高中化学试题高考一轮·通关卷阶段检测卷03物质结构与性质元素周期律-考点通关卷（新教材新高考）含解析答案

这是一份高中化学试题高考一轮·通关卷阶段检测卷03物质结构与性质元素周期律-考点通关卷（新教材新高考）含解析答案，共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(考试时间：75分钟 试卷满分：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1．我国的激光技术在世界上处于领先地位，科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。所得化合物可能比金刚石更坚硬，其原因可能是
A．碳、氮原子构成平面结构的晶体
B．碳氮键长比金刚石中的碳碳键长更短
C．氮原子电子数比碳原子电子数多
D．碳、氮的单质的化学性质均不活泼
(2024·江苏苏锡常镇四市教学情况调研一)
2．超硬陶瓷材料氮化硅可由反应制得。下列说法正确的是
A．的电子式为B．为平面正方形结构
C．是非极性分子D．属于分子晶体
(2024·湖南岳阳模拟)
3．对于下列性质的比较正确的是（ ）
A．离子半径：r(Cl-)>r(S2-)>r(Na+)
B．稳定性：H2O>H2S>HCl
C．元素的电负性：SiNaCl
4．下列关于NaHSO4的说法中正确的是
A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电
B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1
C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键
D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键
(2024·辽宁鞍山期末)
5．下列各项叙述不正确的是
A．若硫原子核外电子排布图为则违反了泡利原理
B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p33s23p63d3，则违反了构造原理
C．铍原子核外有两种能量不同的电子
D．原子的电子排布子由1s22s22p33s1→1s22s22p4能释放特定能量产生发射光谱
6．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C-C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是（ ）
A．不和氢氧化钠溶液发生反应
B．分子中N≡C键的键长大于C≡C键的键长
C．分子中既有极性键，又有非极性键
D．分子中含有2个σ键和4个π键
7．下列关于能层与能级的说法正确的是
A．同一原子中，符号相同的能级上排布电子的能量一定相同
B．任意能层的能级总是从ns能级开始，且能级总数一定等于该能层序数
C．同样是p能级，在不同的能层中所容纳的最多电子数是不同的
D．多电子原子中，同一能层上排布电子的能量一定相同
8．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为（ ）
A．平面三角形 sp2杂化B．V形 sp2杂化
C．三角锥形 sp3杂化D．直线形 sp杂化
9．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于基态R原子的描述正确的是
A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形
B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)
C．基态R原子的原子轨道总数为9
D．基态R原子的轨道表示式为
10．5­氨基四唑硝酸盐受热迅速生成以N2为主的环境友好型气体，并放出大量的热，是制造HTPB火箭推进剂的重要原料，结构简式如图，其中五元环为平面结构，下列说法正确的是
A．基态N原子核外电子的运动状态有3种
B．阴离子的空间结构为三角锥形
C．该化合物中五元环上的5个原子的杂化方式都相同
D．该化合物的大π键为Π
(2024·广东广州天河区二模)
11．X、Y、Z、N是原子序数依次增大的4种短周期元素，其元素性质或原子结构如下表。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．元素的电负性：
C．元素的第一电离能：
D．X的基态原子的电子轨道表示式：
(2024·浙江杭州模拟)
12．X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X和Q为同主族元素，Y和M为同周期元素。X的轨道全充满，Q的s能级电子数比p能级的电子数少1，Y和M是纯碱中的两种元素。下列说法不正确的是
A．最高正价：YZ
C．Y与M形成的化合物中不可能含有非极性共价键
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Q
(2024·湖南湘潭一中模拟)
13．晶体是制备氟代硼铍酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与类似，下列说法中不正确的是

A．Be原子的配位数是12
B．若原子a、b的坐标分别为、，则原子c的坐标为
C．沿晶胞面对角线投影，所得的投影结果是
D．设O与Be的最近距离为，用表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为
(2024·辽宁朝阳模拟)
14．短周期主族元素的原子序数依次增大，原子的价电子排布式可表示为，是地壳中含量最多的元素，的原子半径在短周期中最大，同主族。下列说法正确的是
A．常温常压下，X、Y、W的单质均呈气态
B．简单离子半径：
C．简单气态氢化物的热稳定性：
D．分别与组成的化合物均不止一种
(2024·重庆渝中模拟)
15．的晶胞与相似，但由于的结构导致晶胞沿一个方向拉长(如图)，已知的摩尔质量为，若阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是

