2020-2021年高考化学一轮复习第十一单元物质的结构与性质测试题（含答案）

2020-2021年高考化学一轮复习第十单元有机化学基础测试题（含答案）

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2020-2021 年高考化学一轮复习第十一单元物质的结构与性质测试题 1．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是 A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠 B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大 C．最外层电子排布为 ns2np6(当只有 K 层时为 1s2)的原子，第一电离能较大 D．对于同一元素而言，原子的电离能 I1 2．下列关于物质结构的说法错误的是 A．晶格能：NaF>NaCl>NaBr B．基态碳原子有三种能量不同的电子 C．在 H2O 和 NH3 分子中的键角：H—O—H > H—N—H D．CH4 和都是正四面体结构，键角均为 109°28′ 3．《本草纲目》中记载炉甘石（主要成分为 ZnCO3)可止血，消肿毒，生肌肉，明目等。下列说法正确的是 A．Zn 元素位于元素周期表第四周期第 IIB 族，d 区 B．Zn、C、O 的电负性大小为 O＞C＞Zn C．中 C 原子的杂化类型为 sp3杂化 D．ZnCO3中的化学键类型有离子键、非极性键和极性键 4．、是短周期的两种主族元素，它们的逐级电离能（）数据如下表所示：电离能（） …… 496 4562 6912 9543 13353 …… 738 1451 7733 10540 13630 …… 下列有关说法正确的是（） A．的最外层电子数为 3 B．与水反应剧烈程度： C．的最高化合价为 D．电负性： 5．下列说法正确的是 A．p 电子云都是哑铃形的，每个 p 能级有 3 个原子轨道，它们相互垂直，能量相同 B．基态氮原子的价电子排布图：2 3 6 C．甲醛(HCHO)和光气（COCl2)分子中：键角∠H—C—H＜∠Cl—C—Cl D．四硼酸根离子 Xm-(含 B、O、H)的球棍模型如图，配位键存在于 4、5 和 4、6 原子之间 6．有 5 种元素 X、Y、Z、Q、T,除 Y 外均为短周期元素。X 原子 M 层上有 2 个未成对电子且无空轨道；Y 原子的价电子排布式为 3d64s2；Z 原子的 L 电子层的 p 能级上有一个空轨道；Q 原子的 L 电子层的 p 能级上只有一对成对电子；T 原子的 M 电子层上 p 轨道半充满。下列叙述不正确的是 A．元素 Y 和 Q 可形成化合物 YQ B．T 的一种单质的空间构型为正四面体形，键角为 109°28′ C．X 和 T 第一电离能：X＜T D．ZQ2是极性键构成的非极性分子 7．铁元素形成的单质有三种晶胞的结构，如图所示，则下列说法正确的是 A．铁元素基态原子 M 层上有 8 对成对电子 B．三种晶胞 α、β、θ 中铁原子的配位数之比为 4:6:3 C．三种晶胞 α、β、θ 的边长之比为 : : D．三种晶胞 α、β、θ 堆积方式空间利用率由大到小的顺序为 α>β>θ 8．下列说法错误的是 A．鉴别晶体和非晶体最可靠的方法是 X 射线衍射实验 B．H2O 沸点高于 CH4的原因与分子间氢键有关 C．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的晶格能依次增大，熔点依次升高 D．用电子气理论可以解释金属的良好导电性 9．据报道，大气中存在一种潜在的温室气体 SF5-CF3，下列关于 SF5-CF3的说法正确的是( ) A．分子中既有 σ 键也有 π 键  -3 ρ g cm   -1 N mol A r(cm) 3 A 2a N ρ 3 A 2a 2 N ρ  3 A 3 2a 4 N ρ  3 A 1 2a 2 N ρ  B．所有原子在同一平面内 C．分子中并非所有原子均满足 8 电子稳定结构 D．0.1 mol SF5-CF3分子中含 8 mol 电子 10．金属钠晶体为体心立方晶胞（如图），实验测得钠的密度为。已知钠的相对原子质量为 a，阿伏加德罗常数为，假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径为（） A． B． C． D． 11．储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，如镧(La)镍(Ni)合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物。某镧镍储氢合金晶胞结构如图，该材料中镧、镍、氢的原子个数比为 A．8:9:10 B．1:5:6 C．1:5:3 D．1:5:5 12．以 NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．18g 冰（图 1）中含 O—H 键数目为 2NA B．