内容正文:
《物质结构与性质》模块综合(期末真题A)
题号
考点
能力要求
难度
自评
得分
✅
❌
1
VSEPR模型与分子空间结构的区别
理解与辨析
容易
2
分子极性、杂化方式、键角比较、同分异构体
理解与应用
中等
3
化学用语(电子式、电子排布式、电子云轮廓图)
记忆与辨析
容易
4
离子半径、第一电离能、熔点、酸性比较
理解与应用
中等
5
电子排布与元素周期表位置判断
理解与推断
中等
6
晶胞结构、轨道表示式、σ键形成、VSEPR模型
理解与辨析
较难
7
电负性对键能、酸性、极性、氢键的影响
分析与解释
较难
8
配合物的组成、配位数、中心离子、沉淀计算
理解与应用
中等
9
元素推断、电负性、酸性、未成对电子数、pH比较
综合推断
较难
10
原子光谱、键角、离子配位数、键能环境
理解与辨析
中等
11
配合物结构、晶胞坐标、晶体类型
空间想象与推断
中等
12
能级、未成对电子、分子极性、液晶、杂化、键数、8电子结构、冠醚
综合判断
困难
13
超分子结构、水溶性、分子识别与自组装
理解与应用
中等
14
元素分区、电子排布、晶胞坐标与参数计算
空间计算与推断
较难
15
综合题:键型比、电子运动状态、元素分区、未成对电子、电子排布、离子方程式、空间结构、配合物稳定性、晶胞计算
综合应用与计算
困难
16
配位键、沉淀溶解、晶体析出、杂化方式、熔点比较、晶胞参数与密度计算
理解、书写与计算
较难
17
冠醚作用力、超分子识别、共价晶体熔点、晶胞结构与坐标计算
理解、分析与计算
较难
18
电子排布、溶解性分析、反应计量、配合物结构、晶胞结构与密度计算
理解、分析与计算
中等
总分
总评:
一、选择题(每题只有一个正确答案,每题3分,共42分)
1.(2024·湖北·高考真题)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A.理论认为模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
【答案】A
【解析】A.VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对,当中心原子无孤电子对时,两者空间结构相同,当中心原子有孤电子对时,两者空间结构不同,故A错误;B.元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化,这一规律叫元素周期律,元素性质的周期性的变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果,故B正确;C.在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理,故C正确;D.1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道,称为sp3杂化轨道,故D正确;故答案为:A。
2.(24-25高二下·新疆·期末)用尿素[]水解生成的催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。下列说法错误的是
A.极性:NO< B.中N原子的杂化方式为
C.键角:< D.与互为同分异构体
【答案】C
【解析】A.NH3为三角锥形结构,极性较强;NO为双原子分子,极性较弱,故极性NO<NH3,A正确;B.NH3中N原子有3个σ键和1对孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,B正确;C.中N原子和中O原子均为sp3杂化。中N原子有1对孤电子对,中O原子有2对孤电子对,孤电子对越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,故NH3键角更大,C错误;D.CO(NH2)2与NH4CNO分子式均为CH4ON2,结构不同,互为同分异构体,D正确;故选C。
3.(24-25高二上·陕西汉中·期末)下列有关化学用语正确的是
A.的电子式:
B.基态钾原子的核外电子排布式:
C.基态铜原子的结构示意图:
D.的电子云轮廓图:
【答案】C
【解析】A.H2O的电子式为,A错误;B.基态钾原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p64s1,B错误;C.基态铜原子的结构示意图,C正确;D.pz的电子云轮廓图为,D错误;故选C。
4.(24-25高二上·江苏扬州·期末)侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备Na2CO3。下列说法正确的是
A.半径:r(Cl-)>r(Na+) B.第一电离能:I1(O)>I1(N)
C.熔点:CO2>NaCl D.酸性:H2CO3>HNO3
【答案】A