A．填充在围成的八面体空隙中
B．每个周围等距紧邻的有6个
C．两个最近之间的距离为
D．晶体密度的计算式为
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16．I.非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。
(1)OF2分子的空间结构为 ；OF2的熔、沸点 (填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是 。
(2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为 ，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 (填字母)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
Ⅱ.我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。
(3)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为 。SiCl4可发生水解反应，机理如下：
含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为 (填标号)。
(4)CO2分子中存在 个σ键和 个π键。
(5)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是 。
17．完成下列问题
(1)As、Se、Br元素的电负性由大到小的顺序为 ，第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：
铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是 。
(3)氢、氮、氧是重要的非金属元素，在新材料和新能源开发中有重要的作用。MH中基态H-的核外电子的电子云轮廓图呈 形。已知H-(g)=H(g)＋e-吸收的能量为73 kJ·ml-1，H(g)=H＋(g)＋e-吸收的能量为1311kJ·ml-1，则H-的第二电离能为 。
(4)磷及其化合物与人类生产、生活密切相关。如图表示碳、硅、磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示磷的曲线是 (填标号)。
18．硫、钴及其化合物用途非常广泛。回答下列问题：
(1)基态C原子价层电子轨道表示式为 ，第四电离能I4(C)＜I4(Fe)，其原因是 ；C与Ca同周期且最外层电子数相同，单质钴的熔、沸点均比钙大，其原因是 。
(2)单质硫与熟石灰加热产物之一为CaS3，S的空间结构是 ，中心原子的杂化方式是 。
(3)K和Na位于同一主族，K2S的熔点为840 ℃，Na2S的熔点为950 ℃，前者熔点较低的原因是 。
(4)S与O、Se、Te位于同一主族，它们的氢化物的沸点如图所示，沸点按图像所示变化的原因是 。
(5)钴的一种化合物晶胞结构如图所示。
①已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点的原子坐标参数为（ ,0，)，则C点的原子坐标参数为 。
②已知晶胞参数a＝0.548 5 nm，则该晶体的密度为 g·cm－3(列出计算表达式即可)。
(2024·浙江绍兴二模)
19．碳材料在生活中占有重要地位。
请回答：

(1)下列说法正确的是 。
A．石墨烯碳采用 sp2杂化，金刚石 VSPRE 模型为正四面体形
B．多层石墨烯和金刚石均为共价型晶体
C．1ml 石墨烯与金刚石中，σ键键数之比为 3:4
D．石墨烯中 C—C 键键能较金刚石大，故石墨烯的内能更高
(2)图 1 中 C—C 键键长为 apm，则石墨烯的密度ρ= g/cm2 (用含 a 式子表示，阿伏伽德罗常数为 NA)
(3)尿素[(NH2)2CO]可以与正烷烃(n~CmH2m+2，m≥8)形成超分子包合物。尿素中各种元素的电负性由大到小的顺序 ，尿素分子通过 氢键(写出具体形式)
有序地组合成具有蜂窝状六角形通道结构的接受体，如(a)所示。正烷烃分子作为底物填入到通道之中，图(b)示出垂直于通道截面的结构。该超分子包合物能稳定存在的原因是 。