28g 晶体硅（图 2）中含有 Si—Si 键数目为 2NA- 2 – 2 4 – C．44g 干冰（图 3）中含有 NA个晶胞结构单元 D．石墨烯（图 4）是碳原子单层片状新材料，12g 石墨烯中含 C—C 键数目为 1.5NA 13．光刻技术需利用深紫外激光，我国是唯一掌握通过非线性光学晶体变频来获得深紫外激光技术的国家。目前唯一实用化的晶体是氟硼铍酸钾(KBeBF，含 K、B、Be、O、F 元素)。回答下列问题：（1）一群均处于激发态 1s22s13s1的铍原子，若都回到基态，最多可发出___种波长不同的光。 A．1 B．2 C．3 D．4 （2）Be 和 B 都容易与配体形成配位键，如[BeF4]-、[B(OH)4]-等，从原子结构分析其原因是__。（3）氟硼酸钾是制备 KBeBF 的原料之一，高温下分解为 KF 和 BF3。KF 的沸点比 BF3的高，原因是___。（4）BF3易水解得到 H3BO3(硼酸)和氢氟酸。氢氟酸浓溶液中因 F-与 HF 结合形成 HF 使酸性大大增强。 HF 的结构式为___；H3BO3和 BF 中，B 原子的杂化类型分别为___、__。（5）KBeBF 晶体为层片状结构，图 1 为其中一层的局部示意图。平面六元环以 B—O 键和 Be—O 键交织相连，形成平面网状结构，每个 Be 都连接一个 F，且 F 分别指向平面的上方或下方，K+分布在层间。KBeBF 晶体的化学式为____。（6）BeO 晶体也是制备 KBeBF 的原料，图 2 为其晶胞结构示意图。 ①沿着晶胞体对角线方向的投影，下列图中能正确描述投影结果的是___。 ②BeO 晶胞中，O 的堆积方式为____；设 O 与 Be 的最近距离为 acm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则 BeO 晶体的密度为____g·cm-3。 14．日前新合成的砷化镉(Cd3As2)三维材料具有超强导电性，这种材料的电气性能与石墨烯相当，可代替石3 4 3 4 3 4 墨烯使用。 (1)Cd 与 Zn 同族且相邻，若 Cd 基态原子将次外层 1 个 d 电子激发进入最外层的 np 能级，则该激发态原子的外围电子排布式为_______________。Cd 原子中第一电离能相对较大的是_________原子(填“基态”或“激发态”)。 (2)与砷(As)同主族的 N、P 两种元素的氢化物水溶液的碱性：NH3_________PH3(填“>”或“<”)，原因是 ______________。 (3)As 与 Ge、Se 同周期且相邻，它们的第一电离能由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。 (4)含砷有机物“对氨基苯胂酸”的结构简式如图，As 原子轨道杂化类型为________，1 mol 对氨基苯胂酸含 σ 键数目为________，其中还含有的化学键类型有______(填序号)。 a．氢键 b．离子键 c．π 键 (5)砷化镉可以看作是石墨烯的 3D 版，其晶胞结构如图，As 为面心立方堆积，Cd 占据 As 围成的四面体空隙，空隙占有率 75%，故 Cd 为“具有两个真空的立方晶格”，如图“①”和“②”位是“真空”。建立如图的原子坐标系，①号位的坐标为( ，， )，则③号位原子坐标参数为_____。晶胞参数为 a pm，阿伏加德罗常数的值为 NA，砷化镉的摩尔质量为 M g·mol−1，则该晶胞的密度为_____________g·cm−3(列计算式即可)。 15．碳元素单质及其化合物有多种形式，其在生产生活中有多种用途 (1)如图是碳单质的三种晶体的局部结构图，请按要求填写完善表格物质结构图标号晶体类型晶体熔化破坏的作用力碳原子杂化方式石墨 _____ _____ _____ _______ (2)金刚石晶体中，24g 金刚石中含有的 C—C 键数目为__________。 (3)硅、碳化硅的结构都与金刚石类似，这三种结构相似晶体的熔点由高到低顺序是___请用文字解释原因： ________。 (4)如图是碳化硅的晶胞结构，已用黑球表示了其中一个硅原子，请在晶胞图中把其它硅原子涂黑____。若碳化硅晶胞边长为 apm，阿伏伽德罗常数为 NA，则碳化硅晶体的密度为(列出计算式即可)______g/cm3。 16．钯(Pd)、锌及其化合物在合成酮类物质中有极其重要的作用，如图为合成的反应过程：回答下列问题： (1)I 原子价电子排布式为___________，其能量最高的能层是___________(填能层符号)。 (2)H、C、O 三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。 (3) 中碳原子的杂化方式为___________。 (4)ZnCl2溶液中加入足量氨水，发生的反应为 ZnCl2＋4NH3·H2O＝[Zn(NH3)4]Cl2＋4H2O。 ①上述反应涉及的物质中，固态时属于分子晶体的是___________。 ②NH3的空间构型为___________。 ③1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中含有___________mol σ 键。 (5)Zn 和 Cu 可形成金属互化物(ZnCu)，该金属互化物中所有金属原子均按面心立方最密堆积，若所有 Cu 均位于晶胞的面心，则 Zn 位于晶胞的___________。 (6)金属钯的堆积方式如图所示：①该晶胞中原子的空间利用率为___________(用含 π 的式子表示)。 ②若该晶胞参数 a＝658 pm，则该晶胞密度为___________(列出计算表达式)g·cm －3。参考答案例题1、（1）CuH（2）＋3价（3）5(4)MgB2 (5)BO － 2 （6） 3 4 3 4×83 a·NA ×1010（7） 3 4 3 4×78 ρ·NA（8）12 2 4 × 3 4×64 9.00×6.02×1023≈1.27×10 －8（9）Na2O 8 4×62 g·mol －1 －7 3×6.02×1023 mol －1≈2.27 g·cm －3（10）8 183.2 a3 g·cm －3（11）CuCl 4×99.5 NA× 0.542 3×10 －21或 4×M CuCl NA×a3×10 －21 （12）8 3 8 8× 4 3πr3 a3 ＝ 3π 16 【解析】（1）根据晶胞结构可以判断：Cu(●)：2× 1 2＋12× 1 6＋3＝6；H( )：6× 1 3＋1＋3＝6，所以化学式为 CuH。（2）晶胞中 Q、R、G 的个数为：R 有 8× 1 8＋1＝2，G 有 8× 1 4＋8× 1 4＋4× 1 2＋2＝8，Q 有 8× 1 4＋2＝4，则 R、G、Q 的个数之比为 1∶4∶2，则其化学式为 RQ2G4。由于 R 为＋2 价，G 为－2 价，所以 Q 为＋3 价。（3）晶胞中 La、Ni 的个数为： La 有 2× 1 2＋12× 1 6＝3，Ni 有 12× 1 2＋6× 1 2＋6＝15，化学式为 LaNi5，所以 n ＝5。(4)每个 Mg 周围有 6 个 B，而每个 B 周围有 3 个 Mg，所以其化学式为 MgB2。(5)从图可看出，每个单元中，都有一个 B 和一个 O 完全属于这个单元，剩余的 2 个 O 分别被两个结构单元共用，所以 B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为 BO － 2 。（6）设晶胞的棱长为 x cm，在晶胞中，Cu：8× 1 8＋6× 1 2 ＝4；F：4，其化学式为 CuF。a·x3·NA＝4M(CuF)， x＝ 3 4M CuF a·NA 。最短距离为小立方体体对角线的一半，小立方体的体对角线为 x 2 2＋ x 2 2＋ x 2 2＝ 3 2 x。所以最短距离为 3 2 x· 1 2＝ 3 4 · 3 4×83 a·NA ×1010 pm。（7）晶胞中， ● 个数为 8× 1 8＋6× 1 2＝4，○个数为 8，其个数之比为 1∶2，所以 ● 代表 S2－，○代表 Na ＋。设晶胞边长为 a cm，则 a3·ρ·NA＝4×78a＝ 3 4×78 ρ·NA ，面对角线为 2× 3 4×78 ρ·NA cm，面对角线的1 4为 2 4 × 3 4×78 ρ·NA cm，边长的1 4为1 4 × 3 4×78 ρ·NA cm，所以其最短距离为 2 4 × 3 4×78 ρ·NA 2＋ 1 4 × 3 4×78 ρ·NA 2 cm＝ 3 4 3 4×78 ρ·NA cm。（8）设晶胞的边长为 a cm，则 a3·ρ·NA＝4×64，1 4 1 4 1 4 7 3 8 73 10 6.02 565.76    1 3 7 23 251 10 6.02 10 d          30 3 3 4 10 ( ) A 100% 3( ) Ga As Ga As N r r M M        a＝ 3 4×64 ρ·NA ，面对角线为 2a，面对角线的1 4为 Cu 原子半径，r＝ 2 4 × 3 4×64 9.00×6.02×1023 cm≈1.27×10 －8cm。（9）根据化合物的晶胞结构，利用均摊法可计算出氧原子个数：N(O)＝8× 1 8＋6× 1 2＝4，钠原子全部在晶胞内，N(Na)＝8，因此化学式为 Na2O；以顶角氧原子为中心，与氧原子距离最近且等距离的钠原子有 8 个，即晶胞中Na原子的配位数为8；晶胞参数即晶胞的棱长a＝0.566 nm，晶体的密度ρ＝m V＝ 4×62 g·mol －1 6.02×1023 mol －1 0.566×10 －7 cm 3 ≈2.27 g·cm －3。（10）CaF2 晶体中 Ca2＋的配位数为 8，F －的配位数为 4，Ca2＋和 F －个数比为 1∶2，一个晶胞中实际拥有的 Ca2＋为 8× 1 8＋6× 1 2＝4，F －为 8 个，晶胞顶点及六个面上的离子为 Ca2＋，晶胞内部的离子为 F －，1个晶胞实际拥有4个“CaF2”。则CaF2晶体的密度：4×78 g·mol －1÷[( 2a×10 －8 cm)3×6.02×1023 mol －1]＝ 183.2 a3 g·cm －3。