届人教版 物质结构与性质选考 单元测试.docx

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届人教版物质结构与性质选考单元测试

单元滚动检测十二　物质结构与性质（选考）

考生注意：

1．本试卷共4页。

2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。

3．本次考试时间100分钟，满分100分。

4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。

1．（8分）（2017·唐山市开滦第一中学高三期中）丁二酮肟（

）是检验Ni2＋的灵敏试剂。

（1）Ni2＋基态核外电子排布式为__________________________________________________。

丁二酮肟分子中C原子轨道杂化类型为___________________________________，1mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为________，分子中各原子的电负性由大到小的顺序为________________________________________________________________________。

（2）Ni能与CO形成四羰基镍[Ni（CO）4]，四羰基镍熔点－19.3℃，沸点42.1℃，易溶于有机溶剂。

①Ni（CO）4固态时属于________晶体（填晶体类型）。

②与CO互为等电子体的阴离子为_______________________________________________（填化学式）。

（3）Ni2＋与Mg2＋、O2－形成晶体的晶胞结构如图所示（Ni2＋未画出），则该晶体的化学式为________________________________________________________________________。

2．（10分）（2018·安徽部分中学模拟）尿素是含氮量极高的氮肥，在适当条件下NH3与CO2作用可转化为尿素：

2NH3＋CO2―→CO（NH2）2＋H2O。

（1）写出基态氮原子的价层电子排布图_______________________________________，上述元素中，电负性最大的是________，C、N、O属于同一周期，其中________________两种元素第一电离能之差最大。

（2）上述反应中，碳原子的杂化轨道类型变化为_____________________________________

________________________________________________________________________，

NH3、CO2、H2O三种分子中共价键的键角由大到小的顺序为___________________________，

CO2分子中存在极性键但它是非极性分子的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）已知尿素的熔点为132.7℃，则其晶体类型为________，研究表明，尿素晶体存在分子间氢键，请表示出尿素晶体中的两类氢键________________________________________________________________________。

（4）碳元素能形成多种同素异形体，其中金刚石的晶胞结构如图所示。

则一个晶胞的质量是__________，该晶胞的空间利用率为__________（用含π的式子表示）。

3．（12分）（2017·河北石家庄一检）铜及其化合物在生产生活中有着广泛的用途。

（1）基态铜原子的核外电子排布式为_______________________________________________，

其晶体的堆积方式为____________________，其中铜原子的配位数为________。

（2）向硫酸铜溶液中滴加氨水，首先形成蓝色沉淀；继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；继续向溶液中加入乙醇，会析出深蓝色晶体[Cu（NH3）4SO4·H2O]。

①氨水中各元素原子的电负性由大到小的顺序为________________（用元素符号表示）。

②NH3中N原子的杂化轨道类型为____________，与其互为等电子体的阳离子为____________。

③向蓝色沉淀中继续滴加氨水，沉淀溶解是因为生成了四氨合铜络离子，四氨合铜络离子的结构式为________________；加入乙醇后析出晶体的原因为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。

①如图表示的是________（填“CuCl2”或“CuCl”）的晶胞。

②原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。

上图中各原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（0,1,1）；C为（1,1,0）；则D原子的坐标参数为_________________________________________。

③图示晶胞中C、D两原子核间距为298pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为________________________________________________________________________g·cm－3。

（列出计算式即可）

4．（12分）（2017·南阳市第一中学高三月考）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成，回答下列问题：

（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过______________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

（2）基态Fe原子有________个未成对电子。

Fe3＋的电子排布式为________________________。

（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O。

乙醛中碳原子的杂化轨道类型为____________，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。

Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有__________个铜原子。

锗也是一种半导体材料，Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图：

镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。

已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则LaNin中n＝________（填数值）；氢在合金中的密度为________________。

5．（12分）（2018·凯里市第一中学高三模拟）铁、铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。

