物质结构与性质综合评价（1）（教师版）-2023-2024学年高二化学素养提升与单元评价（人教版2019选择性必修2）

物质结构与性质综合测试（1）一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．元素周期表从左到右排为1～18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是()A．第9列元素中不完全是金属元素B．第15列元素的原子的最外层电子排布式为ns2np3C．最外层电子数为2的元素都在第2列D．第10、11列为ds区的元素，形成化合物种类最多的元素在第14列答案：B解析：第9列元素为第Ⅷ族元素，全部属于金属元素，A错误；第15列为第ⅤA族元素，其最外层电子排布式为ns2np3，B正确；最外层电子数为2的元素除第ⅡA族(第2列)外，还有He以及大部分过渡元素，C错误；ds区元素是第11、12列，D错误。2．最近我国科研人员发现了一种安全高效的点击化学试剂FSO2N3，下列有关元素F、S、O、N的说法正确的是()A．基态S原子价层电子轨道表示式：B．第一电离能：F＞S＞O＞NC．最高正价：F＞S＝O＞ND．S元素的基态原子核外未成对电子数最多答案：A解析：同周期元素由左向右，第一电离能呈增大趋势，N元素的第一电离能反常，大于O元素，另S元素的原子半径大于O元素的原子半径，第一电离能小于O元素，所以四种元素的第一电离能大小为F＞N＞O＞S，故B错误；O无最高正价，F无正价，S的最高正价为＋6价，N的最高正价为＋5价，故C错误；F、S、O、N四种原子的基态原子核外未成对电子数依次为1、2、2、3，故基态原子核外未成对电子数最多的是N元素，故D错误。3．下列叙述正确的是()A．在水中的溶解度：C2H5OH＜CH3OCH3B．键角：NH3＜H2OC．电负性：S＜SeD．键长：HF＜HCl答案：D解析：乙醇和水分子之间能形成氢键，CH3OCH3与水分子之间不能形成氢键，所以在水中的溶解度：C2H5OH＞CH3OCH3，故A错误；氨气和水分子的中心原子都采用sp3杂化，但氨气分子中的N原子只含一个孤电子对、水分子中的氧原子含有两个孤电子对，所以键角：NH3＞H2O，故B错误；同主族元素，自上而下电负性减小，硫和硒属于同主族元素，非金属性：S＞Se，电负性：S＞Se，故C错误；原子半径：F＜Cl，原子半径越大，共价键键长越大，键长：HF＜HCl，故D正确。4．下列表达方式正确的是()A．As的电子排布式：[Ar]4s24p3C．Cr原子结构示意图：eq\a\vs4\al()D．Fe2＋的价层电子排布：[Ar]3d54s1答案：C解析：As的原子序数为33，属于主族元素，由构造原理可知电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3，所以As原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，故A错误；N原子价层电子排布为2s22p3，所以原子的价层电子的轨道表示式为，故B错误；Fe2＋核外有24个电子，电子排布式为[Ar]3d6，所以Fe2＋的价层电子排布为3d6，故D错误。5．用短线“—”表示共用电子对，用“eq\a\vs4\al(●●,)”表示孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为eq\a\vs4\al()。则以下叙述错误的是()A．R为三角锥形 B．R可以是BF3C．R是极性分子 D．键角小于109°28′答案：B解析：在eq\a\vs4\al()中含有3个单键和1个孤电子对，价层电子对数为4，空间上为三角锥形，A正确；B原子最外层含有3个电子，BF3中B原子形成3个共价键，B原子没有孤电子对，所以R不是BF3，B错误；R分子的结构不对称，R是极性分子，C正确；三角锥形分子的键角小于109°28′，D正确。6．B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是()A．其熔点主要取决于所含化学键的键能B．形成大π键的电子全部由N提供C．分子中B和N的杂化方式相同D．分子中所有原子共平面答案：A解析：B3N3H6的结构与苯类似，则B3N3H6为由分子构成的物质，其熔点与分子间作用力有关，与化学键的键能无关，A项错误；B最外层只有3个电子，与H形成1个共用电子对，与2个N形成2个共用电子对，N分别与1个H和2个B形成3个共用电子对，余下1个孤电子对，3个N上共6个电子形成类似于苯中的大π键，B项正确；苯分子中的C均采取sp2杂化，由于B3N3H6和苯的结构类似，则该分子中B和N均为sp2杂化，C项正确；由苯分子中的12个原子位于同一平面，可推知B3N3H6分子中12个原子共平面，D项正确。7．CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))、—CH3、CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是()A．—CH3与—NH2连接形成的化合物中，碳原子采取sp3杂化B．CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))与NH3、H3O＋的空间结构均为正四面体形C．CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))中的碳原子采取sp3杂化，所有原子不都共面D．CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))与OH－形成的化合物中含有离子键答案：A解析：CH3—NH2中碳原子采取sp3杂化，A正确；CHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))与NH3、H3O＋三者均为三角锥形，B错误；CHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))中C的价层电子对数为3，为sp2杂化，平面三角形，C错误；CH3OH中不含离子键，D错误。8．顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属化合物；碳铂是1，1环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构简式如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是()A．