2020高考化学刷题冲刺含最新模拟题专题十二物质结构与性质习题含解析

专题十二　物质结构与性质

原子结构与元素的性质

1.[2020山东统考]某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子的价电子排布式不可能是              (　　)

A.3p64s1              B.4s1           C.3d54s1            D.3d104s1

2.[2020山东潍坊模拟]元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示。

已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是 (　　)

A.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4

B.Y元素位于元素周期表的第三周期ⅥA族

C.X元素所在周期中所含非金属元素种类最多

D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3

3.(1)[2020安徽合肥调研检测,4分]基态铝原子核外电子排布式为　　　　　　　　　;铜元素在周期表中的位置是　　　　　　　　　。 

(2)[2020湖南四校摸底调研联考,2分]基态As原子核外电子排布式为[Ar]　　　　　　　　,下列状态的铝中,电离最外层的一个电子所需能量最小的是　　　　(填标号)。 

(3)[2020甘肃重点中学第一次联考,4分]①在现代化学中,常利用　　　　　　　　上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。 

②钴元素基态原子的电子排布式为　　　　,3d能级上未成对的电子数为　　　　。Co与Ca同周期且最外层电子数相同,单质钴的熔、沸点均比钙的高,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

4.(1)[2019湖北黄冈中学模拟,4分]基态镍原子的价电子排布式为　　　　,能量最高的电子所占能级的原子轨道有　　　　个伸展方向。 

(2)[2019湖南雅礼中学二模,2分]下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是　　　　(填字母)。 

(3)[2019河北衡水中学二调,4分]钪(Sc)为21号元素,其基态原子M能层电子数为　　　　;基态镝(Dy)原子的核外电子排布式为[Xe]4f106s2,一个基态镝原子所含的未成对电子数为　　　　。 

(4)[2019广东惠州模拟,2分]铜或铜盐的焰色反应为绿色,该光谱是　　　　(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。 

考点2  分子结构与性质

5.[2020山东日照模拟]下列关于σ键和π键的理解不正确的是 (　　)

A.含有π键的分子在进行化学反应时,分子中的π键比σ键活泼

B.有些分子可能只含有π键而没有σ键

C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键

D.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键

6.[2020山东威海模拟]下列有关微粒性质的排列顺序错误的是 (　　)

A.GeX4(X表示Cl、Br或I)为分子晶体,熔沸点:GeCl4<GeBr4<GeI4

B.共价键的极性:H2O2>CO2>NO

C.还原性:H2O<H2S<H2Se

D.中心原子的孤电子对数:BeCl2<H2S<OF2

7.[2020天津模拟]次氯酸与NaOH溶液发生反应:HClO+NaOH NaClO+H2O。下列有关该反应的表述正确的是              (　　)

A.中子数为20的Cl原子Cl

B.NaClO的电子式:[∶ ∶]+[∶ ∶ ∶]-

C.次氯酸分子的空间构型为V形

D.HClO的电离方程式:HClOClO-+H+

8.(1)[2020安徽合肥调研检测,6分]在一定条件下,金属相互化合形成的化合物称为金属互化物,如Cu9Al4、Cu5Zn8等。

①Cu5Zn8具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于　　　　　　(填“晶体”或“非晶体”);在CuSO4溶液中加入过量氨水,生成[Cu(NH3)4]2+,其中氮原子的杂化方式为　　　　。 

②铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2。(SCN)2对应的酸有硫氰酸()、异硫氰酸(H—NCS)两种,理论上前者沸点低于后者,其原因是　　　　　　                                        　　　　　　　　　;(SCN)2分子中σ键与π键数目之比为　　　　　　　　　　　　。 

(2)[2020湖南四校摸底调研联考,5分]8-羟基喹啉铝(分子式为C27H18AlN3O3)用于发光材料及电子传输材料,可由LiAlH4与(8-羟基喹啉)合成。LiAlH4中阴离子的空间构型为　　　　;所含元素中电负性最大的是　　　(填元素符号),C、N、O的杂化方式依次为　　　　、　　　　和　　　　。 

(3)[2020甘肃重点中学第一次联考,8分]镍易形成配合物。

 ①Ni(CO)4的熔点为-19.3 ℃,沸点为43 ℃ ,则其晶体类型是　　　　　,其分子中σ键与π键数目之比为　　　　　。 

②Ni的一种配合物的分子结构如图所示,该配合物中C原子的杂化轨道类型是　　　　,配合物分子内不含有　　　　(填字母)。 

 A.共价键 　　B.离子键

C.配位键 　　D.金属键

 ③向FeCl3溶液中加入KSCN溶液形成红色含K3[Fe(SCN)6]的溶液。C、N两种元素的电负性大小关系为　　　　　,与SCN-互为等电子体的分子为　　　　　(写一种即可)。 

