2024届新高考二轮复习 物质结构与元素周期律 作业（全国通用）

物质结构与元素周期律1.有机物F（）是合成某种具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性药物的中间体。下列说法正确的是()A.分子中存在sp杂化的C原子B.苯环上只有1个取代基（无醚键）的同分异构体有12种C.分子甲的所有碳原子可能在同一平面D.分子中含有的键数与键数之比为22：32.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，由它们可组成一种新型共价化合物，W原子的质子数等于X与Y的原子序数之和。下列说法正确的是()A.原子半径：Z>Y>X B.第一电离能：Y>W>XC.Z的单质具有较强的还原性 D.W、Y可组成一种具有导光性的物质3.X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的前20号主族元素，X元素的原子失去一个电子后是“裸露”质子；Y与Z的单质在空气中能稳定存在，且二者能形成一种红棕色气体；R与Y位于同一主族；W是前20号元素中金属性最强的。下列说法正确的是()A.简单离子半径：B.相同条件下Y的气态氢化物的能量比R的气态氢化物的能量低C.元素的简单氢化物沸点：Y>ZD.X、Y、Z三种元素形成的化合物中都只有共价键4.科学家研究发现某离子液体有助于盐湖水提锂，其结构式如图。其中X、Y、Z、W、E、Q均为短周期主族非金属元素，且原子序数依次增大。下列说法正确的是()A.最高价含氧酸的酸性：Z>Y>QB.简单氢化物的沸点：E>W>YC.Z元素最高价氧化物对应的水化物能与它的简单氢化物反应D.简单离子的半径：Q>E>W>Z5.一种由W、X、Y、Z、Q五种短周期主族元素组成的离子结构如图所示，其中X、Q同主族，Y的基态原子s轨道电子数是p轨道的2倍，且W、X、Z原子序数之和为15。下列说法正确的是()A.原子半径：Z<Q<Y<WB.原子序数为81的元素与W元素的价电子数相等C.最高价氧化物对应水化物的酸性：Y<XD.Q的单质与Z的单质在暗处相遇就会剧烈化合并爆炸6.一种在极端高温高压下合成的新材料由Ga和N两种元素组成，晶胞结构如图所示，其中晶胞边长为。下列说法正确的是()A.N是第二周期第一电离能最大的主族元素B.该晶体的化学式为C.与Ga原子紧邻且等距的Ga原子的个数为4D.两个N原子间的最短距离为7.前18号主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，其中A元素与其他元素都不在同一周期，A元素和B元素形成一种碱性气体，A元素和C元素原子序数之和等于D元素原子序数，E元素最外层电子数是D元素最外层电子数的2倍，且E元素最高价氧化物对应水化物为一种强酸。下列说法正确的是()A.A和B元素组成的化合物，A和B之间形成5个共价键，属于共价化合物B.E元素同一主族下一周期的元素可用于半导体材料及芯片的开发与研究C.E元素对应简单氢化物的沸点小于B元素对应简单氢化物的沸点，因此非金属性：E<BD.简单离子半径大小：C>D>E8.短周期主族元素X、Y、Z、U、V、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知常温常压下，W的单质为黄绿色气体，且Z与V的核电荷数之和为21。下列说法错误的是()YZ…UX…VWA.简单离子半径：V>U>XB.分子中所有原子均达到8电子稳定结构C.W的最高价氧化物对应的水化物是强酸D.简单氢化物的沸点：U>W9.W、X、Y、Z、Q是前20号原子序数依次增大的主族元素，W、Q核外电子数之和与X、Y、Z核外电子数之和相等，W、Z、Q最外层电子数之和与X、Y最外层电子数之和相等。W、Q形成的物质甲可作“生氢剂”；Y、乙形成的气体乙，其颜色与溴蒸气的颜色相似，两者可用水鉴别。下列说法正确的是()A.简单离子半径：Y<ZB.物质甲在化学反应中常用作还原剂C.气体乙是酸性氧化物D.最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Y10.四种短周期主族元素在周期表中的位置如图，其中Y与W可形成，极易水解，常用作烟雾剂，且所有原子均达到8电子稳定结构。下列说法错误的是()XYZWA.电负性：Y<Z<XB.最高价氧化物对应水化物的酸性：W>ZC.X与Y形成的化合物中含有离子键和共价键D.X的简单氢化物空间结构是三角锥形11.碳元素、铜元素形成的单质及化合物有着广泛的应用。回答下列相关问题：（1）基态碳原子的电子排布式是____，如图是碳原子或离子核外电子填充情况，其中失去一个电子需要能量最少的是____（填序号）。（2）①C原子在形成化合物时，杂化轨道中s轨道成分越多，则C元素的电负性越大，连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中，最有能可在碱性体系中形成阴离子的是___（填序号）。a.b.c.d.