资源简介

单元检测四　物质结构与性质
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45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.(2024·天津，4)我国学者在碳化硅(SiC)表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是(　　)
A.SiC是离子化合物
B.SiC晶体的熔点高、硬度大
C.核素14C的质子数为8
D.石墨烯属于烯烃
答案　B
解析　SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，熔点高、硬度大，A错误、B正确；C元素为6号元素，故核素14C的质子数为6，C错误；石墨烯是碳元素构成的单质，不属于烯烃，D错误。
2.下列化学用语或图示表达正确的是(　　)
A.H2O2的电子式：
B.NH3的VSEPR模型为
C.2pz电子云图为
D.基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为
答案　C
解析　H2O2的电子式是，A项错误；NH3的VSEPR模型是四面体结构，B项错误；基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为，D项错误。
3.(2024·山东淄博实验中学月考)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]结构如图所示，为白色晶体。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.(NH4)2S2O8属于离子化合物，其中硫元素的化合价为＋7
B.S2中S原子均为sp3杂化
C.N中含有配位键，空间结构为正四面体形
D.(NH4)2S2O8具有强氧化性，可作杀菌消毒剂
答案　A
解析　(NH4)2S2O8由N和S2构成，属于离子化合物，S2中存在一个过氧键，其中的O为-1价，其余O为-2价，可求得S的化合价为＋6价，A错误；每个S原子均形成4个σ键，故为sp3杂化，B正确；N中存在N→H配位键，中心原子价层电子对数为4＋×(5-1-4×1)＝4，无孤电子对，空间结构为正四面体形，C正确；(NH4)2S2O8中存在过氧键，具有强氧化性，可作杀菌消毒剂，D正确。
4.(2025·重庆高三模拟)尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥。下列说法正确的是(　　)
A.σ键与π键的数目之比为6∶1
B.C、N原子的杂化方式均为sp2
C.尿素分子间存在范德华力和氢键
D.第一电离能：O>N>C
答案　C
解析　尿素[CO(NH2)2]分子中只有一个碳氧双键，其余是单键，故含有7个σ键和1个π键，σ键与π键的数目之比为7∶1，A错误；尿素分子中碳原子采取sp2杂化，N原子采取sp3杂化，B错误；尿素分子中含有氨基，能形成分子间氢键，故尿素分子间存在范德华力和氢键，C正确；同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但是N的2p能级为半满结构，第一电离能大于O，故第一电离能：N>O>C，D错误。
5.(2024·河北模拟预测)黑火药爆炸时的主要反应为S＋2KNO3＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑。已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下，5.6 L N2或CO2中均含有0.5NA个π键
B.1 mol基态S原子中含有NA个未成对电子
C.10.1 g KNO3中含有0.4NA个σ键
D.1.1 g K2S中含有0.01NA个阳离子
答案　A
解析　标准状况下，5.6 L N2或CO2的物质的量为0.25 mol，N≡N、O==C==O分子中都含2个π键，0.25 mol两种气体分子中均含有0.5NA个π键，A正确；基态S原子的价层电子轨道表示式为，有两个未成对电子，1 mol基态S原子中含有2NA个未成对电子，B错误；硝酸根离子中N采取sp2杂化，形成3个σ键，10.1 g KNO3物质的量为0.1 mol，含有0.3NA个σ键，C错误；1.1 g K2S的物质的量为0.01 mol，1.1 g K2S中含有0.02NA个阳离子，D错误。
6.物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配不正确的是(　　)
选项 性质差异 原因解释
A I2在溶剂中的溶解度：CCl4>H2O 相似相溶原理
B 酸性：CF3COOH>CH3COOH 羧基中羟基的极性
C 熔点：金刚石>金刚砂 共价键的键能
D. 稳定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋ 配体的稳定性
答案　D
