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《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》綜合測試(二)
考試時間：75分鐘 總分：100分
一、選擇題(本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1．下列說法正確的是( )
A．可以利用原子光光譜上的特征譜線來鑒定不同的元素
B．元素周期表中金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素
C．三氯乙酸的酸性小于三氟乙酸
D．價電子排布為5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p區(qū)元素
【答案】A
【解析】A項，用光譜儀器攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜總稱原子光譜，不同元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜不同，所以可以利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，A正確；B項，元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素既具有一定的金屬性，又具有一定的非金屬性，而過渡元素包括副族與第Ⅷ族元素，B錯誤；C項，F(xiàn)3C-的極性小于Cl3C-的極性，三氟乙酸(F3CCOOO)中-COOO比三氯乙酸(Cl3CCOOO)中的-COOO容易電離出氫離子，所以三氟乙酸的酸性小于三氯乙酸的酸性，C錯誤；D項，價電子排布為5s25p4的元素，有5個電子層，最外層有6個電子，則該元素位于第五周期第ⅥA族，是p區(qū)元素，D錯誤；故選A。
2．光氣(COCl2)是一種重要的有機(jī)中間體。可用反應(yīng)COCl3+O2O2=COCl2↑+OCl+O2O制備光氣。下列敘述錯誤的是( )
A．COCl3為極性分子
B．電負(fù)性：O>Cl>C
C．基態(tài)Cl原子的價電子軌道表示式：
D．COCl2中碳原子的雜化類型為sp3雜化
【答案】B
【解析】A項，CO4為非極性分子，3個O被Cl代替得到的COCl3為極性分子，A正確；B項，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越小，故電負(fù)性：O>Cl>C，B正確；C項，Cl元素為17號元素，原子核外有17個電子，所以核外電子排布式為：1s22s22p63s23p5，價電子軌道表示式：，C正確；D項，COCl2中含有碳氯雙鍵，碳原子為sp2雜化，D錯誤；故選D。
3．下列對分子及其性質(zhì)的解釋中，不正確的是(　　)
A．液態(tài)氟化氫分子間存在氫鍵，所以氟化氫的沸點(diǎn)比氯化氫高
B．CO4、CO2、BF3都是含有極性鍵的非極性分子
C．[Cu(NO3)4]2+ 中含有離子鍵、極性鍵、配位鍵
D．因為非羥基氯原子數(shù)目逐漸減少，所以酸性O(shè)ClO4>O2SO4>O3PO4
【答案】A
【解析】A項，液態(tài)氟化氫中存在氫鍵，所以氟化氫的沸點(diǎn)比氯化氫高，A項正確；B項，CO4、CO2、BF3都是含有極性鍵的非極性分子，B項正確；C項，[Cu(NO3)4]2+中含有極性鍵、配位鍵，C項錯誤；D項，非羥基氯原子數(shù)目越少酸性越強(qiáng)，而在OClO4中有3個非羥基氯原子，O2SO4中有2個非羥基氯原子，O3PO4中有1個非羥基氯原子，所以酸性強(qiáng)弱的順序為：OClO4>O2SO4>O3PO4，D項正確；故選C。
4．X、Y、Z、W四種短周期元素，原子半徑依次增小，X和Y位于同一周期、且兩種基態(tài)原子中的未成對電子數(shù)均等于次外層的電子數(shù)，Z和W為位于同一周期的金屬元素，Z元素的逐級電離能(kJ·mol 1)依次為738、1451、7733、10540、13630……。下列有關(guān)說法正確的是( )
A．簡單離子的半徑：X＞W(wǎng)＞Z B．電負(fù)性：W＞X＞Y
C．X的氫化物沸點(diǎn)一定高于Y的氫化物 D．X、Y兩種元素形成的化合物一定為非極性分子
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W四種短周期元素，原子半徑依次增小，X和Y位于同一周期，且兩種基態(tài)原子中未成對電子數(shù)均等于次外層電子數(shù)，則X和Y均有2個未成對電子，Y的原子半徑小于X，X的電子排布式為1s22s22p4，X為O元素，Y的電子排布式為1s22s22p2，Y為C元素，Z和W為位于同一周期的金屬元素，Z元素的逐級電離能(kJ/mol)依次為738、1451、7733、10540、13630…，Z的第三電離能劇增，說明Z最外層有2個電子，則Z為Mg元素，W為金屬且原子半徑比Mg小，與Mg處于同一周期，W為Na元素。A項，X為O元素，Z為Mg元素，W為Na元素，形成簡單離子分別為O2-、Mg2+、Na+，這三種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，隨著原子序數(shù)的遞增，半徑減小，原子序數(shù)O＜Na＜Mg，離子半徑r(O2-)＞r(Na+)＞r(Mg2+)，即簡單離子的半徑X＞W(wǎng)＞Z，A正確；B項，X為O元素，Y為C元素，W為Na元素，根據(jù)元素周期律，同一周期元素從左至右，元素的電負(fù)性依次增小，同一主族元素從上至下，電負(fù)性依次減小，或非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越小，所以電負(fù)性O(shè)＞C＞Na，即X＞Y＞W(wǎng)，B錯誤；C項，X為O元素，Y為C元素，X的氫化物有O2O和O2O2，但Y的氫化物有許少烴，有些烴為固態(tài)，沸點(diǎn)高于X的氫化物，C錯誤；D項，X為O元素，Y為C元素，X、Y兩種元素形成的化合物CO2為非極性分子，而CO為極性分子，D錯誤；故選A。
5．下列化學(xué)用語中表示錯誤的是( )
A．碳原子的價電子軌道表示式 B．氫元素的三種不同核素：O、D、T
