2025-2026学年高二化学下学期期末复习专题卷 专题2 物质结构与性质(C卷)(黑吉辽蒙专用)
2026-06-18
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摘要:
**基本信息**
聚焦物质结构与性质核心考点,以“概念辨析-性质应用-晶体分析”为逻辑主线,通过多样化题型强化微观结构与宏观性质关联的化学观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础概念|3题(2-3题)|化学用语判断|从电子排布、电子式到轨道重叠,构建原子结构表征体系|
|结构与性质|6题(4-9题)|性质解释与比较|键参数、杂化类型、晶体类型决定物质性质的科学思维链|
|综合应用|10题(10-19题)|元素推断、晶胞计算|结合周期律与晶体结构,实现从微观建模到宏观性质预测的科学探究|
内容正文:
2025-2026学年高二化学下学期期末模拟ABC 麦子化学
2025-2026学年高二化学下学期期末复习专题卷(黑吉辽蒙专用)
专题2 物质结构与性质(C卷)
(考试时间75分钟,满分100分)
注意事项;
1.答题前,考生先将自己的信息填写清楚、准确,将条形码准确粘贴在条形码粘贴处。
2.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
3.答题时请按要求用笔,保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不得使用涂改液、修正带、刮纸刀。考试结束后,请将本试题及答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Cl 35.5 Mn 55 Ni 58
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学与社会、科技、生产及生活密切相关。下列叙述错误的是
A.被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”,是良好的半导体材料
B.我国可燃冰开采技术位于世界前列,可燃冰中甲烷和水分子间形成了氢键
C.“天问一号”使用了Ti-Ni记忆合金,其中Ni位于元素周期表的d区
D.5G-A技术所需的LCP受热可变成液晶,其既有液体的流动性,又有类似晶体的各向异性
2.下列化学用语或表述正确的是
A.月壤成分中所含羟基的电子式: B.的电子式为:
C.四氯化碳的空间填充模型: D.反-2-丁烯分子的球棍模型:
3.下列化学用语或图示表示正确的是
A.某基态原子能级中电子排布的情况可能为:
B.基态溴原子的电子排布式:
C.键形成的轨道重叠示意图:
D.的VSEPR模型为
4.下列物质性质与其相关解释不对应的是
选项
性质
解释
A
石墨能导电
石墨中π键电子可在整个平面自由流动
B
金刚砂硬度极大
SiC以共价键形成三维骨架结构
C
臭氧在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度
臭氧的空间结构为V形,极性较弱
D
三氯乙酸的酸性强于乙酸
氯原子的相对原子质量比氢大
A.A B.B C.C D.D
5.下列相关性质的比较中,说法正确的是
A.单质的熔点:
B.离子键强弱:
C.键的极性:N—H键<O—H键<F—H键
D.热稳定性:
6.配合物间可发生结构转变。如配合物1经过加热可转变为配合物2,如图所示。下列说法错误的是
A.配合物1中含有2种配体
B.配合物2中N原子采取杂化
C.转变过程中涉及配位键的断裂和形成
D.转变前后,Co的化合价由价变为+4价
7.胍()得到质子后转化为胍阳离子,为平面结构,下列有关说法错误的是
A.胍阳离子的中心C原子采取杂化
B.胍阳离子中存在大π键,可表示为
C.与胍阳离子互为等电子体的一种分子为BF3(或SO3)
D.胍阳离子中所有键的键能都相同
8.已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性,下列说法正确的是
A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B.W与X形成的化合物中只含离子键
C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
9.下列对一些实验事实的解释正确的是
选项
实验事实
解释
A
白磷(P4)为正四面体分子
白磷分子中键间的键角是109°28′
B
的熔点比干冰高
分子间的范德华力大
C
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
D
HF的热稳定性比HCl强
比的键能大
A.A B.B C.C D.D
10.科学家合成出了一种高效电解质(如图所示),其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,和位于同一主族,和的原子序数之和与相等。下列说法正确的是