【解析】A.Cl⁻的电子层数为3,Na⁺的电子层数为2,电子层数越大,离子半径越大,因此r(Cl⁻) > r(Na⁺),A正确;B.氮原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能高于氧,因此I1(N) > I1(O),B错误;C.CO2为分子晶体,NaCl为离子晶体,离子晶体熔点远高于分子晶体,因此NaCl的熔点更高,C错误;D.硝酸为强酸,碳酸为弱酸,酸性强弱为HNO3 > H2CO3,D错误;故选A。
5.(24-25高二下·广东广州·期中)已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,该元素在周期表中的位置和区域是
A.第三周期第ⅥB族;p区 B.第三周期第ⅢB族;d区
C.第四周期第ⅥB族;d区 D.第四周期第ⅡB族;ds区
【答案】C
【解析】某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,其原子核外电子数为21+3=24,为Cr元素,原子核外排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,处于周期表中第4周期第VIB族,属于d区,故选C。
6.(24-25高二下·湖南益阳·期末)下列有关化学用语正确的是
A.干冰的晶胞示意图:
B.基态氮原子的轨道表示式:
C.F2的p-pσ 键形成过程:
D.SO3的VSEPR模型:
【答案】A
【解析】A.干冰(固态CO2)为分子晶体,晶胞结构为面心立方最密堆积,顶点和面心均有1个CO2分子,其晶胞示意图为:,A正确;B.基态氮原子电子排布式为1s22s22p3,结合洪特规则可知,其轨道表示式为:,B错误;C.F2的p-p σ键是由2个氟原子各提供1个未成对电子的2p原子轨道重叠形成的,即“头碰头”重叠形成,而不是选项图中“肩并肩”重叠形成,C错误;D.SO3的中心S原子的价层电子对数为,无孤电子对,其VSEPR模型为平面三角形,即,D错误;故选A。
7.(2023·北京·高考真题)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A.键的键能小于键的键能
B.三氟乙酸的大于三氯乙酸的
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子
【答案】A
【解析】A.F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,键不稳定,因此键的键能小于键的键能,与电负性无关,A符合题意;B.氟的电负性大于氯的电负性。键的极性大于键的极性,使—的极性大于—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;C.氟的电负性大于氯的电负性,键的极性大于键的极性,导致分子极性强于,C不符合题意;D.氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在,D不符合题意;故选A。
8.(24-25高二下·湖南益阳·期末)关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列说法错误的是
A.此配合物为离子化合物
B.配位体是Cl-和H2O,配位数是6
C.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
D.1 mol该配合物与足量硝酸银反应能得到287 g白色沉淀
【答案】C
【解析】A.该配合物由内界配离子和外界Cl-通过离子键结合,属于离子化合物,A正确;B.配位体是Cl-和H2O,内界中1个Cl-和5个H2O参与配位,配位数为6,B正确;C.配离子是[TiCl(H2O)5]2+,电荷为+2,内界还有一个Cl-,故中心离子是Ti3+而非Ti4+,C错误;D.1 mol该配合物外界Cl-为2 mol,与足量硝酸银反应生成2 mol AgCl(内界Cl-不参与反应),沉淀质量为,D正确;故答案选C。
9.(2024·湖北·高考真题)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A.电负性: B.酸性:
C.基态原子的未成对电子数: D.氧化物溶于水所得溶液的
【答案】D
【解析】主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,则Z个有4个能层。根据这4种元素形成的化合物的结构可以推断,W、X、Y、Z分别为H、O、S、K。A.W和Y可以形成,其中S显-2价,因此,电负性S>H,A不正确;B.是中强酸,而是强酸,因此,在相同条件下,后者的酸性较强,B不正确;C.H只有1个电子,O的2p轨道上有4个电子,O有2个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数 O>H,C不正确;D.K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱,S的氧化物溶于水且与水反应生成或,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为 K>S,D正确;综上所述,本题选D。
