高考龙泉一轮化学 检测 12.docx
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高考龙泉一轮化学检测12
阶段测试十二 物质结构与性质
满分：
100分 时间：
90分钟
1.（8分）（2014·四川）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）XY
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上图所示，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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）①1s22s22p4 ②Cl
（2）①V形 ②O
（3）2∶1
（4）2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu（NH3）4]2＋＋4OH－＋6H2O
解析 分子式为XY2的红棕色气体为NO2，故X为N元素，Y为O元素，M层与K层电子数相等的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，则Z为Mg元素，＋2价离子的3d轨道上有9个电子的原子的外围电子排布式为3d104s1，则R为Cu元素。
（1）O元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4；第三周期元素中第一电离能最大的主族元素为Cl元素。
（2）NO
与O3为等电子体，两者结构相似，为V形；在Cu2＋的水合离子中，O原子提供孤电子对，Cu2＋提供空轨道。
（3）由晶胞结构可看出，阳离子位于顶点和体心，故阳离子个数＝
×8＋1＝2个，阴离子位于面心和体内，故阴离子个数＝
×4＋2＝4个，故阴离子与阳离子个数比为2∶1。
（4）深蓝色溶液中含有的离子为[Cu（NH3）4]2＋，根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可写出离子方程式。
2．（8分）（2014·新课标全国Ⅱ）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。
a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。
回答下列问题：
（1）b、c、d中第一电离能最大的是________（填元素符号），e的价层电子轨道示意图为________。
（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________（填化学式，写出两种）。
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。
（填化学式）
（4）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为________。
（5）这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。
该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）N
（2）sp3 H2O2、N2H4
（3）HNO2、HNO3 H2SO3
（4）＋1
（5）SO
共价键和配位键 H2O H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱
解析 a、b、c、d、e为前四周期元素，a的核外电子总数与其周期数相同，且原子序数最小，a为H；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，内层电子数为2，即
，为O元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于氧元素，则b为N元素；e的原子序数最大，且最外层只有1个电子，第四周期中，次外层有18个电子，最外层只有1个电子，共有29个电子，推知e为Cu元素；d与c同族，且原子序数比O大比铜小，推知d为S元素。
（1）b、c、d分别为N、O、S，因N原子电子排布式为1s22s23p3，p轨道半充满，故第一电离能最大的为N；e的价层电子排布式为3d104s1，故价层电子轨道示意图为
。
（2）a为H，与N、O、S可形成二元共价化合物，分别为NH3（三角锥形），H2O（V形），H2S（V形），其中呈三角锥形的分子的中心原子的杂化方式，可利用价层电子对互斥理论先求价层电子对数为3＋
×（5－3）＝4，故为sp3杂化；还能形成既含极性共价键、又含非极性共价键的化合物H2O2（H—O—O—H）、
，H—O、H—N为极性键，O—O、N—N为非极性键。
（3）这些元素可形成含氧酸HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的为H2SO3，SO
价层电子对数为3＋
×（6＋2－6）＝3＋1＝4。
（4）e为Cu，c为O，由图1可知，晶胞中含Cu原子为4个，含O原子为8×
＋1＝2个，故化学式为Cu2O，O为－2价，则Cu为＋1价。
（5）含有H、N、O、S、Cu五种元素的化合物，结合课本选修3络合物有关知识，结合题目所给信息，观察中心为1个Cu2＋，周围为4个NH3分子和2个H2O分子，得到该化合物化学式为Cu（NH3）4SO4·2H2O，加热时，由于H2O和Cu2＋作用力较弱会先失去。
3．（8分）（2014·山东）石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是__________________，该C与相邻C形成的键角________（填“>”“<”或“＝”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________（填元素符号）。
（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。
该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________________。
答案
（1）3
（2）sp3 < （3）O、H （4）12 M3C60
解析
（1）石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以3个共价键与其他碳原子形成共价键的。
（2）图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109.5°。
（3）只有电负性较大的非金属元素与氢元素才可形成氢键。
（4）一个晶胞中M原子的个数为12×
＋9＝12；一个晶胞中C60的个数为8×
＋6×
＝4，M与C60的个数比为3∶1，故该材料的化学式为M3C60。
4．（8分）（2014·江苏）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。
（1）Cu＋基态核外电子排布式为________。
