物質結構與性質核心考點測試題(A 卷)參考答案

1.B 提示:AlCl3中心原子價層電子對數為,其價層電子對互斥模型為平面三角形,故A 項錯誤。H2O 分子是“V”形結構,故C 項錯誤。Ni原子的原子序數為28,其基態原子的價電子排布為3d84s2,故D 項錯誤。

命題意圖:本題考查常見化學用語的規范書寫與判斷,要求考生熟練掌握原子結構的表示的各種方法,能夠應用價層電子對互斥理論判斷物質的空間構型,考查考生對化學學科基本概念和基礎理論的理解與認識。

2.C 提示:A 項中光譜應為發射光譜。電子云通常是用小黑點來表示電子出現的機會多少,但小黑點不表示電子,B 項不正確。d區元素的基態原子都含有d軌道電子,故C項正確。22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量構造原理,故D 項不正確。

命題意圖:本題考查考生對電子云與原子軌道的概念的理解,以及對電子排布式的書寫的基本原理的辨析,檢驗考生靈活應用基礎知識的能力。

3.C 提示:SO3中S上的孤電子對數為,σ鍵電子對數為3,價層電子對數為3,SO3的空間構型為平面正三角形,分子中正負電中心重合,SO3屬于非極性分子;NF3中N 上的孤電子對數為,σ鍵電子對數為3,價層電子對數為4,NF3的空間構型為三角錐形,分子中正負電中心不重合,NF3屬于極性分子,A 項錯誤。的孤電子對數為1,的孤電子對數為0,所以的空間構型為三角錐形,的空間構型為平面三角形,B 項錯誤。非金屬性N＞P＞As,因此氫化物的還原性由強到弱的順序為As H3、PH3、NH3。NH3、PH3、As H3分子中,N、P、As均形成3個共用電子對和1 個孤電子對,原子半徑As＞P＞N,鍵長As—H＞P—H＞N—H,因此σ鍵電子對之間的排斥力由強到弱的順序為N＞P＞As,即鍵角由大到小的順序為N H3、PH3、As H3,C 項正確。的中心原子 Cl 有3 個σ 鍵,孤電子對數為,價電子對數為4,故D 項錯誤。

命題意圖:本題是對價層電子對互斥理論的具體應用,對分子的極性、微粒的空間結構、鍵角的大小比較以及中心原子價電子數的計算方法進行考查,檢驗考生利用所學知識,解決問題的能力。

4.A 提示:1 個C2H4O 中含有6 個σ鍵和1 個π 鍵(乙醛)或7 個σ 鍵(環氧乙烷),4.4 g C2H4O 的物質的量為0.1 mol,則含有σ鍵數目最多為0.7NA,A 項正確。一個CO2分子含有2個π鍵,題中沒有說是標準狀況條件下,氣體摩爾體積未知,無法計算π鍵個數,B項錯誤。根據N60分子結構圖可知,一個氮原子平均1.5條鍵,28 g N60即含有2 mol氮原子,含有的N—N 數目為3NA,C項錯誤。金剛石中每個碳原子與4個其他碳原子相連,兩個碳原子共用一條鍵,1 mol金剛石實際擁有2 mol碳碳鍵,則12 g金剛石中含有的共價鍵數目為2NA,故D 項錯誤。

命題意圖:本題設計了高考常見題型中以物質結構為中心的關于NA的考點,主要體現在不同條件下對σ鍵、π鍵的計算方法,考查考生對共價鍵類型的判斷以及對均攤法的應用能力。

5.A 提示:X、Y、Z、W 四種短周期主族元素,原子序數依次增大。X、Y 與Z 位于同一周期,且只有X、Y 元素相鄰。X 基態原子核外有2個未成對電子,則X 為C,Y 為N,Z為F,W 原子在同周期中原子半徑最大,則W 為Na。

根據同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA 族大于第ⅢA 族,第ⅤA 族大于第ⅥA 族,則第一電離能Z＞Y＞X,故A項錯誤。根據同周期從左到右電負性逐漸增大,同主族從上到下電負性逐漸減小,則電負性Z＞Y＞X＞W,故B 項正確。根據同電子層結構“核多徑小”,則Z、W 原子形成稀有氣體電子構型的簡單離子的半徑W＜Z,故C項正確。W2X2與水反應生成產物之一為乙炔,乙炔是非極性分子,故D 項正確。

命題意圖:本題是對元素周期表與元素性質的考查,具體體現在對元素的第一電離能、電負性以及離子半徑大小的比較,建立基于“位”“構”“性”關系的系統思維框架,可提高分析和解決問題的能力。

6.C 提示:配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配位體是Cl-和H2O,配位數是6,故A 項錯誤。該配合物的中心離子是Ti3+,故B 項錯誤。配合物內界和外界中Cl-的數目比是1∶2,故C項正確。加入足量Ag NO3溶液,外界離子Cl-與Ag+反應,內界離子Cl-不與Ag+反應,1 mol該配合物只能生成2 mol Ag Cl沉淀,故D 項錯誤。

