物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)核心考點(diǎn)測(cè)試題(A 卷)參考答案

1.B 提示:AlCl3中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為,其價(jià)層電子對(duì)互斥模型為平面三角形,故A 項(xiàng)錯(cuò)誤。H2O 分子是“V”形結(jié)構(gòu),故C 項(xiàng)錯(cuò)誤。Ni原子的原子序數(shù)為28,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布為3d84s2,故D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

命題意圖:本題考查常見化學(xué)用語的規(guī)范書寫與判斷,要求考生熟練掌握原子結(jié)構(gòu)的表示的各種方法,能夠應(yīng)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷物質(zhì)的空間構(gòu)型,考查考生對(duì)化學(xué)學(xué)科基本概念和基礎(chǔ)理論的理解與認(rèn)識(shí)。

2.C 提示:A 項(xiàng)中光譜應(yīng)為發(fā)射光譜。電子云通常是用小黑點(diǎn)來表示電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多少,但小黑點(diǎn)不表示電子,B 項(xiàng)不正確。d區(qū)元素的基態(tài)原子都含有d軌道電子,故C項(xiàng)正確。22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量構(gòu)造原理,故D 項(xiàng)不正確。

命題意圖:本題考查考生對(duì)電子云與原子軌道的概念的理解,以及對(duì)電子排布式的書寫的基本原理的辨析,檢驗(yàn)考生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力。

3.C 提示:SO3中S上的孤電子對(duì)數(shù)為,σ鍵電子對(duì)數(shù)為3,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,SO3的空間構(gòu)型為平面正三角形,分子中正負(fù)電中心重合,SO3屬于非極性分子;NF3中N 上的孤電子對(duì)數(shù)為,σ鍵電子對(duì)數(shù)為3,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,NF3的空間構(gòu)型為三角錐形,分子中正負(fù)電中心不重合,NF3屬于極性分子,A 項(xiàng)錯(cuò)誤。的孤電子對(duì)數(shù)為1,的孤電子對(duì)數(shù)為0,所以的空間構(gòu)型為三角錐形,的空間構(gòu)型為平面三角形,B 項(xiàng)錯(cuò)誤。非金屬性N＞P＞As,因此氫化物的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳s H3、PH3、NH3。NH3、PH3、As H3分子中,N、P、As均形成3個(gè)共用電子對(duì)和1 個(gè)孤電子對(duì),原子半徑As＞P＞N,鍵長(zhǎng)As—H＞P—H＞N—H,因此σ鍵電子對(duì)之間的排斥力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹＞P＞As,即鍵角由大到小的順序?yàn)镹 H3、PH3、As H3,C 項(xiàng)正確。的中心原子 Cl 有3 個(gè)σ 鍵,孤電子對(duì)數(shù)為,價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,故D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

命題意圖:本題是對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥理論的具體應(yīng)用,對(duì)分子的極性、微粒的空間結(jié)構(gòu)、鍵角的大小比較以及中心原子價(jià)電子數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行考查,檢驗(yàn)考生利用所學(xué)知識(shí),解決問題的能力。

4.A 提示:1 個(gè)C2H4O 中含有6 個(gè)σ鍵和1 個(gè)π 鍵(乙醛)或7 個(gè)σ 鍵(環(huán)氧乙烷),4.4 g C2H4O 的物質(zhì)的量為0.1 mol,則含有σ鍵數(shù)目最多為0.7NA,A 項(xiàng)正確。一個(gè)CO2分子含有2個(gè)π鍵,題中沒有說是標(biāo)準(zhǔn)狀況條件下,氣體摩爾體積未知,無法計(jì)算π鍵個(gè)數(shù),B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)N60分子結(jié)構(gòu)圖可知,一個(gè)氮原子平均1.5條鍵,28 g N60即含有2 mol氮原子,含有的N—N 數(shù)目為3NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤。金剛石中每個(gè)碳原子與4個(gè)其他碳原子相連,兩個(gè)碳原子共用一條鍵,1 mol金剛石實(shí)際擁有2 mol碳碳鍵,則12 g金剛石中含有的共價(jià)鍵數(shù)目為2NA,故D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

命題意圖:本題設(shè)計(jì)了高考常見題型中以物質(zhì)結(jié)構(gòu)為中心的關(guān)于NA的考點(diǎn),主要體現(xiàn)在不同條件下對(duì)σ鍵、π鍵的計(jì)算方法,考查考生對(duì)共價(jià)鍵類型的判斷以及對(duì)均攤法的應(yīng)用能力。

