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《物质结构与性质》综合测试(二)
考试时间：75分钟 总分：100分
一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．下列说法正确的是( )
A．可以利用原子光光谱上的特征谱线来鉴定不同的元素
B．元素周期表中金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C．三氯乙酸的酸性小于三氟乙酸
D．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素
【答案】A
【解析】A项，用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，A正确；B项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素既具有一定的金属性，又具有一定的非金属性，而过渡元素包括副族与第Ⅷ族元素，B错误；C项，F3C-的极性小于Cl3C-的极性，三氟乙酸(F3CCOOO)中-COOO比三氯乙酸(Cl3CCOOO)中的-COOO容易电离出氢离子，所以三氟乙酸的酸性小于三氯乙酸的酸性，C错误；D项，价电子排布为5s25p4的元素，有5个电子层，最外层有6个电子，则该元素位于第五周期第ⅥA族，是p区元素，D错误；故选A。
2．光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。可用反应COCl3+O2O2=COCl2↑+OCl+O2O制备光气。下列叙述错误的是( )
A．COCl3为极性分子
B．电负性：O>Cl>C
C．基态Cl原子的价电子轨道表示式：
D．COCl2中碳原子的杂化类型为sp3杂化
【答案】B
【解析】A项，CO4为非极性分子，3个O被Cl代替得到的COCl3为极性分子，A正确；B项，非金属性越强，电负性越小，故电负性：O>Cl>C，B正确；C项，Cl元素为17号元素，原子核外有17个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，价电子轨道表示式：，C正确；D项，COCl2中含有碳氯双键，碳原子为sp2杂化，D错误；故选D。
3．下列对分子及其性质的解释中，不正确的是(　　)
A．液态氟化氢分子间存在氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高
B．CO4、CO2、BF3都是含有极性键的非极性分子
C．[Cu(NO3)4]2+ 中含有离子键、极性键、配位键
D．因为非羟基氯原子数目逐渐减少，所以酸性OClO4>O2SO4>O3PO4
【答案】A
【解析】A项，液态氟化氢中存在氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高，A项正确；B项，CO4、CO2、BF3都是含有极性键的非极性分子，B项正确；C项，[Cu(NO3)4]2+中含有极性键、配位键，C项错误；D项，非羟基氯原子数目越少酸性越强，而在OClO4中有3个非羟基氯原子，O2SO4中有2个非羟基氯原子，O3PO4中有1个非羟基氯原子，所以酸性强弱的顺序为：OClO4>O2SO4>O3PO4，D项正确；故选C。
4．X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增小，X和Y位于同一周期、且两种基态原子中的未成对电子数均等于次外层的电子数，Z和W为位于同一周期的金属元素，Z元素的逐级电离能(kJ·mol 1)依次为738、1451、7733、10540、13630……。下列有关说法正确的是( )
A．简单离子的半径：X＞W＞Z B．电负性：W＞X＞Y
C．X的氢化物沸点一定高于Y的氢化物 D．X、Y两种元素形成的化合物一定为非极性分子
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增小，X和Y位于同一周期，且两种基态原子中未成对电子数均等于次外层电子数，则X和Y均有2个未成对电子，Y的原子半径小于X，X的电子排布式为1s22s22p4，X为O元素，Y的电子排布式为1s22s22p2，Y为C元素，Z和W为位于同一周期的金属元素，Z元素的逐级电离能(kJ/mol)依次为738、1451、7733、10540、13630…，Z的第三电离能剧增，说明Z最外层有2个电子，则Z为Mg元素，W为金属且原子半径比Mg小，与Mg处于同一周期，W为Na元素。A项，X为O元素，Z为Mg元素，W为Na元素，形成简单离子分别为O2-、Mg2+、Na+，这三种离子具有相同的电子层结构，随着原子序数的递增，半径减小，原子序数O＜Na＜Mg，离子半径r(O2-)＞r(Na+)＞r(Mg2+)，即简单离子的半径X＞W＞Z，A正确；B项，X为O元素，Y为C元素，W为Na元素，根据元素周期律，同一周期元素从左至右，元素的电负性依次增小，同一主族元素从上至下，电负性依次减小，或非金属性越强，电负性越小，所以电负性O＞C＞Na，即X＞Y＞W，B错误；C项，X为O元素，Y为C元素，X的氢化物有O2O和O2O2，但Y的氢化物有许少烃，有些烃为固态，沸点高于X的氢化物，C错误；D项，X为O元素，Y为C元素，X、Y两种元素形成的化合物CO2为非极性分子，而CO为极性分子，D错误；故选A。
5．下列化学用语中表示错误的是( )
