2020(届)高考(人教)化学：物质的结构和性质二轮练习题附答案

2020（届）高考（人教）化学：物质的结构与性质二轮练习题附答案专题：物质的结构与性质
1、下列说法正确的是（）
A．离子晶体中可能含有共价键，一定含有金属元素
B．分子晶体中可能不含共价键
C．非极性分子中一定存在非极性键
D．对于组成和结构相似的分子晶体，一定是相对分子质量越大，熔沸点越高【答案】B
【解析】
2、(1)在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。

下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是（）
A．Li，F B．Na，F C．Na，C1 D．Mg，O
(2)下列有关物质性质，结构的表述均正确，且存在因果关系的是：
A.答案A
B. 答案B
C. 答案C
D. 答案D
(3)下列说法中错误的是（）
A．SO2，SO3都是极性分子
B．在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强
D．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大，熔点高，硬度大的特性
(4)已知A，B，C，D和E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。

A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。

B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1—18列中的第7列元素。

D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如右图。

请回答：
①A元素的名称是；
②B的元素符号是，C的元素符号是，B与A形成的化合物比C与A形成的化合物沸点高，其原因是；
③E属元素周期表中第周期，第族的元素，其元素名称是，它的+2价离子的电子排布式为；
④从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为；该离子化合物晶体的密度为ag·cm-3，则晶胞的体积是(只要求列出算式)。

【答案】(1)B (2)B
(3)A
(4)①氢②F Cl 氟化氢分子间存在氢键，氯化氢分子间没有氢键③四VIIB 锰1s22s22p63s23p63d5④CaF2
【解析】(1)金属性最强和非金属性最强的元素形成共价键的可能最小，选择B；
(2)I2为非极性分子，水为极性分子，与分子间作用力无关，A错误；Pb的原子半径比C的大，元素的非金属性比C弱，对应的氢化物的稳定性较弱，B正确；同一主族元素的最外层电子数相同，但化合价不一定相同，如O无正价，但S 的最高正价为+6价，C错误；共价化合物类型的电解质的水溶液能导电，电解质既有离子化合物，也有共价化合物，故D错误；
(3)O3中心原子是sp3杂化，空间构型是平面三角形分子，因此它是非极性分子，A错误；B正确，NH4+中一个H原子与N原子存在配位键，NH3与Cu之间以配位键连接；C正确；D正确，为原子晶体的特征；
(4)①②③E是周期表中1~18列中的第7列元素, 又前36号的元素，基本推知E 为25号元素Mn，依题意D为Ca，根据晶胞结构利用均摊法可知该晶胞中有4个D，8个B。

推知BD形成D(B)2物质，这样说明B位于第VIIA族，加上B 和C属同一主族，可知B为F，C为Cl。

A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族只能是H。

④突破口在E，是周期表中1~18列中的第7列元素, 又为前36号的元素，E为25号元素Mn，这样依题意D为Ca，根据晶胞结构利用均摊法可知该晶胞中有4个D，8个B，推知BD形成D(B)2物质，这样说明B位于第VIIA族，加上B和C属同一主族，可知B为F。

化学式为CaF2，
晶胞的体积为。

3、东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。

回答下列问题：(1)镍元素基态原子的电子排布式为
______________________________________，
3d能级上的未成对电子数为________。

(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。

①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。

②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。

③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是________；氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为
________。

(3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：I Cu＝1 958 kJ·mol–1、I Ni＝1 753 kJ·mol－1，I Cu>I Ni的原因是
_________________________________________________________。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。

②若合金的密度为d g·cm –3，晶胞参数a ＝________nm 。

答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 84s 2或[Ar]3d 84s 2 2
(2)①正四面体 ②配位键 N
③高于 NH 3分子间可形成氢键 极性 sp 3
(3)金属 铜失去的是全充满的3d 10电子，镍失去的是4s 1电子
(4)①3∶1 ②⎣
⎢⎡⎦
⎥⎤2516.02×1023×d 13×107 4、硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。

回答下列问题：
(1)基态Si 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________，电子数为________。

(2)硅主要以硅酸盐，________等化合物的形式存在于地壳中。

(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以____________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献____________个原子。

