第五章 物质结构与性质 元素周期律 （测试）-备战2024年高考化学一轮复习精品课件+讲义+练习（新教材新高考）

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第五章 物质结构与性质 元素周期律测试卷时间：90分钟 分值：100分可能用到的相对原子质量：C 12 N 14 F19 Na 23 Al 27 S 32 Ni 59 Cu 64 La 139 一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16×3分）1．（2023·山西临汾·统考二模）某“杯酚”是对叔丁基苯酚与甲醛反应得到的一种环状缩合物，我国科学家将C60、C70混合物加入该“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法正确的是A．“杯酚”与C60之间通过分子间作用力形成超分子B．对叔丁基苯酚分子中最多14个原子共平面C．溶剂甲苯可溶解C70，二者均为非极性分子D．1mol对叔丁基苯酚与足量溴水反应，最多消耗3molBr2【答案】A【解析】A．C60无氢键，所以“杯酚”与C60之间通过分子间作用力形成超分子，A正确；B．中苯环的10个原子，羟基O和H，C及外延一个甲基碳和甲基碳上的H均可以共平面，故最多15个C共平面，B错误；C．甲苯中甲基的正负电荷中心不重合，为弱极性分子，C错误；D．苯酚与溴水反应，取代位置为邻对位，所以消耗溴为2mol，D错误；故答案为A。2．（2023·北京东城·统考二模）(镓)的稳定同位素和是显示地表风化过程的一种指示剂。下列说法不正确的是A．和的化学性质不相同B．可用质谱法区分和C．位于元素周期表中第四周期、第ⅢA族D．的第一电离能大于K的第一电离能【答案】A【解析】A．和为同位素，化学性质几乎完全相同，但物理性质有所差异，故A错误；B．质谱法可以测相对分子量，由于同位素的相对质量不同，可用质谱法区分和，故B正确；C．Ga位于元素周期表第四周期第IIIA族，故C正确；D．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，Ga的第一电离能大于K的第一电离能，故D正确；故选：A。3．（2023·湖南郴州·统考三模）亚砷酸钠()，易溶于水，主要用作杀虫剂、防腐剂、分析试剂等。利用(分子结构如图)制备亚砷酸钠涉及以下反应：。下列说法错误的是A．的电子式为B．砷的原子结构示意图为C．中所含元素的电负性由大到小的顺序为N>O>H>AsD．中阳离子的空间结构为正四面体形【答案】C【解析】A．是共价化合物，电子式为，A正确；B．砷的原子序数33，位于元素周期表的第四周期第ⅤA族，其原子结构示意图为，B正确；C．同周期主族元素，电负性从左到右逐渐增大，从上到下逐渐减小，电负性大小：O>N>As>H，C错误；D．中，中心N原子为杂化，不含孤电子对，空间结构为正四面体形，D正确；故选C。4．（2023·山东聊城·校联考三模）为纪念元素周期表诞生150周年，IUPAC向世界介绍了118位优秀青年化学家，并形成张“青年化学家元素周期表”。中国学者雷晓光、姜雪峰、刘庄分别成为“、、”元素的代言人。下列围绕这些元素的相关说法正确的是A．是一种化合物 B．与的化学性质相同C．与的电子数之比为 D．中含有非极性键【答案】B【解析】A．该物质是只有N元素组成的纯净物，它为单质，A项错误；B．两者均为SO2，它们的化学性质相同，B项正确；C．NH3中电子数为7+3=10，H2S中电子数为2+16=18，两者电子数之比为10:18=5:9，C项错误；D．该物质中只有Si-N键，它为极性键，D项错误；故选B。5．（2023·湖北·校联考模拟预测）硫的下列4种微粒，若失去一个电子所需要能量最多的是A．[Ne] B．[Ne] C．[Ne] D．[Ne]【答案】B【解析】A、B、C、D四项中的微粒分别对应基态S、、激发态、激发态S，激发态上电子能量高，不稳定，易失去，故需要能量最多的是基态的；答案选B。6．（2023·湖南岳阳·统考三模）由铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4。