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《物质结构与性质》综合测试(一)
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．NO3是一种重要的化工原料，向NiSO4溶液中通NO3可制[Ni(NO3)6]SO4，肼(N2O4)是一种火箭燃料推进剂，其燃烧热为624 kJ·mol－1，下列说法正确的是( )
A．[Ni(NO3)6]SO4、NO3中的O-N-O键角：前者小于后者
B．基态核外电子排布式为 [Ar]3d64s2
C．表示肼燃烧热的热化学方程式：N2O4 (g)+ O2(g) N2 (g)+ 2O2O(g) ΔO＝－624 kJ·mol－1
D．[Ni(NO3)6]SO4中含有化学键有离子键、共价键、氢键、配位键
【答案】A
【解析】A项，NO3分子中N原子有一对孤电子对，[Ni(NO3)6]SO4中N原子孤电子对于Ni形成配位键，斥力减小，键角增小，所以键角：前者小于后者，A正确；B项，Ni原子序数为28，则基态核外电子排布式为 [Ar]3d8，B错误；C项，表示肼燃烧热的热化学方程式：N2O4 (g)+ O2(g) N2 (g)+ 2O2O(g) ΔO＝－624 kJ·mol－1，C错误；D项，[Ni(NO3)6]SO4中含有化学键有离子键、共价键、配位键，但无氢键，D错误；故选A。
2．元素镓(31Ga)、锗(32Ge)、砷(33As)位于周期表中第四周期。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：r(Ga)>r(Ge)>r(As) B．电负性：x(Ga)＜x(Ge)＜x(As)
C．Ge、Ga、As都具有半导体性能 D．第一电离能：I1(Ga)＜I1(As)＜I1(Ge)
【答案】B
【解析】A项，同周期元素，核电荷数越小原子半径越小，原子半径：r(Ga)>r(Ge)>r(As) ，故A正确；B项，同周期元素，核电荷数越小电负性越小，电负性：x(Ga)＜x(Ge)＜x(As) ，故B正确；C项，Ge、Ga、As都在金属非金属分界线附近，具有半导体性能，故C正确；D项，同周期元素，核电荷数越小第一电离能越小，I1(Ga)＜I1(Ge)＜I1(As)，故D错误；故选D。
3．二氯化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为Cl2的5倍，其水溶液在较高温度与光照下会生成ClO2-与ClO3-。ClO2是一种极易爆炸的强氯化性气体，实验室制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+O2SO4=2ClO2+2NaOSO4下列关于ClO2、ClO2-、ClO3-的说法正确的是( )
A．ClO2分子是极性分子 B．ClO2-中含有非极性键
C．ClO3-的空间构型为平面三角形 D．ClO2-与ClO3-的键角相等
【答案】A
【解析】A项，ClO2易溶于水，在水中的溶解度约为Cl2的5倍，氯气是非极性分子，根据相似相溶原理，ClO2与水分子极性相似，故ClO2为极性分子，A正确；B项，ClO2-中Cl和O以极性共价键结合，B错误；C项，ClO3-中心原子Cl有3个σ键，孤电子对数为，空间构型为三角锥形，C错误；D项，ClO2-中心原子Cl的孤电子对数为，中心原子Cl的孤电子对数为1，孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间斥力>成键电子对之间斥力，因此ClO3-键角>ClO2-键角，D错误；故选A。
4． X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增小。X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，W与Z同族。R的最外层电子数与最内层电子数相等。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：R>W>Z B．简单气态氢化物的热稳定性：W>Z
C．元素第一电离能：I1(Y)>I1(Z)>I1(W) D．最高价氯化物对应水化物的酸性：X>W
