第五章 物质结构与性质 元素周期律（综合训练）（四川专用）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） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 B 11 N 14 O 16 Si 28 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15×3分) 1．（原创题）下列符号表征错误的是 A．HCl中共价键的电子云图： B．基态30Zn原子的价层电子排布式： C．H2O的价层电子对互斥(VSEPR)模型： D．电子式表示MgCl2形成过程： 【答案】A．HCl中H的s能级电子，其电子云轮廓图呈球形，Cl原子的p能级电子，其电子云轮廓图呈哑铃形，二者形成s-pσ键，原子轨道头碰头方式重叠，故该键的电子云图为，A错误；B．锌是30号元素，基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s2，价电子排布式为3d104s2，B正确；C．H2O中心O原子价层电子对数为，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子对，价层电子对互斥(VSEPR)模型：，C正确；  D．MgCl2为离子化合物，用电子式表示其形成过程时，应该是Mg失去电子，Cl得到电子：，D周期；答案选A。 2．（原创题）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 选项 实例 解释 A 酸性：F-CH2COOH＞Cl-CH2COOH 电负性：F＞Cl B 冰的熔点高于干冰 分子间作用力不同 C 干冰在工业上广泛用作制冷剂 一个CO2分子周围有12个紧邻分子，干冰中CO2分子的空间利用率高 D 将95%乙醇加入[Cu(NH3)4]SO4溶液中析出深蓝色晶体 乙醇极性较小，降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】A项，酸性F-CH2COOH＞Cl-CH2COOH是因为电负性：F＞Cl，A不符合题意；；B项．冰分子间存在氢键和范德华力，干冰分子间只存在范德华力，二者作用力类型不同，作用力强度不同，B不符合题意；C项，在工业上干冰广泛用作制冷剂是因为干冰升华吸热，与其空间利用率无关，与解释不相符，C符合题意；D项，将95%乙醇加入[Cu(NH3)4]SO4溶液中析出深蓝色晶体，原因是乙醇分子的极性小，加入乙醇后溶剂的极性减小，降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解，故D不符合题意；故选C。 3．（2025·广东清远·期末）科技为新质生产力的发展赋能。下列说法正确的是 A．隐身舰载战斗机“歼一35”使用的燃料煤油属于可再生能源 B．“有源相控阵雷达”使用的氮化硅属于分子晶体 C．“奋斗者号”的钛合金材料中的Ti位于元素周期表ds区 D．“深地塔科”钻探井使用金刚石钻头，金刚石与石墨互为同素异形体 【答案】D 【解析】A．煤油是石油分馏产物，属于不可再生能源，A错误；B．氮化硅（Si3N4）是原子晶体（高熔点、高硬度），而非分子晶体，B错误；C．Ti的原子序数为22，位于周期表d区（第IVB族），ds区包含IB和IIB族，C错误；D．金刚石和石墨均为碳的同素异形体，D正确；故选D。 4．（2025·四川成都·二模）羟胺(NH2OH)与亚硝酸(HNO2)可发生反应生成N2O。该反应可能经历如下历程： 下列说法正确的是 A. 该反应经历了两次脱水，均属非氧化还原反应 B. 键角： C. 酸性：NH2OH>HNO2 D. 用标记的与末标记的NH2OH反应，可得到和 【答案】D 【解析】羟胺(NH2OH)与亚硝酸(HNO2)可发生反应生成N2O，由历程图可知，羟胺失去2个H，硝酸失去1个O，脱去1分子水，形成HO—N=N—OH，HO—N=N—OH再脱去1分子水形成N2O。A．由NH2OH(N的化合价为 −1) 与HNO2 (N的化合价为 +3) 生成HO—N=N—OH（N的化合价为 +1），第一次脱水为氧化还原反应，N2O ( N 化合价为 +1) ，第二次脱水为非氧化还原反应，A错误；B．N2O与CO2互为等电子体，为sp杂化，分子呈直线形结构，∠NNO =180°；而 NH2OH分子中氮原子为sp3杂化，类似氨分子的三角锥构型，∠ONH 远小于 180°，B错误；C．HNO2的酸性远强于NH2OH（类似于NH3，具有弱碱性），C错误；D．由历程分析可知，若用带15N 标记的 H15NO2与不带标记的 NH2OH反应，可得到15NNO和N15NO，D正确；故选D。 5．（2025·四川南充·模拟）化合物甲是一种大规模生产的化工产品，甲在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物乙，因此广泛用于游泳池水消毒等。下列说法正确的是 A．第一电离能：O>N>H B．HClO分子的空间结构为V形 C．基态原子核外未成对电子数：C< Cl D．反应过程中C、N原子的杂化方式发生了变化 【答案】B 【解析】A．N的第一电离能比O的大，A错误；B．HClO的结构式为H—O—Cl，O为sp3杂化，空间结构为V形，B正确；C．基态C原子核外未成对电子数为2，基态氯原子核外未成对电子数为1，则基态原子核外未成对电子数：C>Cl，C错误；D．甲、乙中C原子杂化方式均为sp2，N原子杂化方式均为sp3，甲生成乙的过程中C、N原子杂化方式不变，D错误。 6．