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單元檢測四　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45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.(2024·天津，4)我國學(xué)者在碳化硅(SiC)表面制備出超高遷移率半導(dǎo)體外延石墨烯。下列說法正確的是(　　)
A.SiC是離子化合物
B.SiC晶體的熔點高、硬度大
C.核素14C的質(zhì)子數(shù)為8
D.石墨烯屬于烯烴
答案　B
解析　SiC晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，屬于共價晶體，熔點高、硬度大，A錯誤、B正確；C元素為6號元素，故核素14C的質(zhì)子數(shù)為6，C錯誤；石墨烯是碳元素構(gòu)成的單質(zhì)，不屬于烯烴，D錯誤。
2.下列化學(xué)用語或圖示表達正確的是(　　)
A.H2O2的電子式：
B.NH3的VSEPR模型為
C.2pz電子云圖為
D.基態(tài)24Cr原子的價層電子軌道表示式為
答案　C
解析　H2O2的電子式是，A項錯誤；NH3的VSEPR模型是四面體結(jié)構(gòu)，B項錯誤；基態(tài)24Cr原子的價層電子軌道表示式為，D項錯誤。
3.(2024·山東淄博實驗中學(xué)月考)過硫酸銨[(NH4)2S2O8]結(jié)構(gòu)如圖所示，為白色晶體。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A.(NH4)2S2O8屬于離子化合物，其中硫元素的化合價為＋7
B.S2中S原子均為sp3雜化
C.N中含有配位鍵，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形
D.(NH4)2S2O8具有強氧化性，可作殺菌消毒劑
答案　A
解析　(NH4)2S2O8由N和S2構(gòu)成，屬于離子化合物，S2中存在一個過氧鍵，其中的O為-1價，其余O為-2價，可求得S的化合價為＋6價，A錯誤；每個S原子均形成4個σ鍵，故為sp3雜化，B正確；N中存在N→H配位鍵，中心原子價層電子對數(shù)為4＋×(5-1-4×1)＝4，無孤電子對，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，C正確；(NH4)2S2O8中存在過氧鍵，具有強氧化性，可作殺菌消毒劑，D正確。
4.(2025·重慶高三模擬)尿素[CO(NH2)2]是一種高效化肥。下列說法正確的是(　　)
A.σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為6∶1
B.C、N原子的雜化方式均為sp2
C.尿素分子間存在范德華力和氫鍵
D.第一電離能：O>N>C
答案　C
解析　尿素[CO(NH2)2]分子中只有一個碳氧雙鍵，其余是單鍵，故含有7個σ鍵和1個π鍵，σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為7∶1，A錯誤；尿素分子中碳原子采取sp2雜化，N原子采取sp3雜化，B錯誤；尿素分子中含有氨基，能形成分子間氫鍵，故尿素分子間存在范德華力和氫鍵，C正確；同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，但是N的2p能級為半滿結(jié)構(gòu)，第一電離能大于O，故第一電離能：N>O>C，D錯誤。
5.(2024·河北模擬預(yù)測)黑火藥爆炸時的主要反應(yīng)為S＋2KNO3＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑。已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下，5.6 L N2或CO2中均含有0.5NA個π鍵
B.1 mol基態(tài)S原子中含有NA個未成對電子
C.10.1 g KNO3中含有0.4NA個σ鍵
D.1.1 g K2S中含有0.01NA個陽離子
答案　A
解析　標準狀況下，5.6 L N2或CO2的物質(zhì)的量為0.25 mol，N≡N、O==C==O分子中都含2個π鍵，0.25 mol兩種氣體分子中均含有0.5NA個π鍵，A正確；基態(tài)S原子的價層電子軌道表示式為，有兩個未成對電子，1 mol基態(tài)S原子中含有2NA個未成對電子，B錯誤；硝酸根離子中N采取sp2雜化，形成3個σ鍵，10.1 g KNO3物質(zhì)的量為0.1 mol，含有0.3NA個σ鍵，C錯誤；1.1 g K2S的物質(zhì)的量為0.01 mol，1.1 g K2S中含有0.02NA個陽離子，D錯誤。
6.物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)。下列性質(zhì)差異與結(jié)構(gòu)因素匹配不正確的是(　　)
選項 性質(zhì)差異 原因解釋
A I2在溶劑中的溶解度：CCl4>H2O 相似相溶原理
B 酸性：CF3COOH>CH3COOH 羧基中羥基的極性
C 熔點：金剛石>金剛砂 共價鍵的鍵能
D. 穩(wěn)定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋ 配體的穩(wěn)定性
答案　D