5.A 提示:X、Y、Z、W 四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。X、Y 與Z 位于同一周期,且只有X、Y 元素相鄰。X 基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子,則X 為C,Y 為N,Z為F,W 原子在同周期中原子半徑最大,則W 為Na。

根據(jù)同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),但第ⅡA 族大于第ⅢA 族,第ⅤA 族大于第ⅥA 族,則第一電離能Z＞Y＞X,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大,同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小,則電負(fù)性Z＞Y＞X＞W(wǎng),故B 項(xiàng)正確。根據(jù)同電子層結(jié)構(gòu)“核多徑小”,則Z、W 原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子的半徑W＜Z,故C項(xiàng)正確。W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)物之一為乙炔,乙炔是非極性分子,故D 項(xiàng)正確。

命題意圖:本題是對(duì)元素周期表與元素性質(zhì)的考查,具體體現(xiàn)在對(duì)元素的第一電離能、電負(fù)性以及離子半徑大小的比較,建立基于“位”“構(gòu)”“性”關(guān)系的系統(tǒng)思維框架,可提高分析和解決問題的能力。

6.C 提示:配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配位體是Cl-和H2O,配位數(shù)是6,故A 項(xiàng)錯(cuò)誤。該配合物的中心離子是Ti3+,故B 項(xiàng)錯(cuò)誤。配合物內(nèi)界和外界中Cl-的數(shù)目比是1∶2,故C項(xiàng)正確。加入足量Ag NO3溶液,外界離子Cl-與Ag+反應(yīng),內(nèi)界離子Cl-不與Ag+反應(yīng),1 mol該配合物只能生成2 mol Ag Cl沉淀,故D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

命題意圖:考查配合物的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)配位體、配位數(shù)、中心離子進(jìn)行辨別,進(jìn)一步強(qiáng)化了內(nèi)界與外界離子與相關(guān)反應(yīng)的聯(lián)系,注重考查考生對(duì)基本概念的遷移理解與實(shí)際應(yīng)用能力。

7.B 提示:C 和O 分別失去一個(gè)電子后的價(jià)層電子排布式為2s22p1和2s22p3,O的2p能級(jí)是半充滿結(jié)構(gòu),比較穩(wěn)定,所以O(shè)的第二電離能大于C 的第二電離能,A 項(xiàng)錯(cuò)誤。杯酚分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu),具有大π鍵,B項(xiàng)正確。C60中只含有C元素,無法形成氫鍵,C 項(xiàng)錯(cuò)誤。金剛石是共價(jià)晶體,C60為分子晶體,D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

命題意圖:以新物質(zhì)超分子為情境素材,從原子、分子、晶體等角度考查考生獲取信息與應(yīng)用信息解決問題的能力。

命題意圖:考查考生對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)大小的判斷,區(qū)分分子間氫鍵與分子內(nèi)氫鍵對(duì)物質(zhì)沸點(diǎn)的影響,強(qiáng)化對(duì)手性分子的理解,考慮內(nèi)消旋體的情況,豐富了考生的認(rèn)識(shí),同時(shí)比較了不同類型的晶體在硬度上的區(qū)別,鞏固了對(duì)晶體類型的判斷。

9.D 提示:Ni2+價(jià)層電子排布式為3d8,能級(jí)、軌道中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同,核外有26種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,A 項(xiàng)錯(cuò)誤。該分子不是離子化合物,不含離子鍵,B 項(xiàng)錯(cuò)誤?；鶓B(tài)N 原子的價(jià)層電子排布式為2s22p3,軌道表示式為,C項(xiàng)錯(cuò)誤。H2O 的中心氧原子s能級(jí)與p能級(jí)3個(gè)軌道雜化,含有2個(gè)σ鍵,2個(gè)孤電子對(duì),D 項(xiàng)正確。

命題意圖:以陌生物質(zhì)丁二酮肟鎳為載體,通過分析其結(jié)構(gòu)對(duì)原子結(jié)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜合考查,考生通過新的原子結(jié)構(gòu)模型解決新的問題,提升了分析陌生物質(zhì)的能力。

命題意圖:考查原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和晶胞計(jì)算,考生通過分析晶胞的堆積模型,用均攤法找到各原子的個(gè)數(shù)關(guān)系,并應(yīng)用公式進(jìn)行常見晶胞的密度計(jì)算,提升了考生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力。