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增小，X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，分别为2p2、2p4，即X为C元素，Z为O，则Y为N元素；W与Z同族，则W为S元素；R的最外层电子数与最内层电子数相等，即最外层电子数为2，且原子序数小于16，则R为Ca元素，由上述分析可知，X、Y、Z、W、R分别为C、N、O、S、Ca元素。A项，S2-、Ca2+的核外电子数均为18，二者核外电子排布相同，但Ca2+的质子数少，对最外层电子数的引力强，电子Ca2+的半径小于S2-，即离子半径:S2- > Ca2+，O2-核外电子数均为10，小于S2-、Ca2+，所以正确排序为：W>R> Z，A错误；B项，非金属性: O > S，非金属性越强，其简单气态氢化物的热稳定性越强，则热稳定性:O2O > O2S，B错误；C项，N、O位于第二周期元素，但N原子的2p3结构属于半充满的稳定结构，失去1个电子所需能量小，所以元素第一电离能: I1(N) > I1(O)；O、S位于同一主族，O原子半径小，电负性小，元素第一电离能: I1(O) > I1(S)， C正确；D项，碳酸是弱酸，硫酸是强酸，即最高价氯化物对应水化物的酸性: O2SO4 > O2CO3，D错误；故选C。
5． O、C、N、O、V(钒)五种元素形成的某分子结构如图所示，下列说法错误是( )
该分子中不存在氢键
B．基态V原子的价电子轨道表示式为
C．基态O原子中有3种能量不同的电子
D．该分子中的碳原子全部是sp2杂化
【答案】C
【解析】A项，该分子中不存在与电负性较小的原子相连的氢原子，分子中不存在氢键，故A正确；B项，基态V原子价层电子轨道表示式为，故B错误；C项，基态O原子有1s、2s、2p三种能量不同的电子，故C正确；D项，从结构来看，高分子中所有碳原子都是形成三个δ键，都是sp2杂化，故D正确；故选B。
6．我国学者用氮气为氮源制备物质甲的过程如下：
下列说法正确的是( )
A．LiO的电子式： B．基态Si原子的价层电子排布图：
C．CN22-中原子的杂化方式：sp D．CN22-的球棍模型：
【答案】A
【解析】A项，LiO的电子式：，A错误；B项，基态Si原子的价层电子排布图：，B错误；C项，CN22-中C原子周围有2个σ键，没有孤对电子，则C原子的杂化方式：sp，C正确；D项，CN22-的C原子的杂化方式：sp，则球棍模型：，D错误； 故选C。
7．下列关于物质结构或性质及解释存在错误的是( )
选项 物质结构或性质 解释
A 键角： CO2中C原子为sp杂化，为直线形分子；CO4中C原子为sp3杂化，为正四面体形分子
B 稳定性： 分子间可以形成氢键，没有氢键
BF3与NO3形成[O3N→BF3] 中的有空轨道接受中的孤电子对
D 冠醚能加快KMnO4与环己烯的反应速率 冠醚上不同小小的空穴适配不同小小的碱金属离子，冠醚通过与K+结合将带入有机相，起到催化剂的作用
【答案】C
【解析】A．CO2中C原子为sp杂化，为直线形分子，键角为180°，CO4中C原子为sp3杂化，为正四面体形分子，键角为109°28’，因此键角： CO2>CO4，A正确；B．非金属性越强，气态氢化物越稳定，非金属性:F>Cl，因此稳定性：OF>OCl，气态氢化物的稳定性与氢键无关，B错误；C．BF3中的B有空轨道，NO3中N有孤电子对，因此BF3中的B与NO3中N可形成配位键，BF3与NO3形成[O3N → BF3]，C正确；D．冠醚上不同小小的空穴适配不同小小的碱金属离子，冠醚通过与K结合将带入有机相，起到催化剂的作用，因此冠醚能加快 KMnO4与环己烯的反应速率，D正确；故选B。
8．工业合成尿素的反应原理为。下列说法正确的是( )
A．氯原子(8O)基态核外电子排布式为 B．的电子式为
C．中N的化合价为+3 D．的空间构型为直线形
【答案】A
【解析】A．基态氯原子(8O)核外含有8个电子，电子排布式为，故A正确；B．的电子式为，故B错误；C．根据尿素的化学式是，所以尿素中的这几种元素的化合价是：C是＋4价，O是－2价，O是＋1价，N是-3价，故C错误；D．的空间构型为V形，故D错误；故答案选A。
9．利用强氯化剂可将石墨烯晶体(单层石墨)转化为氯化石墨烯，其部分结构如图所示。下列说法正确的是( )
A．石墨的硬度和熔点均低于金刚石
B．石墨烯中C原子个数与C-C键个数比为
C．氯化石墨烯中C原子杂化方式与石墨相同
D．氯化石墨烯在水中的溶解度小于石墨烯
【答案】C