解析　四氯化碳是非極性分子、水是極性分子，I2是非極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，I2在溶劑中的溶解度：CCl4>H2O，故不選A；F原子電負性大，吸引電子能力強，CF3COOH中O—H的極性大于CH3COOH中O—H的極性，所以酸性：CF3COOH>CH3COOH，故不選B；C—C比C—Si的鍵長短，金剛石中C—C的鍵能大于金剛砂中C—Si的鍵能，所以熔點：金剛石>金剛砂，故不選C；穩(wěn)定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋，是因為NH3比H2O更易與Cu2＋形成配位鍵，故選D。
7.(2024·杭州一模)X、Y、Z、M四種主族元素，原子序數(shù)依次增大，分別位于三個不同短周期，Z與M同主族，Y與Z核電荷數(shù)相差1，基態(tài)Z原子的p軌道半充滿，下列說法正確的是(　　)
A.沸點：MX3>ZX3
B.原子半徑：M>Z>Y>X
C.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>M
D.鍵角：Z2X4中的∠XZX>Y2X4中的∠XYX
答案　C
解析　X、Y、Z、M四種主族元素，原子序數(shù)依次增大，分別位于三個不同短周期，則X為H元素；Z與M同主族，Y與Z核電荷數(shù)相差1，基態(tài)Z原子的p軌道半充滿，則Y為C元素、Z為N元素、M為P元素。氨分子能形成分子間氫鍵，磷化氫不能形成分子間氫鍵，沸點：MX38.(2025·河北邢臺高三模擬)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，已知W、X、Y三種元素的原子序數(shù)呈等差數(shù)列，X的電負性在元素周期表中最大，Y的原子序數(shù)是W的2倍，Z的某種化合物具有臭雞蛋氣味。下列說法正確的是(　　)
A.離子半徑：X>Y>Z
B.第一電離能：W>X>Z
C.YX2中既有共價鍵又有離子鍵
D.僅由W、X形成的二元化合物均難溶于水
答案　D
解析　X的電負性在元素周期表中最大，X為F元素，Z的某種化合物具有臭雞蛋氣味，化合物為H2S，Z為S元素，W、X、Y三種元素的原子序數(shù)呈等差數(shù)列，Y的原子序數(shù)是W的2倍，W是C元素，Y是Mg元素。X、Y、Z分別是F、Mg、S元素，離子半徑：S2->F->Mg2＋，A錯誤；W、X、Z分別是C、F、S，第一電離能：F>C>S，B錯誤；YX2為MgF2，只有離子鍵，C錯誤；僅由W、X形成的二元化合物為CF4、C2F6等都是非極性分子，屬于鹵代烴，難溶于水，D正確。
9.(2024·杭州一模)從結(jié)構(gòu)探析物質(zhì)性質(zhì)和用途是學(xué)習(xí)化學(xué)的有效方法。下列實例與解釋不相符的是(　　)
選項 實例 解釋
A 將95%乙醇加入Cu(NH3)4SO4溶液中析出深藍色晶體 乙醇極性較小，降低了Cu(NH3)4SO4的溶解性
B 鐵絲在酒精噴燈上灼燒，焰色無明顯變化 鐵原子的核外電子在灼燒時沒有發(fā)生躍遷
C DNA中堿基A與T、G與C的互補配對 分子間氫鍵作用實現(xiàn)了超分子的分子識別
D 熔點：C2H5NH3NO3答案　B
解析　將95%乙醇加入Cu(NH3)4SO4溶液中析出深藍色晶體，原因是乙醇分子的極性小，加入乙醇后溶劑的極性減小，降低了Cu(NH3)4SO4的溶解性，故A不符合題意；鐵絲在酒精噴燈上灼燒，焰色無明顯變化，并不是鐵原子的核外電子在灼燒時沒有發(fā)生躍遷，而是放出的光子頻率不在可見光頻率范圍內(nèi)，故B符合題意；硝酸銨中銨根離子和硝酸根離子間存在離子鍵，銨根離子其中一個H被乙基替代，減弱了離子間的相互作用，所以熔點：C2H5NH3NO310.(2024·廣西，7)如圖所示的錸配合物離子能電催化還原WY2。短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。標準狀況下，WY和X2是等密度的無色氣體，Z2是黃綠色氣體。下列說法錯誤的是(　　)
A.第一電離能：X>Y
B.圖中X原子的雜化方式為sp2
C.Z元素以原子的形態(tài)與Re2＋配位
D.Y的電負性大于W，WY中的化學(xué)鍵是極性鍵
答案　C
解析　短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，Z2是黃綠色氣體，Z為氯；X形成3個共用電子對，X與Re2＋之間為配位鍵，推測X為氮，標準狀況下，WY和X2是等密度的無色氣體，則WY為一氧化碳、X2為氮氣，故W為碳、X為氮、Y為氧、Z為氯。同一周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素，故第一電離能：N>O，A正確；由圖可知，整個離子帶1個單位正電荷，而其中Re2＋帶2個單位正電荷，則氯元素以Cl-的形態(tài)與Re2＋配位，C錯誤；同周期元素從左到右，電負性逐漸增大，O的電負性大于C，則CO中的化學(xué)鍵是極性鍵，D正確。
11.(2024·福建，3)某電解質(zhì)陰離子的結(jié)構(gòu)如圖。X、Y、Z、Q為原子序數(shù)依序增大的同周期元素，Z的單質(zhì)為空氣的主要成分之一。下列說法錯誤的是(　　)
A.第一電離能：X>Y>Z
B.最簡單氫化物沸點：YC.鍵長：Y—Y>Y—Z>Y—Q
D.Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物在水中電離：HnYOmHn-1＋H＋
答案　A