10.(2024·河北·高考真题)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
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
键角依次减小
孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C
晶体中与8个配位,而晶体中与6个配位
比的半径大
D
逐个断开中的键,每步所需能量不同
各步中的键所处化学环境不同
【答案】B
【解析】A.原子光谱是不连续的线状谱线,说明原子的能级是不连续的,即原子能级是量子化的,故A正确;B.中中心C原子为杂化,键角为,中中心C原子为杂化,键角大约为,中中心C原子为杂化,键角为,三种物质中心C原子都没有孤电子对,三者键角大小与孤电子对无关,故B错误;C.离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小,离子半径比越大,配位数越大,周围最多能排布8个,周围最多能排布6个,说明比半径大,故C正确;D.断开第一个键时,碳原子周围的共用电子对多,原子核对共用电子对的吸引力较弱,需要能量较小,断开键越多,碳原子周围共用电子对越少,原子核对共用电子对的吸引力越大,需要的能量变大,所以各步中的键所处化学环境不同,每步所需能量不同,故D正确;故选B。
11.(24-25高二下·广西百色·期末)配合物[]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列说法不正确的是
A.中心原子的配位数是4 B.晶胞中配合物分子的分数坐标为
C.该晶体属于分子晶体 D.该晶体具有与晶体相似的晶体结构
【答案】D
【解析】A.从配合物的分子结构可看出,中心原子为,配体为,中心原子周围与4个原子形成配位键,配位数是4,A项正确;B.由晶胞结构可知,晶胞中配合物分子位于晶胞的8个顶点和上下底面的面心上,故晶胞中配合物分子的分数坐标为,B项正确;C.该配合物为分子结构,在晶胞中微粒为分子,故该晶体属于分子晶体,C项正确;D.晶胞中二氧化碳分子处于晶胞8个顶点和6个面心,利用均摊法计算,每个晶胞中含分子数为个,而该晶胞含个配合物分子,二者晶胞中所含分子数量不同,晶体结构不相似,D项错误;答案选D。
12.(24-25高二下·河南南阳·期末)下列说法正确的是
①在同一能级上运动的电子,其能量可能不同
②元素周期表的每一个区都有金属元素,前四周期元素的基态原子中只有有4个未成对电子
③、、、、是由极性共价键构成的非极性分子
④液晶具有各向异性,可以用于制备液晶显示器;液晶用于显示器,施加电场可使液晶的长轴取向发生改变
⑤、中心原子的杂化方式均为杂化,空间结构分别为三角锥形和平面三角形
⑥中共价键的个数为
⑦、、、均满足最外层8电子稳定结构,分子空间结构与其稳定性无关
⑧冠醚12-冠-4能够与形成超分子,而不能与形成超分子,是由于离子半径大小与冠醚的空腔匹配有关
A.①③④⑥ B.①③⑤⑦ C.②④⑥⑧ D.②⑤⑦⑧
【答案】C
【解析】①在同一能级上的电子能量相同,①错误;②元素周期表各区(s、p、d、ds、f)均含金属,前四周期基态原子中,仅Fe(3d6)有4个未成对电子,②正确;③HCl、NH3、H2O为极性分子,③错误;④液晶对光具有各向异性,施加电场可使液晶的长轴取向发生改变,从而显示文字、图像和数字,这一特性被用于显示器,④正确;⑤中心原子S的价层电子对数为,为sp3杂化,有一对孤对电子,空间构型为三角锥形,⑤错误; ⑥1mol [Cu(NH3)4]2+含12个N-H键和4个配位键,共价键的数目为16NA,⑥正确; ⑦SF6中S为12电子,BF3中B为6电子,PCl5中P为10电子,均不满足8电子结构,⑦错误;⑧冠醚12-冠-4的空腔大小与Li+匹配,与K+不匹配,⑧正确;综上,正确说法为②④⑥⑧,故选C。
13.(24-25高二下·河南南阳·期末)杯芳烃的空腔大小由苯环的数量控制,通过在上缘和下缘引入基团,可改变其溶解度和选择性。SC[6]A修饰的银纳米粒与血根碱(SGR)形成的络合过程示意图如图,产物具有良好的抗菌、抗肿瘤、抗氧化和抗炎活性。下列说法正确的是
A.杯[n]芳烃中大键与被装载分子通过共价键形成超分子
B.SC[6]A是杯[6]芳烃上缘引入磺酸基后形成的,可以减弱水溶性
C.超分子有着广泛的应用,其特性是“分子识别”和“自组装”
D.SGR能被SC[6]A装载,也一定能被SC[4]A装载
【答案】C
