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1、阶段过关检测(三)物质结构与性质一、选择题(本大题共20小题,每小题3分,共60分。每小题列出四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.2020年12月17日,嫦娥五号返回舱携带月壤成功着陆,月壤中富含 3He。下列有关说法错误的是()A.3He、4He互为同位素B.3He+2H4He+1H属于化学反应C.3He原子中电子数与中子数之差为1D.3He和 4He的核外电子排布均为1s22.下列化学用语表达正确的是()A.F-的离子结构示意图:B.基态碳原子的轨道表示式:C.丙炔的键线式: D.H2O分子的球棍模型:3.下列描述中不正确的是()A.CS2为直线形的非极性分
2、子B.ClO3-的空间结构为平面三角形C.SF6中有6对完全相同的成键电子对D.SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化4.下列有关化学键的叙述正确的是()A.形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引作用B.1个CH2CHCN分子中含有6个键、3个键C.碳酸亚乙烯酯()分子中只有极性键D.由分子构成的物质中一定含有键5.有X、Y两种活性反应中间体微粒,均含有1个碳原子和3个氢原子,其球棍模型如图所示。下列说法错误的是()A.X的组成为CH3+ B.Y的组成为CH3-C.X的价层电子对数为4D.Y中键角小于1206.下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是()A.氢氧化钠、过氧化钠
3、、硫酸四氨合铜Cu(NH3)4SO4、氢化钠B.硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银Ag(NH3)2OH、硫酸铵C.硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡D.氯化铵、氢氧化钠、过氧化氢、过氧化钙7.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是()A.键能CCSiSi、CHSiH,因此C2H6的稳定性大于Si2H6B.SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4的还原性小于CH4D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成pp 键 8.下列说法不正确的是()A.p轨道的形状为哑铃形,
4、2px、2py、2pz的能量相等B.元素的电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大C.基态原子价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第A族,是p区元素D.金刚石晶体中,每个C与另外4个C形成共价键,故含有1 mol C的金刚石中形成的共价键有2 mol9.观察下列模型并结合有关信息进行判断,下列说法错误的是()物质HCNS8SF6冰晶体结构模型示意图备注易溶于CS2A.HCN的结构式为HCNB.固态S8属于分子晶体C.SF6是由极性键构成的非极性分子D.冰晶体融化时,水分子之间的空隙增大10.利用反应CCl4+4NaC(金刚石)+4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错
5、误的是()A.C(金刚石)属于共价晶体 B.该反应利用了Na的强还原性C.CCl4和C(金刚石)中的C的杂化方式相同D.NaCl晶体中每个Cl-周围有8个Na+11.硅酸盐与二氧化硅一样,都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成 ,其中 表示氧原子, 表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某无限长单链的多聚硅酸根离子的结构,试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为()A.12B.13C.14D.2512.下列关于晶体的说法正确的是()分子晶体中都存在共价键在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子金刚石、SiC、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点