解析　四氯化碳是非极性分子、水是极性分子，I2是非极性分子，根据“相似相溶”原理，I2在溶剂中的溶解度：CCl4>H2O，故不选A；F原子电负性大，吸引电子能力强，CF3COOH中O—H的极性大于CH3COOH中O—H的极性，所以酸性：CF3COOH>CH3COOH，故不选B；C—C比C—Si的键长短，金刚石中C—C的键能大于金刚砂中C—Si的键能，所以熔点：金刚石>金刚砂，故不选C；稳定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋，是因为NH3比H2O更易与Cu2＋形成配位键，故选D。
7.(2024·杭州一模)X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Z与M同主族，Y与Z核电荷数相差1，基态Z原子的p轨道半充满，下列说法正确的是(　　)
A.沸点：MX3>ZX3
B.原子半径：M>Z>Y>X
C.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>M
D.键角：Z2X4中的∠XZX>Y2X4中的∠XYX
答案　C
解析　X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，则X为H元素；Z与M同主族，Y与Z核电荷数相差1，基态Z原子的p轨道半充满，则Y为C元素、Z为N元素、M为P元素。氨分子能形成分子间氢键，磷化氢不能形成分子间氢键，沸点：MX38.(2025·河北邢台高三模拟)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，已知W、X、Y三种元素的原子序数呈等差数列，X的电负性在元素周期表中最大，Y的原子序数是W的2倍，Z的某种化合物具有臭鸡蛋气味。下列说法正确的是(　　)
A.离子半径：X>Y>Z
B.第一电离能：W>X>Z
C.YX2中既有共价键又有离子键
D.仅由W、X形成的二元化合物均难溶于水
答案　D
解析　X的电负性在元素周期表中最大，X为F元素，Z的某种化合物具有臭鸡蛋气味，化合物为H2S，Z为S元素，W、X、Y三种元素的原子序数呈等差数列，Y的原子序数是W的2倍，W是C元素，Y是Mg元素。X、Y、Z分别是F、Mg、S元素，离子半径：S2->F->Mg2＋，A错误；W、X、Z分别是C、F、S，第一电离能：F>C>S，B错误；YX2为MgF2，只有离子键，C错误；仅由W、X形成的二元化合物为CF4、C2F6等都是非极性分子，属于卤代烃，难溶于水，D正确。
9.(2024·杭州一模)从结构探析物质性质和用途是学习化学的有效方法。下列实例与解释不相符的是(　　)
选项 实例 解释
A 将95%乙醇加入Cu(NH3)4SO4溶液中析出深蓝色晶体 乙醇极性较小，降低了Cu(NH3)4SO4的溶解性
B 铁丝在酒精喷灯上灼烧，焰色无明显变化 铁原子的核外电子在灼烧时没有发生跃迁
C DNA中碱基A与T、G与C的互补配对 分子间氢键作用实现了超分子的分子识别
D 熔点：C2H5NH3NO3答案　B
解析　将95%乙醇加入Cu(NH3)4SO4溶液中析出深蓝色晶体，原因是乙醇分子的极性小，加入乙醇后溶剂的极性减小，降低了Cu(NH3)4SO4的溶解性，故A不符合题意；铁丝在酒精喷灯上灼烧，焰色无明显变化，并不是铁原子的核外电子在灼烧时没有发生跃迁，而是放出的光子频率不在可见光频率范围内，故B符合题意；硝酸铵中铵根离子和硝酸根离子间存在离子键，铵根离子其中一个H被乙基替代，减弱了离子间的相互作用，所以熔点：C2H5NH3NO310.(2024·广西，7)如图所示的铼配合物离子能电催化还原WY2。短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。标准状况下，WY和X2是等密度的无色气体，Z2是黄绿色气体。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能：X>Y
B.图中X原子的杂化方式为sp2
C.Z元素以原子的形态与Re2＋配位
D.Y的电负性大于W，WY中的化学键是极性键
答案　C
解析　短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Z2是黄绿色气体，Z为氯；X形成3个共用电子对，X与Re2＋之间为配位键，推测X为氮，标准状况下，WY和X2是等密度的无色气体，则WY为一氧化碳、X2为氮气，故W为碳、X为氮、Y为氧、Z为氯。同一周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：N>O，A正确；由图可知，整个离子带1个单位正电荷，而其中Re2＋带2个单位正电荷，则氯元素以Cl-的形态与Re2＋配位，C错误；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，O的电负性大于C，则CO中的化学键是极性键，D正确。