②已知氯乙烯（）分子中，除键外，还有Cl的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键，故氯乙烯分子中碳氯键键长小于氯乙烷中的，则、乙醛（）分子中，碳氧键键长的顺序是______，理由：（ⅰ）C的杂化轨道中s轨道成分越多，形成的碳氧键越强；（ⅱ）______。（3）一种离子使异号电子云发生形变的作用，称为该离子的“极化作用”。一般阳离子电荷数越大，半径越小，极化作用越强，而阴离子极化作用较弱，其电子云易发生形变。离子极化导致离子键向共价键过渡。试从离子极化角度，解释的分解温度（402℃）低于的分解温度（900℃）的原因：______。（4）磷青铜晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中P原子位于由铜原子形成的______空隙中。若晶体密度为，P原子与最近的Cu原子的核间距为______nm（用含的代数式表示，为阿伏加德罗常数的值）。12.稀土元素是指钪（Sc）、钇（Y）和镧系元素，共17种，位于元素周期表中第ⅢB族，均为金属元素，在工业生产中有重要的作用。回答下列问题：（1）已知钪（Sc）元素的原子序数为21，基态钪原子的核外电子排布式为_____，钇（Y）元素位于元素周期表中钪元素的下一周期，则钇元素在元素周期表中的位置为_______。（2）稀土元素常常能和许多配体形成配合物。离子化合物中，存在的化学键除离子键外还有_____（填“氢键”“共价键”或“配位键”），钪（Sc）元素在水中以稳定的形式存在，其空间构型为_____。（3）Sm（钐）的单质与1，2-二碘乙烷可发生反应：。中碳原子杂化方式为；常温下1，2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体，其主要原因是_____。（4）是第一个被发现的高温氧化物超导晶体，它属于_____晶体（填“原子”“离子”或“分子”）。如图为其晶胞结构，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。图中1点的原子分数坐标为（，，），则2点的原子分数坐标为_____。（5）晶胞图中晶胞参数分别为，的摩尔质量为，该晶体的密度_______（设为阿伏加德罗常数的值）。13.硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：（1）基态B原子核外电子有______种不同的空间运动状态。（2）主要用作有机合成中的催化剂，也用于制作火箭的高能燃料。的空间构型为________。形成时，基态B原子价层电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价层电子轨道表示式可能为________（填序号）。（3）Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示，硼原子通过B—B键互相连接成三维骨架形成正八面体，该结构具有立方晶系的对称性。①该晶体的化学式为_______，晶体中Ca原子的配位数为_______。②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如M点原子的分数坐标为（，，），已知八面体中B—B键的键长为，晶胞参数为，则N点原子的分数坐标为Ca与B原子间的距离d为_______pm（列出表达式即可）。14.钠离子电池被认为在基于电网的储能系统中最具发展前景，双金属硫化物空心纳米棒将有助于提高钠离子电池性能。回答下列问题：（1）Sb位于第五周期，与N同主族，基态Sb的价电子排布图（轨道表达式）为________，（氟锑酸）是一种超强酸，的空间构型为________，写出1种与具有相同空间构型和键合形式的阴离子：________（填化学式）。（2）Si、P与S是同周期中相邻的元素，Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序是________。（3）与S同主族的元素有O、Se、Te等，它们简单氢化物的沸点大小为，其原因是________。（4）已知：为61pm，为65pm。在隔绝空气条件下分别加热和，实验测得的分解温度低于，原因是________。（5）其离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由X、Y组成，则该氧化物的化学式为；已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的晶胞参数为________pm（用含和的代数式表示）。15.国际权威学术期刊《自然》报道，我国科学家选择碲化锆（）和砷化镉（）为材料验证了三维量子霍尔效应。请回答下列问题：（1）Zr是Ti的同族相邻元素，位于周期表的______区；Te为52号元素，基态Te原子的价电子排布式是______。（2）周期表中As、Te分别与Se相邻，这三种元素第一电离能由大到小的顺序是______。（3）与可形成。①该离子中不含的化学键类型有______（填序号）。A.离子键B.配位键C.键D.共价键E.氢键F.键②已知该离子中2个被2个替代只得到一种结构，则该离子的立体构型为______。