第十一单元 物质的结构与性质测试题-2022年高考化学一轮复习名师精讲练

这是一份第十一单元 物质的结构与性质测试题-2022年高考化学一轮复习名师精讲练，共16页。试卷主要包含了下列关于物质结构的说法错误的是，下列说法正确的是，下列说法错误的是，金属钠晶体为体心立方晶胞等内容，欢迎下载使用。
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
C．最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．对于同一元素而言，原子的电离能I1 H—N—H
D．CH4 和都是正四面体结构，键角均为 109°28'
3．《本草纲目》中记载炉甘石（主要成分为ZnCO3)可止血，消肿毒，生肌肉，明目等。下列说法正确的是
A．Zn元素位于元素周期表第四周期第IIB族，d区
B．Zn、C、O的电负性大小为O＞C＞Zn
C．中C原子的杂化类型为sp3杂化
D．ZnCO3中的化学键类型有离子键、非极性键和极性键
4．、是短周期的两种主族元素，它们的逐级电离能（）数据如下表所示：
下列有关说法正确的是（ ）
A．的最外层电子数为3B．与水反应剧烈程度：
C．的最高化合价为D．电负性：
5．下列说法正确的是
A．p电子云都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，能量相同
B．基态氮原子的价电子排布图：
C．甲醛(HCHO)和光气（COCl2)分子中：键角∠H—C—H＜∠Cl—C—Cl
D．四硼酸根离子Xm-(含B、O、H)的球棍模型如图，配位键存在于4、5和4、6原子之间
6．有5种元素X、Y、Z、Q、T,除Y外均为短周期元素。X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道；Y原子的价电子排布式为3d64s2；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是
A．元素Y和Q可形成化合物YQ
B．T的一种单质的空间构型为正四面体形，键角为109°28′
C．X和T第一电离能：X＜T
D．ZQ2是极性键构成的非极性分子
7．铁元素形成的单质有三种晶胞的结构，如图所示，则下列说法正确的是
A．铁元素基态原子 M 层上有8对成对电子
B．三种晶胞α、β、θ中铁原子的配位数之比为4:6:3
C．三种晶胞α、β、θ的边长之比为::
D．三种晶胞α、β、θ 堆积方式空间利用率由大到小的顺序为α>β>θ
8．下列说法错误的是
A．鉴别晶体和非晶体最可靠的方法是X射线衍射实验
B．H2O沸点高于CH4的原因与分子间氢键有关
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的晶格能依次增大，熔点依次升高
D．用电子气理论可以解释金属的良好导电性
9．据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5-CF3，下列关于SF5-CF3的说法正确的是( )
A．分子中既有σ键也有π键
B．所有原子在同一平面内
C．分子中并非所有原子均满足8电子稳定结构
D．0.1 ml SF5-CF3分子中含8 ml电子
10．金属钠晶体为体心立方晶胞（如图），实验测得钠的密度为。已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为，假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径为（ ）

A．B．C．D．
11．储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，如镧(La)镍(Ni)合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物。某镧镍储氢合金晶胞结构如图，该材料中镧、镍、氢的原子个数比为
A．8:9:10B．1:5:6C．1:5:3D．1:5:5
12．以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．18g冰（图1）中含O—H键数目为2NA
B．28g晶体硅（图2）中含有Si—Si键数目为2NA
C．44g干冰（图3）中含有NA个晶胞结构单元
D．石墨烯（图4）是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA
13．光刻技术需利用深紫外激光，我国是唯一掌握通过非线性光学晶体变频来获得深紫外激光技术的国家。目前唯一实用化的晶体是氟硼铍酸钾(KBeBF，含K、B、Be、O、F元素)。
