高三化学一轮单元卷：第十八单元 物质结构及性质 B卷

高三化学一轮单元卷：第十八单元 物质结构及性质 B卷

一轮单元训练金卷·高三·化学卷（B） 第十八单元 物质结构及性质 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题（每小题 3 分，共 48 分） 1．如图是第三周期 11～17 号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是 A．y 轴表示的可能是第一电离能 B．y 轴表示的可能是电负性 C．y 轴表示的可能是原子半径 D．y 轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数 2．下列说法中正确的是 A．所有非金属元素都分布在 p 区 B．最外层电子数为 2 的元素都分布在 s 区 C．元素周期表中第ⅢB 族到第ⅡB 族 10 个纵行的元素都是金属元素 D．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化 3．(2018 年吉林梅河口五中期末)某物质的化学式为 PtCl4•2NH3，其水溶液不导电，加入 AgNO3 溶液不产生沉淀，加入强碱也没有 NH3 放出，则关于此化合物的说法中正确的是 A．该配合物中中心原子(离子)的电荷数和配位数均为 6 B．该配合物可能是平面正方形结构 C．Cl－和 NH3 分子均与中心原子(离子)形成配位键 D．配合物中心原子(离子)与 Cl－形成配位键，而与 NH3 分子不形成配位键 4．下列说法中正确的是 A．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长 B．若分子中含有共价键，则至少含有一个σ键 C．含有非极性键的分子一定是非极性分子 D．键能越大，键长越长，则分子越稳定 5．N2 的结构可以表示为 ，CO 的结构可以表示为 ，其中椭圆框表示π键，下列说法 中不正确的是 A．N2 分子与 CO 分子中都含有三键 B．CO 分子中有一个π键是配位键 C．N2 与 CO 互为等电子体 D．N2 与 CO 的化学性质相同 6．下列说法中正确的是 A．离子晶体中每个离子周围均吸引着 6 个带相反电荷的离子 B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动 C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态 D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合 7．下列晶体分类中正确的一组是 选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体 A NaOH Ar SO2 B H2SO4 石墨 S C CH3COONa 水晶 D Ba(OH)2 金刚石 玻璃 8．下面有关晶体的叙述中，不正确的是 A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有 6 个碳原子 B．氯化钠晶体中，每个 Na＋周围距离相等的 Na＋共有 6 个 C．氯化铯晶体中，每个 Cs＋周围紧邻 8 个 Cl－ D．干冰晶体中，每个 CO2 分子周围紧邻 12 个 CO2 分子 9．已知 X、Y 元素同周期，且电负性 X>Y，下列说法错误的是 A．第一电离能：Y 一定小于 X B．气态氢化物的稳定性：HmY 小于 HnX C．最高价含氧酸的酸性：X 对应的酸性强于 Y 对应的酸性 D．X 和 Y 形成化合物时，X 显负价，Y 显正价 10．X、Y、Z、W 是短周期元素，X 元素原子的最外层未达到 8 电子稳定结构，工业上通过分 离液态空气获得其单质；Y 元素原子最外电子层上 s、p 电子数相等；Z 元素＋2 价阳离子的核外电子 排布与氖原子相同；W 元素原子的 M 层有 1 个未成对的 p 电子。下列有关这些元素性质的说法一定 正确的是 A．X 元素的氢化物的水溶液显碱性 B．Z 元素的离子半径小于 W 元素的离子半径 C．Z 元素的单质在一定条件下能与 X 元素的单质反应 D．Y 元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点 11．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键 角大小，下列判断正确的是 A．SO2、CS2、HI 都是直线形的分子 B．BF3 键角为 120°，SnBr2 键角大于 120° C．CH2O、BF3、SO3 都是平面三角形的分子 D．PCl3、NH3、PCl5 都是三角锥形的分子 12．某化合物的分子式为 AB2，A 属ⅥA 族元素，B 属ⅦA 族元素，A 和 B 在同一周期，它们的 电负性值分别为 3.44 和 3.98，已知 AB2 分子的键角为 103.3°。下列推断不正确的是 A．AB2 分子的立体构型为 V 形 B．