版高考化学人教全国精练检测十二物质结构与性质.docx

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版高考化学人教全国精练检测十二物质结构与性质

单元滚动检测十二　物质结构与性质（选考）

考生注意：

1．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。

2．本次考试时间100分钟，满分100分。

3．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。

1．（8分）（2016·唐山市开滦第一中学高三期中）丁二酮肟（

）是检验Ni2＋的灵敏试剂。

（1）Ni2＋基态核外电子排布式为___________________________________________________。

丁二酮肟分子中C原子轨道杂化类型为________，1mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为____________，分子中各原子的电负性由大到小的顺序为____________________________。

（2）Ni能与CO形成四羰基镍[Ni（CO）4]，四羰基镍熔点－19.3℃，沸点42.1℃，易溶于有机溶剂。

①Ni（CO）4固态时属于________晶体（填晶体类型）。

②与CO互为等电子体的阴离子为______________________________________（填化学式）。

（3）Ni2＋与Mg2＋、O2－形成晶体的晶胞结构如图所示（Ni2＋未画出），则该晶体的化学式为________________________________________________________________________。

2．（12分）（2017·黄山市屯溪第一中学高三月考）钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。

①Ti的基态原子价电子排布式为________________________________________________。

②Fe的基态原子共有________种不同能级的电子。

（2）制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。

①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是_____________（用元素符号表示）。

②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。

（3）NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为6.9×10－2nm和7.8×10－2nm。

则熔点：

NiO________（填“＞”、“＜”或“＝”）FeO。

（4）Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在日本和中国已实现了产业化。

该合金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为____________________________________________________________。

②已知该晶胞的摩尔质量为Mg·mol－1，密度为dg·cm－3。

设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是_________________________________________________cm3（用含M、d、NA的代数式表示）。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。

已知：

a＝511pm，c＝397pm；标准状况下氢气的密度为8.98×10－5g·cm－3；储氢能力＝

。

若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为________。

3．（12分）（2016·西安市第一中学高三自主命题）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。

X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。

Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。

已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。

工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。

M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。

经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体（如图），边长为4.03×10－10m，顶点位置为Z4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占。

（1）Y在周期表中位于__________________；Z4＋的核外电子排布式为____________________。

（2）X的该种氢化物分子构型为________，X在该氢化物中以________方式杂化。

X和Y形成的化合物的熔点应该________（填“高于”或“低于”）X氢化物的熔点。

（3）①制备M的化学方程式是_______________________________________________

________________________________________________________________________。

②在M晶体中，若将Z4＋置于正方体的体心，Ba2＋置于正方体的顶点，则O2－处于正方体的________。

③在M晶体中，Z4＋的氧配位数为________。

④已知O2－半径为1.40×10－10m，则Z4＋半径为____________________m。

4．（12分）（2017·南阳市第一中学高三月考）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成，回答下列问题：

（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过____________________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

（2）基态Fe原子有________个未成对电子。

Fe3＋的电子排布式为________________________。

（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O。

乙醛中碳原子的杂化轨道类型为____________，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。

Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有__________个铜原子。

锗也是一种半导体材料，Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，原因是

________________________________________________________________________。

（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图：

镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。

已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则LaNin中n＝________（填数值）；氢在合金中的密度为_______________________________。

5．（12分）（2016·凯里市第一中学高三四模）铁、铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。

请回答下列问题：

（1）铁在元素周期表中的位置是______________________________________________，

基态铜原子的核外电子排布式为_______________________________________________。

（2）配合物Fe（CO）x常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）x晶体属于________（填晶体类型）。

（3）CO和CO的一种生活中常见等电子体分子，两者相比较沸点较高的为________（填化学式）。

CN－中碳原子杂化轨道类型为________，C、N、O三元素的第一电离能最大的为________（用元素符号表示）。

（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示。

每个铜原子周围距离最近的铜原子数目________。

（5）M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示（黑点代表铜原子）。

①该晶体的化学式为________________。

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于________（填“离子”或“共价”）化合物。

③已知该晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，已知该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为________________________________________________________________________pm（只写计算式）。

6．（10分）（2017·重庆市第一中学高三月考）人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测是钛（Ti），它被誉为“未来世纪的金属”。

试回答下列问题：

（1）Ti元素原子序数为22，它在元素周期表中的位置是第________周期第________族；其基态原子的电子排布式为____________________________________________________。

（2）在Ti的化合物中，可以呈现＋2、＋3、＋4三种化合价，其中以＋4价的Ti最为稳定。

钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。

钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图1所示，它的化学式是________，其中Ti4＋的氧配位数为________，Ba2＋的氧配位数为________。

（3）常温下的TiCl4是有刺激性臭味的无色透明液体，熔点－23.2℃，沸点136.2℃，所以TiCl4应是________化合物，其固体是________晶体。

TiCl4在潮湿空气中易挥发，水解而冒白烟，这是因为水解后有__________________________________________________________生成。

（4）已知Ti3＋可形成配位数为6的配合物，其空间构型为正八面体，如图2所示，我们通常可以用图3所示的方法来表示其空间构型（其中A表示配体，M表示中心原子）。

配位化合物[Co（NH3）4Cl2]的空间构型也为八面体型，它有____________________________种同分异构体，请将其结构画出______________________________________________________________。