回答下列问题：
（1）一群均处于激发态1s22s13s1的铍原子，若都回到基态，最多可发出___种波长不同的光。
A．1 B．2 C．3 D．4
（2）Be和B都容易与配体形成配位键，如[BeF4]-、[B(OH)4]-等，从原子结构分析其原因是__。
（3）氟硼酸钾是制备KBeBF的原料之一，高温下分解为KF和BF3。KF的沸点比BF3的高，原因是___。
（4）BF3易水解得到H3BO3(硼酸)和氢氟酸。氢氟酸浓溶液中因F-与HF结合形成HF使酸性大大增强。HF的结构式为___；H3BO3和BF中，B原子的杂化类型分别为___、__。
（5）KBeBF晶体为层片状结构，图1为其中一层的局部示意图。平面六元环以B—O键和Be—O键交织相连，形成平面网状结构，每个Be都连接一个F，且F分别指向平面的上方或下方，K+分布在层间。KBeBF晶体的化学式为____。
（6）BeO晶体也是制备KBeBF的原料，图2为其晶胞结构示意图。
①沿着晶胞体对角线方向的投影，下列图中能正确描述投影结果的是___。
②BeO晶胞中，O的堆积方式为____；设O与Be的最近距离为acm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为____g·cm-3。
14．日前新合成的砷化镉(Cd3As2)三维材料具有超强导电性，这种材料的电气性能与石墨烯相当，可代替石墨烯使用。
(1)Cd与Zn同族且相邻，若Cd基态原子将次外层1个d电子激发进入最外层的np能级，则该激发态原子的外围电子排布式为_______________。Cd原子中第一电离能相对较大的是_________原子(填“基态”或“激发态”)。
(2)与砷(As)同主族的N、P两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3_________PH3(填“>”或“N60>C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为N60>C60>Si60(9)sp3 共价键 SiC＞Si(10)Mg Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO晶格能大 ①②③④(11)b eq \f(256,ρa3)×1030(12)＜ FeO和NiO相比，阴离子相同，阳离子所带电荷相同，但亚铁离子半径大于镍离子，所以FeO晶格能小，熔点低 eq \f(4a,\r(3))
【解析】（1）①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是(，，)；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度=cm3；③由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔沸点高。（2）铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×1/2=3，镍原子的个数为8×1/8=1，则铜和镍原子的数量比为3：1；②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为d g/cm3，根据ρ=m÷V，则晶胞参数a=nm；③在离子晶体中，离子半径越小晶格能越大，所以在第ⅡA族金属碳酸盐中，阳离子半径越小对氧的吸引力越大，就越容易导致碳酸根的分解，所以在第ⅡA族金属碳酸盐中，随着原子序数的增加，原子半径增大，碳酸盐的分解温度也增大。（3）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρ g·cm-3，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ca和As的个数均是4个，所以晶胞的体积是。二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%＝；根据图像知，甲烷分子间靠分子间作用力结合，所以甲烷晶体为分子晶体，而分子晶体熔沸点在常压下很低，且甲烷的相对分子质量很小，分子间作用力很小，所以在常温常压下甲烷以气体形式存在而不能形成晶体。