11.(2024·福建，3)某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素，Z的单质为空气的主要成分之一。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能：X>Y>Z
B.最简单氢化物沸点：YC.键长：Y—Y>Y—Z>Y—Q
D.Y的最高价氧化物对应水化物在水中电离：HnYOmHn-1＋H＋
答案　A
解析　由该阴离子结构可知Z形成2个共价键，Z的单质为空气的主要成分之一，可知Z为O；Y形成4个共价键，Y为C，Q形成1个共价键，Q为F，X得1个电子后形成4个共价键，则X最外层电子数为3，X为B，据此分析解答。同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：BO>F，原子半径越小键长越短，则键长：C—C>C—O>C—F，故C正确；Y为C，其最高价氧化物的水化物为H2CO3，碳酸为二元弱酸，分步电离，电离方程式为H2CO3HC＋H＋，故D正确。
12.(2024·重庆，10)储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示，MgH2的摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　)
A.H-的配位数为2
B.晶胞中含有2个Mg2＋
C.晶体密度为 g·cm-3
D.Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之间的距离为 nm
答案　B
解析　由图可知，与H-距离最近且等距离的Mg2＋的个数是3，则H-的配位数为3，A项错误；Mg2＋位于晶胞的顶角和体心，该晶胞中Mg2＋的个数为8×＋1＝2，B项正确；该晶胞的体积为(a×10-7×a×10-7 ×c×10-7) cm3＝a2c×10-21 cm3，该晶胞中Mg2＋的个数为2，H-的个数为4×＋2＝4，晶体密度为 g·cm-3，C项错误；Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半，为 nm，D项错误。
13.(2024·山西大学附属中学月考)某钠盐的结晶水合物由短周期元素构成，其阴离子结构如图。已知：X无最高正化合价，三种元素中Y的原子半径最小，X和Z同周期。下列说法正确的是(　　)
A.X不存在同素异形体
B.NaZY4固体溶于水可产生Y2
C.X、Y、Z三种元素中电负性最大的是Z
D.该钠盐可能具有较强还原性
答案　B
解析　由题意知，X为O元素，Y为H元素，Z为B元素。氧气和臭氧是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，故A错误；NaBH4中氢为-1价，水中氢为＋1价，NaBH4和水发生氧化还原反应生成氢气，故B正确；元素的非金属性越强，电负性越大，三种元素中氧元素的非金属性最强，则电负性最大的是氧元素，故C错误；由阴离子的结构可知，离子中含有过氧键，则该钠盐具有强氧化性，故D错误。
14.钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3在太阳能电池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构如图1所示，B代表Pb2＋。设NA为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为ρ g·cm-3。下列说法错误的是(　　)
A.N、I、Pb均属于p区元素
B.CH3N与Pb2＋之间能形成配位键
C.该晶胞参数a为×1010 pm
D.若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示
答案　B
解析　A有8个在顶角，个数为8×＝1；B位于体心，个数为1；C位于面心，个数为6×＝3；结合化学式可知C代表碘离子，A为CH3N，据此作答。CH3N中N原子提供孤电子对，H＋提供空轨道，形成配位键，CH3N与Pb2＋之间形成离子键，故B错误；(CH3NH3)PbI3的摩尔质量为620 g·mol-1，根据分析可知，1个晶胞中含有1个(CH3NH3)PbI3，晶胞的体积为 cm3，该晶胞参数a为×1010 pm，C正确。
15.(2025·山西高三模拟)锰酸锂(LiMnxOy)(相对分子质量为M g·mol-1)是新型锂离子电池常用的正极材料，其晶胞如图甲所示。甲可看作是由图中相邻A、B两种基本单元交替结合而成(顶面的Li＋已标注，其余位置的Li＋未画出)，O2-、Mn3＋、Mn4＋均位于单元中体对角线上离顶点处，已知形成晶体的晶胞参数(晶胞边长)为a pm。
下列说法错误的是(　　)
A.LiMnxOy中的x、y分别为2、4
B.图甲中箭头所指的B单元中离标★位置的Li＋距离最远的锰离子(Mn3＋或Mn4＋)的原子分数坐标为(，，)
C.晶体的密度表达式为 g·cm-3
D.图A中位于体心的Li＋与O2-的距离为a pm
答案　D