（2025•四川达州渠县中学•二模）下图示中，图1是8­羟基喹啉，图2用高分辨原子力显微镜观察到的聚集的8­羟基喹啉图像，图3聚集的分子结构模型。下列有关说法正确的是 A. 图1中，每个8­羟基喹啉分子中含有5个π键 B. 对比图2可验证8­羟基喹啉分子间存在氢键 C. C、N、O的第一电离能依次增大 D. 原子力显微镜可直接观测到氢键的本质 【答案】B 【解析】A．苯环中为大π键，含氮杂环中含有两个碳碳双键，因此每个8­羟基喹啉分子中未含有3个π键，故A错误；B．根据图示，8-羟基喹啉分子间存在O—H···N、O—H···O等氢键，故B正确；．C、N、O位于同周期，其第一电离能随着原子序数递增，总的趋势是变大，但N的2p层电子半充满，导致其第一电离能大于O，C、O、N的第一电离能依次增大，故C错误；D．根据题意可知，通过原子力显微镜观测在铜单晶表面吸附组装的8-羟基喹啉分子，获得原子级分辨的分子化学骨架结构图象，并清晰观察到分子间存在的氢键作用，并不是直接观测到氢键的本质，故D错误；故答案选B。 7．（2025•四川宜宾•二模）物质结构决定性质。下列物质的性质差异与对应主要结构因素没有紧密关联的是 选项 性质差异 主要结构因素 A 密度：干冰冰 分子空间结构 B 硬度：金刚石>石墨 碳原子排列方式 C 沸点：正戊烷>新戊烷 支链数目 D 冠醚识别Na+的能力：15-冠-5>12-冠-4 冠醚空腔直径 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】A．干冰、冰均是分子晶体，冰中水分子间含有氢键，分子非密堆积，干冰中二氧化碳采取密堆积，故密度比冰大，A错误；B．金刚石是共价晶体，粒子间作用力为共价键，石墨是混合晶体，层状结构，层内碳原子间是共价键，层间是分子间作用力，由于共价键强于分子间作用力，故金刚石硬度远大于石墨，性质差异与结构因素匹配正确，B正确；C．正戊烷是直链结构，新戊烷有支链，支链越多，分子间作用力越小，故沸点：正戊烷( 36.1∘C)高于新戊烷( 9.5∘C)，性质差异与结构因素匹配正确，C正确；D．15-冠-5空腔的直径与Na+的直径相当，12-冠-4空腔的直径小于Na+的直径，所以识别Na+的能力与冠醚空腔直径有关联，D正确； 故选A。 8．（2025·广东汕头·期中）冠醚是一类皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18- 冠-6 可以通过图示方法制备。下列说法错误的是 A．18-冠-6 分子中 C、O 都采用 sp3 杂化 B．18-冠-6 和碱金属离子通过离子键形成超分子 C．冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂 D．制取方法中（1）为取代反应，另一种产物为HCl 【答案】B 【解析】A．18-冠-6分子中O原子形成2个σ键，还有2个孤电子对，O原子为sp3杂化，C原子形成4个σ键、没有孤电子对，C原子为sp3杂化，A正确；B．18-冠-6 和碱金属离子通过配位键作用形成超分子，B错误；C．冠醚分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂，C正确；D．由（1）的反应特点可知，其为取代反应，生成18-冠-6分子和HCl，D正确；故答案选B。 9．(2025年1月•“八省联考”四川卷)下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是 选项 实例 解释 A POCl3和PCl4+的空间结构都是四面体形 POCl3和PCl4+中P原子轨道的杂化类型均为sp3 B NO2+、NO3-、NO2-的键角依次减小 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C SiF4、SiCl4、SiBr 4、SiI4的沸点依次升高 SiX4均为分子晶体，随着相对分子质量增大，范德华力增大 D 邻硝基苯酚的熔点低于对硝基苯酚 前者存在分子内氢键，后者存在的分子间氢键使分子间作用力大于前者 【答案】B 【解析】A项，POCl3的中心P原子价层电子对数是4+=4，因此采用sp3杂化，空间结构为四面体形；PCl4+的中心P原子价层电子对数是4+=4，因此也是采用sp3杂化，空间结构为四面体形，A正确；B项，NO2+的中心N原子价层电子对数是2+=2，无孤对电子，因此N采用sp杂化，空间结构为直线形，键角为180°；NO3-的中心N原子价层电子对数是3+=3，无孤对电子，因此N采用sp2杂化，空间结构为平面三角形，键角为120°；NO2-的中心N原子价层电子对数是2+=3，有1对孤对电子，因此N采用sp2杂化，由于孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，导致其键角小于120°，NO2+、NO3-、NO2-的键角依次减小，这不仅与与孤电子对与成键电子对的作用力有关，也与中心N原子的杂化类型有关，B错误；C项，SiX4均为分子晶体，分子之间以分子间作用力结合。随着物质分子的相对分子质量增大，范德华力逐渐增大，因此SiF4、SiCl4、SiBr 4、SiI4的熔沸点逐渐升高，C正确；D项，对硝基苯酚的分子间不仅存在范德华力，还存在氢键，使其熔沸点升高；而邻硝基苯酚分子内存在氢键，分子之间只存在范德华力，使物质的熔、沸点比存在分子间氢键的对硝基苯酚低，故物质的沸点：邻硝基苯酚的熔点低于对硝基苯酚，D正确；故选B。 10．（2025•四川宜宾•二模）邻二氮菲（白色粉末）是一种重要的配体，与发生如下反应： 产物是橙红色配合物，常用于测定微量的浓度。