（11）每个晶胞中含有铜原子个数为 8×1/8＋6×1/2＝4，氯原子个数为 4，该化合物的化学式为 CuCl，则 1 mol 晶胞中含有 4 mol CuCl,1 mol 晶胞的质量为 4×99.5 g，又晶胞参数 a＝0.542 nm，此晶体的密度为 4×99.5 NA× 0.542 3×10 －21或 4×M CuCl NA×a3×10 －21 g·cm －3。（12）由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有 4 个 C 原子，面心上有 6 个 C 原子，顶点有 8 个 C 原子，晶胞中 C 原子数目为 4＋6× 1 2＋8× 1 8＝8；若 C 原子半径为 r，金刚石的边长为 a，根据硬球接触模型，则正方体对角线长度的1 4 就是 C—C 键的键长，即 3 4 a＝2r，所以 r＝ 3 8 a，碳原子在晶胞中的空间占有率 w＝ 8× 4 3πr3 a3 ＝ 8× 4 3 π×   3  8 a 3 a3 ＝ 3π 16 。例题 2、（1）①( ，， )；② ③由于 GaF3 是离子晶体，GaCl3 是分子晶体，所以离子晶体 GaF3 的熔沸点高（2）金属；①3:1；② ③阳离子半径越小对氧的吸引力越大，夺取氧的能力越强（3）原子晶体；共价键； 4 甲烷分子间靠分子间作用力结合，所以甲烷晶体为分子晶体，而分子晶体熔沸点在常压下很低，且甲烷的相对分子质量很小，分子间作用力很小（4）3 mol （5）1∶3 （197＋64×3）×1030 NA×a3 （6） 5.8×1032 NA·c3 2 2 c(7)③④①②⑥⑤ (8)①3∶1②结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60>N60>C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为 N60>C60>Si60(9)sp3 共价键 SiC＞Si(10)Mg Mg2＋半径比 Ca2＋小，MgO 晶格能大 ①②③④(11)b 256 ρa3×1030(12)＜ FeO 和 NiO 相比，阴离子相同，阳离子所带电1 4 1 4 1 4 3 10 3 23 10 3 A 8 73g/mol 8 73 g/cm (565.76pm 10 cm/pm) 6.02 10 (565.76 10 ) m V N              7 3 8 73 10 6.02 565.76    1 3 7 23 251 10 6.02 10 d          Ga As A 4 ( ) M M N    3 3 30 Ga As Ga As A 4 4 π( ) 10 3 4 ( ) r r M M N        30 3 3 A Ga As Ga As 4π 10 ( ) 100% 3( ) N r r M M       荷相同，但亚铁离子半径大于镍离子，所以 FeO 晶格能小，熔点低 4a 3 【解析】（1）①根据各个原子的相对位置可知，D 在各个方向的 1/4 处，所以其坐标是( ，， )；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的 Ge 原子数是 8×1/8+6×1/2+4=8 ，所以晶胞的密度 = cm3；③由于 GaF3 是离子晶体，GaCl3 是分子晶体，所以离子晶体 GaF3 的熔沸点高。（2）铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为 6×1/2=3，镍原子的个数为 8×1/8=1，则铜和镍原子的数量比为 3：1；②根据上述分析，该晶胞的组成为 Cu3Ni，若合金的密度为 d g/cm3，根据 ρ=m÷V，则晶胞参数 a= nm；③在离子晶体中，离子半径越小晶格能越大，所以在第ⅡA 族金属碳酸盐中，阳离子半径越小对氧的吸引力越大，就越容易导致碳酸根的分解，所以在第ⅡA 族金属碳酸盐中，随着原子序数的增加，原子半径增大，碳酸盐的分解温度也增大。（3）GaAs 的熔点为 1238℃，密度为 ρ g·cm-3，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中 Ga 与 As 以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中 Ca 和 As 的个数均是 4 个，所以晶胞的体积是。二者的原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为 NA，则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 ×100%＝；根据图像知，甲烷分子间靠分子间作用力结合，所以甲烷晶体为分子晶体，而分子晶体熔沸点在常压下很低，且甲烷的相对分子质量很小，分子间作用力很小，所以在常温常压下甲烷以气体形式存在而不能形成晶体。