2019年高考化学一轮复习（人教版）考案12物质结构与性质

考案[12]选修3物质结构与性质综合过关规范限时检测(45分钟，100分)第Ⅰ卷(选择题共42分)一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。1．(2018·试题调研)下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是eq\x(导学号50813570)(B)A．氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠B．硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵C．硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡D．氯化铵、氢氧化钠、双氧水、过氧化钙[解析]铵根离子中存在极性共价键和配位键，氨分子中氮原子上有孤电子对，H＋、Cu2＋、Ag＋有空轨道，能形成配位键。A项，只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键，A项错误；C项和D项中都不含配位键，C和D项错误。2．(2018·山东潍坊高三检测)有关苯分子中的化学键描述正确的是eq\x(导学号50813571)(B)A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成两个σ键D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他原子形成σ键[解析]苯分子是平面结构，中心碳原子以sp2杂化形成三个杂化轨道，还有一个未杂化的p轨道。所以，其结合形式为每个碳原子分别以三个sp2杂化轨道与其他两个碳和一个氢原子形成σ键，未杂化的p轨道上电子与其他五个碳原子上的p电子形成大π键。3．(2018·经典习题选萃)制造光导纤维的材料是一中很纯的硅氧化物，它是具有立体网状结构的晶体，下图是简化了的平面示意图，关于这种制造光纤的材料，下列说法正确的是eq\x(导学号50813572)(C)A．它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1∶4B．它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1∶6C．这种氧化物是原子晶体D．这种氧化物是分子晶体[解析]由题意可知，该晶体具有立体网状结构，是原子晶体，一个硅原子与4个氧原子形成4个Si—O键，一个氧原子与2个硅原子形成2个Si—O键，所以在晶体中硅原子与氧原子数目比是1∶2.4．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5则下列有关比较中正确的是eq\x(导学号50813573)(A)A．第一电离能：④>③>②>①B．原子半径：④>③>②>①C．电负性：④>③>②>①D．最高正化合价：④>③＝②>①[解析]①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>N、P>S，又由于第一电离能N>P，A项正确；原子半径N>F，故B项错误；电负性应S>P，即①>②，C项错误；F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为＋5、＋6、＋5价，故应为①>③＝②，D项错误。5．(2018·广东高三检测)高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是eq\x(导学号50813574)(A)A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)B．晶体中每个K＋周围有8个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)周围有8个K＋C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个[解析]由题中的晶胞结构可知：有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)；有12个Oeq\o\al(－,2)位于棱上，1个Oeq\o\al(－,2)处于体心，则晶胞中含有的Oeq\o\al(－,2)为12×eq\f(1,4)＋1＝4(个)，所以超氧化钾的化学式为KO2；晶体中每个K＋周围有6个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)周围有6个K＋，晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个。6．(2018·试题调研)观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法不正确的是eq\x(导学号50813575)(B)HCNS8SF6B12结构单元结构模型示意图备注—易溶于CS2—熔点1873KA.HCN的结构式为H—C≡N，分子中含有2个σ键和2个π键B．固态硫S8属于原子晶体C．SF6是由极性键构成的非极性分子D．单质硼属原子晶体，结构单元中含有30个B—B键[解析]“C≡N”键中含有1个σ键和2个π键，所以H—C≡N中共有2个σ键和2个π键，A项正确；S8属于分子晶体，B项错误；SF6是正八面体对称结构，是非极性分子，C项正确；硼晶体的结构单元中有12个硼原子，每个原子形成5个B—B键，而每个B—B键为2个原子所共有，所以B—B键数为12×5/2＝30个，D项正确。7．(2018·山东济宁高三检测)A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是eq\x(导学号50813576)(C)A．