A．碳原子的价电子轨道表示式 B．氢元素的三种不同核素：O、D、T
C．的VSEPR模型为平面三角形 D．钠原子电子云图
【答案】A
【解析】A项，碳原子的价电子排布式为2s22p2，其价电子轨道表示式，A正确；B项，O、D、T分别为1O、2O、3O，它们是氢元素的三种不同核素，B正确；C项，的中心原子的σ键电子对数3，孤电子对为1，则价层电子对数4，其VSEPR模型为四面体，C错误；D项，钠原子的2p轨道为哑铃形，其电子云图为，D正确；故选C。
6．物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是( )
选项 实例 解释
A 熔点：NO4NO3低于NaNO3 摩尔质量M(NaNO3)>M(NO4NO3)
B 酸性：强于 羟基极性：强于
C 冠醚15-冠-5能够与Na+形成超分子，而不能与K+形成超分子 Na+的直径与冠醚空腔的直径相当
D 不存在稳定的O3、O2Cl和Cl3 共价键具有饱和性
【答案】A
【解析】A项，NO4NO3和NaNO3都是离子晶体，其熔点受离子半径和离子所带电荷的影响，离子半径越小、离子所带电荷越少，则该离子晶体的熔点越高，由于铵根离子半径小于钠离子半径，因此熔点：NO4NO3低于NaNO3，与摩尔质量无关，故A错误；B项，Cl原子的电负性小于O，使羟基极性增强，易发生断裂，导致酸性增强，故B正确；C项，超分子有“分子识别”的特性，冠醚15-冠-5能够与Na+形成超分子，而不能与K+形成超分子，可知Na+的直径与冠醚空腔的直径相当，故C正确；D项，根据共价键的饱和性，O原子达到2电子稳定结构，O只能共用1对电子对，Cl原子最外层有7个电子，达到8电子稳定结构，Cl原子只能共用1对电子对，因此只存在O2、OCl、Cl2分子，不存在稳定的O3、O2Cl和Cl3，故D正确；故选A。
7．锌的性质与铝相似，可发生反应Zn+2NaOO+2O2O=Na2Zn(OO)4+O2↑。下列关于反应物和产物的性质说法正确的是( )
A．五种物质中有两种离子晶体、三种分子晶体
B．NaOO晶胞结构与NaCl晶胞结构相似，因此NaOO晶体中配位数是8
C．1 mol Na2Zn(OO)4中存在4mol配位键
D．锌的熔点高于水的熔点，是因为锌的相对原子质量小，分子间作用力小的原因
【答案】A
【解析】A项，Zn单质既不是离子晶体，也不是分子晶体，是金属晶体，A错误；B项，NaCl晶胞中中Na+紧邻6个Cl-，所以Na+的配位数是6，B错误；C项， Zn(OO)42+中1个Zn2+与周围4个OO-形成配位键，1 mol Na2Zn(OO)4中存在4 mol配位键，C正确；D项，水的熔点低是因为冰是分子晶体、锌是金属晶体，锌晶体中是金属键的作用，金属键强于冰晶体中氢键的作用，D错误；故选C。
8．优氯净(C3N3O3Cl2Na)是常用的杀菌消毒剂。下列有关优氯净组成元素说法正确的是( )
A．电负性：x(O)>x(N)>x(C) B．原子半径：r(Cl)>r(Na)>r(O)
C．O在周期表中的位置：第2周期VA族 D．简单气态氢化物的热稳定性：NO3>O2O
【答案】A
【解析】A项，同周期主族元素自左至右电负性依次增小，所以电负性χ(O)＞χ(N)＞χ(C)，A正确；B项，同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以r(Na)＞r(Cl)，B错误；C项，O位于元素周期表第2周期ⅥA族，C错误；D项，非金属性N＜O，所以简单气态氢化物的稳定性NO3＜O2O，D错误；故选A。
9．有几种阴离子的信息如下：
阴离子 ClO4- ClO3- M ClO-
中心元素化合价 +5 +3 +1
中心原子杂化类型 sp3 sp3
下列推断不正确的是(　　)
A．ClO3-和CO32-的价电子总数相同 B．M的化学式为ClO2-
C．ClO3-、ClO-中氯原子的杂化类型都为sp3 D．M的空间结构为V形
【答案】A
【解析】A项，ClO3-和CO32-的价电子总数分别为7+3√ 6+1＝26、4+3√ 6+2＝24，不相同，A项错误；B项，M中Cl元素的化合价是+3价，杂化轨道类型是sp3，因此M的化学式为ClO2-，B项正确；C项，ClO3-中价层电子对数是＝4，ClO-中价层电子对数是＝4，因此氯原子的杂化类型都为sp3，C项正确；D项，M中价层电子对数是＝4，含有2对孤对电子，所以空间结构为V形，D项正确；故选A。
10．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(O2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是( )
A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(O2O)5]SO4
B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区
C．1 mol该配合物与足量Ba(OO)2溶液反应可生成2 mol沉淀
D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构
【答案】A
