《高考帮》化学总复习练习专题25 物质结构与性质习思用化学.docx

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《高考帮》化学总复习练习专题25物质结构与性质习思用化学

专题二十五　物质结构与性质

考点1原子结构与元素的性质

1.[2017江西二模]下列说法中正确的是（　　）

A.任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级

B.用n表示能层序数,则每一能层最多容纳电子数为2n2

C.核外电子运动的概率分布图（电子云）就是原子轨道

D.电子的运动状态只可从能层、能级、轨道3个方面进行描述

2.元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示。

X

Y

Z

已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是（　　）

A.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4

B.Y元素位于元素周期表的第三周期ⅥA族

C.X元素所在周期中所含非金属元素种类最多

D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3

3.[2015新课标全国卷Ⅰ,37

（1）,2分]处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用　　　　　　　　形象化描述。

在基态14C原子中,核外存在　　　　对自旋相反的电子。

4.[2014四川理综,8,13分]X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。

XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。

请回答下列问题:

（1）Y基态原子的电子排布式是　　　;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是　　　。

（2）X离子的立体构型是　　　;R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是　　　。

（3）Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是　　　。

（4）将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是　。

5.[高考组合改编题]完成下列填空:

（1）[2017全国卷Ⅲ,35

（1）节选]Co基态原子核外电子排布式为　　　　。

元素Mn与O中,第一电离能较大的是　　　　。

（2）[2017全国卷Ⅱ,35

（1）,1分]氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为　　　　　　。

（3）[2016全国卷Ⅰ,37

（1）,2分]基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]　　　　,有　　　　个未成对电子。

（4）[2016全国卷Ⅱ,37

（1）,3分]镍元素基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　,3d能级上的未成对电子数为　。

（5）[2016全国卷Ⅲ,37

（1）,1分]写出基态As原子的核外电子排布式　　　　　　　　　　。

（6）[2015新课标全国卷Ⅱ,37

（1）改编]P原子的核外电子排布式为　　　　。

（7）[2014新课标全国卷Ⅱ,37

（1）改编]Cu的价层电子排布图为　　　　。

6.下列说法错误的是（　　）

A.ns电子的能量不一定高于（n-1）p电子的能量

B.6C的电子排布式为1s22s2违背了洪特规则

C.电子排布式（21Sc）ls22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理

D.电子排布式（22Ti）ls22s22p63s23p10违反了泡利原理

7.化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列化学用语的书写正确的是（　　）

A.基态Mg原子的核外电子排布图:

1s↑↓2s↑↓2p↑↓↑↓↑↓3s↑↑

B.S2-的电子排布式为1s22s22p63s23p6

C.As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p3

D.Cu元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2

8.[2018杭州二中考试]下列说法中正确的是（　　）

A.基态原子不一定是最低能量的原子

B.基态碳原子的电子排布式是1s22s22p3

C.焰色反应是金属原子的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱

D.同一原子处于激发态时的能量一定大于基态时的能量

9.[2017河南洛阳一模]原子序数小于36的四种元素,分别位于不同周期,其中X原子核是一个质子,Y原子核外电子有6种不同的运动状态,Y与

Z可形成正四面体形分子,M原子外围电子排布为3d104s1,下列说法不正确的是（　　）

A.X、Y元素形成的一系列化合物中,其中X元素质量分数的最大值为25%

B.四种元素中电负性最大的是Y

C.Z所形成的气态氢化物,在其同主族元素的气态氢化物中沸点最低

D.四种元素中第一电离能最小的是M

10.[2017河北石家庄模拟]2016年6月8日,国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）公布了新元素的元素符号,113号元素为Nh;115号元素为Mc;117号元素为Ts;118号元素为Og。

关于这四种元素,下列说法正确的是（　　）

A.Al的金属性强于Nh的

B.Mc所在族的某种元素的单质是一种优良的半导体,并在芯片产业中应用广泛

C.气态氢化物的稳定性:

HF>HTs

D.Og所在族的所有元素都达到了最外层8电子稳定结构

11.[2014福建理综,31,13分]氮化硼（BN）晶体有多种相结构。

六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。

立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。

它们的晶体结构如图所示。

（1）基态硼原子的电子排布式为　　　　。

（2）关于这两种晶体的说法,正确的是　　　　　　　（填序号）。

a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大

b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软

c.两种晶体中的B—N键均为共价键

d.两种晶体均为分子晶体

（3）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为　　　,其结构与石墨相似却不导电,原因是　　　。