A—B 键为极性共价键，AB2 分子为非极性分子 C．AB2 与 H2O 相比，AB2 的熔点、沸点比 H2O 的低 D．AB2 分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而 H2O 分子间能形成氢键 13．通常状况下，NCl3 是一种油状液体，其分子立体构型与氨分子相似，下列对 NCl3 的有关叙 述正确的是 A．NCl3 分子中 N—Cl 键的键长比 CCl4 分子中 C—Cl 键的键长长 B．NCl3 分子是非极性分子 C．NCl3 分子中的所有原子均达到 8 电子稳定结构 D．NBr3 比 NCl3 易挥发 14．下列数据是对应物质的熔点(℃)： BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 －107 2 073 920 801 1 291 190 －57 1 723 据此做出的下列判断中错误的是 A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B．表中只有 BCl3 和干冰是分子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 15．有一种蓝色晶体[可表示为 MxFey(CN)6]，经 X 射线研究发现，它的结构特征是 Fe3＋和 Fe2＋ 互相占据立方体互不相邻的顶点，而 CN－位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图 所示。下列说法不正确的是 A．该晶体的化学式为 MFe2(CN)6 B．该晶体属于离子晶体，M 呈＋1 价 C．该晶体属于离子晶体，M 呈＋2 价 D．晶体中与每个 Fe3＋距离最近且等距离的 CN－为 6 个 16．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是 A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积 B．每个晶胞含有的原子数分别为①1 个，②2 个，③2 个，④4 个 C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12 D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④ 二、非选择题（共 52 分） 17．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy 的制备需铁、氮气、丙 酮和乙醇参与。 （1）Fe3＋基态核外电子排布式为 。 （2）丙酮 分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，1 mol 丙酮分子中含有 σ键的数目为 。 （3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为 。 （4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 。 （5）某 FexNy 的晶胞如图 1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe，形成 Cu 替代型产物 Fe(x－n)CunNy。FexNy 转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如图 2 所示，其中更稳定的 Cu 替代型产物的化学式为 。 18．（1）Na＋与 Ne 互为等电子体，电离能 I2(Na) I1(Ne)(填“<”“＝”或“>”)。 （2）第四周期中，与 Al 原子未成对电子数相同的金属元素有 种。气态氯化铝的分子组成 为(AlCl3)2，分子中所含的化学键类型有 ，Al 原子的杂化方式为 。 （3）可燃冰是天然气水合物，具有笼形结构如图 A(表面的小球是水分子，内部的大球是甲烷分 子)。水分子成笼的作用力是 ，图 A 中最小的环中连接的原子总数是 。可燃冰晶体具有多种 笼状结构，其中一种由 1 个图 A 所示笼分别用 2 个面与另外两个相同的笼共面而成，则中间笼实际 占有 个水分子。 （4）金属镁晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积(如图 B 所示)，晶胞可用图 C 表示。设金属 镁的原子半径为 a cm，晶胞的高为 b cm，则该晶体的空间利用率为 (写出计算式)；设晶胞中 A 点原子的坐标为(0，0，0)，C 点原子的坐标为(2a，0，0)，D 点原子的坐标为(0，0，b)，则 B 点原 子的坐标为 。 19．(2018 届湖北黄冈质检)铁氧体是一种磁性材料，具有广泛的应用。 （1）基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]________。 （2）工业制备铁氧体常使用水解法，制备时常加入尿素[CO(NH2)2 ]、醋酸钠等碱性物质。