物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)能力測(cè)試

■河北省武邑宏達(dá)學(xué)校 王 嬌

可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56

一、選擇題:本題共14小題,每小題3分,共42分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

A.電負(fù)性:H

2.三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物,[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]Cl2是其中的一種。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.該配合物中的配離子存在多種異構(gòu)體

B.對(duì)該配合物進(jìn)行加熱時(shí),配體H2O比NH3更容易失去

C.提供電子對(duì)形成配位鍵的原子在基態(tài)時(shí)核外電子具有相同數(shù)目的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

D.常溫下,向含1 mol該配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,滴定結(jié)束后生成3 mol AgCl沉淀

3.前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X與Z同主族,且基態(tài)X原子中p能級(jí)和s能級(jí)上的電子數(shù)相同。Y、Z同周期,Y位于ⅢA族,W最外層有2個(gè)電子。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.原子半徑:r(X)

B.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性:W

C.第一電離能:I1(Z)

D.基態(tài)W原子內(nèi)層原子軌道均已充滿(mǎn)電子

4.X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分別有1個(gè)、7個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不同的電子,Y原子中各能級(jí)電子數(shù)相等,W原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層的3倍,R的原子半徑是該周期主族元素中最大的。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:Y>Z>W

B.簡(jiǎn)單離子半徑:r(W)>r(R)

C.第一電離能:I1(W)>I1(Z)>I1(Y)

D.X、Z、W形成的化合物一定不含離子鍵

5.部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)見(jiàn)表1。

表1

下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )。

A.元素X的第一電離能比Y的大

B.元素Z的電負(fù)性比W的大

C.元素W的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比T的低

D.元素T的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性一定比Z的強(qiáng)

6.某種由六種元素形成的抗癌藥物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖1所示,其中W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,Y、Z的最外層電子數(shù)之和是X的最外層電子數(shù)的2倍。下列敘述不正確的是( )。

圖1

A.W的最簡(jiǎn)單氫化物與Z的單質(zhì)混合后可產(chǎn)生白煙

B.X與W的第一電離能:X

C.WZ3和YZ3鍵角前者小于后者

D.X的一種單質(zhì)和化合物ZX2均可用于自來(lái)水消毒

7.我國(guó)“祝融號(hào)”火星車(chē)成功著陸火星,其礦脈中含有原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z。已知W、Z同主族,且Z的原子序數(shù)是W的2倍,X的氫化物可用于蝕刻玻璃,Y與Z最外層電子數(shù)之和等于8。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.原子半徑:Z>Y>W>X

B.簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性:X>W>Z

C.X與Z可形成離子化合物ZX6

D.同周期第一電離能小于Z的元素有5種

8.某電池材料的結(jié)構(gòu)如圖2所示,M、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的同周期主族元素,Y元素原子的價(jià)電子數(shù)是W的兩倍。下列說(shuō)法正確的是( )。

圖2

A.氫化物沸點(diǎn):X>Y

B.第一電離能:M

C.元素X與Y原子軌道中含有的未成對(duì)電子數(shù)相同

D.陰離子中不存在配位鍵

9.X、Y、Z、Q、R為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,X和Y可以形成一種紅棕色氣體,Z是同周期元素中原子半徑最大的元素,Q是地殼中含量最高的金屬元素,R的基態(tài)原子中有6個(gè)未成對(duì)電子。下列說(shuō)法正確的是( )。

A.原子半徑:r(Q)>r(Y)>r(X)

B.電負(fù)性:X>Y>Z

C.R位于元素周期表中第四周期第ⅣB族

D.Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性比Q的強(qiáng)

10.一種用于合成治療免疫疾病藥的物質(zhì),其結(jié)構(gòu)如圖3所示,其中X、Y、Z、Q、W為1～20號(hào)元素且原子序數(shù)依次增大,Z與Q同主族,Q和W的簡(jiǎn)單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是( )。

圖3

A.第一電離能:Q>Z>W

B.電負(fù)性:X>Y>Z

C.WZX與WXQ均是強(qiáng)電解質(zhì),水溶液之間可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)

