C．M、N之间的距离为 D．该晶体最简化学式为 12.三氟化氯是极强氧化剂，能发生自耦电离：，其分子结构如图所示，下列推测不合理的是 A．分子的中心原子价层电子对数为5 B．离子空间构型为正四面体 C．与反应生成和，氧化剂与还原剂物质的量之比为 D．比更易发生自耦电离 13.N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是 A．的熔点比的低，因为的离子键更强 B．磷单质通常不以形式存在，因为磷磷之间难以形成三键 C．次磷酸比硝酸的酸性弱，因为前者的键极性小 D．P形成而N形成，因为P的价层电子轨道更多且半径更大 14.铜是人类最早发现的金属之一。火法炼铜是将焙烧成和FeS，再吹炼得粗铜，粗铜电解精炼得到精铜。CaO和水按一定比例可配制波尔多液；溶液与ZnS、PbS作用转化为铜蓝矿（CuS）。含的溶液制备CuI的过程如下。 下列说法正确的是 A．CaO的熔点高于MgO B．固体X可以是或 C．溶液蒸干得到 D．转化为时，电子填充在4s轨道上 15.碳化镁具有反萤石结构，晶胞如图所示，熔融的碳化镁具有良好的导电性。已知晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的值为，下列叙述错误的是 A．碳化镁的化学式为 B．该晶体中碳的配位数为4 C．基态镁原子s、p能级上的电子数之比为 D．该晶体的密度为 二、非选择题：本大题共4小题，共55分。16．（13分）蚀刻是半导体制造工艺中的重要步骤，其原理是通过物理或化学方法对材料(如、等)进行选择性的去除，蚀刻分为干法蚀刻和湿法蚀刻，和是干法蚀刻时常用的氯基气体。 （1）蚀刻铝时发生了和的反应，这说明具有___________。 A．酸性 B．可燃性 C．氧化性 D．漂白性 （2）蚀刻铝时的生成物之一可作净水剂，原因是它溶于水能形成胶体，下列关于胶体的认识，错误的是___________。 A．可以产生丁达尔现象 B．可以透过半透膜 C．胶体呈电中性 D．可以吸附水中的悬浮颗粒物 （3）已知硼是第2周期IIIA族的元素，下列关于硼的说法正确的是___________。 A．非金属性：硼<碳 B．最高价氧化物对应水化物酸性：硼<氯 C．原子半径：硼<氮 D．最高正化合价：硼<铝 （4）三甲基胺合三氯化硼(化学式为)在液晶领域的应用广泛。该化合物中提供空轨道形成配位键的原子是 。 A．氢        B．硼        C．碳        D．氮 三甲基胺的结构简式为 ，已知其中碳元素的化合价为-2价，从共用电子对偏移的角度解释原因 。 （5）硝酸和氢氟酸是湿法蚀刻单晶硅的重要试剂。某次蚀刻中，产生了相同物质的量的和，配平此条件下的化学方程式： 。 ___________Si+___________HNO3+___________HF—H2SiF6+___________NO↑+___________NO2↑+___________H2O 若反应过程中转移了电子，则理论上可蚀刻 。实际生产中，收集到的气体体积小于理论值，可能的原因有 (任写一条)。 17．（14分）氮及其化合物在能源领域应用广泛。 （1）非常稳定，通常只能与电离能小的、等金属元素形成离子型化合物。 ①基态N原子价层电子排布式为_____。 ②、在水中能产生。分子的空间结构为三角锥形，解释原因：_____。 （2）我国科学家成功合成五氮阴离子盐：（可表示为），局部结构示意图如下所示。 ①中和中均为杂化，比较中键角和中键角大小并解释原因：_____。 ②对于的稳定存在有重要作用。与的作用力类型有_____。 （3）丁二酮肟可用于检验溶液中的，原理如下。二（丁二酮肟）合镍为非极性分子，结构稳定，含有共价键、配位键、氢键等作用力，请在图中方框内补全其结构_____。 （4）通过、与的循环转化，可实现由、与合成、与。合成过程与Mg、MgO的晶胞结构示意图如下。 ①若和的晶胞体积分别为和，则和的密度之比为_____。 ②合成、与的总反应方程式是_____。 18．（14分）天然矿物有着丰富多彩的晶体结构。结合所学知识，回答下列问题。 （1）SiO2在自然界中以玛瑙、水晶等形式存在，玛瑙是熔融态的SiO2_______冷却形成的(填“缓慢”或“快速”)。 （2）已知一束入射光在方解石中分解成两束偏振方向互相垂直、折射角不同的光，这种现象称为双折射。