解析　由該陰離子結(jié)構(gòu)可知Z形成2個共價鍵，Z的單質(zhì)為空氣的主要成分之一，可知Z為O；Y形成4個共價鍵，Y為C，Q形成1個共價鍵，Q為F，X得1個電子后形成4個共價鍵，則X最外層電子數(shù)為3，X為B，據(jù)此分析解答。同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，則第一電離能：BO>F，原子半徑越小鍵長越短，則鍵長：C—C>C—O>C—F，故C正確；Y為C，其最高價氧化物的水化物為H2CO3，碳酸為二元弱酸，分步電離，電離方程式為H2CO3HC＋H＋，故D正確。
12.(2024·重慶，10)儲氫材料MgH2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，MgH2的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是(　　)
A.H-的配位數(shù)為2
B.晶胞中含有2個Mg2＋
C.晶體密度為 g·cm-3
D.Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之間的距離為 nm
答案　B
解析　由圖可知，與H-距離最近且等距離的Mg2＋的個數(shù)是3，則H-的配位數(shù)為3，A項錯誤；Mg2＋位于晶胞的頂角和體心，該晶胞中Mg2＋的個數(shù)為8×＋1＝2，B項正確；該晶胞的體積為(a×10-7×a×10-7 ×c×10-7) cm3＝a2c×10-21 cm3，該晶胞中Mg2＋的個數(shù)為2，H-的個數(shù)為4×＋2＝4，晶體密度為 g·cm-3，C項錯誤；Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之間的距離等于晶胞體對角線長度的一半，為 nm，D項錯誤。
13.(2024·山西大學(xué)附屬中學(xué)月考)某鈉鹽的結(jié)晶水合物由短周期元素構(gòu)成，其陰離子結(jié)構(gòu)如圖。已知：X無最高正化合價，三種元素中Y的原子半徑最小，X和Z同周期。下列說法正確的是(　　)
A.X不存在同素異形體
B.NaZY4固體溶于水可產(chǎn)生Y2
C.X、Y、Z三種元素中電負性最大的是Z
D.該鈉鹽可能具有較強還原性
答案　B
解析　由題意知，X為O元素，Y為H元素，Z為B元素。氧氣和臭氧是氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故A錯誤；NaBH4中氫為-1價，水中氫為＋1價，NaBH4和水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣，故B正確；元素的非金屬性越強，電負性越大，三種元素中氧元素的非金屬性最強，則電負性最大的是氧元素，故C錯誤；由陰離子的結(jié)構(gòu)可知，離子中含有過氧鍵，則該鈉鹽具有強氧化性，故D錯誤。
14.鈣鈦礦類雜化材料(CH3NH3)PbI3在太陽能電池領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，B代表Pb2＋。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶體的密度為ρ g·cm-3。下列說法錯誤的是(　　)
A.N、I、Pb均屬于p區(qū)元素
B.CH3N與Pb2＋之間能形成配位鍵
C.該晶胞參數(shù)a為×1010 pm
D.若沿z軸向xy平面投影，則其投影圖如圖2所示
答案　B
解析　A有8個在頂角，個數(shù)為8×＝1；B位于體心，個數(shù)為1；C位于面心，個數(shù)為6×＝3；結(jié)合化學(xué)式可知C代表碘離子，A為CH3N，據(jù)此作答。CH3N中N原子提供孤電子對，H＋提供空軌道，形成配位鍵，CH3N與Pb2＋之間形成離子鍵，故B錯誤；(CH3NH3)PbI3的摩爾質(zhì)量為620 g·mol-1，根據(jù)分析可知，1個晶胞中含有1個(CH3NH3)PbI3，晶胞的體積為 cm3，該晶胞參數(shù)a為×1010 pm，C正確。
15.(2025·山西高三模擬)錳酸鋰(LiMnxOy)(相對分子質(zhì)量為M g·mol-1)是新型鋰離子電池常用的正極材料，其晶胞如圖甲所示。甲可看作是由圖中相鄰A、B兩種基本單元交替結(jié)合而成(頂面的Li＋已標注，其余位置的Li＋未畫出)，O2-、Mn3＋、Mn4＋均位于單元中體對角線上離頂點處，已知形成晶體的晶胞參數(shù)(晶胞邊長)為a pm。
下列說法錯誤的是(　　)
A.LiMnxOy中的x、y分別為2、4
B.圖甲中箭頭所指的B單元中離標★位置的Li＋距離最遠的錳離子(Mn3＋或Mn4＋)的原子分數(shù)坐標為(，，)
C.晶體的密度表達式為 g·cm-3
D.圖A中位于體心的Li＋與O2-的距離為a pm
答案　D
解析　根據(jù)晶胞的組成，可算出晶胞中Li＋個數(shù)為8×＋6×＋4＝8，O2-個數(shù)為8×4＝32，Mn3＋和Mn4＋個數(shù)為4×4＝16，所以當(dāng)Li＋取1時，x、y分別為2和4，A正確；圖甲中箭頭所指的B單元中離標★位置的Li＋距離最遠的錳離子(Mn3＋或Mn4＋)如圖所示，原子分數(shù)坐標為(，，)，B正確；一個晶胞含8個LiMn2O4，其晶體的密度表達式為 g·cm-3，C正確；圖A中位于體心的Li＋與O2-的距離為a pm，D錯誤。
二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)