【解析】A.超分子是通过非共价键形成的,A错误;B.引入亲水基磺酸基,可增强水溶性,B错误;C.“分子识别”和“自组装”是超分子的特征性质,C正确;D.由结构可知,SC[6]A空腔大于SC[4]A,故SGR能被SC[6]A装载,不一定能被SC[4]A装载,D错误;故答案为:C。
14.(24-25高二下·安徽马鞍山·期末)灰锡与金刚石的晶体类型相同,其晶胞如图甲所示,图乙为晶胞的俯视图,已知原子的分数坐标点点。下列有关说法不正确的是
A.位于元素周期表的区
B.基态原子的价层电子排布式为
C.晶胞中点原子分数坐标为
D.若键的键长为,则晶胞参数为
【答案】C
【解析】A.Sn为50号元素,位于第五周期第IVA族,位于元素周期表的区,A正确;B.Sn的原子序数为50,基态原子电子排布式为[Kr]4d105s25p2,价层电子为最外层的5s和5p轨道电子,则基态原子的价层电子排布式为5s25p2,B正确;C.已知原子的分数坐标点点,将晶胞均分为8个小立方体,原子d应在上层四个小立方体的右前面一个小立方体的体心,则晶胞中点原子分数坐标为,C错误;D.键的键长为晶胞体对角线的,设晶胞参数为x pm,则有,解得,即晶胞参数为,D正确;故选C。
二、非选择题(共4小,共58分)
16.(24-25高二下·河南南阳·期末)(14分)下表列出了元素周期表中的若干元素,表中所列的字母分别代表一种化学元素。请回答下列问题:
(1)C可与形成化合物,其含有的键和键的个数比为 ;元素的基态原子的核外电子空间运动状态共有 种;元素属于 区;与同周期且基态原子未成对电子数相同的元素有 种。
(2)基态M原子的简化电子排布式为 。
(3)下列有关说法正确的是 (填标号)。
①第一电离能: ②电负性:
③简单离子半径: ④最高价含氧酸的酸性:
⑤分子的键角: ⑥的中心原子的杂化方式为
(4)B的氧化物显两性,写出B的氧化物与F的氢氧化物反应的离子方程式: 。
(5)A、D、E、I、L这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子为,其空间结构为 ;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图甲所示),该化合物加热时首先失去的组分是 ,判断的理由是 。
(6)晶体的晶胞如图乙所示。原子间的最短距离为,密度为,为阿伏加德罗常数的值。的相对原子质量为 (用、、表示)。
【答案】(1) (1分) 9 (1分) (1分) 4(1分)
(2)(1分)
(3)(2分)
(4)或(2分)
(5) 正四面体形 (1分) (1分) 和形成的配位键比与形成的配位键弱(1分)
(6)(2分)
【解析】由图中各元素在周期表中的位置知,A为氢、B为铍、C为碳、D为氮、E为氧、F为钠、G为镁、H为为铝、I为硫、J为氯,K为铬、L为铜、M为砷、N为钡。
(1)由分析,C可与形成化合物为,含有1个键和5个键,键和键的个数比为;元素为S,其基态原子电子排布式为,核外电子空间运动状态共有9种;元素为铬。价电子排布式为,属于d区;为铜,价电子排布式为,未成对电子数为1,与铜同周期且基态原子未成对电子数相同的元素有钾、钪、镓、溴四种,故答案为、9、d、4。
(2)M是元素,核电荷数为33,基态原子的简化电子排布式为故答案为
(3)同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA、ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,得到第一电离能,错误;
同周期从左到右电负性依次增大,电负性,正确;
电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,、、的电子层数相同,则简单离子半径,错误;
J为氯,I为硫,C为碳,非金属性, 元素非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,最高价含氧酸的酸性:,正确;
当中心原子杂化类型和孤对电子数相同时,中心原子的电负性越大,键角越大,分子是,分子是,中心原子和均采用杂化且含一对孤对电子,且的电负性大于,则键角,错误;
为,中心原子的价层电子对数,杂化方式为杂化,错误;
故答案为
(4)由分析可知,B为Be,F为Na,BeO 与反应的离子方程式为或,故答案为或。
(5)(5)由分析知,为,S的中心价层电子对数为4,孤对电子数为O,空间构型为(正)四面体结构;由图示可知,该阳离子为,电负性,和形成的配位键比与形成的配位键弱,所以该化合物加热时首先失去的组分是,故答案为(正)四面体结构;;和形成的配位键比与形成的配位键弱。
(6)由晶胞结构图,原子位于顶点和面心,根据均摊法计算可得,晶胞中含有4个原子,晶胞的质量为,晶体为面心紧密堆积,故晶胞的边长为,。
17.(23-24高二下·四川绵阳·期中)(18分)秦始皇帝陵博物院首次在兵马俑的彩绘中发现了古人人工合成的“中国蓝”“中国紫”颜料。通过对这些颜料的研究发现,其成分主要是钡和铜的硅酸盐(BaCuSixOy) 。