而普通玻璃却不能产生双折射现象，是因为方解石晶体具有_______性。 （3）KCl和NaCl都是盐湖中常见的矿物盐。KCl、NaCl、AlCl3的熔点从高到低顺序依次为_______，原因是_______。 （4）富马酸、马来酸(结构分别如图A、B所示)和乙酸是有机化学中常用的合成原料。 ①极性：富马酸_______马来酸(填“>”、“<”或“=”)。 ②1个富马酸分子中含有_______个б键。 （5）已知Sn与C同族，按照酸碱电子理论，SnCl2也属于酸，其空间结构为_______，中心原子的杂化方式为_______，可采用_______实验获得SnCl2的键长和键角数据。 （6）红镍矿的主要成分为砷化镍，其晶胞结构如下图所示，则砷化镍化学式为：_______，As的配位数是_______。 （7）TiO2在自然界中存在三种矿石，其中金红石的晶胞结构如图。TaO2的晶胞结构与其相似，也可用下图表示。TaO2与金红石的晶胞体积比约为1.065，TaO2与金红石的密度比约为2.5，则Ta的相对原子质量为_______。 19．（14分） 及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： （1）基态原子的价层电子排布式为___________；原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用自旋磁量子数表示，另一种自旋状态用自旋磁量子数表示，则基态原子的自旋磁量子数的代数和为___________。 （2）工业生产聚丙烯主要采用配位聚合法，催化剂的成分为和，其反应机理如下图。 ①图中含物质中原子的杂化方式有___________种。 ②物质含有键的数目为___________。 （3）是一种储氢材料，写出与含有相同原子数和电子数的分子和离子各一种：___________。 （4）形成化合物有和，两种晶体均可视为离子晶体和共价晶体的过渡晶体，但熔点远高于的原因是___________(从离子键百分数的角度分析)；一种的四方晶胞(晶胞棱边夹角均为)如下图所示，上述晶胞沿z轴方向的投影为___________(填字母)。 （5）超导体的六方晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为___________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 物质结构与性质 元素周期律 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：本大题共15小题，每小题3分，共45分。 1.化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是 A．新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN B．太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素 C．“玉兔号”月球车的热源材料舜与互为同素异形体 D．储氢材料镍镧合金中镍元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族 【答案】C 【解析】A．氮化镓化学式为GaN，具有良好的半导体性能，是性能优良的新型半导体材料，A正确； B．钛为22号元素，属于第ⅣB族，为副族元素，B正确； C．与是质子数相同、中子数不同的核素，两者互为同位素，不互为同素异形体，C错误；   D．镍为28号元素，元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族，D正确； 故选C。 2．由O、F、I组成的化合物的成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 A．图中白球代表原子 B．该化合物的化学式为 C．该化合物中Ⅰ原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 【答案】C 【解析】A．F原子最外层7个电子，只能形成1个共价键，白球形成2个共价键，不是F原子，故A错误； B．