高三化学一轮单元卷：第十八单元 物质结构及性质 A卷

高三化学一轮单元卷：第十八单元 物质结构及性质 A卷

一轮单元训练金卷·高三·化学卷（A） ‎ 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．(2018届上海浦东六校调研)下列化学用语的表述错误的是 ‎ A．18O2－离子的结构示意图：‎ B．甲烷分子的比例模型：‎ C．二氧化碳分子的电子式：∶∶C∶∶‎ D．氮原子核外电子排布的轨道表示式：　‎ ‎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．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断 ‎ A．它位于周期表的第四周期ⅡA族 B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2‎ C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2‎ D．Co位于周期表中第9列 ‎4．下列说法中不正确的是 ‎ A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．N2分子中有一个σ键，两个π键 ‎5．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是 ‎ A．sp，范德华力　　　　 B．sp2，范德华力 C．sp2，氢键 D．sp3，氢键 ‎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．氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是 ‎ A．AlON和石英的化学键类型相同 ‎ B．AlON和石英晶体类型相同 C．AlON和Al2O3的化学键类型不同 D．AlON和Al2O3晶体类型相同 ‎9．下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是 ‎ ‎10．下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是 元素 A B C D E 最低化合价 ‎－4‎ ‎－2‎ ‎－1‎ ‎－2‎ ‎－1‎ 电负性 ‎2.5‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ ‎3.5‎ ‎4.0‎ A．C、D、E的氢化物的稳定性：C>D>E B．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子 C．元素B、C之间不可能形成化合物 D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应 ‎11．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是 ‎ A．CH4和NH是等电子体，键角均为60°‎ B．NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构 C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 ‎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．如图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是 ‎ A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构 B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子 C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体 D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力 ‎15．下列关于CaF2的表述正确的是 ‎ A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用 B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2‎ C．阴、阳离子数之比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同 D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 ‎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．A、B、C、D、E、F、G是前四周期元素，原子序数依次增大，根据表中提供的有关信息，回答问题：‎ 元素 相关信息 A 所有单质中密度最小 B 形成化合物种类最多的元素 D 基态原子中只有3个能级，有2个未成对电子 E 短周期中原子半径最大 F 第三周期中电负性最大的元素 G 最外层只有一个电子，内层填满电子 ‎（1）E元素在周期表中的位置是 ，F元素原子最外层电子排布式为 ，BD2的立体构型为 。‎ ‎（2）由D、E、F三种元素形成的一种常见物质的水溶液显碱性，用离子方程式表示其显碱性的原因： 。‎ ‎（3）氢化物稳定性：B D；最高价氧化物对应的水化物酸性：C F。(填“＜”或“＞”)‎ ‎（4）每个B2A4分子中含有 个σ键， 个π键。‎ ‎（5）G和A可形成化学式为GA的一种晶体，晶胞结构如图所示。若该晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，GA的密度为 g·cm－3(用含a和NA的式子表示)。‎ ‎20．钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景。‎ ‎（1）基态Fe原子有 个未成对电子，在基态Ti2＋中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为 。‎ ‎（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体。下列说法正确的是 。‎ A．NH与PH、CH4、BH、ClO互为等电子体 B．相同条件下，NH3的沸点比PH3的沸点高，且NH3的稳定性强 C．已知NH3与NF3都为三角锥形分子，则N原子都为sp3杂化方式且氮元素的化合价都相同 ‎（3）氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的NaCl型晶体结构，其晶胞结构如图所示。‎ ‎①设氮化钛晶体中Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则与该Ti原子最邻近的Ti的数目为 ，Ti原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为 ，数目为 。‎ ‎②已知在氮化钛晶体中Ti原子的半径为a pm，N原子的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子的空间利用率为 。‎ ‎③碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式为 。