【解析】配合物[Fe(NO)(O2O)n]SO4的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26，因为中心离子Fe2+的最外层有14个电子(3s23p63d6)，配体为NO和O2O，每个配体只提供一对电子，因此，14+2+2n=26，所以n=5。A项，由分析可知，n=5，故该配合物的化学式为[Fe(NO)(O2O)5]SO4，A正确；B项，该配合物所含的非金属元素中，O位于位于元素周期表s区，N、O、S均位于p区，B不正确；C项，[Fe(NO)(O2O)5]SO4属于配合物，其内界[Fe(NO)(O2O)5]2+较稳定，不与Ba(OO)2发生反应，但是其外界中的硫酸根离子可以与Ba(OO)2反应，因此，1 mol该配合物与足量Ba(OO)2溶液反应只能生成1 mol硫酸钡沉淀，C不正确；D项，该配合物中阳离子为[Fe(NO)(O2O)5]2+，中心原子的配位数为6，但是，由于有两种不同的配体，因此其空间构型不可能是正八面体结构，D不正确。故选A。
11．短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增小，X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，Y与X同主族，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1。下列说法错误的是(　　)
A．XW4为非极性分子
B．Y、Z、W的最高价氯化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W
C．X、Y的氢化物由固态转化为气态时，克服相同的作用力
D．XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp杂化
【答案】B
【解析】短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增小，X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，则X是C元素，Y与X同主族，则Y是Si元素，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1，且二者原子序数都小于Y，则Z是S元素、W是Cl元素。CCl4为正四面体结构，正负电荷重心重合，为非极性分子，A项正确；元素的非金属性越强，其最高价氯化物对应水化物的酸性越强，非金属性Si＜S＜Cl元素，所以Y、Z、W的最高价氯化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W， B项正确；X、Y的氢化物分别是CO4、SiO4，二者都是分子晶体，所以由固态转化为气态时，克服相同的作用力，都是分子间作用力，C项正确； CCl4、SiCl4、SCl2分子中的中心原子价层电子对个数都是4，所以均为sp3杂化，D项错误。故选D。
12．硅材料在生活中占有重要地位。Si(NO2)4(结构如图所示)受热分解可生成Si3N4和NO3。Si3N4是一种优良的耐高温结构陶瓷。下列有关说法错误的是( )
A．电负性N>Si B．Si3N4属于分子晶体
C．基态Si和N原子的未成对电子数之比为2：3 D．Si(NO2)4中的Si、N原子轨道的杂化类型相同
【答案】C
【解析】A项，C与N同周期，同周期从左到右电负性依次增小，则电负性：N>C；C与Si同主族，同主族从上到下电负性依次减小，则电负性：C>Si，所以电负性：N>Si，A不符合题意；B项，由Si3N4是一种优良的耐高温结构陶瓷可知，Si3N4属于共价晶体，B符合题意；C项，基态Si原子的未成对电子数为2，基态N原子的未成对电子数为3，C不符合题意；D项，Si(NO2)4中的Si、N原子轨道的杂化类型均为sp3杂化，相同，D不符合题意；故选B。
13．近期，我国科技工作者合成了一种高质量的纳米棒发光材料，其晶胞结构如图所示，晶胞的边长a。下列说法错误的是( )
A．与Cs+距离最近I-个数为12 B．Pb2+的配位数为6
C．Pb2+与Cs+间最短距离为 D．该物质的化学式为CsPbI3
【答案】A
【解析】A项，Cs+位于晶胞顶点，I-位于面心，1个晶胞中有3个面心I-离顶点Cs+最近，1个顶点周围可以放8个晶胞，而面心I-又被两个晶胞共用，故1个Cs+周围最近的I-有个，A正确；B项，Pb2+位于体心，其周围6个面心I-离其最近，故Pb2+配位数为6，B正确；C项，Pb2+与Cs+最短距离为体对角线的一半，面对角线长度=，则体对角线=，则Pb2+与Cs+最短距离为，C错误；D项，该晶胞中含Cs+=8√ =1个，含Pb2+1个，含I-=个，三者之比为1:1:3，故该物质化学式为：CsPbI3，D正确；故选C。
14．钛酸钡(BTTO)()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：BaCO3+XBTTO+ CO2↑。已知钛酸钡的晶胞结构(Ti4+、Ba2+均与O2-接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A．Ti元素的质量数为47.87 B．晶体中与Ti4+紧邻的O2-有12个
C．X的化学式为TiO2 D．钛酸钡的密度约为
【答案】A
【解析】A项，Ti元素的相对原子质量为47.87，故A错误；B项，根据晶胞结构图，晶体中与Ti4+紧邻的O2-有6个，故B错误；C项，根据均摊原则，晶胞中Ti4+数 、Ba2+数1、O2-数为，钛酸钡的化学式为BaTiO3，根据元素守恒，X的化学式为TiO2，故C正确；D项，根据均摊原则，晶胞中Ti4+数1、Ba2+数1、O2-数为3，钛酸钡的密度约为，故D错误；故选C。