（2）与OH－互为等电子体的一种分子为________（填化学式）。
（3）醛基中碳原子的轨道杂化类型是________；1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。
（4）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（5）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。
铜晶胞结构如下图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
答案
（1）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
（2）HF
（3）sp2 6NA或6×6.02×1023个
（4）2Cu（OH）2＋CH3CHO＋NaOH
CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
（5）12
解析
（1）Cu的原子序数为29，根据洪特规则特例：
能量相同的原子轨道在全充满（如p6和d10）、半充满（如p3和d5）和全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定，因此Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。
（2）OH－为10电子微粒，电子数相等、原子数相等的微粒之间互为等电子体，故可以是HF。
（3）醛基（
）中所有原子在同一平面上，因此中心C原子为sp2杂化；乙醛的结构简式为CH3CHO，CH3CHO中，C—H键是σ键，C===O中，一个键是σ键，另一个键是π键，C—C键是σ键，因此1molCH3CHO中有6molσ键。
（4）CH3CHO被新制Cu（OH）2氧化为CH3COOH，CH3COOH再与NaOH反应生成CH3COONa。
（5）根据晶胞可知，铜晶体是面心立方结构，顶点离面心的铜原子距离最近，一个晶胞中，一个顶点离它最近的面心铜原子有3个，经过一个顶点的晶胞有8个，共24个面心铜原子，1个面心铜原子由2个晶胞共用，故每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个。
5．（8分）（2014·福建）氮化硼（BN）晶体有多种结构。
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。
它们的晶体结构如右图所示。
（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________（填选项字母）。
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。
答案
（1）1s22s22p1
（2）bc
（3）平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子
（4）sp3 高温、高压 （5）2
解析
（1）B的原子序数为5，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。
（2）立方相氮化硼只含有σ键，a项错误；六方相氮化硼质地软，是由于其层间作用力为范德华力，作用力小，b项正确；B、N均为非金属元素，两者形成的化学键为共价键，c项正确；六方相氮化硼属于分子晶体，立方相氮化硼属于原子晶体，d项错误。
（3）观察六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。
其结构虽与石墨相似，但由于N的电负性较大，共价键上的电子被N原子强烈吸引，不能自由移动，所以不导电。
（4）立方相氮化硼晶体中，每个硼原子形成4个共价单键，所以为sp3杂化；地下约300km的环境应为高温、高压。
（5）NH
中存在一个由氮原子提供孤电子对、H＋提供空轨道而形成的配位键；在BF
中，存在一个由F提供孤电子对、B提供空轨道而形成的配位键，所以1mol氟硼酸铵中含有2mol配位键。
6．（8分）（2014·新课标全国Ⅰ）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________。
可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。
（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸，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________，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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。
（4）Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为________。
列式表示Al单质的密度________g·cm－3（不必计算出结果）。
答案
（1）X射线衍射
（2）4 1s22s22p63s23p63d5 血红色
（3）sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16
（4）12
解析
（1）区分晶体、准晶体和非晶体可运用X射线衍射的方法。
（2）基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe（SCN）3呈血红色。
（3）由乙醛的结构式（
）知，—CH3、—CHO上的碳原子分别为sp3、sp2杂化。
由于1个乙醛分子中含有4个C—H键、1个C—C键、1个C===O键，共有6个σ键，故1mol乙醛分子中含有6NA个σ键。
乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键，故乙酸的沸点明显高于乙醛。
根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子为4＋6×
＋8×
＝8（个），再结合化学式Cu2O知一个晶胞中含有16个铜原子。
（4）面心立方晶胞中粒子的配位数是12。
一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×
＋6×
＝4（个），一个晶胞的质量为
×27g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1nm＝10－7cm。
7．（8分）（2014·衡阳二次联考）现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素，E、F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
请根据下列相关信息，回答问题。
A
元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1
B
元素原子核外s电子总数与p电子总数相等，且不与A元素在同一周期
