题型07 物质结构与性质（期末真题汇编，北京专用）高二化学上学期

题型07 物质结构与性质 1．(23-24高二上·北京汇文中学·期末)下列能级符号不正确的是。 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由构造原理可知，L能层只有2s、2p亚层，不存在2d亚层，故选A。 2．(23-24高二上·北京丰台区·期末)下列关于、原子结构的分析中正确的是 A．原子半径： B．基态原子未成对电子数： C．第一电离能： D．电负性： 【答案】C 【详解】A．Al与Mg都是元素周期表中第三周期元素，Al在Mg的右边，同周期元素，从左往右，原子半径依次减小，所以原子半径：Al＜Mg，A错误； B．Mg的价电子排布式为3s2，Al的价电子排布为3s23p1，则基态原子未成对电子数：，B错误； C．同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势，但IIA第一电离能大于IIIA，则第一电离能：，C正确； D．同周期元素自左向右电负性逐渐增大，所以电负性，D错误； 故选C。 3．(23-24高二上·北京汇文中学·期末)下列分子的空间结构以及中心原子的杂化方式都相同的是 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】C 【详解】A．中中心原子Be周围的价层电子对数为：2+=2，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为直线形，根据杂化轨道理论可知，Be的杂化类型为sp，中中心原子B周围的价层电子对数为：3+=3，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为平面三角形，根据杂化轨道理论可知，B的杂化类型为sp2，A不合题意； B．中中心原子N周围的价层电子对数为：2+=3，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为V形，根据杂化轨道理论可知，N的杂化类型为sp2，中中心原子N周围的价层电子对数为：3+=3，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为平面三角形，根据杂化轨道理论可知，N的杂化类型为sp2，B不合题意； C．中中心原子S周围的价层电子对数为：4+=4，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为正四面体形，根据杂化轨道理论可知，S的杂化类型为sp3，中中心原子Cl周围的价层电子对数为：4+=4，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为正四面体形，根据杂化轨道理论可知，Cl的杂化类型为sp3，C符合题意； D．CO2中中心原子C周围的价层电子对数为：2+=2，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为直线形，根据杂化轨道理论可知，C的杂化类型为sp，SO3中中心原子S周围的价层电子对数为：3+=3，根据价层电子互斥理论可知其空间构型为平面三角形，根据杂化轨道理论可知，S的杂化类型为sp2，D不合题意； 故答案为：C。 4．(23-24高二上·北京汇文中学·期末)下列说法不正确的是 A．同种原子的原子轨道能量：1s＜2s＜3s＜4s B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C．原子中，电子从的状态跃迁到的状态时，将释放能量 D．和的VSEPR模型相同 【答案】B 【详解】A．能层数越大，离原子核越远，能量越高，故同种原子的原子轨道能量：1s＜2s＜3s＜4s，A项正确； B．在电子云图中，小黑点表示电子在核外空间中出现的概率，B项错误； C．根据A选项可知，电子从的状态跃迁到的状态，为由能量较高状态变为能量较低状态，将释放能量，C项正确； D．二者中心原子均为sp3杂化，且4个配位原子均为同种原子，故VSEPR模型均为正四面体，D项正确； 答案选B。 5．(23-24高二上·北京·期末)如图所示，图示或化学用语表示不正确的是 A．乙炔的空间结构模型 B．SO2的VSEPR模型 C．基态Cr的价层电子的轨道表示式 D．px轨道的电子云轮廓图 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】 A．乙炔的分子式为C2H2，为直线型， 为其空间结构模型，A正确； B．根据VSEPR理论，二氧化硫中S价层电子对数，有1对孤电子对，即SO2为角型或者V型，VEEPR模型为，B正确； C．基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价层电子3d54s1的轨道表示式：，C错误； D．px轨道的电子云轮廓图为沿X轴延展的纺锤状，D正确； 答案选C。 6．(23-24高二上·北京汇文中学·期末)如图所示的化合物是一种强酸。下列说法正确的是 A．分子中所有化学键均为极性共价键 B．该分子中心原子S的价层电子对数为6 C．该化合物是四元酸 D．该分子中硫氧键的键长均相同 【答案】A 【详解】A．