2022高考化學(xué) 專題45 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專題測試

2022高考化學(xué) 專題45 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專題測試 一、選擇題 1．最近媒體報道了一些化學(xué)物質(zhì)，如爆炸力極強的N5、結(jié)構(gòu)類似白磷的N4、比黃金還貴的18O2、太空中的甲醇氣團等。下列說法中，正確的是 ( ) A．18O2和16O2是兩種不同的核素 B．將ag銅絲灼燒成黑色后趁熱插入甲醇中，銅絲變紅，質(zhì)量小于ag C．N4為正四面體結(jié)構(gòu)，每個分子中含有6個共價鍵，鍵角為109°28′ D．2N5=5N2是化學(xué)變化 【答案】D 2．我國科學(xué)家研制出一中催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反應(yīng)如下：HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有關(guān)說法正確的是 A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．CO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵 C．HCHO分子中既含α鍵又含π鍵 D．每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2 【答案】C 【解析】該反應(yīng)在室溫下可以進行，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項錯誤；二氧化碳結(jié)構(gòu)為，為極性鍵，B項錯誤；甲醛中，含有碳氧雙鍵，故期中既含有鍵又含有鍵，C項正確；氧氣的體積，并沒有標明狀況，故不一定為2.24 L，D項錯誤。 3．以M原子為中心形成的MX2Y2分子中，X、Y分別只以單鍵與M結(jié)合，下列說法正確的是 ( ) A．M只能是碳、X、Y 只能是氫和氯 B．若MX2Y2分子空間構(gòu)型為平面四邊形，則無同分異構(gòu)體 C．若MX2Y2分子空間構(gòu)型為四面體形，則有二種同分異構(gòu)體 D．若MX2Y2分子空間構(gòu)型為四面體形，則無同分異構(gòu)體 【答案】D 【解析】從化學(xué)式MX2Y2可以看出：M可能為＋4價，故M既能是碳，也可能是硅，A項錯誤；B、C項的前題與結(jié)論正好相反，均錯誤、D項正確。 4．下列說法中正確的是( ) A．烯中C = C的鍵能是乙烷中C—C的鍵能的2倍 B．氮氣分子中含有1個σ鍵和2個π鍵 C．N—O鍵的極性比C—O鍵的極性大 D．NH4＋ 中4個N—H鍵的鍵能不相同 【答案】D 5．關(guān)于原子軌道的說法不正確的是( ) A．中心原子采取相同類型的雜化軌道成鍵的分子，其幾何構(gòu)型不一定相同 B．sp雜化軌道是由同一個原子中能量相近的一個s軌道和一個p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道 C．凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp2雜化軌道成鍵 D．乙烯與氫氣反應(yīng)會變成乙烷，碳原子的雜化類型由sp2雜化變?yōu)閟p3雜化 【答案】C 【解析】NH3屬于AB3型，但N原子屬于sp3雜化軌道成鍵。 6．AB型的化學(xué)式形成的晶體結(jié)構(gòu)情況多種多樣。如圖所示的幾種結(jié)構(gòu)中最有可能是分子晶體的是( ) A．①②③ B．③④⑥ C．②⑤ D．①② 【答案】C 【解析】從①、③、④、⑥的結(jié)構(gòu)上看，構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)單元都是向外延伸和擴展的，符合離子晶體或原子晶體的結(jié)構(gòu)特點，而②、⑤的結(jié)構(gòu)沒有這種特點，該結(jié)構(gòu)可看成是一個分子，形成晶體時為分子晶體。 7．x、y為兩種元素的原子，x的陰離子與y的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，由此可知( ) A. x的原子半徑大于y的原子半徑 B. x的電負性大于y的電負性 C. x的氧化性大于y的氧化性 D. x的第一電離能小于y的第一電離能 【答案】B 【解析】x的陰離子與y的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則y原子比x原子多一個電子層，y原子半徑大，A項錯誤；x是非金屬，y是金屬，非金屬的電負性大于金屬的電負性，B項正確；y單質(zhì)無氧化性，C項錯誤；x是非金屬，y是金屬，非金屬的第一電離能大于金屬的第一電離能，D項錯誤。 8．