2023版新教材高考化学复习特训卷第一部分高频考点分层集训单元检测5元素周期表元素周期律物质结构

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17．(12分)氢原子是最轻的原子，人们曾预言它可能是所有元素之母。碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。设NA为阿伏加德罗常数的值。按要求回答：(1)宇宙中含量最多的元素是氢和________。基态碳原子的核外电子占有________个原子轨道。(2)光化学烟雾中除了含有NOx外，还含有(PAN)第二次污染物。①PAN中C的杂化方式有________________。1molPAN中含有的σ键数目为________。组成PAN的元素的电负性大小顺序为________________。②相同压强下，HCOOH的沸点比CH3OCH3________(填“高”或“低”)。(3)水溶液中有H3O＋、H5Oeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(2))、H9Oeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))等微粒的形式。请画出H5Oeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(2))的结构式：________________________________。(4)硅和碳在同一主族。如图为SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视图)，其中O原子略去，Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB之间的距离是________nm。18．(12分)超分子化学不仅已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p­甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。(1)Mo处于第5周期ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是________；核外未成对电子数有________个。(2)该超分子中存在的化学键类型有________(填字母)。A．σ键B．π键C．离子键D．氢键(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是____________(填元素符号)，p­甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有____________。(4)从电负性角度解释CF3COOH的酸性强于CH3COOH的原因_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)C60与金刚石互为同素异形体，从结构与性质之间的关系解释C60的熔点远低于金刚石的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。19．(14分)根据信息回答下列问题：(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________<Al<________(填元素符号)；②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第________周期第________族。(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性：元素AlBBeCClFLi电负性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi电负性3.00.93.52.12.51.8已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。①根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是________________________________________________________________________________________；②通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围______________；③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：A．Li3NB．BeCl2C．AlCl3D．SiCⅠ.属于离子化合物的是________(填字母，下同)；Ⅱ.属于共价化合物的是________；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论：________________________________________________________________________________________________________。20．(12分)钴的化合物在工业生产、生命科技等行业有重要应用。(1)Co的第四电离能比Fe的第四电离能要小得多，原因是______________________。