元素
元素性质或原子结构
X
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素
Y
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，但第一电离能高于同周期相邻元素
Z
其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N
只有一个不成对电子
电离能/(kJ·ml-1)
I1
I2
铜
746
1 958
锌
906
1 733
参考答案：
1．B
【详解】A．根据“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应该是一种原子晶体，共价晶体是一种空间网状结构而不是平面结构，A选项错误。
B．氮原子的半径比碳原子的半径小，两者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点和硬度应该比金刚石更高，B项正确。
C．原子的电子数一般不会影响到所形成的晶体的硬度等，C项错误。
D．单质的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等，D项错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．的电子式为，A错误；
B．的价层电子对数为4，为正四面体结构，B错误；
C．的正电荷中心与负电荷中心重合，是非极性分子，C正确；
D．属于共价晶体，D错误；
故选C。
3．C
【详解】A.Na+核外电子层数为2层，而Cl-、S2-核外电子层数相同，均为三层，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则r(S2-)>r(Cl-)> r(Na+)，A选项错误；
B.非金属简单氢化物的稳定性与非金属性有关，非金属性：Cl>S，则稳定西H2SSe>As；同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，As元素原子4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故三种元素第一电离能由大到小的顺序为：Br＞As＞Se；
（2）Cu的价层电子构型为3d104s1，Zn的价层电子构型为3d104s2，Zn的电子构型为全充满，较稳定，故第一电离能：Zn＞Cu,失去一个电子后，Cu的价层电子构型变为3d10，为全充满状态，较稳定，故铜的第二电离能大于锌的第二电离能；
（3）MH中基态H-的核外电子排布式是1s2，故电子云轮廓图呈球形；H-的第二电离能为H-失去第二个电子所吸收的能量，即H(g)=H+(g)+e-吸收的能量，则H-的第二电离能为1311kJ•ml-1；
（4）同主族自上而下第一电离能减小，P元素3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si,P原子第四电离能为失去3s2能中1个电子，为全满稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C。
18．(1) 铁失去的是较稳定的3d5上的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子 钴的原子半径比钙小，价层电子数比钙多，钴中金属键比钙中强
(2) V形 sp3
(3)K＋的半径比Na＋大，K2S的离子键比Na2S弱
(4)H2O分子间存在氢键，其他三种分子间不存在氢键，所以H2O沸点最高；H2S、H2Se、H2Te的结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，所以沸点逐渐升高
(5)
【详解】（1）
C是27号元素，基态钴原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，基态钴价层电子排布式为3d74s2，价层电子轨道表示式为；第四电离能I4(C)＜I4(Fe)，其原因是铁失去的是较稳定的3d5上的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子；C与Ca同周期且最外层电子数相同，单质钴的熔、沸点均比钙大，其原因是钴的原子半径比钙小，价层电子数比钙多，钴中金属键比钙中强。
（2）因为CaS3是离子晶体，S的形成的孤电子对数目：=2，形成σ键的数目为2，中心原子杂化方式为sp3。
（3）K和Na位于同主族，K+的离子半径比Na+的离子半径大，Na2S形成的离子键比K2S的离子键强，K2S的晶格能比Na2S的晶格能小，所以K2S的熔点比Na2S的熔点低，故原因为K＋的半径比Na＋大，K2S的离子键比Na2S弱。
（4）S与O、Se、Te位于同一主族，由图可知它们氢化物的沸点是H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，其原因是H2O分子间存在较强的氢键，其它三种不含，所以H2O沸点最高，而H2Te、H2Se及H2S的结构相似，随着相对分子质量不断增大，范德华力不断增强，所以沸点不断升高。
（5）①已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B是面心，则B点的原子坐标参数为；C是体心，则C点的原子坐标参数为。
②一个晶胞中含有Ti4＋的个数为8×＝1，O2－的个数为6×＝3，C2＋的个数为1，则晶胞质量m＝，晶胞参数a＝0．548 5 nm＝0.548 5×10－7 cm，则晶胞的体积V＝(0.548 5×10－7)3 cm3，因此该晶体的密度ρ＝＝g·cm－3。
19．(1)AC
(2)
(3) O＞N＞C＞H N－H…O 彼此通过范德华力结合使能量降低、熵减小
【详解】（1）A． 石墨烯碳原子形成3个σ键、采用 sp2杂化，金刚石中C形成4 个σ键、采用 sp3杂化、VSPRE 模型为正四面体形，A正确；
B． 多层石墨烯层间为范德华力、故为混合型晶体，金刚石均共价型晶体，B错误；
C． 结合选项A可知，1ml 石墨烯与金刚石中，σ键键数之比为 3:4，C正确；
D． 石墨烯中 C—C 键键能较金刚石大，则石墨烯更稳定，故石墨烯的内能更低，D错误；
选AC。
（2）按均摊法可知，每个平面正六边形中含个碳原子，图 1 中 C—C 键键长为 apm，平面正六边形面积为，则石墨烯的密度ρ=g/cm2 。
（3）同周期从左向右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减弱，尿素中各种元素的电负性由大到小的顺序O＞N＞C＞H，由图知，尿素分子通过N－H…O氢键有序地组合成具有蜂窝状六角形通道结构的接受体。该超分子包合物能稳定存在的原因是彼此通过范德华力结合使能量降低、熵减小。