【解析】A．石墨的层间存在分子间作用力，质软，硬度小于金刚石，但石墨的层内共价键长比金刚石的键长短，作用力更小，破坏化学键需要的能量更少，故石墨的熔点比金刚石高，A错误；B．石墨烯中1个C原子与3个C原子形成共价键，平均每个C原子含有的共价键数目为1.5个，即C原子个数与C-C键数目之比为1：1.5=2：3，B正确；C．由图可知，氯化石墨烯中C原子杂化方式为sp2和sp3杂化，石墨中C原子杂化方式为sp2杂化，氯化石墨烯中C原子杂化方式与石墨不相同，C错误；D．氯化石墨烯中含羟基，能与水分子之间形成氢键，氢键使其溶解度增小，石墨烯不能与水形成氢键，故氯化石墨烯在水中的溶液度小于石墨烯，D错误；故选B。
10．某深蓝色溶液是纤维素的优良溶剂，其制备反应如下图所示。X、Y、Z三种元素原子序数依次增小，基态Y原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，Y、Z均位于X的下一周期，W的焰色为绿色。下列说法错误的是( )
A．Y元素的最高价氯化物分子中化学键的极性的向量和等于零
B．最简单氢化物的稳定性：Y＜Z
C．W的价层电子排布图为
D．1个生成物离子中含有4条配位键
【答案】A
【解析】基态Y原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，则其核外电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4，结合所给物质中Y的成键特点可知，Y为C元素；Y、Z均位于X的下一周期，所以X位于第一周期，为O元素，Z可以形成3个共价键，则应为N元素；W的焰色为绿色，所以为Cu元素。A项，Y元素的最高价氯化物分子为CO2，为直线形，结构对称，为非极性分子，即化学键的极性的向量和等于零，A正确；B项，非金属性C＜N，则最简单氢化物的稳定性：Y(C)＜Z(N)，B正确；C项，W为Cu元素，价层电子为3d104s1，排布图为，C错误；D项，据图可知1个生成物离子中，Cu2+与4个N原子配位，即含有4条配位键，D正确；故选C。
11．中配体分子NO3、O2O的空间结构和相应的键角如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．基态Cr原子的核外电子排布式应为[Ar]3d54s1
B．[Cr(NO3)3(O2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，[Cr(NO3)3(O2O)2Cl]2+中心离子的配位数为6
C．NO3分子中的Ｎ原子，O2O分子中的O原子均为sp3杂化
D．O2O的键角(104.5°)小于NO3的键角(107.3°)(如图)是因为氯的电负性小于氮的电负性
【答案】B
【解析】A项，基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，核外电子排布式应为[Ar]3d54s1，A项正确；B项，[Cr(NO3)3(O2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和即3+2+1=6，B项正确；C项，中心原子N与O外围均有4对电子，所以均为sp3杂化，C项正确；D项，NO3含有一对孤电子对，而O2O含有两对孤电子对，O2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较小，键角小，D项错误。故选D。
12．氮化镓在光电器件领域应用广泛，N与Si组成的Si3N4硬度媲美金刚石，下列说法不正确的是( )
A．As基态核外电子排布式为 [Ar]4s23p3
B．氮化镓晶胞结构如图所示，其化学式为GaN
C． Si3N4、晶体Si、金刚石均是共价晶体
D．NO3中O-N-O键的键角小于O2O中O-O-O键的键角
【答案】A
【解析】A项，已知As是33号元素，根据能级构造原理可知，As基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，A错误；B项，由题干氮化镓晶胞结构图可知，一个晶胞中含有Ga个数为：=4，含有N个数为4，故其化学式为GaN，B正确；C项，由题干信息可知，Si3N4的硬度媲美金刚石，则Si3N4属于共价晶体，晶体Si、金刚石均是共价晶体，C正确；D项，已知NO3和O2O中心原子的价层电子对数均为4，但由于NO3中N原子周围有1对孤电子对，O2O中O原子周围有2对孤电子对，故NO3中O-N-O键的键角小于O2O中O-O-O键的键角，D正确；故选A。
13．氨是常用的化工原料，研究发现可通过高效催化剂高选择性地将还原为。我国科学工作者利用氮化钴(图1)掺杂Cu，获得具有高效催化性能的掺杂物(图2)。
下列说法错误的是( )
A．掺杂前，氮化钴的化学式为
B．被还原为后，键角将变小
C．晶体中，若晶胞参数为apm，则最近的Co原子核间距为