下列说法正确的是 A. 配离子中6个氮原子处于同一平面 B. 邻二氮菲是吡啶（）的同系物 C. 氮原子用轨道中的孤电子对与形成配位键 D. 形成配合物后中部分能级之间的能量差发生了变化 【答案】D 【解析】A．每个邻二氮菲分子作为配体，通过两个氮原子与Fe2+配位，由于配位结构的对称性，三个邻二氮菲分子的六个氮原子分布在不同的空间位置，而非同一平面，A错误；B．邻二氮菲和吡啶虽然都含氮杂环，但结构差异显著，吡啶是单环结构，两者不满足同系物的定义，B错误；C．邻二氮菲中的氮原子为sp2杂化，孤电子对位于sp2杂化轨道中，而非纯p轨道，形成配位键时，氮原子通过sp2杂化轨道中的孤电子对与Fe2+的空轨道形成配位键，C错误；D．Fe2+在自由离子状态下，d轨道能量相同，当与邻二氮菲形成配位键时，d轨道能量发生改变，从而改变能级间的能量差，D正确；故选D。 11．镍二硫烯配合物基元的COFs材料因具有良好的化学稳定性、热稳定性和导电性而应用于电池领域。一种基于镍二硫烯配合物的单体结构简式如下图所示，下列关于该单体的说法不正确的是 A．Ni属于d区元素 B．S与Ni形成配位键时，S提供孤电子对 C．组成元素中电负性最大的是O D．醛基中C原子的价层电子对数为4 【答案】D 【解析】A项，Ni为28号元素，价层电子排布式为3d84s2，属于d区元素，A正确；B项，S与Ni形成配位键时，Ni提供空轨道，S提供孤电子对，B正确；C项，组成元素H、C、O、S、Ni中，电负性最大的是O，C正确；D项，醛基中含有碳氧双键，中心C原子采取sp2杂化，价层电子对数为3，不含孤电子对，D错误；故选D。 12．（2025•四川泸县五中•二模）被誉为“矿石熊猫”的香花石，是由我国地质学家首次发现，它由前20号元素中的6种主族元素组成，其化学式为Y2X3(ZWR4)3T2，其中X、Y、Z为金属元素，Z的最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z位于同一主族，Y、Z、R、T位于同一周期，R元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，T无正价，X与R的原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是（ ） A. 原子半径：Y＞Z＞R＞T B. 气态氢化物的稳定性：W＜R＜T C. 最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Z D. XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同 【答案】D 【解析】根据题给信息可知，X、Y、Z、R、W、T分别为钙、锂、铍、氧、硅、氟。A．Y、Z、R、T位于同一周期，元素的原子半径从左向右逐渐减小，故A正确；B．非金属性：F＞O＞Si，则气态氢化物的稳定性：SiH4＜H2O＜HF，故B正确；C．钙元素比铍元素的金属性强，则最高价氧化物对应水化物的碱性：Ca(OH)2＞Be(OH)2，故C正确；D．CaO2、SiO2中氧(即R)的化合价分别为−1、−2，故D错误。综上所述，答案为D。 13．（2025•四川达州•二模）氧化亚铜(Cu2O)是一种重要的无机化工原料，可应用于陶瓷、玻璃和有机合成催化剂等领域。有研究表明，Cu2O/H2O体系可以很好地催化叠氮和端炔的反应，反应机理如图1所示（含氦五元环为平面结构）。催化剂立方Cu2O晶胞如图2所示。 下列说法正确的是 A. N、O、Cu的第一电离能从大到小的顺序是O＞N＞Cu B. 由图1，该反应前后，2号氮原子的杂化轨道类型从sp2转化sp3 C. 由图2，Cu+配位数为2 D. 由图2，若不同微粒间的最小核间距为apm，则晶体密度为 【答案】C 【解析】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道半充满，则N的第一电离能大于O，Cu是金属元素，第一电离能最小，则N、O、Cu的第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞Cu，A不正确；B．由图1，该反应前，2号氮原子的孤电子对数为=0，形成2个σ键，价层电子对数为2，发生sp杂化，反应后，2号N原子的孤电子对数为1，形成2个σ键，价层电子对数为3，发生sp2杂化，B不正确；C．在Cu2O晶胞中，Cu+与O2-的个数比为2:1，O2-的配位数为4，则Cu+的配位数为2，C正确D．由图2，若不同微粒间的最小核间距为apm，则体对角线的长度为4apm，晶胞边长为pm，在晶胞中含有O2-的数目为=2，含Cu+的数目为4，则晶体密度为=，D不正确；故选C。 14．（2025•四川遂宁射洪中学•二模）M、W、X、Y、Z是五种原子序数依次增大的短周期主族元素，其原子序数之和为31；其中Y的核外s能级电子数等于p能级电子数，X的核外电子有4种空间运动状态；五种主族元素组成的化合物Q的结构如图所示。下列说法错误的是 A. 原子半径：X>Y>Z B. Y元素组成的最常见单质和M的单质，在加热条件下生成的化合物中只含离子键 C. Q的结构存在配位键，除M外的原子最外层均满足8电子稳定结构 D. 含X、Y、Z等元素的化合物具有较高的熔沸点 【答案】D 【解析】M、W、X、Y、Z是五种原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y的核外s能级电子数等于p能级电子数，电子排布式为1s22s22p4，Y为O；X的核外电子有4种空间运动状态，电子排布式为1s22s22p2，X为C；M形成+1价阳离子，故为Li；Z形成1对共用电子对， W形成4对共用电子对，但Q中阴离子带1个单位负电荷，W为B，原子序数之和为31，31-3-5-6-8=9，Z为F，据此分析；A．