9.(1)[2019福建质量检测,3分]Na3OCl是一种良好的离子导体,具有反钙钛矿晶体结构。Na3OCl可由以下两种方法制得:

方法Ⅰ　Na2O + NaClNa3OCl

方法Ⅱ　2Na +2NaOH + 2NaCl 2Na3OCl+H2↑

①Na2O的电子式为　　　　　　　　　　　　　　。 

②在方法Ⅱ的反应中,形成的化学键有　　　(填标号)。 

A.金属键　　B.离子键　　C.配位键

D.极性键　　E.非极性键

(2)[2019云南昆明诊断测试,2分]Mo能与CO形成化学式为Mo(CO)6的配合物,其中Mo的化合价为　　　　,其配体与N2具有相似的化学结构,则该配体中σ键与π键数目之比为　　　　。 

(3)[2019河南郑州第二次质量预测,2分]有机砷是治疗昏睡病不可缺少的药物,该有机砷中存在的化学键的种类为　　　　(填字母编号)。 

a.离子键　　b.σ键　　c.π键　　d.碳碳双键

(4)[2019湖北武汉调研测试,1分]P4O6的分子结构中只含有单键,且每个原子的最外层都满足8电子结构,则该分子中含有的共价键数目是　　　　。 

10.[新情境][2019河南顶级名校第四次联考,15分]2018年11月《Nature Energy》报道了我国科学家利用催化剂通过化学链合成氨。回答下列问题:

(1)NH3可用于制备NaN3、NH4NO3、(亚硝基胍)等含氮化合物,NaN3中阴离子的空间构型为　　　　;NH4NO3中阳、阴离子中的中心原子杂化方式依次为　　　　、　　　　;1个亚硝基胍分子中含　　　　个σ键。 

(2)N、P位于同一主族,NH3、PH3分子结构如图所示:

①NH3中N—H键的键长比PH3中P—H键的键长短,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 

②NH3和PH3中,N、P原子的杂化方式相同,但H—N—H间的夹角比H—P—H间的大,其主要原因是　。 

③NH3比PH3易液化,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

考点3   晶体结构与性质

11.[2020天津1月统考]下列可用于判断某物质为晶体的方法是 (　　)

A.质谱法  B.红外光谱法

C.核磁共振法  D.X射线衍射法

12.(1)[2020安徽合肥调研检测,5分]①ZnS的晶胞结构如图1所示,其中S2-的配位数为　　　　。 

　　　　                   　图1　　　　　　　　　　                　图2

②铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图2所示,其晶胞边长为a nm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该金属互化物的密度为

　　　　g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。 

(2)[2020湖南四校摸底调研联考,4分]GaAs的晶胞结构如图3所示,其晶胞参数为a pm。

图3

①紧邻的As原子之间的距离为x,紧邻的As、Ga原子之间的距离为y,则=　　　　。 

②设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaAs的密度是　　　　g·cm-3(列出计算表达式)。 

(3)[2020甘肃重点中学第一次联考,3分]钴的一种化合物晶胞结构如图4所示。

图4

①已知a的坐标参数为(0,0,0),b的为(,,0),c的为(1,,),则d的坐标参数为　　　　　。 

 ②已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞参数a=　　　　　nm(用含ρ、NA的代数式表示)。 

13.[2019山东德州模拟,15分]镍是有机合成的重要催化剂。

(1)基态镍原子的价电子排布式为　　　　。 

(2)借助镍和苯基硼酸共催化可实现丙烯醇(CH2CH—CH2OH)的绿色高效合成。丙烯醇中碳原子的杂化类型有　　　　;丙醛(CH3CH2CHO)与丙烯醇(CH2CH—CH2OH)的相对分子质量相等,但丙醛比丙烯醇的沸点低得多,其主要原因是　　　　。 

(3)羰基镍[Ni(CO)4]可用于制备高纯度镍粉。羰基镍中Ni、C、O的电负性由大到小的顺序为　　　　。 

(4)N能形成多种配离子,如[Ni(NH3)6、[Ni(SCN)3]-等。NH3的空间构型为　　　　;与SCN-互为等电子体的离子有　　　　(写出一种)。 

(5)NiO晶胞如图所示:

①氧化镍晶胞中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(,,),则C的坐标参数为　　　　。 

②已知氧化镍晶胞密度为d g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则N半径为　　　　nm(用代数式表示)。 

1.[2020吉林长春第一次质量监测,10分]第23号元素钒在地壳中的含量并不低,我国四川攀枝花地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿。

(1)钒在元素周期表中的位置为　　　　　　　　,基态V原子电子占据的最高能级的电子云轮廓图为　　　　　　　　。 

(2)在过渡金属元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中,基态原子核外单电子数最多的是　　　　。 

(3)过渡金属可形成许多羰基配合物,即CO作为配体形成的配合物。

①CO的等电子体有N2、CN-、　　　　(任写一个)等。 

②CO作配体时,配位原子是C而不是O,其原因是                                                                                                                　。 

(4)过渡金属配合物常满足“18电子规则”,即中心原子的价电子数与配体提供的电子数之和等于18,如[Fe(CO)5]、[Mn(CO)5]-等都满足这个规则。

①下列钒配合物中,钒原子满足“18电子规则”的是　　　　(填标号)。 

A.[V(H2O)6]2+ B.[V(CN)6]4-

C.[V(CO)6]- D.[V(O2)4]3-

②化合物的熔点为138 ℃,其晶体类型为　　　　。 

2.[2020湖北部分重点中学新起点考试,15分]美国医学家证实了三价铬离子(Cr3+)是构成葡萄糖耐量因子的重要组成部分,能够增强胰岛素的作用。构成葡萄糖耐量因子和蛋白质的元素有C、H、O、N、S、Cr等。

(1)Cr的价电子排布式为　　　　　　　　　　　　。 

(2)O、N、S、Cr的第一电离能由大到小的顺序为　　　　。 

(3)SO2分子的VSEPR模型的名称为　　　　　　　　,S中心原子的杂化方式为　　　　　　　　　　。 

(4)CO2分子立体构型的名称为　　　　　　　　　　　,它的等电子体中属于分子的有　　　　　　　　　　(任写一种)。 

(5)实验式为CrCl3·6H2O的化合物有三种异构体,其中一种可表示为[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O,该物质配离子中提供孤电子对的原子为　　　　　,配位数为　　　　　　　　　。 

(6)NH3分子可以与H+结合生成N,这个过程发生改变的是　　　　　　(填序号)。 

a.微粒的空间构型               b.N原子的杂化类型

c.H—N—H的键角 d.微粒的电子数

(7)由碳元素形成的某种晶体的晶胞结构如图所示,若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为ρ g·cm-3,则该晶胞的棱长为　　　　　　　　　pm。 

3.[新情境][15分]2018年,中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展,该研究中涉及的物质有Ni-BaH2/Al2O3、Fe-K2O-Al2O3、Cs-Ru/MgO等,相关研究成果发表于《自然》上。

请回答下列问题:

(1)基态Fe原子核外电子占据最高能层的符号为　　　　,Ni位于周期表中的　　　　区。 

(2)元素的第一电离能:Mg　　　　(填“>”或“<”)Al。H、N、O的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。 

(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为　　　　　　,与NH3互为等电子体的粒子是　　　　　　(填粒子符号,任写一种)。 

(4)已知MgO的熔点为2 852 ℃,CaO的熔点为2 614 ℃,二者的晶体类型为　　　　,MgO的熔点高于CaO的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体竟然也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示:

①与C原子紧邻的Ni原子有　　　　个。 

②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(,,0),则c原子的坐标参数为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③已知该晶体的密度为d g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为　　　　　　　　pm(用含d、NA的代数式表示)。 

4.[以元素周期表与周期律为切入点考查物质结构与性质][15分]A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3;工业上电解熔融C2A3制取C的单质;B、E均除最外层只有2个电子外,其余各层全充满,E位于元素周期表的ds区。回答下列问题:

(1)B、C中第一电离能较大的是　　　　　　(填元素符号),基态D原子的价电子排布图为　　　　　　。 

(2)DA2分子的VSEPR模型是　　　　。 

(3)实验测得C与氯元素形成化合物的实际组成为C2Cl6,其球棍模型如图所示。已知C2Cl6在加热时易升华,与过量的NaOH溶液反应可生成Na[C(OH)4]。

①C2Cl6属于　　　晶体(填晶体类型),其中C原子的杂化轨道类型为　　　　杂化。 

②[C(OH)4]-中存在的化学键有　　　　　　。 

(4)B、C的氟化物晶格能分别是2 957 kJ·mol-1、5 492 kJ·mol-1,二者相差很大的原因是　　　　　。

(5)D与E所形成化合物晶体的晶胞如图所示:

①在该晶胞中,E的配位数为　　　　　　。 

②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。图示晶胞中,原子的坐标参数a为(0,0,0);b为(,0,);c为(,,0)。则d原子的坐标参数为　　　　　　。 

③已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞中两个D原子之间的最短距离为　　　pm(列出计算式即可)。 

1.[2020湖北武汉部分学校质量监测,15分]铁被称为“第一金属”,铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。

(1)铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用　　　　　　摄取铁元素的原子光谱。 

(2)FeCl3的熔点为306 ℃,沸点为315 ℃。由此可知 FeCl3属于　　　　　晶体。 FeSO4常作净水剂和补铁剂,S的立体构型是　　　　　　。  

(3)铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]是检验 Fe2+的重要试剂。

①基态N原子的轨道表达式为　。  

②写出一种与铁氰化钾中配体互为等电子体的极性分子的化学式　　　　　　　　 。 

③铁氰化钾中,所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为　。  

④铁氰化钾中,不存在　　　　　　(填标号)。  

A.离子键　B.σ键　C.π键　D.氢键　E.金属键

(4)有机金属配位化合物二茂铁[(C5H5)2Fe]是汽油中的抗震剂。分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则中的大π键应表示为　　　　　,其中碳原子的杂化方式为　　　　　　。 

(5)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1 mol Fe(CO)5分子中含　　　 mol 配位键。 

(6)某种磁性氮化铁的结构如图所示,N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。其中铁原子周围距离最近的铁原子个数为　　　　　　;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,则该磁性氮化铁的晶体密度为　　　　　g·cm-3(列出计算式)。 

2.[2020湖北八校第一次联考,15分]新型钙钛矿型太阳能电池以其稳定、高效、便宜等优点被科学家所青睐。这种钙钛矿型太阳能电池材料为层状结构,如图1所示。

(1)基态Ti 的电子排布式为　　　　　　　　　　　　;同周期的基态原子与其未成对电子数相同的元素还有　　　　种。 

(2)光敏钙钛矿的晶胞结构如图2所示。

①写出与CH3N互为等电子体的一种分子的化学式:　　　　　　　　,C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　(用元素符号表示),CH3N中含有的化学键类型有　　　　。 

②光敏钙钛矿的化学式为　　　　　　　　;距离CH3N最近且距离相等的Br-数目为　　　　。 

③若该光敏钙钛矿的摩尔质量为M g·mol-1,晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为　　　　g·cm-3(用含M、a、NA的代数式表示)。 

3.[新情境、新素材][15分]据报道,复旦大学修发贤教授课题组成功制备出砷化铌纳米带,并观测到其表面态具有百倍于金属铜薄膜和千倍于石墨烯的导电性。相关研究论文已在线发表于权威科学期刊《自然》。回答下列问题:

(1)铌元素(Nb)为一种金属元素,其基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d45s1。下列不同Nb微粒的核外电子排布式中,失去最外层1个电子所需能量最大的是　　　　　(填标号)。 

a.[Kr]4d35s15p1　b.[Kr]4d25s15p2　c.[Kr]4d4　　d.[Kr]4d3　e.[Kr]4d2

(2)砷为第ⅤA族元素,砷可以与某些有机基团形成金属有机化合物,如(ClCHCH)2AsCl,其中As原子与2个C原子、1个Cl原子形成的VSEPR模型为　　　　　,As原子与2个C原子、1个Cl原子形成的空间构型为　　　　　。 

(3)已知“石墨烯”的平面结构如图所示,一定条件下,石墨烯与H2发生加成反应生成石墨烷。石墨烯、石墨烷中碳原子杂化类型分别是　　　　　、　　　　　。 

(4)石墨烯可采用化学方法进行制备,如采用六氯苯、六溴苯作为原料可制备石墨烯。下表给出了六氯苯、六溴苯、苯六酸(俗名为蜜石酸)的熔点和水溶性:

六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是　　　　　　　　　　　,苯六酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显的差异,原因是　　　　　　　　　。 

(5)Cu与O形成的某种化合物的晶胞(黑球为Cu,白球为O)如图所示。若晶胞的边长为a pm,氧原子之间最短距离为　　　　pm,该晶体的密度为　　　　　g·cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为NA)