16.(14分)(2024·北京交通大學(xué)附屬中學(xué)月考)磷及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用。
(1)磷在元素周期表中的位置是　　　　；基態(tài)磷原子價層電子排布式是　　　　　。
(2)磷元素有白磷、黑磷等常見的單質(zhì)。
①白磷(P4)是分子晶體，易溶于CS2，難溶于水，可能原因是　　　　　　　。
②黑磷晶體是一種比石墨烯更優(yōu)秀的新型材料，其晶體是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。下列有關(guān)黑磷晶體的說法正確的是　　　　(填字母)。
a.黑磷與白磷互為同分異構(gòu)體
b.黑磷屬于混合型晶體
c.黑磷能導(dǎo)電
d.黑磷中磷原子采取sp2雜化
(3)Fe3＋與水會形成黃色的配離子[Fe(OH)]2＋，為避免顏色干擾，常在Fe3＋溶液中加入H3PO4形成無色的[Fe(PO4)2]3-，此配離子中　　　　(填化學(xué)式)是中心離子，P的空間結(jié)構(gòu)是　　　　　。
(4)第ⅢA族磷化物均為共價化合物，被廣泛用于高溫技術(shù)、新型電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。
①實驗測定磷化鋁和磷化銦的熔點分別為2 000 ℃、1 070 ℃，從結(jié)構(gòu)角度說明其熔點差異的原因：　　　　　　　。
②磷化硼是一種半導(dǎo)體材料，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，磷化硼的化學(xué)式是　　　　。
答案　(1)第三周期第ⅤA族　3s23p3　(2)①P4是非極性分子，CS2是非極性溶劑，H2O是極性溶劑，由“相似相溶”規(guī)律可知，白磷易溶于CS2，難溶于水　②bc　(3)Fe3＋　正四面體形　(4)①磷化鋁和磷化銦均屬于共價晶體，原子半徑：AlIn—P，所以AlP熔點高于InP　②BP
解析　(2)②黑磷和白磷是磷元素形成的不同種單質(zhì)，互為同素異形體，故a錯誤；石墨是混合型晶體，能導(dǎo)電，由黑磷晶體是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)可知，黑磷晶體是混合型晶體且能導(dǎo)電，故b、c正確；由黑磷的層內(nèi)結(jié)構(gòu)可知，每個磷原子與3個磷原子形成3個σ鍵，則磷原子的價層電子對數(shù)為4，采取sp3雜化，故d錯誤。
(3) 由化學(xué)式可知，配離子的中心離子為Fe3＋、配體為P，配位數(shù)為2；P中磷原子的價層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為0，則P的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。
(4)②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中磷原子個數(shù)為8×＋6×＝4，位于體內(nèi)的硼原子個數(shù)為4，則磷化硼的化學(xué)式為BP。
17.(13分)(2024·廣州執(zhí)信中學(xué)月考)CuInS2是生物醫(yī)藥、太陽能電池等領(lǐng)域的理想熒光材料。回答下列問題：
(1)49In在元素周期表中的位置是第　　　　周期第　　　　族。
(2)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，一種自旋狀態(tài)用＋表示，與之相反的用-表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)S原子，其所有價層電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和的絕對值為　　　　。
(3)Cu2＋形成的某種配合物A的結(jié)構(gòu)如圖所示。
①配合物A中Cu的配位數(shù)是　　　　，已知在配合物A中與Cu相連的4個配位原子處在一個平面內(nèi)，則Cu原子采用的雜化方式為　　　　(填字母)。
A.sp2　　　B.sp3　　　C.dsp2
②A與足量稀鹽酸反應(yīng)時，配位鍵被破壞，生成CuCl2和　　　　　　(寫結(jié)構(gòu)簡式)。
(4)CuInS2(相對分子質(zhì)量為Mr)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖a所示，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則CuInS2晶體的密度為　　　　g·cm-3(列計算式)，圖b為Cu原子沿z軸方向在xy平面投影的位置，在圖b中畫出S原子沿該方向的投影位置(用“”表示S原子)。
答案　(1)五　ⅢA　(2)1　(3)①4　C
②HOOCCH2NH3Cl
(4)×1021　
解析　(4) 根據(jù)“均攤法”，晶胞中含8×＋4×＋1＝4個Cu，結(jié)合化學(xué)式可知，1個晶胞中含有4個CuInS2，則晶體密度為×1021 g·cm-3＝×1021g·cm-3。
18.(16分)過渡金屬廣泛應(yīng)用于材料、催化劑、電導(dǎo)體等，是化學(xué)工作者重點研究的對象。我國科學(xué)家成功研制出一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化劑材料；成功制備出砷化鈮納米帶，并觀測到其表面態(tài)具有百倍于金屬銅薄膜和千倍于石墨烯的導(dǎo)電性。請回答下列問題：
