1、1选考 物质结构与性质模块综合检测(时间：90 分钟，满分：105 分)1(15 分)(2018山西重点中学协作体期末)现有前四周期 T、X、Y、Z、W、M 六种元素，已知 W、Z、X、T、Y 五种非金属元素原子半径依次减小，其中 W原子的 s电子总数等于p电子总数的 2倍。M 原子的 M能层上有 4个未成对电子。请完成下列问题：(1)写出 W、Z、X、T 四种元素第一电离能由大到小的顺序：_(用元素符号表示)。(2)基态 M原子的核外电子排布式为_。(3)根据 VSEPR理论，推断出由 W与 X两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为_，W 原子的杂化类型为_。(4)Y与 T、X、Z、W 所
2、形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为_(用化学式表示)。解析：根据题中信息“W 原子的 s电子总数等于 p电子总数的 2倍”可知，W 的电子排布式是 1s22s22p2，则 W是碳元素；又知“W、Z、X、T、Y 五种非金属元素原子半径依次减小”，根据元素周期律可推知 Z是氮元素，X 是氧元素，T 是氟元素，Y 是氢元素；“M 原子的 M能层上有 4个未成对电子” ，则 M的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d64s2，即 M是铁元素。(1)C、N、O、F 四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素反常，因此第一电离能大小顺序是 FNOC。(3)C和 O
3、两种元素组成的最简单的二价阴离子是 CO ，该离子的中心原子的价层电子23对数是 3，孤电子对数是 0，因此其立体构型是平面三角形，C 原子的杂化类型为 sp2杂化。(4)H与 F、O、N、C 所形成的最简单化合物分别是 HF、H 2O、NH 3、CH 4，其中HF、H 2O、NH 3分子之间都存在氢键，它们的沸点都比没有氢键的 CH4高，常温下 H2O为液态，HF、NH 3为气态，标准状况下 HF为液态，NH 3仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为 H2OHFNH3CH4。答案：(1)FNOC(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d 64s2)(3)平面三角形
4、sp 2(4)H2OHFNH3CH42(15 分)(2018济宁一模)铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题：(1)画出基态 Cu原子的价电子排布图：_。(2)配合物Cu(NH 3)2OOCCH3中碳原子的杂化类型是_，配体中提供孤电子对的原子是_。C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是2_(用元素符号表示)。(3)铜晶体中铜原子的堆积方式如图 1所示，则晶体铜原子的堆积方式为_。(4)M原子的价电子排布式为 3s23p5，铜与 M形成化合物的晶胞如图 2所示(黑点代表铜原子)。该晶体的化学式为_。已知铜和 M的电负性分别为 1.9和 3.0，则铜与 M形成的
5、化合物属于_化合物(填“离子”或“共价”)。已知该晶体的密度为 gcm3 ，阿伏加德罗常数的值为 NA，该晶体中 Cu原子和 M原子之间的最短距离为体对角线的 1/4，则该晶体中 Cu原子和 M原子之间的最短距离为_pm(写出计算式即可)。解析：(2)Cu(NH 3)2OOCCH3是离子化合物，其阴离子的结构式是 ，从 C原子的成键情况看，C 原子的杂化类型有两种：sp 3和 sp2。(3)铜原子的堆积方式是密置层堆积，三层一重复，即 ABC型，所以属于面心立方最密堆积。(4)M 是 Cl元素。Cu 与 Cl形成的化合物晶胞中 Cu的个数是 4，Cl 的个数是8 6 4，因此该晶体的化学式是
6、CuCl。Cu 和 Cl的电负性差值是18 123.01.91.1OC(3)面心立方最密堆积3(4)CuCl 共价 101034 3499.5 NA3(15 分)(2018江西五市八校第二次联考)有 A、B、C、D、E 五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于 30)。A 的基态原子 2p能级有 3个单电子；C 的基态原子 2p能级有1个单电子；E 原子最外层有 1个单电子，其次外层有 3个能级且均排满电子；D 与 E同周期，价电子数为 2。则：(1)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是_。(2)A、B、C 三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为_(用化学式表示)。(3)A的
7、最简单氢化物分子的立体构型为_，其中 A原子的杂化类型是_杂化。(4)A的单质中 键的个数为_， 键的个数为_。(5)写出基态 E原子的价电子排布式：_。(6)C和 D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为 gcm3 ，阿伏加德罗常数为 NA，则晶胞边长 a_cm。(用 、 NA的计算式表示)解析：根据题干信息不难推出 A、B、C、D、E 五种元素分别是 N、O、F、Ca、Cu。(2)气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关，由于非金属性 FON，所以稳定性HFH2ONH3。(3)A的最简单氢化物是 NH3，中心 N原子的价层电子对数是 4，孤电子对数是 1，所以NH3分子的立体构型是
