2021高考化学一轮复习第一部分专题测试十物质结构与性质含解析

1、专题测试(十)物质结构与性质1短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大，c和d位于同主族且原子序数相差8；基态a原子核外有3个能级上容纳电子且每个能级上电子数相等，c原子s能级电子总数与p能级电子数相等，基态e原子的m层上有2个未成对电子且无空轨道。(1)在a、b、c中，第一电离能由大到小排序为_(用元素符号表示)；基态e原子的价层电子排布式为_。(2)配合物e(ac)4在常温下呈液态，易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂。固态e(ac)4的晶体类型是_。已知(dab)2分子中含非极性键，分子中每个原子最外层都达到8个电子稳定结构，1 mol(dab)2分子含键的数目为_。(3)写出一种与dab互为

2、等电子体的分子_(填化学式)。ac的中心原子杂化类型为_；dc的空间构型为_。(4)ec晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a pm，列式计算该晶胞的密度为_gcm3(不必计算出结果，阿伏加德罗常数的值为na)，晶胞中e粒子的配位数为_。(5)人工合成的ec晶胞存在缺陷，即阳离子有3、2价两种。某人工合成的晶体样品组成为e0.96c，则该晶体中3价、2价两种离子的个数之比为_。答案(1)noc3d84s2(2)分子晶体56.021023(3)co2(或n2o)sp2三角锥形(4)6(5)111解析短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大，基态a原子核外有3个能级上容纳电子且每个能级上电子数相等，a

3、为c元素；c原子s能级电子总数与p能级电子数相等，c和d位于同主族且原子序数相差8，则c为o元素，d为s元素；则b为n元素；基态e原子的m层上有2个未成对电子且无空轨道，价电子排布为3s23p4或3d84s2，价电子排布为3s23p4时，为s元素，不符合题意，则e为ni元素。(1)n原子的2p轨道为半充满状态，较为稳定，第一电离能由大到小排序为noc，基态e原子的价层电子排布式为3d84s2。(2)配合物ni(co)4在常温下呈液态，易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂，固态时构成分子晶体。已知(scn)2分子中含非极性键，分子中每个原子最外层都达到8个电子稳定结构，(scn)2的结构为ncsscn，

4、1 mol (scn)2分子含键的数目为56.021023。(3)与scn互为等电子体的分子有co2(或n2o)，co中c的价层电子对数3(4223)3，杂化类型为sp2，so中s的价层电子对数3(6223)4，孤电子对数为1，空间构型为三角锥形。(4)晶胞中o2离子数目为1124，ni2数目为864，故晶胞质量为4 g，晶胞体积为(a1010cm)3，故晶胞密度为 gcm3 gcm3，以顶点ni2研究，与之最近的o2位于棱中间且关于ni2对称，故ni2的配位数为6。(5)设1 mol ni0.96o中含ni3x mol，ni2为(0.96x) mol，晶体呈电中性，可知3x2(0.96x)2

5、1，解得x0.08 mol，故ni2为(0.96x) mol0.88 mol，ni3、ni2的数目之比0.080.88111。2周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)b、c、d中第一电离能最大的是_(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为_。(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，

6、写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是_；酸根呈三角锥结构的酸是_(填化学式)。(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为_。(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，判断理由是_。答案(1)n(2)sp3h2o2、n2h4(合理即可)(3)hno2、hno3h2so3(4)1(5)so共价键和配位键h2oh2o与cu2的配位键比nh3与cu2的弱解析根据题意知，周期表前四周

7、期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其电子层数相同，则a为氢元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，则b为氮元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则c为氧元素；d与c同主族，则d为硫元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e为铜元素。(1)根据上述分析，b、c、d分别为n、o、s，同周期主族元素由左向右第一电离能呈递增趋势，但当元素的原子轨道呈全满、全空、半充满状态时，较稳定；同主族元素由上到下第一电离能逐渐减小，氮原子2p轨道为半充满状态，较稳定，则n、o、s中第一电离能最大的是n。(2)a为氢元素，和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥

8、形，该分子为氨分子，中心原子的杂化方式为sp3；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是h2o2、n2h4、c2h6等。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是hno2、hno3；酸根呈三角锥结构的酸是h2so3。(4)根据o和cu形成的离子化合物的晶胞结构判断，该化合物的化学式为cu2o，e离子的电荷为1。(5)根据题给信息知，这5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，为硫酸根离子；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，结合图2知，该化合物的化学式为cu(nh3)4(h2o)2so4。3现有某第四周期过渡金属元素a，其基态原子有四个未成对电子