命題意圖:考查配合物的基礎知識,對配位體、配位數、中心離子進行辨別,進一步強化了內界與外界離子與相關反應的聯系,注重考查考生對基本概念的遷移理解與實際應用能力。

7.B 提示:C 和O 分別失去一個電子后的價層電子排布式為2s22p1和2s22p3,O的2p能級是半充滿結構,比較穩定,所以O的第二電離能大于C 的第二電離能,A 項錯誤。杯酚分子中含有苯環結構,具有大π鍵,B項正確。C60中只含有C元素,無法形成氫鍵,C 項錯誤。金剛石是共價晶體,C60為分子晶體,D 項錯誤。

命題意圖:以新物質超分子為情境素材,從原子、分子、晶體等角度考查考生獲取信息與應用信息解決問題的能力。

命題意圖:考查考生對物質熔沸點大小的判斷,區分分子間氫鍵與分子內氫鍵對物質沸點的影響,強化對手性分子的理解,考慮內消旋體的情況,豐富了考生的認識,同時比較了不同類型的晶體在硬度上的區別,鞏固了對晶體類型的判斷。

9.D 提示:Ni2+價層電子排布式為3d8,能級、軌道中的電子運動狀態不同,核外有26種運動狀態不同的電子,A 項錯誤。該分子不是離子化合物,不含離子鍵,B 項錯誤。基態N 原子的價層電子排布式為2s22p3,軌道表示式為,C項錯誤。H2O 的中心氧原子s能級與p能級3個軌道雜化,含有2個σ鍵,2個孤電子對,D 項正確。

命題意圖:以陌生物質丁二酮肟鎳為載體,通過分析其結構對原子結構相關內容進行綜合考查,考生通過新的原子結構模型解決新的問題,提升了分析陌生物質的能力。

命題意圖:考查原子分數坐標和晶胞計算,考生通過分析晶胞的堆積模型,用均攤法找到各原子的個數關系,并應用公式進行常見晶胞的密度計算,提升了考生證據推理與模型認知的能力。

(2)共價晶體 sp3高

(3)SiCl4SiX4都是結構相似的分子晶體,相對分子質量依次增大,分子間作用力依次增大 正四面體形

(4)A、B

提示:(1)硅元素的原子序數為14,價電子排布式為3s23p2,則價電子排布圖為

(2)與金剛石類似,該晶體屬于共價晶體;每個C 原子與4 個Si原子形成4 個σ鍵,C原子沒有孤電子對,所以C 的雜化類型為sp3;原子晶體的熔點取決于共價鍵的強弱,晶體硅和碳化硅都是原子晶體,碳原子的原子半徑小于硅原子,非金屬性強于硅原子,碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵、鍵長小于硅硅鍵,則碳硅鍵強于硅硅鍵,碳化硅的熔點高于晶體硅。

(3)由題給熔沸點數據可知,0 ℃時,四氟化硅為氣態,四氯化硅為液態,四溴化硅、四碘化硅為固態;分子晶體的沸點取決于分子間作用力的大小,Si X4都是結構相似的分子晶體,相對分子質量依次增大,分子間作用力依次增大,則Si X4的沸點依次升高;Si X4分子中硅原子的價層電子對數為4,孤對電子對數為0,則分子的空間構型為正四面體形。

(4)電子排布式分別為:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,可推知分別為基態Si原子、Si+離子、激發態Si原子。激發態Si原子有四層電子,Si+離子失去了一個電子,根據微粒電子層數及各層電子數多少可推知,微粒半徑:③＞①＞②,選項A 正確。根據上述分析可知,電子排布屬于基態原子(或離子)的是①②,選項B 正確。激發態Si原子不穩定,容易失去電子;基態Si原子失去一個電子是硅的第一電離能,Si+離子失去一個電子是硅的第二電離能,由于I2＞I1,可以得出電離一個電子所需最低能量:②＞①＞③,選項C 錯誤。由C 可知②比①更難失電子,則②比①更容易得電子,即得電子能力:②＞①,選項D 錯誤。

命題意圖:以硅元素為載體對原子結構和分子性質進行綜合考查,宏觀上注重知識的整體性與聯系性,微觀上問題設置注重培養考生思維的靈活性。

12.(1)①F的電負性大于N,N—F 成鍵電子偏向F,導致NF3中的N 原子核對孤電子對的吸引力增強,難以形成配位鍵②A、C

(2)①[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)4Cl2]Cl ②6

(3)①非極性分子 ②sp3d 10

提示:(1) ①F 的電負性大于N,N—F成鍵電子偏向F,導致NF3中的N 原子核對孤電子對的吸引力增強,難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子。②陰、陽離子之間存在離子鍵,非金屬元素之間存在共價鍵,含有空軌道和含有孤電子對的原子之間存在配位鍵,水分子之間存在氫鍵,該配合物中含有離子鍵、配位鍵、共價鍵和氫鍵,故A項錯誤。該復合物中Cl原子含1 對共用電子對和3 個孤電子對,所以其價層電子對數是4,根據價層電子對互斥模型判斷Cl的雜化類型為sp3,故B 項正確。該復合物中Cl、CO 和H2O 為配體,故C 項錯誤。CO 與N2的價層電子總數相同,為等電子體,等電子體結構和性質相似,所以其結構式為C≡O,故D 項正確。

