物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(必修+選修)模擬試題參考答案

1.C提示:設(shè)元素Y的原子序數(shù)為y，根據(jù)各元素在元素周期表中的位置可得:y+y+10=3×(y+1)，解得y=7，則Y為N元素，X為Si元素，Z為O元素，W為Cl元素。

2.A 提示:在短周期元素中，W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，則W是15號(hào)的P元素，根據(jù)元素在周期表中的相對(duì)位置關(guān)系可確定:X是N元素，Y是O元素，Z是Si元素。

3.D 提示:A項(xiàng)比較的是最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱，可以根據(jù)元素非金屬性強(qiáng)弱判斷；B項(xiàng)根據(jù)元素在周期表的位置來(lái)推斷；C項(xiàng)與金屬性強(qiáng)弱有關(guān)，比較的是最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱。以上三個(gè)選項(xiàng)都能用元素周期律解釋。D項(xiàng)無(wú)法根據(jù)元素周期律的知識(shí)對(duì)鹽的熱穩(wěn)定性來(lái)判斷。

4.A 提示:雙鍵兩端的碳原子上各有一個(gè)氫原子，所以分子式為C3H2O3，故A項(xiàng)正確；分子中的單鍵為σ鍵，一共有8個(gè)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；該分子中碳碳雙鍵屬于非極性鍵，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)沒(méi)有說(shuō)明溫度和壓強(qiáng)，所以所得二氧化碳的體積是不確定的，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.D 提示:a為Na元素，b為C元素，c為S元素，d為Cl元素。

6.A 提示:X為O元素，Y為F元素，Z為Al元素，W為Si元素。

7.DLv中的“293”表示該同位素原子的質(zhì)量數(shù)，由于不知道該元素有幾種同位素原子，各種同位素原子的含量是多少，因此不能確定該元素的相對(duì)原子質(zhì)量。

8.B 提示:S單質(zhì)、Cl2都是分子晶體，分子之間通過(guò)分子間作用力結(jié)合，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越高，這與元素的非金屬性強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。

9.C提示:Na是金屬晶體，熔化破壞的是金屬鍵。Na2O是離子晶體，熔化時(shí)破壞的是離子鍵。NaOH是離子化合物，熔化時(shí)斷裂的是離子鍵。Na2S是離子化合物，熔化時(shí)斷裂的是離子鍵。Na2SO4是離子化合物，熔化時(shí)斷裂的是離子鍵。

10.D 提示:乙烯分子中碳碳鍵是碳碳雙鍵，而苯分子中的碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的一種特殊的化學(xué)鍵，所以鍵長(zhǎng):乙烯＜ 苯。

11.D 提示:短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序數(shù)依次增大，甲和丁的原子核外均有兩個(gè)未成對(duì)電子，則甲的核外電子排布是1s22s22p2，甲是C元素，丁的核外電子排布可能是1s22s22p63s23p2，或1s22s22p63s23p4，由于乙、丙、丁最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物兩兩之間能相互反應(yīng)，則丁的核外電子排布是1s22s22p63s23p4，從而知丁是S元素，丙是Al元素，乙是Na元素。

12.D 提示:己的最高氧化物對(duì)應(yīng)水化物有強(qiáng)脫水性為濃硫酸，則己是S元素，可以推出庚是F元素，戊是As元素，丁是Si元素，丙是B元素，甲和丁在同一周期，甲原子最外層與最內(nèi)層具有相同電子數(shù)，甲是Mg，乙是Ca。

13.D 提示:根據(jù)題中信息可確定X、Y、Z分別為S、Na和F。最外層電子數(shù)F＞S＞Na，A項(xiàng)錯(cuò)誤；單質(zhì)沸點(diǎn)Na＞S＞F2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；離子半徑S2-＞F-＞Na+，C項(xiàng)錯(cuò)誤；原子序數(shù)S＞Na＞F，D項(xiàng)正確。

14.D 提示:次氯酸分解生成鹽酸和氧氣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，鋁遇濃硝酸發(fā)生“鈍化”，鋁片不能溶解，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NH3分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于PH3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CuS比ZnS更難溶，因此向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，生成CuS沉淀，D項(xiàng)正確。

15.(1)第3周期，ⅦA族(2)Si(3)a、c

(4)Si(s)+2Cl2(g)══SiCl4(l)ΔH=-687kJ·mol-1

(5)Mg2C3+4H2O══2Mg(OH)2+C3H4↑

(6)NO0.9mol，NO21.3mol2mol

提示:根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)，可知X為Si元素，Y為O元素，Z為Cl元素。

(1)Cl元素在周期表中位于第3周期，ⅦA族。

(2)同一周期，從左到右，原子半徑逐漸減小，同一主族，從上到下，原子半徑逐漸增大，表中元素原子半徑最大的是Si。

(3)Y單質(zhì)與H2S溶液反應(yīng)，溶液變渾濁，說(shuō)明氧氣的氧化性比硫強(qiáng)，從而說(shuō)明Y元素的非金屬性比S元素的非金屬性強(qiáng)。氧化性的強(qiáng)弱與得電子的多少無(wú)關(guān)。元素的非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定。