A.分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:
B.W单质通常保存在煤油中
C.与Y同周期的元素中第一电离能比小的有5种
D.的氧化物对应的水化物一定是强酸
11.冠醚能与阳离子作用,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,例如KMnO4水溶液对烯烃的氧化效果较差,在烯烃中加入冠醚,可使氧化反应迅速发生,原理如图所示。下列说法不正确的是
A.该冠醚(18-冠-6)的分子式为C20H36O6
B.冠醚属于超分子,K+通过离子键与冠醚相结合
C.冠醚与K+结合后将带入烯烃中,与烯烃充分接触而迅速反应
D.冠醚可增加KI在苯中的溶解度
12.已知短周期主族元素X、Y、Z、M、N五种元素的原子序数依次增大,其中M、N为金属元素,N的原子序数等于Y和Z的原子序数之和。它们的原子半径和最外层电子数的大小关系如图所示。下列说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:
B.Z、M的简单离子的半径大小关系:
C.M、N与Z形成的化合物都属于离子晶体
D.M、N的最高价氧化物的水化物之间可以反应
13.VA族元素单质及其化合物应用广泛。羟胺()常用于有机合成,羟胺易潮解且可用作油脂工业中的抗氧化剂;砷烷()沸点为,下列说法正确的是
A.键角:
B.晶体类型为共价晶体
C.As的基态原子核外电子排布式为
D.转化为,氮原子轨道的杂化类型由转变为
14.的综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要手段。利用钌()基催化剂将转化为有机原料甲酸的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅱ为加成反应
B.该反应的总方程式:
C.反应过程中原子的杂化方式未发生改变
D.反应过程中既有极性键的断裂,又有极性键的形成
15.在荧光体、光导体材料等行业中应用广泛,立方晶体结构如图所示。已知M、N点原子坐标分别为和,是阿伏加德罗常数的值,晶体棱长为a pm。下列说法错误的是
A.的配位数为4 B.一个周围最近的共有12个
C.Q点的原子坐标为 D.晶体的摩尔体积
二、非选择题:共4小题,共55分。
16.(14分)B、C、O、Mg、Cu、锌等元素在医药、国防、材料领域应用广泛。请回答:
(1)CO与CN-结构相似,CO分子内σ键和π键个数之比为___________。
(2)已知Sn和C同主族,Sn的原子序数为50,基态Sn原子的价层电子排布图为___________;锌与铜在周期表中的位置相邻。现有4种铜、锌元素的相应状态,①锌:、②锌:、③铜:、④铜:失去1个电子需要的能量由大到小排序是___________(填字母)。
A.①②④③ B.①④③② C.④②①③ D.④②③①
(3)钴酞菁的分子结构如图所示。
钴酞菁分子中,钴离子的化合价为___________。
(4)氨硼烷()是一种安全、高效的储氢材料。与N原子相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,则氨硼烷分子中原子的电负性从大到小的顺序为___________。
(5)已知一些物质的熔点数据如表:
物质
NaCl
熔点/℃
800.7
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是___________。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势解释其原因___________。
17.(14分)DNA可以逐步水解生成核苷酸、核苷和磷酸乃至戊糖和碱基。不同的核苷酸结构上的最大的区别在于碱基不同。请回答下列问题:
(1)基态N原子的价层轨道表示式为______。
(2)是一种配体,作配体时的配位原子是______。和属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示。1个八聚磷酸根离子含有的σ键数目为______,写出八聚磷酸根离子的化学式为______。
(3)嘌呤是腺嘌呤等碱基的母体,结构如下图所示。已知嘌呤的五元环和六元环在同一平面上,则1个嘌呤分子中孤电子对数目为______;嘌呤分子中的大π键可以表示为______(用表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数);四个氮原子碱性(与结合能力)最弱的为______。(填序号)
(4)腺嘌呤核苷酸的碱基与尿嘧啶结构如下图,两者相互作用(配对)时,形成的氢键的种类可表示为______和______(用表示)。
18.(13分)硼(B)在化学中常用作缺电子中心,易形成缺电子键与硼烷结构,广泛用于有机合成、催化及硬质硼化物制备。回答下列问题:
