化学高考一轮复习物质结构与性质过关检测卷附答案解析.docx
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化学高考一轮复习物质结构与性质过关检测卷附答案解析
2020化学高考一轮复习【物质结构与性质】过关检测卷
（时间:
90分钟 满分:
100分）
可能用到的相对原子质量:
Ti—48 N—14 Cu—64 Ga—70 As—75 Au—107
共6小题,共100分
1.（15分）钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Cu的基态原子价电子排布式为 ;
②Ni的基态原子共有 种不同能级的电子。
（2）制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4
2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑
①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 （用元素符号表示）;
②COCl2分子中各原子均满足8电子稳定结构,COCl2分子中σ键和π键的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 ;
③NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。
则熔点NiO （填“>”“<”或“=”）FeO,原因是 。
（3）Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料。
该合金的晶胞结构如图所示:
①该晶体的化学式为 ;
②已知该晶体的摩尔质量为Mg/mol,密度为ρg/cm3,设NA为阿伏加德罗常数的值。
则该晶胞的体积是 cm3（用含M、ρ、NA的代数式表示）。
2.（17分）金属钛（22Ti）号称航空材料。
回答下列问题:
（1）钛元素基态原子未成对电子数为 个,能量最高的电子占据的能级符号为 ,该能级所在能层具有的原子轨道数为 。
（2）[Ti（OH）2（H2O）4]2+中的化学键有 。
a.σ键b.π键c.离子键d.配位键
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示:
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 。
（4）工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。
先将TiO2（或天然的金红石）和足量炭粉混合加热至1000～1100K,进行氯化处理,生成TiCl4。
写出生成TiCl4的化学反应式程式:
。
（5）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为 ,该晶体中Ti原子周围与它距离最近且相等的N原子的个数为 。
已知晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长为 cm（用含ρ、NA的式子表示）。
3.（17分）镍与ⅤA族元素形成的化合物是重要的半导体材料,应用最广泛的是砷化镓（GaAs）,回答下列问题:
（1）基态Ga原子的核外电子排布式为 ,基态As原子核外有 个未成对电子。
（2）镓失去电子的逐级电离能（单位:
kJ·mol-1）的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192,由此可推知镓的主要化合价为 和+3。
砷的电负性比镍 （填“大”或“小”）。
（3）比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因:
。
镓的卤化物
GaCl3
GaBr3
GaI3
熔点/℃
77.75
122.3
211.5
沸点/℃
201.2
279
346
GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是 。
（4）二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为 ,草酸根中碳原子的杂化方式为 。
（5）砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm。
该晶体的类型为 ,晶体的密度为 g·cm-3。
（设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可）
4.（17分）已知:
元素周期表中前四周期的六种元素A、B、C、D、E、F核电荷数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F2+核外各层电子均充满。
请根据以上信息,回答下列问题:
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 （用元素符号表示）。
（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高,理由是 。
（3）E的最高价氧化物分子的立体构型是 ,是 （填“极性”“非极性”）分子。
（4）F原子的核外电子排布式是 。
（5）E、F形成某种化合物有如图所示两种晶体结构（深色球表示F原子）,其化学式为 。
（a）中E原子的配位数为 。
若在（b）的结构中取出一个平行六面体作为晶胞,则平均一个晶胞中含有 个F原子。
结构（a）与（b）中晶胞的原子空间利用率相比,（a） （填“>”“<”或“=”）（b）。
5.（17分）英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。
制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。
石墨烯的球棍模型示意图如图所示:
（1）下列有关石墨烯说法正确的是 。
A.键长:
石墨烯>金刚石
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①铜原子在基态时,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为 ;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有 。
②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷,请解释原因:
。
③下列分子属于非极性分子的是 。
a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇
④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中碳原子采用的杂化方式是 ;酞菁铜分子中心原子的配位数为 。
⑤金与铜可形成的金属互化物合金（如图,该晶胞中,Au占据立方体的8个顶点）:
它的化学式可表示为 ;在Au周围最近并距离相等的Cu有 个,若2个Cu原子核的最小距离为dpm,该晶体的密度可以表示为 g/cm3。
（阿伏加德罗常数的值用NA表示）
6.（17分）某绿色农药结构简式为图1,回答下列问题。
（1）基态硒原子的核外电子排布式为 ,该农药组成元素中,第一电离能较大的前三种元素是 （按由大到小顾序排列）。
（2）分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的立体构型为 ;CSe2首次是由H2Se和CCl4反应制取的,试比较上述三种分子的键角 （按由大到小顺序排列）。
（3）H2SeO3分子的中心原子杂化类型是 ,试比较H2SeO3、H2SeO4和H2SO4三种酸的酸性强弱（按由强到弱顺序排列） 。
（4）石墨是碳元素的一种同素异形体,石墨晶体可看作ABABA……堆积方式,晶胞结构和部分晶胞参数如图2所示;碱金属离子可填充在石墨层间形成石墨夹层化合物,同时堆积方式从ABABAB……变为AAAA……。
①原子坐标参数描述的是晶胞内原子间的相对位置。
石墨晶胞中碳原子A、B的坐标参数分别为:
A（0,0,0）、B（0,1,
）。
则C原子的坐标参数为 。
②晶胞参数用以描述晶胞的大小和形状。
已知石墨晶胞底边长为apm,层间距为dpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨的密度为 g/cm3（写出表达式即可）。
③图3为石墨夹层化合物W的投影图,试写出W的化学式:
,微粒之间存在的化学键有 。
解析
2020化学高考一轮复习【物质结构与性质】过关检测卷一
（时间:
90分钟 满分:
100分）
可能用到的相对原子质量:
Ti—48 N—14 Cu—64 Ga—70 As—75 Au—107
共6小题,共100分
1.（15分）钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Cu的基态原子价电子排布式为 ;
②Ni的基态原子共有 种不同能级的电子。
（2）制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4
2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑
①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 （用元素符号表示）;
②COCl2分子中各原子均满足8电子稳定结构,COCl2分子中σ键和π键的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 ;
③NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。
则熔点NiO （填“>”“<”或“=”）FeO,原因是 。
（3）Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料。
该合金的晶胞结构如图所示:
①该晶体的化学式为 ;
②已知该晶体的摩尔质量为Mg/mol,密度为ρg/cm3,设NA为阿伏加德罗常数的值。
则该晶胞的体积是 cm3（用含M、ρ、NA的代数式表示）。
解析:
（1）①Cu是29号元素,位于元素周期表中第四周期第ⅠB族,故Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1。
②Ni是28号元素,原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s等7个能级。
（2）制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4
2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑;
①反应式中非金属元素有三种:
O、C、Cl,CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价,CrO2Cl2中Cl为+1价,O为-2价,电负性越大,对成键电子吸引力越大,元素相互化合时该元素表现负价,故电负性:
O>Cl>C。
②COCl2分子中有1个C
O键和2个C—Cl键,所以COCl2分子中σ键的数目为3,π键的数目为1,个数比为3∶1,中心原子C电子对数=3+
=3,故中心原子杂化方式为sp2。
③NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明两者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。
因为Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,所以熔点是NiO>FeO。
（3）①该合金的晶胞中心有一个镍原子,其他8个镍原子都在晶胞面上,镧原子都在晶胞顶点,所以晶胞实际含有的镍原子为1+
×8=5,晶胞实际含有的镧原子为8×
=1,所以晶体的化学式LaNi5;
②一个晶胞的质量m=
根据m=ρV,即V=
。
答案:
（1）①3d104s1 ②7
（2）①O>Cl>C ②3∶1 sp2 ③> 两者均为离子晶体,且阴、阳离子电荷数均为2,但Fe2+的离子半径较大,离子晶体晶格能小
（3）①LaNi5 ②
2.（17分）金属钛（22Ti）号称航空材料。
回答下列问题:
（1）钛元素基态原子未成对电子数为 个,能量最高的电子占据的能级符号为 ,该能级所在能层具有的原子轨道数为 。
（2）[Ti（OH）2（H2O）4]2+中的化学键有 。
a.σ键b.π键c.离子键d.配位键
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示:
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 。
（4）工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。