（4）由晶胞可知，晶胞中La位于顶点，平均含有8×eq \f(1,8)＝1，Ni位于面心和体心，共含有8×eq \f(1,2)＋1＝5，H2位于棱上和面心，共有8×eq \f(1,4)＋2×eq \f(1,2)＝3，则含1 ml La的合金可吸附H2的物质的量为3 ml；（5）在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数＝8×eq \f(1,8)＝1，Cu原子个数＝6×eq \f(1,2)＝3，所以该合金中Au原子与Cu原子个数之比＝1∶3，晶胞体积V＝（a×10－10cm）3，每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，晶胞质量为eq \f(197＋64×3,NA) g，则晶胞密度ρ＝eq \f(197＋64×3,NA) g÷（a×10－10cm）3＝eq \f(（197＋64×3）×1030,NA×a3) g·cm－3；（6）晶胞中Ga原子数为6×eq \f(1,2)＋8×eq \f(1,8)＝4，As原子数为4，则ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(75×4＋70×4,NA),（c×10－10）3)＝eq \f(5.8×1032,NA·c3) g·cm－3；a位置As原子与b位置As原子之间的距离为晶胞立方体体对角线的一半，则两原子之间的距离为eq \f(1,2)eq \r(c2＋c2)＝eq \f(\r(2),2)c （pm）。(7)这些晶体属于原子晶体的有①③④、离子晶体的有②、分子晶体的有⑤⑥。一般来说，原子晶体的熔点>离子晶体的熔点>分子晶体的熔点；对于原子晶体，键长Si—Si>Si—C>C—C，相应键能Si—Si晶体硅。(7)①K处于晶胞表面：12×eq \f(1,2)＝6，C60处于晶胞顶点和体心：8×eq \f(1,8)＋1＝2。故K原子和C60分子的个数比为：6∶2＝3∶1。②熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。(9)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以杂化方式是sp3，因为Si—C的键长小于Si—Si，所以熔点碳化硅＞晶体硅。(10)SiC电子总数是20个，则该氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO晶格能大，熔点高。Na、Mg、Ca三种晶体均为金属晶体，金属晶体都有金属光泽，都能导电、导热，都具有一定的延展性。(11)a图中1个“花球”的周围有6个相邻的“白球”，1个“白球”的周围有3个相邻的“花球”，则“花球”与“白球”的个数比为1∶2；同理可分析b图，其中“花球”与“白球”的个数比为1∶3，则b图所表示的物质的化学式为AX3。根据均摊法知图乙表示的晶胞中含有4个铜原子，所以1 ml该晶胞含4 ml铜原子，1 ml 该晶胞的体积是NA(a×10－10)3 cm3，则有10－30 ρNAa3＝4 ml×64 g·ml－1。(12)离子晶体熔、沸点与晶格能成正比，晶格能与离子比较成反比、与电荷成正比。P原子与B原子的最近距离为a cm，为晶胞体对角线长的eq \f(1,4)，晶胞体对角线长等于棱长的eq \r(3)倍，则晶胞棱长eq \f(\f(a,\f(1,4)),\r(3)) cm＝eq \f(4a,\r(3)) cm。
1．B【解析】A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，所以钾的活泼性强于钠，故A正确；
B.同一周期元素原子半径随着原子序数的增大而减小，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族元素大于第IIIA族元素，第VA族元素大于第VIA族元素，故B错误；
C.最外层电子排布为ns2np6（若只有K层时为1s2）的原子达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，故C正确；
D.对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，故D正确。
故选B。
2．C【解析】A．由于离子半径：F-＜Cl-＜Br-，因此晶格能：NaBr＜NaCl＜NaF，故A正确；
B．基态碳原子的核外电子排布式为：1s22s22p2，由此可见，共有3个能级，同一能量级别的电子能量是相等的，所以有三种能量不同的电子，B正确；
C．H2O分子呈V形，其键角为105°，NH3呈三角锥形，分子中的键角为107°，所以分子中的键角：H—O—H ＜ H—N—H，C错误；
D．CH4和都是正四面体结构，键角均为 109°28'，D正确；
答案选C。
3．B【解析】A．Zn元素位于元素周期表第四周期第IIB族，其核外电子排布式为：[Ar]3d104s2，位于ds区，故A错误；