9、，由此元素可构成固体x。(1)区分固体x为晶体或非晶体的方法为_。若此固体结构如图甲、乙所示，则按甲虚线方向切乙得到的ad图中正确的是_。(2)写出a的基态原子的电子排布式：_，a2的价层电子排布图是_。(3)a可与co反应生成a(co)5，常压下熔点为20.3 ，沸点为103.6 ，试推测，该晶体类型是_。(4)a可与另两种元素b、c构成某种化合物，b、c的外围电子排布分别为3d104s1、3s23p4，其晶胞如图所示，则其化学式为_。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据如图中所示的数据列式计算该晶体的密度d_gcm3(小数点后保留两位数字)。答案(1)x射线衍射a(2)1s22s2

10、2p63s23p63d64s2(或ar3d64s2)(3)分子晶体(4)cufes24.32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的外围电子排布分别为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464，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8414，s原子数为8。晶体中n(cu)n(fe)n(s)448112，故该晶体的化学式为cufes2。晶胞质量，晶胞体积(

11、5241010 cm)210301010 cm，故该晶体的密度d4.32 gcm3。4. 已知a、b、c、d是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，a的周期数等于其主族序数，b原子的价电子排布为nsnnpn，d是地壳中含量最多的元素。e是第四周期p区的元素且最外层只有2对成对电子，f是29号元素。(1)b、c、d三元素第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(2)bd中心原子杂化轨道的类型为_杂化；ca的空间构型为_。(3)基态e原子的价电子排布图：_。(4)1 mol bc中含有键的数目为_。(5)比较d、e元素最简单氢化物的沸点高低：_(用化学式表示)。(6)c、f两元素形成的某化

12、合物的晶胞结构如图所示，顶点为c原子。则该化合物的化学式是_，c原子的配位数是_。若相邻c原子和f原子间的距离为a cm，阿伏加德罗常数为na，则该晶体的密度为_g/cm3(用含a、na的符号表示)。答案(1)noc(2)sp2 正四面体(3)(4)2na(5)h2oh2se (6)cu3n6解析根据题给信息， a、b、c、d是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，a的周期数等于其主族序数，b原子的价电子排布为nsnnpn，d是地壳中含量最多的元素，则a为h，b为碳，d为氧，则c为氮元素，e是第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子，则e为se，f元素的原子序数为29，f为铜。则(1)同周期

13、主族元素自左向右第一电离能呈增大趋势，但n元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能大于氧元素，则b、c、d三元素第一电离能由大到小的顺序为noc。(2)co中心原子碳原子的价层电子对数33，因此其杂化轨道的类型为sp2杂化；nh的空间构型为正四面体。(3)se的原子序数是34，则根据核外电子排布规律可知基态se原子的价电子排布图为。(4)cn中c、n间为cn,1 mol cn中含有键的数目为2na。(5)水分子间存在氢键，则氢化物沸点为h2oh2se。(6)根据晶胞的结构可知灰球是cu，其个数是123，白球是n，其个数为81，所以化合物的化学式cu3n；根据晶胞结构分析，与n3等

14、距且最近的cu有6个，其配位数是6。晶胞的体积是v(2a)3 cm3，质量为 g，故密度为 g/cm3。5w、x、y、z、r为前四周期元素，且原子序数依次增大。xy2是红棕色气体；x与氢元素可形成xh3；z基态原子的m层与k层电子数相等；w是形成有机物种类最多的元素；r2的3d轨道中有9个电子。请回答：(1)y基态原子的电子排布式是_；y和w形成的三原子分子是_分子(填“极性”或“非极性”)。(2)x与氢元素形成的化合物xh3的中心原子杂化轨道类型为_杂化，xy 的立体构型是_。(3)z所在周期中第一电离能最大的主族元素q名称为_。比较沸点高低：xy2 _zy(填“”“”或“”)。(4)z与某

15、元素形成的化合物的晶胞如左下图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是_。(5)r晶胞结构如右上图所示，r晶体中每个r原子周围距离最近的r原子数目为_。答案(1)1s22s22p4非极性(2)sp3v形(3)氯no(2)15na低于(ch3)2c=chch2oh分子间能形成氢键(3)ad平面三角形no或cosp3(4)cr1s22s22p63s23p63d54s1(或ar3d54s1)(5)金属解析(3)a项中心原子的价层电子对数目相等，均是3对，a正确；b项so2是极性分子，三氧化硫是平面三角形，结构对称，为非极性分子，b错误；c项中心原子的孤对电子数目不相等，so2含有一对，so3没有，c错误