解析　根据晶胞的组成，可算出晶胞中Li＋个数为8×＋6×＋4＝8，O2-个数为8×4＝32，Mn3＋和Mn4＋个数为4×4＝16，所以当Li＋取1时，x、y分别为2和4，A正确；图甲中箭头所指的B单元中离标★位置的Li＋距离最远的锰离子(Mn3＋或Mn4＋)如图所示，原子分数坐标为(，，)，B正确；一个晶胞含8个LiMn2O4，其晶体的密度表达式为 g·cm-3，C正确；图A中位于体心的Li＋与O2-的距离为a pm，D错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(14分)(2024·北京交通大学附属中学月考)磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。
(1)磷在元素周期表中的位置是　　　　；基态磷原子价层电子排布式是　　　　　。
(2)磷元素有白磷、黑磷等常见的单质。
①白磷(P4)是分子晶体，易溶于CS2，难溶于水，可能原因是　　　　　　　。
②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体是与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是　　　　(填字母)。
a.黑磷与白磷互为同分异构体
b.黑磷属于混合型晶体
c.黑磷能导电
d.黑磷中磷原子采取sp2杂化
(3)Fe3＋与水会形成黄色的配离子[Fe(OH)]2＋，为避免颜色干扰，常在Fe3＋溶液中加入H3PO4形成无色的[Fe(PO4)2]3-，此配离子中　　　　(填化学式)是中心离子，P的空间结构是　　　　　。
(4)第ⅢA族磷化物均为共价化合物，被广泛用于高温技术、新型电子产品等领域。
①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2 000 ℃、1 070 ℃，从结构角度说明其熔点差异的原因：　　　　　　　。
②磷化硼是一种半导体材料，晶胞结构如图所示，磷化硼的化学式是　　　　。
答案　(1)第三周期第ⅤA族　3s23p3　(2)①P4是非极性分子，CS2是非极性溶剂，H2O是极性溶剂，由“相似相溶”规律可知，白磷易溶于CS2，难溶于水　②bc　(3)Fe3＋　正四面体形　(4)①磷化铝和磷化铟均属于共价晶体，原子半径：AlIn—P，所以AlP熔点高于InP　②BP
解析　(2)②黑磷和白磷是磷元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故a错误；石墨是混合型晶体，能导电，由黑磷晶体是与石墨类似的层状结构可知，黑磷晶体是混合型晶体且能导电，故b、c正确；由黑磷的层内结构可知，每个磷原子与3个磷原子形成3个σ键，则磷原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，故d错误。
(3) 由化学式可知，配离子的中心离子为Fe3＋、配体为P，配位数为2；P中磷原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0，则P的空间结构为正四面体形。
(4)②由晶胞结构可知，晶胞中磷原子个数为8×＋6×＝4，位于体内的硼原子个数为4，则磷化硼的化学式为BP。
17.(13分)(2024·广州执信中学月考)CuInS2是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料。回答下列问题：
(1)49In在元素周期表中的位置是第　　　　周期第　　　　族。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，一种自旋状态用＋表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态S原子，其所有价层电子自旋磁量子数的代数和的绝对值为　　　　。
(3)Cu2＋形成的某种配合物A的结构如图所示。
①配合物A中Cu的配位数是　　　　，已知在配合物A中与Cu相连的4个配位原子处在一个平面内，则Cu原子采用的杂化方式为　　　　(填字母)。
A.sp2　　　B.sp3　　　C.dsp2
②A与足量稀盐酸反应时，配位键被破坏，生成CuCl2和　　　　　　(写结构简式)。
(4)CuInS2(相对分子质量为Mr)的晶胞结构如图a所示，阿伏加德罗常数的值为NA，则CuInS2晶体的密度为　　　　g·cm-3(列计算式)，图b为Cu原子沿z轴方向在xy平面投影的位置，在图b中画出S原子沿该方向的投影位置(用“”表示S原子)。
答案　(1)五　ⅢA　(2)1　(3)①4　C
②HOOCCH2NH3Cl
(4)×1021　
解析　(4) 根据“均摊法”，晶胞中含8×＋4×＋1＝4个Cu，结合化学式可知，1个晶胞中含有4个CuInS2，则晶体密度为×1021 g·cm-3＝×1021g·cm-3。
18.(16分)过渡金属广泛应用于材料、催化剂、电导体等，是化学工作者重点研究的对象。我国科学家成功研制出一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂材料；成功制备出砷化铌纳米带，并观测到其表面态具有百倍于金属铜薄膜和千倍于石墨烯的导电性。请回答下列问题：