（4）由晶胞可知，晶胞中 La 位于顶点，平均含有 8× 1 8＝1，Ni 位于面心和体心，共含有 8× 1 2＋1＝5，H2 位于棱上和面心，共有 8× 1 4＋2× 1 2＝3，则含 1 mol La 的合金可吸附 H2 的物质的量为 3 mol；（5）在晶胞中，Au 原子位于顶点，Cu 原子位于面心，该晶胞中 Au 原子个数＝ 8× 1 8＝1，Cu 原子个数＝6× 1 2＝3，所以该合金中 Au 原子与 Cu 原子个数之比＝1∶3，晶胞体积 V＝（a×10 － 10cm）3，每个晶胞中铜原子个数是 3、Au 原子个数是 1，晶胞质量为197＋64×3 NA g，则晶胞密度 ρ＝ 197＋64×3 NAg÷（a×10 －10cm）3＝（197＋64×3）×1030 NA×a3 g·cm －3；（6）晶胞中 Ga 原子数为 6× 1 2＋8× 1 8＝4，As 原子数为 4，则 ρ＝m V＝ 75×4＋70×4 NA （c×10 －10）3＝ 5.8×1032 NA·c3 g·cm －3；a 位置 As 原子与 b 位置 As 原子之间的距离为晶胞立方体体对角线的一半，则两原子之间的距离为1 2 c2＋c2＝ 2 2 c （pm）。(7)这些晶体属于原子晶体的有①③④、离子晶体的有②、分子晶体的有⑤⑥。一般来说，原子晶体的熔点>离子晶体的熔点>分子晶体的熔点；对于原子晶体，键长 Si—Si>Si—C>C—C，相应键能 Si—Si 碳化硅>晶体硅。 (7)①K 处于晶胞表面：12× 1 2＝6，C60 处于晶胞顶点和体心：8× 1 8＋1＝2。故 K 原子和 C60分子的个数比为： 6∶2＝3∶1。②熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。(9)晶体硅中一个硅原子周围与 4 个硅原子相连，呈正四面体结构，所以杂化方式是 sp3，因为 Si—C 的键长小于 Si—Si，所以熔点碳化硅＞晶体硅。(10)SiC 电子总数是 20 个，则该氧化物为 MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO 与 CaO 的离子电荷数相同，Mg2＋半径比 Ca2＋小，MgO 晶格能大，熔点高。 Na、Mg、Ca 三种晶体均为金属晶体，金属晶体都有金属光泽，都能导电、导热，都具有一定的延展性。(11)a 图中 1 个“花球”的周围有 6 个相邻的“白球”，1 个“白球”的周围有 3 个相邻的“花球”，则“花球”与“白球”的个数比为 1∶2；同理可分析 b 图，其中“花球”与“白球”的个数比为 1∶3，则 b 图所表示的物质的化学式为 AX3。根据均摊法知图乙表示的晶胞中含有 4 个铜原子，所以 1 mol 该晶胞含 4 mol 铜原子，1 mol 该晶胞的体积是 NA(a×10 －10)3 cm3，则有 10 －30 ρNAa3＝4 mol×64 g·mol －1。(12)离子晶体熔、沸点与晶格能成正比，晶格能与离子比较成反比、与电荷成正比。P 原子与 B 原子的最近距离为 a cm，为晶胞体对角线长的1 4 ，晶胞体对角线长等于棱长的 3倍，则晶胞棱长 a 1 4 3 cm＝4a 3 cm。 1．B【解析】A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，所以钾的活泼性强于钠，故 A 正确； B.同一周期元素原子半径随着原子序数的增大而减小，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第 IIA 族元素大于第 IIIA 族元素，第 VA 族元素大于第 VIA 族元素，故 B 错误； C.最外层电子排布为 ns2np6（若只有 K 层时为 1s2）的原子达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，故 C 正确； D.对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，故 D 正确。+ NH4 2- CO3 4+2-2 3 2  X 2 故选 B。 2．C【解析】A．由于离子半径：F-＜Cl-＜Br-，因此晶格能：NaBr＜NaCl＜NaF，故 A 正确； B．基态碳原子的核外电子排布式为：1s22s22p2，由此可见，共有 3 个能级，同一能量级别的电子能量是相等的，所以有三种能量不同的电子，B 正确； C．H2O 分子呈 V 形，其键角为 105°，NH3呈三角锥形，分子中的键角为 107°，所以分子中的键角：H—O—H ＜ H—N—H，C 错误； D．CH4和都是正四面体结构，键角均为 109°28’，D 正确；答案选 C。 3．B【解析】A．Zn 元素位于元素周期表第四周期第 IIB 族，其核外电子排布式为：[Ar]3d 104s2，位于 ds 区，故 A 错误； B．金属的电负性小于非金属元素的，同周期自左而右元素的非金属性增大，则电负性：O＞C＞Zn，故 B 正确； C．