(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH 4)分解反应来制备。

工业上采用Mg 2Si 和NH 4Cl 在液氨介质中反应制得SiH 4，该反应的化学方程式为__________________。

(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_______________。

②SiH 4的稳定性小于CH 4，更易生成氧化物，原因是______________________。

(6)在硅酸盐中，SiO 44-四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状，链状，层状，骨架网状四大类结构型式。

图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中Si 原子的杂化形式为______________，Si 与O 的原子数之比为
______________化学式为________________。

【答案】(1)M 9 4
(2)二氧化硅
(3)共价键3
(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。

而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键(6)sp31∶3 [SiO3](或SiO)
【解析】(1)Si的最外层为M层，能量最高，最外层有4个电子，排布为3s23p2，M层有1个s轨道，3个p轨道，5个d轨道，共9个轨道；
(2)Si在自然界中以化合态存在，主要以硅酸盐和SiO2的形式存在；
(3)金刚石晶胞的面心上各有一个原子，面上的原子对晶胞的贡献是；
(4)反应方程式为Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2；
(5)表给出了许多键能数据，解释物质的存在，稳定性都要从表格数据中挖掘有效信息——同类型的化学键键能的大小。

①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H
键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成；
②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。

而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键；
(6)在多硅酸根中每个硅原子都与4个O形成4个Si—O单键，因而Si原子都是sp3杂化；观察图(b)可知，每个四面体通过两个氧原子与其它四面体连接形成链状结构，因而每个四面体中硅原子数是1，氧原子数＝2＋2×＝3，即Si与O的原子个数比为1∶3，化学式为[SiO3]。

5、锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。

回答下列问题：
(1)Zn原子核外电子排布式为________________。

(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn 和Cu 组成。

第一电离能I 1(Zn)________I 1(Cu)(填“大于”或“小于”)。

原因是
_____________________________________________________。

(3)ZnF 2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF 2不溶于有机
溶剂而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是
________________________________________。

(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO 3)入药，可用于治疗皮肤
炎症或表面创伤。

ZnCO 3中，阴离子空间构型为________，C 原子的杂化形式为
________。

(5)金属Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为
______________。

六棱柱底边边长为a cm ，高为c cm ，阿伏加德罗常数的值为N A ，Zn 的密度为________g·cm －3(列出计算式)。

答案：(1)[Ar]3d 104s 2
(2)大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子
(3)离子键 ZnF 2为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为主、
极性较小
(4)平面三角形 sp 2
(5)六方最密堆积(A 3型) 65×6N A ×6×34×a 2c
6、钛呈银白色，因它坚硬、强度大、耐热、密度小，被称为高技术金属。

目前生产钛采用氯化法，即将金红石或钛铁矿与焦炭混合，通入氯气并加热制得TiCl 4：
2FeTiO 3＋7Cl 2＋6C =====1173 K 2TiCl 4＋2FeCl 3＋6CO ； TiO 2＋2Cl 2＋2C =====1173 K
TiCl 4＋2CO
将TiCl 4蒸馏并提纯，在氩气保护下与镁共热得到钛：TiCl 4＋
2Mg =====1220～1420 K
Ti ＋2MgCl 2
MgCl 2和过量Mg 用稀盐酸溶解后得海绵状钛，再在真空熔化铸成钛锭。

请回答下列问题：
(1)基态钛原子的价电子排布式为
__________________________________________________________。

(2)与CO 互为等电子体的离子为__________________(填化学式)。

(3)在CH 2Cl 2、C 6H 6、CO 2、C 2H 4中，碳原子采取sp 杂化的分子有________。

(4)TiCl 4在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。

则TiCl 4属于________(填“原子”“分子”或“离子”)晶体。

(5)与钛同周期的另一种元素钴(Co)可形成分子式均为Co(NH 3)5BrSO 4的两种配合物，其中一种化学式为[Co(NH 3)5Br]SO 4，往其溶液中加BaCl 2溶液时，现象是________；往另一种配合物的溶液中加入BaCl 2溶液时，无明显现象，若加入AgNO 3溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为
______________。

(6)在自然界中TiO 2有金红石、板钛矿、锐钛矿三种晶型，其中金红石的晶胞如下图所示，则其中Ti 4＋的配位数为________________。

答案 (1)3d 24s 2 (2)CN －(或NO ＋、C 2－2) (3)CO 2
(4)分子 (5)产生白色沉淀 [Co (NH 3)5SO 4]Br (6)6
解析 (1)钛为22号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d 24s 2，则基态钛原子的价电子排布式为3d 24s 2。

