
? 專題12物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
類題1
核外電子排布
1.下列有關(guān)說法錯誤的是( )。
A.1s22s22p43s2表示的一定不是基態(tài)原子
B.Na+的結(jié)構(gòu)示意圖:
C.基態(tài)S原子的電子排布式:1s22s22p63s23p4
D.Na的簡化電子排布式:[Na]3s1
2.下列各微粒的電子排布式或最外層電子排布圖不符合能量最低原理的是( )。
A.Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
B.Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
C.F
D.Na+
3.已知某基態(tài)原子結(jié)構(gòu)示意圖為,下列有關(guān)說法不正確的是( )。
A.x=2
B.該基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2
C.該基態(tài)原子的電子排布圖為
D.該原子結(jié)構(gòu)中共有5個能級上填充有電子
類題2
原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
4.已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是kJ·mol-1。請根據(jù)下表所列數(shù)據(jù)判斷,下列說法錯誤的是( )。
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A.元素X的常見化合價是+1
B.元素Y是第ⅢA族元素
C.元素X與氯形成化合物時,化學(xué)式可能是XCl
D.若元素Y處于第三周期,它可與冷水劇烈反應(yīng)
5.(雙選)現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:
①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5。
則下列有關(guān)比較正確的是( )。
A.最高正化合價:③=②>①
B.原子半徑:②>①>④>③
C.第一電離能:①>②>③>④
D.電負(fù)性:④>③>②>①
6.第三周期11~17號元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖如下。下列有關(guān)說法中正確的是( )。
A.y軸表示的可能是第一電離能
B.y軸表示的可能是電負(fù)性
C.y軸表示的可能是原子半徑
D.y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)
7.已知X、Y是短周期的兩種元素,下列有關(guān)比較或說法中一定正確的是( )。
選項
條件
結(jié)論
A
若原子半徑:X>Y
原子序數(shù):XY
C
若價電子數(shù):X>Y
最高正價:X>Y
D
若X、Y最外層電子數(shù)分別為1、7
X、Y之間一定能形成離子鍵
類題3
共價鍵與分類
8.下列說法正確的是( )。
A.H2O分子間存在氫鍵,所以H2O的穩(wěn)定性強于HF
B.He、CO2和CH4都由分子構(gòu)成,它們的分子中都存在共價鍵
C.PCl5中各微粒最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破壞了離子鍵,又破壞了共價鍵
9.1個分子中含有兩個π鍵的是( )。
①H2S ②H—C≡N ③CO2 ④CCl4 ⑤N2
⑥NH3
A.①③⑥ B.②③⑤ C.①②③⑥ D.③④⑤⑥
10.(雙選)下列說法正確的是( )。
A.鍵角:BF3>CH4>NH3
B.CO2、HClO、HCHO分子中均既含有σ鍵又含有π 鍵
C.已知反應(yīng)N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(l),若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂,則形成的π鍵數(shù)目為1.5NA
D.在硅酸鹽中,SiO44-四面體通過共用頂角氧離子形成的一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根如圖所示,其中Si原子的雜化方式與圖中S8單質(zhì)中S原子的雜化方式相同
11.已知W、X、Y、Z均為短周期元素,常溫下,它們的最高價氧化物對應(yīng)的水化物溶液(濃度均為0.01 mol·L-1)的pH和原子半徑、原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )。