(1)基态Cu2＋的价层电子轨道表示式为　　　　　　　。
(2)配离子的颜色与d d电子跃迁的分裂能大小有关，1个电子从较低的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d的分裂能，用符号Δ表示。则分裂能Δ[Co(H2O)6]2＋小于Δ[Co(H2O)6]3＋，理由是　　　　　。
(3)某含铜化合物的晶胞如图所示，晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直。
①晶胞中每个Cu原子与　　　　　个S原子相连，含铜化合物的化学式为　　　　　　。
②该晶体高温煅烧生成SO2分子的空间结构为V形。分子中大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，则SO2中的大π键应表示为　　　　　　　。
(4)石墨烯可采用化学方法进行制备，如采用六氯苯、六溴苯作为原料可制备石墨烯。下表给出了六氯苯、六溴苯、苯六酸(俗名为密石酸)的熔点和水溶性：
物质
熔点/℃ 231 325 287
水溶性 不溶 不溶 易溶
①六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是　　　　　　　。
②苯六酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显的差异，原因是　　　　　　　。
③苯六酸分子中C的杂化方式是　　　　。
(5)铌元素(Nb)为一种金属元素，其基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d45s1。下列不同Nb微粒的核外电子排布式中，失去最外层1个电子所需能量最小的是　　　　(填字母)。
a.[Kr]4d35s2 b.[Kr]4d25s15p2
c.[Kr]4d4 d.[Kr]4d3
(6)β MnSe的结构中Se为面心立方最密堆积，晶胞结构如图所示。若该晶体的晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA。则距离最近的两个锰原子之间的距离为　　　　 pm。
答案　(1)　(2)前者带2个正电荷，后者带3个正电荷，后者对电子的吸引力较大　(3)①4　CuFeS2　②　(4)①六溴苯的相对分子质量大于六氯苯，所以六溴苯的范德华力比六氯苯的强　②苯六酸含多个羧基，能与水形成分子间氢键　③sp2　(5)b　(6)a
解析　(3)①从晶胞结构看，每个Cu原子与4个S原子相连；晶胞中硫原子位于晶胞内部，数目为8，铁原子数目为6×＋4×＝4，铜原子数目为4×＋1＋8×＝4，含铜化合物的化学式为CuFeS2。②SO2中的大π键是由3个原子提供4个电子构成的，应表示为。(5)选项中各微粒失去一个电子，a、b为激发态的第一电离能，c为第二电离能，d为第三电离能，第一、二、三电离能依次增大，基态微粒的电离能大于激发态的，且5p能级的能量高于4d能级，所以失去最外层1个电子所需能量最小的是b。 (6)距离最近的两个锰原子之间的距离为面对角线的一半，即a pm。
19.(12分)(2025·济南高三模拟)金属及其化合物广泛应用于生产、生活等多个领域。回答下列问题：
Ⅰ.(1)基态Co原子的价层电子轨道表示式为　　　　　，[Co(NO2)6]3-中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　(填元素符号)；[Co(CN)6]4-是强还原剂，[Co(CN)6]4-中含有σ键与π键的数目之比为　　　　　。
(2)独立的NH3分子中，H—N—H键角为107.3°，如图是[Zn(NH3)6]2＋部分结构以及其中H—N—H键角，请解释[Zn(NH3)6]2＋中H—N—H键角变为109.5°的原因是　　　　　。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体，结构如图。
已知顺式甘氨酸铜能溶于水，反式甘氨酸铜难溶于水，原因可能是　　　　　。
Ⅱ.硫代硫酸盐可用于矿石提取银、鞣制皮革等。
(4)硫代硫酸根(S2)中心原子的杂化方式为　　　　　；硫代硫酸盐用于矿石提取银时形成[Ag(S2O3)2]3-，该配合物中提供孤电子对的原子为　　　　　(填字母)。
a.端基硫原子 b.中心硫原子
c.氧原子
答案　(1)　N>O>Co　1∶1
(2)氨分子与Zn2＋形成配合物后，孤电子对与Zn2＋成键，原孤电子对与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以H—N—H键角变大
(3)顺式甘氨酸铜分子极性大，反式甘氨酸铜分子极性较小
(4)sp3　a