高炉炼铁的反应为 Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)  ΔH=-23.5 kJ· mol-1。下列有关说法不正确的是  A．如图所示γ­Fe的晶胞中，铁原子的配位数为12B．配离子为[Fe(NO)(H2O)5]2＋，配位数为6C．基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s1D．该配合物中阴离子空间结构为正四面体形【答案】C【解析】A．根据晶胞结构图知，该晶胞中Fe原子的配位数==12，故A正确；B．[Fe(NO)(H2O)5]2＋中NO、H2O的个数之和为Fe2+的配位数，所以该配离子中配位数是6，故B正确；C．基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故C错误；D．该配合物的阴离子为，S原子价层电子对数=4+=4且不含孤电子对，所以该离子为正四面体形，故D正确；故选：C。7．（2023·上海·统考模拟预测）2022年6月，由来自德国、日本、美国和中国等国的科学家组成的国际科研团队在《自然》杂志发表论文证实“四中子态”物质的存在。该物质只由四个中子组成，则其质量数是A．1 B．2 C．3 D．4【答案】D【解析】质量数等于质子数+中子数，由于该物质只由四个中子组成，则其质量数是4；故选D。8．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）某储氢材料镧镍合金的晶胞结构如图所示。下列说法中错误的是  A．该物质的化学式为B．距离La最近且相等的Ni的数目为6C．利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素D．晶体密度：【答案】D【解析】A．该晶胞中La原子个数为12×+2×=3，Ni原子个数为18×+6=15，则La、Ni原子个数之比为3：15=1：5，化学式为LaNi5，A正确；B．根据图知，以底面中心La原子为例，与其距离最近且相对的Ni原子个数是6，B正确；C．原子光谱可以鉴定金属元素，所以利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素，C正确；D．该晶胞的体积为×（a×10-10cm）2×sin60°×6×（b×10-10cm）=a2b×10-30cm3，晶体密度ρ===g/cm3=g/cm3，D错误；故答案为：D。9．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）某新型储氢材料的晶胞如图。八面体中心为，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。该晶体属于立方晶系，晶胞边长为anm其摩尔质量为188g/mol。下列说法错误的是  A．该晶体的化学式为B．金属离子的价层电子对数为6C．在晶胞体对角线的一维空间上会出现的排布规律D．金属与原子的最短距离为【答案】C【解析】A．根据晶胞结构，与周围6个配位，晶胞中共有个八面体结构，原子与周围4个原子配位，晶胞中共有8个四面体，故其化学式为，A正确；B．与周围6个配位，形成八面体，共有6对价层电子对，B正确；C．在晶胞体对角线的一维空间上应出现  的排布规律，C错误；D．如图  ，pb长度即为金属与原子的最短距离，，，，则，D正确。故选C。10．（2023·山西吕梁·统考三模）氟元素可形成多种有工业价值和科研价值的化合物，如OF2、NF3、XeF2等。其中XeF2的四方晶胞结构如图所示，图中M点原子坐标参数为(，，)，Xe和F的最短距离为bnm、下列说法错误的是  A． OF2分子中键角小于分子中的B．中Xe的杂化方式为spC．基态N、F原子核外电子均有5种空间运动状态D．Q点原子坐标参数为 []【答案】B【解析】A．OF2中原子有2对孤电子对，NF3中原子有1对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，故OF2分子中键角小于NF3分子中的，A正确；B．XeF2中Xe的价层电子对数目为5，不可能为sp杂化，B错误；C．