D.W2Q2Z3與X2QZ4溶液反應(yīng)生成黃色渾濁和無(wú)色氣體屬于非氧化還原反應(yīng)

11.某種凈水劑由原子序數(shù)依次增大的R、W、X、Y、Z五種元素組成。五種元素分處三個(gè)短周期,包含地殼中含量前三的元素?；鶓B(tài)Z原子的成對(duì)電子占據(jù)的軌道數(shù)與未成對(duì)電子占據(jù)的軌道數(shù)之比為7∶2。下列說(shuō)法不正確的是( )。

A.簡(jiǎn)單離子半徑:Z>X>W

B.簡(jiǎn)單氫化物穩(wěn)定性:W>Z>Y

C.X與Z形成的化合物在水中會(huì)生成沉淀和氣體

D.第一電離能:Z>Y>X

12.某深藍(lán)色溶液是纖維素的優(yōu)良溶劑,其制備反應(yīng)如下所示。X、Y、Z三種元素原子序數(shù)依次增大,基態(tài)Y原子的電子填充了3個(gè)能級(jí),其中有2個(gè)未成對(duì)電子,Y、Z均位于X的下一周期,W的焰色為綠色。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )。

W2++2X2Z—YX2—YX2—ZX2→

A.Y元素的最高價(jià)氧化物分子中化學(xué)鍵的極性的向量和等于零

B.最簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性:Y

D.1個(gè)生成物離子中含有4條配位鍵

13.氮化鈦(TiN)為金黃色晶體,由于具有令人滿(mǎn)意的仿金效果,越來(lái)越多地成為黃金的代替品。TiN晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖4所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )。

圖4

A.Ti元素位于元素周期表第四周期第ⅡB族

B.該晶胞中含有4個(gè)Ti原子和4個(gè)N原子

C.Ti均位于N構(gòu)成的八面體空隙中

D.Ti的第一電離能小于Mn

14.F、K和Ni三種元素組成的一種化合物的晶胞如圖5所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )。

圖5

A.Ni位于元素周期表d區(qū)

B.該物質(zhì)的化學(xué)式為K2NiF4

C.Ni的配位數(shù)為6

D.該晶體屬于分子晶體

二、非選擇題:共58分。

15.(14分)主族元素N、F、Si、As、Se、Cl等的某些化合物對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大,回答下列問(wèn)題:

(1)Si3N4陶瓷是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一,具有高強(qiáng)度、低密度、耐高溫等性質(zhì),其屬于____晶體;SiCl4中Si采取的雜化類(lèi)型為_(kāi)___。

(2)O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)___;OF2分子的空間構(gòu)型為_(kāi)____;OF2的熔、沸點(diǎn)低于Cl2O,原因是_____。

(3)Se元素基態(tài)原子的原子核外電子排布式為_(kāi)___;As的第一電離能比Se的第一電離能大的原因?yàn)開(kāi)____。

(4)XeF2晶體屬四方晶系,晶胞參數(shù)如圖6所示,晶胞棱邊夾角均為90°,該晶胞中有____個(gè)XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱(chēng)為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為rpm,則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為_(kāi)____;晶胞中A、B間距離d=____pm。

圖6

16.(15分)我國(guó)科學(xué)家制備的NiO/Al2O3/Pt催化劑能實(shí)現(xiàn)氨硼烷(H3NBH3)高效制備氫氣的目的,制氫原理:H3NBH3+4CH3OHNH4B(OCH3)4+3H2↑。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)基態(tài)Al原子核外電子云輪廓圖呈球形、啞鈴形的能級(jí)上電子數(shù)之比為_(kāi)___。

(2)已知幾種元素的電負(fù)性如表2所示。

表2

①上述制氫反應(yīng)中,有____種元素的原子采取sp3雜化。

②NH3中鍵角∠HNH _____(填“大于”“小于”或“等于”)H3NBH3中鍵角∠HNH。

③B、C、N、O的電負(fù)性依次增大,其主要原因是_____。

④在氨硼烷中,H—B鍵中H帶部分_____(填“正”或“負(fù)”)電荷。

(3)某有機(jī)硼化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖7所示,1 mol該有機(jī)物中含____mol σ鍵。組成該有機(jī)物的第二周期元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?填元素符號(hào))。