由结构片段可知，白球为氧原子，其中两个白球被两个黑球共用，按均摊法，可得该化合物的化学式应为，故B错误； C．由B分析可知该化合物的化学式为，I原子孤电子对数=，所以孤电子对数为1，故C正确； D．图中的碘氧键有单键也有双键，键长不相等，故D错误； 故选C。 3．反应可用于乙醇的检验。下列说法错误的是 A．基态核外价电子排布图为 B．碳的基态原子最高能级轨道形状为哑铃形 C．中C原子的杂化类型均为 D．的形成过程可表示为： 【答案】C 【解析】 A．Cr为24号元素，价电子排布式为3d54s1，基态核外价电子排布图为，A正确； B．碳的基态原子最高能级为2p能级，轨道形状为哑铃形，B正确； C．中甲基上C原子的杂化类型为sp3，羧基上碳原子为sp2杂化，C错误； D．是共价化合物，形成过程可表示为：，D正确； 答案选C。 4．硒化钠Na2Se是一种重要的光敏材料，广泛应用于光电子器件中。立方晶胞的结构如图所示，已知晶胞参数为anm，设1号原子坐标参数为(0,0,0)，3号原子坐标参数为(1,1,1)，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．Na所围成的空间结构为正八面体 B．Se的配位数为8 C．2号原子坐标参数为 D．该晶胞的密度为 【答案】A 【解析】A．由晶胞结构可知，Na所围成的空间结构为正方体，故A错误； B．由晶胞结构可知，Se2-周围距离最近的Na+有8个，配位数为8，故B正确； C．设1号原子坐标参数为(0，0，0)，3号原子坐标参数为(1，1，1)，由晶胞结构可知，2号原子坐标参数为，故C正确； D．该晶胞中含有8个Na+，=4个Se2-，该晶胞的密度为，故D正确； 故选A。 5．某离子液体的阴离子结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为短周期主族元素，其原子序数依次增大。下列说法正确的是 A．YM3与YH3相比，YH3与Cu2+配位的能力更强 B．第一电离能：M>Z>Y>X C．基态原子未成对电子数：X<Q D．该离子中X原子采取sp3杂化，Y原子采取sp杂化 【答案】A 【分析】分析离子液体的结构式，所有的X都形成四个共价键，且原子序数较小，考虑是C元素；所有的Z元素形成两个共价键，且原子序数比X大，考虑是O元素；所有的M元素形成一个共价键，考虑是F元素或Cl元素。所有的Q元素形成六个共价键，则Q为S元素。根据M元素原子序数小于Q原子，则M为F元素；由于每个X、Z、M、Q各自形成的共价键数目都一样，因此该-1价复杂阴离子多出的一个电子应在Y上，Y多一个电子后形成两个共价键，说明此时Y元素最外层有6个电子，则可以确定Y为N元素。据此分析。 【解析】A．YM3与YH3分别为NF3和NH3。NF3中F原子的强吸电子效应使N原子上的孤电子对离N近，不易给出孤电子对形成配位键，故NH3与Cu2+配位的能力更强，A正确； B．由于N原子的2p轨道为半满结构，第一电离能大于相邻元素，第一电故离能：F>N>O>C，B错误； C．C、S基态原子未成对电子数均为2个，故基态原子未成对电子数：X=Q，C错误； D．该离子中X元素形成4个共价键，O元素采取sp3杂化，N元素此时同O元素一样，也是采取sp3杂化，D错误； 故选A。 6．（2024·甘肃平凉·模拟预测）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 A．和的空间结构相同 B．的键角小于的键角 C．和均为非极性分子 D．与的中心原子的杂化方式不同 【答案】B 【解析】A．的中心原子的价层电子对数为4，氮原子有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，而的中心原子价层电子对数也为4，碳原子无孤电子对，空间结构为正四面体，A错误； B．中硫原子的价层电子对数为4，有一个孤电子对，孤电子对对成键电子对有较大的排斥力，而中硫原子的价层电子对数为4，无孤电子对，故的键角小于的键角， B正确； C．呈正四面体形，为非极性分子，而呈V形，为极性分子，C错误； D．和的中心原子S都是杂化，D错误； 故选B。 7．