基态N、F原子核外电子均占据5个原子轨道，故均有5种空间运动状态，C正确；D．由信息，Q点原子坐标参数为，D正确；故答案为：B。11．（2023·湖北荆门·荆门市龙泉中学校联考二模）石墨相氮化碳是一种光催化剂，类似于石墨层状结构，其结构单元及晶胞结构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．C、N原子的杂化方式不同 B．氮化碳晶体中存在的作用力只有共价键C．氮化碳晶体的熔点比金刚石低 D．氮化碳晶体的密度为g/cm3【答案】D【解析】A．石墨相氮化碳类似于石墨层状结构，C、N原子的价层电子对数都为3，均发生sp2杂化，所以杂化方式相同，A错误；B．氮化碳晶体中存在的作用力除共价键外，还有层与层间的范德华力，B错误；C．氮化碳晶体为共价晶体，原子半径N＜C，则氮化碳晶体的熔点比金刚石高，C错误；D．由均摊法可得，一个晶胞中含有6个C原子、8个N原子，该晶体的密度为 g∙cm-3=g∙cm-3，D正确；故选D。12．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）某补血剂有效成分M的结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为原子半径最小的元素，Y和Z同主族，X、Y、Z原子序数之和为25，W为金属且W3+的价层电子为半充满结构。下列说法正确的是A．M具有氧化性，能与KI发生反应B．Z的氧化物的水化物可能有还原性C．M中W的轨道杂化方式为sp3D．该晶体熔化时，只需克服离子键的作用【答案】B【分析】X为原子半径最小的元素，X为H。W为金属且W3+的价层电子为半充满结构，则W为Fe。Y和Z同主族，X、Y、Z原子序数之和为25，再结合其结构，Y为O，Z为S。【解析】A．结合图看，M的化学式为[Fe(H2O)6]SO4·H2O，Fe的化合价为+2，+2的铁弱氧化性不能KI反应，A项错误；B．Z的氧化物的水化物可能H2SO3，其中S为+4价均有强还原性，B项正确；C．M中W的杂化为d2sp3，C项错误；D．该分子中存在分子间氢键，所以晶体熔化克服离子键和氢键，D项错误；故选B。13．（2023·湖南郴州·校联考模拟预测）冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状醚，X是其中的一种，因其体积大小与X的空腔大小相近而恰好能进入X的环内形成超分子Y，Y中与氧原子间能形成化学键．下列说法错误的是  A．X形成的晶体为分子晶体 B．电负性：O>C>H>LiC．不能与X形成超分子 D．Y中与氧原子间形成的是离子键【答案】D【解析】A．X是醚类物质，熔点、沸点较低，是分子晶体，A项正确；B．由同周期元素从左至右电负性逐渐增大的递变规律知，电负性：O>C>Li，由烃中碳元素显负价而氢元素显+1价知，电负性：C>H，非金属元素的电负性大于金属元素的电负性，故电负性：O>C>H>Li，B项正确；C．半径比大许多，其体积比X的空腔大，无法进入空腔内，C项正确；D．与氧原子形成的是提供空轨道、氧原子提供孤电子对的配位键，D项错误；故选D。14．（2023·湖北黄冈·黄冈中学校考三模）下列说法不正确的是A．激光、焰色试验、原子光谱等与电子跃迁有关B．硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子C．某元素基态原子的最外层电子排布式为4s1，则该元素为IA族元素D．CO与SO中，O-C-O键角大于O-S-O键角【答案】C【解析】A．激光、焰色反应、原子光谱、霓虹灯是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，故A正确；B．硫化氢晶体是分子晶体，晶体中只存在分子间作用力，属于分子密堆积结构，所以晶胞中一个硫化氢分子周围有12个紧邻的硫化氢分子，故B正确；C．基态钾原子、铬原子、铜原子的最外层电子排布式都为4s1，则基态原子的最外层电子排布式为4s1的元素不一定为IA族元素，故C错误；D．碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，离子的空间结构为平面三角形，亚硫酸根离子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，离子的空间结构为三角锥形，则碳酸根离子中O-C-O键角大于亚硫酸根离子中O-S-O键角，故D正确；故选C。15．（2023·北京西城·北师大实验中学校考三模）下列图示或化学用语表示正确的是【答案】B【解析】A．NaCl由钠离子和氯离子构成，是离子化合物，其电子式为，A错误；B．基态47Ag的价电子排布式为4d105s1，根据洪特规则和泡利不相容原理可知，其价电子的轨道表示式为，B正确；C．Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，结构示意图为，C错误；D．p轨道的电子云轮廓图为哑铃形，为图示形状，D错误；故答案选B。16．（2023·海南海口·统考模拟预测）实验室利用CoCl2制备的原理是。下列有关说法错误的是A．基态Co3+的价层电子排布式为3d6B．H2O2的电子式为C．NH4Cl在水中的电离方程式为D．NH3的空间填充模型为【答案】C【解析】A．Co为27号元素，Co原子的价层电子排布式为3d74s2，则基态Co3+的价层电子排布式为3d6，A正确；B．H2O2为共价化合物，结构式为H-O-O-H，则电子式为，B正确；C．NH4Cl为强电解质，在水中发生完全电离，电离方程式为，C错误；D．NH3分子中的N原子，其价层电子对数为4，发生sp3杂化，由于孤电子对与成键电子对间的排斥作用，使分子结构呈三角锥形，则其空间填充模型为，D正确；故选C。二、主观题（共5小题，共52分）17．（11分）（2023·上海金山·统考二模）白云石的化学组成是CaCO3·MgCO3，500℃以下分解成二氧化碳、金属氧化物和碳酸盐，800℃以上则彻底分解成氧化物。(1)镁和钙在元素周期表中位于___________族，它们的价电子轨道式表示式为___________(用n表示电子层数)。(2)白云石500℃以下分解的化学方程式为___________。(3)从物质结构角度分析、比较白云石分解生成的MgO和CaO的热稳定性。___________ 。(4)白云石分解得到的CO2是氨碱法制备纯碱的基本原料之一，写出氨碱法制纯碱主要反应的化学方程式___________、___________；向氨碱法的母液中加入生石灰可实现___________(填化学式)的循环利用。处理后的母液经蒸发、浓缩、冷却、固化可得CaCl2。以质量比为1.44∶1的CaCl2·6H2O与冰水混合，可获得-55℃的低温，配制该制冷剂时不使用无水CaCl2的原因是___________。【答案】(除标注外，每空1分)(1)ⅡA (2)CaCO3·MgCO3CaCO3＋MgO＋CO2↑（2分）(3)MgO和CaO同属离子晶体，与Ca2+相比，Mg2+的电子层数少，离子半径小，MgO比CaO的离子键强，热稳定性好（2分）(4)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl NaHCO3Na2CO3＋CO2↑+H2O NH3 无水CaCl2水合时放热，降低制冷效果（2分）【解析】（1）镁和钙的最外层电子均为2，位于周期表ⅡA族。价电子排布为。答案为ⅡA；；（2）500℃以下分解成二氧化碳、金属氧化物和碳酸盐，而Mg2+半径比Ca2+小，MgO的离子键强晶格能大稳定，所以MgCO3先分解。反应为CaCO3·MgCO3CaCO3＋MgO＋CO2↑。答案为CaCO3·MgCO3CaCO3＋MgO＋CO2↑；（3）两则皆为离子晶体，差异主要是Mg2+和Ca2+。答案为MgO和CaO同属离子晶体，与Ca2+相比，Mg2+的电子层数少，离子半径小，MgO比CaO的离子键强，热稳定性好；（4）氨碱法制纯碱，先利用CO2、NH3和NaCl制得NaHCO3反应为：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，再加热NaHCO3分解得到Na2CO3：NaHCO3Na2CO3＋CO2↑+H2O。生石灰与NH4Cl反应制得NH3，从而循环利用。无水CaCl2形成结晶水合物放热，而降低制冷效果。