请回答下列问题：

（1）铁在元素周期表中的位置是___________________________________________________，

基态铜原子的核外电子排布式为_________________________________________________。

（2）配合物Fe（CO）x常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）x晶体属于____________（填晶体类型）。

（3）CO和CO的一种生活中常见等电子体分子，两者相比较沸点较高的为________（填化学式）。

CN－中碳原子杂化轨道类型为________，C、N、O三元素的第一电离能最大的为________（用元素符号表示）。

（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示。

每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

（5）M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示（黑点代表铜原子）。

①该晶体的化学式为________________。

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于________（填“离子”或“共价”）化合物。

③已知该晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，已知该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为________________________________________________________________________pm（只写计算式）。

6．（12分）（2017·重庆市第一中学高三月考）人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测是钛（Ti），它被誉为“未来世纪的金属”。

试回答下列问题：

（1）Ti元素原子序数为22，它在元素周期表中的位置是第________周期________族；其基态原子的电子排布式为___________________________________________________________。

（2）在Ti的化合物中，可以呈现＋2、＋3、＋4三种化合价，其中以＋4价的Ti最为稳定。

钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。

钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图1所示，它的化学式是________，其中Ti4＋的氧配位数为________，Ba2＋的氧配位数为________。

（3）常温下的TiCl4是有刺激性臭味的无色透明液体，熔点－23.2℃，沸点136.2℃，所以TiCl4应是________化合物，其固体是________晶体。

TiCl4在潮湿空气中易挥发，水解而冒白烟，这是因为水解后有________生成。

（4）已知Ti3＋可形成配位数为6的配合物，其空间构型为正八面体，如图2所示，我们通常可以用图3所示的方法来表示其空间构型（其中A表示配体，M表示中心原子）。

配位化合物[Co（NH3）4Cl2]的空间构型也为八面体型，它有________种同分异构体，请将其结构画出________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

7．（10分）（2017·福建省四地六校高三月考）金属钛（Ti）是一种具有许多优良性能的的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①Ti2＋基态的电子排布式可表示为________________________________________________。

②BH

的空间构型是___________________________________________________________（用文字描述）。

③与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。

（2）二氧化钛（TiO2）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。

①纳米TiO2催化的一个实例如下图所示。

　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙

化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为________，化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为_______________________________________________。

②在TiO2催化作用下，可将CN－氧化成CNO－，进而得到N2。

与CNO－互为等电子体的分子、离子化学式分别为__________________、______________________（各写一种）。

（3）金属钛内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如下图。

若该晶胞的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶胞的边长为__________cm。

8．（12分）（2018·重庆市第十一中学高三模拟）氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

基态Ti原子电子占据的最高能层符号为________，基态Ti2＋的价电子的电子排布式为________________。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2＋3H22NH3实现储氢和输氢。

下列说法正确的是______（填字母）。

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH

与ClO

、PH

、CH4、BH

互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．电负性C＜N＜O,第一电离能C＜O＜N

（3）Se与O同族，则SeO2分子的空间构型为________________________________________。

（4）富勒烯（C60）的结构如图甲，分子中碳原子轨道的杂化类型为____________；1molC60分子中σ键的数目为________。

（5）图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为apm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρg·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为____________mol－1（用含a、ρ的代数式表示）。

9．（12分）在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石，可起到降低Al2O3熔点的作用。

冰晶石的生产原理为2Al（OH）3＋12HF＋3Na2CO3===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。

根据题意完成下列填空：

（1）冰晶石的晶体不导电，但熔融时能导电，则在冰晶石晶体中存在________（填序号）。

a．离子键b．极性键

c．配位键d．范德华力

（2）CO2分子的空间构型为________，中心原子的杂化方式为________，和CO2互为等电子体的氧化物是________。

（3）反应物中电负性最大的元素为________（填元素符号），写出其原子最外层的电子排布图：

________________________________________________________________________。

（4）冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是________（填具体的微粒符号）。

（5）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：

若已知Al的原子半径为dcm，NA代表阿伏加德罗常数，Al的摩尔质量为Mg·mol－1，则一个晶胞中Al原子的数目为________个；Al晶体的密度为____________________________（用字母表示）。