碳铂中所有碳原子在同一个平面中B．碳铂分子属于手性分子C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1D．1mol的1，1环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA答案：C解析：含饱和碳原子，6个碳原子不可能共平面，A错误；碳铂分子中没有手性碳原子，不属于手性分子，B错误；碳铂中酯基碳原子的杂化方式为sp2，而其他4个碳原子则为sp3杂化，C正确；1个1，1环丁二羧酸分子(eq\a\vs4\al())中含有18个σ键，D错误。9．短周期主族元素R、X、Y、Z的部分信息如下(Y和Z位于同周期)：下列说法错误的是()元素代号简单氢化物RXYZ化学式XH40.1mol·L－1溶液pH＞7，＜13＞1，＜71A．R的氢化物是极性分子B．H—Z的键能大于H—YC．YZ2分子空间结构为V形D．上述元素的氧化物中，Y的熔点最高答案：D解析：由题意可知，R为N、X为C、Y为S、Z为Cl，R的氢化物为氨气，为三角锥形，属于极性分子，故A正确；HCl比硫化氢稳定，则H—Z的键能大于H—Y的键能，故B正确；YZ2分子中含2个S—Cl，S原子上含2对孤电子对，空间结构为V形，故C正确；氧化物均为分子晶体时，Cl2O7的相对分子质量最大，则Z的熔点最高，故D错误10．LiAlH4是重要还原剂，在乙醚中氢化锂与氯化铝化合制得LiAlH4。4LiH＋AlCl3=LiAlH4＋3LiCl。下列说法错误的是()A．AlHeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))空间结构为正四面体形B．LiAlH4、LiBH4中铝、硼原子杂化类型相同C．可以用无水酒精替代乙醚作溶剂D．LiCl熔点高于AlCl3答案：C解析：醇类物质与LiAlH4接触会放热，并放出氢气，可能会发生燃烧或爆炸事故，故不可替代，故C错误。11．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如图所示。图中原子坐标参数a为(0，0，0)，b为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))，则c原子的坐标参数为()A．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))B．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,4)，\f(3,4)))C．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(3,4)，\f(3,4))) D．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))答案：D解析：题图中原子坐标参数a为(0，0，0)，b为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))，则a原子在坐标原点。分析题图中4个P原子的相对位置关系，c点与右上顶点的连线处于晶胞体对角线上，且距体对角线右上顶点eq\f(1,4)处，由a、b原子坐标参数可知，晶胞棱长为1，故c点到各坐标平面的距离均为eq\f(3,4)，故c原子的坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))。12．治疗新冠肺炎药物瑞德西韦的主要成分结构如图。下列说法错误的是()A．分子中存在σ键、π键、大π键B．分子中的N—H的键能小于O—H的键能C．分子中P原子的杂化方式为sp2D．分子中含有手性碳原子答案：C解析：A项，分子中的所有单键都是σ键，除苯环外的双键中都含有π键，苯环中含有大π键，正确；B项，非金属性：O＞N，即键能：O—H＞N—H，正确；C项，P原子的σ键数为4，属于sp3杂化，错误；D项，分子中，结构片段中五元环上的碳原子都为手性碳原子，另外，结构片段中标*的碳原子也为手性碳原子，正确。13．HCHO与[Zn(CN)4]2－在水溶液中发生反应：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O=[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN，下列有关说法正确的是()A．[Zn(CN)4]2－中存在共价键和配位键B．HCHO中碳原子以sp3的形式杂化C．CN－中的σ键和π键数目相同D．Zn原子的3d能级中有空轨道答案：A解析：[Zn(CN)4]2－中存在共价键和配位键，A正确；HCHO中心原子C的价层电子对数＝3＋eq\f(4－2×1－1×2,2)＝3，是平面三角形分子，碳原子以sp2的形式杂化，B错误；CN－中C、N原子间形成三键，一个三键中含有1个σ键和2个π键，C错误；Zn原子的价层电子排布为3d104s2,3d能级没有空轨道，D错误。14．短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大，X元素基态原子有2个未成对电子，Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个，Z的一种“超原子”(Zeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(13)))具有40个价电子，下列说法错误的是()A．简单离子半径：Y＜ZB．XOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的空间结构为平面三角形C．YOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))中心原子的杂化方式为sp2杂化D．