尿素 分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是__________；醋酸钠中碳原子的杂化类型是______。 （3）工业制备铁氧体也可使用沉淀法，制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱。比较下表中 氨(NH3)、联氨(N2H4)的熔沸点，解释其高低的主要原因：_______________________________。 物质 N2H4 NH3 熔点/℃ 2 －77.8 沸点/℃ 113.5 －33.5 （4）下图是从铁氧体离子晶体 Fe3O4 中，取出的能体现其晶体结构的一个立方体，则晶体中的 氧离子是否构成了面心立方最密堆积________(填“是”或“否”)，该立方体是不是 Fe3O4 的晶胞 ________(填“是”或“否”)，立方体中三价铁离子处于氧离子围成的________空隙(填空间结构)。 （5）解释该 Fe3O4 晶体能导电的原因：__________________________，根据上图计算 Fe3O4 晶 体的密度________g·cm－3。 (图中 a＝0.42 nm，计算结果保留两位有效数字) 20．(2018 年安徽安庆二模)铜是人类最早使用的金属之一。 （1）铜元素基态原子的价电子排布式为________，其核外能级能量的高低 3d________4s(填 “>”“<”或“＝”) （2）Cu 与元素 A 能形成如下图所示的两种化合物甲和乙。元素 A 是短周期非金属元素，A 的 常见氢化物常温下为液态，其熔沸点比同主族其他元素的氢化物高。 甲 乙 ①两种化合物的化学式分别为：甲____________，乙____________。 ②热稳定性甲______乙(填“>”“<”或“＝”)，试从原子结构上解释原因：_____________________。 （3）铜离子形成的某种配合物阳离子具有轴向狭长的八面体结构(如下图)。 已知两种配体都是 10 电子的中性分子，且都含氢元素。 ①两种配体分子的配位原子电负性大小为________(填元素符号)，其中热稳定性较弱的配体为 (用电子式表示)__________。 ②该配合物阳离子与 SO 2－ 4 形成的配合物 X 的化学式为__________________。 （4）Cu 单质的晶体为面心立方堆积，其晶胞立方体的边长为 a cm, Cu 的相对原子质量为 63.5， 单质 Cu 的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数可表示为________mol－1(含 a、ρ的代数式表示)。 一轮单元训练金卷·高三·化学卷（B） 第十八单元 物质结构及性质 答 案 一、选择题（每小题 3 分，共 48 分） 1．【答案】B 【解析】对于第三周期 11～17 号元素，随着原子序数的增大，第一电离能总体上呈现增大的趋 势，但 Mg、P 特殊，A 项错误；原子半径逐渐减小，C 项错误；形成基态离子转移的电子数依次为 Na 为 1，Mg 为 2，Al 为 3，Si 不易形成离子，P 为 3，S 为 2，Cl 为 1，D 项错误。 2．【答案】C 【解析】非金属元素中氢在 s 区，其余非金属元素均分布在 p 区，A 项错误；最外层电子数为 2 的元素可能在 s 区(如 Mg)、p 区(如 He)或 d 区(如 Ti、Fe)等，B 项错误；同主族元素从上到下，金属 性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，属递变性质而不是周期性变化，D 项错误。 3．【答案】C 【解析】化学式为 PtCl4·2NH3 的物质，其水溶液不导电说明它不是离子化合物，在溶液中不能 电离出阴、阳离子，加入 AgNO3 不产生沉淀，用强碱处理没有 NH3 放出，说明不存在游离的 Cl－和 NH3，所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2]。 4．【答案】B 【解析】键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，A 错；单键一定是σ键，双键由 1 个σ键 和 1 个π键构成，三键由 1 个σ键和 2 个π键构成，故若分子中含有共价键，则至少含 1 个σ键，B 正 确；含有非极性键的分子不一定是非极性分子，如 H2O2，C 错；键能越大，键长越短，则分子越稳 定，D 错。 5．【答案】D 【解析】N2 化学性质相对稳定，CO 具有比较强的还原性，两者化学性质不同。 6．【答案】D 【解析】A 项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引 6 个带相反电荷的离子，如 CsCl 晶体中每 个 Cs＋吸引 8 个 Cl－；B 项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；C 项，分子晶体不 一定是液态或气态，可能为固态，如 I2、S8 等。 