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第十八单元 物质结构及性质
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形
码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂
黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草
稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 K 39
一、选择题（每小题 3 分，共 48 分）
1．下列有关化学用语表示正确的是
A．Al3＋的结构示意图： B．HClO 的电子式：H
C．中子数为 8 的氮原子： N D．二氧化碳分子的比例模型：
2．下列说法正确的是
A．含有非极性键的分子不一定是共价化合物
B．分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，而对溶解度无影响
C．根据 π 键的成键特征判断 C=C 键能是 C﹣C 键能的 2 倍
D．H2O 中心原子采取 sp 杂化
3．某物质的化学式为 PtCl4•2NH3，其水溶液不导电，加入 AgNO3 溶液不产生沉淀，加入强碱也
没有 NH3 放出，则关于此化合物的说法中正确的是
A．该配合物中中心原子(离子)的电荷数和配位数均为 6
B．该配合物可能是平面正方形结构
C．Cl－和 NH3 分子均与中心原子(离子)形成配位键
D．配合物中心原子(离子)与 Cl－形成配位键，而与 NH3 分子不形成配位键
4．前 20 号主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 的原子最外层电子数是次外层电子数
的 3 倍。X、Y、Z 分属不同的周期，它们的原子序数之和是 W 原子序数的 5 倍。含有元素 Z 的盐的
焰色反应为紫色。下到说法正确的是
A．原子半径的大小 W＜XMg>O>F，故 A 错误；B、非
金属性越强，其氢化物的稳定性越强，F 的非金属性强于 O，因此 HF 的稳定性强于 H2O，故 B 错误；
C、K 比 Mg 活泼，K 与水反应剧烈程度强于 Mg 与水，故 C 正确；D、MgO 的熔点很高，因此工业上常
电解熔融状态的 MgCl2 制备 Mg，故 D 错误。
5．【答案】D
【解析】A．X 和 Y 的价电子数目不相等，二者性质不同，故 A 错误；B．原子核外 M 层上仅有
两个电子的 X 为 Mg 元素，原子核外 N 层上仅有两个电子的 Y 可能为 Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn
等元素，价电子数不同，性质不相同，故 B 错误；C．最外层都只有一个电子的 X、Y 原子，可能为 H
与碱金属元素，性质有相似地方，都具有还原性，但与ⅠB 族元素性质不同，虽然最外层也有 1 个
电子，故 C 错误；D．2p 轨道上有三个未成对的电子的 X 原子是 N 原子，3p 轨道上有三个未成对的
电子的 Y 原子是 P 原子，二者位于周期表同一主族，最外层电子数相同，性质相似，故 D 正确；故
答案为 D。
6．【答案】A
【解析】由四种元素基态原子电子排布式可知①1s22s22p63s23p4 是 S 元素，②1s22s22p63s23p3
是 P 元素，③1s22s22p3 是 N 元素，④1s22s22p5 是 F 元素；A．同周期自左而右第一电离能呈增大趋
势，但 N 原子 2p、P 元素原子 3p 能级均容纳 3 个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高
于同周期相邻元素，所以第一电离能 S＜P，同主族自上而下第一电离能降低，所以第一电离能 N＞
P，因此第一电离能 S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，A 正确；B．同周期自左而右原子半径减小，
所以原子半径 P＞S，N＞F，电子层越多原子半径越大，故原子半径 P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞
④，B 错误；C．同周期自左而右电负性增大，所以电负性 P＜S，N＜F，N 元素非金属性比 S 元素强，