下列對一些實驗事實的理論解釋正確的是( ) 選項 實驗事實 理論解釋 A N原子的第一電離能大于O原子 N原子2p能級半充滿 B CO2為直線形分子 CO2分子中C= = O之間的夾角為109°28′ C 金剛石的熔點低于石墨 金剛石是分子晶體，石墨是原子晶體 D HF的沸點高于HCl HF的相對分子質(zhì)量小于HCl 【答案】A 9．(2018·上海八校聯(lián)考)原子數(shù)、價電子總數(shù)相同的微?；シQ等電子體，等電子體具有相同的結(jié)構(gòu)特征。已知硝酰陽離子NO2＋ 與XO2分子互為相同結(jié)構(gòu)的等電子體，則元素X可能為 A．Cl B．Si C．C D．S 【解析】NO2＋ 的價電子總數(shù)為5＋6×2＝17，符合條件的X可以為C或Si，但SiO2為原子晶體，不含分子。 【答案】C 10．下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)。 I1 I2 I3 I4 …… R 740 1 500 7 700 10 500 …… 下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是( ) A．R的最高正價為＋3價 B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 C．R元素的原子最外層共有4個電子 D．R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2 【答案】B 【解析】由表中數(shù)據(jù)I3?I2知其最高正價為＋2價，R元素位于ⅡA族，最外層有2個電子，R不一定是Be元素。 11．(2018·南昌模擬)CH、—CH3、CH都是重要的有機反應(yīng)中間體，有關(guān)它們的說法正確的是( ) A．它們互為等電子體，碳原子均采取sp2雜化 B．CH與NH3、H3O＋互為等電子體，幾何構(gòu)型均為正四面體形 C．CH中的碳原子采取sp2雜化，所有原子均共面 D．CH與OH－形成的化合物中含有離子鍵 【答案】C 12．X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)；Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等；Z元素＋2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同；W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關(guān)這些元素性質(zhì)的說法一定正確的是 A.X元素的氫化物的水溶液顯堿性 B.Z元素的離子半徑大于W元素的離子半徑 C.Z元素的單質(zhì)在一定條件下能與X元素的單質(zhì)反應(yīng) D.Y元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點 【答案】C 【解析】根據(jù)題意，Z元素為Mg，Y元素原子最外電子電子排布為ns2np2，是C或Si，X為N或O，W為Al或Cl，N的氫化物的水溶液顯堿性，但O的氫化物的水溶液顯中性或弱酸性，A錯誤，Al3＋的半徑比Mg2＋小，B錯誤；氮氣、氧氣均能與鎂反應(yīng)，C正確；CO2形成的晶體熔沸點低，D錯誤。 13．某一化合物的分子式為AB2，A屬ⅥA族元素，B屬ⅦA族元素，A和B在同一周期，它們的電負性值分別為3.44和3.98，已知AB2分子的鍵角為103.3°。下列推斷不正確的是( ) A．AB2分子的空間構(gòu)型為“V”形 B．A—B鍵為極性共價鍵，AB2分子為非極性分子 C．AB2與H2O相比，AB2的熔點、沸點比H2O的低 D．AB2分子中無氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H2O分子間能形成氫鍵 【答案】B 【解析】根據(jù)A、B的電負性值及所處位置關(guān)系，可判斷A元素為O，B元素為F，該分子為OF2。O—F鍵為極性共價鍵。因為OF2分子的鍵角為103.3°，OF2分子中鍵的極性不能抵消，所以為極性分子。 14．下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說法中，正確的是( ) A. 元素非金屬性Cl＞S的實驗依據(jù)是酸性HCl＞H2S B. 碳元素的電負性小于氧元素，每個CO2分子中有4個σ鍵 C. 同周期主族元素的原子形成的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)一定相同 D. Na、Mg、Al三種元素，其第一電離能由大到小的順序為Mg＞Al＞Na 【答案】D 【解析】選項A的實驗依據(jù)應(yīng)是元素最高價氧化物的水化物的酸性HClO4＞H2SO4；選項B，每個CO2分子中有2個σ鍵；選項C，同周期主族元素的原子形成的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)不一定相同，如Na＋和Cl－。 15．下列描述中正確的是( ) A. CS2為V形的極性分子 B. ClO的空間構(gòu)型為平面三角形 C. SF6中有6對完全相同的成鍵電子對 D. SiF4和SO的中心原子均為sp3雜化 【答案】CD 16．