已知同种非金属原子间形成的共价键为非极性共价键，异种非金属原子间形成的共价键为极性共价键，结合题干分子结构简式可知，分子中所有化学键即C-H、C-S、C-O、S=O和S-O、O-H均为极性共价键，A正确； B．已知中心原子周围的价层电子对数等于σ键加孤电子对数，结合题干分子结构简式可知，该分子中心原子S的价层电子对数为4，B错误； C．题干分子结构简式可知，分子中只含有一个羟基，故该化合物是一元酸，C错误； D．题干分子结构简式可知，分子中含有S=O和S-O，故该分子中硫氧键的键长不相同，D错误； 故答案为：A。 7．(24-25高二上·北京·期末)宏微结合是重要的化学学科素养。下列对物质的微观认识正确的是 A．两个p轨道之间只能形成π键，不能形成σ键 B．基态О原子中有3种不同运动状态的电子 C．离子半径 D．60g二氧化硅晶体中含有Si-O键数为 【答案】D 【详解】A．两个p轨道之间既能“头碰头”重叠形成σ键，也能“肩并肩”重叠形成π键，A错误； B．根据泡利不相容原理可知，原子核外没有运动状态完全相同的电子，故基态О原子中有8种不同运动状态的电子，B错误； C．已知Na+、Mg2+、O2-具有相同的核外电子排布，且O、Na、Mg的核电荷数依次增大，故离子半径O2-＞Na+＞Mg2+，C错误； D．根据SiO2的结构可知，二氧化硅晶体中每个硅原子与周围的4个氧原子形成4个Si-O键，每个氧原子与周围的2个硅原子形成2个Si-O键，故60g二氧化硅晶体中含有Si-O键数为=4NA，D正确； 故答案为：D。 8．(23-24高二上·北京汇文中学·期末)我国科学家成功利用CO2和H2人工合成了淀粉，使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如下图所示。下列说法不正确的是 资料：部分物质的结构简式 二羟基丙酮；淀粉： A．CO2分子中σ键和π键个数比为 B．甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键 C．淀粉分子中存在手性碳原子 D．甲醇分子和二羟基丙酮分子中碳原子的杂化类型均为sp3 【答案】D 【详解】A．已知CO2的结构简式为：O=C=O，且知单键均为σ键，双键是一个σ键和一个π键，三键为一个σ键和二个π键，故CO2分子中σ键和π键个数比为2：2=1：1，A正确； B．甲醇中含有羟基，故甲醇能够形成分子间氢键，甲醛中不含氢键，故导致甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键，B正确； C．已知同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，结合题干淀粉的结构简式可知，淀粉分子中存在手性碳原子，C正确； D．甲醇分子CH3OH中C原子周围形成4个σ键，则其价层电子对数为4，采用sp3杂化，而二羟基丙酮分子中中间含碳氧双键的碳原子周围形成了3个σ键，无孤电子对，价层电子对数为3，采用sp2杂化，另外两个碳原子周围形成4个σ键，则其价层电子对数为4，采用sp3杂化，D错误； 故答案为：D。 9．(24-25高二上·北京·期末)氮化碳结构如图，其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法错误的是 A．氮化碳属于共价晶体 B．氮化碳中碳显-4价，氮显+3价 C．氮化碳的化学式为C3N4 D．氮化碳中共价键键能大于金刚石中共价键键能 【答案】B 【详解】A．结合题意及结构可知，氮化碳为网状结构，且硬度超过金刚石晶体，则氮化碳晶体为共价晶体，A正确； B．根据均摊法可知，一个氮化碳的化学式为C3N4，其中C的电负性小于N，所以碳显+4价，氮显-3价，B错误； C．每个C和4个N形成共价键，每个N与3个C相连，所以氮化碳的化学式为C3N4，C正确； D．晶体均为共价晶体，rN<rC，C-N键长短，C-N键能大于C-C的，即氮化碳中共价键键能大于金刚石中共价键键能，D正确； 故选B。 10．(24-25高二上·北京·期末)下列对物质性质解释合理的是 选项 性质 解释 A 酸性： 电负性：F>Cl B 熔点：晶体硅<碳化硅 碳化硅中分子间作用力较大 C 热稳定性： HF中存在氢键 D 熔点： Br-Br键较强 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．因为电负性：F＞Cl，导致FCH2-的吸电子效应比ClCH2-强，则FCH2COOH中-OH的极性强于ClCH2COOH中-OH的极性，所以酸性：F-CH2-COOH＞Cl-CH2-COOH，A正确； B．晶体硅和碳化硅均为共价晶体，影响其熔沸点大小的为键能的大小，与分子间作用力无关，因此熔点：晶体硅＜碳化硅，是因为键能：C-Si＞Si-Si，B错误； C．物质的稳定性与键能的大小有关，与氢键无关，因此热稳定性：HF(g)＞HCl(g)，是因为键能：H-F＞H-Cl，C错误； D．Br2和I2均为分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，与Br-Br键较强无关，D错误； 故答案为：A。 11．(23-24高二上·北京师范大学附属中学·期末)已知：。下列说法不正确的是 A．分子的共价键是键，分子的共价键是键 B．燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状 C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟 D．