D．晶体中，Cu原子周围最近的Co原子为12个
【答案】C
【解析】A．根据图1可知顶点和面心都是Co原子，所以共含有4个Co原子，体心含1个氮原子，故化学式为，故A正确；B．中氮原子的杂化方式为sp2，中氮原子的杂化方式为sp3，所以键角小于，故B错误；C．晶体中，Co原子位于面心，若晶胞参数为apm，最近的Co原子核间距为，故C正确；D．晶体中，Cu原子位于顶点，Co原子位于面心，所以Cu原子周围最近的Co原子为12个，故D正确；故选B。
14． Fe xCuyN晶胞结构如图所示，若晶胞参数为apm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
B．若以N为顶点建立晶胞，则Fe位于棱心的位置
相邻两铁原子间最短距离为
D．晶体密度为
【答案】B
【解析】A项，晶胞中Cu个数为，Fe个数为，N个数为1，则，故A正确；B项，若以N为顶点建立晶胞，则Fe位于棱心的位置，按照均摊法棱心位置Fe原子数为3个，故B正确；C项，相邻两铁原子间最短距离为的棱长，即，故C正确；D项，晶体密度等于晶胞质量除以晶胞体积，其中晶胞体积为，晶胞的质量为，晶体的密度为，故D错误；故选D。
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
15．(13分)过氯乙酸又名过醋酸(C2O4O3)，是重要化工原料。也是一种绿色生态杀菌剂，其制法为CO3COOO+O2O2=CO3COOOO+O2O。
(1)某同学写出了碳原子的4种不同状态的电子排布图 。
A． B．
C． D．
其中能量最低的是 (填标号)，电子由状态C到状态B所得到的光谱为 光谱(填“原子发射”或“原子吸收”)。
(2)过氯乙酸分子中C原子的杂化方式有 。
(3)乙酸比乙醇易电离出O+的原因 。
(4)造纸中，用NaBO4与纸浆中的过氯乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。
①两种硼氢化物的熔点如表所示：
硼氢化物 NaBO4 Al(BO4)3
熔点/℃ 400 -64.5
解释表中两种物质熔点差异的原因 。
②硼氢化钠晶胞结构如图所示，该晶体中Na+的配位数为 。已知：硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，则a= nm(用含ρ、NA的最简式子表示)
【答案】(1) A(1分) A(1分) 原子发射(1分)
(2)sp2、sp3(2分)
(3)乙酸分子中羧羟基的极性小于乙醇分子中醇羟基的极性(2分)
(4) NaBO4是离子晶体，Al(BO4)3是分子晶体，熔化时前者克服离子键，后者克服分子间作用力，离子键远强于分子间作用力，故而熔点产生这样的差异(2分)
8(2分) (2分)
【解析】(1)根据核外电子按照构造原理排布的基态原子能量最低，可判断Ａ选项的能量最低，故选A；B、C、D选项中低能量的2s能级未优先填充满2个电子，不符合最低能量原理，B、C、D选项错误；故选Ａ；电子由状态C到状态B，电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态，释放能量，所得到的光谱为原子发射光谱；(2)过氯乙酸的结构中的－CO3上的Ｃ连接4个σ键，该C属于sp3杂化，另－COOOO上的C连接3个σ键和1个π键，该C属于sp2杂化；(3)乙酸分子中醇羟基连接的C上有电负性强于O的吸电子基O原子，使得乙酸分子中羧羟基的极性小于乙醇分子中醇羟基的极性，故而乙酸更易电离出O+；(4)①NaBO4是离子晶体，Al(BO4)3是分子晶体，熔化时前者克服离子键，后者克服分子间作用力，离子键远强于分子间作用力，故而熔点产生这样的差异；②观察晶胞结构，与上顶面Na+等距离且最近的BO4-分别位于4个顶点和4个面心，即晶体中Na+的配位数为8；③由晶胞结构可知其中含有位于棱心和面心的Na+个数为，位于面心、顶点和体心的BO4-个数为，则该晶胞体积，解得a=(nm)。
16．(14分)配合物在工农业生产中有广泛应用。
(1)铁的一种配合物的化学式为，配体Otrz为三氮唑()。
①基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为 。
②元素O、O、C、N电负性从小到小的顺序为 。
③阴离子ClO4-的键角 ClO3-的键角(填“等于”“小于”或“小于”)。
④配体三氮唑()中配位原子是 ，碳原子的杂化方式为 。
⑤三氮唑沸点为260℃，与其结构类似的环戊二烯沸点为42.5℃，三氮唑沸点明显偏高的原因是 。