7．（10分）（2017·福建省四地六校高三月考）金属钛（Ti）是一种具有许多优良性能的的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①Ti2＋基态的电子排布式可表示为_______________________________________________。

②BH

的空间构型是________________________________________________（用文字描述）。

③与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。

（2）二氧化钛（TiO2）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。

①纳米TiO2催化的一个实例如下图所示。

化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为________，化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为___________________________________________。

②在TiO2催化作用下，可将CN－氧化成CNO－，进而得到N2。

与CNO－互为等电子体的分子、离子化学式分别为________________、________________（各写一种）。

（3）金属钛内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如下图。

若该晶胞的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶胞的边长为_____________________________cm。

8．（12分）（2017·重庆市第十一中学高三月考）氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

基态Ti原子电子占据的最高能层符号________，基态Ti2＋的价电子的电子排布式________________。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2＋3H22NH3实现储氢和输氢。

下列说法正确的是______（填字母）。

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH

与ClO

、PH

、CH4、BH

互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．电负性C＜N＜O,第一电离能C＜O＜N

（3）Se与O同族，则SeO2分子的空间构型为________________________________________。

（4）富勒烯（C60）的结构如图甲，分子中碳原子轨道的杂化类型为____________；1molC60分子中σ键的数目为________个。

（5）图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为apm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρg·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为____________mol－1（用含a、ρ的代数式表示）。

9．（12分）（2016·韶关市六校高三10月联考）周期表前三周期元素A、B、C、D，原子序数依次增大，A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍；B的价电子层中的未成

对电子有3个；C与B同族；D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。

请回答下列问题：

（1）C的基态原子的电子排布式为________________________________________________；

D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是________________________

________________________________________________________________________。

（2）杂化轨道分为等性和不等性杂化，不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。

A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为________________的两元共价化合物。

其中，属于不等性杂化的是______________________________________________________

（写化学式）。

以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为________________，分子立体构型为________________________________________________________________________。

（3）以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________（填“大于”、“等于”或“小于”）等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。

（4）A和B能形成多种结构的晶体。

其中一种类似金刚石的结构，硬度比金刚石还大，是一种新型的超硬材料。

其结构如下图所示（图1为晶体结构，图2为切片层状结构），其化学式为________________。

实验测得此晶体结构属于六方晶系，晶胞结构见图3。

已知图示原子都包含在晶胞内，晶胞参数a＝0.64nm，c＝0.24nm。

其晶体密度为________________（已知：

＝1.414，

＝1.732,结果精确到小数点后第2位）。

答案精析

1．

（1）1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8　sp3和sp2　15mol（或15×6.02×1023）　O＞N＞C＞H

（2）①分子　②CN－

（3）Mg2NiO3

2．

（1）①3d24s2　②7

（2）①O＞Cl＞C　②3∶1　sp2

（3）＞

（4）①LaNi5　②

　③1236

解析　

（1）钛的原子序数为22，位于第四周期第ⅣB族，基态钛原子价电子排布式为3d24s2；铁为26号元素，基态铁原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7个能级。

（2）①K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑中涉及三种非金属元素：

O、C、Cl，电负性越大，对共用电子对的吸引力越大，相互化合时该元素表现负价，由CCl4、CrO2Cl2中元素的化合价推断，电负性：

O＞Cl＞C；②COCl2分子含有1个C===O键和2个C—Cl键，则其中所含σ键为3，π键为1，二者之比为3∶1，中心碳原子的价层电子对数为3＋

＝3，因此C以sp2杂化方式成键。

（3）NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，说明它们都是离子晶体，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键就越强，使其熔化所需温度越高，即熔点越高，由于Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为6.9×10－2nm和7.8×10－2nm，则NiO的熔点大于FeO。

（4）①读图，由均摊法可知，1个晶胞中La为8×

＝1，Ni为8×

＋1＝5，则该晶体的化学式为LaNi5；②一个晶胞的质量m＝

，由

可知一个晶胞体积V＝

cm3；③LaNi5合金储氢后的密度ρ＝

＝

g·cm－3≈0.111g·cm－3，由定义式可知，储氢能力＝

≈1236。

3．

（1）第四周期第ⅡA族　1s22s22p63s23p6

（2）直线形　sp　高于

（3）①TiO2＋BaCO3（熔融）===BaTiO3＋CO2↑　②面心　③6　④6.15×10－11

解析　

（1）根据元素信息可判断X为C，Z为Ti，所以Y为Ca。

（2）CH≡CH的分子构型为直线形，C原子的杂化形式为sp。

（3）①在M中，O2－：

12×

＝3，Ti4＋：

8×

＝1，Ba2＋：

1，所以M的化学式为BaTiO3。

②Ti4＋在体心有1个，Ba2＋在顶点有1个。

根据其化学式O2－应在面心（3个）。

④设Ti4＋半径为r，则2r＋2×1.40×10－10m＝4.03×10－10m，r＝6.15×10－11m。

4．

（1）X射线衍射

（2）4　1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）

（3）sp3、sp2　6NA　16　Ge原子半径较大，难以形成稳定的π键，不易形成双键或三键

（4）5　0.083g·cm－3

5．

（1）第四周期第Ⅷ族　[Ar]3d104s1

（或1s22s22p63s23p63d104s1）

（2）分子晶体　（3）CO　sp　N

（4）12

（5）①CuCl　②共价　③

×1010

解析　

（1）铁是26号元素，位于周期表中第四周期第Ⅷ族；铜为29号元素，基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体。