(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是___________。
A. B. C. D.
(2)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
①组成晶体的第二周期元素中,基态原子的第一电离能由小到大的顺序为___________。
②晶体中B原子轨道的杂化类型为___________;N原子轨道的杂化类型为___________。
(3)我国科学家合成了非碳导热材料立方氮化硼晶体,晶胞结构如下图
该晶胞中B原子周围等距且最近的原子数为___________,画出晶胞沿轴方向上的原子的投影图___________(原子用○表示)。
(4)氨硼烷()是目前最具潜力的储氢材料之一,结构和乙烷相似,如下图:
①氨硼烷晶体中,形成配位键时提供孤电子对的原子是___________。(用元素符号表示)
②氨硼烷分子中与相连的呈正电性,与原子相连的呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N-H…H-B”表示。以下物质之间能形成双氢键的是___________(填字母)。
a.和 b.和 c.和
19.(14分)铀是原子反应堆的原料,常见铀的化合物有、及等,回答下列问题:
(1)基态氟原子的价电子排布图为________。
(2)已知:
①中存在的化学键类型是_______(填选项字母)。
A.离子键 B.配位键 C.极性键 D.非极性键 E.范德华力 F.氢键
②该反应中第二周期非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是________(填元素符号)。
(3)已知:
①分解产物中只含非金属元素的非极性分子有________。
②反应物中的的模型为________,分子中的大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键应表示为________。
(4)用或还原可得金属铀,其中的熔点高于,原因________。
(5)的晶胞结构如图所示:
则铀原子填充在氧原子形成的________空隙中,且填充率为________%。
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2025-2026学年高二化学下学期期末模拟ABC 麦子化学
2025-2026学年高二化学下学期期末复习专题卷(黑吉辽蒙专用)
专题2 物质结构与性质(C卷)
(考试时间75分钟,满分100分)
注意事项;
1.答题前,考生先将自己的信息填写清楚、准确,将条形码准确粘贴在条形码粘贴处。
2.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
3.答题时请按要求用笔,保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不得使用涂改液、修正带、刮纸刀。考试结束后,请将本试题及答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Cl 35.5 Mn 55 Ni 58
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学与社会、科技、生产及生活密切相关。下列叙述错误的是
A.被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”,是良好的半导体材料
B.我国可燃冰开采技术位于世界前列,可燃冰中甲烷和水分子间形成了氢键
C.“天问一号”使用了Ti-Ni记忆合金,其中Ni位于元素周期表的d区
D.5G-A技术所需的LCP受热可变成液晶,其既有液体的流动性,又有类似晶体的各向异性
【答案】B
【详解】A.碲位于元素周期表金属与非金属的分界线附近,属于良好的半导体材料,A正确;
B.氢键的形成要求氢原子与电负性极大的N、O、F原子相连,甲烷中C的电负性较小,甲烷和水分子之间不能形成氢键,可燃冰是水分子间形成氢键构成笼状结构包裹甲烷分子,B错误;
C.Ni为28号元素,Ni的价电子排布为,属于元素周期表的d区,C正确;
D.液晶的特征性质是既有液体的流动性,又有类似晶体的各向异性,D正确;
故选B。
2.下列化学用语或表述正确的是
A.月壤成分中所含羟基的电子式: B.的电子式为:
C.四氯化碳的空间填充模型: D.反-2-丁烯分子的球棍模型:
【答案】B
【详解】
A.羟基有一个未成键的单电子,电子式为:,A错误;
B.表示甲基失去1个电子,是阳离子,电子式为:,B正确;
C.四氯化碳中氯原子半径大于碳原子,图中可表示甲烷的空间填充模型,但不能表示四氯化碳的空间填充模型,C错误;
D.反-2-丁烯的两个甲基在不同侧。球棍模型为,D错误;