8、三角锥形，N 原子的杂化类型是 sp3杂化。(4)N2的结构式是 NN，所以 键个数是 1， 键个数是 2。(6)C和 D形成的化合物是 CaF2，一个晶胞中有 4个“CaF 2”，所以一个晶胞质量是g，一个晶胞的体积是 a3 cm3，根据 gcm3 ，则 a cm。784NA mV 784NAa3 3312 NA答案：(1)H 2O分子间存在氢键 (2)HFH 2ONH3 (3)三角锥形 sp 3 (4)1 2 (5)3d104s1 (6) 3312 NA4.(15分)(2018茂名高三模拟)铁是一种重要的过渡元素，能形成多种物质，如做染料的普鲁士蓝化学式为 KFeFe(CN)6。4(1)基
9、态 Fe2 核外电子排布式为_。(2)在普鲁士蓝中，存在的化学键有离子键、_和_。(3)一定条件下，CN 可氧化为 OCN 。OCN 中三种元素的电负性由大到小的顺序为_；碳原子采取 sp杂化，1 mol 该物质中含有的 键数目为_。(4)与 CN 互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。(5)常温条件下，铁的晶体采用如图所示的堆积方式，则这种堆积模型的配位数为_，如果铁的原子半径为 a cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则此种铁单质的密度表达式为_g/cm 3。解析：(1)基态 Fe原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，所以基态 Fe2 核外电子排布式为 1s2
10、2s22p63s23p63d6或Ar3d 6。(2)KFeFe(CN)6属于离子化合物，是一种复盐，也是一种配合物，阳离子是K 、Fe 3 ，阴离子是配离子Fe(CN) 64 (其中 Fe为2 价)，其中 K 、Fe 3 和Fe(CN) 64以离子键相结合，Fe(CN) 64 中 Fe2 和 CN 以配位键相结合，CN 内 C和 N以共价键相结合。(3)OCN 中的 C原子采取 sp杂化，则其立体构型为直线形，结合 OCN 与 CO2是等电子体，可知 OCN 的结构式是O= =C=N ，则 1 mol OCN 中含有的 键数目是 2NA。(5)图示的堆积方式是非密置层的体心立方堆积，所以配位数
11、是 8；铁的一个晶胞中有两个 Fe原子，因此晶胞质量 m g，若铁的原子半径为 a cm，则晶胞边长为 562NAcm，晶胞体积 V cm3，所以铁单质的密度 g/cm3。mV答案：(1)1s 22s22p63s23p63d6(或Ar3d 6) (2)共价键 配位键 (3)ONC 2 NA (4)CO(或 N2) (5)8 5.(15分)2014 年 7月和 12月山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学 LaiSheng Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作，首5次合成“中国红灯笼分子”硼球烯 B40。B 40是继 C60之后第二个从实验和理论上完全
12、确认的无机非金属笼状团簇。(1)基态硼原子的外围电子排布式为_，C 60中碳原子杂化方式为_。(2)构成 C60晶体的作用力是_。(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有_种。(4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物，属于一种半导体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP 晶胞中 B采用面心立方堆积，P 原子填入四面体空隙中。写出三溴化硼和三溴化磷的立体构型：三溴化硼_；三溴化磷_。磷化硼晶体内微粒间的作用力有_。计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离(晶胞参数为 478 pm)：_。解析：(1)C 60又叫足球烯，其分子中每个 C原子与其他 3个 C原子
13、相连，分别形成两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以碳原子的杂化方式为 sp2。(2)C60晶体属于分子晶体，所以微粒间作用力是范德华力。(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有 Be、C、N、O、F、Ne 共 6种。(4)BBr 3中 B原子的价层电子对数是 3，孤电子对数是 0，所以三溴化硼的立体构型是平面正三角形；PBr 3中 P原子的价层电子对数是 4，孤电子对数是 1，所以三溴化磷的立体构型是三角锥形。磷化硼的空间结构与金刚石类似，应属于原子晶体，B 原子与 P原子间通过共价键相结合，但 B原子最外层只有 3个电子，P 原子最外层有 5个电子，而磷化硼晶体中每个 B原子与 4个 P原子相