下列关于物质的性质与原因解释匹配不正确的是 性质 原因解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子核外电子的能量是量子化的 B AlF3(1040℃)熔点远高于AlCl3(178℃升华) AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，两者的晶体类型不同 C 苯甲酸的酸性强于乙酸 苯基的推电子效应强于甲基 D 离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发 离子键强于分子间作用力 【答案】C 【解析】A．原子核外电子的能量是量子化的，电子跃迁时吸收或释放特定能量的光子，所以原子光谱是不连续的线状谱线，匹配正确，A正确； B．一般来说，离子晶体中离子键作用力强，熔沸点较高；分子晶体中分子间作用力较弱，熔沸点较低，AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体，导致AlF3熔点远高于AlCl3，匹配正确，B正确； C．苯甲酸的酸性强于乙酸，是因为苯基的吸电子效应使得羧基中羟基的极性增强，更易电离出氢离子，而不是苯基推电子效应强于甲基，匹配不正确，C错误； D．离子液体中离子键作用力强，传统有机溶剂分子间是较弱的分子间作用力，所以离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发，匹配正确，D正确； 故选C。 8．某高校一团队设计合成了一系列的铜（Ⅰ）-索烃配合物（如图）。下列叙述错误的是 A．基态的价层电子排布式为 B．该配合物中采用杂化，配位数为4 C．-索烃配合物可溶于水 D．X射线衍射实验可测定该配合物的分子结构 【答案】B 【解析】A．Cu为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为：，失去1个电子形成，失去的是4s电子，所以基态的价层电子排布式为：，A正确； B．与4个氮形成配位键且为非平面结构，故采用杂化，B错误； C．- 索烃配合物中含有 -NH- 等结构，能与水形成氢键，可溶于水，C正确； D． X射线衍射实验可用于测定晶体的结构，包括分子的空间结构等，所以可测定该配合物的分子结构，D正确； 故选B。 9．下列说法正确的是 A．乙醇和乳酸(CH3CHOHCOOH)均具有旋光性 B．水和乙醇可以以任意比例互溶、NH3能与HCl反应均与氢键有关 C．用纳米级金属颗粒粉剂作为催化剂可以加快反应速率，增大生成物的平衡浓度 D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块，体现了晶体的自范性 【答案】D 【解析】A．乙醇分子中没有手性碳原子，而乳酸分子(CH3CHOHCOOH)中的第二个碳连四个不同基团（-CH3、-OH、-COOH、-H），分子中具有手性碳原子，因此乙醇无旋光性，乳酸有旋光性。A错误； B．水和乙醇互溶与氢键有关正确，但NH3与HCl反应是酸碱中和，主要涉及离子键而非氢键。B错误； C．催化剂仅改变反应速率，不改变平衡状态，因此不会增大生成物的平衡浓度。C错误； D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中通过溶解-结晶动态平衡恢复完整，体现晶体内部结构的规则性和自修复能力，属于自范性的表现。D正确； 答案选D。 10．（24-25高三上·甘肃白银·期中）中国团队成功合成全氮阴离子盐，其一种合成路线如图所示。 下列说法正确的是 A．键角： B．X中所有原子可能共平面 C．阴离子中的N原子为杂化 D．全氮阴离子盐中的两种阳离子具有相同的空间结构 【答案】A 【解析】A．和的VSEPR模型相同，均为平面三角形，但中含1个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，故键角大小关系为，A正确； B．X中含2个甲基，则所有原子不可能共平面，B错误； C．在离子中的每个N原子与其他2个N原子形成共价键，每个N原子还可以提供1个电子参与大Π键的形成，加上得到的1个电子，共有6个电子参与形成大Π键，形成，即离子为平面结构，其中的N原子为杂化，C错误； D．全氮阴离子盐中的两种阳离子分别为和，的中心原子氧原子的价层电子对数为3+，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，的中心原子N原子的价层电子对数为4+，无孤电子对，空间结构正四面体形，D错误； 故答案为：A。 