故选B。
3.下列化学用语或图示表示正确的是
A.某基态原子能级中电子排布的情况可能为:
B.基态溴原子的电子排布式:
C.键形成的轨道重叠示意图:
D.的VSEPR模型为
【答案】A
【详解】A.3d能级有5个轨道,根据洪特规则,基态原子中电子优先分占不同轨道且自旋方向相同,再成对分布;该排布方式合理,只是成对的轨道位置不同(洪特规则不限制成对电子在哪个轨道,只要求先分占、再成对),A正确;
B.溴原子的原子序数为35,基态原子的电子排布式需遵循构造原理。Ar的原子序数为18,其核外电子排布为,溴原子在Ar的基础上,后续电子应先填充3d能级(全充满后再填充4s、4p),正确的简化电子排布式为,B错误;
C.键的形成是两个原子的p轨道以“肩并肩”方式重叠,轨道重叠方向垂直于键轴,图中展示的是以“头碰头”的方式重叠;正确的示意图为,C错误;
D.的中心原子为S,其价层电子对数=。根据价层电子对互斥理论,价层电子对数为3时,VSEPR模型为平面三角形,正确的模型为,D错误;
故选A。
4.下列物质性质与其相关解释不对应的是
选项
性质
解释
A
石墨能导电
石墨中π键电子可在整个平面自由流动
B
金刚砂硬度极大
SiC以共价键形成三维骨架结构
C
臭氧在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度
臭氧的空间结构为V形,极性较弱
D
三氯乙酸的酸性强于乙酸
氯原子的相对原子质量比氢大
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A. 石墨的层状结构中,每个碳原子通过sp²杂化形成平面六边形,未参与杂化的p轨道电子形成离域π键,可在层内自由移动,导电性由此产生,故A正确;
B. 金刚砂(SiC)为原子晶体,Si和C通过共价键形成三维网状结构,键能高、结构稳定,故硬度极大,故B正确;
C. 臭氧为V形极性分子,但极性弱于水,更易溶于非极性的CCl4,符合“相似相溶”原理,故C正确;
D. 三氯乙酸酸性强于乙酸是因Cl的电负性大,通过吸电子效应增强羧酸中O-H的解离能力,而非Cl的相对原子质量大,故D错误;
答案选D。
5.下列相关性质的比较中,说法正确的是
A.单质的熔点:
B.离子键强弱:
C.键的极性:N—H键<O—H键<F—H键
D.热稳定性:
【答案】C
【详解】A.碱金属属于金属晶体,随原子序数增大,原子半径逐渐增大,金属键逐渐减弱,单质熔点逐渐降低,单质的熔点顺序为,A错误;
B.离子键强度随离子所带电荷数升高、离子半径减小而增强,MgO中离子电荷数远高于另外两种物质,且半径小于,离子键强弱为,B错误;
C.键的极性与成键原子电负性差值正相关,电负性,因此和H成键的电负性差值,键的极性:键键键,C正确;
D.非金属性,非金属性越强,对应简单氢化物热稳定性越强,因此热稳定性, D错误;
故选C。
6.配合物间可发生结构转变。如配合物1经过加热可转变为配合物2,如图所示。下列说法错误的是
A.配合物1中含有2种配体
B.配合物2中N原子采取杂化
C.转变过程中涉及配位键的断裂和形成
D.转变前后,Co的化合价由价变为+4价
【答案】D
【详解】A.配合物1中,水中氧原子提供孤对电子,Co2+提供空轨道形成配位键;配合物1右侧N、O分别提供一对孤电子,与Co2+形成配位键,则配合物1中含有2种配体,A正确;
B.由配合物2的结构可知,N形成2个σ键,一个配位键,故采取sp2杂化,B正确;
C.转变过程中,配合物1中断裂2个H2O与Co2+形成的配位键,配合物2中,中的O与Co2+形成2个配位键,涉及配位键的断裂和形成,C正确;
D.配合物1、2中Co都为+2价,Co的化合价没有发生变化,D错误;
故选D。
7.胍()得到质子后转化为胍阳离子,为平面结构,下列有关说法错误的是
A.胍阳离子的中心C原子采取杂化
B.胍阳离子中存在大π键,可表示为
C.与胍阳离子互为等电子体的一种分子为BF3(或SO3)
D.胍阳离子中所有键的键能都相同
【答案】D
【详解】A.为平面结构,则中心C原子、N原子的杂化方式均为sp2,A正确;
B.中C碳原子杂化方式为sp2,有1个p轨道未参与杂化,-NH2中含有1个孤电子对,大π键是指在多原子分子中,如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成的π型化学键,胍阳离子中存在大π键,B正确;
C.因为平面结构,C为中心原子,可将“NH2”看成一个原子,价电子总数为4+3×5+6×1−1=24;BF3、SO3均有4个原子、24个价电子,也均为平面结构,互为等电子体,C正确;
D.胍阳离子中,C-N键与N-H键的键长和键能不会相同,D错误;
故答案选D。
8.已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性,下列说法正确的是