解析　(1)钴元素的原子序数为27，基态原子的价层电子排布式为3d74s2，轨道表示式为；金属元素的第一电离能小于非金属元素，同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半满结构，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N>O>Co；六氰合钴离子中配位键属于σ键，氰酸根离子中的碳氮三键中含有1个σ键和2个π键，σ键与π键的数目之比为(6＋6)∶6×2＝1∶1。(3)由结构简式可知，顺式甘氨酸铜是极性分子，反式甘氨酸铜是非极性分子，根据相似相溶原理可知顺式甘氨酸铜易溶于极性溶剂水。(4)硫代硫酸根离子中中心硫原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，硫代硫酸根离子的端基硫原子与氧原子都有孤电子对，但是氧的电负性大于硫，对孤电子对的吸引力强，不易形成配位键，所以该配合物中提供孤电子对的原子为端基硫原子，故选a。单元检测四　物质结构与性质
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45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.(2024·天津，4)我国学者在碳化硅(SiC)表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是(　　)
A.SiC是离子化合物
B.SiC晶体的熔点高、硬度大
C.核素14C的质子数为8
D.石墨烯属于烯烃
2.下列化学用语或图示表达正确的是(　　)
A.H2O2的电子式：
B.NH3的VSEPR模型为
C.2pz电子云图为
D.基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为
3.(2024·山东淄博实验中学月考)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]结构如图所示，为白色晶体。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.(NH4)2S2O8属于离子化合物，其中硫元素的化合价为＋7
B.S2中S原子均为sp3杂化
C.N中含有配位键，空间结构为正四面体形
D.(NH4)2S2O8具有强氧化性，可作杀菌消毒剂
4.(2025·重庆高三模拟)尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥。下列说法正确的是(　　)
A.σ键与π键的数目之比为6∶1
B.C、N原子的杂化方式均为sp2
C.尿素分子间存在范德华力和氢键
D.第一电离能：O>N>C
5.(2024·河北模拟预测)黑火药爆炸时的主要反应为S＋2KNO3＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑。已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下，5.6 L N2或CO2中均含有0.5NA个π键
B.1 mol基态S原子中含有NA个未成对电子
C.10.1 g KNO3中含有0.4NA个σ键
D.1.1 g K2S中含有0.01NA个阳离子
6.物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配不正确的是(　　)
选项 性质差异 原因解释
A I2在溶剂中的溶解度：CCl4>H2O 相似相溶原理
B 酸性：CF3COOH>CH3COOH 羧基中羟基的极性
C 熔点：金刚石>金刚砂 共价键的键能
D. 稳定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋ 配体的稳定性
7.(2024·杭州一模)X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Z与M同主族，Y与Z核电荷数相差1，基态Z原子的p轨道半充满，下列说法正确的是(　　)
A.沸点：MX3>ZX3
B.原子半径：M>Z>Y>X
C.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>M
D.键角：Z2X4中的∠XZX>Y2X4中的∠XYX
8.(2025·河北邢台高三模拟)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，已知W、X、Y三种元素的原子序数呈等差数列，X的电负性在元素周期表中最大，Y的原子序数是W的2倍，Z的某种化合物具有臭鸡蛋气味。下列说法正确的是(　　)
A.离子半径：X>Y>Z
B.第一电离能：W>X>Z
C.YX2中既有共价键又有离子键
D.仅由W、X形成的二元化合物均难溶于水
9.(2024·杭州一模)从结构探析物质性质和用途是学习化学的有效方法。下列实例与解释不相符的是(　　)
选项 实例 解释
A 将95%乙醇加入Cu(NH3)4SO4溶液中析出深蓝色晶体 乙醇极性较小，降低了Cu(NH3)4SO4的溶解性
B 铁丝在酒精喷灯上灼烧，焰色无明显变化 铁原子的核外电子在灼烧时没有发生跃迁
C DNA中碱基A与T、G与C的互补配对 分子间氢键作用实现了超分子的分子识别