（4）立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为　　　。

该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现。

根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是　　　。

（5）NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一。

1molNH4BF4含有　　　mol配位键。

12.[2017重庆一中阶段检测]已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。

X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。

X与Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。

请回答下列问题:

（1）X元素基态原子的电子排布式为　　　　　,该元素的符号是　　　　　。

（2）Y元素原子的价层电子排布图为　　　　　　　　　　,该元素的名称是　　　　　　。

（3）已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物的稳定性,并说明理由:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

13.自然界中存在的碘的稳定性核素是碘-127I）,另外还存在人工放射性核素碘-131I）。

碘-131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺疾病。

请回答下列问题:

（1）下列有关这两种核素的说法不正确的是　　　　　　　　（填标号）。

AI和I的价电子排布式相同

BI和I的电负性相等

C.I原子的核外电子排布式中只有1个能级未充满电子

D.I的第一电离能大于Cl的

（2）核电站为防止发生核辐射事故,通常用含有铅的水泥做成屏蔽罩,内衬钢板,反应的压力容器用铁、铜、锰等具有反辐射的合金材料制成。

①水泥中通常含有碳、氧、硅、铝等元素,则四种元素中3p能级上存在电子的是　　　　（填元素符号）。

②写出二价铜离子的电子排布式:

　　　　　　　　　　　　　　　　。

③铅的核电荷数为82,位于周期表中　　　区。

④锰原子核外电子共有25种不同的运动状态,则锰原子核外电子排布图为　　　　　,锰原子中能量最低的电子为　　　　轨道上的电子,其轨道呈　　　　形。

考点2分子结构与性质

14.下列描述中正确的是（　　）

A.CS2为V形极性分子

B.Cl的空间构型为平面三角形

C.SF6中有4对完全相同的成键电子对

D.SiF4、S的中心原子均为sp3杂化

15.[2017广东佛山期末]下列实验事实中,能用键能大小来解释的是（　　）

①稀有气体一般较难发生化学反应

②金刚石比晶体硅的熔点高

③氮气比氯气的化学性质稳定

④通常情况下,溴是液态,碘是固态

A.①②　　　B.②③C.①④D.①②③④

16.[2016湖南醴陵模拟]根据相关的化学原理,下列判断正确的是（　　）

A.由于水中存在氢键,所以稳定性:

H2O>H2S

B.由于二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳的大,所以沸点:

SiO2>CO2

C.若A2+2D-

2A-+D2,则氧化性D2>A2

D.若R2-和M+的电子层结构相同,则离子半径R2->M+

17.[2015福建理综,31

（1）

（2）（3）,9分]科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为　　　　。

（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是　　　　（填序号）。

a.固态CO2属于分子晶体

b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子

c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

（3）在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。

①基态Ni原子的电子排布式为　　　　　　　　,该元素位于元素周期表中的第　　　　族。

②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）4,1molNi（CO）4中含有　　　　molσ键。

18.请回答以下问题。

（1）C的电子排布式是　　　　。

（2）下列物质中既有离子键又有共价键的是　　　　（填字母）。

A.MgO　　　　B.NaOHC.CaCl2D.（NH4）2SO4

（3）关于下列分子的说法不正确的是　　　　（填字母）。

A.既有σ键又有π键

B.O—H键的极性强于C—H键的极性

C.是非极性分子

D.该物质的分子之间不能形成氢键,但它可以与水分子形成氢键

（4）下列说法正确的是　　　　（填字母）。

A.HOCH2CH（OH）CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子

B.N和CH4的空间构型相似

C.BF3与

都是平面形分子

D.CO2和H2O都是直线形分子

（5）下列有关性质的比较,正确的是　　　　（填字母）。

A.第一电离能:

O>N

B.水溶性:

CH3CH2OH>CH3CH2OCH2CH3

C.沸点:

HCl>HF

D.晶格能：

NaCl>MgO

19.[2015海南,19,20分]Ⅰ.下列物质的结构或性质与氢键无关的是（　　）

A.乙醚的沸点

B.乙醇在水中的溶解度

C.氢化镁的晶格能

D.DNA的双螺旋结构

Ⅱ.钒（23V）是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业。

回答下列问题:

（1）钒在元素周期表中的位置为　　　　　　　　,其价层电子排布图为　　　　　　　　。

（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。

晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为　、 

　　　。

（3）V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。

SO2分子中S原子价层电子对数是　　　　　　,分子的立体构型为　　　　　;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为　　　　　　　;SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为　　　　　　　;该结构中S—O键长有两类,一类键长约140pm,另一类键 长约为160pm,较短的键为　　　　　　　（填图2中字母）,该分子中含有　　　个σ键。