可通过原电池将与反应的化学能转化为电能 【答案】A 【详解】A．H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的，称为s-s σ键，Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的，称为p-p σ键，故A错误； B．HCl气体极易溶于水，遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴，即白雾，故B正确； C．浓氨水易挥发，挥发的氨气和HCl气体互相反应，化学方程式NH3+HCl=NH4Cl，生成NH4Cl氯化铵固体小颗粒，固体粉末就是烟，故C正确； D．与的反应是能够自发进行的氧化还原反应，可通过原电池将与反应的化学能转化为电能，故D正确； 故选A。 12．(23-24高二上·北京师范大学附属中学·期末)下列关于、、三种微粒的说法不正确的是 A．三种微粒所含有的电子数相等 B．三种微粒中氮原子的杂化方式相同 C．三种微粒的空间构型相同 D．键角大小关系：NH>NH3>NH 【答案】C 【详解】A．、、三种微粒，每个、、所含有的电子数都为10个，故A正确； B．铵根离子中氮原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+(5−1−4×1)=4，所以其采用sp3杂化，氨气分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5-3×1)=4，所以氮原子杂化方式是sp3，中氮原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+(5−1×2+1) =4，所以其采用sp3杂化，故B正确； C．根据三种微粒的杂化方式可知，铵根离子为正四面体结构；氨气分子空间构型为三角锥形，空间构型为V形，故C错误； D．铵根离子中，含0对孤电子，氨气分子中含1对孤电子，NH含2对孤电子，含有孤电子对越多，分子中的键角越小，所以键角大小关系：NH>NH3>NH，故D正确； 故选C。 13．(23-24高二上·北京师范大学附属中学·期末)2019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()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()同周期。下列说法不正确的是 A．In是第五周期第IIA族元素 B．的中子数与电子数的差值为17 C．原子半径：Rb>In D．In位于周期表的s区 【答案】A 【详解】A．与原子序数最相近的稀有气体元素为可知的原子序数比的小5，因此位于第5周期III A族，选项A错误； B．的中子数=质量数-质子数=115-49=66，电子数为49，中子数与电子数的差值为17，选项B正确； C．Rb与In同周期，根据同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小可知，原子半径：Rb>In，选项C正确； D．In为III A族元素，位于周期表的s区，选项D正确； 答案选A。 14．(23-24高二上·北京师范大学附属中学·期末)元素X、Y、Z和R在周期表中的位置如图所示。R位于第四周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是 X Y Z R A．X基态原子的核外电子排布式为2s22p2 B．电负性：R＞Y C．0.033mol•L-1的H3RO4溶液的pH约等于1 D．还原性：Y2-＞Z- 【答案】D 【分析】由元素X、Y、Z和R在周期表中的位置可知，X位于第二周期，Y、Z位于第三周期，设X的最外层电子数为x，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17，则x+x+2+x+3=17，解得x=4，可知X为C、Y为S、Z为Cl，R位于第四周期VA族，R为As。 【详解】A．X为C元素，则X基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，A错误； B．元素非金属性越强，其电负性越大，非金属性：As<S，则电负性：R<Y，B错误； C．H3AsO4为弱酸，不能完全电离，则0.033mol•L-1的H3RO4溶液的pH一定大于1，C错误； D．同周期主族元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，对应简单阴离子的还原性越弱，非金属性：Cl>S，则还原性：Y2-＞Z-，D正确； 故选D。 15．(24-25高二上·北京·期末)我国科学家成功合成了世界上首个全氮阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究有了新的突破。 (1)基态N原子中有 个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是 。 (2)第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的是 (填元素符号)。 (3)以氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料具有优异性能，基态价层电子的轨道表示式 。 【答案】(1) 3 2p (2)Be、C、O (3) 【详解】（1）已知N是7号元素，故基态N原子的核外电子排布式为：1s22s22p3，则基态N原子中有3个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是2p，故答案为：3；2p； （2）根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，故第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的是Be、C、O元素，故答案为：Be、C、O； （3）基态的核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p1，故其价层电子的轨道表示式为：，故答案为：。 16．(23-24高二上·北京汇文中学·期末)W、X、Y为同一周期的四种主族元素，原子序数依次增大。基态Y原子的价电子排布为3s23p4，X的电离能数据如下表所示。 电离能 … 738 1451 7733 10540 … (1)Y在元素周期表中的位置是 。 (2)为了进一步研究最高价氧化物对应水化物的酸碱性与元素金属性、非金属性的关系，查阅如下资料。 资料：ⅰ．某元素最高价氧化物对应的水化物脱水前的化学式通常可以表示为，该水化物中的M—O—H结构有两种断键方式：断M—O键在水中电离出OH-；断O—H键在水中离出H+。 ⅱ．在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一，水化物的M—O—H结构中，成键原子电负性差异越大，所形成的化学键越容易断。 ①已知：O、H元素的电负性数值分别为3.5和2.1；某元素M的电负性数值为2.5，且电负性差异是影响M—O—H中化学键断裂难易程度的主要原因。该元素最高价氧化物对应的水化物呈 (填“酸”或“碱”)性，依据是 。 ②W和X的最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是 (写化学式)，结合资料说明理由： 。 【答案】(1)第3周期第ⅥA族 (2) 酸 M和O的电负性差值为1，O和H的电负性差值1.4，根据电负性差异是影响M-O-H中化学键断裂难易程度的主要原因，明显O-H键更容易断裂，该元素最高价氧化物对应的水化物呈酸性 NaOH Na与O的电负性差值比Mg与O的电负性差值大，M-O键更容易断裂，所以碱性较强的是NaOH 【分析】基态Y原子的价电子排布为3s23p4，可知Y为S，W、X、Y、Z为同一周期的四种主族元素，原子序数依次增大，Z为Cl，Y第三周期主族元素，其他三种元素为第三周期元素，根据X电离能知，该元素位于第ⅡA族，X为Mg元素，W为Na，据此分析解题。 【详解】（1）基态Y原子的价电子排布为3s23p4，根据最高能层序数等于周期序数，价电子数等于主族序数，故Y在元素周期表中的位置是第3周期第ⅥA族，故答案为：第3周期第ⅥA族； （2）①根据O、H元素的电负性数值分别为3.5和2.1，某元素M的电负性数值为2.5，M和O的电负性差值为1，O和H的电负性差值1.4，根据电负性差异是影响M-O-H中化学键断裂难易程度的主要原因，明显O-H键更容易断裂，该元素最高价氧化物对应的水化物呈酸性，故答案为：酸；M和O的电负性差值为1，O和H的电负性差值1.4，根据电负性差异是影响M-O-H中化学键断裂难易程度的主要原因，明显O-H键更容易断裂，该元素最高价氧化物对应的水化物呈酸性； ②W的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，X的最高价氧化物对应的水化物Mg（OH）2，同一周期从左到右电负性逐渐增大，Na与O的电负性差值比Mg与O的电负性差值大，M-O键更容易断裂，所以碱性较强的是NaOH，故答案为：NaOH；Na与O的电负性差值比Mg与O的电负性差值大，M-O键更容易断裂，所以碱性较强的是NaOH。 17．(23-24高二上·北京师范大学附属中学·期末)工业中可利用生产钛白的副产物和硫铁矿()联合制备铁精粉()和硫酸，实现能源及资源的有效利用。 (1)结构示意图如图。 ①基态O原子的核外电子轨道表示式 。 ②的价层电子排布式为 。 ③与O和S同主族的Se元素基态原子的简化电子排布式为 。 (2)O与同周期的C、N三种元素的第一电离能由小到大的顺序是 。 (3)中含有和两种粒子。 ①分子的空间结构为 。 ②中O和中S均为 杂化，已知中H-O-H键角小于中O-S-O键角，请解释原因 。 (4)加热脱水后生成，再与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。分解和在氧气中燃烧的能量示意图如图，利用作为分解的燃料，除反应产物是铁精粉和制硫酸的原料外，从能源利用的角度说明该工艺的优点 。 