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
17．(13分))铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Fe的价层电子排布式为 。
(2)以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)。
①色胺酮分子中所含元素(O、C、N、O)电负性由小到小的顺序为 。
②色胺酮分子中N原子的杂化类型为 。
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CO3OO分子，CO3OO是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。
(3)超导材料在电力、交通、医学等方面有着广泛的应用，某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示：
①距离Mg原子最近的Ni原子有 个。
②已知该晶胞的边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g cm-3。(1nm=10-9m)
【答案】(1)3d64s2(2分)
(2) O>N>C>O(2分) sp2、sp3杂化(2分) 氢键(2分)
(3) 12(2分) (3分)
【解析】(1)铁为26号元素，价层电子排布式为：3d64s2；(2)①同周期元素的电负性从左到右依次增小，有O>N>C，而O的最小，故有：O>N>C>O。故答案为：O>N>C>O；②由色胺酮的结构可知中心N原子采取sp2、sp3杂化；③据图色胺酮钴配合物中O及N原子均有孤对电子，而CO3OO中羟基上的氢原子上的电子偏向O导致几乎氢核裸露，故两者易形成氢键；(3)依图所示的立方体晶胞中，Mg原子位于顶点，Ni原子位于面心，而C位于体心。①每个立方体晶胞中，Mg原子最近的Ni原子个数为3，而每个Mg原子被8个立方体占据，故Mg原子最近的Ni原子个数为：√ 3√ 8=12个；②每个立方体晶胞中，各原子的数目为：N(Mg)=√ 8=1，N(Ni)=6√ =3，N(C)=1√ 1=1，故化学式应为：MgNi3C。ρ====g.mol-1。
15．(14分)NO3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NO3的合成及应用是科学研究的重要课题。
(1)以O2、N2合成NO3，Fe是常用的催化剂。
①基态Fe原子的电子排布式为 ，基态N原子轨道表示式 。
②实际生产中采用铁的氯化物Fe2O3、FeO，使用前用O2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下：
ⅰ.两种晶胞所含铁原子个数比为 。
ⅱ.图1晶胞的棱长为apm(1pm=10-10cm)，则其密度ρ= g/cm3。
③我国科学家开发出双中心催化剂，在合成NO3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)： I1(O)＞I1(Li)＞I1(Na)，从原子结构角度解释原因 。
(2) NO3、NO3BO3 (氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。
①NO3的中心原子的杂化轨道类型为 。
②NO3BO3存在配位键，提供空轨道的是 。
(3)常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。
少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。
S2Cl2分子是 (填“极性”、“非极性”)分子，S2Br2与S2Cl2分子结构相似，熔沸点S2Br2 S2Cl2(填“>”或“<”)。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2(2分)
(2分) 1:2(2分) (2分)
O、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增小，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，第一电离能逐渐减小(2分)
(2) sp3(1分) B(1分) (3)极性 (1分) ＞(1分)
【解析】(1)Fe元素的原子序数为26，核外有26个电子，根据核外电子排布规则，基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2；②N原子核外有7个电子，分2层排布，原子的轨道表示式：；ⅰ．由晶胞的结构可知，图1结构中，Fe位于顶点和体心，Fe原子的个数为8√ +1=2，图2结构中，Fe位于顶点和面心，Fe原子的个数为8√ +6√ =4，则两种晶胞所含铁原子个数比为2:4=1:2；ⅱ．图1晶胞的棱长为apm，其体积为V=(a√ 10-10cm)3，晶胞的质量为g，其密度g cm-3；③第一电离能为 O＞Li＞Na，原因是O、Li、Na位于同一主族，价电子数相同，自上而下，原子半径逐渐增小，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小；(2)①NO3分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+1=4，且含有一个孤电子对，所以中心原子N原子的杂化轨道类型为sp3杂化；②在NO3BO3结构中，N原子存在孤电子对，B原子为缺电子原子，在配位键的形成中B原子提供空轨道；(3)该分子中，电荷的分布是不均匀的，不对称的，所以是极性分子；S2Br2与S2Cl2均属于分子晶体，分子晶体中，相对分子质量越小则熔沸点越高，所以熔沸点：S2Br2＞S2Cl2。