同周期从左到右原子半径依次减小，故原子半径：X(C)>Y(O)>Z(F)，A正确；B．Y 元素组成的最常见单质O2和M的单质Li，在加热条件下生成的化合物Li2O中只含离子键，B正确；C．Q的阴离子中硼原子与O、F原子形成的4个共价键中有1个是配位键，M为Li满足2电子稳定结构，其他原子最外层均满足8电子稳定结构，C正确；D．含X、Y、Z等元素的化合物属于有机化合物，具有较低的熔沸点，D错误； 故选D. 15．（2025•成都石室中学•二模）MgO具有NaCl型晶体结构，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，其结构如图所示，已知晶胞参数a=0.42nm，下列说法不正确的是 A. 位于构成的八面体空隙中 B. 阴离子半径 C. 晶体的密度为 D. 若将换为，晶胞参数变为0.448nm，则 【答案】C 【解析】A．由图可知，Mg2+位于晶胞的体心，O2-位于面心，Mg2+位于六个O2-构成的八面体空隙中，A正确；B．由图可知，因为O2-是面心立方最密堆积方式，面对角线是O2-半径的4倍，即，解得，B正确；C．根据图示，MgO晶胞中Mg2+的个数为，O2-的个数为，则晶体的密度为，C错误；D．MnO也属于NaCl型晶体结构，根据晶胞的结构，晶胞的棱长是，解得，D正确。故选C。 二、非选择题(共4小题，共55分) 16．(14分）（2025·四川成都·模拟预测）我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝”，直到近年来人们才研究出来其成分为，还含有微量硫元素，硫来自天然钡矿BaSO4。合成“中国蓝”的原料有BaCO3、孔雀石和沙子。回答下列问题： （1）氧元素在元素周期表中的位置 ，基态Cu2+的价电子轨道表示式为 。 （2）的发色中心是以Cu2+为中心离子的配位化合物，其配位原子是 。 （3）SO中心原子的杂化轨道类型为 ，O—S—O的键角为 。 （4）CO为平面结构，其成键方式可看作碳(C)原子的一个轨道和两个轨道形成了 个杂化轨道，再与三个氧(O)的价层轨道形成了 。CO和SO2的中心原子均为杂化，但O—C—O的键角大于O—S—O的键角，其原因是 。 （5）在硅酸盐中四面体可以图示为，的结构式是可表示图示为，的图式为，其结构式是 。 【答案】（1）第二周期ⅥA族 (2分) (1分) （2）O(或氧) (2分) （3）sp3 (1分) 109°28′ (1分) （4）3 (2分) 三个σ键 (1分) CO的中心原子上无孤对电子，SO2的中心原子上有一对孤对电子，含有较大斥力，使键角变小 (2分) （5） (2分) 【解析】（1）氧为8号元素，在元素周期表中的位置第二周期ⅥA族，铜为29号元素，失去2个电子形成铜离子，Cu2+的价电子轨道表示式为； （2）Cu2+提供空轨道，而氧能提供孤电子对，两者形成配位键，故配位原子为O； （3）SO的中心原子S原子的价层电子对数为，为sp3杂化，空间构型为正四面体形，故O—S—O的键角为109°28′； （4）CO号为平面结构，其成键方式可看作碳(C)原子的一个2s轨道和两个2p轨道形成了3个sp2杂化轨道，再与三个氧(O)的价层轨道头碰头形成了三个σ键；CO的中心原子上无孤对电子，SO2的中心原子上有一对孤对电子，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，使键角变小，导致O—C—O的键角大于O—S—O的键角； （5）由图可知，中每个硅形成4个共价键，且其中3个硅、3个氧形成六元环，另每个硅原子还有2个未成环的氧，图示为：。 17．(14分)(2025•天津市•二模)碳族元素的单质及化合物在生产中有许多重要用途，请回答下列问题： （1）基态碳原子核外有______种不同空间运动状态的电子，其中占据最高能级的原子轨道的形状是_________(填名称)。 （2）已知SiH4和Si3N4中硅元素均为+4价，则H、N、Si的电负性由大到小的顺序为 ____________ 。 （3）写出Ge的基态原子最外层电子轨道表示式：__________________ 。 （4）氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷，其部分空间结构如图所示，结构中每个原子杂化类型相同且均达到8电子稳定结构，氮化硅(Si3N4)的晶体类型是 ____________ ，请比较该晶体结构中键角大小：N—Si—N ______ Si—N—Si(填“＞”、“＜”或“＝”)。 （5）如图表示固态SnCl2形成一维链状聚合的结构，在分子结构中已标出所含的配位键，SnCl2气态时以单分子形式存在。则固体分子及气体分子中Sn的杂化轨道类型分别为 ______ 、______ 。 （6）(CH3NH3)PbI3的晶胞结构如图所示：其中B代表Pb2+，则______代表I﹣。 