14、连，每个 P原子也与 4个 B原子相连，这说明 B原子和 P原子间还存在一个配位键，其中 P原子提供孤电子对，B 原子提供空轨道。BP 晶胞中 P原子位于立方体的体对角线的 处，则硼原子和磷原子之间的最近距离 pm 146pm207 pm。答案：(1)2s 22p1 sp 2 (2)范德华力 (3)6 (4)平面正三角形 三角锥形 共价键、配位键 207 pm6.(15分)(2018河南百校联盟联考)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：(1)基态砷原子的核外价电子排布式为_。(2)生产农药的原料 PSCl3中 P、S、Cl 的第一电离能由大到小的顺序为_，电负性由大到小的顺序
15、为_。(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为_，所含共价键的类型为_，写出一种与 COS键合方式相同且立体构型也相同的微粒：_。(4)H2O与 H2S为同族元素的氢化物，H 2O可以形成 H9O 或 H3O ，而 H2S几乎不能形成4类似的 H9S 或 H3S ，其原因是_。4(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知 AlP的熔点为 2 000 ，其晶胞结构如图所示。磷化铝的晶体类型为_。A、B 点的原子坐标如图所示，则 C点的原子坐标为_。磷化铝的晶胞参数 a546.35 pm，其密度为_gcm 3 (列出计算式即可，用 NA表示阿伏加德罗常数的值)
16、。解析：(3)COS 中 C原子的孤电子对数是 0，价层电子对数是 1102，所4 2 22以碳原子的杂化轨道类型是 sp，COS 的立体构型是直线形，结构式是 O=C=S，含有 2个 键和 2个 键；与 COS键合方式相同且立体构型也相同的微粒应与 COS互为等电子体，最容易想到的就是 CO2和 CS2。(4)H3O 是由 H2O和 H 通过配位键形成的，H 9O 是由(H 2O)4和 H 通过配位键形成的，4其中(H 2O)4是 H2O分子间通过氢键形成的缔合分子，因此应从氢键的形成条件去考虑 H2S不能形成 H9S 或 H3S 的原因。4(5)磷化铝的晶胞结构类似金刚石，且其熔点很高，因
17、此磷化铝属于原子晶体。由磷化铝的晶胞结构可以看出，Al 原子位于立方体的体对角线的 处，因此 C点的原子坐标为147。1 个 AlP晶胞中含有的 P原子数是 8 6 4，Al 原子数也是 4，因18 12此一个晶胞的质量 m g，而晶胞的体积 V( a1010 )3 cm3(5.463 510 8 )3 584NAcm3，所以磷化铝的密度 gcm3 。mV 458(5.463 510 8)3NA答案：(1)4s 24p3 (2)ClPS ClSP (3)sp 键和 键(写“极性键”也可) CO2(或 CS2、BeF 2等) (4)氧的电负性大且原子半径小，H 2O分子间及与 H 可形成氢键，而
18、硫的电负性较小且原子半径大，几乎不能形成氢键(5)原子晶体 458(5.463 510 8)3NA7.(15分)(2018湖南三湘名校联考)已知 A、B、C、D 都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大。A 原子、C 原子的 L能层中都有两个未成对的电子，C、D 同主族。E、F 都是第四周期元素，E 原子核外有 4个未成对电子，F 原子除最外能层只有 1个电子外，其余各能层均为全充满。根据以上信息填空：(1)基态 D原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_。(2)E2 的价层电子排布图是_，F 原子的核外电子排布式是_。(3)A的最高价氧化物对应的水化物分子结构式
19、为_，其中心原子采取的轨道杂化方式为_；B 的气态氢化物的 VSEPR模型为_。(4)化合物 AC2、B 2C和阴离子 DAB 互为等电子体，它们结构相似，DAB 的电子式为_。(5)配合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子 E3 与配位体 AB 构成，配位数为6。甲的水溶液可以用于实验室中 E2 的定性检验，检验 E2 的离子方程式为_。(6)某种化合物由 D、E、F 三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为_。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度 _g/cm 3。解析：根据题中信息不难推出 A是 C，B 是 N，C 是 O，D 是 S，E 是
20、Fe，F 是 Cu。8(3)由 H2CO3的结构式可以直接看出中心 C原子的价层电子对数是 3，因此轨道杂化方式是 sp2；B 的气态氢化物是 NH3，N 原子的价层电子对数是 4，所以 NH3的 VSEPR模型是四面体形。(4)CO2的结构式是 O=C=O，SCN 与 CO2是等电子体，结构相似，其结构式应是S=C=N ，所以其电子式是 。(6)晶胞中 F(Cu)原子数目是 8 4 14，E(Fe)原子数目是18 124 6 4，D(S)原子全部位于晶胞内部，数目是 8，所以 Cu、Fe、S 原子数目之比是14 12448112，故其化学式为 CuFeS2；一个晶胞中有 4个“CuFeS 2”，晶胞质量 mg，晶胞体积 V(52410 10 )21 0301010 cm3，所以晶体的密度,18446.021023 4.32 g/cm 3。mV答案：(1)M 9 (2) 1s22s22p63s23p63d104s1(3) sp 2 四面体形(4)(5)3Fe2 2Fe（CN） 63 =Fe3Fe（CN） 62(6)CuFeS2 4.32