X、Y、Z的电负性：Y＞X＞Z答案：A解析：根据题意可知，X为C元素，Y为N元素，Z为Al元素，则简单离子半径：Y＞Z，故A错误；XOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))为COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中C的价层电子对数＝3＋eq\f(4＋2－2×3,2)＝3，不含孤电子对，则其空间结构为平面三角形，故B正确；NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))中N的价层电子对数＝3＋eq\f(5＋1－2×3,2)＝3，所以中心原子N采用sp2杂化，故C正确；同一周期从左向右电负性逐渐变大，金属的电负性较小，则电负性：Y＞X＞Z，故D正确。15．短周期元素X、Y、Z、M原子序数依次增大，Z的基态原子2p轨道半充满，M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，它们组成的一种分子结构如图。下列说法正确的是()A．电负性：X>Y>ZB．原子半径：Z>Y>XC．分子中Y原子的杂化方式有sp2、sp3两种D．Y、Z、M的最高价氧化物的水化物均为强酸答案：C解析：根据Z的基态原子2p轨道半充满，推断Z是氮元素；M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，则M是硫元素；根据分子结构图推断X是氢元素，Y是碳元素。电负性：N>C>H，A错误；原子半径C>N>H，B错误；分子结构图中中的碳原子为sp2杂化，而中的碳原子为sp3杂化，C正确；碳酸是弱酸，D错误。16．通过反应4BI3(g)＋As4(g)eq\o(,\s\up7(800℃),\s\do5())4BAs(s，晶体)＋6I2(g)可制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是()A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3∶1B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，该基本单元为正二十面体C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2180℃，它属于共价晶体D．图(c)表示BAs的晶胞结构，距离As原子最近且相等的B原子有4个答案：A解析：图(a)表示As4结构，As4分子中含有6个σ键，含有4个孤电子对，As4分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3∶2，故A项错误；图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，每个面都是由3个B原子形成的正三角形，一共有20个正三角形，所以该基本单元为正二十面体，故B项正确；单质硼晶体的熔点为2180℃，熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于共价晶体，故C项正确；BAs晶胞中，较大的原子为As原子，距离As原子最近且相等的B原子有4个，故D项正确。二、非选择题17．已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素，其元素性质或原子结构如表：A原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同B原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同C在周期表所有元素中电负性最大D位于周期表中第4纵列E基态原子M层全充满，N层只有一个电子(1)A的最高价氧化物是________分子。(填“极性”或“非极性”)(2)B与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为_____________(填元素符号)。(3)C的气态氢化物沸点是同族元素氢化物沸点中最高的，其原因是______________________________。(4)D属于________区的元素，其基态原子的价层电子轨道表示式为________________________。(5)E的基态原子的电子排布式为___________________。答案：(1)非极性(2)N＞O＞C(3)HF分子间存在氢键(4)d(5)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)解析：(1)A的最高价氧化物为CO2，CO2分子的空间结构是直线形，分子中正、负电荷中心重合，属于非极性分子。(2)同周期元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳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，故第一电离能：N＞O＞C。(3)由于HF分子间存在氢键，则HF的沸点是同族元素氢化物中最高的。(4)D为Ti元素，属于d区的元素，基态原子的价层电子排布为3d24s2，故其基态原子的价层电子轨道表示式为。(5)E为Cu元素，Cu元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)。18．我国嫦娥五号返回器带回月球土壤样品。研究发现，月球土壤样品中存在铁、金、银、铅、锌、铜等矿物颗粒。请回答下列问题：(1)基态Fe原子的价层电子排布式为______________，其核外填充有电子的原子轨道数目为_____，基态Fe2＋与Fe3＋中未成对电子数之比为_________。邻二氮菲()中N原子可与Fe2＋通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子，利用该反应可测定Fe2＋浓度，该反应的适宜pH范围为2～9，试解释选择该pH范围的原因__________________________________________________。(2)Zn元素在元素周期表中的位置为__________________，它的基态原子的M电子层中电子占据的最高能级是_______，该能级有_______对成对电子。(3)我国科学家研究发现，十八胺在较高温度下具有一定的还原性，由于从十八胺中获得电子的能力不同，不同的金属盐在十八胺体系中反应可以得到不同的产物：单一金属盐Zn2＋Ag＋在十八胺体系中的产物ZnOAg已知元素的电负性数据：元素ZnAgAu电负性(鲍林标度)1.61.92.4据此推测单一的金属(Au3＋)盐在十八胺体系中反应的产物为___________。