C
原子核外所有p轨道全满或半满
D
元素的主族序数与周期数之差为4
E
是前四周期中电负性最小的元素
F
在周期表的第七列
（1）A基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。
（2）某同学根据上述信息，所画的B原子的电子轨道排布式为
。
该种排布违背了________原理。
（3）F位于________族________区，其基态原子有________种运动状态。
（4）CD3中心原子的杂化方式为________，用价层电子对互斥理论推测其分子空间构型为________________________________________________________________________。
（5）若某金属单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
则晶体中该原子的配位数为________，该单质晶体中原子的堆积方式为四种基本堆积方式中的________。
答案
（1）3 纺缍体或哑铃形
（2）泡利不相容
（3）第ⅦB d 25
（4）sp3 三角锥形
（5）12 铜形（或面心立方堆积）
8．（8分）（2014·宝鸡三检）卤素除能形成卤化物外，还可以形成卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
（1）卤族元素位于周期表的________区。
基态溴原子的价电子排布式为________，最高能量的能层符号为________。
（2）气态HF是单体或环状六聚体共存的一种平衡混合物，这是因为________________________________________________________________________。
（3）已知IBr、BrCl等卤素互化物的结构、性质均与卤素单质相似，则Br2、IBr、BrCl的沸点由高到低的顺序为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）根据价层电子对互斥模型推测多卤素阳离子I
的空间构型为________，中心原子杂化类型为________。
（5）请比较亚氯酸（HClO2）和氯酸（HClO3）的酸性强弱：
HClO2________HClO3（填“>”“<”或“＝”），试从分子结构与性质的关系解释原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）多卤化物CsICl2在加热时会分解为晶体为晶格能相对较大的卤化物和卤素互化物，写出该反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
（7）已知冰晶石熔融时电离方程式为Na3AlF6===3Na＋＋AlF
，其晶胞结构如图所示，●位于大方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中心和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________。
若晶胞中两个最近的AlF
的距离为apm，则该晶体的密度为________g·cm－3（用含a的代数式表示，已知1pm＝10－10cm）。
答案
（1）p 4s24p5 N
（2）HF分子间存在氢键
（3）IBr>Br2>BrCl
（4）V形（或角形） sp2
（5）< HClO2和HClO3可以分别表示为（HO）ClO和（HO）ClO2，HClO3分子中非羟基氧原子的数目大于HClO2分子中非羟基氧原子的数目，故HClO3分子中Cl的正电性更高，导致Cl—O—H中的电子更向Cl偏移，因而在水分子作用下，更易电离出H＋，即酸性更强（只要答出HClO3分子中非羟基氧原子的数目多，分子中Cl的正电性更高即可给分）
（6）CsICl2
CsCl＋ICl
（7）Na＋
9．（8分）X、Y、Z、W、Q五种前四周期元素，原子序数依次增大。
已知五种元素中只有一种为金属元素，XW2分子与Y
为等电子体，元素W的原子序数等于元素Z的原子序数加8，Q的最外层电子数为2，次外层电子数等于Y和W2－最外层电子数之和。
根据以上信息回答下列问题：
（1）X、Y、Z的电负性由大到小的顺序为________。
（2）XW2的电子式为________，Y
的空间构型为________形。
（3）Q的价电子排布式为________。
（4）下列关于WZ2结构的说法正确的是________（填选项字母）。
A．WZ2为直线形非极性分子
B．WZ2为直线形极性分子
C．WZ2中W为sp3杂化
D．WZ2中W为sp2杂化
（5）α－QW的晶胞是立方体，用X射线粉末法测得该晶体胞边长a＝520.0pm,26℃测得该晶体的密度为4.1g/cm3，请列式计算一个晶胞中含有的Q、W离子数。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（6）α－QW晶胞的一个侧面的投影图如图所示。
与Q离子距离最近且距离相等的W离子构成的几何图形是________。
答案
（1）O>N>C
（3）3d54s2
（4）D
（5）4.1×（520.0×10－10）3×6.02×1023÷87＝4，即晶胞体中含有4个Mn2＋和4个S2－。
（6）正八面体
10．（8分）化合物A（H3BNH3）是一种潜在的储氢材料，可由六元环状物质（HB===NH）3通过反应3CH4＋2（HB===NH）3＋6H2O===3CO2＋6H3BNH3制得。
A在一定条件下通过多步去氢可最终转化为氮化硼（BN）。
请回答下列问题：
（1）与（HB===NH）3互为等电子体的分子为________（填分子式）
（2）下列关于合成A的化学方程式的叙述不正确的是________（填选项字母）。
a．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
b．CH4、H2O、CO2的分子空间构型分别为正四面体形、V形、直线形
c．第一电离能的大小关系为：
N>O>C>B
d．A中存在配位键
（3）氮化硼（BN）有多种晶型，其中立方氮化硼与金刚石的结构类似，则其晶胞中共有________个硼原子，________个氮原子。
（4）人工可以合成硼的一系列氢化物，其物理性质与烷烃相似，故称之为硼烷。
工业上采用LiAlH4和BF3在乙醚介质中反应制得乙硼烷（B2H6），同时生成另外两种产物。
该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（5）相关化学键的键能如下表所示，简要分析和解释下列事实。
化学键
B—H
B—O
B—B
键能（kJ·mol－1）
389
561
293
自然界中不存在硼单质，硼氢化物也很少，主要是含氧化合物，其原因为________________________________________________________________________
_____________________________________________________________
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