‎ 一轮单元训练金卷·高三·化学卷（A） ‎ 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】C　‎ ‎【解析】O元素是8号元素，离子的结构示意图为，故A正确；甲烷是正四面体结构，分子的比例模型为，故B正确；二氧化碳中C元素采用sp杂化，形成C==O，电子式为∶∶C∶∶，故C错误；氮为7号元素，原子核外电子排布的轨道表示式为，故D正确。‎ ‎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】D ‎【解析】从左向右数，应为过渡元素，A项错误；“3d74s2”为Co的价电子排布，其简写式中也要注明3d轨道，B项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，Co2＋的价电子排布式为3d7，C项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确。‎ ‎4．【答案】C ‎【解析】单键均为σ键，双键和三键中各存在一个σ键，其余均为π键。稀有气体单质中，不存在化学键。‎ ‎5．【答案】C ‎【解析】由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。‎ ‎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】D ‎【解析】AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。‎ ‎9．【答案】A ‎【解析】同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错；HF分子间存在氢键，所以HF沸点最高，C错；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错。‎ ‎10．【答案】D ‎【解析】根据电负性和最低化合价，推知A为C元素、B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F元素。A项，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl；B项，元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2，2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同；C项，S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成S2Cl2等化合物；D项，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。‎ ‎11．【答案】B ‎【解析】甲烷是正四面体形结构，键角是109°28′，A错；NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构，B对；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错；苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6分子中也存在，D错。‎ ‎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】A ‎【解析】在立方体的顶面上，有5个I2，4个方向相同，结合其他面考虑可知A选项正确；每个晶胞中有4个碘分子，B选项错误；此晶体是分子晶体，C选项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，D选项错误。‎ ‎15．【答案】D ‎【解析】Ca2＋与F－之间既有静电吸引作用，也有静电排斥作用，A错误；离子所带电荷相同，F－的离子半径小于Cl－，所以CaF2晶体的晶格能大，熔点高，B错误；晶体构型还与离子的大小有关，所以阴、阳离子数之比为2∶1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，C错误；CaF2中的化学键为离子键，在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电，D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×＝1，②8×＋1＝2，③8×＋1＝2，④8×＋6×＝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，Fe位于面心，N(Fe)＝6×＝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）×100%　(a，，)‎ ‎【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×＝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°＝2a2 cm2，晶胞的体积为2a2b cm3，晶胞中镁原子的总体积为2×πa3＝πa3，空间利用率＝×100%＝×100%。‎ ‎19．【答案】（1）第三周期第ⅠA族　3s23p5　直线形 ‎（2）ClO－＋H2OHClO＋OH－‎ ‎（3）＜　＜　（4）5　1　（5） ‎【解析】据表格信息可知：A为氢元素，B为碳元素，D为氧元素，E为钠元素，F为氯元素，G为铜元素，又A、B、C、D、E、F、G原子序数依次增大，则C为氮元素。‎ ‎（5）CuH晶体中，1个晶胞占用Cu：8×＋6×＝4，占用H：4，故1个晶胞质量为 g，晶胞密度为 g·cm－3。‎ ‎20．【答案】（1）4　9　（2）B ‎（3）①12　r　8　②××100%　③Ti4CN3‎ ‎【解析】（1）Fe基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，在3d轨道有4个未成对电子；基态Ti2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，最高能层为M层，M能层含有1个3s轨道、3个3p轨道和5个3d轨道，共有9个原子轨道。（2）A.等电子体为原子数相等和价电子数相等的分子或离子，NH与PH、CH4、BH均含有5个原子，且价电子数均为8，为等电子体，而ClO价电子数为32，不属于等电子体，故A错误；B.分子间存在氢键时物质的熔、沸点高，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3的沸点比PH3的高，元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性N比P强，所以氨气比磷化氢稳定，故B正确；C.NH3与NF3分子中N原子含有3个共用电子对和一对孤电子对，所以其价层电子对数是4，都采用sp3杂化，NH3中N元素为－3价，NF3中N元素为＋3 ‎ 价，化合价不同，故C错误。（3）①根据氮化钛晶体可知，在三维坐标中，与Ti原子最邻近的Ti：每一个形成的面上有4个Ti原子，则一共有12个Ti原子；若Ti原子位于顶点，被8个晶胞共有，即Ti元素与跟它次邻近的N原子个数为8；Ti原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为晶胞体对角线的一半，距离为r；②氮化钛晶胞为面心立方最密堆积，晶胞中共含有4个Ti和4个N，体积为π(a3＋b3)×4，晶胞的边长为2a＋2b，晶胞体积为(2a＋2b)3，氮化钛晶体中原子的空间利用率为×100%＝××100%；③利用均摊法可知，晶胞中含有碳原子数为8×＝1，含有氮原子数为6×＝3，含有钛原子数为12×＋1＝4，所以碳、氮、钛原子数之比为1∶3∶4，则化合物的化学式为Ti4CN3。‎