D 熔点：C2H5NH3NO310.(2024·广西，7)如图所示的铼配合物离子能电催化还原WY2。短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。标准状况下，WY和X2是等密度的无色气体，Z2是黄绿色气体。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能：X>Y
B.图中X原子的杂化方式为sp2
C.Z元素以原子的形态与Re2＋配位
D.Y的电负性大于W，WY中的化学键是极性键
11.(2024·福建，3)某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素，Z的单质为空气的主要成分之一。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能：X>Y>Z
B.最简单氢化物沸点：YC.键长：Y—Y>Y—Z>Y—Q
D.Y的最高价氧化物对应水化物在水中电离：HnYOmHn-1＋H＋
12.(2024·重庆，10)储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示，MgH2的摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　)
A.H-的配位数为2
B.晶胞中含有2个Mg2＋
C.晶体密度为 g·cm-3
D.Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之间的距离为 nm
13.(2024·山西大学附属中学月考)某钠盐的结晶水合物由短周期元素构成，其阴离子结构如图。已知：X无最高正化合价，三种元素中Y的原子半径最小，X和Z同周期。下列说法正确的是(　　)
A.X不存在同素异形体
B.NaZY4固体溶于水可产生Y2
C.X、Y、Z三种元素中电负性最大的是Z
D.该钠盐可能具有较强还原性
14.钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3在太阳能电池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构如图1所示，B代表Pb2＋。设NA为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为ρ g·cm-3。下列说法错误的是(　　)
A.N、I、Pb均属于p区元素
B.CH3N与Pb2＋之间能形成配位键
C.该晶胞参数a为×1010 pm
D.若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示
15.(2025·山西高三模拟)锰酸锂(LiMnxOy)(相对分子质量为M g·mol-1)是新型锂离子电池常用的正极材料，其晶胞如图甲所示。甲可看作是由图中相邻A、B两种基本单元交替结合而成(顶面的Li＋已标注，其余位置的Li＋未画出)，O2-、Mn3＋、Mn4＋均位于单元中体对角线上离顶点处，已知形成晶体的晶胞参数(晶胞边长)为a pm。
下列说法错误的是(　　)
A.LiMnxOy中的x、y分别为2、4
B.图甲中箭头所指的B单元中离标★位置的Li＋距离最远的锰离子(Mn3＋或Mn4＋)的原子分数坐标为(，，)
C.晶体的密度表达式为 g·cm-3
D.图A中位于体心的Li＋与O2-的距离为a pm
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(14分)(2024·北京交通大学附属中学月考)磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。
(1)磷在元素周期表中的位置是　　　　；基态磷原子价层电子排布式是　　　　　。
(2)磷元素有白磷、黑磷等常见的单质。
①白磷(P4)是分子晶体，易溶于CS2，难溶于水，可能原因是　　　　　　　。
②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体是与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是　　　　(填字母)。
a.黑磷与白磷互为同分异构体
b.黑磷属于混合型晶体
c.黑磷能导电
d.黑磷中磷原子采取sp2杂化
(3)Fe3＋与水会形成黄色的配离子[Fe(OH)]2＋，为避免颜色干扰，常在Fe3＋溶液中加入H3PO4形成无色的[Fe(PO4)2]3-，此配离子中　　　　(填化学式)是中心离子，P的空间结构是　　　　　。
(4)第ⅢA族磷化物均为共价化合物，被广泛用于高温技术、新型电子产品等领域。
①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2 000 ℃、1 070 ℃，从结构角度说明其熔点差异的原因：　　　　　　　。
②磷化硼是一种半导体材料，晶胞结构如图所示，磷化硼的化学式是　　　　。
