2022届高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质练习含解析新人教版

考试第十一章　物质结构与性质单元过关限时检测(50分钟，100分)第Ⅰ卷(选择题　共42分)一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意1．(2021·某某省实验中学高三诊断)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大，Y、Z、W位于同一周期，X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体，Y在同周期中电负性最小，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23︰16，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小；T元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是(　C　)A．简单离子的半径：Y>Z>WB．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Z>XC．W和T的单质混合加热可得化合物T2WD．W的单质在足量的氧气中燃烧，所得产物溶于水可得强酸[解析]　由题意推断X元素位于第二周期，X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体，该氢化物为CH4(甲烷)，即X为C；Y、Z、W位于同一周期，原子序数依次增大，即Y、Z、W位于第三周期，Y在同周期中电负性最小，推出Y为Na，二元化合物E中元素Y和W的质量比为23︰16，推出该化合物为Na2S，即W为S，同周期元素简单离子中，元素Z形成的离子半径最小，即Z为Al；T元素的价电子排布式为3d104s1，推出T元素为Cu。Y、Z、W简单离子半径大小顺序是r(S2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)，故A错误；W、Z、X三种元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3，故B错误；Cu与S在加热条件下发生反应，因为S的氧化性较弱，因此将Cu氧化至较低价态，得到的产物是Cu2S，反应的方程式为2Cu＋SCu2S，故C正确；S在足量的氧气中燃烧生成SO2，SO2溶于水后生成H2SO3，亚硫酸为中强酸，故D错误。[易错警示]　易错点是选项D，S和C不一样，S与氧气反应，无论氧气过量与否，生成的都是SO2，SO2转化成SO3，需要催化剂、高温条件。12/12 考试2．(2021·某某日照校际联考)下列各项叙述中，正确的是(　C　)A．基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2和[Ar]4s2对应的元素同族B．钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，释放能量C．某基态原子的价电子排布式为4d15s2，它是第五周期ⅢB族元素，属于d区元素D．3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期[解析]　本题以核外电子的排布为载体，考查元素推断、基态与激发态和周期表的分区等知识点，对学生整合化学信息的能力，体现了基础性和综合性的考查要求。基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2的元素为锌元素，电子排布式为[Ar]4s2的元素为钙元素，两元素位于同周期，不同族，A错误；钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，Na从基态变为激发态，吸收能量，B错误；某基态原子的价电子排布式为4d15s2，对应元素为Y，它是第五周期ⅢB族元素，属于d区元素，C正确；基态3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期，非基态时不能确定，D错误。3．(2021·某某某某月考)下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是(　B　)A．Fe2＋　1s22s22p63s23p63d6B．Cu　1s22s22p63s23p63d94s2C．F　D．Na＋[解析]　Fe2＋核外电子数为24，由能量最低原理，可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理；若按照构造原理，29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2，但实际上Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时，能量相对较低，故B不符合能量最低原理；F原子最外电子层为第2能层，有7个电子，外围电子排布式为2s22p512/12 考试，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，外围电子排布图为，故C符合能量最低原理；Na＋最外电子层为第2能层，有8个电子，外围电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，Na＋外围电子排布图为，故D符合能量最低原理。4．(2021·某某某某一中质量检测)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni()4]2－、正八面体形的[Ni(NH3)6]2＋等。