11.一种十分具有前景的仅由三种元素组成超导材料的长方体晶胞结构如图所示(已知)，下列说法错误的是 A．基态位于元素周期表的区 B．若N点原子分数坐标为，则P点原子分数坐标为 C．M、N之间的距离为 D．该晶体最简化学式为 【答案】B 【解析】A．Ag为47号元素，原子的价层电子排布式为4d105s1，Ag位于元素周期表的ds区，故A正确； B．已知，则MP之间的距离为，若N点原子分数坐标为，则P点原子的分数坐标为（0，0，)，故B错误； C．M、N之间的距离为面对角线的，即，故C正确； D．晶胞结构中Cs、Ag、F的原子个数分别为8×+2= 4、8×+4×=4、16×+4=12，故化学式为，故D正确； 故选：B。 12.三氟化氯是极强氧化剂，能发生自耦电离：，其分子结构如图所示，下列推测不合理的是 A．分子的中心原子价层电子对数为5 B．离子空间构型为正四面体 C．与反应生成和，氧化剂与还原剂物质的量之比为 D．比更易发生自耦电离 【答案】B 【解析】A．根据题干物质结构信息，分子的中心原子氯，分别与三个氟原子形成共价键，还含有两对孤对电子，共有5对价层电子对，A正确； B．根据价层电子对互斥理论，中心原子氯有4对成键电子对，2对孤电子对，价层电子对数为6，离子空间构型为平面四边形，B错误； C．具有极强氧化性，将铁氧化为+3价，反应生成和，Fe的化合价升高3价，Cl降低4价，根据电子守恒，氧化剂与还原剂物质的量之比为，C正确； D．结合题干信息，发生自耦电离，，Cl、F键断裂，r(Cl)<r(Br)，则Cl-F键键能大于Br-F键键能，故Br-F键更易发生断裂，故比更易发生自耦电离，D正确； 故选B。 13.N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是 A．的熔点比的低，因为的离子键更强 B．磷单质通常不以形式存在，因为磷磷之间难以形成三键 C．次磷酸比硝酸的酸性弱，因为前者的键极性小 D．P形成而N形成，因为P的价层电子轨道更多且半径更大 【答案】A 【解析】A．熔点的差异源于离子键的强度。中带3个负电荷，而中只带1个负电荷；离子电荷越高，静电引力越强，离子键越强，熔点越高。因此，的离子键比更强，A错误； B．氮因原子半径小，p轨道有效重叠，能形成稳定的N≡N三键；磷原子半径大，p轨道重叠差，难以形成稳定的P≡P三键，因此倾向于形成四面体结构，B正确； C．含氧酸的酸性与O-H键极性有关。中心原子电负性越高，O-H键极性越大，越易解离；氮电负性高于磷，因此中O-H键极性大，酸性强；中P电负性低，O-H键极性小，酸性弱，C正确； D．氮价层仅有2s和2p轨道，的中心原子N形成杂化后有3个键和1个孤对电子；磷有3d轨道可参与杂化，且原子半径大，能容纳5个配体，故形成，D正确； 故选A。 14.铜是人类最早发现的金属之一。火法炼铜是将焙烧成和FeS，再吹炼得粗铜，粗铜电解精炼得到精铜。CaO和水按一定比例可配制波尔多液；溶液与ZnS、PbS作用转化为铜蓝矿（CuS）。含的溶液制备CuI的过程如下。 下列说法正确的是 A．CaO的熔点高于MgO B．固体X可以是或 C．溶液蒸干得到 D．转化为时，电子填充在4s轨道上 【答案】B 【分析】A．对晶体构型相同的离子化合物，离子电荷数越多，核间距越小，晶格能越大；晶格能越大，离子键越强，晶体越稳定，熔点越高，CaO和MgO都属于离子晶体，两种物质的阴阳离子所带电荷数均相同，但由于钙离子的半径大于镁离子的半径，因此CaO的熔点低于MgO，故A错误； B．固体X加入的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，固体X是或，可以消耗产生的氢离子，从而促进的平衡正向移动，同时不引入杂质离子，达到除杂的目的，故B正确； C．溶液在加热过程中会促进铜离子的水解，但由于同时产生硫酸，因此蒸干得到的依然是，故C错误； D．的价层电子排布式为，的价层电子排布式为，因此转化为时，电子填充在3d轨道上，故D错误； 故答案选B。 15.碳化镁具有反萤石结构，晶胞如图所示，熔融的碳化镁具有良好的导电性。已知晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的值为，下列叙述错误的是 A．碳化镁的化学式为 B．