【答案】(1) 3d6 [Ar]3d104s24p4 (2)N＞O＞C (3) V形 sp3 孤电子对有较大斥力，使H-O-H键角小于O-S-O键角 (4)FeS2燃烧放热为FeSO4•H2O分解提供能量，反应产物是铁精粉和制硫酸的原料 【详解】（1） ①氧原子有8个电子，电子排布式为1s22s22p4，基态O原子核外电子轨道表示式为； ②Fe是26号元素，价层电子排布式为3d64s2，形成离子先失去外层电子，则基态Fe2+的价层电子排布式为3d6； ③O位于VIA族，元素Se处于第四周期VIA族，原子序数为34，基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4； （2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C； （3）①分子中心O原子价层电子对数为，有2对孤电子对，空间结构为V形； ②中O和中S的价层电子对数均为4，均为sp3杂化，H2O中O杂化形成的4个杂化轨道中2个被孤电子对占据，2个被键合电子对占据，而中S杂化形成的4个杂化轨道均被键合电子对占据；孤电子对与键合电子对间的斥力大于键合电子对与键合电子对间的斥力，使得H-O-H键角与O-S-O键角相比被压缩减小； （4）FeS2燃烧为放热反应，FeSO4•H2O分解为吸热反应，FeS2燃烧放出的热量恰好为FeSO4•H2O分解提供能量。另外，FeS2燃烧和FeSO4•H2O分解的产物如Fe2O3、SO2、SO3可以作为制备铁精粉或硫酸的原料，故答案为：FeS2燃烧放热为FeSO4•H2O分解提供能量，反应产物是铁精粉和制硫酸的原料。 18．(24-25高二上·北京·期末)水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于 键；依据О与H的电负性判断，属于 共价键。 (2)水分子中，氧原子的价层电子对数为 ，杂化轨道类型为 。 (3)水是优良的溶剂，常温常压下极易溶于水，从微粒间相互作用的角度分析原因，请写出两条： ① ； ② 。 (4)酸溶于水可形成，的电子式为 。由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会对微粒的空间结构产生影响，如中H-N-H的键角大于中H-O-H的键角，据此判断和的键角大小： (填“>”或“<”)。 (5)我国科学家利用高分辨原子力显微镜技术，首次拍摄到质子在水层中的原子级分辨图像，发现两种结构的水合质子，其中一种结构如图所示。下列有关该水合质子的说法正确的是 。 A．化学式为 B．氢、氧原子都处于同一平面 C．氢、氧原子间均以氢键结合 【答案】(1) s-sp3σ 极性 (2) 4 sp3杂化 (3) 水和氨气分子极性相似 两者间可以形成氢键，使氨气在水中的溶解度很大 (4) ＞ (5)A 【详解】（1）依据原子轨道重叠的方式判断，对于水分子中的共价键是H原子的s电子云与O原子sp3杂化的电子云采用“头碰头”重叠形成的，即属于s-sp3σ键；已知O的电负性比H的大，故依据O与H的电负性判断，属于极性共价键，故答案为：s-sp3σ；极性； （2）H2O中，氧原子的价层电子对数为2+=4，O原子含有2对孤电子对，杂化轨道类型为sp3杂化，故答案为：4；sp3杂化； （3）水是极性分子，属于极性溶剂，NH3也是极性分子，根据相似形容原理，可知氨气极易溶于水，另水分子中的O原子和氨气分子中的N原子的电负性均较大，两者之间可以形成氢键，也可以增大氨气在水中的溶解度，故答案为：水和氨气分子极性相似；两者间可以形成氢键，使氨气在水中的溶解度很大； （4） 酸溶于水可形成H3O+，H3O+的电子式为，成键电子对和孤电子对之间的斥力小于孤电子对与孤电子对之间的斥力，中只有一对孤电子对，H2O中含有2对孤电子对，所以中的H-O-H之间的键角大于H2O中的H-O-H之间的键角，故答案为：；＞； （5）A．由图可知，图中是3个水分子以氢键和H3O+结合，化学式为，A正确； B．该水合质子的结构中H3O+，中心原子O原子的价层电子对数=σ键数目+孤电子对数=3+ （6-1-3×1）=3+1=4，则H3O+是三角锥形，4个原子一定不在同一个平面上，B错误； C．在该结构中3个水分子以氢键和H3O+结合，另外水分子及H3O+内部，H、O原子间以极性共价键结合，C错误； 故答案为：A。 19．(23-24高二上·北京汇文中学·期末)晶体具有周期性的微观结构，表现出许多独特的性质。 (1)干冰常用作制冷剂、人工降雨材料等。 ①1个CO2分子周围等距且最近的CO2分子有 个。 ②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为Au、面心为Cu，则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为是 。 ③如图是冰的结构。下列事实能解释干冰的密度比冰大的是 (填字母序号)。 a．二氧化碳分子的质量大于水分子 b．干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集 c．水分子极性强，分子间作用力大 d．冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低 (2)单晶硅等作为制造太阳能电池的材料已得到广泛应用。 ①单晶硅中最小的环上有 个Si原子。 ②单晶硅中含有 mol Si—Si键。 (3)图中铁的两种不同晶胞原子个数比是 。测定铁的晶体结构最好的方法是 。铁在化学反应中容易失电子形成阳离子，简化的电子排布式为 。 (4)晶体与晶体结构相似。 ①的熔点远高于，结合下表说明理由： 。 