A.化合物X2Y2中含有極性共價鍵和非極性共價鍵
B.簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>Z
C.簡單離子半徑:Z>Y>W>X
D.這四種元素中,元素X的第一電離能最小
類題4
分子的立體構(gòu)型
12.下列說法正確的是( )。
A.CHCl3分子中碳原子采用sp3雜化,分子構(gòu)型為正四面體
B.H2O分子中氧原子采用sp2雜化,分子構(gòu)型為V形
C.CO2分子中碳原子采用sp雜化,為直線形分子
D.NH4+中氮原子采用sp2雜化,離子構(gòu)型為正四面體
13.短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次增大,X元素基態(tài)原子有2個未成對電子,Y元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1,Z的一種超原子Z13-具有40個價電子,下列說法錯誤的是( )。
A.XO32-的空間構(gòu)型為平面三角形
B.簡單離子半徑:Y①>④>③
C.第一電離能:①>②>③>④
D.電負(fù)性:④>③>②>①
【答案】AD
【解析】由四種元素基態(tài)原子電子排布式可知,①是Si元素,②是P元素,③是N元素,④是F元素。F元素沒有正化合價,Si原子最外層有4個電子,P、N原子最外層都是5個電子,所以最高正化合價:②=③>①,A項正確;同周期元素自左往右,原子半徑逐漸減小,所以原子半徑PF,電子層數(shù)越多原子半徑越大,故原子半徑Si>P>N>F,即①>②>③>④,B項錯誤;同周期元素自左往右,第一電離能呈增大趨勢,故第一電離能NN>P>Si,即④>③>②>①,C項錯誤;同周期元素自左往右,電負(fù)性逐漸增大,所以電負(fù)性SiY
D
若X、Y最外層電子數(shù)分別為1、7
X、Y之間一定能形成離子鍵
【答案】B
【解析】原子半徑Na>O,原子序數(shù)Na>O,A項錯誤;電負(fù)性大的元素吸引電子的能力強,化合物中電負(fù)性大的元素顯負(fù)價,B項正確;F元素的價電子數(shù)大于N元素的價電子數(shù),但F沒有正價,C項錯誤;由H、Cl元素組成的HCl是共價化合物,D項錯誤。
類題3
共價鍵與分類
8.下列說法正確的是( )。
A.H2O分子間存在氫鍵,所以H2O的穩(wěn)定性強于HF
B.He、CO2和CH4都由分子構(gòu)成,它們的分子中都存在共價鍵
C.PCl5中各微粒最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破壞了離子鍵,又破壞了共價鍵
【答案】D
【解析】H2O分子間存在氫鍵,影響水的沸點,穩(wěn)定性是化學(xué)性質(zhì),沸點是物理性質(zhì),所以穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān),A項錯誤;CO2和CH4分子中存在共價鍵,He分子中不存在共價鍵,B項錯誤;PCl5中Cl原子的最外層電子數(shù)為7,成鍵電子數(shù)為1,達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),P原子最外層電子數(shù)為5,成鍵電子數(shù)為5,達到10電子結(jié)構(gòu),C項錯誤;NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、CO2和H2O,受熱分解的過程中,既有離子鍵被破壞,又有共價鍵被破壞,D項正確。
9.1個分子中含有兩個π鍵的是( )。
①H2S ②H—C≡N ③CO2 ④CCl4 ⑤N2
⑥NH3
A.①③⑥ B.②③⑤ C.①②③⑥ D.③④⑤⑥
【答案】B
【解析】1個H2S分子中含有2個H—S鍵,不含π鍵;1個H—C≡N中有1個C≡N鍵,含有兩個π鍵;1個CO2分子中有兩個CO鍵,含有兩個π鍵;1個CCl4分子中有4個Cl—C鍵,不含π鍵;1個N2分子中有1個N≡N鍵,含有兩個π鍵;1個NH3分子中含有3個H—N鍵,不含π鍵。故1個分子中含有兩個π鍵的是②③⑤。
10.(雙選)下列說法正確的是( )。
A.鍵角:BF3>CH4>NH3
B.CO2、HClO、HCHO分子中均既含有σ鍵又含有π 鍵
C.已知反應(yīng)N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(l),若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂,則形成的π鍵數(shù)目為1.5NA