回答下列问题:
(1)“中国蓝”的发色与硫酸铜溶液呈天蓝色类似,都是由于形成了[Cu(H2O)4]2+,该配离子中Cu2+提供 ,配位原子是 ,1 mol [Cu(H2O)4]2+中σ键的数目为 。
(2)写出向硫酸铜溶液里逐滴加入氨水过程中沉淀溶解的离子方程式 ,再向溶液中加入乙醇,会析出深蓝色晶体 (写出化学式)。
(3)“中国蓝”“中国紫”中存在四面体结构,其中Si原子采取的杂化方式为 。
(4)BaO的熔沸点 MgO(填“>”“<”“=”),原因是 。
(5)立方CuO晶胞结构如图所示。其中Cu2+的配位数为 。NA代表阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a pm,则其晶体密度为 g·cm-3。
【答案】(1) 空轨道 (1分) O (1分) 12NA(2分)
(2) Cu(OH)2+4NH3= [Cu(NH3)4]2++2OH-或Cu(OH)2+4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O (2分) [Cu(NH3)4]SO4·H2O(2分)
(3)sp3杂化(2分)
(4) < (2分) MgO和BaO都是离子晶体,Mg2+和Ba2+所带电荷相同,前者半径更小,MgO离子键更强,熔沸点更高(2分)
(5) 6 (2分) (2分)
【解析】(1)配位键是特殊的共价键,原子对成键的贡献不均等,它是由一方提供空轨道(往往是过渡金属及其离子)而另一方提供孤电子对而形成的,所以Cu2+提供空轨道,O提供孤电子对,O是配位原子,1mol中含有4molH2O,1molH2O中含有2molσ键,1molH2O和Cu2+形成1mol配位键,属于σ键,故1mol含有12molσ键;
故答案为:空轨道;O;12NA;
(2)氢氧化铜会溶于氨水,其化学方程式为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-或Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,加入极性较小的乙醇,会析出深蓝色的晶体:[Cu(NH3)4]SO4·H2O;
故答案为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-或Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;[Cu(NH3)4]SO4·H2O;
(3)分子为立体四面体构型,该分子只能采取sp3杂化,则Si原子采取的杂化方式为sp3杂化;
故答案为:sp3杂化;
(4)离子晶体熔沸点的取决于晶格能,晶格能大小取决于离子半径、离子所带电荷数,半径小、电荷数多,熔沸点就高,而MgO和BaO都是离子晶体,且Mg2+和Ba2+所带电荷相同,前者半径更小,MgO离子键更强,熔沸点更高;
故答案为:<;MgO和BaO都是离子晶体,Mg2+和Ba2+所带电荷相同,前者半径更小,MgO离子键更强,熔沸点更高;
(5)铜离子的配位数即离铜最近的的个数,以顶点一个Cu2+为例,距它最近的位于三条棱心有三个,同时晶体延伸三条棱还能找到3个,所以配位数为6;晶胞密度的计算公式为(M为摩尔质量,N为微粒个数,V为晶胞体积),晶胞体积为,Cu2+处于8顶点和6个面心均摊为:,处于12条棱的中心和1个体心均摊为:,带入公式计算得;
故答案为:6;。
17.(24-25高二下·山东东营·期末)(12分)西北工业大学曾华强课题组借用足球烯核心,成功实现了高效且选择性可精准定制的离子跨膜运输,如图所示。
回答下列问题。
(1)冠醚与碱金属离子之间的作用力为___________(填序号)。
A.离子键 B.弱配位键 C.氢键 D.金属键
(2)不同冠醚可精准定制碱金属离子形成超分子的原因 。
(3)磷化硼(耐高温、抗氧化)纳米颗粒可高选择性催化CO2还原为甲醇,其晶胞如上图所示。
①BN与BP具有相似的晶体结构,比较二者熔点并说明原因: 。
②晶胞中与B距离最近且相等的B的个数为 。
③图中a为坐标原点,d处原子分数坐标为(1,1,0),则e处B原子分数坐标为 。
④已知晶胞中a与d处P原子间距离为c pm,则B与最近P的核间距为 pm。
【答案】(1)B(2分)
(2)不同冠醚的空腔大小不同,只能容纳离子半径一定大小的碱金属离子(意思对即可)(2分)
(3) BN的熔点大于BP,二者均为共价晶体,原子半径:N<P,键长:B-N<B-P,B-N键键能较大,因此BN晶体的熔点高于BP晶体 (2分) 12 (2分) (,,) (2分) (2分)
【解析】(1)冠醚与碱金属离子之间以配位键结合,配位键不属于离子键,也不属于金属键;更不是氢键,故合理选项是B;