Co与Ca位于同一周期，且最外层电子数相同，但金属Co的熔点、沸点均比金属Ca的高，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)以无水乙醇作溶剂，Co(NO3)2可与某多齿配体结合形成具有催化活性的配合物，其结构简式如图所示。①该多齿配体中所含元素电负性由大到小的顺序为________(填元素符号)。②下列化合物与上述配合物中C和N原子的杂化类型均相同的是________(填序号)。A．B.C．D．(3)[Co(NO3)4]2－中Co2＋的配位数为4，1mol该配离子中含σ键数目为________NA，NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的空间结构为________。(4)稀土钴系(Sm－Co)永磁合金的六方晶胞结构如图所示(晶体结构可看成如图甲、乙两种原子层交替堆积排列而成图丙)。已知同一原子层的Sm－Sm的最近距离为apm，不同原子层间的Sm－Sm最近距离为bpm。①Sm－Co永磁合金的化学式为________。②已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该合金的密度ρ为________g·cm－3(只要求列出计算式，相对原子质量Sm：150，Co：59)。单元检测5元素周期表元素周期律物质结构1．BC原子序数为6，位于元素周期表的第二周期第ⅣA族，故A错误；F和I属于第ⅦA族，最外层电子数相同，故B正确；14C与12C的化学性质几乎完全相同，但物理性质有差异，故C错误；23Na131I的中子总数为(23－11)＋(131－53)，不为奇数，故D错误。2．Ds能级轨道为球形，p能级的原子轨道为哑铃型，轨道形状不相同，A说法错误；每个p能级都有3个原子轨道，B说法错误；钠原子的电子有1s、2s、2p、3s，4个能级，6个原子轨道，则11个电子在6个轨道上高速运动，C说法错误；能层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，则s能级的原子轨道半径与能层序数有关，D说法正确。3．AY的原子序数比X的原子序数大1，X的简单氢化物可用作制冷剂，推出X为N，Y为O，核素W1ZX中质子数与中子数相等，则W1为14，W2为17，则核反应为：147N＋eq\o\al(\s\up11(4),\s\do4(2))He→178O＋eq\o\al(\s\up11(1),\s\do4(1))H。HNO2为弱酸，A错误；16O2和17O3互为同素异形体，B正确；HNO3与NH3反应生成NH4NO3，NH4NO3为离子化合物，C正确；H2O2中既含有极性共价键，也含有非极性共价键，D正确。4．D向FeCl3溶液中滴加过量Na2S溶液，发生反应的离子方程式应该是3S2－＋2Fe3＋=S↓＋2FeS↓，选项A错误；氯化镁是离子化合物，用电子式表示其形成过程：→[∶eq\o(Cl,\s\up11(··),\s\do4(··))∶]－Mg2＋[∶eq\o(Cl,\s\up11(··),\s\do4(··))∶]－，选项B错误；碱性电解液环境下的甲烷燃料电池负极反应式：CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋7H2O，选项未配平，选项C错误；等物质的量Cl2和SO2同时通入水中，反应生成硫酸和盐酸两种强酸，在离子方程式中都应该拆开，选项D正确。5．B反应过程中，BMO参与反应，改变反应路径，作为催化剂可以降低反应的活化能，故A正确；根据转移电子守恒判断消耗苯酚的物质的量之比，过氧根离子生成氧离子得到3个电子、BMO＋得1个电子，根据转移电子守恒知，①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1，故B错误；苯酚中既含有C—H极性共价键，又含有C—C非极性共价键，故C正确；根据图知，反应物是C6H6O和氧气、生成物是二氧化碳和水，为苯酚的氧化反应，故为放热反应，故D正确。6．DA项，氮原子的原子核外有7个电子，基态氮原子电子排布式为1s22s22p3，错误；B项，氧离子核电荷数为8，核外有10个电子，基态O2－的电子排布式为1s22s22p6，错误；C项，NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))中N原子杂化轨道数＝eq\f(5＋1,2)＝3，NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的空间构型为正三角形，错误；D项，NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))中N原子杂化轨道数＝eq\f(5＋4－1,2)＝4，N原子的杂化方式为sp3，正确。7．DA．二氧化碳分子C原子形成2个σ键，没有孤电子对，价层电子对数为2，二氧化碳C原子采取sp杂化，为直线形，水分子中O原子形成2个O—H键，含有2对孤电子对，价层电子对数为4，水分子为V形结构，错误；B.MgO只含有离子键，MgOCO2中含有离子键和共价键，则MgO→MgOCO2时，没有共价键的断裂，错误；C.反应过程中碳元素的化合价为－2价的中间体是MgOCH2，错误；D.图示中箭头指入的是反应物，指出的是生成物，则CO2和氢气是反应物，生成甲烷和水，反应的方程式为：CO2＋4H2eq\o(=,\s\up11(Pd­MgO),\s\do4(一定条件))CH4＋2H2O，正确。8．