(1)基態(tài)Cu2＋的價層電子軌道表示式為　　　　　　　。
(2)配離子的顏色與d d電子躍遷的分裂能大小有關(guān)，1個電子從較低的d軌道躍遷到較高能量的d軌道所需的能量為d的分裂能，用符號Δ表示。則分裂能Δ[Co(H2O)6]2＋小于Δ[Co(H2O)6]3＋，理由是　　　　　。
(3)某含銅化合物的晶胞如圖所示，晶胞上下底面為正方形，側(cè)面與底面垂直。
①晶胞中每個Cu原子與　　　　　個S原子相連，含銅化合物的化學(xué)式為　　　　　　。
②該晶體高溫煅燒生成SO2分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。分子中大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為)，則SO2中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　　　　。
(4)石墨烯可采用化學(xué)方法進行制備，如采用六氯苯、六溴苯作為原料可制備石墨烯。下表給出了六氯苯、六溴苯、苯六酸(俗名為密石酸)的熔點和水溶性：
物質(zhì)
熔點/℃ 231 325 287
水溶性 不溶 不溶 易溶
①六溴苯的熔點比六氯苯高的原因是　　　　　　　。
②苯六酸與六溴苯、六氯苯的水溶性存在明顯的差異，原因是　　　　　　　。
③苯六酸分子中C的雜化方式是　　　　。
(5)鈮元素(Nb)為一種金屬元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Kr]4d45s1。下列不同Nb微粒的核外電子排布式中，失去最外層1個電子所需能量最小的是　　　　(填字母)。
a.[Kr]4d35s2 b.[Kr]4d25s15p2
c.[Kr]4d4 d.[Kr]4d3
(6)β MnSe的結(jié)構(gòu)中Se為面心立方最密堆積，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若該晶體的晶胞參數(shù)為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。則距離最近的兩個錳原子之間的距離為　　　　 pm。
答案　(1)　(2)前者帶2個正電荷，后者帶3個正電荷，后者對電子的吸引力較大　(3)①4　CuFeS2　②　(4)①六溴苯的相對分子質(zhì)量大于六氯苯，所以六溴苯的范德華力比六氯苯的強　②苯六酸含多個羧基，能與水形成分子間氫鍵　③sp2　(5)b　(6)a
解析　(3)①從晶胞結(jié)構(gòu)看，每個Cu原子與4個S原子相連；晶胞中硫原子位于晶胞內(nèi)部，數(shù)目為8，鐵原子數(shù)目為6×＋4×＝4，銅原子數(shù)目為4×＋1＋8×＝4，含銅化合物的化學(xué)式為CuFeS2。②SO2中的大π鍵是由3個原子提供4個電子構(gòu)成的，應(yīng)表示為。(5)選項中各微粒失去一個電子，a、b為激發(fā)態(tài)的第一電離能，c為第二電離能，d為第三電離能，第一、二、三電離能依次增大，基態(tài)微粒的電離能大于激發(fā)態(tài)的，且5p能級的能量高于4d能級，所以失去最外層1個電子所需能量最小的是b。 (6)距離最近的兩個錳原子之間的距離為面對角線的一半，即a pm。
19.(12分)(2025·濟南高三模擬)金屬及其化合物廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活等多個領(lǐng)域。回答下列問題：
Ⅰ.(1)基態(tài)Co原子的價層電子軌道表示式為　　　　　，[Co(NO2)6]3-中三種元素的第一電離能由大到小的順序是　　　　　(填元素符號)；[Co(CN)6]4-是強還原劑，[Co(CN)6]4-中含有σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為　　　　　。
(2)獨立的NH3分子中，H—N—H鍵角為107.3°，如圖是[Zn(NH3)6]2＋部分結(jié)構(gòu)以及其中H—N—H鍵角，請解釋[Zn(NH3)6]2＋中H—N—H鍵角變?yōu)?09.5°的原因是　　　　　。
(3)甘氨酸銅有順式和反式兩種同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)如圖。
已知順式甘氨酸銅能溶于水，反式甘氨酸銅難溶于水，原因可能是　　　　　。
Ⅱ.硫代硫酸鹽可用于礦石提取銀、鞣制皮革等。
(4)硫代硫酸根(S2)中心原子的雜化方式為　　　　　；硫代硫酸鹽用于礦石提取銀時形成[Ag(S2O3)2]3-，該配合物中提供孤電子對的原子為　　　　　(填字母)。
a.端基硫原子 b.中心硫原子
c.氧原子
答案　(1)　N>O>Co　1∶1
(2)氨分子與Zn2＋形成配合物后，孤電子對與Zn2＋成鍵，原孤電子對與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用，排斥作用減弱，所以H—N—H鍵角變大
(3)順式甘氨酸銅分子極性大，反式甘氨酸銅分子極性較小
(4)sp3　a