先将TiO2（或天然的金红石）和足量炭粉混合加热至1000～1100K,进行氯化处理,生成TiCl4。
写出生成TiCl4的化学反应式程式:
。
（5）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为 ,该晶体中Ti原子周围与它距离最近且相等的N原子的个数为 。
已知晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长为 cm（用含ρ、NA的式子表示）。
解析:
（1）Ti元素价电子排布式为3d24s2,基态原子价电子排布图为
可见钛元素基态原子未成对电子数为2个,能量最高的电子占据的能级符号为3d,该能级所在能层为M能层,M能层有3s、3p、3d,分别含有原子轨道数目为1、3、5,具有的原子轨道数为9。
（2）[Ti（OH）2（H2O）4]2+中的化学键只有σ键和配位键。
（3）采取sp2杂化的碳原子价层电子对数是3,该分子中碳原子价层电子对数为3的有:
苯环上的碳原子、连接羰基的碳原子,所以一共有7个;采取sp3杂化的原子价层电子对数是4,价层电子对数是4的原子有:
连接甲基和羟基的碳原子、氧原子和氮原子,同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅤA族元素大于相邻元素,所以这三种元素第一电离能从小到大顺序是C（4）TiO2和足量炭粉混合加热至1000～1100K,生成TiCl4的化学反应方程式为TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO。
（5）观察晶胞N位于立方体的顶点和面心位置,N数=8×
+6×
=4;Ti位于晶胞内,有4个,化学式可写为TiN;由晶胞图可知与Ti相连的N有四个,组成正四面体;晶胞质量为4×
g,晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞边长为
=
cm。
答案:
（1）2 3d 9
（2）ad （3）7 CTiCl4+2CO（5）TiN 4
3.（17分）镍与ⅤA族元素形成的化合物是重要的半导体材料,应用最广泛的是砷化镓（GaAs）,回答下列问题:
（1）基态Ga原子的核外电子排布式为 ,基态As原子核外有 个未成对电子。
（2）镓失去电子的逐级电离能（单位:
kJ·mol-1）的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192,由此可推知镓的主要化合价为 和+3。
砷的电负性比镍 （填“大”或“小”）。
（3）比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因:
。
镓的卤化物
GaCl3
GaBr3
GaI3
熔点/℃
77.75
122.3
211.5
沸点/℃
201.2
279
346
GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是 。
（4）二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为 ,草酸根中碳原子的杂化方式为 。
（5）砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm。
该晶体的类型为 ,晶体的密度为 g·cm-3。
（设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可）
解析:
（1）Ga位于第四周期ⅢA族,31号元素,因此核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1（或1s22s22p63s23p63d104s24p1）;As位于ⅤA族,核外有3个未成对电子。
（2）根据电离能的数值,第一电离能与第二电离能相差较大,因此Ga可表现+1价,As为非金属,Ni为金属,因此As的电负性比镍大。
（3）根据表格数值,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,它们均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强;GaF3熔点比其余三个高很多,说明GaF3属于离子晶体。
（4）根据结构图,Ga的配位数为4,C原子有3个σ键,无孤电子对,因此C的杂化类型为sp2。
（5）砷化镓晶体熔点高,属于原子晶体;Ga位于顶点和面心,个数为8×
+6×
=4,As位于晶胞内部,原子个数为4,化学式为GaAs,晶胞的质量为
g,晶胞的体积为（565×10-10）3cm3,则晶胞的密度为
g·cm-3。
答案:
（1）[Ar]3d104s24p1（或1s22s22p63s23p63d104s24p1） 3
（2）+1 大 （3）GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,它们均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强 GaF3为离子晶体（4）4 sp2（5）原子晶体
4.（17分）已知:
元素周期表中前四周期的六种元素A、B、C、D、E、F核电荷数依次增大,其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F2+核外各层电子均充满。
请根据以上信息,回答下列问题:
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 （用元素符号表示）。
（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高,理由是 。
（3）E的最高价氧化物分子的立体构型是 ,是 （填“极性”“非极性”）分子。
（4）F原子的核外电子排布式是 。
（5）E、F形成某种化合物有如图所示两种晶体结构（深色球表示F原子）,其化学式为 。
（a）中E原子的配位数为 。
若在（b）的结构中取出一个平行六面体作为晶胞,则平均一个晶胞中含有 个F原子。
结构（a）与（b）中晶胞的原子空间利用率相比,（a） （填“>”“<”或“=”）（b）。
解析:
C元素是地壳中含量最高的金属元素,即C为Al,D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高,推出D为Si,F2+核外各层电子均充满,推出F为Zn,化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子,即E为S,B为Na,A原子核外有三个未成对电子,即A为N。