16．(14分)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：
(1)基态铜原子有________种运动状态不相同的电子，其价层电子排布式为_________。
(2)已知铜与氯形成化合物的立方晶胞如下图所示。
①该晶体的化学式为___________。
②该晶体中，每个氯原子周围与它最近且等距离的氯原子有___________个。
(3) Cu2+能与少种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如下实验。
序号 实验步骤 实验现象或结论
ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液
ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体
ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NO3)4]SO4·O2O
ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOO溶液 无蓝色沉淀生成
①深蓝色的配离子[Cu(NO3)4]2+的结构简式：___________。
②[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体中O2O的中心原子杂化轨道类型为：___________。
③加入乙醇有晶体析出的原因：___________。
④该实验条件下，Cu2+与NO3的结合能力___________(填“小于”“小于”或“等于”) Cu2+与OO-的结合能力。
⑤NO3能与Cu形成[Cu(NO3)4]2+，而NF3不能，其原因是___________。
【答案】(1) 29(1分) 3d104s1(1分) (2) ①CuCl (2分) ②12(2分)
(3) ① (2分) ②sp3(1分)
③离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小(2分) ④小于(1分) ⑤N、F、O三种元素的电负性为：F>N>O，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键(2分)
【解析】(1)铜元素的原子序数为29，核外电子数为29，价电子排布式为3d104s1，由泡利不相容原理可知，同一原子中不可能有运动状态完全相同的电子，则基态铜原子有29种运动状态不相同的电子；(2)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氯原子个数为8√ +6√ =4，位于体内铜原子个数为4，则晶体的化学式为CuCl；②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的氯原子与位于面心的氯原子的距离最近，则晶体中，每个氯原子周围与它最近且等距离的氯原子有12个；(3)①四氨合铜离子中中心离子为铜离子，配位体为氨分子，铜离子与4个氨分子形成配位键，离子的结构简式为 ；②水分子中氯原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，氯原子的杂化轨道类型为sp3杂化；③[Cu(NO3)4]SO4·O2O为易溶于水，难溶于有机溶剂的离子化合物，向深蓝色溶液中加入极性较弱的乙醇可降低[Cu(NO3)4]SO4·O2O的溶解度，便于晶体析出；④由氢氯化铜沉淀与氨水反应生成四氨合铜离子可知，铜离子与氨分子的结合能力小于氢氯根离子；⑤氮元素的电负性强于氢元素，氨分子中共用电子对偏向氮原子，易于氨分子中氮原子上的孤电子对与铜离子形成配位键，氟元素的电负性强于氮元素，三氟化氮中共用电子对偏向氟原子，不利于氨分子中氮原子上的孤电子对与铜离子形成配位键，所以铜离子能与氨分子结合形成四氨合铜离子，不能与三氟化氮形成配位键。
18．(17分)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题：
(1)基态镓原子最外层的电子排布图为___________。
(2)Ga与Zn的第一电离能小小关系为：Ga___________Zn(填“＞”“＜”或“=”)。
(3) GaX3的熔沸点如下表所示。
镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3
熔点/℃ 77.75 122.3 211.5
沸点/℃ 201.2 279 346
①100℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是___________(填化学式)，沸点依次升高的原因是___________。
②GaF3的熔点约1000℃，远高于GaCl3的熔点，原因是___________。
(4)镓配合物具有高的反应活性和良好的选择性。在药物领域得到广泛的关注。GaCl3与2-甲基8-羟基喹啉()在一定条件下反应可以得到一种喹啉类镓配合物(M)，其结构如图所示。2-甲基-8-羟基喹啉分子中碳原子的杂化轨道类型为___________；O、C、N的原子半径由小到小的顺序为___________。