(2)共價(jià)晶體 sp3高

(3)SiCl4SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大 正四面體形

(4)A、B

提示:(1)硅元素的原子序數(shù)為14,價(jià)電子排布式為3s23p2,則價(jià)電子排布圖為

(2)與金剛石類似,該晶體屬于共價(jià)晶體;每個(gè)C 原子與4 個(gè)Si原子形成4 個(gè)σ鍵,C原子沒有孤電子對(duì),所以C 的雜化類型為sp3;原子晶體的熔點(diǎn)取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱,晶體硅和碳化硅都是原子晶體,碳原子的原子半徑小于硅原子,非金屬性強(qiáng)于硅原子,碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵、鍵長(zhǎng)小于硅硅鍵,則碳硅鍵強(qiáng)于硅硅鍵,碳化硅的熔點(diǎn)高于晶體硅。

(3)由題給熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知,0 ℃時(shí),四氟化硅為氣態(tài),四氯化硅為液態(tài),四溴化硅、四碘化硅為固態(tài);分子晶體的沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小,Si X4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大,則Si X4的沸點(diǎn)依次升高;Si X4分子中硅原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,則分子的空間構(gòu)型為正四面體形。

(4)電子排布式分別為:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,可推知分別為基態(tài)Si原子、Si+離子、激發(fā)態(tài)Si原子。激發(fā)態(tài)Si原子有四層電子,Si+離子失去了一個(gè)電子,根據(jù)微粒電子層數(shù)及各層電子數(shù)多少可推知,微粒半徑:③＞①＞②,選項(xiàng)A 正確。根據(jù)上述分析可知,電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是①②,選項(xiàng)B 正確。激發(fā)態(tài)Si原子不穩(wěn)定,容易失去電子;基態(tài)Si原子失去一個(gè)電子是硅的第一電離能,Si+離子失去一個(gè)電子是硅的第二電離能,由于I2＞I1,可以得出電離一個(gè)電子所需最低能量:②＞①＞③,選項(xiàng)C 錯(cuò)誤。由C 可知②比①更難失電子,則②比①更容易得電子,即得電子能力:②＞①,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。

命題意圖:以硅元素為載體對(duì)原子結(jié)構(gòu)和分子性質(zhì)進(jìn)行綜合考查,宏觀上注重知識(shí)的整體性與聯(lián)系性,微觀上問題設(shè)置注重培養(yǎng)考生思維的靈活性。

12.(1)①F的電負(fù)性大于N,N—F 成鍵電子偏向F,導(dǎo)致NF3中的N 原子核對(duì)孤電子對(duì)的吸引力增強(qiáng),難以形成配位鍵②A、C

(2)①[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)4Cl2]Cl ②6

(3)①非極性分子 ②sp3d 10

提示:(1) ①F 的電負(fù)性大于N,N—F成鍵電子偏向F,導(dǎo)致NF3中的N 原子核對(duì)孤電子對(duì)的吸引力增強(qiáng),難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子。②陰、陽離子之間存在離子鍵,非金屬元素之間存在共價(jià)鍵,含有空軌道和含有孤電子對(duì)的原子之間存在配位鍵,水分子之間存在氫鍵,該配合物中含有離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵和氫鍵,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。該復(fù)合物中Cl原子含1 對(duì)共用電子對(duì)和3 個(gè)孤電子對(duì),所以其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷Cl的雜化類型為sp3,故B 項(xiàng)正確。該復(fù)合物中Cl、CO 和H2O 為配體,故C 項(xiàng)錯(cuò)誤。CO 與N2的價(jià)層電子總數(shù)相同,為等電子體,等電子體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似,所以其結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),故D 項(xiàng)正確。

(2)①每個(gè)CoCl3·6NH3分子中有3個(gè)Cl-為外界離子,配體為6個(gè)N H3,化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3;每個(gè)CoCl3·4N H3(綠色和紫色)分子中有1個(gè)Cl-為外界離子,配體為4 個(gè) N H3和 2 個(gè) Cl-,化學(xué)式均為[Co(N H3)4Cl2]Cl。②這幾種配合物的化學(xué)式分別是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(N H3)4Cl2]Cl,其配位數(shù)都是6。

(3)①Fe(CO)5結(jié)構(gòu)對(duì)稱,是非極性分子。②鐵的雜化軌道數(shù)為5,Fe(CO)5中Fe原子是以sp3d 雜化方式與CO 成鍵,碳與氧、鐵與碳之間均形成配位鍵,1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位鍵。

命題意圖:以鐵、鈷及銅的重要配合物為載體,承載了化學(xué)學(xué)科必備知識(shí),從形成配合物的離子,配體、配合的化學(xué)性質(zhì),所含共價(jià)鍵的類型、數(shù)目、原子的雜化類型等角度,對(duì)配合物進(jìn)行綜合性的考查,強(qiáng)化了化學(xué)學(xué)科思維的考查。