【答案】（1）4　(1分) 哑铃形　 (1分) （2）N＞H＞Si (2分) （3） (2分) （4）共价晶体　 (2分) ＞ (2分) （5）sp3　 (1分) sp2 (1分) （6）C (2分) 【解析】（1）碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，核外电子空间运动状态由原子轨道决定，则基态碳原子核外有4种不同空间运动状态的电子；碳原子核外电子所占据最高能级为2p能级，2p能级原子轨道的形状是哑铃形，故答案为：4；哑铃形； （2）SiH4和Si3N4中硅元素均为+4价，电负性越大，对键合电子吸引越大，电负性大的元素表现负化合价，则电负性：H＞Si、N＞Si，而NH3中N元素表现负价，可知电负性：N＞H，则电负性：N＞H＞Si，故答案为：N＞H＞Si； （3）基态Ge原子最外层电子排布式为4s24p2，结合泡利原理、洪特规则，可知最外层电子轨道表示式为，故答案为：； （4）氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷，N原子与Si原子以共价键结合向空间延伸空间立体网状结构，氮化硅(Si3N4)的晶体类型是共价晶体；N、Si原子都采取sp3杂化，N原子有1对孤电子对，Si原子没有孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力更大，则键角大小：N—Si—N＞Si—N—Si，故答案为：共价晶体；＞； （5）固体SnCl2分子中Sn原子价层电子对数为4，Sn原子采取sp3杂化，而气体SnCl2分子中Sn原子价层电子对数为3，Sn原子采取sp2杂化，故答案为：sp3；sp2； （6）晶胞中，A球数目＝81，C原子数目＝63，B球数目为1，其中B代表Pb2+，由化学式(CH3NH3)PbI3，可知A球代表CH3NH3、C球代表I﹣，故答案为：C。 18．（13分）（2025·四川眉山·模拟）铁元素在地壳中含量丰富，应用广泛。回答下列问题： （1）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态Fe原子核外电子自旋磁量子数的代数和为 。 （2）FeCl3水溶液中可水解生成双核阳离子，结构如图所示。该双核阳离子中H—O—H键角 (填“大于”、“小于”或“等于”)H2O中的H—O—H键角；若对水溶液进行加热，该双核阳离子内部首先断开的是 键(填“a”或“b”)。 (3)三硝酸六尿素合铁【】是一种重要的配合物，用作有机铁肥，简称铁氮肥。该配合物中所含非金属元素的第一电离能从大到小的顺序为 ，的空间构型是 ；尿素晶体的熔点为132.7℃，比相同摩尔质量的乙酸熔点(16.7℃)高116℃，主要原因是 。 （4）Fe3O4有良好的磁性和光学性能，广泛应用于电子工业和材料工业。Fe3O4晶体中，围成正四面体空隙(如：1、3、6、7围成)和正八面体空隙(如：3、6、7、8、9、12围成)，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中(如图所示)。则正四面体空隙填充率与正八面体空隙填充率之比为 ，Fe3O4晶胞中有8个图示结构单元，该晶胞参数为apm，则晶体密度为 (写出含和NA的计算表达式)。 【答案】（1）+2或-2（2分） （2）大于（1分） a（2分） （3）N>O>H>C （1分） 平面三角形（1分） 都能形成分子间氢键，尿素形成的氢键数目更多（2分） （4）1：4（2分） （2分） 【解析】（1）基态Fe原子核外价层电子排布式为：3d64s2；3d轨道有4个单电子，自旋方向相同，则自旋磁量子数的代数和为+2或-2； （2）由结构简式可知中心Fe3+与H2O之间形成配位键，因此该离子中H2O的孤电子对数为1，而H2O的孤电子对数为2，价层电子对数相同时，孤电子对数越多键角越小，则该双核阳离子中H—O—H键角大于H2O中的H—O—H键角；水分子不带电，OH-带负电，与Fe3+成键时，OH-与Fe3+距离更近，键能更大，所以b键的键能大于a键，若对水溶液进行加热，该双核阳离子内部首先断开的是a； （3）同一周期元素，第一电离能从左到右有增大趋势，但第Ⅱ、ⅤA族反常，且C的第一电离能小于H，则所含非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>H>C；NO中N原子价层电子对数，不含孤电子对，其空间构型为平面三角形；尿素晶体、乙酸晶体均为分子晶体，都能形成分子间氢键，但尿素晶体的熔点高，是因为尿素分子之间存在更多的氢键； （4）Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和全部Fe2+填充在正八面体空隙中，则正四面体的空隙填充率为1/8，即12.5%，正八面体的空隙填充率为50%，两者之比为：12.5%：50%=1：4，Fe3O4的晶胞中有8个图示结构单元，则晶胞的质量m=，体积V=a3×10-30cm3，则晶体的密度。 19．（14分）电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，工业上采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂(LiFePO4)，采用单晶硅和铜、锗、镓、硒等的化合物作为制备太阳能电池的原料。 （1）基态硒原子的价层电子排布式是__________________________________________。 （2）图1表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示碳元素的曲线是____________(填标号)。 （3）苯胺中N原子的杂化方式为________，分子中σ键与π键的数目比为________。 （4）自然界中含硼元素的钠盐存在于天然矿藏中，其化学式为Na2B4O7·10H2O，它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]－缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]·8H2O，其结构如图2所示，则该晶体中不存在的作用是________(填标号)。 A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力 E．氢键 （5）①图3为铜的某种氯化物晶胞示意图，该物质的化学式是________。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图3中各原子坐标参数分别为A(0，0，0)；B(0，1，1)；C(1，1，0)；则D原子的坐标参数为___________________________________________。 ②图3晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为________________ g/cm3(列出计算式即可)。 【答案】（1）4s24p4 （1分） 　（2）a （2分） 　（3）sp3（1分）　14∶1（2分） （4）C（2分）　 （5）①CuCl（2分）　(，，)　（2分） ②（2分） 【解析】（2）同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，故碳的第一电离能大于硅的第一电离能；同一周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势，故磷的第一电离能大于硅的第一电离能，因此三种元素中，Si的第一电离能最小，则图中c为Si；P失去的第4个电子为3s2中的1个电子，3s2为全充满稳定状态，故P的第四电离能与第三电离能相差较大，据图可知b为P、a为C。 （3）苯胺中N原子形成3个σ键，还有一个孤电子对，其价层电子对数为4，故N原子采取sp3杂化；1个苯胺分子中有6个C—C σ键，5个C—H σ键，1个C—N σ键，2个N—H σ键，共14个σ键，苯环中有一个大π键，故苯胺中σ键与π键的数目比为14∶1。 （4）钠离子和图中阴离子之间存在离子键，B—O和O—H为共价键，水分子之间存在范德华力和氢键，该物质中不含金属键。 （5）①利用“均摊法”可知，晶胞中有4个Cu原子，Cl原子个数为8×＋6×＝4，两者个数比为1∶1，故该物质的化学式为CuCl；已知A、B、C的原子坐标参数分别为(0，0，0)，(0，1，1)，(1，1，0)，C和D的连线处于晶胞的体对角线上，且C、D间的距离等于体对角线长的，则D原子的坐标参数为(，，)。②图3晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，则晶胞体对角线的长度为4×298 pm；根据勾股定理知，晶胞体对角线长度等于晶胞棱长的倍，晶胞的质量m＝ g，则晶体的密度ρ＝＝＝ g/cm3。 1 / 14 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） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 B 11 N 14 O 16 Si 28 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15×3分) 1．（原创题）下列符号表征错误的是 A．HCl中共价键的电子云图： B．基态30Zn原子的价层电子排布式： C．H2O的价层电子对互斥(VSEPR)模型： D．电子式表示MgCl2形成过程： 2．（原创题）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 选项 实例 解释 A 酸性：F-CH2COOH＞Cl-CH2COOH 电负性：F＞Cl B 冰的熔点高于干冰 分子间作用力不同 C 干冰在工业上广泛用作制冷剂 一个CO2分子周围有12个紧邻分子，干冰中CO2分子的空间利用率高 D 将95%乙醇加入[Cu(NH3)4]SO4溶液中析出深蓝色晶体 乙醇极性较小，降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解 A. A B. B C. C D. D 3．（2025·广东清远·期末）科技为新质生产力的发展赋能。下列说法正确的是 A．隐身舰载战斗机“歼一35”使用的燃料煤油属于可再生能源 B．“有源相控阵雷达”使用的氮化硅属于分子晶体 C．“奋斗者号”的钛合金材料中的Ti位于元素周期表ds区 D．“深地塔科”钻探井使用金刚石钻头，金刚石与石墨互为同素异形体 4．（2025·四川成都·二模）羟胺(NH2OH)与亚硝酸(HNO2)可发生反应生成N2O。该反应可能经历如下历程： 下列说法正确的是 A. 该反应经历了两次脱水，均属非氧化还原反应 B. 键角： C. 酸性：NH2OH>HNO2 D. 用标记的与末标记的NH2OH反应，可得到和 5．（2025·四川南充·模拟）化合物甲是一种大规模生产的化工产品，甲在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物乙，因此广泛用于游泳池水消毒等。下列说法正确的是 A．第一电离能：O>N>H B．HClO分子的空间结构为V形 C．基态原子核外未成对电子数：C< Cl D．反应过程中C、N原子的杂化方式发生了变化 6．（2025•四川达州渠县中学•二模）下图示中，图1是8­羟基喹啉，图2用高分辨原子力显微镜观察到的聚集的8­羟基喹啉图像，图3聚集的分子结构模型。