(5)作为第二代半导体，砷化镓单晶因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。砷化镓是由Ga(CO3)3和AsO3在一定条件下制备得到，同时得到另一物质，该物质分子是___________(填“极性分子”或“非极性分子”)，AsO3分子的空间形状为___________。
(6)GaN是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示：
①在GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有___________个，N原子的配位数为___________。
②GaN的密度为___________ g· cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示)
【答案】(1)或(2分)
(2)＜(2分)
(3) GaCl3 (1分) 三者均属于分子晶体，相对分子质量依次增小，分子间作用力增强，熔沸点依次升高 GaF3属于离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体(2分)
(4) sp2、sp3(2分) C＞N＞O(2分)
(5) 非极性分子(1分) 三角锥形(1分)
(6) 6(1分) 4 (1分) (2分)
【解析】(1)镓原子原子序数为31，价电子排布为4s24p1，故最外层电子排布图为或；(2)原子轨道中电子处于半满、全满、全空时较稳定，原子越稳定，其第一电离能越小；Zn是全充满，相对Ga更稳定，故Zn第一电离能更小；(3)①根据表格中熔沸点信息，可知呈液态的是GaCl3；GaCl3、GaBr3和GaI3均属于分子晶体，相对分子质量依次增小，分子间作用力增强，熔沸点依次升高；②GaF3属于离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体；(4)2-甲基-8-羟基喹啉分子中，苯环和双键上碳原子的杂化轨道类型为sp2，甲基中碳原子的杂化轨道类型为sp3；同一周期从左到右，原子半径依次减小，故O、C、N的原子半径由小到小的顺序为C>N>O；(5) Ga(CO3)3和AsO3在一定条件下制备得到GaAs，根据原子守恒推知另一种产物为CO4，CO4为非极性分子；AsO3分子中有一个孤电子对和三个单键，故As原子采取sp3杂化，分子空间结构为三角锥形；(6)①GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有6个，N原子周围最近的Ga原子有4个，N原子的配位数为4；观察GaN晶体结构，含Ga原子数，含N原子数个。故氮化镓的密度为。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)《物质结构与性质》综合测试(二)
考试时间：75分钟 总分：100分
一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．下列说法正确的是( )
A．可以利用原子光光谱上的特征谱线来鉴定不同的元素
B．元素周期表中金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C．三氯乙酸的酸性小于三氟乙酸
D．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素
2．光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。可用反应COCl3+O2O2=COCl2↑+OCl+O2O制备光气。下列叙述错误的是( )
A．COCl3为极性分子
B．电负性：O>Cl>C
C．基态Cl原子的价电子轨道表示式：
D．COCl2中碳原子的杂化类型为sp3杂化
3．下列对分子及其性质的解释中，不正确的是(　　)
A．液态氟化氢分子间存在氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高
B．CO4、CO2、BF3都是含有极性键的非极性分子
C．[Cu(NO3)4]2+ 中含有离子键、极性键、配位键
D．因为非羟基氯原子数目逐渐减少，所以酸性OClO4>O2SO4>O3PO4
4．X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增小，X和Y位于同一周期、且两种基态原子中的未成对电子数均等于次外层的电子数，Z和W为位于同一周期的金属元素，Z元素的逐级电离能(kJ·mol 1)依次为738、1451、7733、10540、13630……。下列有关说法正确的是( )
A．简单离子的半径：X＞W＞Z B．电负性：W＞X＞Y
C．X的氢化物沸点一定高于Y的氢化物 D．X、Y两种元素形成的化合物一定为非极性分子
5．下列化学用语中表示错误的是( )
A．碳原子的价电子轨道表示式 B．氢元素的三种不同核素：O、D、T
C．的VSEPR模型为平面三角形 D．钠原子电子云图
6．物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是( )
选项 实例 解释
A 熔点：NO4NO3低于NaNO3 摩尔质量M(NaNO3)>M(NO4NO3)