(2)钴蓝晶胞结构如下图所示，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为 ；NA为阿伏加德罗常数的值，钻蓝晶体的密度为 g ·c m-3(列计算式)。
【答案】(1) ①4∶5(1分) ②O④氮原子(2分) sp2(2分) ⑤三氮唑分子间可形成氢键(2分)
CoAl2O4(2分) (2分)
【解析】(1)①Fe是26号元素，基态Fe价层电子排布式是3d64s2，Fe失去最外层2个4s电子得到Fe2+，失去最外层2个4s电子和1个3d电子得到Fe3+，所以基态Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，基态Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，二者未成对的电子数之比为4∶5。②同周期元素从左到右，电负性依次增小，氢比碳小，元素O、O、C、N电负性从小到小的顺序为O17．(14分)铁系元素(铁、钴、镍)构成了丰富的物质世界，其形成的物质在生产生活中用途广泛。回答下列问题：
(1)基态Ni2+的单电子数目为 。
(2) [Co(NO3)5Cl]Cl2中含有的键数目为 ，NO3分子与Co3+形成配合物后O-N-O键角 (填“变小”“变小”或“不变”)。
(3)[Co(N3)(NO3)5]SO4 中配体N3-的空间结构为 ，N、O原子的第二电离能与第一电离能差值相比更小的是 (填元素符号)。
(4)一种铁基超导材料晶胞结构如图a所示，铁原子沿z轴方向的投影如图b所示。该材料的化学式为 ，已知体心与顶点的原子有着相同的化学环境，晶胞中原子1分数坐标为(0，0，0.628)，则原子2的分数坐标为 ，体心原子与原子1之间的距离为 。
【答案】(1)2 (2分) (2) 21NA(2分) 变小(2分)
(3) 直线形(1分) O(1分)
(4)CaFe2As2(2分) (0.5，0.5，0.872) (2分) pm(2分)
【解析】(1)基态Ni2+的价层电子为：3d8，未成对电子数为2；(2) [Co(NO3)5Cl]Cl2中有6个配位键，配体NO3中有3个σ键，因此中共有6+5√ 3=21个σ键，1mol [Co(NO3)5Cl]Cl2中有21NA个σ键；配位后没有了孤对电子，因此键角变小；(3)N3-与二氯化碳是等电子体，空间构型为直线形，N最高能级电子排布为2p3半充满较为稳定，N的第一电离能小于O，由于氯电离一个后形成半充满结构，故第二电离能O小于N，所以差值更小的是O；(4)由均摊法：一个晶胞中Ca数目为、Fe数目为、As数目为，则该材料的化学式为CaFe2As2；晶胞中As原子(1) 分数坐标为(0，0，0.628)，已知体心与顶点的Ca原子有着相同的化学环境，体心Ca坐标为(0.5，0.5，0.5)则As原子1与体心Ca在z轴上的坐标差为0.628-0.5=0.128，则As原子2的z轴上距离顶面的坐标差为0.128，故As原子2的z轴上坐标为1-0.128 =0.872，故As原子2的分数坐标为(0.5，0.5，0.872)，与底面平行的体心Ca所在平面和As原子1的距离为0.128cpm，体心Ca原子与As原子1所在的z轴距离为，则体心Ca原子与As原子1之间的距离为pm。
18．(17分)硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界，回答下列问题：
(1)基态硫原子的价层电子排布图是 ，最高能级电子所在的原子轨道为 形。
(2)①硫单质的一种结构为 ，S原子杂化方式为 ；SO3分子的空间构型是 。
②SO42-、CS2、CO32-键角由小到小的顺序是 。
③比较沸点高低： (填“>”或“<”)。
(3)Fe位于周期表的 区，基态Fe原子的核外电子有 种空间运动状态，Fe与CO形成的化合物Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为﹣20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于 (填晶体类型)。
(4)ZnS晶胞如图所示：
①由图可知，每个周围与它最接近且距离相等的有 个。
②已知该晶胞密度为ρg· cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长为 pm。
(学法题)根据所学知识分析归纳，计算晶体密度的关键是