所以电负性 S＜N，故电负性 P＜S＜N＜F，即④＞③＞①＞②，C 错误；D．最高正化合价等于最外
层电子数，但 F 元素没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②=③＞④，D 错误；答案选 A。
7．【答案】C
【解析】A、s 能级的轨道都是球形的，且电子层序数越大，半径也就越大，故 A 错误；B、在
一个轨道中电子的自旋方向肯定不同，但在同一电子层的不同轨道中，电子的自旋方向是可以相同
的，故 B 错误；C、Mg 原子 3s2 能级上的 2 个电子吸收能量跃迁到 3p2 轨道上，由基态转化为激发态，
故 C 正确；D、原子的最外层电子排布是 5s1 的元素是 Rb 元素，其氢氧化物是强碱，可以与氢氧化
铝反应，故 D 错误；故选 C。
8．【答案】A
【解析】A.图（a）表示 As4 结构，每个 As 原子最外层有 5 个电子，形成 3 个 σ 键，还有 1 对
孤电子对，As4 分子中成键电子对与孤电子对数目之比为 6∶4，即 3∶2，故 A 错误；B. 图（b）表
示晶态单质硼的 B12 基本结构单元，每个面都是由 3 个 B 原子形成的正三角形，每个 B 原子被 5 个正
三角形共用，一共 20 个面，所以该基本单元为正 20 面体，故 B 正确；C. 单质硼的熔点为 2180℃，
熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于原子晶体，故 C 正确；D. BAs 晶胞中，较大的原子为 As
原子，在其周围最近的 B 原子数目为 4，所以 As 原子的配位数为 4，故 D 正确；故选 A。
9．【答案】C
【解析】A 项，根据题意 PCl5 固体由两种离子构成，PCl5 固体属于离子晶体，A 项错误；B 项，
15
7 N2
PCl5 晶体属于离子晶体，离子晶体中阴、阳离子不自由移动，PCl5 晶体没有良好的导电性，B 项错
误；C 项，两种离子分别是正四面体和正八面体，正四面体的为 AB4 型，正八面体的为 AB6 型，根据
PCl5 的化学式，正四面体型的为[PCl4]+，正八面体型的为[PCl6]-，且两种离子数目之比为 1:1，C
项正确；D 项，两种离子分别是正四面体和正八面体，正四面体的为 AB4 型，正八面体的为 AB6 型，
根据 PCl5 的化学式，正四面体型的为[PCl4]+，正八面体型的为[PCl6]-，且两种离子数目之比为
1:1，D 项错误；答案选 C。
10．【答案】A
【解析】A．含有金属阳离子的晶体可能是金属晶体，也可能是离子晶体，所以含有金属阳离子
的晶体不一定是离子晶体，故 A 错误；B．AlCl3 的熔点为 190℃，比较低，符合分子晶体的物理性
质，属于共价化合物分子，故 B 正确；C．C 和 Si 同主族，但氧化物的晶体类型不同，CO2、SiO2 分
别属于分子晶体和原子晶体，故 C 正确；D．Na 的熔点比 AlCl3 低，所以金属晶体的熔点不一定比分
子晶体的高，故 D 正确。
11．【答案】C
【解析】A 项中固态 Ar 为分子晶体；B 项中 H2SO4 为分子晶体、石墨是混合型晶体；D 项中玻璃
是非晶体。
12．【答案】A
【解析】A 项，CHCl3 中含 C—H 键和 C—Cl 键，C—H 键和 C—Cl 键都是极性键，CHCl3 为四面体
形分子，分子中正电中心和负电中心不重合，CHCl3 为极性分子，错误；B 项，单键是 σ 键，双键
中有 1 个 σ 键和 1 个 π 键，根据 COCl2 的结构式知，COCl2 分子中含有 3 个 σ 键、1 个 π 键，中
心原子 C 采用 sp2 杂化，正确；C 项，COCl2 的电子式为 所有原子的最外层都满足 8
电子稳定结构，正确；D 项，CHCl3 不会电离出 Cl－，HCl 在水溶液中会电离出 H＋和 Cl－，使用前向
氯仿中加入 AgNO3 稀溶液，若产生白色沉淀表明氯仿变质，若无明显现象表明氯仿没有变质，正确。
13．【答案】B
【解析】由题意知，a 为 Ca、c 为 K、b 为 Zn、d 为 Br；e、d 两元素处于同族，且在该族元素
中，e 的气态氢化物的沸点最高，则 e 为 F；元素 c 为 K，核电荷数为 19，核外电子排布式为
1s22s22p63s23p64s1，核外电子占据 10 个原子轨道，A 正确；b 为 Zn 元素，核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s2，处于周期表中第四周期第ⅡB 族，属于 ds 区，B 错误；e 的气态氢化物为
