2023届高考化学鲁科版一轮复习检测-第五章　物质结构与性质

第五章物质结构与性质(时间:90分钟满分:100分)一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.人们发现组成为铝—铜—铁—铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性,正被开发为炒菜锅的镀层。下列说法不正确的是()A.铝是主族元素 B.铁与氯气反应形成离子键C.自然界中不存在准晶体 D.铜、铁都是过渡元素2.工业制乙醇的反应为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。下列有关化学用语错误的是()A.乙烯的电子式:H··B.碳的原子结构示意图:C.水的结构式: D.中子数为8的氧的核素:83.下列说法正确的是()A.次氯酸分子式为HClO,其分子为直线形的极性分子B.乳酸()分子中含有一个手性碳原子C.SO2和SO3分子中心原子分别为sp2和sp3杂化,空间结构分别为V形、平面三角形D.配位键常用A→B表示,其中A原子可以提供接受孤电子对的空轨道4.下列现代分析手段中,可用于检验水中痕量铜元素的是()A.X射线衍射 B.原子光谱C.质谱 D.红外光谱5.观察下列模型并结合有关信息,判断有关说法正确的是()硼晶体结构单元SF6分子S8HCN结构模型示意图备注熔点1873K—易溶于CS2—A.单质硼属于共价晶体 B.SF6是由极性键构成的极性分子C.固态硫S8属于共价晶体 D.HCN的结构式为H·6.X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期元素,X、R最外层电子数相同,R的原子半径在同周期主族元素中最大。其中,X、Y、Z、W形成的某种化合物可表示为[YX4]+[WZ4]-。下列说法正确的是()A.电负性:W>Z>Y>X>R B.第一电离能:W>Z>Y>RC.简单离子的半径:W>Y>Z>R D.简单氢化物的沸点:R>W>Z>Y7.下列对一些实验事实的理论解释正确的是()选项实验事实理论解释A氮原子的第一电离能大于氧原子氮原子2p能级半充满BCO2为直线形分子CO2分子中CO之间的夹角为180°C金刚石的熔点低于石墨金刚石是分子晶体,石墨是共价晶体DHF的沸点高于HClHF的相对分子质量小于HCl8.W、X、Y、Z、M为原子序数依次递增的短周期主族元素,其最外层电子数可用如图表示。下列有关说法错误的是()A.原子半径:Z>WB.简单氢化物的沸点:X>YC.Z的单质可与X的最高价氧化物发生置换反应D.Y和M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸9.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价层电子数达到8,H原子价层电子数达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是()A.NH3、BF3、BF4-中只有BF3B.BF3、BF4-中心原子的杂化方式分别为sp2C.BF3与NH3反应时有配位键生成 D.BF4-10.某种离子化合物结构如图,该物质由两种阳离子和两种阴离子构成,其中有两种10电子离子和一种18电子离子。X、Y、Z、M均为短周期元素,且均不在同一族;X是半径最小的元素,Z是空气中含量最多的元素,Y的电负性大于Z。下列说法不正确的是()A.X与Y形成的化合物沸点高于Y同族元素与X形成化合物的沸点,主要原因是容易形成分子间氢键B.Z的最高价氧化物对应水化物的阴离子中Z的杂化方式为sp2杂化C.元素第一电离能:Y<ZD.该盐中,存在离子键、极性共价键、非极性共价键、配位键和氢键等化学键二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。11.根据元素周期律,对下列事实进行推测,其中推测不合理的是()选项事实推测AMg与冷水反应缓慢,Ca与冷水反应较快Ba(第ⅡA族元素的单质)与冷水反应更快BSi是半导体材料,Ge也是半导体材料同族82Pb的单质是半导体材料CHCl在1500℃时分解,HI在230℃时分解HBr的分解温度介于两者之间DH3PO4是中强酸,H2SO4是强酸HClO是强酸12.Fe为过渡金属元素,在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4,该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法不正确的是()A.该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4B.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区C.1mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成1mol沉淀D.该配合物中阴离子呈正四面体结构13.部分短周期主族元素的有关信息如表所示:元素代号元素性质或原子结构T原子最外层上的电子数是次外层的72R在短周期主族元素中,原子半径最大L简单离子L3+与Tn-的核外电子数相等Q与T同族下列说法不正确的是()A.T的相邻主族元素与R形成的化合物中只有离子键B.R、L、Q最高价氧化物对应的水化物两两间均能反应C.简单氢化物的沸点:Q>TD.四种元素形成的简单离子半径:Q>T>R>L14.硫化锌有两种常见的晶体,分别是六方硫化锌(晶胞结构如图甲所示)和立方硫化锌(晶胞结构如图乙所示)。下列说法错误的是()A.可用X射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体B.每个六方硫化锌晶胞中含2个S原子C.立方硫化锌中锌的配位数为4D.氧化锌的熔点低于六方硫化锌和立方硫化锌15.硒化锌材料是一种黄色透明的多晶材料,用于制造透红外材料及红外线光学仪器,其晶胞如图所示(其中白色球表示硒原子),已知晶胞边长为anm,NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是()A.单质硒的熔点为221℃,晶体类型为分子晶体B.硒化锌晶体中Zn原子的配位数为4C.紧邻的Se2-与Zn2+之间的距离为34D.硒化锌的密度为4×144NA(a三、非选择题:本题共5小题,共60分。16.(6分)下表是元素周期表中的一部分。族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01A2EFHJ3BCDGI根据A～J在元素周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:(1)电负性最强的元素是,第一电离能最小的单质是。(2)最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是,呈两性的是。