下列有关说法正确的是 A. 图1中，每个8­羟基喹啉分子中含有5个π键 B. 对比图2可验证8­羟基喹啉分子间存在氢键 C. C、N、O的第一电离能依次增大 D. 原子力显微镜可直接观测到氢键的本质 7．（2025•四川宜宾•二模）物质结构决定性质。下列物质的性质差异与对应主要结构因素没有紧密关联的是 选项 性质差异 主要结构因素 A 密度：干冰冰 分子空间结构 B 硬度：金刚石>石墨 碳原子排列方式 C 沸点：正戊烷>新戊烷 支链数目 D 冠醚识别Na+的能力：15-冠-5>12-冠-4 冠醚空腔直径 A. A B. B C. C D. D 8．（2025·广东汕头·期中）冠醚是一类皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18- 冠-6 可以通过图示方法制备。下列说法错误的是 A．18-冠-6 分子中 C、O 都采用 sp3 杂化 B．18-冠-6 和碱金属离子通过离子键形成超分子 C．冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂 D．制取方法中（1）为取代反应，另一种产物为HCl 9．(2025年1月•“八省联考”四川卷)下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是 选项 实例 解释 A POCl3和PCl4+的空间结构都是四面体形 POCl3和PCl4+中P原子轨道的杂化类型均为sp3 B NO2+、NO3-、NO2-的键角依次减小 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C SiF4、SiCl4、SiBr 4、SiI4的沸点依次升高 SiX4均为分子晶体，随着相对分子质量增大，范德华力增大 D 邻硝基苯酚的熔点低于对硝基苯酚 前者存在分子内氢键，后者存在的分子间氢键使分子间作用力大于前者 10．（2025•四川宜宾•二模）邻二氮菲（白色粉末）是一种重要的配体，与发生如下反应： 产物是橙红色配合物，常用于测定微量的浓度。下列说法正确的是 A. 配离子中6个氮原子处于同一平面 B. 邻二氮菲是吡啶（）的同系物 C. 氮原子用轨道中的孤电子对与形成配位键 D. 形成配合物后中部分能级之间的能量差发生了变化 11．镍二硫烯配合物基元的COFs材料因具有良好的化学稳定性、热稳定性和导电性而应用于电池领域。一种基于镍二硫烯配合物的单体结构简式如下图所示，下列关于该单体的说法不正确的是 A．Ni属于d区元素 B．S与Ni形成配位键时，S提供孤电子对 C．组成元素中电负性最大的是O D．醛基中C原子的价层电子对数为4 12．（2025•四川泸县五中•二模）被誉为“矿石熊猫”的香花石，是由我国地质学家首次发现，它由前20号元素中的6种主族元素组成，其化学式为Y2X3(ZWR4)3T2，其中X、Y、Z为金属元素，Z的最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z位于同一主族，Y、Z、R、T位于同一周期，R元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，T无正价，X与R的原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是（ ） A. 原子半径：Y＞Z＞R＞T B. 气态氢化物的稳定性：W＜R＜T C. 最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Z D. XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同 13．（2025•四川达州•二模）氧化亚铜(Cu2O)是一种重要的无机化工原料，可应用于陶瓷、玻璃和有机合成催化剂等领域。有研究表明，Cu2O/H2O体系可以很好地催化叠氮和端炔的反应，反应机理如图1所示（含氦五元环为平面结构）。催化剂立方Cu2O晶胞如图2所示。 下列说法正确的是 A. N、O、Cu的第一电离能从大到小的顺序是O＞N＞Cu B. 由图1，该反应前后，2号氮原子的杂化轨道类型从sp2转化sp3 C. 由图2，Cu+配位数为2 D. 由图2，若不同微粒间的最小核间距为apm，则晶体密度为 14．（2025•四川遂宁射洪中学•二模）M、W、X、Y、Z是五种原子序数依次增大的短周期主族元素，其原子序数之和为31；其中Y的核外s能级电子数等于p能级电子数，X的核外电子有4种空间运动状态；五种主族元素组成的化合物Q的结构如图所示。下列说法错误的是 A. 原子半径：X>Y>Z B. Y元素组成的最常见单质和M的单质，在加热条件下生成的化合物中只含离子键 C. Q的结构存在配位键，除M外的原子最外层均满足8电子稳定结构 D. 含X、Y、Z等元素的化合物具有较高的熔沸点 15．（2025•成都石室中学•二模）MgO具有NaCl型晶体结构，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，其结构如图所示，已知晶胞参数a=0.42nm，下列说法不正确的是 A. 位于构成的八面体空隙中 B. 阴离子半径 C. 晶体的密度为 D. 若将换为，晶胞参数变为0.448nm，则 二、非选择题(共4小题，共55分) 16．(14分）（2025·四川成都·模拟预测）我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝”，直到近年来人们才研究出来其成分为，还含有微量硫元素，硫来自天然钡矿BaSO4。