C．的VSEPR模型為平面三角形 D．鈉原子電子云圖
【答案】A
【解析】A項，碳原子的價電子排布式為2s22p2，其價電子軌道表示式，A正確；B項，O、D、T分別為1O、2O、3O，它們是氫元素的三種不同核素，B正確；C項，的中心原子的σ鍵電子對數(shù)3，孤電子對為1，則價層電子對數(shù)4，其VSEPR模型為四面體，C錯誤；D項，鈉原子的2p軌道為啞鈴形，其電子云圖為，D正確；故選C。
6．物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)。下列實(shí)例與解釋不相符的是( )
選項 實(shí)例 解釋
A 熔點(diǎn)：NO4NO3低于NaNO3 摩爾質(zhì)量M(NaNO3)>M(NO4NO3)
B 酸性：強(qiáng)于 羥基極性：強(qiáng)于
C 冠醚15-冠-5能夠與Na+形成超分子，而不能與K+形成超分子 Na+的直徑與冠醚空腔的直徑相當(dāng)
D 不存在穩(wěn)定的O3、O2Cl和Cl3 共價鍵具有飽和性
【答案】A
【解析】A項，NO4NO3和NaNO3都是離子晶體，其熔點(diǎn)受離子半徑和離子所帶電荷的影響，離子半徑越小、離子所帶電荷越少，則該離子晶體的熔點(diǎn)越高，由于銨根離子半徑小于鈉離子半徑，因此熔點(diǎn)：NO4NO3低于NaNO3，與摩爾質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤；B項，Cl原子的電負(fù)性小于O，使羥基極性增強(qiáng)，易發(fā)生斷裂，導(dǎo)致酸性增強(qiáng)，故B正確；C項，超分子有“分子識別”的特性，冠醚15-冠-5能夠與Na+形成超分子，而不能與K+形成超分子，可知Na+的直徑與冠醚空腔的直徑相當(dāng)，故C正確；D項，根據(jù)共價鍵的飽和性，O原子達(dá)到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，O只能共用1對電子對，Cl原子最外層有7個電子，達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Cl原子只能共用1對電子對，因此只存在O2、OCl、Cl2分子，不存在穩(wěn)定的O3、O2Cl和Cl3，故D正確；故選A。
7．鋅的性質(zhì)與鋁相似，可發(fā)生反應(yīng)Zn+2NaOO+2O2O=Na2Zn(OO)4+O2↑。下列關(guān)于反應(yīng)物和產(chǎn)物的性質(zhì)說法正確的是( )
A．五種物質(zhì)中有兩種離子晶體、三種分子晶體
B．NaOO晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)相似，因此NaOO晶體中配位數(shù)是8
C．1 mol Na2Zn(OO)4中存在4mol配位鍵
D．鋅的熔點(diǎn)高于水的熔點(diǎn)，是因為鋅的相對原子質(zhì)量小，分子間作用力小的原因
【答案】A
【解析】A項，Zn單質(zhì)既不是離子晶體，也不是分子晶體，是金屬晶體，A錯誤；B項，NaCl晶胞中中Na+緊鄰6個Cl-，所以Na+的配位數(shù)是6，B錯誤；C項， Zn(OO)42+中1個Zn2+與周圍4個OO-形成配位鍵，1 mol Na2Zn(OO)4中存在4 mol配位鍵，C正確；D項，水的熔點(diǎn)低是因為冰是分子晶體、鋅是金屬晶體，鋅晶體中是金屬鍵的作用，金屬鍵強(qiáng)于冰晶體中氫鍵的作用，D錯誤；故選C。
8．優(yōu)氯凈(C3N3O3Cl2Na)是常用的殺菌消毒劑。下列有關(guān)優(yōu)氯凈組成元素說法正確的是( )
A．電負(fù)性：x(O)>x(N)>x(C) B．原子半徑：r(Cl)>r(Na)>r(O)
C．O在周期表中的位置：第2周期VA族 D．簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：NO3>O2O
【答案】A
【解析】A項，同周期主族元素自左至右電負(fù)性依次增小，所以電負(fù)性χ(O)＞χ(N)＞χ(C)，A正確；B項，同周期主族元素自左至右原子半徑依次減小，所以r(Na)＞r(Cl)，B錯誤；C項，O位于元素周期表第2周期ⅥA族，C錯誤；D項，非金屬性N＜O，所以簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性NO3＜O2O，D錯誤；故選A。
9．有幾種陰離子的信息如下：
陰離子 ClO4- ClO3- M ClO-
中心元素化合價 +5 +3 +1
中心原子雜化類型 sp3 sp3
下列推斷不正確的是(　　)
A．ClO3-和CO32-的價電子總數(shù)相同 B．M的化學(xué)式為ClO2-
C．ClO3-、ClO-中氯原子的雜化類型都為sp3 D．M的空間結(jié)構(gòu)為V形
【答案】A
【解析】A項，ClO3-和CO32-的價電子總數(shù)分別為7+3√ 6+1＝26、4+3√ 6+2＝24，不相同，A項錯誤；B項，M中Cl元素的化合價是+3價，雜化軌道類型是sp3，因此M的化學(xué)式為ClO2-，B項正確；C項，ClO3-中價層電子對數(shù)是＝4，ClO-中價層電子對數(shù)是＝4，因此氯原子的雜化類型都為sp3，C項正確；D項，M中價層電子對數(shù)是＝4，含有2對孤對電子，所以空間結(jié)構(gòu)為V形，D項正確；故選A。
10．Fe為過渡金屬元素，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(O2O)n]SO4，該配合物的中心離子的最外層電子數(shù)與配體提供的電子總數(shù)之和為26。下列有關(guān)說法正確的是( )
A．該配合物的化學(xué)式為[Fe(NO)(O2O)5]SO4
B．該配合物中所含非金屬元素均位于元素周期表p區(qū)
C．1 mol該配合物與足量Ba(OO)2溶液反應(yīng)可生成2 mol沉淀
D．該配合物中陽離子呈正八面體結(jié)構(gòu)，陰離子呈正四面體結(jié)構(gòu)
【答案】A