DW为H，X为C，Y为O，Z为Na，Z、Y的简单离子具有相同的电子层结构，原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：r(Na＋)<r(O2－)，A项错误；元素非金属性C<O，B项错误；一般来说，元素对应单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，故阴离子的还原性O2－<H－，C项错误；H2O2中含有O—O非极性键，D项正确。9．C两种非金属元素形成AB型化合物，即便该化合物为离子化合物，其阴离子或阳离子内部的两种非金属元素的原子间也存在共价键(如NH4H中NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))的内部H、N原子间)，①正确；HCl气体溶于水，H与Cl原子间的共价键被破坏，但发生的是物理变化，②不正确；水的稳定性比硫化氢高，取决于分子内部原子间的共价键，与氢键无关，③不正确；CF4、CCl4、CBr4、CI4都形成分子晶体，它们的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，所以沸点依次升高，④正确；BeF2为离子化合物，所以并不是只有活泼金属与活泼非金属之间才能形成离子键，⑤不正确；仅由非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl，⑥不正确；碘化氢气体分解和氯化钠熔化，前者破坏共价键，后者破坏离子键，克服的化学键类型不同，⑦正确；HClO分子中，H原子的最外层不满足8电子稳定结构，⑧不正确；H2O2、NH4Cl、H2S、NaOH、Ca(ClO)2中，H—O、N—H、H—S、O—H、Cl—O都为极性共价键，⑨正确。10．D金刚石、SiC属于共价晶体，键长C—C<Si—C，故金刚石中化学键更稳定，其熔点更高，NaF、NaCl都属于离子晶体，氟离子半径小于氯离子半径，故NaF的晶格能大于NaCl，则NaF的熔点更高，H2O、H2S都属于分子晶体，水分子之间存在氢键，熔点较高，熔点：共价晶体>离子晶体>分子晶体，故金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低，故A正确；CaO晶体结构与NaCl晶体结构相似，氯化钠的晶胞图为，若Ca2＋处于体心、棱中间，O2－位于面心、顶点，晶体中体心Ca2＋与面心的6个O2－距离最近，Ca2＋配位数为6，且这些最邻近的O2－围成正八面体，故B正确；氯化钠的晶胞图为，假设灰球为Cl－，处于面对角线上的Cl－之间距离最近，设二者距离为dcm，则晶胞棱长＝2dcm×eq\f(\r(2),2)＝eq\r(2)dcm，晶胞体积＝(eq\r(2)dcm)3，晶胞中Cl－数目＝1＋12×eq\f(1,4)＝4，晶胞中Na＋数目也是4，晶胞质量＝4×eq\f(M,NA)g＝ρg·cm－3×(eq\r(2)dcm)3，解得d＝eq\r(2)·eq\r(3,\f(M,2ρNA))，故C正确；处于棱的中心的原子为4个晶胞共用，位于顶角的原子为8个晶胞共用，晶胞中X数目＝eq\f(1,4)×12＝3，Y数目＝eq\f(1,8)×8＝1，则该晶体的组成式为X3Y，故D错误。11．BD最外层只有一个电子的可能是H或碱金属或某些过渡元素，不同族一般性质有较大差异，A不符合题意；2p、3p未排满，则下一能级不可能有电子，故X为C(2s22p2)、Y为Si(3s23p2)，两者最外层电子相同，性质相似，B符合题意；M层仅有2个电子，则第一层和第二层排满，故X为Mg；N层上仅有2个电子，则X可能为Ca或者某些过渡元素(如Fe)，不同族性质有差异，C不符合题意；电子总数等于最外层的5倍，若电子层为2层、3层均没有相应原子；若为4层，设第三层为a个电子，第四层为b个电子，由题意得：5b＝2＋8＋a＋b，即a＝4b－10，既然有第四层，根据电子排布规则，第三层至少满足3s23p6，故a＝4b－10≥8，推得b≥4.5，即最外层至少5个电子，故第三层3d应该排满，即a＝18，所以5b＝2＋8＋18＋b，推得b＝7，故该原子为35号溴原子，与Cl(3s23p5)最外层电子相同，性质相似，D符合题意。12．AA．金刚石和碳化硅都是共价晶体，在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键，每个共价键为相邻的2个原子所共有，因此若晶体中含有1mol原子，则物质含有共价键的物质的量是4mol×eq\f(1,2)＝2mol，故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1，错误；B.在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si—O共价键，故Si原子与Si—O共价键个数比为1∶4，正确；C.在石墨烯中，每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×eq\f(1,3)＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，正确；D.在C60分子中每个碳原子与3个C原子形成共价键，由于每个C原子都达到了8电子的稳定结构，说明每个C原子形成了2个碳碳单键和1个碳碳双键，在碳碳双键中含有1个σ键、1个π键，由于共价键是相邻的2个C原子所形成，则在1个C60分子中含π键数目为eq\f(60×1,2)＝30个，正确。13．BW、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，由结构可知W形成单键，则W是H元素，X形成4个共价键，且形成阳离子，则X为N元素，Y形成2个共价键，最外层有6个电子，为O元素，原子序数之和为32，则Z的原子序数为32－1－7－8＝16，则Z为S元素；W、X、Y、Z分别为：H、N、O、S；A.