（1）金属性越强,第一电离能越小,非金属性越强,第一电离能越大,Na的金属性强于Al,N的非金属性强于Si,因此第一电离能由小到大的顺序是Na（2）B的氯化物是NaCl,属于离子晶体,D的氯化物是SiCl4,属于分子晶体,一般情况下,离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。
（3）E的最高价氧化物是SO3,有3个σ键,孤电子对数为
=0,价层电子对数为3,立体构型为平面正三角形,属于非极性分子。
（4）F为Zn,位于第四周期ⅡB族,即核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2（或[Ar]3d104s2）。
（5）根据（a）S位于顶点和面心,个数为8×
+6×
=4,Zn位于体内,有4个,化学式为ZnS,根据（a）离S最近的Zn有4个,则S的配位数为4,在（b）的结构中取出一个平行六面体,结构是
（灰色球表示Zn原子）,含有锌原子的个数为4×
+1=2,（a）图中S2-之间形成面心立方最密堆积,（b）图中S2-形成六方最密堆积,这两种堆积方式的原子空间利用率相等。
答案:
（1）Na（2）NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体 （3）平面正三角形 非极性
（4）1s22s22p63s23p63d104s2（或[Ar]3d104s2）
（5）ZnS 4 2 =
5.（17分）英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。
制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。
石墨烯的球棍模型示意图如图所示:
（1）下列有关石墨烯说法正确的是 。
A.键长:
石墨烯>金刚石
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①铜原子在基态时,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为 ;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有 。
②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷,请解释原因:
。
③下列分子属于非极性分子的是 。
a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇
④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中碳原子采用的杂化方式是 ;酞菁铜分子中心原子的配位数为 。
⑤金与铜可形成的金属互化物合金（如图,该晶胞中,Au占据立方体的8个顶点）:
它的化学式可表示为 ;在Au周围最近并距离相等的Cu有 个,若2个Cu原子核的最小距离为dpm,该晶体的密度可以表示为 g/cm3。
（阿伏加德罗常数的值用NA表示）
解析:
（1）金刚石中碳原子之间只存在σ键,石墨烯中碳原子之间存在σ键和π键,因此键长:
石墨烯<金刚石,故A错误;石墨烯是平面形分子,分子中所有原子可以处于同一平面,故B正确;一个碳原子中含有
个单键,即
个σ键,所以12g石墨烯含σ键数为
NA,故C错误;石墨层内是共价键,石墨层与层之间的作用力是范德华力,所以从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力,故D正确。
（2）①铜原子在基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为3d;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有4s1和3d54s1,即K和Cr;
②乙醇分子间存在氢键,使得其熔沸点升高,而丁烷不存在氢键;
③甲烷为正四面体,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故a正确;二氯甲烷为四面体分子,结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故b错误;苯为平面正六边形,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故c正确;乙醇结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故d错误;
④酞菁分子中碳原子含有3个σ键和1个π键,所以采取sp2杂化;该分子中能提供孤对电子的氮原子才是配位原子,所以酞菁铜分子中心原子的配位数为2;
⑤该晶胞中含Cu原子个数=6×
=3,含有Au=8×
=1,所以其化学式为Cu3Au或AuCu3,根据图示,铜原子周围最近并距离相等的Au原子有4个,根据化学式,在Au周围最近并距离相等的Cu有12个;若2个Cu原子核的最小距离为dpm,则晶胞的棱长为
dpm=
d×10-10cm,该晶体的密度=
=
g/cm3。
答案:
（1）BD
（2）①3d K、Cr ②乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键 ③ac ④sp2 2 ⑤Cu3Au或AuCu3 12
6.（17分）某绿色农药结构简式为图1,回答下列问题。
（1）基态硒原子的核外电子排布式为 ,该农药组成元素中,第一电离能较大的前三种元素是 （按由大到小顾序排列）。
（2）分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的立体构型为 ;CSe2首次是由H2Se和CCl4反应制取的,试比较上述三种分子的键角 （按由大到小顺序排列）。
（3）H2SeO3分子的中心原子杂化类型是 ,试比较H2SeO3、H2SeO4和H2SO4三种酸的酸性强弱（按由强到弱顺序排列） 。
（4）石墨是碳元素的一种同素异形体,石墨晶体可看作ABABA……堆积方式,晶胞结构和部分晶胞参数如图2所示;碱金属离子可填充在石墨层间形成石墨夹层化合物,同时堆积方式从ABABAB……变为AAAA……。
①原子坐标参数描述的是晶胞内原子间的相对位
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