该晶体中碳的配位数为4 C．基态镁原子s、p能级上的电子数之比为 D．该晶体的密度为 【答案】B 【解析】A．该晶胞镁原子在晶胞内部，个数为8，碳原子个数为4，Mg和C个数比为2:1，碳化镁的化学式为Mg2C，故A正确； B．图中距晶胞面心上C最近的Mg有4个，一个面心两个晶胞共用，所以距离C最近的Mg有8个，所以碳的配位数为8，故B错误； C．基态镁的电子排布式为1s22s22p63s2，s、p能级上的电子数之比为1∶1，故C正确； D．该晶胞镁原子个数为8，碳原子个数为4，该晶胞的密度为，故D正确； 故答案选B。 二、非选择题：本大题共4小题，共55分。 16．（13分）蚀刻是半导体制造工艺中的重要步骤，其原理是通过物理或化学方法对材料(如、等)进行选择性的去除，蚀刻分为干法蚀刻和湿法蚀刻，和是干法蚀刻时常用的氯基气体。 （1）蚀刻铝时发生了和的反应，这说明具有___________。 A．酸性 B．可燃性 C．氧化性 D．漂白性 （2）蚀刻铝时的生成物之一可作净水剂，原因是它溶于水能形成胶体，下列关于胶体的认识，错误的是___________。 A．可以产生丁达尔现象 B．可以透过半透膜 C．胶体呈电中性 D．可以吸附水中的悬浮颗粒物 （3）已知硼是第2周期IIIA族的元素，下列关于硼的说法正确的是___________。 A．非金属性：硼<碳 B．最高价氧化物对应水化物酸性：硼<氯 C．原子半径：硼<氮 D．最高正化合价：硼<铝 （4）三甲基胺合三氯化硼(化学式为)在液晶领域的应用广泛。该化合物中提供空轨道形成配位键的原子是 。 A．氢        B．硼        C．碳        D．氮 三甲基胺的结构简式为 ，已知其中碳元素的化合价为-2价，从共用电子对偏移的角度解释原因 。 （5）硝酸和氢氟酸是湿法蚀刻单晶硅的重要试剂。某次蚀刻中，产生了相同物质的量的和，配平此条件下的化学方程式： 。 ___________Si+___________HNO3+___________HF—H2SiF6+___________NO↑+___________NO2↑+___________H2O 若反应过程中转移了电子，则理论上可蚀刻 。实际生产中，收集到的气体体积小于理论值，可能的原因有 (任写一条)。 【答案】（1）C （2）B （3）AB （4）B 或或 碳元素电负性大于氢元素，所以两者间的3对共用电子对偏向碳元素，氮元素的电负性大于碳元素，所以两者间的一对共用电子对偏离碳元素，以上两个因素综合起来，碳元素显-2价 （5）1、2、6、1、1、3 21 会自发反应生成而使气体体积减小；会与水反应而使气体体积减小；硝酸被还原的产物中比多而使气体体积减小 【解析】（1）氯气与铝反应生成AlCl3，氯元素的化合价降低，说明具有氧化性，故选C； （2）A．胶体能产生丁达尔效应，则胶体可以产生丁达尔现象，A正确； B．胶体不能透过半透膜，B错误； C．胶体不带电，呈电中性，C正确； D．胶体具有吸附性，可以吸附水中的悬浮颗粒物，D正确； 故选B； （3）A．同周期元素从左到右非金属性依次增强，则非金属性：硼<碳，A正确； B．非金属性越强，其高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性：硼<氯，则最高价氧化物对应水化物酸性：硼<氯，B正确； C．同周期元素从左到右，原子半径依次减小，则原子半径：硼＞氮，C错误； D．对于主族元素，最高正化合价等于族序数(O、F除外)，硼和铝位于同一主族，则最高正化合价相同，均为+3价，D错误； 故选AB； （4）三甲基胺中只有N原子有1对孤对电子，三氯化硼中硼原子存在空轨道，二者形成配位键，故提供空轨道形成配位键的原子是硼，故选B； 三甲基胺中N与C共用电子对，其结构简式为：或或；已知其中碳元素的化合价为-2价，从共用电子对偏移的角度解释原因是：碳元素电负性大于氢元素，所以两者间的3对共用电子对偏向碳元素，氮元素的电负性大于碳元素，所以两者间的一对共用电子对偏离碳元素，以上两个因素综合起来，碳元素显-2价； （5）该反应中Si的化合价由0价升高到+4价，共升高4价，N元素化合价由+5价降低到+4价和+2价，产生了相同物质的量的和，根据化合价升降守恒可知NO、NO2系数均为1，则Si和HNO3的系数分别为1、2，再利用原子守恒配平得该化学方程式为：Si+2HNO3+6HF=H2SiF6+NO↑+NO2↑+3H2O，则空白处分别填1、2、6、1、1、3；该反应每消耗1molSi转移4mol电子，则转移3mol电子时，消耗0.75molSi，其质量为21g；实际生产中，收集到的气体体积小于理论值，可能的原因有：会自发反应生成而使气体体积减小；会与水反应而使气体体积减小；硝酸被还原的产物中比多而使气体体积减小等(合理即可)。 