（4）含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图甲所示，As原子的轨道杂化类型为_____，1个对氨基苯砷酸分子中含有键的数目为_____。（5）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系Cd-Sn-As形成的化合物的晶胞结构如图乙所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。原子Cd000Sn000.5As0.250.250.125①找出此晶胞中距离Cd（0，0，0）最远的As的位置：_______（用分数坐标表示）。②该化合物的化学式为_______，此晶体的密度_______（列出计算式，阿伏加德罗常为数的值为）。

答案以及解析1.答案：B解析：由该物质的结构简式可知，分子中不存在sp杂化的C原子，A错误；含有苯环，则其余C原子均为饱和碳原子，无醚键，可知苯环上的取代基中含1个羟基，再由分子中苯环上只含有1个取代基，可知该有机物的碳链结构有如下四种：（1、2、3、4均表示羟基的连接位置），所以满足条件的同分异构体共有12种，B正确；饱和碳原子与相连的4个原子形成四面体结构，因此分子中不可能所有的碳原子在同一平面上，C错误；1个分子中含有25个键和3个键，则分子中含有的键数与m键数之比为25：3，D错误。2.答案：D解析：同周期主族元素，从左到右原子半径依次减小，则C、O、F的原子半径大小顺序为C>O>F，A错误；同周期主族元素，从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，同主族元素，从上到下元素的第一电离能依次减小，则C、O、Si的第一电离能的大小顺序为O>C>Si，B错误；位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强，单质具有很强的氧化性，C错误；二氧化硅具有导光性，D正确。3.答案：B解析：A项，有三个电子层，且具有相同的核外电子排布，有两个电子层，且具有相同的核外电子排布，则离子半径：，错误；B项，元素非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，非金属性N>P，则比稳定，又能量越低越稳定，则相同条件下的能量低于的，正确；C项，在常温下为气体，在常温下为液体，因此的沸点比的低，错误；D项，氢、氮和氧三种元素形成的化合物中可能含有离子键，如硝酸铵，错误。4.答案：C解析：由题可知，X、Y、Z、W、E、Q分别为H、C、N、O、F、S。非金属性：S>C，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Q>Y，A错误；HF和都能形成分子间氢键，沸点均高于，但形成氢键的数目多于HF，则分子间作用力强于HF，沸点也高于HF，故简单氢化物沸点：W>E>Y，B错误；N元素最高价氧化物对应的水化物为，简单氢化物为，两者反应生成，C正确；电子层数越多的离子，半径越大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：Q>Z>W>E，D错误。5.答案：B解析：同一周期中，原子半径随着原子序数的递增而减小，周期数大的元素原子半径大，因此原子半径：H<C<B<Cl，A错误；同主族元素从上到下相邻周期原子序数之差依次为8、8、18、18、32、32，因此可计算出B元素与原子序数为81的元素在同一主族，其价电子数相等，B正确；F元素没有对应的含氧酸，C错误；与在暗处相遇才会剧烈化合并爆炸，与在光照或点燃的条件下发生化合反应，D错误。6.答案：D解析：第二周期元素中第一电离能最大的主族元素是F元素，A错误；1个晶胞中含有Ga的个数为，含有N的个数为，则其化学式为GaN，B错误；大球为Ga原子，小球为N原子，以顶面面心的Ga原子为例，与其等距且紧邻的Ga原子在同层有4个，在上下两中心层各有4个，共12个，C错误；晶胞边长为a，N原子间的最短距离为面对角线长的一半，即为，D正确。7.答案：B解析：A和B元素组成的化合物，即，由铵根离子和构成，属于离子化合物，A错误；E元素同一主族下一周期的元素为硒元素，位于金属元素和非金属元素分界线附近，可用于半导体材料及芯片的开发与研究，B正确；B元素对应简单氢化物为氨气，E元素对应简单氢化物为硫化氢，氨分子间有氢键，沸点较高，元素非金属性的强弱与简单氢化物的沸点高低无关，C错误；具有相同电子层结构的简单离子，核电荷数越大，离子半径越小，具有不同电子层数的简单离子，一般电子层数越多，离子半径越大，简单离子半径大小：E>C>D，D错误。8.答案：B解析：电子层数越多离子半径越大，核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：，A正确；分子中B原子的最外层电子数为6，未达到8电子稳定结构，B错误；Cl的最高价氧化物对应的水化物是高氯酸，为强酸，C正确；HF分子间存在氢键，HCl分子间不存在氢键，故简单氢化物的沸点：U>W，D正确。