17.(13分)(2024·广州执信中学月考)CuInS2是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料。回答下列问题：
(1)49In在元素周期表中的位置是第　　　　周期第　　　　族。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，一种自旋状态用＋表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态S原子，其所有价层电子自旋磁量子数的代数和的绝对值为　　　　。
(3)Cu2＋形成的某种配合物A的结构如图所示。
①配合物A中Cu的配位数是　　　　，已知在配合物A中与Cu相连的4个配位原子处在一个平面内，则Cu原子采用的杂化方式为　　　　(填字母)。
A.sp2　　　B.sp3　　　C.dsp2
②A与足量稀盐酸反应时，配位键被破坏，生成CuCl2和　　　　　　(写结构简式)。
(4)CuInS2(相对分子质量为Mr)的晶胞结构如图a所示，阿伏加德罗常数的值为NA，则CuInS2晶体的密度为　　　　g·cm-3(列计算式)，图b为Cu原子沿z轴方向在xy平面投影的位置，在图b中画出S原子沿该方向的投影位置(用“”表示S原子)。
18.(16分)过渡金属广泛应用于材料、催化剂、电导体等，是化学工作者重点研究的对象。我国科学家成功研制出一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂材料；成功制备出砷化铌纳米带，并观测到其表面态具有百倍于金属铜薄膜和千倍于石墨烯的导电性。请回答下列问题：
(1)基态Cu2＋的价层电子轨道表示式为　　　　　　　。
(2)配离子的颜色与d d电子跃迁的分裂能大小有关，1个电子从较低的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d的分裂能，用符号Δ表示。则分裂能Δ[Co(H2O)6]2＋小于Δ[Co(H2O)6]3＋，理由是　　　　　。
(3)某含铜化合物的晶胞如图所示，晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直。
①晶胞中每个Cu原子与　　　　　个S原子相连，含铜化合物的化学式为　　　　　　。
②该晶体高温煅烧生成SO2分子的空间结构为V形。分子中大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)，则SO2中的大π键应表示为　　　　　　　。
(4)石墨烯可采用化学方法进行制备，如采用六氯苯、六溴苯作为原料可制备石墨烯。下表给出了六氯苯、六溴苯、苯六酸(俗名为密石酸)的熔点和水溶性：
物质
熔点/℃ 231 325 287
水溶性 不溶 不溶 易溶
①六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是　　　　　　　。
②苯六酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显的差异，原因是　　　　　　　。
③苯六酸分子中C的杂化方式是　　　　。
(5)铌元素(Nb)为一种金属元素，其基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d45s1。下列不同Nb微粒的核外电子排布式中，失去最外层1个电子所需能量最小的是　　　　(填字母)。
a.[Kr]4d35s2 b.[Kr]4d25s15p2
c.[Kr]4d4 d.[Kr]4d3
(6)β MnSe的结构中Se为面心立方最密堆积，晶胞结构如图所示。若该晶体的晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA。则距离最近的两个锰原子之间的距离为　　　　 pm。
19.(12分)(2025·济南高三模拟)金属及其化合物广泛应用于生产、生活等多个领域。回答下列问题：
Ⅰ.(1)基态Co原子的价层电子轨道表示式为　　　　　，[Co(NO2)6]3-中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　(填元素符号)；[Co(CN)6]4-是强还原剂，[Co(CN)6]4-中含有σ键与π键的数目之比为　　　　　。
(2)独立的NH3分子中，H—N—H键角为107.3°，如图是[Zn(NH3)6]2＋部分结构以及其中H—N—H键角，请解释[Zn(NH3)6]2＋中H—N—H键角变为109.5°的原因是　　　　　。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体，结构如图。
已知顺式甘氨酸铜能溶于水，反式甘氨酸铜难溶于水，原因可能是　　　　　。
Ⅱ.硫代硫酸盐可用于矿石提取银、鞣制皮革等。
(4)硫代硫酸根(S2)中心原子的杂化方式为　　　　　；硫代硫酸盐用于矿石提取银时形成[Ag(S2O3)2]3-，该配合物中提供孤电子对的原子为　　　　　(填字母)。
a.端基硫原子 b.中心硫原子
c.氧原子

展开更多......

收起↑