A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B.W与X形成的化合物中只含离子键
C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
【答案】A
【详解】A、根据题目信息,W、X、Y、Z的位置关系如图,X、Y、Z、W的原子半径依次为X>Y>Z>W,A正确;
B、如W为氧元素,X为钠元素,则可形成过氧化钠,含有离子键和共价键,B不正确;
C、W如为碳元素,CH4的沸点就低于SiH4,C不正确;
D、若W与Y的原子序数相差5,设W为氮元素,则Y为Mg元素,则可形成Mg3N2,D不正确。
答案选A。
9.下列对一些实验事实的解释正确的是
选项
实验事实
解释
A
白磷(P4)为正四面体分子
白磷分子中键间的键角是109°28′
B
的熔点比干冰高
分子间的范德华力大
C
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
D
HF的热稳定性比HCl强
比的键能大
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.白磷()的正四面体结构中P原子均位于顶点,键键角为60°,109°28′是中心原子连4个等价基团的正四面体(如甲烷)的键角,A错误;
B.是共价晶体,熔化时破坏共价键,不存在范德华力,干冰是分子晶体熔化仅破坏范德华力,因此熔点更高,B错误;
C.焰色反应的原理是电子从高能轨道跃迁至低能轨道时释放的光波长不同,而非吸收光,C错误;
D.分子热稳定性与共价键键能正相关,F非金属性强于Cl,键能大于键能,因此HF热稳定性更强,D正确;
故选D。
10.科学家合成出了一种高效电解质(如图所示),其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,和位于同一主族,和的原子序数之和与相等。下列说法正确的是
A.分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:
B.W单质通常保存在煤油中
C.与Y同周期的元素中第一电离能比小的有5种
D.的氧化物对应的水化物一定是强酸
【答案】C
【分析】4个X原子均形成2个共价键,Q形成6个共价键,X和Q均位于第ⅥA族且X的原子序数小于Q,所以X为O,Q为S,W和阴离子之间形成离子键且原子序数最小,则W为Li,2个Z均形成一个共价键且原子序数比Q小,则Z为F,Y和Z的原子序数之和与Q相等,则Y为N,综上所述,W、Y、X、Z、Q分别为:Li、N、O、F、S,据此分析解答。
【详解】A.Y、X、Z分别与氢元素形成的化合物为NH3、H2O、HF,沸点大小为:H2O>NH3>HF,A错误;
B.Li单质通常保存在石蜡中,B错误;
C.与N同周期的元素中第一电离能比N小的有5种,分别为Li、Be、B、C、O,C正确;
D.S的氧化物对应的水化物有H2SO3、H2SO4,不一定是强酸,D错误;
故选C。
11.冠醚能与阳离子作用,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,例如KMnO4水溶液对烯烃的氧化效果较差,在烯烃中加入冠醚,可使氧化反应迅速发生,原理如图所示。下列说法不正确的是
A.该冠醚(18-冠-6)的分子式为C20H36O6
B.冠醚属于超分子,K+通过离子键与冠醚相结合
C.冠醚与K+结合后将带入烯烃中,与烯烃充分接触而迅速反应
D.冠醚可增加KI在苯中的溶解度
【答案】B
【详解】A.根据冠醚(18-冠-6)结构图,数冠醚结构中C、H、O原子个数,可得分子式为C20H36O6,A正确;
B.超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用形成的分子聚集体,冠醚是单独的一个分子结构,不是超分子;冠醚中氧原子提供孤电子对,K+提供空轨道,两者通过配位键形成超分子,B错误;
C.冠醚能与阳离子作用,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,即冠醚与K+结合后将带入烯烃中,与烯烃充分接触而迅速反应,C正确;
D.冠醚可与K+结合形成超分子,该物质在苯中溶解度较大,并把对应的阴离子()带入有机溶剂,因此冠醚可增加KI在苯中的溶解度,D正确;
故选B。
12.已知短周期主族元素X、Y、Z、M、N五种元素的原子序数依次增大,其中M、N为金属元素,N的原子序数等于Y和Z的原子序数之和。它们的原子半径和最外层电子数的大小关系如图所示。下列说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:
B.Z、M的简单离子的半径大小关系:
C.M、N与Z形成的化合物都属于离子晶体