6、依次降低离子晶体中有离子键,可能含共价键,分子晶体中肯定没有离子键SiO2晶体中每个硅原子与 4个氧原子以共价键相结合晶体中分子间作用力越大,分子越稳定NaHSO4熔化时只有离子键被破坏A.B.C.D.13.下列数据是对应物质的熔点():BCl3Al2O3水NaClAlF3AlCl3干冰SiO2-1072 07308011 291190-571 723据此做出的下列判断中错误的是()A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B.表中只有BCl3、水和干冰是分子晶体C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体14.如表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周
7、期元素,Y的最高正化合价和最低负化合价代数和为0。下列说法不正确的是()A.Z2X5可用来干燥NH3B.T元素的单质具有半导体特性C.X最简单氢化物比W最简单氢化物的稳定性强D.可用CaCO3、Na2CO3和YX2在玻璃熔炉中制备玻璃15.离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子构成。某离子液体中的阳离子EMIM+结构如图所示。下列有关EMIM+的说法错误的是()A.存在4种不同化学环境的氢原子B.某些无机盐在离子液体中具有良好的溶解性C.离子液体中存在离子键D.与Cl-形成的离子液体可导电16.铁有、三种同素异形体,如图所示,三种晶体在不同温度下能发生转化。
8、下列说法不正确的是()A.Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个B.Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个C.Fe晶胞中Fe原子数与Fe晶胞中Fe原子数之比为21D.将铁加热到1 500 分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体相同17.现有4种短周期主族元素A、B、C和D,相关信息如表:元素相关信息A单质常温下为气体,被人看作理想的“绿色能源”B地壳中含量最多的元素C焰色反应呈黄色D与C同周期,且D的简单离子半径是同周期中最小的下列说法不正确的是()A.与B同主族的元素有116号元素B.原子半径:CDBAC.C的氢化物能和B的最简单氢化物反应生成A的单质D.C和D最高价氧化物对
9、应的水化物之间不可能发生化学反应18.我国科学家合成的某种离子化合物结构如图,该物质由两种阳离子和两种阴离子构成,其中有两种10电子离子和一种18电子离子。X、Y、Z、M均为短周期元素,且均不在同一族;X是半径最小的元素,Z是空气中含量最多的元素,Y的电负性大于Z。下列说法不正确的是()A.X与Y形成的化合物沸点高于Y同族元素与X形成化合物的沸点,主要原因是容易形成分子间氢键B.Z的最高价氧化物对应水化物的阴离子中Z的杂化方式为sp2杂化C.元素第一电离能:YZD.该盐中,存在离子键、极性共价键、非极性共价键、配位键和氢键等化学键19.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,只有W为
10、金属元素。甲、乙、丙分别为X、Z、W三种元素所对应的单质。A、B、C、D均为由X、Y、Z三种元素组成的化合物,化合物B的稀溶液常用于保存动物标本。它们的转化关系如图所示。下列说法错误的是()A.原子半径大小关系是r(X)r(Z)r(Y)DEB.E元素同一主族下一周期的元素可用于半导体材料C.B元素对应简单氢化物沸点大于E元素对应简单氢化物,则非金属性:BED.A和B元素组成的化合物BA5,属于共价化合物二、非选择题(本大题共5小题,共40分)21.(6分)非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X=Si、Ge)和H3BO3合成了组成
11、为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题:(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为;第一电离能:I1(Si)(填“”或“金刚石B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面C.12 g石墨烯含键数为NAD.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。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。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:。下列分子属于非极性分子的
12、是(填字母)。a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇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。金与铜可形成金属互化物合金(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d pm,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)。阶段过关检测(三)物质结构与性质1.B该过程没有新物质生成,不属于化学反应,故B错误。2.DA.F-的离子结构示意图为 ,错误;B.基态碳原子的轨道表示式为 ,错误;C.丙炔的三个碳原子在一条线上,错误。3.BCS2与CO2的