(3)A分别与E、F、G、H、I形成的化合物中,沸点最高的是。

(4)在B、C、D、G、I中,形成的简单离子半径最大的元素是。

17.(10分)X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素,其中原子序数依次增大;X2-和Y+有相同的核外电子排布;Z的气态氢化物的沸点比其上一周期同族元素气态氢化物的沸点低;R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多;W为金属元素,X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气体单质。回答下列问题(相关回答均用元素符号表示):(1)R的基态原子的核外电子排布式是。

(2)Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是

。

(3)X与Z中电负性较大的是。Z的某种含氧酸盐常用于实验室制取X形成的单质,此酸根离子的空间结构为,此离子中所含化学键的类型是,X—Z—X的键角(填“>”“<”或“=”,已知:孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力)109°28′。

18.(15分)据报道,选择碲化锆(ZrTe5)为材料验证了三维量子霍尔效应,并发现了金属—绝缘体的转换。Te属于第ⅥA族元素。回答下列问题:(1)锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2,锆原子中d轨道上的电子数是,Zr2+的价层电子排布图是。

(2)Zr、Te、Cl的电负性由大到小的顺序是,H2O、H2S、H2Te的沸点由高到低的顺序是,酸性强弱比较:H2SO4(填“>”或“<”)H2TeO4。

(3)H2Te和CO2均为三原子分子,但它们的键角差别较大,试用杂化轨道理论解释,理由是

。(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子,其中的配位原子是(填元素符号),1个[Zr(C2H5O)2]2+中含共价键的数目是。

(5)立方氧化锆是一种人工合成的氧化物,其硬度极高,可用于陶瓷和耐火材料,其晶胞结构如图所示。Zr原子的配位数是。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,则立方氧化锆的密度为g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值,写出计算表达式)。19.(15分)(1)氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,其晶胞结构如图所示,为长方体。写出与AlH4(填化学式)。

NaAlH4晶体中,与AlH4-紧邻且等距的Na+有个;NaAlH4晶体的密度为g·cm-3(用含a、N(2)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物,N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中,晶胞结构如图所示。氮化钼的化学式为。氮化钼晶胞边长为anm,晶体的密度ρ=g·cm-3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。(3)①已知MgO与NiO的晶体结构(如图1所示)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点:MgO(填“>”“<”或“=”)NiO,理由是。

②若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B(1,1,0),则C的坐标参数为。

③一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图2所示)。已知O2-的半径为am,每平方米上分散的该晶体的质量为g[用含a、NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)的式子表示]。