17．（14分）氮及其化合物在能源领域应用广泛。 （1）非常稳定，通常只能与电离能小的、等金属元素形成离子型化合物。 ①基态N原子价层电子排布式为_____。 ②、在水中能产生。分子的空间结构为三角锥形，解释原因：_____。 （2）我国科学家成功合成五氮阴离子盐：（可表示为），局部结构示意图如下所示。 ①中和中均为杂化，比较中键角和中键角大小并解释原因：_____。 ②对于的稳定存在有重要作用。与的作用力类型有_____。 （3）丁二酮肟可用于检验溶液中的，原理如下。二（丁二酮肟）合镍为非极性分子，结构稳定，含有共价键、配位键、氢键等作用力，请在图中方框内补全其结构_____。 （4）通过、与的循环转化，可实现由、与合成、与。合成过程与Mg、MgO的晶胞结构示意图如下。 ①若和的晶胞体积分别为和，则和的密度之比为_____。 ②合成、与的总反应方程式是_____。 【答案】（1） ①. ②. 的价层电子对数为，其VSEPR模型为四面体形，含一个孤电子对，略去孤电子对，的空间结构为三角锥形 （2） ①. 中O的孤电子对个数为，中N的孤电子对个数为，孤电子对有较大斥力，使键角：< ②. 离子键、氢键 （3） （4） ①. ②. 【解析】（1）①N为7号元素，其基态原子最外层有5个电子，基态N的价层电子排布式为。 ②的价层电子对数为，其VSEPR模型为四面体形，含一个孤电子对，略去孤电子对，的空间结构为三角锥形。 （2）①中O的孤电子对个数为，中N的孤电子对个数为，孤电子对有较大斥力，使键角小于键角。 ②与分别为阳离子、阴离子，二者间存在离子键，结合图知，中的H与中的N还形成了氢键，故与的作用力类型有离子键、氢键。 （3）根据原子守恒知，方框内还各有一个氢原子，结合题目信息知，二（丁二酮肟）合镍中含有共价键、配位键、氢键等作用力，根据其已知结构可确定方框中存在氢键，则补全后的结构为。 （4）①晶胞中Mg处于顶点和体内，一个晶胞含Mg：个，该晶胞的质量为；晶胞中Mg2+处于12条棱上和体内(1个)，一个晶胞含Mg2+：个，O2-处于8个顶点和6个面心处，一个晶胞含O2-：个，该晶胞的质量为；则和的密度之比为。 ②由图知，、与可合成、与，反应过程中，、中的元素化合价均发生了变化，一个N降低3个价态，中C为-4价、H为+1价，反应后，一个C升高6个价态(得到CO)、H降低至0价，则，根据得失电子守恒和原子守恒可得合成、与的总反应方程式：。 18．（14分）天然矿物有着丰富多彩的晶体结构。结合所学知识，回答下列问题。 （1）SiO2在自然界中以玛瑙、水晶等形式存在，玛瑙是熔融态的SiO2_______冷却形成的(填“缓慢”或“快速”)。 （2）已知一束入射光在方解石中分解成两束偏振方向互相垂直、折射角不同的光，这种现象称为双折射。而普通玻璃却不能产生双折射现象，是因为方解石晶体具有_______性。 （3）KCl和NaCl都是盐湖中常见的矿物盐。KCl、NaCl、AlCl3的熔点从高到低顺序依次为_______，原因是_______。 （4）富马酸、马来酸(结构分别如图A、B所示)和乙酸是有机化学中常用的合成原料。 ①极性：富马酸_______马来酸(填“>”、“<”或“=”)。 ②1个富马酸分子中含有_______个б键。 （5）已知Sn与C同族，按照酸碱电子理论，SnCl2也属于酸，其空间结构为_______，中心原子的杂化方式为_______，可采用_______实验获得SnCl2的键长和键角数据。 （6）红镍矿的主要成分为砷化镍，其晶胞结构如下图所示，则砷化镍化学式为：_______，As的配位数是_______。 （7）TiO2在自然界中存在三种矿石，其中金红石的晶胞结构如图。TaO2的晶胞结构与其相似，也可用下图表示。TaO2与金红石的晶胞体积比约为1.065，TaO2与金红石的密度比约为2.5，则Ta的相对原子质量为_______。 