HF ， 分 子 间 存 在 氢 键 ， 沸 点 最 高 ， C 正 确 ； 元 素 d 为 Br ， 核 电 荷 数 为 35 ， 电 子 排 布 式 为
[Ar]3d104s24p5，D 正确。
14．【答案】C
【解析】A．SO2 是 V 形分子，CS2、HI 是直线形的分子，错误；B．BF3 键角为 120°，是平面三
角形结构；而 Sn 原子价电子数是 4，在 SnBr2 中两个价电子与 Br 形成共价键，还有一对孤电子对，
对成键电子有排斥作用，使键角小于 120°，错误；C．CH2O、BF3、SO3 都是平面三角形的分子，正
确；D．PCl3、NH3 都是三角锥形的分子，而 PCl5 是三角双锥形分子，错误。
15．【答案】C
【解析】因碳原子半径比氮原子的大，故 N—Cl 键的键长比 C—Cl 键的键长短；NCl3 分子立体
构型类似 NH3，故 NCl3 是极性分子；NBr3 与 NCl3 二者结构相似，由于 NBr3 的相对分子质量较大，分
子间作用力较大，所以 NBr3 的沸点比 NCl3 高，因此 NBr3 比 NCl3 难挥发。
16．【答案】C
【解析】A、金属晶体中存在金属阳离子和自由电子，不存在阴离子，选项 A 错误；B、γ—铁
晶体晶胞中所含有的铁原子数为 =4，选项 B 错误；C、 —晶胞中 Fe 原子的配位数为
8， —晶胞中铁原子的配位数为 6，故二者铁原子的配位数之比为 8∶6=4∶3，选项 C 正确；D、
—铁晶体晶胞中所含有的铁原子数为 8× =1，ρα= ，γ—铁晶体晶胞中所含有的铁原子
数为 =4，ργ= ， b3∶4a3，选项 D 错误。答案选 C。
二、非选择题（共 52 分）
17．【答案】(1)3d10 Cu2O 中 Cu＋的价层电子排布处于稳定的全充满状态
(2)H2O 分子间存在氢键，H2Se 分子间无氢键
(3)平面三角形 三角锥形
(4)①sp3 ② 或
【解析】(1)Cu 原子失去 1 个电子生成 Cu＋，Cu＋核外有 28 个电子，根据构造原理知 Cu＋基态
核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10 或[Ar]3d10，则基态亚铜离子(Cu＋)的价层电子排布式为 3d10；
原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定，结构上 Cu2＋为 3d9，而 Cu＋为 3d10 全充满更稳定，故高
温下 CuO 容易转化为 Cu2O。(2)H2O 和 H2Se 都是极性分子，但由于 H2O 的分子间还有氢键存在，所以
H2O 沸点比 H2Se 沸点高。(3)GaCl3 中价层电子对个数＝3＋
1
2×(3－3×1)＝3，且没有孤电子对，所
以其空间构型是平面三角形结构；AsF3 中价电子对个数＝3＋
1
2×(5－3×1)＝4，有一个孤电子对，
所以其空间构型是三角锥形。(4)①在[B(OH)4]－中，硼原子最外层只有 3 个电子，与氧原子形成 3
对共用电子对，B 原子与 4 个羟基相连，一对孤电子对，为 sp3 杂化。②[B(OH)4]－离子中的配位键，
氧元素提供孤对电子给硼元素 O→B，可表示为 或 。
1 18 68 2
× + × δ
α α
1
8 3
56
Aa N×
1 18 68 2
× + × 3
4 56
Ab N
×
× α γρ ρ =：3
18．【答案】（1）3d64s2
（2）O>N>C>H sp3、sp2
（3）联氨分子间形成的氢键数多于氨分子间形成的氢键数
（4）是 是 正八面体
（5）电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移 5.2
【解析】（1）铁的核外电子总数为 26，则基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2 。（2）
尿素[CO(NH2)2 ]所含四种元素分别为 N、H、C、O，元素的非金属性越强，电负性越大，则四种元素
的电负性由大至小的顺序是 O>N>C>H；CH3COONa 中甲基中的 C 原子 sp3 杂化，羧基中的 C 原子 sp2 杂
化。（3）氨和联氨分子间均存在氢键，但联氨分子间形成的氢键数多于氨分子间形成的氢键数，故
联氨的沸点明显高于氨。（4）由图示可知晶体中的氧离子构成面心立方最密堆积，该立方体中氧离
子数目为 12×
1
2＋1＝4，Fe3＋的数目为 4×
1
2＋3×
1