13、分子结构相似,由CO2的分子结构可知,A正确;中心原子Cl有一对孤电子对,所以为三角锥形,B错误;S有6个电子,正好与6个F形成6个共价键,C正确;SiF4中Si有4个键,SO32-中S原子形成3个键,还有一对孤电子对,所以Si、S均是sp3杂化,D正确。4.B形成离子键的静电作用既包括静电吸引作用也包括静电排斥作用,故A项错误;碳酸亚乙烯酯()分子中存在碳碳双键,属于非极性共价键,故C项错误;稀有气体分子由单原子构成,不含化学键,故D项错误。5.CA.由图可知,X为平面三角形结构,其碳原子应该有三对价层电子对,其组成为CH3+,正确;B.Y为三角锥形结构,其碳原子有四对价层电子对,故其组成为
14、CH3-,正确;C.由图可知,X的价层电子对数为3,错误;D.Y为三角锥形结构,其键角比120小,正确。6.B铵根离子中存在极性共价键和配位键,氨分子中氮原子上有孤电子对,Cu2+、Ag+有空轨道,能形成配位键。A项中只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键,不符合题意;C项中都不含配位键,不符合题意;D项中只有氯化铵含有配位键,过氧化氢只含有共价键,不符合题意。7.C化合物中键能越大,该物质越稳定,由于键能CCSiSi、CHSiH,故可判断稳定性C2H6Si2H6,A项正确;SiC与金刚石均为立体网状的共价晶体,两者成键和结构均相似,均具有很高的硬度,B项正确;根据非金属性 CSi,可知
15、还原性SiH4CH4,C项错误;由于原子半径 SiC,Si原子间难形成pp 键,故决定了Si原子间很难形成双键,D项正确。 8.B同一周期元素,非金属性从左到右逐渐增大,第一电离能从左到右有增大趋势,但第A族元素第一电离能小于第A族元素,第A族元素第一电离能大于第A族元素,所以第一电离能递变规律与非金属性递变规律不完全相同,故B错误。9.D由HCN的分子结构模型为直线形可知,分子结构中存在三键,则其结构式为HCN,A正确;固态S8晶体中存在的微粒是S8分子,故为分子晶体,B正确;由SF6分子的结构模型可知,分子结构对称,则正电中心和负电中心重合,为非极性分子,C正确;由于氢键具有方向性,使冰晶
16、体中水分子之间的空隙较大,当冰晶体融化时,部分氢键被破坏,水分子之间的空隙减小,D错误。10.D金刚石晶体中每个C与另外4个C形成共价键,构成正四面体,向空间发展成网状结构,形成的晶体为共价晶体,故A正确;该反应中Na由0价+1价,作还原剂,将CCl4还原,故B正确;CCl4和C(金刚石)中的C的杂化方式都是sp3杂化,故C正确;NaCl晶体中每个Na+同时吸引6个Cl-,每个Cl-同时吸引6个Na+,配位数为6,故D错误。11.B由题图可知,重复结构单元为,表示氧原子,中心黑点表示硅原子,则结构单元中硅原子个数为1,氧原子个数为2+212=3,所以该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为13。1
17、2.D稀有气体是由单原子组成的分子,其晶体中不含化学键,故错误;晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体,其中金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成,故错误;金刚石和SiC为共价晶体,共价晶体中键长越长,熔、沸点越低,Si的半径比C的半径大,因此金刚石熔、沸点比SiC高,NaCl属于离子晶体,H2O和H2S属于分子晶体,H2O中含有分子间氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S,熔、沸点高低,一般为共价晶体离子晶体分子晶体,故正确;离子晶体中除含有离子键外,可能含有共价键,如NaOH,但分子晶体中一定不含离子键,故正确;SiO2 中Si有4个键,与4个氧原子相连,故正确;只有分子晶体中含有分子
18、间作用力,且分子间作用力影响物质的物理性质,而稳定性是化学性质,故错误;熔化离子晶体破坏离子键,故正确。13.BA项,铝的化合物的晶体中有的是离子晶体,如AlF3,正确;B项,表中BCl3、水、AlCl3和干冰是分子晶体,错误;C项,同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,如CO2是分子晶体,二氧化硅是共价晶体,正确;D项,H、C不同族,H2O、CO2都是分子晶体,正确。14.AX、Y、Z、W为短周期元素,Y的最高正化合价和最低负化合价代数和为0,最高正化合价和最低负化合价的绝对值之和为8,则Y的最高正化合价为+4价、最低负化合价为-4价,Y为第A族的元素,根据各元素在元素周期表中的位置可知,Y