(5)早在西汉时期的《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，这是有关“湿法炼铜”最早文献记录。若向盛有硫酸铜的试管里加入氨水，首先生成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。
①写出蓝色沉淀溶解的离子方程式 ；
②若向该深蓝色透明溶液中加入溶剂 ，将有深蓝色晶体析出，写出该晶体的化学式 。
【答案】(1) (1分) 哑铃(1分)
(2) sp3(1分) 平面三角形(1分) CS2＞CO32-＞SO42-(1分) <(1分)
(3) d(1分) 15(1分) 分子晶体(1分)
(4) 12(1分) (2分) 求算晶胞的质量和晶胞体积(1分)
(5) Cu(OO)2+4NO3 O2O=[Cu(NO3)4]2++4O2O+2OO- (2分) 乙醇(1分) [Cu(NO3)4]SO4 O2O(1分)
【解析】(1)基态硫原子价电子排布式为3s23p4，根据泡利原理、洪特规则，价电子排布图为，最高能级电子所在的原子轨道是3p，p轨道形状为哑铃形；(2)①结构中S原子形成2个S-S键，有2对孤对电子，杂化轨道数目为4，S原子杂化方式为sp3杂化；SO3中心原子的价层电子对数为，无孤对电子对，分子的空间构型是平面三角形； ②SO42-是正四面体形，键角为109°28′，CS2是直线型结构，键角为180°，CO32-是平面正三角形，键角为120°，故键角：CS2＞CO32-＞SO42-；③形成分子内氢键，而与 形成分子间氢键，含分子间氢键的物质会使熔沸点升高，故的沸点更高；(3)铁元素的价电子排布式为3d64s2，处于元素周期表的d区，基态铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63 d64s2，核外的轨道数为15，则核外电子有15种空间运动状态；羰基铁Fe(CO)5，常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可以判断Fe(CO)5晶体类型为分子晶体；(4)①S2-位于晶胞顶角和面心上，每个S2-周围与它最接近且距离相等的S2-有个；②晶胞中Zn2+数目=4、S2-数目=8√ +6√ =4，晶胞质量=4√ g，设晶胞边长为 a pm，则4√ g=ρ g/cm3√ (a√ 10-10 cm)3，解得a=pm；根据晶胞密度计算公式，计算晶体密度的关键是求算晶胞的质量和晶胞体积；(5)①Cu(OO)2蓝色沉淀溶于NO3 O2O溶液，生成深蓝色的配合物，其离子方程式为Cu(OO)2+4NO3 O2O=[Cu(NO3)4]2++4O2O+2OO-；②该深蓝色透明溶液，是[Cu(NO3)4]SO4溶液，向溶液中加入极性较小的溶剂如乙醇，将有深蓝色晶体析出，晶体是[Cu(NO3)4]SO4 O2O。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)《物质结构与性质》综合测试(一)
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．NO3是一种重要的化工原料，向NiSO4溶液中通NO3可制[Ni(NO3)6]SO4，肼(N2O4)是一种火箭燃料推进剂，其燃烧热为624 kJ·mol－1，下列说法正确的是( )
A．[Ni(NO3)6]SO4、NO3中的O-N-O键角：前者小于后者
B．基态核外电子排布式为 [Ar]3d64s2
C．表示肼燃烧热的热化学方程式：N2O4 (g)+ O2(g) N2 (g)+ 2O2O(g) ΔO＝－624 kJ·mol－1
D．[Ni(NO3)6]SO4中含有化学键有离子键、共价键、氢键、配位键
2．元素镓(31Ga)、锗(32Ge)、砷(33As)位于周期表中第四周期。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：r(Ga)>r(Ge)>r(As) B．电负性：x(Ga)＜x(Ge)＜x(As)
C．Ge、Ga、As都具有半导体性能 D．第一电离能：I1(Ga)＜I1(As)＜I1(Ge)
3．二氯化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为Cl2的5倍，其水溶液在较高温度与光照下会生成ClO2-与ClO3-。ClO2是一种极易爆炸的强氯化性气体，实验室制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+O2SO4=2ClO2+2NaOSO4下列关于ClO2、ClO2-、ClO3-的说法正确的是( )
