【大师珍藏】高三化学一轮单元卷：第十八单元 物质结构及性质 A卷

一轮单元训练金卷·高三·化学卷（A ）
第十八单元 物质结构及性质
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题（每小题3分，共48分）
1．(2018届上海浦东六校调研)下列化学用语的表述错误的是
A ．18O 2－
离子的结构示意图：
B ．甲烷分子的比例模型：
C ．二氧化碳分子的电子式：∶O ····
∶C ∶O ····
∶ D ．氮原子核外电子排布的轨道表示式：
2．下列说法中正确的是 A ．所有非金属元素都分布在p 区 B ．最外层电子数为2的元素都分布在s 区
C ．元素周期表中第ⅢB 族到第ⅡB 族10个纵行的元素都是金属元素
D ．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化
3．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d 74s 2”，由此可以推断 A ．它位于周期表的第四周期ⅡA 族
B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2
D．Co位于周期表中第9列
4．下列说法中不正确的是
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，两个π键
5．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。

则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是
A．sp，范德华力B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键D．sp3，氢键
6．下列说法中正确的是
A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
7．下列晶体分类中正确的一组是
8．氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是
A．AlON和石英的化学键类型相同
B．AlON和石英晶体类型相同
C．AlON和Al2O3的化学键类型不同
D．AlON和Al2O3晶体类型相同
9．下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是
10．下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是
A．C、D、E的氢化物的稳定性：C>D>E
B．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C．元素B、C之间不可能形成化合物
D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
11．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。

人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是
A．CH4和NH＋4是等电子体，键角均为60°
B．NO－3和CO2－3是等电子体，均为平面三角形结构
C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构
D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
12．某化合物的分子式为AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3°。

下列推断不正确的是A．AB2分子的立体构型为V形
B．A—B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子
C．AB2与H2O相比，AB2的熔点、沸点比H2O的低
D．AB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键
13．通常状况下，NCl3是一种油状液体，其分子立体构型与氨分子相似，下列对NCl3的有关叙述正确的是
A．NCl3分子中N—Cl键的键长比CCl4分子中C—Cl键的键长长
B．NCl3分子是非极性分子
C．NCl3分子中的所有原子均达到8电子稳定结构
D．NBr3比NCl3易挥发
14．如图为碘晶体晶胞结构。

下列有关说法中正确的是
A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
15．下列关于CaF2的表述正确的是
A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
B．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点低于CaCl2
C．阴、阳离子数之比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同
D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
16．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是
A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④
二、非选择题（共52分）
17．铁氮化合物(Fe x N y)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。

某Fe x N y的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

（1）Fe3＋基态核外电子排布式为。

（2）丙酮分子中碳原子轨道的杂化类型是，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为。

（3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为。

（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为。

（5）某Fe x N y的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu 替代型产物Fe(x－n)Cu n N y。

Fe x N y转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为。

18．（1）Na＋与Ne互为等电子体，电离能I2(Na) I1(Ne)(填“<”“＝”或“>”)。

（2）第四周期中，与Al原子未成对电子数相同的金属元素有种。

气态氯化铝的分子组成为(AlCl3)2，分子中所含的化学键类型有，Al原子的杂化方式为。

（3）可燃冰是天然气水合物，具有笼形结构如图A(表面的小球是水分子，内部的大球是甲烷分子)。

水分子成笼的作用力是，图A中最小的环中连接的原子总数是。

可燃冰晶体具有多种笼状结构，其中一种由1个图A所示笼分别用2个面与另外两个相同的笼共面而成，则中间笼实际占有个水分子。

（4）金属镁晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积(如图B所示)，晶胞可用图C表示。

设金属镁的原子半径为a cm，晶胞的高为b cm，则该晶体的空间利用率为(写出计算式)；设晶胞中A 点原子的坐标为(0，0，0)，C点原子的坐标为(2a，0，0)，D点原子的坐标为(0，0，b)，则B点原子的坐标为。

19．A、B、C、D、E、F、G是前四周期元素，原子序数依次增大，根据表中提供的有关信息，回答问题：
（1）E元素在周期表中的位置是，F元素原子最外层电子排布式为，BD2的立体构型为。

（2）由D、E、F三种元素形成的一种常见物质的水溶液显碱性，用离子方程式表示其显碱性的原因：。

（3）氢化物稳定性：B D；最高价氧化物对应的水化物酸性：C F。

(填“＜”或“＞”)
（4）每个B2A4分子中含有个σ键，个π键。

（5）G和A可形成化学式为GA的一种晶体，晶胞结构如图所示。

若该晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为N A，GA的密度为g·cm－3(用含a和N A的式子表示)。

20．钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景。

（1）基态Fe原子有个未成对电子，在基态Ti2＋中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体。

下列说法正确的是。

A．NH＋4与PH＋4、CH4、BH－4、ClO－4互为等电子体
B．相同条件下，NH3的沸点比PH3的沸点高，且NH3的稳定性强
C．已知NH3与NF3都为三角锥形分子，则N原子都为sp3杂化方式且氮元素的化合价都相同
（3）氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的NaCl型晶体结构，其晶胞结构如图所示。