D.在硅酸鹽中,SiO44-四面體通過共用頂角氧離子形成的一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根如圖所示,其中Si原子的雜化方式與圖中S8單質(zhì)中S原子的雜化方式相同
【答案】AD
【解析】BF3為平面三角形結(jié)構(gòu),鍵角為120°,CH4為正四面體結(jié)構(gòu),鍵角為109°28',NH3為三角錐形結(jié)構(gòu),鍵角為107°,所以鍵角BF3>CH4>NH3,A項正確。CO2分子中含有CO鍵,所以分子中含有σ鍵和π鍵,HCHO分子中含有C—H、CO鍵,其分子中有σ鍵和π鍵,而HClO分子中只存在共價單鍵,只存在σ鍵,B項錯誤。1 mol氮氣分子中含有2 mol π鍵,若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂,即有1 mol N2H4參加反應(yīng),生成1.5 mol氮氣,所以形成的π鍵有3 mol,C項錯誤。 硅酸鹽中的SiO44-為正四面體結(jié)構(gòu),所以中心原子Si采取了sp3雜化; S8單質(zhì)中每個S原子有2對孤電子對和2對成鍵電子對,雜化方式也是sp3,D項正確。
11.已知W、X、Y、Z均為短周期元素,常溫下,它們的最高價氧化物對應(yīng)的水化物溶液(濃度均為0.01 mol·L-1)的pH和原子半徑、原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )。
A.化合物X2Y2中含有極性共價鍵和非極性共價鍵
B.簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>Z
C.簡單離子半徑:Z>Y>W>X
D.這四種元素中,元素X的第一電離能最小
【答案】D
【解析】由圖像和題給信息可知,濃度均為0.01 mol·L-1的W、Y、Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的溶液pH都小于7,W、Y、Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是酸,說明W、Y、Z都是非金屬元素,W、Z最高價氧化物對應(yīng)的水化物的溶液pH=2,為一元強酸,根據(jù)原子序數(shù)Z>W,Z是Cl元素,W是N元素;Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的溶液pHS,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Z>Y,B項錯誤。電子層數(shù)越多,原子或離子的半徑越大,電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越多,半徑越小,N3-、Na+、S2-、Cl-的半徑大小為S2->Cl->N3->Na+,即Y>Z>W>X,C項錯誤。第一電離能越小,原子越容易失去一個電子,四種元素中Na最容易失去最外層電子,元素X的第一電離能最小,D項正確。
類題4
分子的立體構(gòu)型
12.下列說法正確的是( )。
A.CHCl3分子中碳原子采用sp3雜化,分子構(gòu)型為正四面體
B.H2O分子中氧原子采用sp2雜化,分子構(gòu)型為V形
C.CO2分子中碳原子采用sp雜化,為直線形分子
D.NH4+中氮原子采用sp2雜化,離子構(gòu)型為正四面體
【答案】C
【解析】甲烷分子中4個共價鍵完全相同,為正四面體結(jié)構(gòu),CHCl3分子的4個共價鍵不完全相同,所以不是正四面體結(jié)構(gòu),A項錯誤;H2O分子中O原子的價層電子對數(shù)為2+12×(6-1×2)=4,為sp3雜化,含有2對孤電子對,分子為V形結(jié)構(gòu),B項錯誤;二氧化碳中C原子的價層電子對數(shù)為2+12×(4-2×2)=2,為sp雜化,分子為直線形結(jié)構(gòu),C項正確;NH4+中N原子的價層電子對數(shù)為4+12×(5-1-4×1)=4,為sp3雜化,不含有孤電子對,為正四面體形結(jié)構(gòu),D項錯誤。
13.短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次增大,X元素基態(tài)原子有2個未成對電子,Y元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1,Z的一種超原子Z13-具有40個價電子,下列說法錯誤的是( )。
A.XO32-的空間構(gòu)型為平面三角形