解析　(1)鈷元素的原子序數(shù)為27，基態(tài)原子的價層電子排布式為3d74s2，軌道表示式為；金屬元素的第一電離能小于非金屬元素，同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半滿結(jié)構(gòu)，第一電離能大于同周期相鄰元素，則第一電離能由大到小的順序為N>O>Co；六氰合鈷離子中配位鍵屬于σ鍵，氰酸根離子中的碳氮三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵，σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為(6＋6)∶6×2＝1∶1。(3)由結(jié)構(gòu)簡式可知，順式甘氨酸銅是極性分子，反式甘氨酸銅是非極性分子，根據(jù)相似相溶原理可知順式甘氨酸銅易溶于極性溶劑水。(4)硫代硫酸根離子中中心硫原子的價層電子對數(shù)為4，為sp3雜化，硫代硫酸根離子的端基硫原子與氧原子都有孤電子對，但是氧的電負性大于硫，對孤電子對的吸引力強，不易形成配位鍵，所以該配合物中提供孤電子對的原子為端基硫原子，故選a。單元檢測四　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45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.(2024·天津，4)我國學(xué)者在碳化硅(SiC)表面制備出超高遷移率半導(dǎo)體外延石墨烯。下列說法正確的是(　　)
A.SiC是離子化合物
B.SiC晶體的熔點高、硬度大
C.核素14C的質(zhì)子數(shù)為8
D.石墨烯屬于烯烴
2.下列化學(xué)用語或圖示表達正確的是(　　)
A.H2O2的電子式：
B.NH3的VSEPR模型為
C.2pz電子云圖為
D.基態(tài)24Cr原子的價層電子軌道表示式為
3.(2024·山東淄博實驗中學(xué)月考)過硫酸銨[(NH4)2S2O8]結(jié)構(gòu)如圖所示，為白色晶體。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A.(NH4)2S2O8屬于離子化合物，其中硫元素的化合價為＋7
B.S2中S原子均為sp3雜化
C.N中含有配位鍵，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形
D.(NH4)2S2O8具有強氧化性，可作殺菌消毒劑
4.(2025·重慶高三模擬)尿素[CO(NH2)2]是一種高效化肥。下列說法正確的是(　　)
A.σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為6∶1
B.C、N原子的雜化方式均為sp2
C.尿素分子間存在范德華力和氫鍵
D.第一電離能：O>N>C
5.(2024·河北模擬預(yù)測)黑火藥爆炸時的主要反應(yīng)為S＋2KNO3＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑。已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是(　　)
A.標準狀況下，5.6 L N2或CO2中均含有0.5NA個π鍵
B.1 mol基態(tài)S原子中含有NA個未成對電子
C.10.1 g KNO3中含有0.4NA個σ鍵
D.1.1 g K2S中含有0.01NA個陽離子
6.物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)。下列性質(zhì)差異與結(jié)構(gòu)因素匹配不正確的是(　　)
選項 性質(zhì)差異 原因解釋
A I2在溶劑中的溶解度：CCl4>H2O 相似相溶原理
B 酸性：CF3COOH>CH3COOH 羧基中羥基的極性
C 熔點：金剛石>金剛砂 共價鍵的鍵能
D. 穩(wěn)定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋ 配體的穩(wěn)定性
7.(2024·杭州一模)X、Y、Z、M四種主族元素，原子序數(shù)依次增大，分別位于三個不同短周期，Z與M同主族，Y與Z核電荷數(shù)相差1，基態(tài)Z原子的p軌道半充滿，下列說法正確的是(　　)
A.沸點：MX3>ZX3
B.原子半徑：M>Z>Y>X
C.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z>M
D.鍵角：Z2X4中的∠XZX>Y2X4中的∠XYX
8.(2025·河北邢臺高三模擬)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，已知W、X、Y三種元素的原子序數(shù)呈等差數(shù)列，X的電負性在元素周期表中最大，Y的原子序數(shù)是W的2倍，Z的某種化合物具有臭雞蛋氣味。下列說法正確的是(　　)
A.離子半徑：X>Y>Z
B.第一電離能：W>X>Z
C.YX2中既有共價鍵又有離子鍵
D.僅由W、X形成的二元化合物均難溶于水
9.(2024·杭州一模)從結(jié)構(gòu)探析物質(zhì)性質(zhì)和用途是學(xué)習(xí)化學(xué)的有效方法。下列實例與解釋不相符的是(　　)
選項 實例 解釋
A 將95%乙醇加入Cu(NH3)4SO4溶液中析出深藍色晶體 乙醇極性較小，降低了Cu(NH3)4SO4的溶解性
B 鐵絲在酒精噴燈上灼燒，焰色無明顯變化 鐵原子的核外電子在灼燒時沒有發(fā)生躍遷
C DNA中堿基A與T、G與C的互補配對 分子間氫鍵作用實現(xiàn)了超分子的分子識別