B．金属的电负性小于非金属元素的，同周期自左而右元素的非金属性增大，则电负性：O＞C＞Zn，故B正确；
C．中C原子孤电子对数==0，价层电子对数=3+0=3，离子的空间构型为：平面三角形，C原子采取sp2杂化，故C错误；
D．ZnCO3为离子化合物，化学键类型有离子键和极性共价键，故D错误；
答案选B。
4．D【解析】短周期主族元素X的第一电离能很低，第二电离能剧增，说明该元素原子很难失去第二个电子，所以X最外层有1个电子，X是Na元素；短周期主族元素Y的第一、第二电离能之间变化不大，第三电离能剧增，且第一电离能很低，说明该元素原子很难失去第三个电子，最高化合价为+2，应为第IIA族元素，Y是Mg元素；
A．是Na，最外层电子数为1，故A错误；
B．X是Na元素、Y是Mg元素，与水反应剧烈程度Na>Mg ，故B错误；
C．Y是Mg元素，最高化合价为，故C错误；
D．同周期元素从左到右电负性增大，电负性Naα>θ，故D错误；
故答案选B。
8．C【解析】A．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来。因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验，故A正确；
B．H2O分子间存在氢键，而CH4分子间只存在分子间作用力，所以H2O的沸点高于CH4的沸点，原因与H2O分子间存在氢键有关，故B正确；
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体，因为r(F-)＜r(Cl-)＜r(Br-)＜r(I-)，离子半径越大，晶格能越小，熔沸点越低，故C错误；
D．组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子，在外加电场作用下电子可发生定向移动，故能导电，能用电子气理论加以解释，故D正确；
答案为C。
9．C【解析】A. 该分子中，只有共价单键，则分子中只有σ键，没有π键，故A错误；
B. C原子为sp3杂化，S原子在八面体的中心，则所有原子不可能共平面，故B错误；
C. 该分子中，S原子外围是6对共用电子对，共12个电子，不满足8电子稳定结构，故C正确；
D. 一个SF5-CF3分子中含有的电子数为16+6+9×8=94，则0.1mlSF5-CF3分子中含9.4ml电子，故D错误；
故选C。
10．C【解析】因为金属钠晶体为钾型，所以在晶胞中含有钠原子数为1+8×=2，设晶胞边长为x，根据ρ=得，ρ=，所以x=所以晶胞的体对角线长度为×，所以钠原子半径，
故选：C。
11．B【解析】利用分摊法，La在晶胞的顶点，N(La)=8×=1；Ni在面心和体心，N(Ni)=8×+1=5；氢气在棱上和面心，N(H2)=8×+2×=3；则镧、镍、氢的原子个数比为1：5：6，答案为B。
12．C【解析】A．一个水分子中有2个H-O，则18g冰即1ml中含O—H键数目为2NA，A正确；
B．28g晶体硅含有1ml硅原子，晶体硅中每个硅原子形成的共价键为×4=2，则1ml晶体硅中含有Si—Si键数目为2NA，B正确；
C．一个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44g干冰即1ml中晶胞结构单元数小于NA个，C错误；
D．石墨烯中每个碳原子周围有两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以每个碳原子实际拥有C—C键为1.5个，则12g石墨烯即1ml中含C—C键数目为1.5NA，D正确；
答案选C。
13．（1）C（2）Be原子和B原子价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道（3）KF为离子晶体，而BF3为分子晶体，离子晶体的熔沸点大于分子晶体（4）；sp2；sp3（5）KBe2BO3F2（6）D；面心立方最密堆积；
【解析】 (1)激发态1s22s13s1的铍原子回到基态1s22s2，3s上的1个电子可能回到1s轨道有2种情况，2s轨道有1种情况，故最多可发出3种不同波长的光，答案选C；
(2)Be原子的价电子为2s2，轨道表达式，B原子的价电子为2s22p1，轨道表达式，Be原子和B原子价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道；
(3)KF是含有离子键的离子化合物， BF3是含有共价键的共价化合物，离子键的键能大于共价键，故KF的沸点比BF3的高；