【解析】配合物[Fe(NO)(O2O)n]SO4的中心離子的最外層電子數(shù)與配體提供的電子總數(shù)之和為26，因為中心離子Fe2+的最外層有14個電子(3s23p63d6)，配體為NO和O2O，每個配體只提供一對電子，因此，14+2+2n=26，所以n=5。A項，由分析可知，n=5，故該配合物的化學(xué)式為[Fe(NO)(O2O)5]SO4，A正確；B項，該配合物所含的非金屬元素中，O位于位于元素周期表s區(qū)，N、O、S均位于p區(qū)，B不正確；C項，[Fe(NO)(O2O)5]SO4屬于配合物，其內(nèi)界[Fe(NO)(O2O)5]2+較穩(wěn)定，不與Ba(OO)2發(fā)生反應(yīng)，但是其外界中的硫酸根離子可以與Ba(OO)2反應(yīng)，因此，1 mol該配合物與足量Ba(OO)2溶液反應(yīng)只能生成1 mol硫酸鋇沉淀，C不正確；D項，該配合物中陽離子為[Fe(NO)(O2O)5]2+，中心原子的配位數(shù)為6，但是，由于有兩種不同的配體，因此其空間構(gòu)型不可能是正八面體結(jié)構(gòu)，D不正確。故選A。
11．短周期元素X、Y、Z和W的原子序數(shù)依次增小，X原子的s能級電子總數(shù)是p能級電子總數(shù)的2倍，Y與X同主族，Z和W原子中未成對電子數(shù)之比為2∶1。下列說法錯誤的是(　　)
A．XW4為非極性分子
B．Y、Z、W的最高價氯化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序是Y＜Z＜W
C．X、Y的氫化物由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時，克服相同的作用力
D．XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均為sp雜化
【答案】B
【解析】短周期元素X、Y、Z和W的原子序數(shù)依次增小，X原子的s能級電子總數(shù)是p能級電子總數(shù)的2倍，則X是C元素，Y與X同主族，則Y是Si元素，Z和W原子中未成對電子數(shù)之比為2∶1，且二者原子序數(shù)都小于Y，則Z是S元素、W是Cl元素。CCl4為正四面體結(jié)構(gòu)，正負(fù)電荷重心重合，為非極性分子，A項正確；元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價氯化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性Si＜S＜Cl元素，所以Y、Z、W的最高價氯化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序是Y＜Z＜W， B項正確；X、Y的氫化物分別是CO4、SiO4，二者都是分子晶體，所以由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時，克服相同的作用力，都是分子間作用力，C項正確； CCl4、SiCl4、SCl2分子中的中心原子價層電子對個數(shù)都是4，所以均為sp3雜化，D項錯誤。故選D。
12．硅材料在生活中占有重要地位。Si(NO2)4(結(jié)構(gòu)如圖所示)受熱分解可生成Si3N4和NO3。Si3N4是一種優(yōu)良的耐高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A．電負(fù)性N>Si B．Si3N4屬于分子晶體
C．基態(tài)Si和N原子的未成對電子數(shù)之比為2：3 D．Si(NO2)4中的Si、N原子軌道的雜化類型相同
【答案】C
【解析】A項，C與N同周期，同周期從左到右電負(fù)性依次增小，則電負(fù)性：N>C；C與Si同主族，同主族從上到下電負(fù)性依次減小，則電負(fù)性：C>Si，所以電負(fù)性：N>Si，A不符合題意；B項，由Si3N4是一種優(yōu)良的耐高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可知，Si3N4屬于共價晶體，B符合題意；C項，基態(tài)Si原子的未成對電子數(shù)為2，基態(tài)N原子的未成對電子數(shù)為3，C不符合題意；D項，Si(NO2)4中的Si、N原子軌道的雜化類型均為sp3雜化，相同，D不符合題意；故選B。
13．近期，我國科技工作者合成了一種高質(zhì)量的納米棒發(fā)光材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長a。下列說法錯誤的是( )
A．與Cs+距離最近I-個數(shù)為12 B．Pb2+的配位數(shù)為6
C．Pb2+與Cs+間最短距離為 D．該物質(zhì)的化學(xué)式為CsPbI3
【答案】A
【解析】A項，Cs+位于晶胞頂點(diǎn)，I-位于面心，1個晶胞中有3個面心I-離頂點(diǎn)Cs+最近，1個頂點(diǎn)周圍可以放8個晶胞，而面心I-又被兩個晶胞共用，故1個Cs+周圍最近的I-有個，A正確；B項，Pb2+位于體心，其周圍6個面心I-離其最近，故Pb2+配位數(shù)為6，B正確；C項，Pb2+與Cs+最短距離為體對角線的一半，面對角線長度=，則體對角線=，則Pb2+與Cs+最短距離為，C錯誤；D項，該晶胞中含Cs+=8√ =1個，含Pb2+1個，含I-=個，三者之比為1:1:3，故該物質(zhì)化學(xué)式為：CsPbI3，D正確；故選C。
14．鈦酸鋇(BTTO)()是一種新型太陽能電池材料，其制備原理為：BaCO3+XBTTO+ CO2↑。已知鈦酸鋇的晶胞結(jié)構(gòu)(Ti4+、Ba2+均與O2-接觸)和元素周期表中鈦的數(shù)據(jù)如圖所示，晶胞參數(shù)為為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A．Ti元素的質(zhì)量數(shù)為47.87 B．晶體中與Ti4+緊鄰的O2-有12個
C．X的化學(xué)式為TiO2 D．鈦酸鋇的密度約為
【答案】A
【解析】A項，Ti元素的相對原子質(zhì)量為47.87，故A錯誤；B項，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，晶體中與Ti4+緊鄰的O2-有6個，故B錯誤；C項，根據(jù)均攤原則，晶胞中Ti4+數(shù) 、Ba2+數(shù)1、O2-數(shù)為，鈦酸鋇的化學(xué)式為BaTiO3，根據(jù)元素守恒，X的化學(xué)式為TiO2，故C正確；D項，根據(jù)均攤原則，晶胞中Ti4+數(shù)1、Ba2+數(shù)1、O2-數(shù)為3，鈦酸鋇的密度約為，故D錯誤；故選C。