答案精析

1．

（1）1s22s22p63s23p63d8（或[Ar]3d8）　sp3和sp2　15NA（或15×6.02×1023）　O＞N＞C＞H

（2）①分子　②CN－

（3）Mg2NiO3

2．

（1）

氧（或O）　氮与碳（或N与C）

（2）由sp杂化转化为sp2杂化　CO2＞NH3＞H2O　CO2分子是直线形分子，其正、负电荷重心重合（或化学键极性的向量和为0）

（3）分子晶体　N—H…N、N—H…O

（4）

g　

π

解析　

（1）非金属性越强，电负性越大，故电负性最大的元素是氧元素，C、N、O三种元素的第一电离能大小顺序为N＞O＞C，故氮、碳元素的第一电离能之差最大。

（2）CO2中碳原子为sp杂化，尿素中碳为sp2杂化。

NH3、CO2、H2O三种分子中，CO2属于直线形分子，键角为180°，另外两种分子的中心原子均为sp3杂化，但水分子中有2个孤电子对，故键角小于NH3中的键角。

CO2分子是直线形分子，其正、负电荷重心重合，故为非极性分子。

（3）由尿素的熔点知其是分子晶体。

每个尿素分子中两个氮原子、一个氧原子上均有孤电子对且每个尿素分子中有4个氢原子，所以氢键类型为N—H…N、N—H…O。

（4）每个晶胞中，8个顶点、6个面上各有一个原子，晶胞内有4个原子，故一个金刚石晶胞中共有8个原子，物质的量为

mol，质量为

g。

设晶胞参数为a，则晶胞面对角线长为

a，又设碳原子半径为r，则晶胞体对角线长度为8r，a2＋（

a）2＝（8r）2，r＝

a,8个碳原子的总体积为8×

πr3，晶胞的体积为a3，由此求出空间利用率为

π。

3．

（1）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）　面心立方最密堆积　12

（2）①O＞N＞H　②sp3杂化　H3O＋

　降低溶剂极性，使Cu（NH3）4SO4·H2O析出（或其他合理答案）

（3）①CuCl　②（

，

，

）　③

解析　（3）①该晶胞中，Cl原子的数目为8×

＋6×

＝4，Cu原子的数目为4，故该晶胞中氯原子与铜原子的个数比为1∶1，其化学式为CuCl。

②根据题意并结合题图知D原子的坐标参数为（

，

，

）。

③设该晶胞参数为a，则C、D两原子核间距为体对角线的

，即

a＝298pm，故a＝

cm。

该晶体密度ρ＝

g·cm－3。

4．

（1）X射线衍射

（2）4　1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）

（3）sp3、sp2　6NA　16　Ge原子半径较大，难以形成稳定的π键，不易形成双键或三键

（4）5　0.083g·cm－3

5．

（1）第四周期Ⅷ族　[Ar]3d104s1

（或1s22s22p63s23p63d104s1）

（2）分子晶体　（3）CO　sp　N

（4）12

（5）①CuCl　②共价　③

×1010

解析　

（1）铁是26号元素，位于周期表中第四周期Ⅷ族；铜为29号元素，基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）分子晶体的熔、沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔、沸点较低，所以为分子晶体。

（3）原子数和价电子数分别都相等的分子、离子或基团称为等电子体，则CO的一种常见等电子体分子为氮气，结构式为N≡N；CO分子中含有极性键，沸点高于氮气；CN－中C原子价层电子对个数＝1＋

×（4＋1－1×3）＝2，所以采取sp杂化；一般来说非金属性越强，第一电离能越大，但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性，N的p轨道本来就是半充满的，O的p轨道失去一个电子才是半充满的，所以C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。