19、为Si,X、Z、W、T依次为O、P、S、Ge。A.Z2X5为P2O5,P2O5属于酸性氧化物,能吸收氨气,不能用于干燥NH3,错误;B.T为Ge元素,Ge元素在元素周期表中位于金属元素和非金属元素的分界线附近,Ge单质具有半导体特性,正确;C.X、W分别为O、S,两元素分别位于元素周期表中第二周期第A族、第三周期第A族,同主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,最低价氢化物的稳定性逐渐减弱,则X最简单氢化物比W最简单氢化物的稳定性强,正确;D.YX2为SiO2,可用CaCO3、Na2CO3和SiO2在玻璃熔炉中制备玻璃,正确。15.AA.由阳离子的结构示意图可知,离子中存在6种不同化学环境的氢原
20、子,错误;B.离子液体中含有有机阳离子和无机阴离子,有利于增大某些无机盐在离子液体中的溶解性,正确;C.离子液体中含有有机阳离子和无机阴离子,阴、阳离子间能形成离子键,正确;D.离子液体中存在自由移动的阳离子和氯离子,则与氯离子形成的离子液体能导电,正确。16.DA.由题图知,Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个,正确;B.Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个,正确;C.根据均摊法可知,Fe晶胞中铁原子个数是1+818=2,Fe晶胞中Fe原子数是818=1,则 Fe 晶胞中Fe原子数与 Fe 晶胞中Fe原子数之比为21,正确;D.将铁加热到1 500 后分别急速冷却和缓
21、慢冷却,得到的晶体不同,错误。17.DA的单质常温下为气体,被人看作理想的“绿色能源”,则A应为H元素;B是地壳中含量最多的元素,即为O元素;C的焰色反应呈黄色,则C为Na元素;D与C同周期,且D的简单离子半径是同周期中最小的,则D为Al元素。A.B为氧元素,位于第A族,第七周期第A族元素即为116号元素,正确;B.电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,半径越大,所以原子半径 NaAlOH,即CDBA,正确;C.Na的氢化物为NaH,B的最简单氢化物为H2O,两者反应生成NaOH和H2,正确;D.C、D的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,两者可以反应生成
22、偏铝酸钠,错误。18.DX、Y、Z、M均为短周期元素,且均不在同一族,X是半径最小的元素,则X为H元素,Z是空气中含量最多的元素,则Z为N元素;离子化合物由两种阳离子和两种阴离子构成,其中有两种10电子离子和一种18电子离子,由化合物的结构和Y的电负性大于Z可知,Y为O元素、M为Cl元素,化合物中的阳离子为H3O+和NH4+、阴离子为Cl和N5-。A.水分子间能形成氢键,而与氧元素同主族的元素的氢化物分子间不能形成氢键,则水分子间的作用力强于同主族的元素的氢化物,沸点高于同主族的元素的氢化物,正确;B.硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3,则氮原子的杂化方式为sp2杂化,正确;C.同周期元素,
23、从左到右第一电离能有增大的趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素第一电离能大于相邻元素,则氧元素的第一电离能小于氮元素,正确;D.氢键是一种作用力较强的分子间作用力,比化学键弱很多,不是化学键,错误。19.D由“化合物B的稀溶液常用于保存动物标本”,可确定B为HCHO,则X、Y、Z分别为H、C、O;由“甲、乙、丙分别为X、Z、W三种元素所对应的单质”,可确定甲、乙分别为H2、O2;由转化关系图,可确定A为CH3OH,C为HCOOH,D为HCOOCH3;由A与丙反应可生成甲,可确定丙为Na,即W为Na。A.原子半径大小关系是r(H)r(O) r(C)CD,错误;B.E元素同一主族下一周期
24、的元素为硒元素,可用于半导体材料,正确;C.B元素对应简单氢化物为NH3,E元素对应简单氢化物为H2S,NH3分子间有氢键,H2S只存在分子间作用力,H2S分子间无氢键,则NH3沸点高,非金属性的强弱取决于原子得电子能力大小,与熔、沸点的高低无关,错误;D.A 和B元素组成的化合物BA5为NH5,由铵根离子和H-构成,属于离子化合物,错误。21.(1)OCSi(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或Ar3d104s24p2)SiO2两者均为共价晶体,Ge原子半径大于Si,SiO键长小于GeO键长,SiO2键能更大,熔点更高(3)sp2热水破坏了硼酸晶体中的氢键,并且硼酸分子
25、与水形成分子间氢键,使溶解度增大22.解析:根据关系图可推知W、X、Y、Z、M、R、Q分别为Be元素、O元素、F元素、Na元素、Al元素、Si元素、Cl元素。(3)W为Be元素,M为Al元素,Z为Na元素,Be与Al单质及其化合物的性质相似,则Be(OH)2与NaOH反应的离子方程式Be(OH)2+2OH-BeO22-+2H2O。(4)Y为F元素,R为Si元素,用电子式表示RY4的形成过程为4F+SiFSiFFF;SiF4与水反应生成两种酸,其中一种为含氧酸且N(H)N(O)=11,推知其为H4SiO4,则另一种酸为HF,此反应的化学方程式为SiF4+4H2OH4SiO4+4HF。(5)X、Y