16、；d项都含有极性键，d正确，答案选a、d。so3分子的空间构型为平面三角形，价电子总数和原子总数分别都相等的是等电子体，则与其互为等电子体的阴离子为no或co。固态so3中s原子形成4个共价键，则其杂化轨道类型是sp3。(4)元素x与硒同周期，x元素原子核外未成对电子数最多，x为24号元素cr，cr的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或ar3d54s1。(5)单质钋是由金属键形成的晶体，属于简单立方堆积，一个晶胞中含有1个原子。如果原子半径为r pm，则晶胞的边长是2r pm，则钋晶体的密度的表达式为 g/cm3 g/cm3。11微量元素硼和镁对植物的叶的生长和人

17、体骨骼的健康有着十分重要的作用。(1)写出基态b原子的轨道表达式：_。(2)三价b易形成配离子，如b(oh)4、bh4等。b(oh)4的结构式为_(标出配位键)，其中心原子的杂化方式为_，写出bh4的两种等电子体：_。(3)图甲表示多硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为_(以n表示硼原子的个数)。(4)硼酸晶体是片层结构，图乙表示的是其中一层的结构。层间存在的作用力有_；硼酸晶体在冷水中溶解度很小，但在热水中较大，原因是_。(5)三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低，原因是_。(6)镁属六方最密堆积(图丙)，其晶胞结构如图丁所示，若镁原子半径为a pm，则镁晶体的密度为_(用含a的代数式表

18、示)g/cm3。答案(1)(2) sp3ch4、nh(其他合理答案也可)(3)(bo2)(4)氢键、范德华力晶体中硼酸分子间以氢键缔合在一起，难以溶解；加热时，晶体中部分氢键被破坏，溶解度增大(5)三氯化硼为分子晶体，而氯化镁为离子晶体，范德华力比离子键弱(6)解析(1)b的原子序数是5，基态b原子核外电子排布式为1s22s2 2p1，所以轨道表达式为。(2)b为缺电子原子，有空轨道，因此三价b易形成配离子，在b(oh)4中氧原子提供孤对电子，则b(oh)4的结构式为。b的价层电子对数是4，则其中心原子的杂化方式为sp3。原子总数和价电子总数分别都相等的是等电子体，书写等电子体可采用同周期左右

19、代换，同主族上下替换的方法，则bh4的两种等电子体可以是ch4、nh。(3)从图甲可看出，每个单元都有一个b，有一个o完全属于这个单元，剩余的2个o分别为2个单元共用，所以原子个数为bo112，结合b为3价，可得化学式为(bo2)。(4)观察图乙，层状结构中化学键有氧氢键、氧硼键，氧原子能与周围其他单元结构中氧氢键的氢元素形成氢键，而分子晶体内一定存在范德华力，因此层间存在的作用力有氢键、范德华力。(6)镁属六方最密堆积，观察晶胞结构可知，每个晶胞涉及9个原子，分3层，平行六面体的每个顶角有一个，晶胞内部还有一个。所以每个晶胞内镁原子个数为4412，观察图丁，可知该晶胞的高为虚线形成的正四面体

20、高的两倍，若镁原子半径为a pm，则正四面体的棱长为2a pm，则其高为a pm，则晶胞的高为a pm，平行六面体的底是平行四边形，底面积是2a2asin60 pm22a2 pm2，则晶胞体积是8a31030 cm3，则镁晶体的密度为 g/cm3 g/cm3。12砷的一些化合物常用作半导体、除草剂、杀鼠药等。回答下列问题：(1)基态as原子的核外电子排布式为ar_，有_个未成对电子。(2)镓氮砷合金材料的太阳能电池效率达40%。ga、n、as电负性由大至小的顺序是_。(3)as4o6的分子结构如图所示，其中as原子的杂化方式为_，1 mol as4o6含有键的物质的量为_mol 。(4)as与

21、n是同主族元素，ash3的沸点(62.5 )比nh3 的沸点(33.5 )低，原因是_。(5)h3aso4 和h3aso3是砷的两种含氧酸，根据结构与性质的关系，h3aso4的酸性比h3aso3强的原因是_。(6)liznas基稀磁半导体的晶胞如图所示，已知liznas 单晶中，晶胞参数a594 pm ，na表示阿伏加德罗常数的数值，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。答案(1)3d104s24p33(2)nasga(3)sp312(4)nh3分子间能形成氢键(5)h3aso4和h3aso3可分别表示为(ho)3aso和(ho)3as，h3aso3中的as为3价，而h3aso4中的as为5价，正电性更高，导致asoh中o的电子向as偏移，更易电离出h(6)解析(1)as的原子序数是33，则根据核外电子排布规律可知基态as原子的核外电子排布式为ar3d104s24p3，有3个未成对电子。(2)非金属性越强电负性越大，则ga、n、as电负性由大至小的顺序是nasga。(3)根据 as4o6的分子结构示意图可知as原子的价层电子对数4，所以as的杂化方式为sp3，单键都是键，则1 mol as