（4）根据晶胞结构图可知，铜为面心立方堆积，所以每个铜原子周围距离最近的铜原子位于经过该原子的立方体的面的面心上，共有12个。

（5）根据价电子排布式判断出M原子为Cl原子，①由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×

＋6×

＝4，所以化学式为CuCl；

②电负性差值大于1.7原子间易形成离子键，小于1.7原子间形成共价键，Cu与Cl的电负性分别为1.9和3.0，差值为1.1小于1.7，形成共价键；

③一个晶胞的摩尔质量为4×99.5g·mol－1，根据m＝ρ×V，则晶胞的体积为

cm3，晶胞的边长为

cm。

根据晶胞的结构可知，Cu原子和Cl原子之间的最短距离为立方体体对角线的

，而体对角线为晶胞边长的

倍，所以铜原子和Cl原子之间的最短距离为

×

cm＝

×

×1010pm。

6．

（1）四　ⅣB　1s22s22p63s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2）

（2）BaTiO3　6　12

（3）共价　分子　HCl

（4）2　

、

解析　

（1）根据元素周期表可知Ti元素位于元素周期表的第四周期ⅣB族，Ti元素是22号元素，根据核外电子排布规律可知，它的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。

（2）在每个晶胞中均有一个Ba原子，四个Ti原子被四个晶胞共用，每个晶胞中只有一个Ti,12个O原子均被四个晶胞共用，每个晶胞中含有3个O原子，故化学式为BaTiO3，Ti4＋的氧配位数为

＝6，Ba2＋的氧配位数为12。

（3）常温下的TiCl4是有刺激性臭味的无色透明液体，熔点－23.2℃，沸点136.2℃，熔、沸点较低，晶体由分子形成，属于分子晶体，分子由共价键形成，TiCl4在潮湿空气中易挥发，水解而冒白烟，有HCl生成。

（4）Co3＋位于正八面体的中心，NH3和Cl－位于正八面体顶点，当两个Cl－相邻时为一种结构，两个Cl－不相邻时为另一种结构，共有两种结构，即

、

。

7．

（1）①1s22s22p63s23p63d2（或[Ar]3d2）　②正四面体　③3

（2）①7　C＜O＜N　②CO2（或N2O、CS2、BeCl2等合理均可给分）　SCN－

（3）

8．

（1）N　3d2　

（2）cd　（3）V形　（4）sp2　90NA　（5）

解析　

（1）Ti的原子序数为22，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。

所以，Ti最高能层为N层，基态Ti2＋价电子排布式为3d2。

（2）a项，NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，错误；b项，等电子体为原子数相等和价电子数相等的原子团，NH

与PH

、CH4、BH

均含有5个原子团，且价电子均为8，为等电子体，而ClO

价电子数为32，不属于上述原子团的等电子体，错误；c项，分子间存在氢键的熔、沸点高，相同压强时，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3沸点比PH3高，正确；d项，电负性C＜N＜O，第一电离能C＜O＜N，正确。

（3）二氧化硒分子中价层电子对数＝2＋

×（6－2×2）＝3，且含有一个孤电子对，所以属于V形。

（4）每个碳原子含有的σ键个数为3且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，每个碳原子含有的σ键个数为

，所以1molC60分子中σ键的数目＝

×60NA＝90NA。

（5）晶胞中含有铜原子数目＝8×

＋6×

＝4，则晶胞质量为

g，该晶胞体积为（a×10－10cm）3，则

g＝（a×10－10cm）3×ρg·cm－3，故NA＝

。

9．

（1）abc

（2）直线形　sp　N2O

（3）F　

（4）Na＋

（5）4　

g·cm－3

解析　

（1）冰晶石晶体不导电，但熔融时能导电，说明属于离子化合物，由Na＋和[AlF6]3－构成，[AlF6]3－中含有配位键