圖7

(4)磷化硼是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料,晶胞結(jié)構(gòu)如圖8所示。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立坐標(biāo)系,表示晶胞中各原子的位置,稱(chēng)為原子坐標(biāo)。a點(diǎn)磷原子的坐標(biāo)為(0,0,0),b點(diǎn)磷原子的坐標(biāo)為(1,1,0),則c點(diǎn)硼原子的坐標(biāo)為_(kāi)____。

圖8

(5)四氫鋁鈉(NaAlH4)是有機(jī)合成中重要的還原劑,晶胞結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9

②已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,晶體的密度為_(kāi)___g·cm-3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

17.(14分)制造國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919使用了較多含硼材料(如硼纖維、氮化硼等),多項(xiàng)技術(shù)打破了外國(guó)壟斷。

(1)原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)、_____三個(gè)因素共同決定;基態(tài)B原子的核外電子填充在____個(gè)軌道中。

(2)耐高溫材料立方BN制備流程中用到NH3、BCl3和觸媒劑Ca3B2N4。

①Ca、B、N三種元素電負(fù)性從大到小的順序?yàn)開(kāi)___。

②BCl3中B原子的_____軌道與Cl原子的____軌道形成σ鍵;形成BCl3過(guò)程中基態(tài)B原子價(jià)電子層電子先激發(fā),再雜化,激發(fā)后B原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)____。

③BCl3在四氯化碳中的溶解度遠(yuǎn)大于NH3,原因是____。

(3)硼砂是非常重要的含硼礦物。一種硼砂陰離子的結(jié)構(gòu)如圖10所示,則1 mol該陰離子存在的配位鍵物質(zhì)的量為_(kāi)___,n=_____。

圖10

(4)制造硼合金的原料硼化鈣(CaB6)晶胞結(jié)構(gòu)如圖11所示,硼原子全部組成B6正八面體,各個(gè)頂點(diǎn)通過(guò)B—B鍵互相連接成三維骨架。已知該晶體晶胞參數(shù)為apm,B6八面體中B—B鍵的鍵長(zhǎng)為dpm,M點(diǎn)原子的坐標(biāo)參數(shù)為,則N點(diǎn)原子的坐標(biāo)參數(shù)為(____,1,0)。

圖11

18.(15分)Ⅰ.TiO2和MnO2均可以催化降解甲醛、苯等有害物質(zhì),具有去除效率高,且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于家居裝潢等領(lǐng)域,其中一種催化機(jī)理如圖12所示。

圖12

回答下列問(wèn)題:

(1)基態(tài)Ti和Mn原子中未成對(duì)電子數(shù)之比為_(kāi)____。

(2)CO2和·CHO中碳原子的雜化形式分別為_(kāi)____、___。

(3)HCHO的空間構(gòu)型為_(kāi)____。

(4)金屬鈦和錳可導(dǎo)電、導(dǎo)熱,有金屬光澤和延展性,這些性質(zhì)都可以用理論解釋。已知金屬錳有多種晶型,y型錳的面心立方晶胞俯視圖符合下列____(填圖13中的編號(hào))。

圖13

Ⅱ.LiFePO4、聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6和LiCl等可作鋰離子聚合物電池的材料。

回答下列問(wèn)題:

(5)Fe的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)___。

(6)乙二醇(HOCH2CH2OH)的相對(duì)分子質(zhì)量與丙醇(CH3CH2CH2OH)相近,但沸點(diǎn)高出100 ℃,原因是____。

Ⅲ.以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱(chēng)作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。LiCl·3H2O屬正交晶系(長(zhǎng)方體形)。晶胞參數(shù)為0.72 nm、1.0 nm、0.56 nm。如圖14所示為沿x軸投影的晶胞中所有Cl原子的分布圖和原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。LiCl·3H2O的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。

圖14

(7)該晶胞中Cl原子的數(shù)目為_(kāi)____,LiCl·3H2O晶體的密度為_(kāi)____g·cm-3(列出計(jì)算表達(dá)式)。