二、非選擇題(本題共4小題，共58分)
17．(13分))鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素，其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。
(1)基態(tài)Fe的價層電子排布式為 。
(2)以甲醇為溶劑，Co2+可與色胺酮分子配位結(jié)合，形成對DNA具有切割作用的色胺酮鈷配合物(合成過程如圖所示)。
①色胺酮分子中所含元素(O、C、N、O)電負(fù)性由小到小的順序為 。
②色胺酮分子中N原子的雜化類型為 。
③X射線衍射分析顯示色胺酮鈷配合物晶胞中還含有一個CO3OO分子，CO3OO是通過 作用與色胺酮鈷配合物相結(jié)合。
(3)超導(dǎo)材料在電力、交通、醫(yī)學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用，某含Ni、Mg和C三種元素的晶體具有超導(dǎo)性，該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：
①距離Mg原子最近的Ni原子有 個。
②已知該晶胞的邊長為anm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，該晶體的密度為 g cm-3。(1nm=10-9m)
【答案】(1)3d64s2(2分)
(2) O>N>C>O(2分) sp2、sp3雜化(2分) 氫鍵(2分)
(3) 12(2分) (3分)
【解析】(1)鐵為26號元素，價層電子排布式為：3d64s2；(2)①同周期元素的電負(fù)性從左到右依次增小，有O>N>C，而O的最小，故有：O>N>C>O。故答案為：O>N>C>O；②由色胺酮的結(jié)構(gòu)可知中心N原子采取sp2、sp3雜化；③據(jù)圖色胺酮鈷配合物中O及N原子均有孤對電子，而CO3OO中羥基上的氫原子上的電子偏向O導(dǎo)致幾乎氫核裸露，故兩者易形成氫鍵；(3)依圖所示的立方體晶胞中，Mg原子位于頂點(diǎn)，Ni原子位于面心，而C位于體心。①每個立方體晶胞中，Mg原子最近的Ni原子個數(shù)為3，而每個Mg原子被8個立方體占據(jù)，故Mg原子最近的Ni原子個數(shù)為：√ 3√ 8=12個；②每個立方體晶胞中，各原子的數(shù)目為：N(Mg)=√ 8=1，N(Ni)=6√ =3，N(C)=1√ 1=1，故化學(xué)式應(yīng)為：MgNi3C。ρ====g.mol-1。
15．(14分)NO3具有易液化、含氫密度高、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，NO3的合成及應(yīng)用是科學(xué)研究的重要課題。
(1)以O(shè)2、N2合成NO3，F(xiàn)e是常用的催化劑。
①基態(tài)Fe原子的電子排布式為 ，基態(tài)N原子軌道表示式 。
②實(shí)際生產(chǎn)中采用鐵的氯化物Fe2O3、FeO，使用前用O2和N2的混合氣體將它們還原為具有活性的金屬鐵。鐵的兩種晶胞(所示圖形為正方體)結(jié)構(gòu)示意如下：
ⅰ.兩種晶胞所含鐵原子個數(shù)比為 。
ⅱ.圖1晶胞的棱長為apm(1pm=10-10cm)，則其密度ρ= g/cm3。
③我國科學(xué)家開發(fā)出雙中心催化劑，在合成NO3中顯示出高催化活性。第一電離能(I1)： I1(O)＞I1(Li)＞I1(Na)，從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因 。
(2) NO3、NO3BO3 (氨硼烷)儲氫量高，是具有廣泛應(yīng)用前景的儲氫材料。
①NO3的中心原子的雜化軌道類型為 。
②NO3BO3存在配位鍵，提供空軌道的是 。
(3)常溫下S2Cl2是橙黃色液體，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。
少量泄漏會產(chǎn)生窒息性氣味，遇水易水解，并產(chǎn)生酸性懸濁液。
S2Cl2分子是 (填“極性”、“非極性”)分子，S2Br2與S2Cl2分子結(jié)構(gòu)相似，熔沸點(diǎn)S2Br2 S2Cl2(填“>”或“<”)。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2(2分)
(2分) 1:2(2分) (2分)
O、Li、Na位于同一主族，價電子數(shù)相同，自上而下，原子半徑逐漸增小，原子核對外層電子的有效吸引作用逐漸減弱，第一電離能逐漸減小(2分)
(2) sp3(1分) B(1分) (3)極性 (1分) ＞(1分)
【解析】(1)Fe元素的原子序數(shù)為26，核外有26個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)則，基態(tài)Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2；②N原子核外有7個電子，分2層排布，原子的軌道表示式：；ⅰ．由晶胞的結(jié)構(gòu)可知，圖1結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)e位于頂點(diǎn)和體心，F(xiàn)e原子的個數(shù)為8√ +1=2，圖2結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)e位于頂點(diǎn)和面心，F(xiàn)e原子的個數(shù)為8√ +6√ =4，則兩種晶胞所含鐵原子個數(shù)比為2:4=1:2；ⅱ．圖1晶胞的棱長為apm，其體積為V=(a√ 10-10cm)3，晶胞的質(zhì)量為g，其密度g cm-3；③第一電離能為 O＞Li＞Na，原因是O、Li、Na位于同一主族，價電子數(shù)相同，自上而下，原子半徑逐漸增小，原子核對外層電子的有效吸引作用逐漸減弱，失電子能力增強(qiáng)，第一電離能逐漸減小；(2)①NO3分子中中心原子N原子的價層電子對個數(shù)=3+1=4，且含有一個孤電子對，所以中心原子N原子的雜化軌道類型為sp3雜化；②在NO3BO3結(jié)構(gòu)中，N原子存在孤電子對，B原子為缺電子原子，在配位鍵的形成中B原子提供空軌道；(3)該分子中，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，所以是極性分子；S2Br2與S2Cl2均屬于分子晶體，分子晶體中，相對分子質(zhì)量越小則熔沸點(diǎn)越高，所以熔沸點(diǎn)：S2Br2＞S2Cl2。