D 熔點：C2H5NH3NO310.(2024·廣西，7)如圖所示的錸配合物離子能電催化還原WY2。短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。標準狀況下，WY和X2是等密度的無色氣體，Z2是黃綠色氣體。下列說法錯誤的是(　　)
A.第一電離能：X>Y
B.圖中X原子的雜化方式為sp2
C.Z元素以原子的形態(tài)與Re2＋配位
D.Y的電負性大于W，WY中的化學(xué)鍵是極性鍵
11.(2024·福建，3)某電解質(zhì)陰離子的結(jié)構(gòu)如圖。X、Y、Z、Q為原子序數(shù)依序增大的同周期元素，Z的單質(zhì)為空氣的主要成分之一。下列說法錯誤的是(　　)
A.第一電離能：X>Y>Z
B.最簡單氫化物沸點：YC.鍵長：Y—Y>Y—Z>Y—Q
D.Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物在水中電離：HnYOmHn-1＋H＋
12.(2024·重慶，10)儲氫材料MgH2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，MgH2的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是(　　)
A.H-的配位數(shù)為2
B.晶胞中含有2個Mg2＋
C.晶體密度為 g·cm-3
D.Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之間的距離為 nm
13.(2024·山西大學(xué)附屬中學(xué)月考)某鈉鹽的結(jié)晶水合物由短周期元素構(gòu)成，其陰離子結(jié)構(gòu)如圖。已知：X無最高正化合價，三種元素中Y的原子半徑最小，X和Z同周期。下列說法正確的是(　　)
A.X不存在同素異形體
B.NaZY4固體溶于水可產(chǎn)生Y2
C.X、Y、Z三種元素中電負性最大的是Z
D.該鈉鹽可能具有較強還原性
14.鈣鈦礦類雜化材料(CH3NH3)PbI3在太陽能電池領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，B代表Pb2＋。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶體的密度為ρ g·cm-3。下列說法錯誤的是(　　)
A.N、I、Pb均屬于p區(qū)元素
B.CH3N與Pb2＋之間能形成配位鍵
C.該晶胞參數(shù)a為×1010 pm
D.若沿z軸向xy平面投影，則其投影圖如圖2所示
15.(2025·山西高三模擬)錳酸鋰(LiMnxOy)(相對分子質(zhì)量為M g·mol-1)是新型鋰離子電池常用的正極材料，其晶胞如圖甲所示。甲可看作是由圖中相鄰A、B兩種基本單元交替結(jié)合而成(頂面的Li＋已標注，其余位置的Li＋未畫出)，O2-、Mn3＋、Mn4＋均位于單元中體對角線上離頂點處，已知形成晶體的晶胞參數(shù)(晶胞邊長)為a pm。
下列說法錯誤的是(　　)
A.LiMnxOy中的x、y分別為2、4
B.圖甲中箭頭所指的B單元中離標★位置的Li＋距離最遠的錳離子(Mn3＋或Mn4＋)的原子分數(shù)坐標為(，，)
C.晶體的密度表達式為 g·cm-3
D.圖A中位于體心的Li＋與O2-的距離為a pm
二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)
16.(14分)(2024·北京交通大學(xué)附屬中學(xué)月考)磷及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用。
(1)磷在元素周期表中的位置是　　　　；基態(tài)磷原子價層電子排布式是　　　　　。
(2)磷元素有白磷、黑磷等常見的單質(zhì)。
①白磷(P4)是分子晶體，易溶于CS2，難溶于水，可能原因是　　　　　　　。
②黑磷晶體是一種比石墨烯更優(yōu)秀的新型材料，其晶體是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。下列有關(guān)黑磷晶體的說法正確的是　　　　(填字母)。
a.黑磷與白磷互為同分異構(gòu)體
b.黑磷屬于混合型晶體
c.黑磷能導(dǎo)電
d.黑磷中磷原子采取sp2雜化
(3)Fe3＋與水會形成黃色的配離子[Fe(OH)]2＋，為避免顏色干擾，常在Fe3＋溶液中加入H3PO4形成無色的[Fe(PO4)2]3-，此配離子中　　　　(填化學(xué)式)是中心離子，P的空間結(jié)構(gòu)是　　　　　。
(4)第ⅢA族磷化物均為共價化合物，被廣泛用于高溫技術(shù)、新型電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。
①實驗測定磷化鋁和磷化銦的熔點分別為2 000 ℃、1 070 ℃，從結(jié)構(gòu)角度說明其熔點差異的原因：　　　　　　　。
②磷化硼是一種半導(dǎo)體材料，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，磷化硼的化學(xué)式是　　　　。
17.(13分)(2024·廣州執(zhí)信中學(xué)月考)CuInS2是生物醫(yī)藥、太陽能電池等領(lǐng)域的理想熒光材料。回答下列問題：
(1)49In在元素周期表中的位置是第　　　　周期第　　　　族。