下列说法正确的有(　C　)A．Ni(CO)4和[Ni()4]2－中，镍元素均是sp3杂化B．NH3的空间构型为平面三角形C．CO与－互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键个数之比为1︰2D．Ni2＋在形成配合物时，其配位数只能为4[解析]　[Ni()4]2－的空间构型为正方形，中心原子的杂化方式为dsp2杂化，而Ni(CO)4为正四面体结构，中心原子为sp3杂化，故A错误；NH3的空间构型为三角锥形，故B错误；CO和－的价电子数均为10，且具有相同的原子数，二者互为等电子体，CO分子内含有1个σ键和2个π键，所以CO分子内σ键和π键个数之比为1︰2，故C正确；Ni2＋的价电子排布式为3d8，Ni2＋在形成配合物时，其配位数可以为4或6，故D错误。5．(2021·某某某某上学期月考)常温常压下，某金属有机多孔材料(MOFA)对CO2具有超高的吸附能力，并能催化CO2与环氧丙烷的反应，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　C　)A．物质a分子中碳原子和氧原子均采取sp3杂化B．b的一氯代物有3种12/12 考试C．a生成b的反应类型为取代反应，并有极性共价键形成D．该材料的吸附作用具有选择性，利用此法可减少CO2的排放[解析]　a分子中C、O原子的价层电子对数都是4，根据杂化轨道理论判断C、O原子杂化类型为sp3杂化，故A正确；b分子中含有3种氢原子，所以b的一氯代物有3种，故B正确；a和二氧化碳发生加成反应生成b，故C错误；a和二氧化碳反应生成b，CO2是反应物，所以利用此法可减少CO2的排放，故D正确。6．(2021·某某某某一中高三月考)石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(　C　)A．从石墨中剥某某墨烯需要破坏化学键B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，存在金属键D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子[解析]　本题考查混合晶体的性质及结构特点。石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥某某墨烯需要破坏分子间作用力，A项错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道，B项错误；石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间存在共价键，石墨能导电，存在金属键，C项正确；每个C原子为3个碳环共用，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×＝2，D项错误。7．(2021·某某某某模拟)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是(　D　)12/12 考试XYZWTA.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力D．根据元素周期律可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性[解析]　W元素的核电荷数为X元素的2倍，所以X为氧元素，W为硫元素，Z为磷元素，Y为硅元素，T为砷元素。A项，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，X、W、Z的非金属性依次减弱，所以热稳定性依次减弱，错误；B项，硫在自然界中有游离态形式，错误；C项，二氧化硅是原子晶体，晶体熔化不需要克服分子间作用力，三氧化硫分子间存在分子间作用力，从液态变成气态，需要克服分子间作用力，错误；D项，因为砷处于金属和非金属的交界处，所以砷有半导体特性，三氧化二砷中砷是＋3价，处于中间价有氧化性和还原性，正确。第Ⅱ卷(非选择题　共58分)二、非选择题：本题包括4小题，共58分8．(2021·某某威海模拟)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是　O　(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)　。(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是　O3(填分子式)，原因是　O3相对分子质量较大，分子间作用力大　；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为　分子晶体　和　离子晶体　。(3)C和D反应可生成组成比为1︰3的化合物E，E的立体构型为　三角锥形　12/12 考试，中心原子的杂化轨道类型为　sp3。(4)化合物D2A的立体构型为　V形　，中心原子的价层电子对数为　4　，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为　2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl)　。(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566nm，F的化学式为　Na2O　；晶胞中A原子的配位数为　8　；列式计算晶体F的密度(g·cm－3)＝2.27g·cm－3。[解析]　根据题目条件，可推出A、B、C、D分别为O、Na、P、Cl。(1)电负性最大的为O，P的核外电子排布为1s22s22p63s23p3。