晶体 离子间距/pm 熔点/℃ 801 1960 ②设阿伏加德罗常数的值为，距离最近的两个间距为apm(1pm=10-10cm)，的摩尔质量为，则晶体的密度为 (列出计算式)。 ③晶体普遍存在各种缺陷。某种晶体中存在如图所示的缺陷：当一个空缺，会有两个被两个所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中与的离子数之比为。若该晶体的化学式为，则x= 。 【答案】(1) 12 1:3 abd (2) 6 2 (3) 1:2 X-射线衍射实验 [Ar]3d6 (4) 离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高 0.97 【详解】（1）①以顶点的二氧化碳分子研究，与之最近的二氧化碳分子位于面心上，与之最近的二氧化碳分子有=12，故答案为：12； ②若顶点为Au、面心为Cu，晶胞中含有Au原子数目为8×=1，晶胞中含有Cu原子数目为6×=3，则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为1：3，故答案为：1：3； ③干冰晶体属于分子密堆积，分子间只有范德华力，而冰晶体属于分子非密堆积，分子间的主要作用力是氢键，水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，所以干冰的密度比冰大，故abd正确，故答案为：abd； （2）①晶体Si中，由共价键形成的最小碳环上有6个硅原子，故答案为：6； ②晶体硅中每个硅原子形成四个Si-Si共价键，1条Si-Si共价键为两个Si原子共有，则1mol单晶硅中含有4mol×=2mol，故答案为：2； （3）由题干晶胞结构示意图可知，左图晶胞含有原子个数为：=2，右图晶胞含有原子个数为：=4，则图中铁的两种不同晶胞原子个数比是2:4=1:2，测定铁的晶体结构最好的方法是X-射线衍射实验，铁在化学反应中容易失电子形成阳离子，已知Fe是26号元素，其基态原子的核外电子排布式为：[Ar]3d64s2，则Fe2+简化的电子排布式为[Ar]3d6，故答案为：1:2；X-射线衍射实验；[Ar]3d6； （4）①NaCl、NiO都是离子晶体，NiO晶体中离子的电荷数大于NaCl,由离子间距可知NiO晶体中离子半径小，NiO的晶格能越大，其离子键的键能更大，熔点更高，故答案为：离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高； ②由图可知NaCl晶体中存在4个Na+和4个Cl-，则晶体中存在4个Ni2+和4个O2-，则晶胞质量为g，距离最近的两个Ni2+位于顶点和面心，为面对角线的一半，间距为apm，则棱长为apm，则体积为（a×10-10cm）3，则晶胞密度ρ==g⋅cm-3=g⋅cm-3，故答案为：； ③晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如图所示的缺陷：当一个Ni2+空缺，会有两个Ni2+被两个Ni3+所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6:91，设晶胞中含有97个Ni，则根据化合价代数和为0可知，含有O原子个数为=100，即晶胞中Ni和O的个数比为：97:100，故若该晶体的化学式为NixO，则x=0.97，故答案为：0.97。 16 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 题型07物质结构与性质 1.(23-24高二上·北京汇文中学.期末)下列能级符号不正确的是。 A.2d B.3p C.3d D.4s 2.(23-24高二上·北京丰台区·期末)下列关于A1、皂原子结构的分析中正确的是 A.原子半径：A1>Mg B.基态原子未成对电子数：Mg>A C.第一电离能：Mg>AI D.电负性：Mg>AI 3.(23-24高二上·北京汇文中学期末)下列分子的空间结构以及中心原子的杂化方式都相同的是 A.BeCl2和BF B.NO,和NO C.S0?和C10: D.CO2和SO3 4.(23-24高二上·北京汇文中学.期末)下列说法不正确的是 A.同种原子的原子轨道能量：1s<2s<3s<4s B.在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C.原子中，电子从n=4的状态跃迁到=3的状态时，将释放能量 D.CH4和NH的VSEPR模型相同 5.(23-24高二上·北京·期末)如图所示，图示或化学用语表示不正确的是 A.乙炔的空间结构模型 B.SO2的VSEPR模型 闪 3d 4s C. 基态Cr的价层电子的轨道表示 D.P,轨道的电子云轮廓图 式 A.A B.B C.C D.D 1/9 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 6.(23-24高二上·北京汇文中学期末)如图所示的化合物是一种强酸。下列说法正确的是 CH A.分子中所有化学键均为极性共价键 B.该分子中心原子S的价层电子对数为6 C.该化合物是四元酸 D.该分子中硫氧键的键长均相同 7.(24-25高二上·北京·期末)宏微结合是重要的化学学科素养。下列对物质的微观认识正确的是 A.两个p轨道之间只能形成π键，不能形成σ键 B.基态O原子中有3种不同运动状态的电子 C.