26、、Q的简单氢化物分别为H2O、HF、HCl。H2O、HF分子之间存在氢键,沸点均比HCl的沸点高,又因为常温下H2O为液体,HF为气体,X、Y、Q的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为H2OHFHCl。答案:(1)第三周期第A族(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2(3)Be(OH)2+2OH-BeO22-+2H2O(4)4F+SiFSiFFFSiF4+4H2OH4SiO4+4HF(5)H2OHFHCl23.解析:(1)Cr原子的电子排布式为Ar3d54s1,共有6个未成对电子。(2)根据Cr2O72-的结构可知,每个Cr2O72-中含有8个键,NH4+中的NH为单键,因此每个NH4+中有4
27、个键,故1 mol (NH4)2Cr2O7中键的数目为16NA。(3)配合物溶于水时内界不会电离,只有外界可以电离,Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O、Cr(H2O)5ClCl2H2O、Cr(H2O)6Cl3 三种物质中外界的Cl-个数比为123,外界的Cl-会与Ag+反应生成AgCl沉淀,因此生成的AgCl的物质的量之比为123。由题图可知,N提供孤电子对,配位原子为N;阳离子为NH4+,根据价层电子对互斥理论可知,NH4+的价层电子对数为4+12(5-1-41)=4,故其空间结构为正四面体;NCS-中C的价层电子对数为2,孤电子对数为0,因此C为sp杂化。(4)由晶胞图像可知,距离每个Cr
28、最近的Al有6个(上、下、前、后、左、右各一个);距离Cr(0,0,0)最近的Co是8个,体对角线上有两个Co和一个Al,将体对角线四等分,所以Co的原子坐标为(14,14,14)。答案:(1)6(2)16(3)123N正四面体sp(4)6(14,14,14)24.解析:(1)根据题干信息可知元素A为Fe。甲中Fe位于顶点和体心,乙由8个甲组成,按甲虚线方向切乙形成的截面是长方形,则排除B、D,由于甲的体心含有1个Fe原子,则A图符合题意。(4)根据B、C的价层电子排布分别为3d104s1、3s23p4可判断B为Cu、C为S。该晶胞中,Fe原子有6个位于面上、4个位于棱上,个数为414+612
29、=4,Cu原子有4个位于面上、1个位于体内、8个位于顶点,个数为818+412+1=4,S原子个数为8,晶体中N(Cu)N(Fe)N(S)=448=112,故该晶体的化学式为CuFeS2。晶胞质量为(64+56+322)46.021023 g,晶胞体积为(52410-10 cm)21 03010-10 cm,故该晶体的密度=(64+56+322)46.021023g(52410-10cm)21 03010-10cm4.32 gcm-3。答案:(1)X射线衍射实验(或比较熔点)A(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(3)分子晶体(4)CuFeS24.3225.解
30、析:(1)金刚石中碳原子之间只存在键,石墨烯中碳原子之间存在键和键,因此键长为石墨烯金刚石,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32个单键,即32个 键,所以12 g石墨烯含键数为32NA,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)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电子排布式为4s1和3d54s1,即K和Cr。乙醇分子间存在氢
31、键,使得其熔、沸点升高,而丁烷分子间不存在氢键。甲烷为正四面体,结构对称,正电中心和负电中心重合,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,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,故b错误;苯为平面正六边形,结构对称,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,故c正确;乙醇结构不对称,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,故d错误。酞菁分子中碳原子含有3个键和1个键,所以采取sp2杂化;分子中能提供孤电子对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。晶胞中含Cu原子个数为612=3,含Au原子个数为818=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d pm,则晶胞的棱长为2d pm=2d10-10 cm,该晶体的密度为389NAg(2d10-10cm)3=389210304NAd3 g/cm3。答案:(1)BD(2)3dK、Cr乙醇分子间可形成氢键,而丁烷分子间不能形成氢键acsp22Cu3Au(或AuCu3)12389210304NAd3