中 C 原子孤电子对数= =0，价层电子对数=3+0=3，离子的空间构型为：平面三角形，C 原子采取 sp2杂化，故 C 错误； D．ZnCO3为离子化合物，化学键类型有离子键和极性共价键，故 D 错误；答案选 B。 4．D【解析】短周期主族元素 X 的第一电离能很低，第二电离能剧增，说明该元素原子很难失去第二个电子，所以 X 最外层有 1 个电子，X 是 Na 元素；短周期主族元素 Y 的第一、第二电离能之间变化不大，第三电离能剧增，且第一电离能很低，说明该元素原子很难失去第三个电子，最高化合价为+2，应为第 IIA 族元素，Y 是 Mg 元素； A．是 Na，最外层电子数为 1，故 A 错误； B．X 是 Na 元素、Y 是 Mg 元素，与水反应剧烈程度 Na>Mg ，故 B 错误； C．Y 是 Mg 元素，最高化合价为，故 C 错误； D．同周期元素从左到右电负性增大，电负性 Na 选 D。 5．A【解析】A．p 能级有 3 个相互垂直的原子轨道，其电子云都是哑铃形的，由于 3 个轨道均是同一个能级，所以 3 个轨道的能量是相同的，A 正确；2a 3 2 2 a B．基态 N 的原子核外电子排布式为 1s22s22p3，则其价电子排布图为，B 错误； C．氯原子的电负性强于氢原子，对电子的吸引能力更强，所以甲醛分子中的 H-C-H 键角更大，C 错误； D．B 原子最外层有 3 个电子，而 4 号 B 原子形成 4 条共价键，说明有一个为配位键，5 号 O 原子连接的是 H 原子，容易给出孤电子对，故 4、5 原子之间存在配位键，4、6 之间不存在配位键，D 错误；答案选 A。 6．B【解析】5 种元素 X、Y、Z、Q、T，除 Y 外均为短周期元素，X 原子 M 层上有 2 个未成对电子且无空轨道，则 X 为 S 元素；Y 原子的价电子排布式为 3d64s2，则 Y 为 Fe 元素；Z 原子的 L 电子层的 p 能级上有一个空轨道，则 Z 为 C 元素；Q 原子的 L 电子层的 P 能级上只有一对成对电子，则 Q 是 O 元素；T 原子的 M 电子层上 p 轨道半充满，则 T 是 P 元素，据此解答。 A．Y 为 Fe 元素，Q 为 O 元素，Fe 与 O 可形成 FeO，故 A 正确； B．T 为 P 元素，P 的单质中，白磷的空间构型为正四面体形，但白磷分子中四个 P 原子位于四个顶点上，其键角为 60°，故 B 错误； C．X 为 S 元素，T 是 P 元素，属于同周期相邻元素，由于 P 原子最外层 3p 能级电子为半充满，较稳定，则第一电离能 P 比 S 大，即 S＜P，故 C 正确； D．Z 为 C 元素，Q 是 O 元素，ZQ2是 CO2，该分子结构中碳与每个氧形成两对共用电子对，其电子式为，结构式为 O=C=O，CO2分子中只含极性键，且 CO2分子结构对称，正负电荷重心重合，是非极性分子，故 D 正确；答案为 B。 7．B【解析】A．铁元素基态原子 M 层电子排布式为 3s23p63d6，则 M 层上有 5 对成对电子，故 A 错误； B．Fe 形成的单质有 α、β、θ 三种同素异形体，分别为体心立方堆积、面心立方最密堆积、简单立方堆积，原子配位数分别为 8、12、6，三种晶胞 α、β、θ 中铁原子的配位数之比为 4:6:3，故 B 正确； C．设铁原子的直径为 a，根据晶胞结构图可知，α 晶胞的边长为，β 晶胞的边长为 , θ 晶胞的边长为 a，所以 α、β、θ 三种晶胞的边长之比不等于题给数值之比，故 C 错误； D．体心立方堆积，空间利用率为 68%，面心立方最密堆积空间利用率为 74%，简单立方堆积空间利用率为 52%，所以，三种晶胞 α、β、θ 堆积方式空间利用率由大到小的顺序为 β>α>θ，故 D 错误；故答案选 B。 8．C【解析】A．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过 X-1 8 m V 3 2 / x a NA 3 2a NA ， 3 3 2a NA 3 3 2 4 a NA  1 8 1 2 1 4 1 2 1 2 射线衍射图谱反映出来。因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行 X-射线衍射实验，故 A 正确； B．H2O 分子间存在氢键，而 CH4分子间只存在分子间作用力，所以 H2O 的沸点高于 CH4的沸点，原因与 H2O 分子间存在氢键有关，故 B 正确； C．NaF、NaCl、NaBr、NaI 属于离子晶体，因为 r(F-)＜r(Cl-)＜r(Br-)＜r(I-)，离子半径越大，晶格能越小，熔沸点越低，故 C 错误； D．组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子，在外加电场作用下电子可发生定向移动，故能导电，能用电子气理论加以解释，故 D 正确；答案为 C。 9．C【解析】A. 该分子中，只有共价单键，则分子中只有 σ 键，没有 π 键，故 A 错误； B. C 原子为 sp3杂化，S 原子在八面体的中心，则所有原子不可能共平面，故 B 错误； C. 