（4）V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠（Na3VO4）,该盐阴离子的立体构型为 ;

也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为　。

20.X、Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素。

其中,X原子核外的M层中只有2对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的2倍,Z是地壳内含量最高的元素,M的内层电子数是最外层电子数的9倍,N的原子序数比M小1,Q在元素周期表的各元素中电负性最大,P元素的第三电子层处于全充满状态,第四电子层只有1个电子。

请回答下列问题:

（1）X元素在周期表中的位置是　　　　　　,它的外围电子的电子排布式为　。

P元素属于　　　　　区元素。

（2）XZ2分子的空间构型是　　　　　　　,YZ2分子中Y的杂化轨道类型为　　　　,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是　　　　　　　（写分子式）,理由是　　　　　　　　。

（3）含有元素N的盐的焰色反应为　　　　　色,许多金属的盐都可以发生焰色反应,其原因是　 　。

（4）元素M与元素Q形成晶体的结构如图1所示,设其晶胞边长为apm,该化合物的摩尔质量为Dg/mol。

则该晶胞密度的计算式为　　　g/cm3。

（5）三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。

三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是　　　　　　,三聚氰胺中N元素的质量分数是　　　　　　　。

21.碳、氮元素及其化合物与生产、生活密切相关,回答下列问题。

（1）K3[Fe（CN）6]晶体中Fe3+与CN-之间的作用力为　　　　,该化学键能够形成的原因是　　　　　　　　　　　。

（2）某有机物的结构简式为

。

该有机物分子是　　　　（填“极性”或“非极性”）分子,该有机物分子中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　。

（3）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）分子中氮原子杂化类型为　　　　　,乙二胺和三甲胺[N（CH3）3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是　　　　　　　　　　　。

（4）NH4Cl晶体中阳离子中心原子的价层电子对数为　　　　,该晶体中不含有　　　。

A.离子键B.极性共价键C.非极性共价键D.配位键

E.σ键F.π键

（5）NCl3的立体构型为　　　　　,其中心原子的杂化轨道类型为　　　　。

22.氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为

它是经国家批准使用的植物生长调节剂。

（1）氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为　　　　。

（2）氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为　　　　,羰基碳原子的杂化轨道类型为　　　　　。

（3）查文献可知,可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲:

+

异氰酸苯酯2-氯-4-氨基吡啶氯吡苯脲

反应过程中,每生成1mol氯吡苯脲,断裂　　　　个σ键、断裂　　　　个π键。

（4）膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。

①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因:

　　　　　　　　　　　　　　。

②H2O、NH3、CO2分子的空间构型分别是　　　　　　　　　　　　　　,中心原子的杂化类型分别是　　　　　　　　　　　　　　。

考点3晶体结构与性质

23.[2016上海,4,2分]下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是（　　）

A.CaO与CO2B.NaCl与HClC.SiC与SiO2D.Cl2与I2

24.下列有关晶体的叙述中,正确的是（　　）

A.原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高

B.分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定

C.分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高

D.离子晶体不一定能溶于水,但一定不含非极性共价键

25.[2016海南,19-Ⅱ,14分]M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。

元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。

回答下列问题:

（1）单质M的晶体类型为　　　　　　　　,晶体中原子间通过　　　　　　作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为　　　　　　。

（2）元素Y基态原子的核外电子排布式为　　　　　,其同周期元素中,第一电离能最大的是　　　　（写元素符号）。

元素Y的含氧酸中,酸性最强的是　　　　　（写化学式）,该酸根离子的立体构型为　　　　　。

（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为　　　　,已知晶胞参数a=0.542nm,此晶体的密度为　　　　　　g·cm-3。

（写出计算式,不要求计算结果。

阿伏加德罗常数为NA） 

②该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是　　　　　　　　　。

此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为　　　　　　　　。

26.原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。

回答下列问题:

（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为　　　,1molY2X2含有σ键的数目为　　　。

（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是　　　　　　　　　　　　。

（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是　　　　　　　。

（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是　　　,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。

27.[2017安徽六安三模]H、C、N、O、W、Fe、V都是生活与化学工业中常见元素,设NA代表阿伏加德罗常数的值。

请回答下列问题:

（1）碳负离子C的空间构型为　　　　;根据等电子原理,NO+的电子式为　　　　。

（2）N、Na+、Fe3+、Cu2+四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数最多的是　　　　;Cu2+在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子,其化学式为　　　　。