(2)冠醚中O原子与碱金属离子通过配位键结合。不同冠醚中O原子数不同,空穴大小也不同。不同冠醚的空腔大小不同,只能容纳离子半径一定大小的碱金属离子;
(3)①BN与BP具有相似的晶体结构,二者都属于共价晶体。由于原子半径:N<P,所以键长:B-N<B-P,键能:B-N>B-P,该晶体中化学键的键能越大,断裂该化学键需消耗的能量就越高,该化学键就越难断裂,物质的熔沸点就越高。由于键能:B-N>B-P, B-N键键能较大,因此含有B-N键的BN晶体的熔点高于BP晶体;
②由磷化硼晶胞结构可知:磷原子位于晶胞的顶点和面心,磷原子的堆积方式为面心立方最密堆积,则晶体中与磷原子距离最近且相等的磷原子有个,且一个晶胞中磷原子的个数为:8×+6×=4,硼原子位于小立方体内,因此一个晶胞中硼原子的个数为4,可知晶胞中硼原子和磷原子的个数之比为l:1,因此磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子数为12;
③将BP晶胞分为8个小的立方体,四个B原子分别位于四个交错的小立方体体心位置,若图中a处P原子坐标为(0,0,0),d处P原子坐标为(1,1,0),则e处的B原子坐标为(,,);
④已知晶胞中a处P原子与d处P原子间距离为c pm,设B原子与最近P原子的核间距为L pm,晶胞的棱长为x pm,由BP晶体可知:a处P原子与d处P原子位于面对角线位置,x=c pm,则磷化硼晶体的边长x=pm。晶胞体对角线等于4L pm,则4L pm=pm=pm,可得L=pm=pm。
18.(24-25高二下·河南南阳·期末)(14分)钠、氯、溴及其化合物在生活、生产中具有广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态钠原子的核外电子排布简式为 ,其最外层电子云轮廓图形状为 。
(2)依他尼酸(结构简式如下)是一种利尿剂,该物质极易溶于乙醇,从结构特点分析其易溶于乙醇的原因: ;1mol依他尼酸最多能消耗 mol。
(3)在含有的水溶液中存在平衡:(几乎无色)(黄色)。的中心离子为杂化,则的空间构型为 (填“四面体”“六面体”或“八面体”);中含有的化学键类型有 (填字母)。
a.氢键 b.配位键 c.极性共价键
(4)氧化钠的晶胞结构如图所示,其中表示 (填“”或“”);的配位数是 ;设阿伏加德罗常数的值为,则氧化钠晶体的密度为 (用含的代数式表示)。
【答案】(1) (1分) 球形(1分)
(2) 依他尼酸与乙醇能形成氢键,且与乙醇极性相似(2分) 5(2分)
(3) 八面体(2分) bc(2分)
(4) (1分) 4 (1分) (2分)
【解析】(1)基态原子的核外电子排布式为,其最外层电子云为轮廓形状为球形,故答案为:,球形;
(2)根据依他尼酸的结构简式可知,其含有羧基能与乙醇能形成氢键,而且依他尼酸与乙醇极性相似,根据“相似相溶”原理,依他尼酸极易溶于乙醇;依他尼酸中的、均以消耗共,与的产物是酚羟基,仍然可以再消耗共,依他尼酸最多能消耗的量为,故答案为:依他尼酸与乙醇能形成氢键,且与乙醇极性相似,5;
(3)的中心离子为杂化,配位数为6,则的空间构型为八面体,中配位原子和中心原子间为配位键,分子中含有极性共价键,氢键不是化学键,故答案为:八面体,bc;
(4)氧化钠化学式为,按均摊法,灰球有,黑球在晶胞内有8个,可知黑球与灰球的个数比为,故表示。由晶胞结构可知,位于形成的四面体空隙中,故其配位数是4。1个晶胞的质量,1个晶胞的体积,故氧化钠晶体的密度为,故答案为:,4,。
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《物质结构与性质》模块综合(期末真题A)
题号
考点
能力要求
难度
自评
得分
✅
❌
1
VSEPR模型与分子空间结构的区别
理解与辨析
容易
2
分子极性、杂化方式、键角比较、同分异构体
理解与应用
中等
3
化学用语(电子式、电子排布式、电子云轮廓图)
记忆与辨析
容易
4
离子半径、第一电离能、熔点、酸性比较
理解与应用
中等
5
电子排布与元素周期表位置判断
理解与推断
中等
6
晶胞结构、轨道表示式、σ键形成、VSEPR模型
理解与辨析
较难
7
电负性对键能、酸性、极性、氢键的影响
分析与解释
较难
8
配合物的组成、配位数、中心离子、沉淀计算
理解与应用
中等
9
元素推断、电负性、酸性、未成对电子数、pH比较
综合推断
较难
10
原子光谱、键角、离子配位数、键能环境
理解与辨析
中等
11
配合物结构、晶胞坐标、晶体类型
空间想象与推断
中等
12
能级、未成对电子、分子极性、液晶、杂化、键数、8电子结构、冠醚
综合判断
困难
13
超分子结构、水溶性、分子识别与自组装
理解与应用
中等
14
元素分区、电子排布、晶胞坐标与参数计算
空间计算与推断
较难
15
综合题:键型比、电子运动状态、元素分区、未成对电子、电子排布、离子方程式、空间结构、配合物稳定性、晶胞计算
综合应用与计算
困难
16