该分子中，S 原子外围是 6 对共用电子对，共 12 个电子，不满足 8 电子稳定结构，故 C 正确； D. 一个 SF5-CF3分子中含有的电子数为 16+6+9×8=94，则 0.1molSF5-CF3分子中含 9.4mol 电子，故 D 错误；故选 C。 10．C【解析】因为金属钠晶体为钾型，所以在晶胞中含有钠原子数为 1+8× =2，设晶胞边长为 x，根据 ρ= 得，ρ= ，所以 x= 所以晶胞的体对角线长度为 × ，所以钠原子半径，故选：C。 11．B【解析】利用分摊法，La 在晶胞的顶点，N(La)=8× =1；Ni 在面心和体心，N(Ni)=8× +1=5；氢气在棱上和面心，N(H2)=8× +2× =3；则镧、镍、氢的原子个数比为 1：5：6，答案为 B。 12．C【解析】A．一个水分子中有 2 个 H-O，则 18g 冰即 1mol 中含 O—H 键数目为 2NA，A 正确； B．28g 晶体硅含有 1mol 硅原子，晶体硅中每个硅原子形成的共价键为 ×4=2，则 1mol 晶体硅中含有 Si—Si 键数目为 2NA，B 正确； C．一个晶胞结构单元含有 4 个二氧化碳分子，44g 干冰即 1mol 中晶胞结构单元数小于 NA个，C 错误； D．石墨烯中每个碳原子周围有两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以每个碳原子实际拥有 C—C 键为 1.5 个，则 12g 石墨烯即 1mol 中含 C—C 键数目为 1.5NA，D 正确；3 A 75 3 16a N – 2 1+1-2 (8-7) =0 2  2+0=2 3-3 (8-6) 3 1 6+ =3 2    4 – 3+1-1 4 4+ =4 2  1 1 8 + 2=4 8 6   A 25 m=4 g N  4a cm 3 3 3 A A m 4 25 75 3 ρ= V 16a N 4a N ( ) 3     答案选 C。 13．（1）C（2）Be 原子和 B 原子价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道（3）KF 为离子晶体，而 BF3 为分子晶体，离子晶体的熔沸点大于分子晶体（4）；sp2；sp3（5）KBe2BO3F2（6）D；面心立方最密堆积；【解析】 (1)激发态 1s22s13s1的铍原子回到基态 1s22s2，3s 上的 1 个电子可能回到 1s 轨道有 2 种情况，2s 轨道有 1 种情况，故最多可发出 3 种不同波长的光，答案选 C； (2)Be 原子的价电子为 2s2，轨道表达式，B 原子的价电子为 2s22p1，轨道表达式， Be 原子和 B 原子价层电子数均小于价层轨道数，存在空轨道； (3)KF 是含有离子键的离子化合物， BF3是含有共价键的共价化合物，离子键的键能大于共价键，故 KF 的沸点比 BF3的高； (4)HF 的 H 孤电子对数，价电子对数，分子构型为直线型，且 H 原子与 F 原子之间有氢键，结构式为：，H3BO3中中心原子 B 的电子对数为：，属于 sp2 杂化，BF 中中心原子 B 的电子对数为：，属于 sp3杂化； (5)从图 1 来看，一个单元内含有 2 个 Be 原子、1 个 B 原子、3 个 O 原子、2 个 F 原子，故 KBeBF 晶体的化学式为 KBe2BO3F2； (6)①晶胞沿着对角线方向可以观察到六边形，中心 O 与 Be 重合，外侧大正六边形均为 Be 原子构成，内部小正六边形由 3 个 Be 原子、3 个 O 原子间隔形成，所以得到投影结果为 D；从图中可以看出每个面的面心均有 O 原子，顶点上各有一个 O 原子，为面心立方最密堆积；②一个晶胞中，单独含有 O 原子的数目为，单独含 Be 原子数目有 4 个，晶胞质量，晶胞中白色球周围最近的 4 个黑色球构成正四面体，白色球处于正四面体的中心，顶点黑色球与正四面体中心白色球连线处于晶胞对角线上，由几何知识可知晶胞体对角线长度为 4acm，则晶胞棱长为，晶体密度为。1 2 1 2 -10 3 A 2M N (a 10 )  3 4 3 4 3 4 3 4 1 2 1 2 1 2 1 2 1 1 8 +6 8 2   A 2M N   A 3 10 3 a 10 2 g = = cm M m N V    -10 3 A 2 (a 10 ) M N  14．（1）4d95s25p1；基态（2）> ；原子半径 N

P，NH3更易结合水电离的 H+（3）As>Se>Ge

（4）sp3；19NA(或 19×6.02×1023)；c（5）( ，1， )；【解析】 (1)Cd 与 Zn 同族且相邻，所以 Cd 的外围电子排布应为 4d105s2，基态原子将 4d 能级的一个电子激发进入 5p 能级得到激发态原子，所以该激发态原子的外围电子排布式为 4d95s25p1；基态原子的能量最低最稳定，所以基态原子的第一电离能相对较大； (2)原子半径 N

P，NH3更易结合水电离的 H+，所以 NH3水溶液的碱性更强；