13.(1)2NAsp2層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子

(2)共價(jià) 4

提示:(1)根據(jù)均攤法,一個(gè)六方氮化硼晶體的六元環(huán)含有一個(gè)N、一個(gè)B,50.0 g六方氮化硼晶體中含有六元環(huán)的數(shù)目為。

(2)立方氮化硼的硬度僅次于金剛石,晶體類型類似于金剛石,是共價(jià)晶體,由圖5可知,立方氮化硼中N 的配位數(shù)為4。

(3)由圖5可知,面心上6個(gè)N 原子構(gòu)成正八面體,該正八面體的邊長(zhǎng)等于面對(duì)角線的一半,設(shè)BN 晶胞邊長(zhǎng)為acm,1個(gè)晶胞中含有4個(gè)B 原子,含有N 原子數(shù)為,則1個(gè)晶胞中含有4個(gè)BN,所以,解得,故正八面體的邊長(zhǎng)為。

命題意圖:本題以氮化硼的兩種晶胞結(jié)構(gòu)為載體,考查晶體類型判斷、晶胞分析,強(qiáng)化了晶胞計(jì)算中的均攤法、配位數(shù)的應(yīng)用,以及晶胞參數(shù)的計(jì)算,注重主干知識(shí),夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ),突出考查考生分析與推測(cè)、歸納與論證的能力。

14.(1)3d10

(4)①Fe＜Cu＜S sp3

提示:(1)Cu+的價(jià)層電子排布式為3d10,為全充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,Cu2+的價(jià)層電子排布式為3d9,較不穩(wěn)定。

(3)設(shè)Cu的原子半徑為rpm,晶胞棱長(zhǎng)為apm,則,則晶胞體積為;晶胞中含有Cu的個(gè)數(shù)為,晶胞質(zhì)量為,則,解得。

(4)①根據(jù)同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大,同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小,因此Cu FeS2中各元素電負(fù)性數(shù)值從小到大的順序?yàn)镕e＜Cu＜S,從圖6 中可以看出S連了四個(gè)價(jià)鍵,因此晶胞中S 原子的雜化方式為sp3。

命題意圖:以天然礦石黃銅礦(主要成分為Cu FeS2)為中心,考查價(jià)層電子排布式、等電子體的離子、元素電負(fù)性比較、原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)及晶胞的簡(jiǎn)單計(jì)算,通過對(duì)晶胞結(jié)構(gòu)的分析,考查必備知識(shí),提升關(guān)鍵能力。

15.(1)2∶5

(2)sp sp2

(3)平面三角形

(4)c

(5)3d64s2

(6)乙二醇分子中羥基比丙醇的多,分子間的氫鍵比丙醇多,分子間作用力較大

提示:(1)Ti為22號(hào)元素,鈦有2個(gè)未成對(duì)電子,Mn為25號(hào)元素,錳有5個(gè)未成對(duì)電子,所以基態(tài)Ti和Mn原子中未成對(duì)電子數(shù)之比為2∶5。

(2)二氧化碳為直線型,結(jié)構(gòu)式為O＝ C＝O ,沒有孤電子對(duì),碳原子采取 sp雜化,—CH O 中碳原子形成3 個(gè)σ鍵,沒有孤電子對(duì),雜化軌道數(shù)目為3,碳原子采取sp2雜化。

(3)HCHO 中碳原子含有3個(gè)σ鍵,碳原子采取 sp2雜化,不含孤電子對(duì),所以其空間構(gòu)型是平面三角形。

(4)面心立方晶胞中原子位于頂點(diǎn)和面心,俯視時(shí)上下底面的面心原子位于俯視圖正方形中心,頂點(diǎn)原子位于正方形頂點(diǎn),其他側(cè)面的原子位于正方形四邊中點(diǎn),故俯視圖為c。

(5)鐵是26號(hào)元素,其原子核外有26個(gè)電子,Fe原子的3d、4s電子為其價(jià)電子,其價(jià)電子排布為3d64s2。

(6)乙二醇分子中羥基比丙醇分子中的羥基多,分子間的氫鍵比丙醇的多,分子間的作用力較大,故其沸點(diǎn)較高。

(7)由圖可知,2個(gè)Cl原子在晶胞內(nèi)部,4個(gè)Cl原子在晶胞的邊上,則該晶胞中Cl原子數(shù)目為,則晶胞的質(zhì)量,晶胞體積V=abc×10-21cm3=0.72×1.0×0.56×10-21cm3,晶體密度。

命題意圖:本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),涉及核外電子排布、化學(xué)鍵、分子構(gòu)型、晶胞計(jì)算等內(nèi)容,其中晶胞計(jì)算為解題難點(diǎn),需要結(jié)合均攤法進(jìn)行分析。