配位键、沉淀溶解、晶体析出、杂化方式、熔点比较、晶胞参数与密度计算
理解、书写与计算
较难
17
冠醚作用力、超分子识别、共价晶体熔点、晶胞结构与坐标计算
理解、分析与计算
较难
18
电子排布、溶解性分析、反应计量、配合物结构、晶胞结构与密度计算
理解、分析与计算
中等
总分
总评:
一、选择题(每题只有一个正确答案,每题3分,共42分)
1.(2024·湖北·高考真题)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A.理论认为模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
2.(24-25高二下·新疆·期末)用尿素[]水解生成的催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。下列说法错误的是
A.极性:NO< B.中N原子的杂化方式为
C.键角:< D.与互为同分异构体
3.(24-25高二上·陕西汉中·期末)下列有关化学用语正确的是
A.的电子式:
B.基态钾原子的核外电子排布式:
C.基态铜原子的结构示意图:
D.的电子云轮廓图:
4.(24-25高二上·江苏扬州·期末)侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备Na2CO3。下列说法正确的是
A.半径:r(Cl-)>r(Na+) B.第一电离能:I1(O)>I1(N)
C.熔点:CO2>NaCl D.酸性:H2CO3>HNO3
5.(24-25高二下·广东广州·期中)已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,该元素在周期表中的位置和区域是
A.第三周期第ⅥB族;p区 B.第三周期第ⅢB族;d区
C.第四周期第ⅥB族;d区 D.第四周期第ⅡB族;ds区
6.(24-25高二下·湖南益阳·期末)下列有关化学用语正确的是
A.干冰的晶胞示意图:
B.基态氮原子的轨道表示式:
C.F2的p-pσ 键形成过程:
D.SO3的VSEPR模型:
7.(2023·北京·高考真题)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A.键的键能小于键的键能
B.三氟乙酸的大于三氯乙酸的
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子
8.(24-25高二下·湖南益阳·期末)关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列说法错误的是
A.此配合物为离子化合物
B.配位体是Cl-和H2O,配位数是6
C.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
D.1 mol该配合物与足量硝酸银反应能得到287 g白色沉淀
9.(2024·湖北·高考真题)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A.电负性: B.酸性:
C.基态原子的未成对电子数: D.氧化物溶于水所得溶液的
10.(2024·河北·高考真题)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
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
键角依次减小
孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C
晶体中与8个配位,而晶体中与6个配位
比的半径大
D
逐个断开中的键,每步所需能量不同
各步中的键所处化学环境不同
11.(24-25高二下·广西百色·期末)配合物[]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列说法不正确的是
A.中心原子的配位数是4 B.晶胞中配合物分子的分数坐标为
C.该晶体属于分子晶体 D.该晶体具有与晶体相似的晶体结构
12.(24-25高二下·河南南阳·期末)下列说法正确的是
①在同一能级上运动的电子,其能量可能不同
②元素周期表的每一个区都有金属元素,前四周期元素的基态原子中只有有4个未成对电子
③、、、、是由极性共价键构成的非极性分子
④液晶具有各向异性,可以用于制备液晶显示器;液晶用于显示器,施加电场可使液晶的长轴取向发生改变
⑤、中心原子的杂化方式均为杂化,空间结构分别为三角锥形和平面三角形
⑥中共价键的个数为
⑦、、、均满足最外层8电子稳定结构,分子空间结构与其稳定性无关
⑧冠醚12-冠-4能够与形成超分子,而不能与形成超分子,是由于离子半径大小与冠醚的空腔匹配有关
A.①③④⑥ B.①③⑤⑦ C.②④⑥⑧ D.②⑤⑦⑧