D.M、N的最高价氧化物的水化物之间可以反应
【答案】C
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、M、N五种元素的原子序数依次增大,其中M、N为金属元素,N的原子序数等于Y和Z的原子序数之和。图中信息显示,原子半径M>N>Y>Z>X,原子的最外层电子数X-1、Y-4、Z-5、M-1、N-3,则M为Na、N为Al,X为H、Y为C、Z为N。
【详解】A.Y为C、Z为N,二者同周期且左右相邻,CH4形成分子晶体,分子间只存在范德华力,NH3也形成分子晶体,但分子间存在氢键和范德华力,所以简单氢化物的沸点:CH4<NH3,A正确;
B.Z为N,M为Na,二者形成的简单离子为N3-、Na+,电子层结构相同,但Na的核电荷数比N大,所以简单离子的半径大小关系:N3->Na+,B正确;
C.M、N与Z形成的化合物分别为Na3N、AlN,Na3N形成离子晶体,AlN形成共价晶体,C错误;
D.M、N的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,前者为强碱,后者为两性氢氧化物,二者之间可以发生反应,D正确;
故选C。
13.VA族元素单质及其化合物应用广泛。羟胺()常用于有机合成,羟胺易潮解且可用作油脂工业中的抗氧化剂;砷烷()沸点为,下列说法正确的是
A.键角:
B.晶体类型为共价晶体
C.As的基态原子核外电子排布式为
D.转化为,氮原子轨道的杂化类型由转变为
【答案】A
【详解】A.中心N原子价层电子对数为4,含2对孤电子对,中心N原子价层电子对数为4,含1对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对排斥力越大,键角越小,故键角,A正确;
B.沸点仅为,沸点极低,属于分子晶体,共价晶体熔沸点通常很高,B错误;
C.As是33号元素,基态核外电子排布式为,选项漏写了3d轨道的10个电子,C错误;
D.和中N原子价层电子对数均为4,均采取杂化,杂化类型没有改变,D错误;
故答案为:A。
14.的综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要手段。利用钌()基催化剂将转化为有机原料甲酸的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅱ为加成反应
B.该反应的总方程式:
C.反应过程中原子的杂化方式未发生改变
D.反应过程中既有极性键的断裂,又有极性键的形成
【答案】C
【详解】A.反应Ⅱ为中的一个打开,与发生加成反应,A正确;
B.由图可知,总反应为二氧化碳和氢气生成甲酸,总方程式为:,B正确;
C.中的C原子采取sp杂化,中C原子采取sp2杂化,原子的杂化方式发生改变,C错误;
D.反应Ⅲ过程中存在中极性键的断裂和极性键的形成,D正确;
故选C。
15.在荧光体、光导体材料等行业中应用广泛,立方晶体结构如图所示。已知M、N点原子坐标分别为和,是阿伏加德罗常数的值,晶体棱长为a pm。下列说法错误的是
A.的配位数为4 B.一个周围最近的共有12个
C.Q点的原子坐标为 D.晶体的摩尔体积
【答案】C
【详解】A.晶胞中硫离子位于4个锌离子构成的四面体体心,配位数为4,A正确;
B.以底面面心硫离子为例,同层、上下层各有4个最近的硫离子,共12个,B正确;
C.Q点的原子在xyz轴上投影坐标分别为、、,故其坐标为,C错误;
D.晶胞体积为,晶胞中含4个Zn2+、4个S2-,则晶体的摩尔体积,D正确;
故选C。
二、非选择题:共4小题,共55分。
16.(14分)B、C、O、Mg、Cu、锌等元素在医药、国防、材料领域应用广泛。请回答:
(1)CO与CN-结构相似,CO分子内σ键和π键个数之比为___________。
(2)已知Sn和C同主族,Sn的原子序数为50,基态Sn原子的价层电子排布图为___________;锌与铜在周期表中的位置相邻。现有4种铜、锌元素的相应状态,①锌:、②锌:、③铜:、④铜:失去1个电子需要的能量由大到小排序是___________(填字母)。
A.①②④③ B.①④③② C.④②①③ D.④②③①
(3)钴酞菁的分子结构如图所示。
钴酞菁分子中,钴离子的化合价为___________。
(4)氨硼烷()是一种安全、高效的储氢材料。与N原子相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,则氨硼烷分子中原子的电负性从大到小的顺序为___________。
(5)已知一些物质的熔点数据如表:
物质
NaCl
熔点/℃
800.7
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是___________。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势解释其原因___________。