(2)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，一種自旋狀態(tài)用＋表示，與之相反的用-表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)S原子，其所有價層電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和的絕對值為　　　　。
(3)Cu2＋形成的某種配合物A的結(jié)構(gòu)如圖所示。
①配合物A中Cu的配位數(shù)是　　　　，已知在配合物A中與Cu相連的4個配位原子處在一個平面內(nèi)，則Cu原子采用的雜化方式為　　　　(填字母)。
A.sp2　　　B.sp3　　　C.dsp2
②A與足量稀鹽酸反應(yīng)時，配位鍵被破壞，生成CuCl2和　　　　　　(寫結(jié)構(gòu)簡式)。
(4)CuInS2(相對分子質(zhì)量為Mr)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖a所示，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則CuInS2晶體的密度為　　　　g·cm-3(列計算式)，圖b為Cu原子沿z軸方向在xy平面投影的位置，在圖b中畫出S原子沿該方向的投影位置(用“”表示S原子)。
18.(16分)過渡金屬廣泛應(yīng)用于材料、催化劑、電導(dǎo)體等，是化學(xué)工作者重點研究的對象。我國科學(xué)家成功研制出一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化劑材料；成功制備出砷化鈮納米帶，并觀測到其表面態(tài)具有百倍于金屬銅薄膜和千倍于石墨烯的導(dǎo)電性。請回答下列問題：
(1)基態(tài)Cu2＋的價層電子軌道表示式為　　　　　　　。
(2)配離子的顏色與d d電子躍遷的分裂能大小有關(guān)，1個電子從較低的d軌道躍遷到較高能量的d軌道所需的能量為d的分裂能，用符號Δ表示。則分裂能Δ[Co(H2O)6]2＋小于Δ[Co(H2O)6]3＋，理由是　　　　　。
(3)某含銅化合物的晶胞如圖所示，晶胞上下底面為正方形，側(cè)面與底面垂直。
①晶胞中每個Cu原子與　　　　　個S原子相連，含銅化合物的化學(xué)式為　　　　　　。
②該晶體高溫煅燒生成SO2分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。分子中大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為)，則SO2中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　　　　。
(4)石墨烯可采用化學(xué)方法進行制備，如采用六氯苯、六溴苯作為原料可制備石墨烯。下表給出了六氯苯、六溴苯、苯六酸(俗名為密石酸)的熔點和水溶性：
物質(zhì)
熔點/℃ 231 325 287
水溶性 不溶 不溶 易溶
①六溴苯的熔點比六氯苯高的原因是　　　　　　　。
②苯六酸與六溴苯、六氯苯的水溶性存在明顯的差異，原因是　　　　　　　。
③苯六酸分子中C的雜化方式是　　　　。
(5)鈮元素(Nb)為一種金屬元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Kr]4d45s1。下列不同Nb微粒的核外電子排布式中，失去最外層1個電子所需能量最小的是　　　　(填字母)。
a.[Kr]4d35s2 b.[Kr]4d25s15p2
c.[Kr]4d4 d.[Kr]4d3
(6)β MnSe的結(jié)構(gòu)中Se為面心立方最密堆積，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若該晶體的晶胞參數(shù)為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。則距離最近的兩個錳原子之間的距離為　　　　 pm。
19.(12分)(2025·濟南高三模擬)金屬及其化合物廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活等多個領(lǐng)域。回答下列問題：
Ⅰ.(1)基態(tài)Co原子的價層電子軌道表示式為　　　　　，[Co(NO2)6]3-中三種元素的第一電離能由大到小的順序是　　　　　(填元素符號)；[Co(CN)6]4-是強還原劑，[Co(CN)6]4-中含有σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為　　　　　。
(2)獨立的NH3分子中，H—N—H鍵角為107.3°，如圖是[Zn(NH3)6]2＋部分結(jié)構(gòu)以及其中H—N—H鍵角，請解釋[Zn(NH3)6]2＋中H—N—H鍵角變?yōu)?09.5°的原因是　　　　　。
(3)甘氨酸銅有順式和反式兩種同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)如圖。
已知順式甘氨酸銅能溶于水，反式甘氨酸銅難溶于水，原因可能是　　　　　。
Ⅱ.硫代硫酸鹽可用于礦石提取銀、鞣制皮革等。
(4)硫代硫酸根(S2)中心原子的雜化方式為　　　　　；硫代硫酸鹽用于礦石提取銀時形成[Ag(S2O3)2]3-，該配合物中提供孤電子對的原子為　　　　　(填字母)。
a.端基硫原子 b.中心硫原子
c.氧原子

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