13.(24-25高二下·河南南阳·期末)杯芳烃的空腔大小由苯环的数量控制,通过在上缘和下缘引入基团,可改变其溶解度和选择性。SC[6]A修饰的银纳米粒与血根碱(SGR)形成的络合过程示意图如图,产物具有良好的抗菌、抗肿瘤、抗氧化和抗炎活性。下列说法正确的是
A.杯[n]芳烃中大键与被装载分子通过共价键形成超分子
B.SC[6]A是杯[6]芳烃上缘引入磺酸基后形成的,可以减弱水溶性
C.超分子有着广泛的应用,其特性是“分子识别”和“自组装”
D.SGR能被SC[6]A装载,也一定能被SC[4]A装载
14.(24-25高二下·安徽马鞍山·期末)灰锡与金刚石的晶体类型相同,其晶胞如图甲所示,图乙为晶胞的俯视图,已知原子的分数坐标点点。下列有关说法不正确的是
A.位于元素周期表的区
B.基态原子的价层电子排布式为
C.晶胞中点原子分数坐标为
D.若键的键长为,则晶胞参数为
二、非选择题(共4小,共58分)
16.(24-25高二下·河南南阳·期末)(14分)下表列出了元素周期表中的若干元素,表中所列的字母分别代表一种化学元素。请回答下列问题:
(1)C可与形成化合物,其含有的键和键的个数比为 ;元素的基态原子的核外电子空间运动状态共有 种;元素属于 区;与同周期且基态原子未成对电子数相同的元素有 种。
(2)基态M原子的简化电子排布式为 。
(3)下列有关说法正确的是 (填标号)。
①第一电离能: ②电负性:
③简单离子半径: ④最高价含氧酸的酸性:
⑤分子的键角: ⑥的中心原子的杂化方式为
(4)B的氧化物显两性,写出B的氧化物与F的氢氧化物反应的离子方程式: 。
(5)A、D、E、I、L这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子为,其空间结构为 ;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图甲所示),该化合物加热时首先失去的组分是 ,判断的理由是 。
(6)晶体的晶胞如图乙所示。原子间的最短距离为,密度为,为阿伏加德罗常数的值。的相对原子质量为 (用、、表示)。
17.(23-24高二下·四川绵阳·期中)(18分)秦始皇帝陵博物院首次在兵马俑的彩绘中发现了古人人工合成的“中国蓝”“中国紫”颜料。通过对这些颜料的研究发现,其成分主要是钡和铜的硅酸盐(BaCuSixOy) 。
回答下列问题:
(1)“中国蓝”的发色与硫酸铜溶液呈天蓝色类似,都是由于形成了[Cu(H2O)4]2+,该配离子中Cu2+提供 ,配位原子是 ,1 mol [Cu(H2O)4]2+中σ键的数目为 。
(2)写出向硫酸铜溶液里逐滴加入氨水过程中沉淀溶解的离子方程式 ,再向溶液中加入乙醇,会析出深蓝色晶体 (写出化学式)。
(3)“中国蓝”“中国紫”中存在四面体结构,其中Si原子采取的杂化方式为 。
(4)BaO的熔沸点 MgO(填“>”“<”“=”),原因是 。
(5)立方CuO晶胞结构如图所示。其中Cu2+的配位数为 。NA代表阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a pm,则其晶体密度为 g·cm-3。
17.(24-25高二下·山东东营·期末)(12分)西北工业大学曾华强课题组借用足球烯核心,成功实现了高效且选择性可精准定制的离子跨膜运输,如图所示。
回答下列问题。
(1)冠醚与碱金属离子之间的作用力为___________(填序号)。
A.离子键 B.弱配位键 C.氢键 D.金属键
(2)不同冠醚可精准定制碱金属离子形成超分子的原因 。
(3)磷化硼(耐高温、抗氧化)纳米颗粒可高选择性催化CO2还原为甲醇,其晶胞如上图所示。
①BN与BP具有相似的晶体结构,比较二者熔点并说明原因: 。
②晶胞中与B距离最近且相等的B的个数为 。
③图中a为坐标原点,d处原子分数坐标为(1,1,0),则e处B原子分数坐标为 。
④已知晶胞中a与d处P原子间距离为c pm,则B与最近P的核间距为 pm。
18.(24-25高二下·河南南阳·期末)(14分)钠、氯、溴及其化合物在生活、生产中具有广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态钠原子的核外电子排布简式为 ,其最外层电子云轮廓图形状为 。
(2)依他尼酸(结构简式如下)是一种利尿剂,该物质极易溶于乙醇,从结构特点分析其易溶于乙醇的原因: ;1mol依他尼酸最多能消耗 mol。
(3)在含有的水溶液中存在平衡:(几乎无色)(黄色)。的中心离子为杂化,则的空间构型为 (填“四面体”“六面体”或“八面体”);中含有的化学键类型有 (填字母)。
a.氢键 b.配位键 c.极性共价键
(4)氧化钠的晶胞结构如图所示,其中表示 (填“”或“”);的配位数是 ;设阿伏加德罗常数的值为,则氧化钠晶体的密度为 (用含的代数式表示)。
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