(2)CO 为双原子分子，价电子总数为10，则CO 的等电子体为离子的为：CN －
(或NO ＋、C 2－2)。

(3)在CH 2Cl 2、C 6H 6、CO 2、C 2H 4中，分子构型分别为四面体形、平面正六边形、直线形、平面形，所以碳原子的杂化方式分别为sp 3、sp 2、sp 、sp 2杂化，
采取sp杂化的分子有CO2。

(4)因TiCl4在常温下是无色液体，说明熔点低，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟，说明钛离子为弱碱阳离子，由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子，晶体类型属于分子晶体。

(5)由[Co(NH3)5Br]SO4可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合成白色沉淀，加入BaCl2溶液时，无明显现象，说明硫酸根离子在内界，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，说明
溴离子在外界，因此另一配合物的化学式为[Co(NH3)5SO4]Br。

(6)观察晶胞结构，可知每个钛周围距离最近的氧原子有6个，即钛的配位数为6。

7、铁氰化钾，化学式为K3[Fe(CN)6]，主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。

其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。

（1）基态K原子核外电子排布简写式为___________。

K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是_________，各元素的第一电离能由大到小的顺序为________________________。

（2）(CN)2分子中存在碳碳键，则分子中σ键与π键数目之比为_______。

KCN 与盐酸作用可生成HCN，HCN的中心原子的杂化轨道类型为_________。

（3）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为为376 K，其固体属于_____晶体。

（4）右图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。

①铁采纳的是a堆积方式.铁原子的配位数为_____，该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为____(用含π的最简代数式表示)。

②常见的金属铝采纳的是b堆积方式，铝原子的半径为r pm，则其晶体密度为_____g·cm-3(用含有r、N A的最简代数式表示)。

【答案】(1). [Ar]4s1(2). Fe(铁) (3). N>C>Fe>K
(4). 3:4 (5). sp (6). 分子(7). 8 (8). (9).
【解析】（1）钾(K)为19号元素，原子核外共有19个电子，由于3p和4s轨道
能级交错，第19个电子填入4s轨道而不填入3p轨道，基态K原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1简写为：[Ar]4s1；Fe原子的基态电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d64s2，C原子的基态电子排布式为：1s22s22p2，N原子的基态电子排布式为：1s22s22p3，则K、Fe、C、N基态原子核外未成对电子数依次为：1、4、2、3，所以K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是Fe(铁)。

第一电离能是原子失去最外层的一个电子所需能量，第一电离能主要体现的是元素失电子的能力，C、N为非金属元素都较难失电子，C、N 同周期，N原子序数大于C，且N最外层2p能级容纳3的电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能也高于同周期相邻元素；K、Fe是金属元素都较易失电子，且K比Fe活泼，故K的第一电离能小于Fe的第一电离能，综上分析，各元素的第一电离能由大到小的顺序为：N>C>Fe>K。

（2）(CN)2分子中存在碳碳键，结构式为N C-C N，共价单键是σ键，共价三键中含有2个π键1个σ键，则分子中σ键与π键数目之比为3:4。

HCN的结构式为H-C N，所以碳为中心原子，形成4个共价键，没有孤电子对，碳的价层电子对为2，sp杂化。

（3）Fe(CO)5的熔点为253K，沸点为376K，熔沸点比较低，属于分子晶体。

（4）①铁的a堆积方式为体心立方堆积，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，所以铁的配位数为8；如图所示：
，晶胞中铁原子数为：8×+1×=2，体心立方晶胞中
r=，所以铁原子总体积=2×=2×=，晶胞体积=a3，则该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为。

②②铝的b堆积方式为面心立方堆积，晶胞中含有Al原子数为：8×+6×=4，则晶胞质量为：g；该晶胞结构侧面可用如图表示：，铝原子半径
rpm=r×10-10cm，设晶胞边长为acm，晶胞边长a与铝原子的半径为r的关系为：2a2=(4r×10-10)2，解得a=r×10-10，所以晶胞体积为：(r×10-10)3cm3，根据密
度=质量÷体积，则晶体密度为：g÷(r×10-10)3cm3=g·cm-3。