（3）原子数和价电子数分别都相等的分子、离子或基团称为等电子体，则CO的一种常见等电子体分子为氮气，结构式为N≡N；CO分子中含有极性键，沸点高于氮气；CN－中C原子价层电子对个数＝1＋

×（4＋1－1×3）＝2，所以采取sp杂化；一般来说非金属性越强，第一电离能大，但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性，N的p轨道本来就是半充满的。

O的p轨道失去一个电子才是半充满的，所以C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。

（4）根据晶胞结构图可知，铜为面心立方堆积，所以每个铜原子周围距离最近的铜原子位于经过该原子的立方体的面的面心上，共有12个。

（5）根据价电子排布式判断出M原子为Cl原子，①由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×

＋6×

＝4，所以化学式为CuCl；

②电负性差值大于1.7原子间易形成离子键，小于1.7原子间形成共价键，Cu与Cl的电负性分别为1.9和3.0，差值为1.1小于1.7，形成共价键；

③一个晶胞的摩尔质量为4×99.5g·mol－1，根据m＝ρ×V，则晶胞的摩尔体积为

cm3，晶胞的边长为

cm，根据晶胞的结构可知，Cu原子和Cl原子之间的最短距离为立方体体对角线的

，而体对角线为晶胞边长的

倍，所以铜原子和Cl原子之间的最短距离为

×

cm＝

×

×1010pm。

6．

（1）四　ⅣB　1s22s22p63s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2）

（2）BaTiO3　6　12

（3）共价　分子　HCl

（4）2　

、

解析　

（1）根据元素周期表可知Ti元素位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，Ti元素是22号元素，根据核外电子排布规律可知，它的基态原子的电子层排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。

（2）在每个晶胞中均有一个Ba原子，四个Ti原子被四个晶胞共用，每个晶胞中只有一个Ti,12个O原子均被四个晶胞共用，每个晶胞中含有3个O原子，故化学式为BaTiO3，Ti4＋的氧配位数为

＝6，Ba2＋的氧配位数为12。

（3）常温下的TiCl4是有刺激性臭味的无色透明液体，熔点－23.2℃，沸点136.2℃，熔沸点较低，晶体由分子形成，属于分子晶体，分子由共价键形成，TiCl4在潮湿空气中易挥发，水解而冒白烟，有HCl生成。

（4）Co3＋位于正八面体的中心，NH3和Cl－位于正八面体顶点，当两个Cl－相邻时为一种结构，两个Cl－不相邻时为另一种结构，共有两种结构，即

、

。

7．

（1）①1s22s22p63s23p63d2　②正四面体　③3

（2）①7　C＜O＜N　②CO2（或N2O、CS2、BeCl2等合理均可给分）

SCN－　（3）

解析　

（1）①Ti位于元素周期表，第四周期第ⅣB族，属于22号元素，因此Ti2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2；②BH

含有4个σ键，孤电子对数

＝0，价层电子对数为4，空间构型为正四面体；③Ti的价电子排布式为3d24s2，Ti的未成对电子对数为2个，同周期含有2个未成对电子的是Ni（3d84s2）、Ge（4s24p2）、Se（4s24p4）共有3种元素。

（2）①苯环上的碳原子是sp2杂化，sp2杂化的碳原子有3个σ键，即羰基上的碳原子是sp2杂化，因此共有7个碳原子采取sp2杂化；进行sp3杂化说明价层电子对数是4，即苯环侧链上的C和N，O有2个σ键，2个孤电子对，价层电子对数也是4，杂化类型为sp3，同周期从左向右第一电离能增大，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，因此由小到大的顺序是C＜O＜N；②等电子体为原子总数相等，价电子数相同的微粒，因此与CNO－互为等电子体的有CO2、N2O、CS2、BeCl2、SCN－等。

（3）晶胞中Ti的个数，Ti位于顶点的8×

＝1，位于面上：

6×

＝3，共有4个，晶胞的质量为4×48/NAg，根据密度的定义，边长为

。

8．

（1）N　3d2　

（2）cd　（3）V形或角形　（4）sp2　90NA

（5）

解析　

（1）Ti的原子序数为22，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。

所以，Ti最高能层为N层，基态Ti2＋价电子排布式为3d2。

（2）a项，NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，错误；b项，等电子体为原子数相等和价电子数相等的原子团，NH

与PH

、CH4、BH

均含有5个原子团，且价电子均为8，为等电子体，而ClO

价电子数为32，不属于等电子体，错误；c项，分子间存在氢键的熔沸点高，相同压强时，氨气中含有氢键