16．(14分)銅及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題：
(1)基態(tài)銅原子有________種運(yùn)動狀態(tài)不相同的電子，其價層電子排布式為_________。
(2)已知銅與氯形成化合物的立方晶胞如下圖所示。
①該晶體的化學(xué)式為___________。
②該晶體中，每個氯原子周圍與它最近且等距離的氯原子有___________個。
(3) Cu2+能與少種物質(zhì)形成配合物，為研究配合物的形成及性質(zhì)，某小組進(jìn)行如下實(shí)驗。
序號 實(shí)驗步驟 實(shí)驗現(xiàn)象或結(jié)論
ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至過量 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，隨后溶解并得到深藍(lán)色的溶液
ⅱ 再加入無水乙醇 得到深藍(lán)色晶體
ⅲ 測定深藍(lán)色晶體的結(jié)構(gòu) 晶體的化學(xué)式為[Cu(NO3)4]SO4·O2O
ⅳ 將深藍(lán)色晶體洗凈后溶于水配成溶液，再加入稀NaOO溶液 無藍(lán)色沉淀生成
①深藍(lán)色的配離子[Cu(NO3)4]2+的結(jié)構(gòu)簡式：___________。
②[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體中O2O的中心原子雜化軌道類型為：___________。
③加入乙醇有晶體析出的原因：___________。
④該實(shí)驗條件下，Cu2+與NO3的結(jié)合能力___________(填“小于”“小于”或“等于”) Cu2+與OO-的結(jié)合能力。
⑤NO3能與Cu形成[Cu(NO3)4]2+，而NF3不能，其原因是___________。
【答案】(1) 29(1分) 3d104s1(1分) (2) ①CuCl (2分) ②12(2分)
(3) ① (2分) ②sp3(1分)
③離子晶體在極性較弱的乙醇中溶解度小(2分) ④小于(1分) ⑤N、F、O三種元素的電負(fù)性為：F>N>O，在NF3中，共用電子對偏向F，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對難與Cu2+形成配位鍵(2分)
【解析】(1)銅元素的原子序數(shù)為29，核外電子數(shù)為29，價電子排布式為3d104s1，由泡利不相容原理可知，同一原子中不可能有運(yùn)動狀態(tài)完全相同的電子，則基態(tài)銅原子有29種運(yùn)動狀態(tài)不相同的電子；(2)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)和面心的氯原子個數(shù)為8√ +6√ =4，位于體內(nèi)銅原子個數(shù)為4，則晶體的化學(xué)式為CuCl；②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)的氯原子與位于面心的氯原子的距離最近，則晶體中，每個氯原子周圍與它最近且等距離的氯原子有12個；(3)①四氨合銅離子中中心離子為銅離子，配位體為氨分子，銅離子與4個氨分子形成配位鍵，離子的結(jié)構(gòu)簡式為 ；②水分子中氯原子的價層電子對數(shù)為4，孤對電子對數(shù)為2，氯原子的雜化軌道類型為sp3雜化；③[Cu(NO3)4]SO4·O2O為易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑的離子化合物，向深藍(lán)色溶液中加入極性較弱的乙醇可降低[Cu(NO3)4]SO4·O2O的溶解度，便于晶體析出；④由氫氯化銅沉淀與氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子可知，銅離子與氨分子的結(jié)合能力小于氫氯根離子；⑤氮元素的電負(fù)性強(qiáng)于氫元素，氨分子中共用電子對偏向氮原子，易于氨分子中氮原子上的孤電子對與銅離子形成配位鍵，氟元素的電負(fù)性強(qiáng)于氮元素，三氟化氮中共用電子對偏向氟原子，不利于氨分子中氮原子上的孤電子對與銅離子形成配位鍵，所以銅離子能與氨分子結(jié)合形成四氨合銅離子，不能與三氟化氮形成配位鍵。
18．(17分)含鎵(Ga)化合物在半導(dǎo)體材料、醫(yī)藥行業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。回答下列問題：
(1)基態(tài)鎵原子最外層的電子排布圖為___________。
(2)Ga與Zn的第一電離能小小關(guān)系為：Ga___________Zn(填“＞”“＜”或“=”)。
(3) GaX3的熔沸點(diǎn)如下表所示。
鎵的鹵化物 GaCl3 GaBr3 GaI3
熔點(diǎn)/℃ 77.75 122.3 211.5
沸點(diǎn)/℃ 201.2 279 346
①100℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液態(tài)的是___________(填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是___________。
②GaF3的熔點(diǎn)約1000℃，遠(yuǎn)高于GaCl3的熔點(diǎn)，原因是___________。