(4)根據(jù)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的方法，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為Si(s)+2Cl2(g)══SiCl4(l)ΔH=-687kJ·mol-1。

(5)該烴分子中碳、氫質(zhì)量比為9∶1，物質(zhì)的量之比為，結(jié)合碳與鎂形成的1mol化合物Q與水反應(yīng)，生成2molMg(OH)2和1mol烴，Q 的化學(xué)式為Mg2C3，烴的化學(xué)式為C3H4，烴的電子式為Q與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2C3+4H2O══2Mg(OH)2+C3H4↑。

(6)銅與一定濃度的硝酸和硫酸的混合酸反應(yīng)可能生成一氧化氮和二氧化氮，相對(duì)分子質(zhì)量都小于50，符合題意，1molO2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol。假設(shè)二氧化氮的物質(zhì)的量為xmol，一氧化氮的物質(zhì)的量為ymol，則x+y=2.2，x+3y=4，解得x=1.3，y=0.9。參與反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為mol=2mol，因此生成硫酸銅物質(zhì)的量為2mol。

16.(1)3d104s24p22

(2)鍺的原子半徑大，原子之間形成的σ單鍵較長(zhǎng)，p-p軌道肩并肩重疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵

(3)GeCl4、GeBr4、GeI4熔 沸點(diǎn) 依 次 升高；原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)

(4)O＞Ge＞Zn

(5)sp3共價(jià)鍵

(6)①②×107

提示:(1)Ge是32號(hào)元素，與碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第4周期，ⅣA族；基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2；在其原子的最外層的2個(gè)4s電子是成對(duì)電子，位于4s軌道，2個(gè)4p電子分別位于2個(gè)不同的4p軌道上，所以基態(tài)Ge原子有2個(gè)未成對(duì)的電子。(2)Ge與C是同族元素，C原子原子半徑較小，原子之間可以形成雙鍵、叁鍵；但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵，從原子結(jié)構(gòu)角度分析，這是由于鍺的原子半徑大，原子之間形成的σ單鍵較長(zhǎng)，p-p軌道肩并肩重疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵。(3)鍺元素的鹵化物在固態(tài)時(shí)都為分子晶體，分子之間通過(guò)微弱的分子間作用力結(jié)合。對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高。由于相對(duì)分子質(zhì)量GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以它們的熔沸點(diǎn)由低到高的順序是GeCl4＜GeBr4＜GeI4。(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。元素的非金屬性越強(qiáng)，其吸引電子的能力就越強(qiáng)，元素的電負(fù)性就越大。元素Zn、Ge、O的非金屬性強(qiáng)弱順序是O＞Ge＞Zn，所以這三種元素的電負(fù)性由大至小的順序是O＞Ge＞Zn。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道進(jìn)行的sp3雜化；由于是同一元素的原子通過(guò)共用電子對(duì)結(jié)合，所以微粒之間存在的作用力是非極性共價(jià)鍵(或?qū)憺楣矁r(jià)鍵)。(6)①根據(jù)各個(gè)原子的相對(duì)位置可知，D在各個(gè)方向的處，所以其坐標(biāo)是，)；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在晶胞中含有的Ge原子是8×+6×+4=8，所以晶胞的密度ρ===g·cm-3=×107g·cm-3。

17.(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)

(2)O3O3相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大分子晶體，離子晶體

(3)三角錐形 sp3

(4)V形 42Cl2+2Na2CO3+H2O══Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或 2Cl2+Na2CO3══Cl2O+CO2+2NaCl)

(5)Na2O 8=2.27g·cm-3

提示:A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型，則A是O，B是Na；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，則C是P；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子，所以D是氯元素。

(1)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則四種元素中電負(fù)性最大的是O。P的原子序數(shù)是15，則根據(jù)核外電子排布可知C原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)。

(2)氧元素有氧氣和臭氧兩種單質(zhì)，由于O3相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大，所以其中沸點(diǎn)高的是O3；A和B的氫化物分別是水和NaH，所屬的晶體類(lèi)型分別為分子晶體和離子晶體。

(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1∶3的化合物E，即E是PCl3，其中P含有一對(duì)孤對(duì)電子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以E的立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子的雜化軌道類(lèi)型為sp3。

(4)化合物Cl2O分子中氧元素含有2對(duì)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以立體構(gòu)型為V形。單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A，則化學(xué)方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2O ══Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3══Cl2O+CO2+2NaCl)。

(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知氧原子的個(gè)數(shù)為8×+6×=4，Na全部在晶胞中，共計(jì)是8個(gè)，則F的化學(xué)式為Na2O。以頂點(diǎn)氧原子為中心，與氧原子距離最近的鈉原子的個(gè)數(shù)為8，即晶胞中A原子的配位數(shù)為8。晶體F的密度ρ===2.27g·cm-3。