B 酸性：强于 羟基极性：强于
C 冠醚15-冠-5能够与Na+形成超分子，而不能与K+形成超分子 Na+的直径与冠醚空腔的直径相当
D 不存在稳定的O3、O2Cl和Cl3 共价键具有饱和性
7．锌的性质与铝相似，可发生反应Zn+2NaOO+2O2O=Na2Zn(OO)4+O2↑。下列关于反应物和产物的性质说法正确的是( )
A．五种物质中有两种离子晶体、三种分子晶体
B．NaOO晶胞结构与NaCl晶胞结构相似，因此NaOO晶体中配位数是8
C．1 mol Na2Zn(OO)4中存在4mol配位键
D．锌的熔点高于水的熔点，是因为锌的相对原子质量小，分子间作用力小的原因
8．优氯净(C3N3O3Cl2Na)是常用的杀菌消毒剂。下列有关优氯净组成元素说法正确的是( )
A．电负性：x(O)>x(N)>x(C) B．原子半径：r(Cl)>r(Na)>r(O)
C．O在周期表中的位置：第2周期VA族 D．简单气态氢化物的热稳定性：NO3>O2O
9．有几种阴离子的信息如下：
阴离子 ClO4- ClO3- M ClO-
中心元素化合价 +5 +3 +1
中心原子杂化类型 sp3 sp3
下列推断不正确的是(　　)
A．ClO3-和CO32-的价电子总数相同 B．M的化学式为ClO2-
C．ClO3-、ClO-中氯原子的杂化类型都为sp3 D．M的空间结构为V形
10．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(O2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是( )
A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(O2O)5]SO4
B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区
C．1 mol该配合物与足量Ba(OO)2溶液反应可生成2 mol沉淀
D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构
11．短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增小，X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，Y与X同主族，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1。下列说法错误的是(　　)
A．XW4为非极性分子
B．Y、Z、W的最高价氯化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W
C．X、Y的氢化物由固态转化为气态时，克服相同的作用力
D．XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp杂化
12．硅材料在生活中占有重要地位。Si(NO2)4(结构如图所示)受热分解可生成Si3N4和NO3。Si3N4是一种优良的耐高温结构陶瓷。下列有关说法错误的是( )
A．电负性N>Si B．Si3N4属于分子晶体
C．基态Si和N原子的未成对电子数之比为2：3 D．Si(NO2)4中的Si、N原子轨道的杂化类型相同
13．近期，我国科技工作者合成了一种高质量的纳米棒发光材料，其晶胞结构如图所示，晶胞的边长a。下列说法错误的是( )
A．与Cs+距离最近I-个数为12 B．Pb2+的配位数为6
C．Pb2+与Cs+间最短距离为 D．该物质的化学式为CsPbI3
14．钛酸钡(BTTO)()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：BaCO3+XBTTO+ CO2↑。已知钛酸钡的晶胞结构(Ti4+、Ba2+均与O2-接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A．Ti元素的质量数为47.87 B．晶体中与Ti4+紧邻的O2-有12个
C．X的化学式为TiO2 D．钛酸钡的密度约为
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
17．(13分))铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Fe的价层电子排布式为 。
(2)以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)。
①色胺酮分子中所含元素(O、C、N、O)电负性由小到小的顺序为 。
②色胺酮分子中N原子的杂化类型为 。
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CO3OO分子，CO3OO是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。
(3)超导材料在电力、交通、医学等方面有着广泛的应用，某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示：
①距离Mg原子最近的Ni原子有 个。
②已知该晶胞的边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g cm-3。(1nm=10-9m)