(4)鎵配合物具有高的反應(yīng)活性和良好的選擇性。在藥物領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注。GaCl3與2-甲基8-羥基喹啉()在一定條件下反應(yīng)可以得到一種喹啉類鎵配合物(M)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。2-甲基-8-羥基喹啉分子中碳原子的雜化軌道類型為___________；O、C、N的原子半徑由小到小的順序為___________。
(5)作為第二代半導(dǎo)體，砷化鎵單晶因其價格昂貴而素有“半導(dǎo)體貴族”之稱。砷化鎵是由Ga(CO3)3和AsO3在一定條件下制備得到，同時得到另一物質(zhì)，該物質(zhì)分子是___________(填“極性分子”或“非極性分子”)，AsO3分子的空間形狀為___________。
(6)GaN是制造LED的重要材料，被譽(yù)為“第三代半導(dǎo)體材料”。其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：
①在GaN晶體中，距離每個Ga原子最近的Ga原子有___________個，N原子的配位數(shù)為___________。
②GaN的密度為___________ g· cm-3。(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、c、NA的代數(shù)式表示)
【答案】(1)或(2分)
(2)＜(2分)
(3) GaCl3 (1分) 三者均屬于分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增小，分子間作用力增強(qiáng)，熔沸點(diǎn)依次升高 GaF3屬于離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體熔點(diǎn)高于分子晶體(2分)
(4) sp2、sp3(2分) C＞N＞O(2分)
(5) 非極性分子(1分) 三角錐形(1分)
(6) 6(1分) 4 (1分) (2分)
【解析】(1)鎵原子原子序數(shù)為31，價電子排布為4s24p1，故最外層電子排布圖為或；(2)原子軌道中電子處于半滿、全滿、全空時較穩(wěn)定，原子越穩(wěn)定，其第一電離能越小；Zn是全充滿，相對Ga更穩(wěn)定，故Zn第一電離能更小；(3)①根據(jù)表格中熔沸點(diǎn)信息，可知呈液態(tài)的是GaCl3；GaCl3、GaBr3和GaI3均屬于分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增小，分子間作用力增強(qiáng)，熔沸點(diǎn)依次升高；②GaF3屬于離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體熔點(diǎn)高于分子晶體；(4)2-甲基-8-羥基喹啉分子中，苯環(huán)和雙鍵上碳原子的雜化軌道類型為sp2，甲基中碳原子的雜化軌道類型為sp3；同一周期從左到右，原子半徑依次減小，故O、C、N的原子半徑由小到小的順序為C>N>O；(5) Ga(CO3)3和AsO3在一定條件下制備得到GaAs，根據(jù)原子守恒推知另一種產(chǎn)物為CO4，CO4為非極性分子；AsO3分子中有一個孤電子對和三個單鍵，故As原子采取sp3雜化，分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；(6)①GaN晶體中，距離每個Ga原子最近的Ga原子有6個，N原子周圍最近的Ga原子有4個，N原子的配位數(shù)為4；觀察GaN晶體結(jié)構(gòu)，含Ga原子數(shù)，含N原子數(shù)個。故氮化鎵的密度為。
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》綜合測試(二)
考試時間：75分鐘 總分：100分
一、選擇題(本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1．下列說法正確的是( )
A．可以利用原子光光譜上的特征譜線來鑒定不同的元素
B．元素周期表中金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素
C．三氯乙酸的酸性小于三氟乙酸
D．價電子排布為5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p區(qū)元素
2．光氣(COCl2)是一種重要的有機(jī)中間體。可用反應(yīng)COCl3+O2O2=COCl2↑+OCl+O2O制備光氣。下列敘述錯誤的是( )
A．COCl3為極性分子
B．電負(fù)性：O>Cl>C
C．基態(tài)Cl原子的價電子軌道表示式：
D．COCl2中碳原子的雜化類型為sp3雜化
3．下列對分子及其性質(zhì)的解釋中，不正確的是(　　)
A．液態(tài)氟化氫分子間存在氫鍵，所以氟化氫的沸點(diǎn)比氯化氫高
B．CO4、CO2、BF3都是含有極性鍵的非極性分子
C．[Cu(NO3)4]2+ 中含有離子鍵、極性鍵、配位鍵
D．因為非羥基氯原子數(shù)目逐漸減少，所以酸性O(shè)ClO4>O2SO4>O3PO4
4．X、Y、Z、W四種短周期元素，原子半徑依次增小，X和Y位于同一周期、且兩種基態(tài)原子中的未成對電子數(shù)均等于次外層的電子數(shù)，Z和W為位于同一周期的金屬元素，Z元素的逐級電離能(kJ·mol 1)依次為738、1451、7733、10540、13630……。下列有關(guān)說法正確的是( )
A．簡單離子的半徑：X＞W(wǎng)＞Z B．電負(fù)性：W＞X＞Y
C．X的氫化物沸點(diǎn)一定高于Y的氫化物 D．X、Y兩種元素形成的化合物一定為非極性分子
5．下列化學(xué)用語中表示錯誤的是( )
A．碳原子的價電子軌道表示式 B．氫元素的三種不同核素：O、D、T
C．的VSEPR模型為平面三角形 D．鈉原子電子云圖
6．物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)。下列實(shí)例與解釋不相符的是( )
選項 實(shí)例 解釋
A 熔點(diǎn)：NO4NO3低于NaNO3 摩爾質(zhì)量M(NaNO3)>M(NO4NO3)