7．【答案】C 【解析】A 项中固态 Ar 为分子晶体；B 项中 H2SO4 为分子晶体、石墨是混合型晶体；D 项中玻 璃是非晶体。 8．【答案】B 【解析】氯化钠晶体中，每个 Na＋周围距离相等的 Na＋共 12 个，每个 Na＋周围距离相等且最近 的 Cl－共有 6 个。 9．【答案】A 【解析】若 Y 为氮元素，X 为氧元素，则第一电离能：Y>X；由于电负性：X>Y，则非金属性： X>Y，故气态氢化物稳定性：HmYY；得电子能力：X>Y，X 和 Y 形成化合物时，X 显负价，Y 显正价。 10．【答案】C 【解析】根据题意，Z 元素为 Mg，Y 元素原子最外电子层电子排布为 ns2np2，是 C 或 Si，X 为 N 或 O，W 为 Al 或 Cl。N 的氢化物的水溶液显碱性，但 O 的氢化物的水溶液显中性或弱酸性，A 错误；Al3＋的半径比 Mg2＋小，B 错误；氮气、氧气均能与镁反应，C 正确；CO2 形成的晶体熔沸点 低，D 错误。 11．【答案】C 【解析】A．SO2 是 V 形分子，CS2、HI 是直线形的分子，错误；B．BF3 键角为 120°，是平面 三角形结构；而 Sn 原子价电子数是 4，在 SnBr2 中两个价电子与 Br 形成共价键，还有一对孤电子对， 对成键电子有排斥作用，使键角小于 120°，错误；C．CH2O、BF3、SO3 都是平面三角形的分子，正 确；D．PCl3、NH3 都是三角锥形的分子，而 PCl5 是三角双锥形分子，错误。 12．【答案】B 【解析】根据 A、B 的电负性值及所处位置关系，可判断 A 元素为 O，B 元素为 F，该分子为 OF2。O—F 键为极性共价键。因为 OF2 分子的键角为 103.3°，OF2 分子中键的极性不能抵消，所以为 极性分子。 13．【答案】C 【解析】因碳原子半径比氮原子的大，故 N—Cl 键的键长比 C—Cl 键的键长短；NCl3 分子立体 构型类似 NH3，故 NCl3 是极性分子；NBr3 与 NCl3 二者结构相似，由于 NBr3 的相对分子质量较大， 分子间作用力较大，所以 NBr3 的沸点比 NCl3 高，因此 NBr3 比 NCl3 难挥发。 14．【答案】B 【解析】A 项，氧化铝的熔点高，属于离子晶体，则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体，正确； B 项，表中只有 BCl3、AlCl3 和干冰是分子晶体，错误；C 项，同族元素的氧化物可形成不同类型的 晶体，如 CO2 是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，正确。 15．【答案】C 【解析】由题图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含 Fe2＋个数：4×1 8 ＝1 2 ，同样可推出含 Fe3 ＋个数也为1 2 ，CN－为 12×1 4 ＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为 MFe2(CN)6，由 阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M 的化合价为＋1 价，故 A、B 两项正确，C 项错误。由图可看 出与每个 Fe3＋距离最近且等距离的 CN－为 6 个，故 D 项正确。 16．【答案】B 【解析】①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，④为面心立方最密堆积， ②与③判断有误，A 错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×1 8 ＝1，②8×1 8 ＋1＝2，③8×1 8 ＋1＝2， ④8×1 8 ＋6×1 2 ＝4，B 正确；晶胞③中原子的配位数应为 12，其他判断正确，C 错误；四种晶体的空间 利用率分别为 52%、68%、74%、74%，D 错误。 二、非选择题（共 52 分） 17．【答案】（1）[Ar]3d5 或 1s22s22p63s23p63d5 （2）sp2 和 sp3 9NA （3）H＜C＜O （4）乙醇分子间存在氢键 （5）Fe3CuN 【解析】（1）Fe 为 26 号元素，Fe3＋基态核外电子排布式为[Ar]3d5 或 1s22s22p63s23p63d5。（2）甲 基上的碳原子为 sp3 杂化，羰基上的碳原子为 sp2 杂化。单键全为σ键，1 个双键中含有 1 个π键和 1 个σ键，故 1 mol 丙酮中含有 9 mol σ键。（3）非金属性：H＜C＜O，则电负性：H＜C＜O。（4）乙醇 中的羟基之间可以形成分子间氢键，故沸点高于丙酮。（5）能量越低越稳定，从图 2 知，Cu 替代 a 位置 Fe 型会更稳定，其晶胞中 Cu 位于 8 个顶点，N(Cu)＝8×1 8 ＝1，Fe 位于面心，N(Fe)＝6×1 2 ＝3， N 位于体心，N(N)＝1，其化学式为 Fe3CuN。 