答案为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；NaHCO3Na2CO3＋CO2↑+H2O；NH3；无水CaCl2水合时放热，降低制冷效果。18．（10分）（2023·天津·校联考一模）近日，我国研究人员利用硫氰酸甲基铵{[CH3NH3]+[SCN]-}气相辅助生长技术，成功制得稳定的钙钛矿型甲脒铅碘(FAPbI3)。请回答下列问题：(1)基态S原子的价电子排布图为___________。(2)甲脒(FA)的结构简式为①其组成元素的电负性由小到大的排序为___________，其中碳原子的杂化方式为___________。②甲脒比丙烷的熔点更高的原因是___________。(3)FAPbI3的晶体结构单元如图所示，图中Y表示Pb，位于八面体中心，则甲脒的碘配位数为___________。【答案】（每空2分）(1)(2)HH；（3）的中心原子的价层电子对数=键数+孤电子对数=3+0=3，则C为sp3杂化，三个O原子分别位于杂化轨道的伸展方向上，所以的空间构型为平面三角形；由于有大键，所以中C-O键长较短；故答案为：平面三角形；短；（4）H2SO4中有两个非羟基氧而H2CO3只有一个，非羟基氧越多，吸引电子能力越强，H-O的电子云密度（电子出现概率）越小，H越易电离，其酸性越强，故答案为：H2SO4中有两个非羟基氧而H2CO3只有一个，中心原子的非羟基氧越多，其酸性越强；（5）在Cu2S晶胞中，四面体中心共有8个，每个四面体中心均分布着一个Cu+，每个S2-周围有8个Cu+，故S2-配位数为8；图中A处(S2-)的原子分数坐标为(0，0，0)，A与相邻的三个面心原子形成一个正四面体，与A距离最近的Cu+位于此正四面体的中心，则Cu+的原子分数坐标为(，，)；晶胞的体积为(a10-7)3cm3，每个晶胞的质量为，则d=，则mol-1，只涉及数值，省略单位mol-1，其数值为，故答案为：8；(，，)；。21．（10分）（2023·浙江杭州·浙江省临安中学校联考一模）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”，请回答：  (1)基态钛原子核外电子有___________种空间运动状态，根据价电子排布图判断下列钛原子或离子电离一个电子所需能量最高的是___________。(2)钛的配合物有多种。、、的配体中所含原子电负性由大到小的顺序是___________，其中中___________(填写“大于”、“小于”或“等于”)单个水分中。(3)钛与钙、氧原子形成的一种化合物钙钛矿晶胞如图。此化合物的化学式为___________，该晶体中钙的配位数为___________；(4)在相同条件下，比的水解能力更强，原因是___________。【答案】(除标注外，每空1分)(1)12 B(2)（2分） 大于(3)（2分） 12(4)带电荷数更多，半径更小，更易水解（2分）【解析】（1）钛是第22号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，不同轨道的电子空间运动状态不同，因而具有12种空间运动状态的电子；A为Ti原子基态，B为Ti+的基态，C为Ti原子的激发态，第二电离能明显高于的一电离能，同级电离能中激发态电离能比基态低，故失去一个电子所需能量最高的是B，故答案为：12；B；（2）由、、可知，它们的配体分别为H2O、F-、Cl-，含有的原子有H、Cl、O、F，非金属性越强，电负性越大，所以H、Cl、O、F的电负性由大到小的顺序是；由可知，H2O中O原子的孤电子对进入Ti2+的空轨道，形成配位键，则孤电子对数减少，斥力减小，中变大，所以中大于单个水分中，故答案为：；大于；（3）由晶胞图可知，Ti位于顶点，个数为=1，1个Ca位于体心，个数为=3，Ti:Ca:O=1:1:3，此化合物的化学式为；Ca到棱心的O的距离都相等且最近，故该晶体中钙的配位数为12，故答案为：；12；（4）与相比，所带电荷更多，半径更小，极化能力更强，故在相同条件下，比的水解能力更强，故答案为：带电荷数更多，半径更小，更易水解。A．的电子式B．基态的价层电子轨道表示式C．的结构示意图D．的轨道的电子云轮廓图