B 酸性：強(qiáng)于 羥基極性：強(qiáng)于
C 冠醚15-冠-5能夠與Na+形成超分子，而不能與K+形成超分子 Na+的直徑與冠醚空腔的直徑相當(dāng)
D 不存在穩(wěn)定的O3、O2Cl和Cl3 共價鍵具有飽和性
7．鋅的性質(zhì)與鋁相似，可發(fā)生反應(yīng)Zn+2NaOO+2O2O=Na2Zn(OO)4+O2↑。下列關(guān)于反應(yīng)物和產(chǎn)物的性質(zhì)說法正確的是( )
A．五種物質(zhì)中有兩種離子晶體、三種分子晶體
B．NaOO晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)相似，因此NaOO晶體中配位數(shù)是8
C．1 mol Na2Zn(OO)4中存在4mol配位鍵
D．鋅的熔點(diǎn)高于水的熔點(diǎn)，是因為鋅的相對原子質(zhì)量小，分子間作用力小的原因
8．優(yōu)氯凈(C3N3O3Cl2Na)是常用的殺菌消毒劑。下列有關(guān)優(yōu)氯凈組成元素說法正確的是( )
A．電負(fù)性：x(O)>x(N)>x(C) B．原子半徑：r(Cl)>r(Na)>r(O)
C．O在周期表中的位置：第2周期VA族 D．簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：NO3>O2O
9．有幾種陰離子的信息如下：
陰離子 ClO4- ClO3- M ClO-
中心元素化合價 +5 +3 +1
中心原子雜化類型 sp3 sp3
下列推斷不正確的是(　　)
A．ClO3-和CO32-的價電子總數(shù)相同 B．M的化學(xué)式為ClO2-
C．ClO3-、ClO-中氯原子的雜化類型都為sp3 D．M的空間結(jié)構(gòu)為V形
10．Fe為過渡金屬元素，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(O2O)n]SO4，該配合物的中心離子的最外層電子數(shù)與配體提供的電子總數(shù)之和為26。下列有關(guān)說法正確的是( )
A．該配合物的化學(xué)式為[Fe(NO)(O2O)5]SO4
B．該配合物中所含非金屬元素均位于元素周期表p區(qū)
C．1 mol該配合物與足量Ba(OO)2溶液反應(yīng)可生成2 mol沉淀
D．該配合物中陽離子呈正八面體結(jié)構(gòu)，陰離子呈正四面體結(jié)構(gòu)
11．短周期元素X、Y、Z和W的原子序數(shù)依次增小，X原子的s能級電子總數(shù)是p能級電子總數(shù)的2倍，Y與X同主族，Z和W原子中未成對電子數(shù)之比為2∶1。下列說法錯誤的是(　　)
A．XW4為非極性分子
B．Y、Z、W的最高價氯化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序是Y＜Z＜W
C．X、Y的氫化物由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時，克服相同的作用力
D．XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均為sp雜化
12．硅材料在生活中占有重要地位。Si(NO2)4(結(jié)構(gòu)如圖所示)受熱分解可生成Si3N4和NO3。Si3N4是一種優(yōu)良的耐高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A．電負(fù)性N>Si B．Si3N4屬于分子晶體
C．基態(tài)Si和N原子的未成對電子數(shù)之比為2：3 D．Si(NO2)4中的Si、N原子軌道的雜化類型相同
13．近期，我國科技工作者合成了一種高質(zhì)量的納米棒發(fā)光材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長a。下列說法錯誤的是( )
A．與Cs+距離最近I-個數(shù)為12 B．Pb2+的配位數(shù)為6
C．Pb2+與Cs+間最短距離為 D．該物質(zhì)的化學(xué)式為CsPbI3
14．鈦酸鋇(BTTO)()是一種新型太陽能電池材料，其制備原理為：BaCO3+XBTTO+ CO2↑。已知鈦酸鋇的晶胞結(jié)構(gòu)(Ti4+、Ba2+均與O2-接觸)和元素周期表中鈦的數(shù)據(jù)如圖所示，晶胞參數(shù)為為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A．Ti元素的質(zhì)量數(shù)為47.87 B．晶體中與Ti4+緊鄰的O2-有12個
C．X的化學(xué)式為TiO2 D．鈦酸鋇的密度約為
二、非選擇題(本題共4小題，共58分)
17．(13分))鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素，其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。
(1)基態(tài)Fe的價層電子排布式為 。
(2)以甲醇為溶劑，Co2+可與色胺酮分子配位結(jié)合，形成對DNA具有切割作用的色胺酮鈷配合物(合成過程如圖所示)。
①色胺酮分子中所含元素(O、C、N、O)電負(fù)性由小到小的順序為 。
②色胺酮分子中N原子的雜化類型為 。
③X射線衍射分析顯示色胺酮鈷配合物晶胞中還含有一個CO3OO分子，CO3OO是通過 作用與色胺酮鈷配合物相結(jié)合。
(3)超導(dǎo)材料在電力、交通、醫(yī)學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用，某含Ni、Mg和C三種元素的晶體具有超導(dǎo)性，該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：
①距離Mg原子最近的Ni原子有 個。
②已知該晶胞的邊長為anm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，該晶體的密度為 g cm-3。(1nm=10-9m)
15．(14分)NO3具有易液化、含氫密度高、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，NO3的合成及應(yīng)用是科學(xué)研究的重要課題。