（3）钒可用于人工合成二价钒固氮酶（结构如图甲）。

钒固氮酶中钒的配位原子有　　　　（填元素符号）。

甲乙丙

（4）烟酰胺（结构如图乙）可用于合成光合辅酶NADPH,烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有　　　　,1mol该分子中含σ键的数目为　　　　。

（5）图丁为碳化钨晶体的一部分结构,碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙固溶体,也称为填隙化合物。

在此　结构中,其中钨原子有　　　　个,1个钨原子周围距离最近的碳原子有　　　　个,假设该部分晶体的体积为Vcm3,碳化钨的摩尔质量为Mg·mol-1,密度为bg·cm-3,则阿伏加德罗常数的值NA可表示为　　　　　　　　。

丁

（6）12g石墨烯（结构如图丙）中含有的正六边形的物质的量为　　　　mol;请你预测硅是否容易形成类似石墨烯的结构,并说明理由　　　　　　　　　　　　。

答案

1.B　在多电子原子中,同一能层的电子能量也不同,还可以把它们分成能级,随着能层数的增大,能级逐渐增多,能级分为s、p、d、f等,A项错误;多电子的原子核外电子的能量是不同的,按电子的能量差异,可将核外电子分成不同的能层,用n表示能层序数,则每一能层最多容纳电子数为2n2,B项正确;电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形,电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,核外电子运动的概率分布图（电子云）并不完全等同于原子轨道,C项错误;电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述,D项错误。

2.A　先确定Y元素原子的价电子层结构,再依据元素周期表中的相对位置确定X、Z元素的种类。

因为Y元素原子的价电子排布式中出现了np能级,故其ns能级已经排满且只能为2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的价电子排布式为3s23p4,A项错误,B项正确。

Y为S,X为F,第二周期所含非金属元素种类最多,C项正确。

Z为As,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D项正确。

3.电子云（1分）　2（1分）　

【解析】　处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用“电子云”形象化描述。

根据碳的基态原子核外电子排布图

可知,自旋相反的电子有2对。

4.（方程式3分,其余每空2分）

（1）1s22s22p4　Cl　

（2）V形　O　（3）2∶1　（4）2Cu+8NH3·H2O+O2

2[Cu（NH3）4]2++4OH-+6H2O

【解析】　根据题给信息,可以推断出X为N,Y为O,Z为Mg,R为Cu。

（1）O原子核外有8个电子,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4。

Mg位于第三周期,第三周期中第一电离能最大的主族元素为Cl。

（2）N中N有一对孤电子对,N的立体构型为V形。

C的水合离子中,H2O分子中O原子提供孤电子对。

（3）阴离子个数为2+4×=4,阳离子个数为1+8×=2,故阴、阳离子个数之比为2∶1。

（4）该反应生成了[Cu（NH3）4]（OH）2配合物。

5.

（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2（1分）　O（1分）　

（2）

（1分）　（3）3d104s24p2（1分）　2（1分）　（4）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2（2分）　2（1分）

（5）[Ar]3d104s24p3（1分）　（6）1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3　（7）

【解析】　

（1）根据构造原理可写出Co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。

O是非金属元素,而Mn是金属元素,前者易得电子而不易失电子,后者则反之,所以O的第一电离能大于Mn的。

（2）根据构造原理可知氮原子价电子排布式为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理可写出其价电子的轨道表达式

。

（3）在元素周期表中,锗位于硅正下方,锗的原子序数为14+18=32,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,由于4p能级有3个能量相同的轨道,根据洪特规则,4p上2个电子分别占据两个轨道且自旋方向相同,故未成对电子数为2。

（4）镍元素原子核外有28个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。

3d能级上有2个未成对电子。

（5）根据构造原理可写出基态As原子的核外电子排布式。

（6）P为15号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3。

（7）Cu的价电子排布式为3d104s1,由此可写出Cu的价层电子排布图。

6.A　A项,电子能量与能层和能级都有关,ns电子的能量一定高于（n-1）p电子的能量,故A错误;B项,根据洪特规则知,2p轨道上的两个电子应排在不同轨道上,故B正确;C项,应先排能量低的4s轨道,而不是排能量高的3d,违反了能量最低原理,故C正确;D项,根据泡利原理知,3p轨道最多排6个电子,故D正确。

7.B　A项,根据泡利原理,1个原子轨道最多只能容纳2个电子且自旋状态相反,错误;B项,S的核外电子数为16,电子排布式为1s22s22p63s23p4,得到2个电子变为S2-,故S2-的电子排布式为1s22s22p63s23p6,正确;C项,As原子核外共有33个电子,简化的电子排布式为[Ar]3d104s24p3,错误;D项,3d轨道