①设氮化钛晶体中Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则与该Ti原子最邻近的Ti 的数目为，Ti原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为，数目为。

②已知在氮化钛晶体中Ti原子的半径为a pm，N原子的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子的空间利用率为。

③碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式为。

一轮单元训练金卷·高三·化学卷（A ）
第十八单元 物质结构及性质
答 案
一、选择题（每小题3分，共48分） 1．【答案】C
【解析】O 元素是8号元素，离子的结构示意图为，故A 正确；甲烷是正四面体结构，分
子的比例模型为
，故B 正确；二氧化碳中C 元素采用sp 杂化，形成C==O ，电子式为O ····
∶∶C ∶∶
O ··
··
，故C 错误；氮为7号元素，原子核外电子排布的轨道表示式为
，故D 正确。

2．【答案】C
【解析】非金属元素中氢在s 区，其余非金属元素均分布在p 区，A 项错误；最外层电子数为2的元素可能在s 区(如Mg)、p 区(如He)或d 区(如Ti 、Fe)等，B 项错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，属递变性质而不是周期性变化，D 项错误。

3．【答案】D
【解析】从左向右数，应为过渡元素，A 项错误；“3d 74s 2”为Co 的价电子排布，其简写式中也要注明3d 轨道，B 项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失去4s 上的电子，Co 2＋
的价电子
排布式为3d 7，C 项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D 项正确。

4．【答案】C
【解析】单键均为σ键，双键和三键中各存在一个σ键，其余均为π键。

稀有气体单质中，不存在化学键。

5．【答案】C
【解析】由石墨的晶体结构知C 原子为sp 2杂化，故B 原子也为sp 2杂化，由于B(OH)3中B 原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。

6．【答案】D
【解析】A 项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引6个带相反电荷的离子，如CsCl 晶体中每
个Cs＋吸引8个Cl－；B项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；C项，分子晶体不一定是液态或气态，可能为固态，如I2、S8等。

7．【答案】C
【解析】A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。

8．【答案】D
【解析】AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。

9．【答案】A
【解析】同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错；HF分子间存在氢键，所以HF沸点最高，C错；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错。

10．【答案】D
【解析】根据电负性和最低化合价，推知A为C元素、B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F元素。

A项，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl；B项，元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2，2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同；C项，S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成S2Cl2等化合物；D项，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。

11．【答案】B
【解析】甲烷是正四面体形结构，键角是109°28′，A错；NO－3和CO2－3是等电子体，均为平面三角形结构，B对；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错；苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6分子中也存在，D错。

12．【答案】B
【解析】根据A、B的电负性值及所处位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。

O—F键为极性共价键。

因为OF2分子的键角为103.3°，OF2分子中键的极性不能抵消，所以为极性分子。

13．【答案】C
【解析】因碳原子半径比氮原子的大，故N—Cl键的键长比C—Cl键的键长短；NCl3分子立体
构型类似NH 3，故NCl 3是极性分子；NBr 3与NCl 3二者结构相似，由于NBr 3的相对分子质量较大，分子间作用力较大，所以NBr 3的沸点比NCl 3高，因此NBr 3比NCl 3难挥发。

14．【答案】A
【解析】在立方体的顶面上，有5个I 2，4个方向相同，结合其他面考虑可知A 选项正确；每个晶胞中有4个碘分子，B 选项错误；此晶体是分子晶体，C 选项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，D 选项错误。

15．【答案】D
【解析】Ca 2＋
与F －
之间既有静电吸引作用，也有静电排斥作用，A 错误；离子所带电荷相同，F
－
的离子半径小于Cl －
，所以CaF 2晶体的晶格能大，熔点高，B 错误；晶体构型还与离子的大小有关，
所以阴、阳离子数之比为2∶1的物质，不一定与CaF 2晶体构型相同，C 错误；CaF 2中的化学键为离子键，在熔融状态下发生电离，因此CaF 2在熔融状态下能导电，D 正确。

16．【答案】B
【解析】①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，④为面心立方最密堆积，②与③判断有误，A 错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×18＝1，②8×18＋1＝2，③8×1
8＋1＝2，
④8×18＋6×1
2＝4，B 正确；晶胞③中原子的配位数应为12，其他判断正确，C 错误；四种晶体的空间
利用率分别为52%、68%、74%、74%，D 错误。

二、非选择题（共52分）
17．【答案】（1）[Ar]3d 5或1s 22s 22p 63s 23p 63d 5 （2）sp 2和sp 3 9N A （3）H ＜C ＜O （4）乙醇分子间存在氢键 （5）Fe 3CuN
【解析】（1）Fe 为26号元素，Fe 3＋
基态核外电子排布式为[Ar]3d 5或1s 22s 22p 63s 23p 63d 5。