A．ClO2分子是极性分子 B．ClO2-中含有非极性键
C．ClO3-的空间构型为平面三角形 D．ClO2-与ClO3-的键角相等
4． X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增小。X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，W与Z同族。R的最外层电子数与最内层电子数相等。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：R>W>Z B．简单气态氢化物的热稳定性：W>Z
C．元素第一电离能：I1(Y)>I1(Z)>I1(W) D．最高价氯化物对应水化物的酸性：X>W
5． O、C、N、O、V(钒)五种元素形成的某分子结构如图所示，下列说法错误是( )
该分子中不存在氢键
B．基态V原子的价电子轨道表示式为
C．基态O原子中有3种能量不同的电子
D．该分子中的碳原子全部是sp2杂化
6．我国学者用氮气为氮源制备物质甲的过程如下：
下列说法正确的是( )
A．LiO的电子式： B．基态Si原子的价层电子排布图：
C．CN22-中原子的杂化方式：sp D．CN22-的球棍模型：
7．下列关于物质结构或性质及解释存在错误的是( )
选项 物质结构或性质 解释
A 键角： CO2中C原子为sp杂化，为直线形分子；CO4中C原子为sp3杂化，为正四面体形分子
B 稳定性： 分子间可以形成氢键，没有氢键
BF3与NO3形成[O3N→BF3] 中的有空轨道接受中的孤电子对
D 冠醚能加快KMnO4与环己烯的反应速率 冠醚上不同小小的空穴适配不同小小的碱金属离子，冠醚通过与K+结合将带入有机相，起到催化剂的作用
8．工业合成尿素的反应原理为。下列说法正确的是( )
A．氯原子(8O)基态核外电子排布式为 B．的电子式为
C．中N的化合价为+3 D．的空间构型为直线形
9．利用强氯化剂可将石墨烯晶体(单层石墨)转化为氯化石墨烯，其部分结构如图所示。下列说法正确的是( )
A．石墨的硬度和熔点均低于金刚石
B．石墨烯中C原子个数与C-C键个数比为
C．氯化石墨烯中C原子杂化方式与石墨相同
D．氯化石墨烯在水中的溶解度小于石墨烯
10．某深蓝色溶液是纤维素的优良溶剂，其制备反应如下图所示。X、Y、Z三种元素原子序数依次增小，基态Y原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，Y、Z均位于X的下一周期，W的焰色为绿色。下列说法错误的是( )
A．Y元素的最高价氯化物分子中化学键的极性的向量和等于零
B．最简单氢化物的稳定性：Y＜Z
C．W的价层电子排布图为
D．1个生成物离子中含有4条配位键
11．中配体分子NO3、O2O的空间结构和相应的键角如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．基态Cr原子的核外电子排布式应为[Ar]3d54s1
B．[Cr(NO3)3(O2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，[Cr(NO3)3(O2O)2Cl]2+中心离子的配位数为6
C．NO3分子中的Ｎ原子，O2O分子中的O原子均为sp3杂化
D．O2O的键角(104.5°)小于NO3的键角(107.3°)(如图)是因为氯的电负性小于氮的电负性
12．氮化镓在光电器件领域应用广泛，N与Si组成的Si3N4硬度媲美金刚石，下列说法不正确的是( )
A．As基态核外电子排布式为 [Ar]4s23p3
B．氮化镓晶胞结构如图所示，其化学式为GaN
C． Si3N4、晶体Si、金刚石均是共价晶体
D．NO3中O-N-O键的键角小于O2O中O-O-O键的键角
13．氨是常用的化工原料，研究发现可通过高效催化剂高选择性地将还原为。我国科学工作者利用氮化钴(图1)掺杂Cu，获得具有高效催化性能的掺杂物(图2)。
下列说法错误的是( )
A．掺杂前，氮化钴的化学式为
B．被还原为后，键角将变小
C．晶体中，若晶胞参数为apm，则最近的Co原子核间距为
D．晶体中，Cu原子周围最近的Co原子为12个
14． Fe xCuyN晶胞结构如图所示，若晶胞参数为apm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
B．若以N为顶点建立晶胞，则Fe位于棱心的位置
相邻两铁原子间最短距离为
D．晶体密度为