18．【答案】（1）> （2）4 共价键、配位键 sp3 （3）氢键 10 15 （4） 4πa 3 3b ×100% (a，3a 3 ，b 2) 【解析】（1）由于钠离子的正电性较强，对核外电子的吸引力比氖更强，想失去电子需要更多 的能量，因此钠的第二电离能比氖的高，即电离能 I2(Na)＞I1(Ne)；（2）第四周期中，与 Al 原子未成 对电子数相同的金属元素有 4 种。气态氯化铝的分子组成为(AlCl3)2，分子中所含的化学键类型有共 价键、配位键，Al 原子的杂化方式为 sp3 杂化；（3）水分子成笼的作用力是氢键，图 A 中最小的环 中连接的原子总数是 10；可燃冰晶体具有多种笼状结构，其中一种由 1 个图 A 所示笼分别用 2 个面 与另外两个相同的笼共面而成，则中间笼有 10 个水分子不分摊，两个面与另外笼共面，面为正五边 形，有 5 个水分子，则实际占有 10＋5×2×1 2 ＝15 个水分子；（4）六方最密堆积的晶胞不再是立方结 构。晶胞上、下两个底面为紧密堆积的四个原子中心连成的菱形，边长为 2a，夹角分别为 60°、120°， 底面积 s＝(2a)2×sin 60°＝2 3a2 cm2，晶胞的体积为 2 3a2b cm3，晶胞中镁原子的总体积为 2×4 3πa3＝ 8 3πa3，空间利用率＝ 8 3πa3 2 3a2b ×100%＝ 4πa 3 3b ×100%。 19．【答案】（1）3d64s2 （2）O>N>C>H sp3、sp2 （3）联氨分子间形成的氢键数多于氨分 子间形成的氢键数 （4）是 是 正八面体 （5）电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转 移 5.2 【解析】（1）铁的核外电子总数为 26，则基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2 。（2）尿 素[CO(NH2)2 ]所含四种元素分别为 N、H、C、O，元素的非金属性越强，电负性越大，则四种元素 的电负性由大至小的顺序是 O>N>C>H；CH3COONa 中甲基中的 C 原子 sp3 杂化，羧基中的 C 原子 sp2 杂化。（3）氨和联氨分子间均存在氢键，但联氨分子间形成的氢键数多于氨分子间形成的氢键数， 故联氨的沸点明显高于氨。（4）由图示可知晶体中的氧离子构成面心立方最密堆积，该立方体中氧 离子数目为 12×1 2 ＋1＝4，Fe3＋的数目为 4×1 2 ＋3×1 2 ＝2，Fe2＋的数目为 1，则 Fe 和 O 的原子数目为 3∶ 4，是 Fe3O4 的晶胞；立方体中三价铁离子周围有 6 个氧离子围成的正八面体空隙中心。（5）晶体中 电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移，则 Fe3O4 晶体能导电；晶体的体积为 a3＝(0.42×10 －7cm)3，每摩尔晶胞的质量为(56×3＋16×4) g＝232 g，则 Fe3O4 晶体的密度＝ 232 g NA×0.42×10－7cm3 ＝5.2 g·cm－3。 20．【答案】（1）3d104s1 > （2）①CuO Cu2O ②＜ Cu2O 中 Cu 的 d 轨道为全充满状态， 较稳定 （3）①O>N ②[Cu(H2O)2(NH3)4]SO4 （4）254 ρa3 【解析】（1）铜原子核电荷数为 29，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，则价电子排布式为 3d104s1，根据能级图可知其核外能级能量的高低 3d＞4s。（2）元素 A 是短周期非金属元素，A 的常 见氢化物常温下为液态，其熔沸点比同主族其他元素的氢化物高，可知 A 为氧元素。①甲中氧原子 数目为 8×1 8 ＋4×1 4 ＋2×1 2 ＋1＝4，Cu 原子数为 4，则甲的化学式为 CuO；乙中氧原子数目为 8×1 8 ＋1 ＝2，Cu 原子数为 4，则乙的化学式为 Cu2O；② 因 Cu2O 中 Cu＋的电子排布式为[Ar]3d10，而 CuO 中 Cu2＋的电子排布式为[Ar]3d9，明显 Cu＋的 d 轨道为全充满状态，较稳定，故热稳定性 CuO＜Cu2O。 （3）两种配体都是 10 电子的中性分子，且都含氢元素，可知两配体分别为 H2O 和 NH3。①两种配 体分子中 N 和 O 均有孤对电子，可与中心原子间形成配位键，O 的非金属性比 N 强，即电负性 O>N， 且 NH3 的稳定性小于 H2O，NH3 的电子式为 ；②由该配合物阳离子的结构可知含有 4 个 NH3 和 2 个 H2O，则与 SO 2－ 4 形成的配合物 X 的化学式为 [Cu(H2O)2(NH3)4]SO4 。（4）由晶胞结构示意图 可知，晶体的堆积模型为面心立方密堆积，晶胞中原子数目为 6×1 2 ＋8×1 8 ＝4，晶胞质量为 4×63.5 g÷NA， 晶胞体积为(a cm)3，则 4×63.5 g÷NA＝ρ g·cm－3×(a cm)3，故 NA＝254 ρa3 mol－1。