(2)①每個CoCl3·6NH3分子中有3個Cl-為外界離子,配體為6個N H3,化學式為[Co(NH3)6]Cl3;每個CoCl3·4N H3(綠色和紫色)分子中有1個Cl-為外界離子,配體為4 個 N H3和 2 個 Cl-,化學式均為[Co(N H3)4Cl2]Cl。②這幾種配合物的化學式分別是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(N H3)4Cl2]Cl,其配位數都是6。

(3)①Fe(CO)5結構對稱,是非極性分子。②鐵的雜化軌道數為5,Fe(CO)5中Fe原子是以sp3d 雜化方式與CO 成鍵,碳與氧、鐵與碳之間均形成配位鍵,1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位鍵。

命題意圖:以鐵、鈷及銅的重要配合物為載體,承載了化學學科必備知識,從形成配合物的離子,配體、配合的化學性質,所含共價鍵的類型、數目、原子的雜化類型等角度,對配合物進行綜合性的考查,強化了化學學科思維的考查。

13.(1)2NAsp2層狀結構中沒有自由移動的電子

(2)共價 4

提示:(1)根據均攤法,一個六方氮化硼晶體的六元環含有一個N、一個B,50.0 g六方氮化硼晶體中含有六元環的數目為。

(2)立方氮化硼的硬度僅次于金剛石,晶體類型類似于金剛石,是共價晶體,由圖5可知,立方氮化硼中N 的配位數為4。

(3)由圖5可知,面心上6個N 原子構成正八面體,該正八面體的邊長等于面對角線的一半,設BN 晶胞邊長為acm,1個晶胞中含有4個B 原子,含有N 原子數為,則1個晶胞中含有4個BN,所以,解得,故正八面體的邊長為。

命題意圖:本題以氮化硼的兩種晶胞結構為載體,考查晶體類型判斷、晶胞分析,強化了晶胞計算中的均攤法、配位數的應用,以及晶胞參數的計算,注重主干知識,夯實學科基礎,突出考查考生分析與推測、歸納與論證的能力。

14.(1)3d10

(4)①Fe＜Cu＜S sp3

提示:(1)Cu+的價層電子排布式為3d10,為全充滿狀態,較穩定,Cu2+的價層電子排布式為3d9,較不穩定。

(3)設Cu的原子半徑為rpm,晶胞棱長為apm,則,則晶胞體積為;晶胞中含有Cu的個數為,晶胞質量為,則,解得。

(4)①根據同周期元素從左到右電負性逐漸增大,同主族元素從上到下電負性逐漸減小,因此Cu FeS2中各元素電負性數值從小到大的順序為Fe＜Cu＜S,從圖6 中可以看出S連了四個價鍵,因此晶胞中S 原子的雜化方式為sp3。

命題意圖:以天然礦石黃銅礦(主要成分為Cu FeS2)為中心,考查價層電子排布式、等電子體的離子、元素電負性比較、原子分數坐標及晶胞的簡單計算,通過對晶胞結構的分析,考查必備知識,提升關鍵能力。

15.(1)2∶5

(2)sp sp2

(3)平面三角形

(4)c

(5)3d64s2

(6)乙二醇分子中羥基比丙醇的多,分子間的氫鍵比丙醇多,分子間作用力較大

提示:(1)Ti為22號元素,鈦有2個未成對電子,Mn為25號元素,錳有5個未成對電子,所以基態Ti和Mn原子中未成對電子數之比為2∶5。

(2)二氧化碳為直線型,結構式為O＝ C＝O ,沒有孤電子對,碳原子采取 sp雜化,—CH O 中碳原子形成3 個σ鍵,沒有孤電子對,雜化軌道數目為3,碳原子采取sp2雜化。

(3)HCHO 中碳原子含有3個σ鍵,碳原子采取 sp2雜化,不含孤電子對,所以其空間構型是平面三角形。

(4)面心立方晶胞中原子位于頂點和面心,俯視時上下底面的面心原子位于俯視圖正方形中心,頂點原子位于正方形頂點,其他側面的原子位于正方形四邊中點,故俯視圖為c。

(5)鐵是26號元素,其原子核外有26個電子,Fe原子的3d、4s電子為其價電子,其價電子排布為3d64s2。

(6)乙二醇分子中羥基比丙醇分子中的羥基多,分子間的氫鍵比丙醇的多,分子間的作用力較大,故其沸點較高。

(7)由圖可知,2個Cl原子在晶胞內部,4個Cl原子在晶胞的邊上,則該晶胞中Cl原子數目為,則晶胞的質量,晶胞體積V=abc×10-21cm3=0.72×1.0×0.56×10-21cm3,晶體密度。

命題意圖:本題考查物質結構與性質,涉及核外電子排布、化學鍵、分子構型、晶胞計算等內容,其中晶胞計算為解題難點,需要結合均攤法進行分析。