（2）甲
基上的碳原子为sp 3杂化，羰基上的碳原子为sp 2杂化。

单键全为σ键，1个双键中含有1个π键和1个σ键，故1 mol 丙酮中含有9 mol σ键。

（3）非金属性：H ＜C ＜O ，则电负性：H ＜C ＜O 。

（4）乙醇中的羟基之间可以形成分子间氢键，故沸点高于丙酮。

（5）能量越低越稳定，从图2知，Cu 替代a 位置Fe 型会更稳定，其晶胞中Cu 位于8个顶点，N (Cu)＝8×18＝1，Fe 位于面心，N (Fe)＝6×1
2＝3，
N 位于体心，N (N)＝1，其化学式为Fe 3CuN 。

18．【答案】（1）> （2）4 共价键、配位键 sp 3 （3）氢键 10 15 （4）4πa 33b
×100% (a ，3a 3，b 2
) 【解析】（1）由于钠离子的正电性较强，对核外电子的吸引力比氖更强，想失去电子需要更多的能量，因此钠的第二电离能比氖的高，即电离能I 2(Na)＞I 1(Ne)；（2）第四周期中，与Al 原子未成对电子数相同的金属元素有4种。

气态氯化铝的分子组成为(AlCl 3)2，分子中所含的化学键类型有共价键、配位键，Al 原子的杂化方式为sp 3杂化；（3）水分子成笼的作用力是氢键，图A 中最小的环中连接的原子总数是10；可燃冰晶体具有多种笼状结构，其中一种由1个图A 所示笼分别用2个面与另外两个相同的笼共面而成，则中间笼有10个水分子不分摊，两个面与另外笼共面，面为正五边
形，有5个水分子，则实际占有10＋5×2×12
＝15个水分子；（4）六方最密堆积的晶胞不再是立方结构。

晶胞上、下两个底面为紧密堆积的四个原子中心连成的菱形，边长为2a ，夹角分别为60°、120°，
底面积s ＝(2a )2×sin 60°＝23a 2 cm 2，晶胞的体积为23a 2b cm 3，晶胞中镁原子的总体积为2×43
πa 3＝83πa 3，空间利用率＝83πa 323a 2b ×100%＝4πa 33b
×100%。

19．【答案】（1）第三周期第ⅠA 族 3s 23p 5 直线形
（2）ClO －＋H 2OHClO ＋OH －
（3）＜ ＜ （4）5 1 （5）260a 3N A
【解析】据表格信息可知：A 为氢元素，B 为碳元素，D 为氧元素，E 为钠元素，F 为氯元素，G 为铜元素，又A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 原子序数依次增大，则C 为氮元素。

（5）CuH 晶体中，1个晶胞占用Cu ：8×18＋6×12＝4，占用H ：4，故1个晶胞质量为65×4N A
g ，晶胞密度为65×4a 3N A
g·cm －3。

20．【答案】（1）4 9 （2）B
（3）①12 3r 8 ②2π3×a 3＋b 3（a ＋b ）3×100% ③Ti 4CN 3 【解析】（1）Fe 基态原子电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2，在3d 轨道有4个未成对电子；基态Ti 2＋
的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 2，最高能层为M 层，M 能层含有1个3s 轨道、3个3p 轨道和5个3d 轨道，共有9个原子轨道。

（2）A.等电子体为原子数相等和价电子数相等的分子或离子，
NH ＋4与PH ＋4、CH 4、BH －4均含有5个原子，且价电子数均为8，为等电子体，而ClO －4价电子数为32，不属于等电子体，故A 错误；B.分子间存在氢键时物质的熔、沸点高，氨气中含有氢键，PH 3中不含氢键，所以NH 3的沸点比PH 3的高，元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性N 比P 强，所以氨气比磷化氢稳定，故B 正确；C.NH 3与NF 3分子中N 原子含有3个共用电子对和一对孤电子对，所以其价层电子对数是4，都采用sp 3杂化，NH 3中N 元素为－3价，NF 3中N 元素为＋3 价，化合价不同，故C 错误。

（3）①根据氮化钛晶体可知，在三维坐标中，与Ti 原子最邻近的Ti ：每一个形成的面上有4个Ti 原子，则一共有12个Ti 原子；若Ti 原子位于顶点，被8个晶胞共有，即Ti 元素与跟它次邻近的N 原子个数为8；Ti 原子与跟它次邻近的N 原子之间的距离为晶胞体对角线的
一半，距离为3r ；②氮化钛晶胞为面心立方最密堆积，晶胞中共含有4个Ti 和4个N ，体积为43
π(a 3＋b 3)×4，晶胞的边长为2a ＋2b ，晶胞体积为(2a ＋2b )3，氮化钛晶体中原子的空间利用率为43π（a 3＋b 3）×4（2a ＋2b ）3×100%＝2π3×a 3＋b 3（a ＋b ）3×100%；③利用均摊法可知，晶胞中含有碳原子数为8×18＝1，含有氮原子数为6×12＝3，含有钛原子数为12×14
＋1＝4，所以碳、氮、钛原子数之比为1∶3∶4，则化合物的化学式为Ti 4CN 3。