20.(14分)纳米TiO2被广泛应用于光催化、精细陶瓷等领域。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料制备纳米TiO2的步骤如下(已知:25℃时,Ksp[TiO(OH)2]=1×10-29;Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38;Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16)。(1)酸浸:向磨细的钛铁矿中加入浓硫酸,充分反应后,所得溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+和SO42-(2)除铁、沉钛:向溶液中加入铁粉,充分反应,趁热过滤。所得滤液冷却后过滤得到富含TiO2+的溶液;调节除铁后溶液的pH,使TiO2+水解生成TiO(OH)2,过滤。①若沉钛后c(TiO2+)<1×10-5mol·L-1,则需要调节溶液的pH略大于。

②TiO2+水解生成TiO(OH)2的离子方程式为。

③加入铁粉的作用是。(3)煅烧:在550℃时煅烧TiO(OH)2,可得到纳米TiO2。①TiO2的一种晶胞结构如图1所示,每个O周围距离最近的Ti的数目是。

②纳米TiO2在室温下可有效催化降解空气中的甲醛。H2O和甲醛都可在催化剂表面吸附,光照时,吸附的H2O与O2产生HO·,从而降解甲醛。空气的湿度与甲醛降解率的关系如图2所示,甲醛降解率随空气湿度变化的原因为

。

(4)纯度测定:取纳米TiO2样品2.000g,在酸性条件下充分溶解,加入适量铝粉将TiO2+还原为Ti3+,过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并配成250mL溶液。取合并液25.00mL于锥形瓶中,加几滴KSCN溶液作指示剂,用0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定,将Ti3+氧化为TiO2+,消耗0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液23.00mL。该样品中TiO2的质量分数为(保留4位有效数字)。

第五章物质结构与性质1.C铝在第三周期第ⅢA族,是主族元素,A正确;铁和氯气反应生成的氯化铁为离子化合物,铁与氯气反应形成离子键,B正确;组成为铝—铜—铁—铬的准晶体中,铜、铝、铬、铁四种金属元素在自然界中均存在,所以准晶体在自然界中可能存在,C错误;铜在第四周期第ⅠB族,铁在第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素,D正确。2.A乙烯分子中2个C原子之间形成共价双键,剩余的2个价电子分别与2个H原子形成共价键,其电子式为H·3.BHClO中O原子的杂化方式为sp3杂化,有2对孤电子对,所以是V形,A错误;手性碳原子指该原子连有4个不同基团,则乳酸()分子中含有一个手性碳原子,B正确;SO2和SO3的价层电子对数都为3,杂化轨道类型均为sp2杂化,C错误;配位键常用A→B表示,是表明共用电子对由A原子提供给B原子而形成配位键,D错误。4.BX射线衍射用于测晶体结构,A不符合题意;原子光谱是利用特征谱线定性、定量地鉴定元素,B符合题意;质谱可用于测定相对分子质量等,C不符合题意;红外光谱可确定分子中含有何种化学键或官能团,D不符合题意。5.ASF6空间结构高度对称,是由极性键构成的非极性分子,B错误;根据S8易溶于CS2,符合“相似相溶”原理,知固态硫S8属于分子晶体,C错误;HCN的结构式应为H—C≡N,D错误。6.CR的原子半径在同周期主族元素中最大,且X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期元素,故R为Na;X、R最外层电子数相同,故X为H;X、Y、Z、W形成的某种化合物可表示为[YX4]+[WZ4]-,故Y为N,Z为O,W为Cl,即[YX4]+[WZ4]-为NH4ClO4。非金属性越强,电负性越大,同周期元素自左而右电负性逐渐增大,故电负性Z>W,A错误;元素核外电子排布处于全满或半满的状态下第一电离能较大,N>O,即Y>Z,B错误;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径大小为Cl->N3->O2->Na+,C正确;水分子之间存在氢键,沸点高于HCl,D错误。7.A选项B理论解释与实验事实无因果关系;选项C的理论解释错误,原因是石墨中碳碳键键能大于金刚石中碳碳键键能,金刚石不是分子晶体;选项D的理论解释错误,原因是HF分子间存在氢键。8.BW、X、Y、Z、M为原子序数依次递增的短周期主族元素,由题图可知,W、X、Y、Z、M的最外层电子数依次为1、4、5、2、7,则推得W、X、Y、Z、M分别为H、C、N、Mg、Cl,据此解答。原子半径Mg>H,A正确;由于NH3分子间可形成氢键,甲烷分子间不能形成氢键,则沸点NH3>CH4,B错误;Mg与CO2可发生置换反应2Mg+CO22MgO+C,C正确;N和Cl的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸和高氯酸,均为强酸,D正确。9.DNH3电子式为H··N··H····H,符合路易斯结构,BF3电子式为