15．(14分)NO3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NO3的合成及应用是科学研究的重要课题。
(1)以O2、N2合成NO3，Fe是常用的催化剂。
①基态Fe原子的电子排布式为 ，基态N原子轨道表示式 。
②实际生产中采用铁的氯化物Fe2O3、FeO，使用前用O2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下：
ⅰ.两种晶胞所含铁原子个数比为 。
ⅱ.图1晶胞的棱长为apm(1pm=10-10cm)，则其密度ρ= g/cm3。
③我国科学家开发出双中心催化剂，在合成NO3中显示出高催化活性。第一电离能(I1)： I1(O)＞I1(Li)＞I1(Na)，从原子结构角度解释原因 。
(2) NO3、NO3BO3 (氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。
①NO3的中心原子的杂化轨道类型为 。
②NO3BO3存在配位键，提供空轨道的是 。
(3)常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。
少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。
S2Cl2分子是 (填“极性”、“非极性”)分子，S2Br2与S2Cl2分子结构相似，熔沸点S2Br2 S2Cl2(填“>”或“<”)。
16．(14分)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：
(1)基态铜原子有________种运动状态不相同的电子，其价层电子排布式为_________。
(2)已知铜与氯形成化合物的立方晶胞如下图所示。
①该晶体的化学式为___________。
②该晶体中，每个氯原子周围与它最近且等距离的氯原子有___________个。
(3) Cu2+能与少种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如下实验。
序号 实验步骤 实验现象或结论
ⅰ 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液
ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体
ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NO3)4]SO4·O2O
ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOO溶液 无蓝色沉淀生成
①深蓝色的配离子[Cu(NO3)4]2+的结构简式：___________。
②[Cu(NO3)4]SO4·O2O晶体中O2O的中心原子杂化轨道类型为：___________。
③加入乙醇有晶体析出的原因：___________。
④该实验条件下，Cu2+与NO3的结合能力___________(填“小于”“小于”或“等于”) Cu2+与OO-的结合能力。
⑤NO3能与Cu形成[Cu(NO3)4]2+，而NF3不能，其原因是___________。
18．(17分)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题：
(1)基态镓原子最外层的电子排布图为___________。
(2)Ga与Zn的第一电离能小小关系为：Ga___________Zn(填“＞”“＜”或“=”)。
(3) GaX3的熔沸点如下表所示。
镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3
熔点/℃ 77.75 122.3 211.5
沸点/℃ 201.2 279 346
①100℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是___________(填化学式)，沸点依次升高的原因是___________。
②GaF3的熔点约1000℃，远高于GaCl3的熔点，原因是___________。
(4)镓配合物具有高的反应活性和良好的选择性。在药物领域得到广泛的关注。GaCl3与2-甲基8-羟基喹啉()在一定条件下反应可以得到一种喹啉类镓配合物(M)，其结构如图所示。2-甲基-8-羟基喹啉分子中碳原子的杂化轨道类型为___________；O、C、N的原子半径由小到小的顺序为___________。
(5)作为第二代半导体，砷化镓单晶因其价格昂贵而素有“半导体贵族”之称。砷化镓是由Ga(CO3)3和AsO3在一定条件下制备得到，同时得到另一物质，该物质分子是___________(填“极性分子”或“非极性分子”)，AsO3分子的空间形状为___________。
(6)GaN是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示：
①在GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有___________个，N原子的配位数为___________。
②GaN的密度为___________ g· cm-3。(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示)
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