合成“中国蓝”的原料有BaCO3、孔雀石和沙子。回答下列问题： （1）氧元素在元素周期表中的位置 ，基态Cu2+的价电子轨道表示式为 。 （2）的发色中心是以Cu2+为中心离子的配位化合物，其配位原子是 。 （3）SO中心原子的杂化轨道类型为 ，O—S—O的键角为 。 （4）CO为平面结构，其成键方式可看作碳(C)原子的一个轨道和两个轨道形成了 个杂化轨道，再与三个氧(O)的价层轨道形成了 。CO和SO2的中心原子均为杂化，但O—C—O的键角大于O—S—O的键角，其原因是 。 （5）在硅酸盐中四面体可以图示为，的结构式是可表示图示为，的图式为，其结构式是 。 17．(14分)(2025•天津市•二模)碳族元素的单质及化合物在生产中有许多重要用途，请回答下列问题： （1）基态碳原子核外有______种不同空间运动状态的电子，其中占据最高能级的原子轨道的形状是_________(填名称)。 （2）已知SiH4和Si3N4中硅元素均为+4价，则H、N、Si的电负性由大到小的顺序为 ____________ 。 （3）写出Ge的基态原子最外层电子轨道表示式：__________________ 。 （4）氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷，其部分空间结构如图所示，结构中每个原子杂化类型相同且均达到8电子稳定结构，氮化硅(Si3N4)的晶体类型是 ____________ ，请比较该晶体结构中键角大小：N—Si—N ______ Si—N—Si(填“＞”、“＜”或“＝”)。 （5）如图表示固态SnCl2形成一维链状聚合的结构，在分子结构中已标出所含的配位键，SnCl2气态时以单分子形式存在。则固体分子及气体分子中Sn的杂化轨道类型分别为 ______ 、______ 。 （6）(CH3NH3)PbI3的晶胞结构如图所示：其中B代表Pb2+，则______代表I﹣。 18．（13分）（2025·四川眉山·模拟）铁元素在地壳中含量丰富，应用广泛。回答下列问题： （1）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若有一种自旋状态用，则与之相反的用，称为电子的自旋磁量子数，基态Fe原子核外电子自旋磁量子数的代数和为 。 （2）FeCl3水溶液中可水解生成双核阳离子，结构如图所示。该双核阳离子中H—O—H键角 (填“大于”、“小于”或“等于”)H2O中的H—O—H键角；若对水溶液进行加热，该双核阳离子内部首先断开的是 键(填“a”或“b”)。 (3)三硝酸六尿素合铁【】是一种重要的配合物，用作有机铁肥，简称铁氮肥。该配合物中所含非金属元素的第一电离能从大到小的顺序为 ，的空间构型是 ；尿素晶体的熔点为132.7℃，比相同摩尔质量的乙酸熔点(16.7℃)高116℃，主要原因是 。 （4）Fe3O4有良好的磁性和光学性能，广泛应用于电子工业和材料工业。Fe3O4晶体中，围成正四面体空隙(如：1、3、6、7围成)和正八面体空隙(如：3、6、7、8、9、12围成)，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中(如图所示)。则正四面体空隙填充率与正八面体空隙填充率之比为 ，Fe3O4晶胞中有8个图示结构单元，该晶胞参数为apm，则晶体密度为 (写出含和NA的计算表达式)。 19．（14分）电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，工业上采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂(LiFePO4)，采用单晶硅和铜、锗、镓、硒等的化合物作为制备太阳能电池的原料。 （1）基态硒原子的价层电子排布式是__________________________________________。 （2）图1表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示碳元素的曲线是____________(填标号)。 （3）苯胺中N原子的杂化方式为________，分子中σ键与π键的数目比为________。 （4）自然界中含硼元素的钠盐存在于天然矿藏中，其化学式为Na2B4O7·10H2O，它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]－缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]·8H2O，其结构如图2所示，则该晶体中不存在的作用是________(填标号)。 A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力 E．氢键 （5）①图3为铜的某种氯化物晶胞示意图，该物质的化学式是________。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图3中各原子坐标参数分别为A(0，0，0)；B(0，1，1)；C(1，1，0)；则D原子的坐标参数为___________________________________________。 ②图3晶胞中C、D两原子核间距为298 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为________________ g/cm3(列出计算式即可)。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$