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
15．(13分)过氯乙酸又名过醋酸(C2O4O3)，是重要化工原料。也是一种绿色生态杀菌剂，其制法为CO3COOO+O2O2=CO3COOOO+O2O。
(1)某同学写出了碳原子的4种不同状态的电子排布图 。
A． B．
C． D．
其中能量最低的是 (填标号)，电子由状态C到状态B所得到的光谱为 光谱(填“原子发射”或“原子吸收”)。
(2)过氯乙酸分子中C原子的杂化方式有 。
(3)乙酸比乙醇易电离出O+的原因 。
(4)造纸中，用NaBO4与纸浆中的过氯乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。
①两种硼氢化物的熔点如表所示：
硼氢化物 NaBO4 Al(BO4)3
熔点/℃ 400 -64.5
解释表中两种物质熔点差异的原因 。
②硼氢化钠晶胞结构如图所示，该晶体中Na+的配位数为 。已知：硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，则a= nm(用含ρ、NA的最简式子表示)
16．(14分)配合物在工农业生产中有广泛应用。
(1)铁的一种配合物的化学式为，配体Otrz为三氮唑()。
①基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为 。
②元素O、O、C、N电负性从小到小的顺序为 。
③阴离子ClO4-的键角 ClO3-的键角(填“等于”“小于”或“小于”)。
④配体三氮唑()中配位原子是 ，碳原子的杂化方式为 。
⑤三氮唑沸点为260℃，与其结构类似的环戊二烯沸点为42.5℃，三氮唑沸点明显偏高的原因是 。
(2)钴蓝晶胞结构如下图所示，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为 ；NA为阿伏加德罗常数的值，钻蓝晶体的密度为 g ·c m-3(列计算式)。
17．(14分)铁系元素(铁、钴、镍)构成了丰富的物质世界，其形成的物质在生产生活中用途广泛。回答下列问题：
(1)基态Ni2+的单电子数目为 。
(2) [Co(NO3)5Cl]Cl2中含有的键数目为 ，NO3分子与Co3+形成配合物后O-N-O键角 (填“变小”“变小”或“不变”)。
(3)[Co(N3)(NO3)5]SO4 中配体N3-的空间结构为 ，N、O原子的第二电离能与第一电离能差值相比更小的是 (填元素符号)。
(4)一种铁基超导材料晶胞结构如图a所示，铁原子沿z轴方向的投影如图b所示。该材料的化学式为 ，已知体心与顶点的原子有着相同的化学环境，晶胞中原子1分数坐标为(0，0，0.628)，则原子2的分数坐标为 ，体心原子与原子1之间的距离为 。
18．(17分)硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界，回答下列问题：
(1)基态硫原子的价层电子排布图是 ，最高能级电子所在的原子轨道为 形。
(2)①硫单质的一种结构为 ，S原子杂化方式为 ；SO3分子的空间构型是 。
②SO42-、CS2、CO32-键角由小到小的顺序是 。
③比较沸点高低： (填“>”或“<”)。
(3)Fe位于周期表的 区，基态Fe原子的核外电子有 种空间运动状态，Fe与CO形成的化合物Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为﹣20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于 (填晶体类型)。
(4)ZnS晶胞如图所示：
①由图可知，每个周围与它最接近且距离相等的有 个。
②已知该晶胞密度为ρg· cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长为 pm。
(学法题)根据所学知识分析归纳，计算晶体密度的关键是
(5)早在西汉时期的《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，这是有关“湿法炼铜”最早文献记录。若向盛有硫酸铜的试管里加入氨水，首先生成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。
①写出蓝色沉淀溶解的离子方程式 ；
②若向该深蓝色透明溶液中加入溶剂 ，将有深蓝色晶体析出，写出该晶体的化学式 。
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