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是( ) A．sp，范德華力　　　　　　 B．sp2，范德華力 C．sp2，氫鍵 D．sp3，氫鍵 【答案】C 【解析】由石墨的晶體結(jié)構(gòu)知C原子為sp2雜化，故B原子也為sp2雜化，但由于B(OH)3中B原子與3個羥基相連，羥基間能形成氫鍵，故同層分子間的主要作用力就為氫鍵。 17．高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價部分為0價，部分為－2價。如下圖所示為超氧化鉀晶體的一個晶胞，則下列說法正確的是( ) A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個晶胞含有4個K＋和4個O B．晶體中每個K＋周圍有8個O，每個O周圍有8個K＋ C．晶體中與每個K＋距離最近的K＋有8個 D．晶體中與每個K＋距離最近的K＋有6個 【答案】A 【解析】由題中的晶胞結(jié)構(gòu)知：有8個K＋位于頂點，6個K＋位于面心，則晶胞中含有的K＋數(shù)為＋＝4(個)；有12個O位于棱上，1個O處于中心，則晶胞中含有O數(shù)為：12×＋1＝4(個)，所以超氧化鉀的化學(xué)式為KO2；晶體中每個K＋周圍有6個O，每個O周圍有6個K＋，晶體中與每個K＋距離最近的K＋有12個。 18．在極性分子中，正電荷重心同負電荷重心間的距離稱偶極長，通常用d表示。極性分子的極性強弱同偶極長和正(或負)電荷重心的電量(q)有關(guān)，一般用偶極矩(μ)來衡量。分子的偶極矩定義為偶極長和偶極上一端電荷電量的乘積，即μ＝d·q。下列說法正確的是( ) A．CS2分子中μ＝0 B．偶極矩的大小順序為：鄰硝基氯苯＜間硝基氯苯＜對硝基氯苯 C．實驗測得μ(PF3)＝1.03可知，PF3分子是平面三角構(gòu)型 D．治癌藥Pt(NH3)2Cl2的一種異構(gòu)體μ＞0，其在水中的溶解性較小 【答案】A 二、非選擇題 19．(2018·湖北襄陽調(diào)研)用黃銅礦(主要成分是CuFeS2)生產(chǎn)粗銅的反應(yīng)原理如下： (1)已知在反應(yīng)①、②中均生成相同的氣體分子，該氣體具有漂白性。請分別寫出反應(yīng)①、②的化學(xué)方程式________________、__________________。 (2)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為____________，硫、氧元素相比，第一電離能較大的是______。 (3)反應(yīng)①和②生成的氣體分子的中心原子的雜化類型是______，分子的空間構(gòu)型是______。 (4)C、Si為同一主族的元素，CO2和SiO2化學(xué)式相似，但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大不同。CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵。從原子半徑大小的角度分析，為何C、O原子間能形成，而Si、O原子間不能形成上述π鍵________________。 (5)Cu2O的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞的邊長為a cm，則Cu2O的密度為__________g·cm－3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)。 【答案】(1)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2　2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ (2)1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1　O (3)sp2　V形 (4)Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p—p軌道“肩并肩”重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵 (5) 20．(2018·江西盟校聯(lián)考)納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示： 電離能(kJ/mol) I1 I2 I3 I4 A 932 1 821 15 390 21 771 B 738 1 451 7 733 10 540 (1)某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如圖所示，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了________________________。 (2)ACl2分子中A的雜化類型為________________________。 (3)氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C60可用作儲氫材料。