(3)同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但 As 的 4p 能级为半满状态，更稳定，所以第一电离能 As>Se>Ge； (4)根据对氨基苯胂酸的结构简式可知 As 原子与周围原子形成 4 个 σ 键(As=O 键有一个 σ 键一个 π 键)，不含孤电子对，所以杂化轨道类型为 sp3；苯环上 6 个碳原子之间有 6 个 C—C 单键为 σ 键，还有 4 个 C—H 单键为 σ 键，As=O 键有一个 σ 键一个 π 键，其他共价键均为 σ 键，所以一个对氨基苯胂酸分子中有 19 个 σ 键，则 1mol 对氨基苯胂酸含 σ 键数目 19NA(或 19×6.02×1023)；其含有的化学键类型有 σ 键，以及苯环中的大 π 键和 As=O 键中的 π 键，氢键不是化学键，该物质为共价化合物，不含离子键，所以选 c； (5)①号位在底面的投影应位于底面对角线的处，根据①号位的坐标为( ，， )，可知该坐标系中晶胞的棱长为 1，③号位碳原子在底面的投影位于底面棱心上，所以 x、y 坐标为、1，③号位碳原子位于右侧面的面心，所以 z 坐标为，则该原子的坐标为( ，1， )；根据均摊法，该晶胞中 As 原子的个数为 =4，Cd 原子的个数为 6，所以晶体的化学式为 Cd3As2，砷化镉的摩尔质量为 Mg·mol−1，则晶胞的质量 m= g，晶胞参数为 a pm，则晶胞的体积 V=a3 pm3=(a×10-10)3 cm3，所以晶胞的密度 = g·cm-3。 15．（1）b；混合晶体；范德华力、共价键；sp（2 2）4NA（3）金刚石>碳化硅>硅；三者都为原子晶体，r(C) C- C 键长最短，共价键键能最大，熔点最高。Si—Si 键长最长，共价键键能最小，所以熔点最低（4）-10 3 A 4 (12+28) N (a 10 )    1 8 1 2 m V   10 3 3 A 12 28 4g N cm (a 10 )       10 3 A 12 28 4 N (a 10 )     2 6  23 10 3 4 106 6.02 10 (658 10 )      ；【解析】 (1)根据结构图，判断石墨为 b；晶体类型为混合型；晶体熔化时破环分子间的作用力和共价键；碳原子构成为平面结构，为 sp2杂化； (2)利用分摊式计算出每个碳原子含 2 条碳碳键，24g 金刚石含 2mol 碳原子，则碳碳键数目为 4NA； (3)硅、碳化硅的结构都与金刚石类似，均为原子晶体，原子半径越小，共价键的键长越短，键能越大，则熔点越高，r(C)＜r(Si)，则熔点由高到低的顺序为金刚石＞碳化硅＞硅； (4)已知碳化硅的晶胞结构与金刚石类似，且化学式为 SiC，结合碳化硅的晶胞结构，硅原子在体内，其周围且距离最近的均为碳原子，则碳原子在晶胞的顶点和面心，碳原子个数=8× +6× =4，可判断所有硅原子均在体内，已知晶胞的边长为 apm，则体积为(a×10-10)3 cm3，则 1mol 晶胞的质量为(12+28)×4g，ρ= = = g/cm3。 16．（1）5s25p5；O（2）O>C>H（3）sp2、sp3 (4) ①NH3·H2O、H2O②三角锥形③16（5）顶点、面心(6) ① ② 【解析】 (1)I 原子为 53 号元素，则价层电子排布式为：5s25p5；能量最高的为第四层，即 O。 (2) 同周期元素，从左到右元素的电负性逐渐增大，则有电负性 C＜O，H 的电负性最小，故有 H＜C＜O。 (3) 中碳原子的结构有甲基和苯环，杂化方式为 sp2、sp3。 (4) ①ZnCl2和[Zn(NH3)4]Cl2为离子晶体，属于分子晶体的是 NH3·H2O、H2O。 ②NH3的空间构型为三角锥形。 ③锌和氮原子之间可形成 4 个 σ 键，每个氨气中有 3 个 σ 键，所有 1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中含有 4+3×4=16mol σ 键。 (5)Zn 和 Cu 可形成金属互化物(ZnCu)，该金属互化物中所有金属原子均按面心立方最密堆积，若所有 Cu 均位于晶胞的面心，则 Zn 位于晶胞的顶点、面心。1 1 6 8 2 8    3 16 3 r 2 2r 3 (2 2r） 3 3 16 2 3 (2 2r) 6 r   3 4 A M N a 23 10 3 4 106 6.02 10 (658 10 )      (6) ①面心立方最密堆积结构，含有钯原子数目为 =4 个钯原子，设钯原子半径为 r，晶胞中钯原子的体积为，面心立方中，体对角线上为 3 个钯原子相切，则体对角线为 4r，晶胞边长为，晶胞体积为，该晶胞中原子的空间利用率为。 ②若该晶胞参数 a＝658 pm，则该晶胞密度为 = g·cm －3。
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2020-2021年高考化学一轮复习第三单元金属及其化合物测试题（含答案）

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