(写化学式)(4)分析Cu、Zn的核外电子排布，推测Cu的第二电离能I2___________Zn的第二电离能I2。(填写“大于”“小于”或“等于”)答案：(1)3d64s2154∶5当H＋浓度高时，邻二氮菲中的N优先与H＋形成配位键，导致与Fe2＋配位能力减弱；若OH－浓度较高时，OH－与Fe2＋反应，也会影响与邻二氮菲配位(2)第四周期第ⅡB族3d5(3)Au(4)大于解析：(1)基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故价层电子排布式为3d64s2，原子轨道数目为15，基态Fe2＋与Fe3＋的价层电子排布式分别为3d6、3d5，故两者中未成对电子数之比为4∶5。当H＋浓度高时，邻二氮菲中的N优先与H＋形成配位键，导致与Fe2＋配位能力减弱，即H＋与N形成配位键的能力更强；若OH－浓度较高时，OH－与Fe2＋反应，即OH－与Fe2＋的结合能力更强，也会影响与邻二氮菲配位。(2)根据周期表结构可知：Zn在元素周期表中的位置为第四周期第ⅡB族，它的基态原子的M电子层中对应的能级及电子数为3s23p63d10，其最高能级为3d能级，且处于全充满状态，成对电子对为5对。(3)十八胺具有还原性，由题意知，金属的电负性越大，越易被还原成单质，所以含有Au3＋的盐在十八胺体系中反应的产物为Au。(4)Cu＋的价层电子排布式为3d10，Zn＋的价层电子排布为3d104s1，失去3d轨道上的电子比失去4s轨道上的电子难，故Cu的第二电离能I2＞Zn的第二电离能I2。19．氧元素和卤族元素都能形成多种物质，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。(1)COCl2的空间结构为____________，溴的基态原子价层电子排布为_____________。(2)根据下表提供的第一电离能数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是________。元素氟氯溴碘第一电离能/(kJ·mol－1)1681125111401008(3)下列分子既不存在“sp”σ键，也不存在“pp”π键的是________(填字母)。A．HClB．HFC．SO2 D．SCl2(4)已知ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))为V形，中心氯原子周围有4个价层电子对。ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))中心氯原子的杂化轨道类型为________。(5)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如图所示，由此可判断钙的氧化物的化学式为___________。已知该晶胞内离得最近的两个钙离子的间距为acm，则氧化物的密度是______________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。答案：(1)平面三角形4s24p5(2)碘(3)D(4)sp3(5)CaO2eq\f(72\r(2),NAa3)解析：(1)COCl2中C原子的价层电子对数为3＋eq\f(4－2－1×2,2)＝3，C原子采取sp2杂化，中心原子无孤电子对，所以它的空间结构为平面三角形，溴是35号元素，最外层电子为其价电子，4s能级上排列2个电子，4p能级上排列5个电子，其价层电子排布为4s24p5。(2)第一电离能是指原子失去一个电子所需的能量，第一电离能越小，就越容易失去一个电子，比较表格中的数据可知，碘更容易形成较稳定的单核阳离子。(3)HCl中存在“sp”σ键，HF中存在“sp”σ键，SO2中存在“pp”π键，SCl2中存在“pp”σ键，故答案为D。(4)因为氯原子周围有四个价层电子对，所以中心原子的杂化方式为sp3杂化。(5)根据“均摊法”可知晶胞中钙离子的个数为6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4，Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))的个数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，故其化学式为CaO2，两个离得最近的钙离子是位于顶角和面心上的，它们的距离为晶胞棱长的eq\f(\r(2),2)，设晶胞的棱长为b，则b＝eq\r(2)acm，根据ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4（40＋32）,NA),（\r(2)a）3)g·cm－3＝eq\f(72\r(2),NAa3)g·cm－3。20．研究表明TiO2－aNb、Cu(In1－xGaxSe2)是光学活性物质。请回答下列问题：(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能级符号为________，价层电子中未成对电子有________个；Ga、In、Se中第一电离能从大到小的顺序为_______________。(2)SeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的空间结构为________；SeO2中硒原子采取的杂化类型是________。(3)31Ga可以形成GaCl3·xNH3(x＝3，4，5，6)等一系列配位数为6的配合物，向上述某物质的溶液中加入足量AgNO3溶液，有沉淀生成；过滤后，充分加热滤液有氨气逸出，且又有沉淀生成，两次沉淀的物质的量之比为1∶2。则该溶液中溶质的化学式为____________。(4)Cu2＋与NH3形成的配离子为[Cu(NH3)4]2＋，在该配离子中，氮氢键的键角比独立存在的气态氨气分子中键角略大，其原因是___________________________________。向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇能够析出深蓝色的晶体，试分析加入乙醇的作用：______________________________________________。(5)TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2－aNb，可表示如图