四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、ArB．元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等C．元素A、C简单离子的半径大小关系为A<CD．元素A是同一主族中电负性最大的元素[解析]地壳中含量最多的元素为氧；由题意知B元素K层和L层电子数之和为10，则M层电子数为8个，N层电子数为2个，故B元素为钙；C是第3周期第一电离能最小的元素，为钠；第3周期中第一电离能最大的元素为氩。选项C中，A的简单离子O2－和C的简单离子Na＋具有相同的电子层结构，r(O2－)>r(Na＋)。第Ⅱ卷(非选择题共58分)二、非选择题：本题包括4小题，共58分8．(10分)(2017·山西重点中学协作体期末)现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素，巳知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小，其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍。M原子的M能层上有4个未成对电子。请完成下列问题：eq\x(导学号50813577)(1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序(用元素符号表示)：__F>N>O>C__。(2)M原子的基态电子排布式为__1s22s22p63s23p64s2或[Ar]3d64s2__。(3)根据VESPR理论，推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的空间构型为__平面三角形__，W原子的杂化类型为__sp2杂化__。(4)Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为(用化学式表示)：__H2O>HF>NH3>CH4__。[解析]根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知，W的电子排布式是1s22s22p2，则W是碳元素；又知“W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小”、根据元素周期律可推知Z是氮元素，X是氧元素，T是氟元素，Y是氢元素；“M原子的M能层上有4个未成对电子”，则M的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，即M是铁元素。(1)C、N、O、F四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素反常，因此第一电离能大小顺序是F>N>O>C。(3)C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是COeq\o\al(2－,3)该离子的中心原子的价层电子对数是3，孤电子对数是O，因此其空间构型是平面三角形，C原子的杂化类型为sp2杂化。(4)H与F、O、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O、NH3、CH4，其中HF、H2O、NH3之间都存在氢键，它们的沸点都比没有氢键的CH4高，常温下H2O为液态，HF、NH3为气态，标准状况下HF为液态，NH3仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为：H2O>HF>NH3>CH4。9．(16分)(2017·广东湛江毕业班调研)短周期元素X、Y的价电子数相同，且原子序数比等于1∶2；元素Z位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。eq\x(导学号50813578)(1)Y基态原子的价电子排布式为__3s23p4__。(2)预测Na2Y、H2Y在乙醇中的溶解度大小：__Na2S>H2S__。(3)Y与X可形成YXeq\o\al(2－,3)。YXeq\o\al(2－,3)的立体构型为__三角锥形__(用文字描述)，Y原子轨道的杂化类型是__sp3__杂化。写出一种由Y的同周期元素Q、V形成的与YXeq\o\al(2－,3)互为等电子体的分子的化学式：__PCl3__。(4)Y与Z所形成化合物晶体的晶胞如图所示，该化合物的化学式为__ZnS__。其晶胞边长为540.0pm，密度为__eq\f(\f(97g/mol,6.02×1023mol－1)×4,540.0×10－10cm3)≈4.1__g·cm－3(列式并计算)。(5)2mol配合物[Z(NH3)4]SO4含有σ键的数目为__40__NA。[解析]由题中信息可推知X是O元素，Y是S元素，Z是Zn元素。(2)乙醇是极性溶剂，H2S是极性溶质，Na2S是离子化合物，可看成极性很强的“分子”，根据相似相溶原理，H2S和Na2S在乙醇中都应有一定的溶解度，但由于乙醇分子的极性比水弱得多，所以H2S和Na2S在乙醇中的溶解度也比在水中的溶解度小得多，由于Na2S的“极性”比H2S要强，因此Na2S在乙醇中的溶解度要比H2S大。(3)YXeq\o\al(2－,3)是SOeq\o\al(2－,3)，S原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以SOeq\o\al(2－,3)的立体构型是三角锥形，S原子的轨道杂化类型是sp3杂化。等电子体指原子总数相等、价电子总数也相等的微粒，在第三周期中Cl和P形成的PCl3与SOeq\o\al(2－,3)互为等电子体。