··F······B

··F······

··F······,B原子价层电子数为6,不符合路易斯结构,BF4-电子式为[··F······B

··10.DX、Y、Z、M均为短周期元素,且均不在同一族,X是半径最小的元素,则X为H元素,Z是空气中含量最多的元素,则Z为N元素;离子化合物由两种阳离子和两种阴离子构成,其中有两种10电子离子和一种18电子离子,由化合物的结构和Y的电负性大于Z可知,Y为O元素、M为Cl元素,化合物中的阳离子为H3O+和NH4+,阴离子为Cl-和N511.BD同主族元素的金属性从上到下逐渐增强,与水反应越来越剧烈,第ⅡA族元素从上到下依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra,已知Mg与冷水反应缓慢,Ca与冷水反应较快,所以Ba与冷水反应会更快,故A正确;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,第ⅣA族元素从上到下依次为C、Si、Ge、Sn、Pb,其中C不导电(除了石墨),Si、Ge在金属元素和非金属元素分界线上,都是半导体材料,但Sn、Pb都是金属,是电的良导体,推测不合理,故B错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,形成的气态氢化物的稳定性也逐渐减弱,已知HCl在1500℃时才分解,而HI在230℃时即分解,由此推测HBr的分解温度介于两者之间,故C正确;同周期从左到右,元素的非金属性逐渐增强,其最高价含氧酸酸性增强,H3PO4是中强酸,H2SO4是强酸,HClO4是强酸,HClO是弱酸,推测不合理,故D错误。12.B题给配合物中Fe显+2价,Fe2+最外层电子排布式为3s23p63d6,即最外层电子数为14,则配体提供的电子总数为12,每个NO和H2O均可提供2个电子,故n=5,该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4,A正确;氢元素位于元素周期表s区,B错误;题给配合物中只有SO42-能与Ba2+13.AC短周期主族元素中,T原子最外层上的电子数是次外层的72倍,则其K层电子数为2,L层电子数为7,故T为F;在短周期主族元素中,R的原子半径最大,则R为Na;简单离子L3+与Tn-(F-)的核外电子数相等,则L为Al;Q与T(F)同族,则Q为Cl。F的相邻主族元素为O,O与Na形成的Na2O2中含有离子键和非极性共价键,故A错误;R、L、Q最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4,Al(OH)3为两性氢氧化物,能够与强碱、强酸反应,NaOH与HClO4反应为中和反应,故B正确;HF分子间存在氢键,因此沸点高于HCl,故C错误;F-、Na+、Al3+的核外电子排布相同,核内质子数越多,其半径越小,Cl-核外电子层数相较最多,因此简单离子半径大小为Cl->F->Na+>Al3+14.D晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,X射线衍射可以看到微观结构,所以可用X射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体,A正确;每个六方硫化锌晶胞中有2个S原子,B正确;据题图可知,Zn原子位于4个S原子形成的正四面体空隙中,所以立方硫化锌中锌的配位数为4,C正确;O2-的半径小于S2-,所以O2-与Zn2+形成的离子键更强,熔点更高,D错误。15.D单质硒的熔点为221℃,熔点较低,则说明该晶体属于分子晶体,A正确;根据题图结构可知,Zn原子(小黑球)的配位数为4,B正确;晶胞边长为anm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则根据几何关系可知,紧邻的Se2-与Zn2+之间的距离为体对角线的14,即310-7cm=10-9m,计算时单位换算错误,D错误。16.解析:由元素在元素周期表中的位置可知,A为H,B为Na,C为Mg,D为Al,E为C,F为N,G为S,H为F,I为Cl,J为Ne。答案:(1)FNa(2)HClO4Al(OH)3(3)HF(4)S17.