2020届一轮复习人教通用版选修3物质结构与性质作业
考案[11]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．(2019·试题调研)下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是( 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．(2019·山东潍坊高三检测)有关苯分子中的化学键描述正确的是( 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．(2019·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( B )
HCN
S8
SF6
B12结构单元
结构模型
示意图
备注
—
易溶于CS2
—
熔点1 873 K
A.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。
4．(2019·新题预选)下列有关说法不正确的是( C )
A．水合铜离子的模型如图甲所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．CaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋
C．氢原子的电子云图如图丙所示，氢原子核外大多数电子在原子核附近移动
D．金属Cu中铜原子堆积模型如图丁所示，为最密堆积，每个铜原子的配位数为12
[解析] 电子云是用来表示电子出现的概率，但不代表有一个电子在那里。C错误。
5．(2019·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( A )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O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×＋6×＝4(个)；有12个O位于棱上，1个O处于体心，则晶胞中含有的O为12×＋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O，每个O周围有6个K＋，晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个。
6．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3
④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是( A )
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．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。
7．(2019·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( C )
A．四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Ar
B．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
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)(2019·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：
(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CO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．(15分)(2018·课标Ⅲ)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：
(1)Zn原子核外电子排布式为__[Ar]3d104s2___。
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)__大于___I1)(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子___。
(3)ZnF2具有较高的熔点(872℃)，其化学键类型是__离子键___；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是__ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价健为主、极性较小___。
(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为__平面三角形___，C原子的杂化形式为__sp2___。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为__六方最密堆积(A3型)___。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为 g·cm－3(列出计算式)。
[解析] 本题考查核外电子排布式的书写、电离能、离于的空间构型、金属的堆积模型和晶体的计算。
(1)Zn是30号元素，核外有30个电子，故核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(2)由于Zn的核外电子排布式为[Ar]3d104s2，Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1
，Zn核外电子排布处于全满稳定状态，第一电离能更大，所以I1(Zn)>I1(Cu)。
(3)ZnF2熔点较高，属于离子晶体，含有的化学键类型为离子键；ZnCl2、ZnBr2、ZnI2均是分子晶体，根据相似相溶原理知，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于有机溶剂。
(4)ZnCO3中的阴离子为CO，CO中C原子的价层电子对数为3＋×(4＋2－3×2)＝3，且无孤电子对，故空间构型为平面三角形，C原子的杂化形式为sp2。
(5)由金属Zn晶体中的原子堆积方式图可知，其堆积方式为六方最密堆积；六棱柱底边边长为a cm，则六棱柱底面积为(6×a·a)cm2＝a2 cm2，体积为a2c cm3；根据均摊法知，一个六棱柱中含有Zn原子。数目为12×＋2×＋3＝6，所以Zn的密度ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
[易混易错] 注意均摊法在立方体和六棱柱中的异同。
10．(18分)(2019·湖北黄冈中学等八校联考)A、B、C、D是4种短周期元素，且原子序数逐渐增大，这4种元素的基态原子的未成对电子数和电子层数相等。请回答下列问题：
(1)D元素基态原子的价电子排布式是__3s23p3___。
(2)A、B、C三种元素可以形成化合物A4B2C2它是厨房调味品之一。1 mol A4B2C2中含有__7___mol σ键，其中B原子采用的杂化方式为__sp2、sp3___。
(3)元素F的原子序数是介于B和C之间的，元素B、C、F的电负性由大到小的顺序是__O>N>C___，B、C、F的第一电离能由大到小的顺序是__N>O>C___。(用元素符号填空)
(4)随着科学的发展和大型实验装置(如同步辐射和中子源)的建成，高压技术在物质研究中发挥着越来越重要的作用。高压不仅会引发物质的相变，也会导致新类型化学键的形成。近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na或Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图为其中三种晶体的晶胞。写出A、B、C的化学式：A__NaCl3___、B__Na3Cl___、C__Na2Cl___。
(5)磷化硼晶体中磷原子作面心立方最密堆积，硼原子填入部分四面体空隙中。磷化硼的晶胞示意图如下：
已知磷化硼的晶胞参数a＝478 pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距(dB－P)＝ a＝×478 pm (写出计算式，不要求计算出结果)。
[解析] 短周期元素中，基态原子的未成对电子数与电子层数相等的元素为H、C、O、P，故A为H，B为C，C为O，D为P。
(1)P元素的基态原子的价电子排布式是3s23p3。
(2)A、B、C三种元素可以形成化合物A4B2C2，它是厨房调味品之一，则为CH3COOH，其结构式为。1 mol CH3COOH中含有7 mol σ键，甲基中的C采取sp3杂化，羧基中的C采取sp2杂化。
(3)元素F的原子序数介于碳和氧之间，故F为氮元素，元素原子的得电子能力越强，电负性越大，则电负性：O>N>C；同一周期元素，第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第ⅤA族，所以第一电离能：N>O>C。
(4)根据均摊法，A中钠原子数为8×＋1＝2，氯原子数对12×＝6，故化学式为NaCl3；B中钠原子数为4×＋2＝3，氯原子数为8×＝1，故化学式为Na3Cl；C中钠原子数为4×＋2×＋2＝4，氯原子数为8×＝2，故化学式为Na2Cl。
(5)在磷化硼晶体中，硼原子和磷原子的核间距应为体对角线的，所以dB－P＝×478 pm≈207 pm。
11．(15分)(2019·湖南三湘名校第三次联考)已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大。A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，C、D同主族。E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满。根据以上信息填空：
(1)基态D原子中，电子占据的最高能层符号为__M___，该能层具有的原子轨道数为__9___。
(2)E2＋的价层电子排布图是
，F原子的电子排布式是__1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1___。
(3)A最高价氧化物对应水化物分子的结构式为 ，其中心原子采取的轨道杂化方式为__sp2___，B的气态氢化物的VSEPR模型为__四面体___。
(4)化合物AC2、B2C和阴离子DAB－互为等电子体，它们结构相似，DAB－的电子式为 。
(5)配合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子E3＋与配位体AB－构成，配位数为6。甲的水溶液可以用于实验室中E2＋的定性检验，检验E2＋的离子方程式为 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ 。
(6)某种化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为__CuFeS2___。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度：ρ＝__4.32___ g·cm－3。
[解析] 根据题中信息不难推出A是碳，B是氮，C是氧，D是硫，E是铁，F是铜。
(3)由H2CO3的结构式可以直接看出中心原子的价层电子对数是3，因此轨道杂化方式是sp2；B的气态氢化物是NH3，N原子的价层电子对数是4，所以NH3的VSEPR模型是四面体形。
(4)CO2的结构式是O===C===O，SCN－与CO2是等电子体，结构相似，其结构式应是[S===C===N]－，所以其电子式是。
(6)晶胞中F(Cu)原子数目是8×＋4×＋1＝4，E(Fe)原子数目是4×＋6×＝4，D(S)原子全部位于晶胞内部，数目是8，所以Cu、Fe、S原子数目之比是448＝112，故其化学式为CuFeS2；一个晶胞中有4个“CuFeS2”，晶胞质量m＝g，晶胞体积V＝[(524×10－10)2×1030×10－10]cm3，所以晶体的密度ρ＝＝≈4.32 g·cm－3。