9.答案：B解析：N、O形成的简单离子属于电子层结构相同的离子，依据“序大径小”的原则，，A错误；中的H显-1价，其具有较强的还原性，如可与反应生成，B正确；乙是，与NaOH反应的化学方程式为，生成两种盐，而酸性氧化物与碱作用只生成一种盐和水且无化合价变化，因此不是酸性氧化物，C错误；非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，N的非金属性强于B和C，D错误。10.答案：C解析：电负性：Si<P<N，A正确；最高价氧化|物对应水化物的酸性：，B正确；N与Si形成共价化合物，只含有共价键，C错误；的中心原子N是杂化，且有一对孤对电子，则的空间结构为三角锥形，D正确。11.答案：（1）；b（2）①c；②，分子中，C与两个O除了形成两个键，还形成两个大键，使得碳氧键的键长较短（3）半径小于半径，极化作用强，易使电子云发生形变，易夺取中的，则分解温度低（4）正八面体；解析：（1）基态碳原子的电子排布式为，根据核外电子填充规律可知，ac是基态碳原子电子排布图，b是激发态碳原子电子排布图，d是激发态的+1价碳离子电子排布图，激发态碳原子失去电子最容易，需要能量最少。（2）①中C原子杂化类型分别为杂化，分子中酯基上的C原子杂化类型为，其余的C原子杂化类型为；杂化轨道中s轨道成分最多的物质是，其最有可能在碱性体系中形成阴离子。②乙醇分子中醛基（）上的C采取杂化，是直线形分子，分子中的C采取sp杂化，sp杂化时s轨道成分多，则中碳氧键更强，键长更短；中C的两个2p轨道上各有一个电子，O原子的一个2p轨道上有一个电子、另一个2p轨道上有一对电子，这样就分别形成两个的大键，使得分子中碳氧键的键能较大，键长较短。（3）半径小于半径，极化作用强，使电子云形变程度大，易夺取中的（使晶格能减小），受热时容易分解。（4）Cu原子位于晶胞的6个面心，这6个Cu原子构成的空间结构为正八面体形，P原子位于晶胞的体心，故P原子位于由铜原子形成的正八面体空隙中。根据均摊法可知，Sn位于顶点，晶胞中Sn原子的个数为，Cu位于面心，Cu原子个数为，P位于体心，晶胞中有1个P原子，则晶胞的边长=，P原子与最近的Cu原子的核间距为晶胞边长的一半，即为。12.答案：（1）（或）；第五周期第ⅢB族（2）共价键、配位键正八面体形（3）杂化；1，2-二碘乙烷的相对分子质量较大，分子间作用力较强，沸点较高（4）离子；（0，0，）（5）解析：（1）已知钪（Sc）元素的原子序数为21，其基态原子的核外电子排布式为或；钇元素在元素周期表中的位置为第五周期第ⅢB族。（2）离子化合物中，存在的化学键除离子键外还有与之间的配位键，以及内的O—H共价键，氢键不属于化学键。中与6个形成配位键，位于6个分子形成的正八面体空隙中心，则的关键念空间构型为正八面体形。（3）中C原子形成了4个单键，无孤电子对，故碳原子的杂化方式为杂化；1，2-二碘乙烷和乙烷均为分子晶体，两者结构相似，由于1，2-二碘乙烷的相对分子质量较大，分子间作用力较强，沸点较高。（4）由题意可知，高温下导电，则是阴、阳离子形成的离子晶体。根据均摊法可知，晶胞中黑球个数为，小灰球个数为，大灰球个数为，三者个数比为2：8：4=1：4：2，结合其化学式为可知，黑球、小灰球、大灰球依次表示，晶胞中含有的个数为2。位于体心的的分数坐标为（，，）则位于轴上的2点的分数坐标为（0，0，）。（5）晶胞中含有2个，晶胞的体积为，则。13.答案：（1）3（2）平面三角形；C（3）①；24；②（0，0，）；解析：（1）基态B原子的核外电子排布式为，所以其核外电子有3种不同的空间运动状态。（2）中心B原子的价层电子对数为，采取杂化，无孤电子对，其空间构型为平面三角形。形成时，基态B原子价层电子先进行激发，再进行杂化，B采取杂化，说明基态B原子2s能级中的1个电子激发到2p能级上，故激发时B原子的价层电子轨道表示式可能为C。（3）①该晶胞中，每条棱上有2个B原子，含有B原子的个数为，体心有1个Ca，Ca原子数为1，所以该晶体的化学式为；晶胞中，每条棱上的B原子与Ca原子的距离最近且相等，所以Ca原子配位数为24。②N点原子与坐标原点的距离为，所以N点原子的分数坐标为（0，0，）；Ca到棱心的距离为，棱上B原子到棱心的距离为，Ca与B原子间的距离。14.答案：（1）；V形；（2）P>S>Si（3）均是分子晶体，相对分子质量逐渐减小，范德华力减小，所以沸点逐渐降低，而水分子间存在氢键，所以沸点最高（4）的半径小于，FeO的晶格能大于CoO，比易分解（5）；解析：（1）Sb位于第五周期第ⅤA族，基态Sb原子的价层电子排布式为，则电子排布图(轨道表达式）为；中F的价层电子对数为，孤电子对数为2，其空间构型为V形；原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相同空间构型和键合形式，与互为等电子体的阴离子有等。（2）同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势，但P元素的3p轨道为半充满，结构较稳定，第一电离能大于S，则第一电离能由大到小的顺序是P>S>