(4)晶胞中S的个数是8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Zn的个数是4，因此该化合物的化学式为ZnS。1pm＝10－10cm,1个晶胞中有4个“ZnS”，所以晶胞的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(97g/mol,6.02×1023mol－1)×4,540.0×10－10cm3)≈4.1g·cm－3。(5)[Zn(NH3)4]SO4中Zn2＋和N原子形成4个σ键(配位键)，N和H之间共形成12个σ键，S和O之间形成4个σ键，所以1个[Zn(NH3)4]SO4中共有20个σ键，2mol[Zn(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为40NA。10．(16分)(2017·山东济宁一模)铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题：eq\x(导学号50813579)(1)画出基态Cu原子的价电子排布图____；(2)已知高温下Cu2O比CuO稳定，从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因：__亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态__。(3)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是__sp2、sp3__，配体中提供孤对电子的原子是__N__。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是__N>O>C__(用元素符号表示)。(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为__面心立方最密堆积__。(5)M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。①该晶体的化学式为__CuCl__。②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于__共价__化合物(填“离子”或“共价”)。③已知该晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为__eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))×1010__pm(写出计算式)。[解析](2)Cu＋的电子排布图为，Cu2＋的电子排布图对，Cu＋核外电子排布处于全充满状态，因此Cu2O比CuO更稳定。(3)[Cu(NH3)2]OOCCH3是离子化合物，其阴离子的结构式是从C原子的成键情况看，C原子的杂化类型有两种：sp3和sp2。(4)铜原子的堆积方式是密置层堆积，三层一重复，即ABC型，所以属于面心立方最密堆积。(5)①M是Cl元素。Cu与Cl形成的化合物晶胞中Cu的个数是4，Cl的个数是8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，因此该晶体的化学式是CuCl。②Cu和Cl的电负性差值是3.0－1.9＝1.1<1.7，因之CuCl属于共价化合物。③设Cu原子和M原子之间的最短距离为xpm，晶胞的边长为acm，则4x·10－10＝eq\r(3)a，a＝eq\f(4x·10－10,\r(3))，每个晶胞中含有4个“CuCl”，根据ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(99.5,NA)×4,\f(4x·10－10,\r(3))3)，x＝eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))×1010。11．(16分)(2018·经典习题选萃)eq\x(导学号50813580)X、Y、Z、W、V是五种原子序数依次增大的前四周期元素；X、Y、Z是位于p区的同一周期的元素，Z的价层电子排布为nsnnp2n，X与Z原子核外的未成对电子数相等；VZ2与YZeq\o\al(－,2)为等电子体；W与X同主族。请回答下列问题：(1)V元素的基态原子的价电子排布式是__3s23p4__。(2)X、Y、Z元素的第一电离能最大的是__N__(填元素符号)。(3)X、Y、Z均可与氢元素形成多种氢化物。①写出X、Y、Z分别形成的18电子氢化物的分子式：__C2H6__，__N2H4__、__H2O2(顺序可颠倒)__。②最简单氢化物在固态时都形成分子晶体，其中晶胞结构与干冰不相似的是__NH3和H2O__(填分子式)。③最简单氢化物中，中心原子的杂化方式__相同__(填“相同”或“不相同”)，键角由大到小的顺序为__CH4>NH3>H2O__(用分子式表示)，Z的最简单氢化物分子的立体构型为__V形__。(4)XZ、YZ＋、Y2互为等电子体，XZ的结构式为(若有配位键，请用“→”表示)____。X、Z电负性相差1.0，由此可以判断XZ应该为极性较强的分子，但实际上XZ分子的极性极弱，请解释其原因：__从电负性分析，CO中的共用电子对偏向氧原子，但分子中形成配位键的电子对是由氧原子单方面提供的，抵消了共用电子对偏向O而产生的极性__。(5)在硅酸盐中，SiOeq\o\al(4－,4)四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧原子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为__sp3__，Si与O的原子数之比为__1∶3__，化学式为__[SiO3]eq\o\al(2n－,n)(或SiOeq\o\al(2－,3)