由图可知离子之间形成离子键，离子内部形成共价键，正确；B.一般情况下，O元素最高价为0价，无正价，错误；C.X、Z分别为N、S元素，对应的最高价的水化物为硝酸，硫酸，均为强酸，正确；D.在一定条件下H2能与N2、O2、S反应，生成物分别为：NH3、H2O、H2S，正确。14．B①氢叠氮酸(HN3)与醋酸酸性相近是弱酸，形成的阴离子水解呈碱性；正确；②HN3的构成微粒为分子，则属于分子晶体，正确；③NaN3的构成微粒为离子，则属于离子晶体，正确；④由信息可知撞击发生爆炸生成氮气，则可用于小汽车防撞保护气囊，正确；故选B。15．ACFe(CO)5为对称结构，分子中正、负电荷中心重合，属于非极性分子，CO为极性分子，A项正确；Fe(CO)5中Fe原子与CO形成配位键，铁原子提供空轨道，B项错误；铁与CO形成5个配位键，CO分子中O提供1对孤电子对与1个碳原子形成1个配位键，所以1molFe(CO)5中含有10mol配位键，C项正确；反应Fe(CO)5=Fe＋5CO↑得到铁单质，形成金属键，D项错误。16．答案：Ⅰ.(1)三角锥形NH3分子间存在氢键(2)4f5Ⅱ.(1)Be＋2OH－=BeOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(2))＋H2↑(2)配位Nsp3sp2解析：Ⅰ.(1)As与N、P为同主族，则其氢化物分子为AsH3，立体结构为三角锥形；NH3分子间存在氢键，而AsH3分子间只存在分子间的作用力，则AsH3沸点比NH3低。(2)Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm形成离子时，先失去最外层电子，则Sm3＋的价层电子排布式为4f5。Ⅱ.(1)与Al满足对角线规则的短周期元素的单质为Be，Be的性质类似于Al，Al能与强碱反应，则Be与NaOH反应生成偏铍酸钠和氢气，离子方程式为Be＋2OH－=BeOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(2))＋H2↑。(2)N—B化学键称为配位键；电子对由氮原子提供；NH3BH3分子中B原子有4条共价键，为sp3杂化，根据图像，BOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))中B有3条共价键，为sp2杂化。17．答案：(1)氦(或He)4(2)①sp2、sp310NAO>N>C>H②高(3)(4)eq\f(\r(2),2)d解析：(1)宇宙中氢元素占88.6%、氦占11.1%，宇宙中含量最多的元素是氢和氦；C的核外电子排布式为1s22s22p2，1s和2s轨道上分别有2个电子，p能级有3个轨道，每个电子优先占据1个轨道，则基态碳原子的核外电子占有4个原子轨道。(2)①甲基的VSEPR模型为四面体形，—COO—上C的VSEPR模型为平面三角形结构，则C原子的杂化类型分别为sp2、sp3；一个双键含有一个σ键，由PAN结构可知，一个中含有10个σ键，所以1molPAN中含有的σ键数目为10NA；PAN分子中含有C、H、N、O元素，元素的非金属性越强，其电负性越大，则电负性：O>N>C>H。②由于HCOOH存在分子间氢键，CH3OCH3只存在分子间作用力，所以HCOOH的沸点比CH3OCH3的高。(3)H5Oeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(2))是由水分子和H3O＋通过氢键形成的微粒，则H5Oeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(2))的结构式为。(4)根据图可知，Si原子在SiO2晶胞中位置如图，图中ABCD四个Si原子形成正四面体结构，且AB距离等于AC距离，AC距离在底面投影为底面对角线的一半，则SiA与SiB的距离＝eq\f(1,2)×eq\r(2)d＝eq\f(\r(2),2)dnm。18．答案：(1)4d55s16(2)AB(3)Csp2和sp3(4)F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，使共用电子对偏向F，使氧氢键较易断裂，因此酸性强于CH3COOH(5)C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，共价晶体熔化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力所需的能量解析：(1)Cr的基态价电子分布为3d54s1，而Mo与Cr同主族，但比Cr多了一周期，因而基态价电子排布式为4d55s1，用电子轨道表示式为，因而核外未成对的电子为6个。(2)观察该超分子结构有双键，说明有σ键和π键，分子中不存在离子键，根据信息可知Mo形成配位键。(3)CO做配体时C做配位原子，O把孤电子对给了碳，碳变成富电子中心，有提供孤电子对形成配位键的能力，p­甲酸丁酯吡啶中碳原子形成双键，说明其杂化方式为sp2，在丁基中C原子形成四个单键为sp3杂化。(4)F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，使共用电子对偏向F，从而氧氢键较易断裂，因此CF3COOH酸性强于CH3COOH。(5)根据不同晶体类型的性质不同来解释：C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，共价晶体