已知金剛石中的C—C的鍵長為154.45 pm，C60中C—C的鍵長為145～140 pm，有同學(xué)據(jù)此認為C60的熔點高于金剛石，你認為是否正確________，并闡述理由__________________________。(4)科學(xué)家把C60和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式________，該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為________________。 (5)繼C60后，科學(xué)家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子電負性由大到小的順序是________________，NCl3分子的VSEPR模型為________。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si60分子中π鍵的數(shù)目為________。 【答案】(1)能量最低原理　(2)sp雜化 (3)否　C60為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵 (4)4s1　3∶1 (5)N＞C＞Si　正四面體　30 電負性順序為N＞C＞Si；NCl3中心原子價層電子對數(shù)為4，VSEPR模型為正四面體；Si的價電子數(shù)為4，每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子相連，且最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以每個Si原子周圍只有1個π鍵，且2個Si原子共用1個π鍵，所以Si60分子中π鍵的數(shù)目為(60×1)×＝30。 21．(2018·日照模擬)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。 (1)A、B、C原子的第一電離能由小到大的順序是________(用元素符號表示)；Q3＋的核外電子排布式為________。 (2)寫出與BC互為等電子體的分子________(只寫一種)，1 mol BC中含有的π鍵數(shù)目為________。 (3)B形成的氣態(tài)氫化物的沸點高于E形成的氣態(tài)氫化物的沸點，原因是 ________________________________________。 (4)化合物甲由B、D兩元素組成，已知甲是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，硬度大，耐磨損，晶胞如圖1所示，甲的晶體中B、D兩種元素原子的雜化方式均為________。 (5)法國科學(xué)家阿爾貝·費爾和德國科學(xué)家彼得·格林貝格爾因在巨磁電阻效應(yīng)(GMR效應(yīng))研究方面的成就而獲得諾貝爾物理 【答案】(1)O＞N＞C　(2)CH4、H2O、NH3(寫出2種即可) (3)　極性　NH3分子間能形成氫鍵而AsH3不能 (4)1s22s22p63s23p63d24s2 (5)大 (6)LaNi5　 cm3 23．(2018·江蘇信息卷)某催化劑中含有的活性組分為Ni、Cu和Zn的化合物，可用于二氧化碳加氫制取甲醚。甲醚是乙醇的同分異構(gòu)體，其熔點－141.5 ℃，沸點－24.9 ℃，在加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。 (1)寫出活性組分NiO中Ni2＋基態(tài)核外電子排布式________。 (2)下圖是Cu的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，氧的配位數(shù)為________。 (3)乙醇的沸點比甲醚高，其主要原因是_________________________________________。 (4)甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為________。 (5)儲氫材料化合物A是乙烷的等電子體，其相對分子質(zhì)量為30.8，且A是由第二周期兩種氫化物形成的化合物。加熱A會緩慢釋放氫氣，同時A轉(zhuǎn)化為化合物B，B是乙烯的等電子體?；衔顰的結(jié)構(gòu)式為________(若含有配位鍵，要求用箭頭表示)，1 mol化合物B中σ鍵的數(shù)目是________。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d8　(2)4 (3)乙醇分子之間形成氫鍵　(4)sp2 (5)①　5NA(或5×6.02×1023) 說明應(yīng)是碳原子前后的原子代替其形成的，所以應(yīng)是BH3·NH3，結(jié)構(gòu)為。再根據(jù)B是乙烯的等電子體，進而推出B的結(jié)構(gòu)為。每份B中，所有B—H鍵和N—H鍵均屬于σ鍵，B = N中含有1個σ鍵和1個π鍵，即共有5個σ鍵。