B.簡單離子半徑:YAl3+,B項錯誤;NO3-的中心原子的價電子對數(shù)為3+5+1-3×22=3,不含孤電子對,采用sp2雜化,C項正確;化合物ZY為AlN,是原子晶體,屬于類金剛石氮化物,與C的單質(zhì)金剛石結(jié)構(gòu)相似,D項正確。
14.(雙選)某科研人員提出HCHO與O2在羥基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的歷程,該歷程如圖所示(圖中只畫出了 HAP的部分結(jié)構(gòu),用18O標(biāo)記羥基磷灰石中的羥基氧原子)。下列說法正確的是( )。
A.反應(yīng)物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和
B.HAP改變了該反應(yīng)的歷程和焓變,加快了反應(yīng)速率
C.經(jīng)過該催化氧化過程后18O仍然在HAP中
D.反應(yīng)過程中,碳原子由sp2雜化變?yōu)閟p雜化
【答案】AD
【解析】HCHO與O2在羥基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此反應(yīng)物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和,A項正確; HAP改變了該反應(yīng)的歷程,加快了反應(yīng)速率,但焓變不變,B項錯誤;根據(jù)該歷程圖中的信息可知,經(jīng)過該催化氧化過程后18O在水中,C項錯誤;HCHO中碳原子價層電子對數(shù)為3+12×(4-1×2-2×1)=3+0=3,CO2中碳原子價層電子對數(shù)為2+12×(4-2×2)=2+0=2,因此反應(yīng)過程中,碳原子由sp2雜化變?yōu)閟p雜化,D項正確。
類題5
分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
15.S2Cl2是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑,常溫下,S2Cl2是一種橙黃色的液體,遇水易水解,并產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體。S2Cl2的結(jié)構(gòu)與H2O2類似,如圖所示,下列說法正確的是( )。
A.S2Cl2分子中的兩個S原子均是sp雜化
B.S2Br2 與 S2Cl2 結(jié)構(gòu)相似,熔、沸點:S2Br2S2Cl2,B項錯誤;S2Cl2的結(jié)構(gòu)與H2O2類似,為Cl—S—S—Cl,其中的S—S鍵為非極性鍵,S—Cl鍵為極性鍵,但正負(fù)電荷中心不重合,所以S2Cl2是極性分子,C項正確;2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl,根據(jù)此方程式可知,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移6 mol電子,則生成6 mol硫單質(zhì),D項錯誤。
16.(雙選)某物質(zhì)可溶于水、乙醇,熔點為209.5 ℃,其分子的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列說法不正確的是( )。
A.該分子與水分子可以形成氫鍵
B.該分子中原子最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的有C、N原子
C.1 mol該物質(zhì)中σ鍵和π鍵的個數(shù)之比為5∶3
D.該分子中C原子只采用sp2雜化
【答案】CD
【解析】該分子中含有原子半徑小、電負(fù)性大的N原子和N—H鍵,它與水分子間可形成氫鍵,A項正確;該分子中,C原子和N原子的最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),B項正確;單鍵為σ鍵,雙鍵中含1個σ鍵和1個π鍵,三鍵中含1個σ鍵和兩個π鍵,1 mol該物質(zhì)中含有9 mol σ鍵和3 mol π鍵,二者的個數(shù)之比為3∶1,C項不正確;該分子中C原子的雜化方式有sp(碳氮三鍵中的C原子)、sp2(碳氮雙鍵中的C原子)2種,D項不正確。
類題6
晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
17.下列說法中正確的是( )。
A.SiO2硬度大與Si、O原子間的成鍵方式和排列方式有關(guān)
B.MgO熔點高,說明其中的共價鍵較難被削弱
C.NaOH晶體熔化時克服了離子鍵和共價鍵
D.H2O2受熱易分解是因為分子間作用力弱