(2)单质A有O2、O3两种同素异形体，相对分子质量大的，分子间作用力也大，沸点高。A、B的氢化物分别为H2O、NaH，晶体类型分别为分子晶体、离子晶体。(3)E为PCl3，P含有一对孤电子对，价层电子对数为4，立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化类型为sp3杂化。(4)Cl2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对，孤电子对数＝(6－2×1)＝2，故价层电子对数为4，分子的立体构型为V形。根据得失电子守恒配平化学方程式得2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2。(5)晶胞中O2－为8×＋6×＝4，Na＋为8个，则化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离相等且最近的钠原子的个数为8，则氧原子的配位数为8。晶体F的密度为＝2.27g·cm－3。9．(2021·12/12 考试某某等级考模拟)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首次合成了组成为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　O>C>Si　；第一电离能I1(Si)　>　I1(Ge)(填“>”或“C>Si；第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小，因此I1(Si)>I1(Ge)。(2)Ge原子位于第四周期ⅣA族，因此原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)；SiO2、GeO2均为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si—O键长小于Ge—O键长，SiO2键能更大，熔点更高。(3)B原子最外层有3个电子，与3个—OH形成3个共价键，因此为sp2杂化。热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大。(4)原子分数坐标为(0.5,0.2,0.5)的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为(0,0.3,0.5)及(1.0,0.3,0.5)的Cs原子位于晶胞的yz面上，原子分数坐标为(0.5,0.8,1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子位于晶胞xy面上，原子分数坐标为(0,0.7，1.0)及(1.0,0.7,1.0)(0,0.7,0)及(1.0,0.7,0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个；代入晶胞密度求算公式可得：ρ＝＝＝×1030(g·cm－3)。10．(2021·某某某某高三检测)钙钛矿(主要成分是CaTiO3)太阳能薄膜电池制备工艺简单、成本低、效率高，引起了科研工作者的广泛关注，科学家认为钙钛矿太阳能电池将取代硅基太阳能电池的统治地位。(1)基态钛原子的电子排布式为　[Ar]3d24s2，若钙原子核外有7种能量状态的电子，则钙原子处于　激发　(填“基”或“激发”)态，氧元素所在周期第一电离能由小到大的前三种元素依次是　LiKH的原因　均为离子晶体，阳离子离子半径Li＋KH，离子键越强，分解温度越高　。(5)水溶液中有H3O＋、H5O、H9O等微粒的形式。H3O＋中，中心原子的杂化类型是　sp3，请画出H5O的结构式：。当用高能射线照射液态水时，水分子便以一种新的方式电离，如图所示写出高能射线照射水的总反应的离子方程式　(n＋2)H2Oe(H2O)＋·OH＋H3O＋。(6)氢化铝钠(NaAlH4)等复合氢化物是重要的有机还原剂。NaAlH4晶胞结构如图所示，NaAlH4晶体中，与Na＋紧邻且等距的AlH有　8　个，设阿伏加德罗常数为NA，则晶体的密度为g·cm－3。12/12 考试(7)在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1,1,1)晶面。如图则该立方晶胞体中(1,1,1)晶面共有　8　个。[解析]　(1)太阳中含量最丰富的元素是氢，其次是氦元素，故太阳中的主要化学元素是氢和氦。(2)H原子核内只有1个质子，氢负离子(H－)核外有2个电子，则H－的基态电子排布式为1s2。(3)H－(g)===H(g)＋e－吸收的能量为73kJ·mol－1，则氢负离子(H－)的第一电离能为73kJ·mol－1。(4)LiH、NaH、KH三种晶体均为离子晶体，由于离子核外电子层数越多，离子半径越大，阳离子的离子半径：Li＋KH，晶格能越大，离子键就越强，晶体分解温度就越高，所以分解温度LiH>NaH>KH。(5)H3O＋中，中心O原子的杂化类型是sp3杂化；H5O可看作是H3O＋与H2O通过氢键形成的离子，所以H5O的结构式是。根据图示可得高能射线照射水的总反应的离子方程式为(n＋2)H2Oe(H2O)＋·OH＋H3O＋。(6)根据晶胞结构图可知，与AlH紧邻且等距的Na＋有8个。晶胞中AlH数目为1＋8×＋4×＝4，Na＋数目为6×＋4×＝4，则与Na＋紧邻且等距的AlH有8个；NaAlH4晶胞质量为4×g，晶胞密度ρ＝＝＝g·cm－3。12/12 考试(7)在题给(1,1,1)晶面中，是通过晶胞上面一个顶点，下面2个顶点形成的。上面共有4个这样顶点，可形成4个这样的晶面；同样，若该晶面通过上面2个顶点和下面一个顶点，也可以形成4个这样的晶面，因此共可以形成8个这样的晶面。12/12