2＝2，Fe2＋的数目为 1，则 Fe 和 O 的原子数目为
3∶4，是 Fe3O4 的晶胞；立方体中三价铁离子周围有 6 个氧离子围成的正八面体空隙中心。（5）晶
体中电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移，则 Fe3O4 晶体能导电；晶体的体积为 a3＝
(0.42×10－7cm)3，每摩尔晶胞的质量为(56×3＋16×4) g＝232 g，则 Fe3O4 晶体的密度＝
232 g
NA × (0.42 × 10－7cm)3＝5.2 g·cm－3。
19．【答案】(1)二 ⅣA Cl
(2)黄色 电子由高能量的激发态跃迁到低能量的激发态或基态释放能量，以光辐射的形式表现
出来
(3)ds
(4)四面体 CC；C、N、O 元素是同一周期，在同周期中，随原子序数递增，第一电离能逐渐增大，但 N 元素
的 2p 轨道处于半充满状态，比较稳定，较难失去电子，所以比相邻的氧元素要大。(5)G 为 Fe 元素，
其低价阳离子的离子结构示意图是 ；F 为 Cl 元素，其原子的价电子构型的电子排布图(轨道
表示式)是 (6)G 为 Fe 元素，其基态原子核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d64s2，电
子占据的最高能层是 4s，所以最高能层符号为 N；N 层有 s、p、d、f 4 个能级，s 能级有 1 个轨道，
p 能级有 3 个轨道，d 能级有 5 个轨道，f 能级有 7 个轨道，所以共有轨道数：1＋3＋5＋7＝16。(7)G
是 Fe，H 是 Cu，Fe3＋与 Cu 反应生成 Fe2＋与 Cu2＋，反应的离子方程式为 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(8)E 元素是 Al，与 Al 元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性，该元素为
Be，其最高价氧化物的水化物为 Be(OH)2，与 NaOH 反应的离子方程式：Be(OH)2＋2OH－===BeO2－2 ＋2H2O。
20．【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) Ga、Ge、Se
(2)砷原子半径较大，原子间形成的 σ 键较长，pp 轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，
难以形成 π 键
(3)砷原子电负性小于氮原子，其共用电子对离砷核距离较远，斥力较小，键角较小
(4)四面体形 sp3
(5)
134 × 2
3
2 × 360.2 × 10－102 × 500.9 × 10－10 × 6.02 × 1023
【解析】(1)砷原子核电荷数为 33，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3；同一周期，从左
到右，第一电离能呈现增大的趋势，第ⅤA 族元素 p 为半充满状态，第一电离能大于邻近元素的第
一电离能；因此第四周期元素中，第一电离能低于砷原子的 p 区元素有 Ga、Ge、Se。(2)由于砷原
子半径较大，原子间形成的 σ 键较长，pp 轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成 π
键，所以氮原子间能形成氮氮三键，而砷原子间不易形成三键。(3)AsH3 分子键角较小的原因是砷原
子电负性小于氮原子，其共用电子对离砷核距离较远，斥力较小，键角较小。(4)亚砷酸(H3AsO3)分
子结构式为 ，砷原子的价层电子对数为 4，属于 sp3 杂化，中心原子砷的 VSEPR 模型是四面
体形。(5)根据砷化镍的晶胞可知：含有的镍原子个数为 8×
1
8＋4×
1
4＝2，含有砷原子个数为 2，所4
以该晶胞中含有 2 个砷化镍，该晶胞的质量为 2×
134
NA g，根据晶胞的俯视图可以求出 x＝
3
2 a pm＝
3
2 ×360.2×10－10cm；该晶胞的体积为
3
2 ×360.2×10－10×360.2×10－10×500.9×10－10 cm3；ρ＝
m
V＝
134 × 2
3
2 × 360.2 × 10－102 × 500.9 × 10－10 × 6.02 × 1023
g·cm－3。
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