【答案】A
【解析】SiO2是共價晶體,Si與O之間是共價鍵,且為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此SiO2硬度大,A項正確;MgO是離子化合物,不含有共價鍵,MgO熔點高,是因為其離子鍵較強,晶格能大,B項錯誤;NaOH熔化時,電離出Na+和OH-,并沒有克服共價鍵,C項錯誤;H2O2受熱分解生成H2O和O2,是因為其分子中共價鍵較弱,而不是因為分子間作用力較弱,D項錯誤。
18.下表所列有關(guān)晶體的說法中,錯誤的是( )。
選項
A
B
C
D
晶體名稱
碘化鉀
銅
石墨
碘
構(gòu)成晶體
微粒名稱
陰、陽離子
金屬陽離子、自由電子
原子
分子
晶體內(nèi)存在
的作用力
離子鍵
金屬鍵
共價鍵
范德華力、共價鍵
【答案】C
【解析】碘化鉀屬于離子晶體,陰、陽離子通過離子鍵結(jié)合,A項正確;銅屬于金屬晶體,原子間通過金屬鍵結(jié)合,B項正確;石墨屬于混合晶體,構(gòu)成微粒為原子,晶體中存在共價鍵和范德華力,C項錯誤;碘屬于分子晶體,分子間通過范德華力結(jié)合,分子內(nèi)存在共價鍵,D項正確。
類題7
晶胞及其計算
19.下列說法正確的是( )。
A.在含4 mol Si—O鍵的二氧化硅晶體中,氧原子的數(shù)目為4NA
B.金剛石晶體中,碳原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2
C.30 g二氧化硅晶體中含有0.5NA個二氧化硅分子
D.晶體硅、晶體氖均是由相應(yīng)原子直接構(gòu)成的共價晶體
【答案】B
【解析】在含4 mol Si—O鍵的二氧化硅晶體中,含1 mol Si原子,由于每個O原子與2個Si原子形成Si—O共價鍵,所以在含4 mol Si—O鍵的二氧化硅晶體中,含氧原子的數(shù)目為2NA,A項錯誤;在金剛石晶體中,碳原子與相鄰的4個C原子形成4個C—C鍵,每個C—C鍵為形成共價鍵的2個C原子所共有,所以C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2,B項正確;二氧化硅晶體屬于共價晶體,無二氧化硅分子,C項錯誤;晶體硅是由相應(yīng)原子直接構(gòu)成的共價晶體,而晶體氖則屬于分子晶體,構(gòu)成微粒是分子,D項錯誤。
20.NaCl晶胞如圖所示,已知NaCl晶體的密度為ρ g·cm-3,NaCl的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則在NaCl晶體中每個Na+和與之等距且最近的Na+之間的距離為( )。
A.32MρNA cm B.32MρNA cm
C.32NAρM cm D.3M8ρNA cm
【答案】B
【解析】設(shè)晶胞的邊長為a cm,則其體積為a3 cm3,1個晶胞中含Cl-的數(shù)目為8×18+6×12=4,含Na+的數(shù)目為12×14+1=4,根據(jù)ρ=mV=4Ma3·NA,求出a=34MρNA,在NaCl晶體中,每個Na+和與之等距且最近的Na+的距離為晶胞面對角線的12,根據(jù)勾股定理可知,距離為2234MρNA cm=32MρNA cm。
21.(雙選)鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度較高的儲氫材料之一,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球代表Fe,白球代表Mg)。則下列說法不正確的是( )。
A.鐵鎂合金的化學(xué)式為 Mg2Fe
B.該晶體中存在的化學(xué)鍵類型為金屬鍵、離子鍵
C.晶胞中 Fe原子與Mg原子的配位數(shù)均為4
D.該晶胞的質(zhì)量是416NA g
【答案】BC
【解析】根據(jù)均攤法可知,該晶胞中Fe原子的個數(shù)為8×18+6×12=4,Mg原子的個數(shù)為8,Fe、Mg原子個數(shù)之比為1∶2,所以其化學(xué)式為Mg2Fe,A項正確;該晶體屬于合金,屬于金屬晶體,所以只含金屬鍵,B項錯誤;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,距離Mg原子最近且相等的Fe原子有4個,即Mg原子的配位數(shù)為4,而該晶體的化學(xué)式為Mg2Fe,所以Fe原子的配位數(shù)為8,C項錯誤;晶胞中Fe原子個數(shù)為4,Mg原子個數(shù)為8,所以晶胞的質(zhì)量為56×4+24×8NA g=416NA g,D項正確。
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