18.(1)b、d

(2)Al3++3CaF2══3Ca2++AlF

(3)角形或V形 sp3

(4)172低

提示:(1)Ca2+與F-間既有靜電引力作用，也有靜電排斥作用；離子所帶電荷相同，F(xiàn)-的離子半徑小于Cl-，所以CaF2晶體的晶格能大，則CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2；晶體構(gòu)型還與離子的大小有關(guān)，所以陰、陽(yáng)離子比為2∶1的物質(zhì)，不一定與CaF2晶體構(gòu)型相同；CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，CaF2在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。

(2)CaF2難溶于水，但可溶于含Al3+的溶液中，生成AlF3-6，所以離子方程式為Al3++3CaF2══3Ca2++AlF3-6。

(3)OF2分子中O與2個(gè)F原子形成2個(gè)σ鍵，O原子還有2對(duì)孤對(duì)電子，所以O(shè)原子的雜化方式為sp3，空間構(gòu)型為角形或V形。

(4)根據(jù)焓變的含義可得:242kJ·mol-1+3×159kJ·Mol-1-6×ECl—F=-313kJ·mol-1，解得Cl—F鍵的平均鍵能ECl—F=172kJ·mol-1；組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，所以ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的低。

19.(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3O(2)sp3、sp27Mol或7NA(3)H2F+H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵

提示:(1)Cr屬于第4周期ⅥB族，根據(jù)洪特特例，Cr3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3，Cr3+提供空軌道，另一方提供孤電子對(duì)，只有氧元素有孤電子對(duì)，與Cr3+形成配位鍵的原子是O。

(2)甲基中碳原子有4個(gè)σ鍵，無(wú)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，則雜化類(lèi)型是sp3，羧基中碳有3個(gè)σ鍵，無(wú)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，則雜化類(lèi)型是sp2。兩個(gè)成鍵原子間只能形成1個(gè)σ鍵，根據(jù)醋酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，得出含有σ鍵的數(shù)目為7mol或7NA。

(3)等電子體，即原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等，故與H2O等電子體的是H2F+，溶解度除相似相溶外，還跟能形成分子間氫鍵有關(guān)。

20.(1)1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2

(2)三角錐形

(3)HNO3HFSi＞Mg＞Cl2

(4)P4+10CuSO4+16H2O══10Cu+4H3PO4+10H2SO4

提示:由題意可知X、Z、Q、R、T、U分別C、F、Mg、Si、P、Cl。

(1)Si基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2。

(2)PCl3價(jià)層電子對(duì)為4對(duì)，還有一個(gè)孤電子對(duì)，則構(gòu)型為三角錐形。

(3)第2周期酸性最強(qiáng)的為HNO3；HF分子間能形成氫鍵，故沸點(diǎn)高；Si為原子晶體，Mg為金屬晶體，Cl2為分子晶體，則Si＞Mg＞Cl2。

(4)由題意可得:P4+10CuSO4+16H2O══10Cu+4H3PO4+10H2SO4。

21.(1)第3周期ⅢA族 (2)r(O2-)r(Na+)HClO4H2SO4

(3)(或H∶∶H、

H∶C??C∶H)

(4)2Na(s)+O2(g)══Na2O2(s)ΔH=-511kJ·mol-1

(5)①c(SO)＞c(NH+4)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)②NH+4+OH-══NH3·H2O③0.022

提示:從圖中的化合價(jià)和原子半徑的大小，可以推出x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素。

(1)f是Al元素，在元素周期表的位置是第3周期ⅢA族。

(2)電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故r(O2-)＞r(Na+)；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)，故HClO4＞H2SO4。

(3)四原子共價(jià)化合物，可以是NH3、H2O2、C2H2等，其電子式為(或H、H∶C??C∶H)。

(4)1molNa的單質(zhì)在足量O2中燃燒，放出255.5kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Na(s)+O2(g)══Na2O2(s)ΔH=-511kJ·mol-1。

(5)①R是NH4Al(SO4)2，Al3+比NH+4水解程度更大，故離子濃度由大到小的順序是c(SO)＞c(NH+4)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)。②m段反應(yīng)過(guò)程中加入氫氧化鈉，沉淀的物質(zhì)的量不變，是NH+4發(fā)生了反應(yīng)，離子方程式為NH+4+OH-══NH3·H2O。

③10m L1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中Al3+的物質(zhì)的量為0.01mol，NH+4的物質(zhì)的量為0.01mol，SO的物質(zhì)的量為0.02mol，20mL1.2mol·L-1Ba(OH)2溶液中Ba2+的物質(zhì)的量為0.024mol，OH-的物質(zhì)的量為0.048mol，反應(yīng)生成沉淀為0.022mol。