【答案】（1）快速 （2）各向异(性) （3）①. NaCl>KCl>AlCl3 ②. NaCl和KCl为离子晶体，熔化需破坏离子键，而AlCl3为分子晶体，熔化破坏分子间作用力，分子间作用力比离子键弱，故AlCl3熔点最低；K＋半径大于Na＋，故KCl离子键弱于NaCl，因此熔点NaCl>KCl （4）< 11 （5）V形 sp2杂化 X射线衍射 （6）NiAs 6 （7）181 【解析】（1）玛瑙是熔融态的SiO2快速冷却形成的，快速冷却使得原子没有足够时间规则排列，形成非晶态结构。 （2）晶体的各向异性使其在不同方向上的光学性质不同，从而产生双折射现象，而普通玻璃是非晶体，不具有各向异性，所以不能产生双折射。 （3）NaCl和KCl为离子晶体，熔化需破坏离子键，而AlCl3为分子晶体，熔化破坏分子间作用力，分子间作用力比离子键弱，故AlCl3熔点最低；K＋半径大于Na＋，故KCl离子键弱于NaCl，因此熔点NaCl>KCl。 （4）①富马酸是反式结构，马来酸是顺式结构，富马酸对称性大于马来酸，导致极性：富马酸＜马来酸； ②单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，由结构知，1个富马酸分子中含有11个σ键。 （5）SnCl2分子中Sn原子的价层电子对数为2+=3，含1对孤电子对，所以是V形结构，Sn原子采用sp2杂化；可采用X射线衍射实验获得SnCl2的键长和键角数据， （6）镍位于顶点和棱上，根据晶胞结构，利用均摊法，原子个数为，As原子个数为2，所以化学式NiAs。以一个As原子为中心，距离最近且相等的原子有6个，所以As的配位数是6。 （7）设金红石晶胞质量为，晶胞质量为，金红石晶胞体积为V1，晶胞体积为V2，已知 ，，，则金红石晶胞中原子数为，O原子数为4，晶胞中Ta原子数为2，O原子数为4，设Ta的相对原子质量为χ，则，解得χ=181。 19．（14分） 及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： （1）基态原子的价层电子排布式为___________；原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用自旋磁量子数表示，另一种自旋状态用自旋磁量子数表示，则基态原子的自旋磁量子数的代数和为___________。 （2）工业生产聚丙烯主要采用配位聚合法，催化剂的成分为和，其反应机理如下图。 ①图中含物质中原子的杂化方式有___________种。 ②物质含有键的数目为___________。 （3）是一种储氢材料，写出与含有相同原子数和电子数的分子和离子各一种：___________。 （4）形成化合物有和，两种晶体均可视为离子晶体和共价晶体的过渡晶体，但熔点远高于的原因是___________(从离子键百分数的角度分析)；一种的四方晶胞(晶胞棱边夹角均为)如下图所示，上述晶胞沿z轴方向的投影为___________(填字母)。 （5）超导体的六方晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为___________。 【答案】（1） ①. ②. +1或-1 （2） ①. 2 ②. （3） （4） ①. 两者均为过渡晶体，与N的电负性之差小于与O的，晶体中离子键百分数小，共价键百分数大 ②. B （5） 【解析】 （1）钛为22号元素，基态原子的价层电子排布式为；由于基态原子的价层电子排布式为，故有两个未成对的电子，所以价电子自旋量子数的代数和为+1或-1； （2）①如图，Ti原子有成5个共价键和成7个共价键，故杂化方式有2种；②A物质中共含有11个键，故物质含有键的数目为11NA； （3）中含有5 个原子，10个电子，故有相同原子数和电子数的分子为，离子为； （4）由于两者均为过渡晶体，与N的电负性之差小于与O的，晶体中离子键百分数小，共价键百分数大，熔点远高于；晶胞沿z轴方向投影,其中xy平面内的O与上面的O重合，故该投影图为B； （5）由晶胞结构可知，Cs位于顶点，根据均摊法和结构中的60°可知含有，Ti位于面心和体心，含有，Te位于棱上和体心，含有，x∶y∶z=1∶3∶5，则该晶体的化学式为。 学科网（北京）股份有限公司1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$