离子半径Na*>Mg2+>02 D.60g二氧化硅晶体中含有Si-O键数为4W 8.(23-24高二上·北京汇文中学·期末)我国科学家成功利用CO2和H2人工合成了淀粉，使淀粉的生产方式 从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如下图所示。下列说法不正确的是 H,H,O CO,乙CHOH→HcH0→H0义OHTH00: OH 甲醇 甲醛 二羟基丙酮 淀粉 资料：部分物质的结构简式 HO一CH2 CH-Q 二羟基丙酮 OHOH A.CO2分子中6键和π键个数比为1：1 B.甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键 C.淀粉分子中存在手性碳原子 D.甲醇分子和二羟基丙酮分子中碳原子的杂化类型均为Sp3 9.(24-25高二上·北京·期末)氮化碳结构如图，其中B-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新 材料。下列有关氮化碳的说法错误的是 2/9 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 A.氮化碳属于共价晶体 B.氮化碳中碳显-4价，氮显+3价 C.氮化碳的化学式为CN4 D.氮化碳中共价键键能大于金刚石中共价键键能 10.(24-25高二上·北京·期末)下列对物质性质解释合理的是 选项 性质 解释 A 酸性：F-CH2-C00H>C1-CH2-C00H 电负性：F>CI 熔点：晶体硅<碳化硅 碳化硅中分子间作用力较大 热稳定性：HF(g)>HC1(g HF中存在氢键 D 熔点：Br< Br-Br键较强 A.A B.B C.C D.D 1.2324高二上北京师范大学附据中学期末利已知：L,+C,点燃2HC.下列说法不正确的足 C12 H2在CL,中燃烧 A.H,分子的共价键是s-so键，CL,分子的共价键是s-po键 B.燃烧生成的HC1气体与空气中的水蒸气结合呈雾状 C.停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟 3/9 学科网 www .zxxk.com 让教与学更高效 D.可通过原电池将H2与CI2反应的化学能转化为电能 12.(23-24高二上·北京师范大学附属中学·期末)下列关于NH、NH3、NH,三种微粒的说法不正确的是 A.三种微粒所含有的电子数相等 B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同 C.三种微粒的空间构型相同 D.键角大小关系：NH4>NH>NH 13.(23-24高二上·北京师范大学附属中学.期末)2019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(4)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(，Rb)同周期。下列说法不正确的是 A.In是第五周期第ⅡA族元素 B.Sn的中子数与电子数的差值为17 C.原子半径：Rb>In D.In位于周期表的s区 14.(23-24高二上·北京师范大学附属中学期末)元素X、Y、Z和R在周期表中的位置如图所示。R位于第 四周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是 X Z R A.X基态原子的核外电子排布式为2s22p2 B.电负性：R>Y C.0.033moL1的HRO4溶液的pH约等于1 D.还原性：Y2>Z 15.(24-25高二上·北京期末)我国科学家成功合成了世界上首个全氮阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究 有了新的突破。 (1)基态N原子中有 个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是 4/9 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (2)第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的是」 (填元素符号)。 (3)以氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料具有优异性能，基态3，Ga价层电子的轨道表示 式 16.(23-24高二上北京汇文中学期末)W、X、Y为同一周期的四种主族元素，原子序数依次增大。基态Y 原子的价电子排布为3s23p4,X的电离能数据如下表所示。 电离能 3 I/kJ.mol- 738 1451 7733 10540 (1)Y在元素周期表中的位置是 (2)为了进一步研究最高价氧化物对应水化物的酸碱性与元素金属性、非金属性的关系，查阅如下资料。 资料：i.某元素最高价氧化物对应的水化物脱水前的化学式通常可以表示为M(0H。，该水化物中的 MO一—H结构有两种断键方式：断M一O键在水中电离出OH;断O一H键在水中离出H。 ⅱ.在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一，水化物的M一 O一H结构中，成键原子电负性差异越大，所形成的化学键越容易断。 ①已知：O、H元素的电负性数值分别为3.5和2.1；某元素M的电负性数值为2.5，且电负性差异是影响 M—O—H中化学键断裂难易程度的主要原因。该元素最高价氧化物对应的水化物呈 (填“酸”或 “碱性，依据是」 ②W和X的最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是 (写化学式)，结合资料说明理 由： 0 17.(23-24高二上·北京师范大学附属中学.期末)工业中可利用生产钛白的副产物FS04·7H,0和硫铁 (FeS2)联合制备铁精粉(Fe,O,)和硫酸，实现能源及资源的有效利用。 (1)FeS04·7H,0结构示意图如图。 Q ●Fe 0 H ①基态O原子的核外电子轨道表示式 5/9 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 ②Fe2+的价层电子排布式为」 ③与O和S同主族的S元素基态原子的简化电子排布式为 (2)O与同周期的C、N三种元素的第一电离能由小到大的顺序是 (3)FeS0,·7H,0中含有H0和S0两种粒子。 ①H,0分子的空间结构为」 ②H,0中O和S0}中S均为」 杂化，己知H,0中H-O-H键角小于S0中O-S-O键角，请解释 原因 (4)FeS0,·7H,0加热脱水后生成Fes0,·H,0,再与FeS2在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。 Fes0,·H,0分解和FeS2在氧气中燃烧的能量示意图如图，利用FeS2作为Fes0,·H,0分解的燃料，除反应产 物是铁精粉和制硫酸的原料外，从能源利用的角度说明该工艺的优点 Fe,O,(s)+SO,(g) 4FcS,(s+110,(g) +S0,(g)+2H0(g) △H2 AH 2Fe,0,(s+8S0,(g) 2FeSO,.H,O(s) 反应过程 反应过程 18.(24-25高二上·北京期末)水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于 键；依据O与H的电负性判断， 属于 共价键。 (2)水分子中，氧原子的价层电子对数为 杂化轨道类型为」 (3)水是优良的溶剂，常温常压下H,极易溶于水，从微粒间相互作用的角度分析原因，请写出两条： ① ② 0 (4)酸溶于水可形成H,O,H,O*的电子式为 。由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会 对微粒的空间结构产生影响，如NH中H-N-H的键角大于H,O中H-O-H的键角，据此判断H,O和H,O的 键角大小：H,O H,0(填>”或“<)。 (⑤)我国科学家利用高分辨原子力显微镜技术，首次拍摄到质子在水层中的原子级分辨图像，发现两种结构 的水合质子，其中一种结构如图所示。下列有关该水合质子的说法正确的是 6/9 学科网 www .zxxk.com 让教与学更高效 H A.化学式为H,O4 B.氢、氧原子都处于同一平面 C.氢、氧原子间均以氢键结合 19.(23-24高二上·北京汇文中学.期末)晶体具有周期性的微观结构，表现出许多独特的性质。 (1)干冰常用作制冷剂、人工降雨材料等。 干冰的晶胞 ①1个CO2分子周围等距且最近的CO2分子有 个。 ②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为Au、面心为Cu,则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为 是」 ③如图是冰的结构。下列事实能解释干冰的密度比冰大的是」 (填字母序号)。 a.二氧化碳分子的质量大于水分子 b.千冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集 c.水分子极性强，分子间作用力大 d.冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低 (2)单晶硅等作为制造太阳能电池的材料已得到广泛应用。 7/9 函学科网 www .zxxk.com 让教与学更高效 单晶硅的晶胞 ①单晶硅中最小的环上有」 个Si原子。 ②1mol单晶硅中含有 mol Si--Si键。 (3)图中铁的两种不同晶胞原子个数比是 。 测定铁的晶体结构最好的方法是」 铁在 化学反应中容易失电子形成阳离子，F®+简化的电子排布式为 应 铁的两种晶胞 (4)NiO晶体与NaC1晶体结构相似。 NaCl的晶胞 ①NiO的熔点远高于NaCI,结合下表说明理由： 晶体 离子间距pm 熔点/C NaCl d-cr=276 801 NiO d-0-=212 1960 ②设阿伏加德罗常数的值为NA,距离最近的两个N2+间距为apm(Ipm=l0-1ocm),Ni0的摩尔质量为 Mg·molr,则晶体的密度为 _g·cm3(列出计算式)。 ③晶体普遍存在各种缺陷。某种NO晶体中存在如图所示的缺陷：当一个N2+空缺，会有两个N2+被两个 8/9 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 N3+所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中N+与N2+的离子数之比为6：91。若该晶体的化 学式为NiO,则x=」 02 N 02 N72 Ni2 02 02 N72 9/9