解析:(1)依据洪特规则可推知,前四周期基态原子中单电子数最多的,其价层电子排布式为3d54s1(单电子数为6),则R为铬元素,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1。(2)结合题干信息可推知元素X、Y、Z、W分别为O、Na、Cl、Mn。因HF分子间存在氢键,而HCl分子间不存在氢键,故沸点HF>HCl。(3)O与Cl中电负性较大的是O;Cl的含氧酸盐中常用于实验室制取氧气的盐为KClO3,ClO3-的价层电子对数为4(3个σ键、1对孤电子对),故ClO3-的空间结构为三角锥形;ClO3答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(2)HF分子间存在氢键,而HCl分子间不存在氢键(3)O三角锥形共价键(或答极性键均可)<18.解析:(1)锆(Zr)的原子序数为40,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2,锆原子中3d轨道上的电子数是10,4d轨道上的电子数是2,则其d轨道上的电子数为12;Zr失去最外层两个电子,则Zr2+价层电子排布式为4d2,价层电子排布图是。(2)非金属性越强,电负性越大,Zr为金属元素,Te和Cl为非金属元素,且非金属性Cl>Te,则Zr、Te、Cl的电负性由大到小的顺序是Cl>Te>Zr;H2O受氢键影响,所以沸点最高,H2S、H2Te的沸点主要受范德华力影响,相对分子质量越大,沸点越高,即H2O、H2S、H2Te的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Te>H2S;S和Te属于同主族元素,从上而下,非金属性逐渐减弱,原子序数Te>S,则非金属性S>Te,非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,酸性H2SO4>H2TeO4。(3)H2Te中Te原子价层电子对数为4,采用sp3杂化,由于有两对孤电子对,分子为V形结构,CO2中C原子价层电子对数为2,采用sp杂化,分子为直线形,故两者的键角差别较大。(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子,配体中O原子含有孤电子对,所以配位原子为O原子;1个[Zr(C2H5O)2]2+中同种非金属元素之间形成非极性键,不同非金属元素之间形成极性键,共价单键为σ键,该离子的结构中含共价键的数目是16。(5)由题图结构可知,晶胞中Zr原子位于顶点和面心,个数为8×18+6×12=4,O原子位于晶胞内,个数为8,Zr、O原子个数比为4∶8=1∶2,锆原子的配位数是8;若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,这两个氧原子之间的距离为晶胞棱长的一半,则晶胞棱长为2anm,晶胞体积V=(2a×10-7cm)3,则立方氧化锆的密度为123×4(2a×10-7)3NA答案:(1)12(2)Cl>Te>ZrH2O>H2Te>H2S>(3)H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28′,CO2中C为sp杂化,键角为180°(4)O16(5)8619.解析:(1)与AlH4-空间结构相同的分子有甲烷、CCl4等;NaAlH4晶体中,与AlH4-紧邻且等距的Na+有8个;晶胞体积为(a×a×2a×10-21)cm3,晶胞中Na+个数为6×12+4×14=4,AlH4-个数为8×18+4×12+1=4,NaAlH4晶体的密度为mV=54(2)由题图和题中信息知,Mo原子位于晶胞的顶点和面心,1个晶胞含有Mo原子的个数为6×12+8×18=4,N原子位于晶胞的棱上和体心,1个晶胞含有N原子的个数为4×14+1=2,故氮化钼的化学式为Mo24×96+2×14NAa3×10-21g·cm(3)①离子晶体结构相同时,离子半径越小,晶格能越大,熔、沸点越高。故熔点MgO>NiO。②题中已经给出了坐标系的三个方向示意图,晶胞是边长为1的正方体,因此C的坐标参数是(1,12,12)。③在题图2中的“单分子层”中可以画出二维重复单元,如,。重复单元呈菱形,是相邻四个氧离子中心的连线组成的,每个重复单元包含1个氧离子和1个镍离子,NiO的相对分子质量为75;重复单元所占的面积为(2a×3a)m2=23a2m2,则1平方米上分散的该晶体的质量为