(4)HF的H孤电子对数，价电子对数，分子构型为直线型，且H原子与F原子之间有氢键，结构式为：，H3BO3中中心原子B的电子对数为：，属于sp2杂化，BF中中心原子B的电子对数为：，属于sp3杂化；
(5)从图1来看，一个单元内含有2个Be原子、1个B原子、3个O原子、2个F原子，故KBeBF晶体的化学式为KBe2BO3F2；
(6)①晶胞沿着对角线方向可以观察到六边形，中心O与Be重合，外侧大正六边形均为Be原子构成，内部小正六边形由3个Be原子、3个O原子间隔形成，所以得到投影结果为D；
从图中可以看出每个面的面心均有O原子，顶点上各有一个O原子，为面心立方最密堆积；②一个晶胞中，单独含有O原子的数目为，单独含Be原子数目有4个，晶胞质量，晶胞中白色球周围最近的4个黑色球构成正四面体，白色球处于正四面体的中心，顶点黑色球与正四面体中心白色球连线处于晶胞对角线上，由几何知识可知晶胞体对角线长度为4acm，则晶胞棱长为，晶体密度为。
14．（1）4d95s25p1； 基态（2）> ；原子半径NP，NH3更易结合水电离的H+（3）As>Se>Ge（4）sp3；19NA(或19×6.02×1023)；c（5）(，1，)；
【解析】 (1)Cd与Zn同族且相邻，所以Cd的外围电子排布应为4d105s2，基态原子将4d能级的一个电子激发进入5p能级得到激发态原子，所以该激发态原子的外围电子排布式为4d95s25p1；基态原子的能量最低最稳定，所以基态原子的第一电离能相对较大；
(2)原子半径NP，NH3更易结合水电离的H+，所以NH3水溶液的碱性更强；
(3)同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但As的4p能级为半满状态，更稳定，所以第一电离能As>Se>Ge；
(4)根据对氨基苯胂酸的结构简式可知As原子与周围原子形成4个σ键(As=O键有一个σ键一个π键)，不含孤电子对，所以杂化轨道类型为sp3；苯环上6个碳原子之间有6个C—C单键为σ键，还有4个C—H单键为σ键，As=O键有一个σ键一个π键，其他共价键均为σ键，所以一个对氨基苯胂酸分子中有19个σ键，则1ml对氨基苯胂酸含σ键数目19NA(或19×6.02×1023)；其含有的化学键类型有σ键，以及苯环中的大π键和As=O键中的π键，氢键不是化学键，该物质为共价化合物，不含离子键，所以选c；
(5)①号位在底面的投影应位于底面对角线的处，根据①号位的坐标为(，，)，可知该坐标系中晶胞的棱长为1，③号位碳原子在底面的投影位于底面棱心上，所以x、y坐标为、1，③号位碳原子位于右侧面的面心，所以z坐标为，则该原子的坐标为(，1，)；根据均摊法，该晶胞中As原子的个数为=4，Cd原子的个数为6，所以晶体的化学式为Cd3As2，砷化镉的摩尔质量为Mg·ml−1，则晶胞的质量m=g，晶胞参数为a pm，则晶胞的体积V=a3 pm3=(a×10-10)3 cm3，所以晶胞的密度=g·cm-3。
15．（1）b；混合晶体；范德华力、共价键；sp2（2）4NA（3）金刚石>碳化硅>硅；三者都为原子晶体，r(C)C>H（3）sp2、sp3 (4) ①NH3·H2O、H2O②三角锥形③16（5）顶点、面心(6) ①②
【解析】 (1)I原子为53号元素，则价层电子排布式为：5s25p5；能量最高的为第四层，即O。
(2) 同周期元素，从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性C＜O，H的电负性最小，故有H＜C＜O。
(3) 中碳原子的结构有甲基和苯环，杂化方式为sp2、sp3。
(4) ①ZnCl2和[Zn(NH3)4]Cl2为离子晶体，属于分子晶体的是NH3·H2O、H2O。
②NH3的空间构型为三角锥形。
③锌和氮原子之间可形成4个σ键，每个氨气中有3个σ键，所有1 ml [Zn(NH3)4]Cl2中含有4+3×4=16ml σ键。
(5)Zn和Cu可形成金属互化物(ZnCu)，该金属互化物中所有金属原子均按面心立方最密堆积，若所有Cu均位于晶胞的面心，则Zn位于晶胞的顶点、面心。
(6) ①面心立方最密堆积结构，含有钯原子数目为=4个钯原子，设钯原子半径为r，晶胞中钯原子的体积为，面心立方中，体对角线上为3个钯原子相切，则体对角线为4r，晶胞边长为，晶胞体积为，该晶胞中原子的空间利用率为。
②若该晶胞参数a＝658 pm，则该晶胞密度为=g·cm－3。
电离能（）
……
496
4562
6912
9543
13353
……
738
1451
7733
10540
13630
……
物质
结构图标号
晶体类型
晶体熔化破坏的作用力
碳原子杂化方式
石墨
_____
_____
_____
_______