(1)以O(shè)2、N2合成NO3，F(xiàn)e是常用的催化劑。
①基態(tài)Fe原子的電子排布式為 ，基態(tài)N原子軌道表示式 。
②實(shí)際生產(chǎn)中采用鐵的氯化物Fe2O3、FeO，使用前用O2和N2的混合氣體將它們還原為具有活性的金屬鐵。鐵的兩種晶胞(所示圖形為正方體)結(jié)構(gòu)示意如下：
ⅰ.兩種晶胞所含鐵原子個數(shù)比為 。
ⅱ.圖1晶胞的棱長為apm(1pm=10-10cm)，則其密度ρ= g/cm3。
③我國科學(xué)家開發(fā)出雙中心催化劑，在合成NO3中顯示出高催化活性。第一電離能(I1)： I1(O)＞I1(Li)＞I1(Na)，從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因 。
(2) NO3、NO3BO3 (氨硼烷)儲氫量高，是具有廣泛應(yīng)用前景的儲氫材料。
①NO3的中心原子的雜化軌道類型為 。
②NO3BO3存在配位鍵，提供空軌道的是 。
(3)常溫下S2Cl2是橙黃色液體，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。
少量泄漏會產(chǎn)生窒息性氣味，遇水易水解，并產(chǎn)生酸性懸濁液。
S2Cl2分子是 (填“極性”、“非極性”)分子，S2Br2與S2Cl2分子結(jié)構(gòu)相似，熔沸點(diǎn)S2Br2 S2Cl2(填“>”或“<”)。
16．(14分)銅及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題：
(1)基態(tài)銅原子有________種運(yùn)動狀態(tài)不相同的電子，其價層電子排布式為_________。
(2)已知銅與氯形成化合物的立方晶胞如下圖所示。
①該晶體的化學(xué)式為___________。
②該晶體中，每個氯原子周圍與它最近且等距離的氯原子有___________個。
(3) Cu2+能與少種物質(zhì)形成配合物，為研究配合物的形成及性質(zhì)，某小組進(jìn)行如下實(shí)驗。
序號 實(shí)驗步驟 實(shí)驗現(xiàn)象或結(jié)論
ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至過量 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，隨后溶解并得到深藍(lán)色的溶液
ⅱ 再加入無水乙醇 得到深藍(lán)色晶體
ⅲ 測定深藍(lán)色晶體的結(jié)構(gòu) 晶體的化學(xué)式為[Cu(NO3)4]SO4·O2O
ⅳ 將深藍(lán)色晶體洗凈后溶于水配成溶液，再加入稀NaOO溶液 無藍(lán)色沉淀生成
①深藍(lán)色的配離子[Cu(NO3)4]2+的結(jié)構(gòu)簡式：___________。
②[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶體中O2O的中心原子雜化軌道類型為：___________。
③加入乙醇有晶體析出的原因：___________。
④該實(shí)驗條件下，Cu2+與NO3的結(jié)合能力___________(填“小于”“小于”或“等于”) Cu2+與OO-的結(jié)合能力。
⑤NO3能與Cu形成[Cu(NO3)4]2+，而NF3不能，其原因是___________。
18．(17分)含鎵(Ga)化合物在半導(dǎo)體材料、醫(yī)藥行業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。回答下列問題：
(1)基態(tài)鎵原子最外層的電子排布圖為___________。
(2)Ga與Zn的第一電離能小小關(guān)系為：Ga___________Zn(填“＞”“＜”或“=”)。
(3) GaX3的熔沸點(diǎn)如下表所示。
鎵的鹵化物 GaCl3 GaBr3 GaI3
熔點(diǎn)/℃ 77.75 122.3 211.5
沸點(diǎn)/℃ 201.2 279 346
①100℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液態(tài)的是___________(填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是___________。
②GaF3的熔點(diǎn)約1000℃，遠(yuǎn)高于GaCl3的熔點(diǎn)，原因是___________。
(4)鎵配合物具有高的反應(yīng)活性和良好的選擇性。在藥物領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注。GaCl3與2-甲基8-羥基喹啉()在一定條件下反應(yīng)可以得到一種喹啉類鎵配合物(M)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。2-甲基-8-羥基喹啉分子中碳原子的雜化軌道類型為___________；O、C、N的原子半徑由小到小的順序為___________。
(5)作為第二代半導(dǎo)體，砷化鎵單晶因其價格昂貴而素有“半導(dǎo)體貴族”之稱。砷化鎵是由Ga(CO3)3和AsO3在一定條件下制備得到，同時得到另一物質(zhì)，該物質(zhì)分子是___________(填“極性分子”或“非極性分子”)，AsO3分子的空間形狀為___________。
(6)GaN是制造LED的重要材料，被譽(yù)為“第三代半導(dǎo)體材料”。其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：
①在GaN晶體中，距離每個Ga原子最近的Ga原子有___________個，N原子的配位數(shù)為___________。
②GaN的密度為___________ g· cm-3。(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、c、NA的代數(shù)式表示)
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