【答案】(1)(2分)
(2) (2分) C(2分)
(3)+2(2分)
(4)N>H>B(2分)
(5) 钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而SiCl4为分子晶体(2分) 、、均为组成结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力依次增大,所以熔点依次增大(2分)
【详解】(1)与CN-类似,CO分子中,碳原子和氧原子之间为三键,三键中形成一个σ键和两个π键,因此σ键和π键的个数之比为,故答案为。
(2)
①已知Sn和C同主族,Sn的原子序数为50,位于第五周期第ⅣA族,基态Sn原子的价层电子排布式为5s25p2,所以价层电子排布图为;
② ①为基态锌原子,②为基态Zn+,③为基态铜原子,为基态Cu+,同一元素的逐级电离能依次增大,所以所需能量为②>①,④>③,对于②和③,核外电子排布相同,Zn的核电荷数更大,所以②更难失去电子,所以所需能量②>③,对于①和③,③失去一个电子达到3d全满状态,更容易失去,所以所需能量为①>③,④中已经达到3d全满状态,最不容易失去电子,所需能量最高,因此,失去1个电子所需的能量由大到小的排序为④②①③,故选C;
(3)钴酞菁分子中,失去了2H+的酞菁离子与钴离子通过氮原子提供的孤对电子形成配位键。因此,钴离子的化合价为+2,故答案为+2。
(4)在氨硼烷(H3BNH3)分子中,与N原子相连的H呈正电性,说明N的电负性大于H;与B原子相连的H呈负电性,说明H的电负性大于B.因此,电负性从大到小的顺序为N>H>B。
(5)①Na与Si处于同一周期,Na电负性远小于Si,这一性质导致NaCl为离子晶体,熔化需要吸收大量能量破坏离子键作用,而为分子晶体,熔化需破坏分子间相互作用力,离子键强度远大于分子间作用力,是导致NaCl熔点显著高于SiCl4的根本原因。故答案为钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而SiCl4为分子晶体。
②同族元素体现出类似的化学性质,且化合物熔点随分子量增大而增大。故答案为、、均为组成结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力依次增大,所以熔点依次增大。
17.(14分)DNA可以逐步水解生成核苷酸、核苷和磷酸乃至戊糖和碱基。不同的核苷酸结构上的最大的区别在于碱基不同。请回答下列问题:
(1)基态N原子的价层轨道表示式为______。
(2)是一种配体,作配体时的配位原子是______。和属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示。1个八聚磷酸根离子含有的σ键数目为______,写出八聚磷酸根离子的化学式为______。
(3)嘌呤是腺嘌呤等碱基的母体,结构如下图所示。已知嘌呤的五元环和六元环在同一平面上,则1个嘌呤分子中孤电子对数目为______;嘌呤分子中的大π键可以表示为______(用表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数);四个氮原子碱性(与结合能力)最弱的为______。(填序号)
(4)腺嘌呤核苷酸的碱基与尿嘧啶结构如下图,两者相互作用(配对)时,形成的氢键的种类可表示为______和______(用表示)。
【答案】(1)(1分)
(2) O或氧(1分) 32(2分) (2分)
(3) 3 (2分) (2分) ④(2分)
(4) (1分) (1分)
【详解】(1)原子为7号元素,其价电子排布式为,故其价电子排布示意图为:。
(2)在中氧原子有孤电子对,可提供配位,是配位原子;由图可知,二聚磷酸根有8个键,三聚磷酸根有12个键,由此规律得,八聚磷酸根有32个键;根据图示可推断聚合磷酸根通式为,故八聚磷酸根离子化学式为:。
(3)由题可知,嘌呤分子中有4个原子,①,②,③号原子为杂化,各含有一对孤电子,④号孤电子对参与大派键的形成,无孤电子对因此,1个嘌呤分子中孤电子对数目为3对;嘌呤为平面共轭结构,有9个原子参与共轭,①,②,③号提供一个电子,④号提供2个电子,每个提供1个电子,电子总数为10,原子总数为9,为,④号孤电子对参与成大π键,电子云密度低,难结合,碱性最弱;
(4)由题可知,腺嘌呤核苷酸含有,尿嘧啶含和,有带孤电子对的氧原子和氮原子,根据氢键形成条件,腺嘌呤的氨基可以与尿嘧啶的上的形成氢键,也可以与尿嘧啶环上的N形成氢键。尿嘧啶环上的N-H可以与腺嘌呤的环N形成氢键。因此,形成的氢键种类可表示为:,。
18.(13分)硼(B)在化学中常用作缺电子中心,易形成缺电子键与硼烷结构,广泛用于有机合成、催化及硬质硼化物制备。回答下列问题:
(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是___________。
A. B. C. D.
(2)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
①组成晶体的第二周期元素中,基态原子的第一电离能由小到大的顺序为___________。
②晶体中B原子轨道的杂化类型为___________;N原子轨道的杂化类型为___________。
(3)我国科学家合成了非碳导热材料立方氮化硼晶体,晶胞结构如下图
该晶胞中B原子周围等距且最近的原子数为___________,画出晶胞沿轴方向上的原子的投影图___________(原子用○表示)。
(4)氨硼烷()是目前最具潜力的储氢材料之一,结构和乙烷相似,如下图:
①氨硼烷晶体中,形成配位键时提供孤电子对的原子是___________。(用元素符号表示)
②氨硼烷分子中与相连的呈正电性,与原子相连的呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N-H…H-B”表示。以下物质之间能形成双氢键的是___________(填字母)。
a.和 b.和 c.和
【答案】(1)A(2分)
(2) B<C<O<N (1分) (1分) (1分)
(3) 4 (2分) (2分)
(4) N (2分) ac(2分)
【详解】(1)硼为5号元素,选项A电子数为4,是的基态电子排布,为全满稳定结构,核电荷数相同,电子数更少,原子核对核外电子吸引力更强,失去一个电子需要吸收的能量最多;A和C均为B原子的第二电离能,B、D均为B原子的第一电离能,C、D为激发态,因此选A。
(2)①组成晶体的第二周期元素有B、C、N、O,同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势,但N的2p3轨道处于半充满状态更稳定,其第一电离能大于O,所以组成晶体的第二周期元素中,基态原子的第一电离能由小到大的顺序为B<C<O<N;
②B原子在图示结构中形成4个键,价层电子对数为4,因此为杂化;为平面结构,说明N参与形成共轭体系使整体呈平面,N的杂化类型为。
(3)立方氮化硼晶体类似金刚石结构,每个B原子与4个N原子形成共价键,因此B周围等距且最近的N原子数为4;4个N原子沿z轴投影到xy平面后,坐标为、、、,即四个○位于四个小正方形中心,故投影图为。
(4)① 氨硼烷中N原子有孤电子对,B原子有空轨道,形成配位键时N提供孤电子对。
② 双氢键是正电性H(连接电负性更大的原子)和负电性H(连接电负性更小的原子)的静电吸引: a. HCN中H呈正电性,中Al电负性小于H,H呈负电性,可以形成双氢键; b. HCl和中H均呈正电性,无法形成; c. 中H呈负电性,中H呈正电性,可以形成双氢键,因此选ac。
19.(14分)铀是原子反应堆的原料,常见铀的化合物有、及等,回答下列问题:
(1)基态氟原子的价电子排布图为________。
(2)已知:
①中存在的化学键类型是_______(填选项字母)。
A.离子键 B.配位键 C.极性键 D.非极性键 E.范德华力 F.氢键
②该反应中第二周期非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是________(填元素符号)。
(3)已知:
①分解产物中只含非金属元素的非极性分子有________。
②反应物中的的模型为________,分子中的大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键应表示为________。
(4)用或还原可得金属铀,其中的熔点高于,原因________。
(5)的晶胞结构如图所示:
则铀原子填充在氧原子形成的________空隙中,且填充率为________%。
【答案】(1)(1分)
(2) ABC (1分) (1分)
(3) (2分) 四面体形(1分) (2分)
(4)两者都是金属晶体,的半径小于的半径,金属键强,熔点高(2分)
(5) 立方体(或正方体或正六面体)(2分) 50(2分)
【详解】(1)
氟为9号元素,基态氟原子的价电子排布图为。故答案为:;
(2)①A.铵根离子与氟离子间存在离子键,故A选;B.铵根离子中有一个N-H为配位键 ,故B选; C.N-H为极性键,故C选;D.不含非极性键,故D不选;E.不含范德华力,故E不选; F.不含氢键,故F不选;故答案为:ABC;
②同周期从右到左,第一电离能变大,其中N的2p能级是半充满结构,第一电离能大于相邻元素,该反应中第二周期非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是。故答案为:;
(3)①UO2为离子化合物,氨气分子空间构型是三角锥形,水分子是折线形,NH3和H2O为极性分子,分解产物中只含非金属元素的非极性分子有。故答案为:;
②NH3中N原子价层电子对数为3+=4,中心原子为sp3杂化,反应物中的的模型为四面体形;碳酸根离子一共有4个原子,所以m=4。中心C原子做sp2杂化,剩余一个价电子;周围的O原子的2p能级上有两个单电子,其中一个单电子用来和中心C原子成σ键,剩余的一个单电子用来形成大键,所以三个氧原子一共提供3个电子;最后加上两个单位负电荷所对应的电子;所以成大键的电子一共为6个,即n=6,中的大键应表示为。故答案为:四面体形;;
(4)用或还原可得金属铀,其中的熔点高于,原因两者都是金属晶体,的半径小于的半径,金属键强,熔点高。故答案为:两者都是金属晶体,的半径小于的半径,金属键强,熔点高;
(5)从图中得到氧原子填充在立方体晶胞分割出来的八个小立方体的体心位置,这个晶胞的结构与CaF2类似,铀原子填充在氧原子形成的立方体(或正方体或正六面体)空隙中;晶胞中铀原子数目为4个(顶点8× + 面心6×= 4),氧原子数目为8个(全部位于内部四面体空隙)。由于每个四面体空隙最多容纳1个铀原子,实际填充4个,故填充率为 ×100%=50%。故答案为:立方体(或正方体或正六面体);50。
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