（湘教考苑）（新课标）2023高考化学一轮复习 第十二章 物质的结构与性质单元过关检测 新人教版

第十二章物质的结构与性质单元过关检测一、选择题(本题包括7小题，每小题5分，共35分)1.(2014·安徽卷)CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应：下列有关三聚氰酸的说法正确的是()A.分子式为C3H6N3O3B.分子中既含有极性键，也含有非极性键C.属于共价化合物D.生成该物质的上述反应为中和反应解析：根据三聚氰酸的结构简式，可知其分子式为C3H3N3O3，A错误；B.根据原子间的连接方式可知，三聚氰酸中只有极性键，B错误；C.根据三聚氰酸的组成可知其属于共价化合物，C正确；D.NH3不属于碱，CO2不属于酸，所以该反应不属于酸碱中和反应。答案：C2.(双选)(2014·海南卷)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是()A.SiX4难水解B.SiX4是共价化合物C.NaX易水解D.NaX的熔点一般高于SiX4解析：SiX4易水解，但NaX中除NaF外，NaCl，NaBr，NaI都不水解；因为SiX4是共价化合物，通常为分子晶体，而NaX是离子化合物，是离子晶体，所以NaX的熔点一般高于SiX4。答案：BD3.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是()A.三角锥形、sp3B.V形、sp2C.平面三角形、sp2D.三角锥形、sp2解析：SOCl2分子中S原子的杂化轨道数为1+3=4，S原子采取sp3\n杂化，由于孤电子对占据一个杂化轨道，分子构型为三角锥形。答案：A4.(2015·东北师大附中模拟)化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3，下列说法正确的是()A.NH3与BF3都是三角锥形B.NH3与BF3都是极性分子C.NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构D.NH3·BF3中，NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道解析：NH3是三角锥形，而BF3是平面三角形结构，B位于中心，因此，NH3是极性分子，但BF3是非极性分子，A、B都不对；NH3分子中有1对孤电子对，BF3中B原子最外层只有6个电子，正好有1个空轨道，二者通过配位键结合而使它们都达到稳定结构，D正确；但H原子核外只有2个电子，C是错误的。答案：D5.(双选)(2013·海南卷)下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是()A.CaC2B.N2H4C.Na2S2D.NH4NO3解析：N2H4为共价化合物，NH4NO3中不含非极性键。答案：AC6.(双选)(2013·浙江卷，节选)关于化合物()A.分子间可形成氢键B.分子中既有极性键又有非极性键C.分子中有7个σ键和1个π键D.该分子在水中的溶解度大于2-丁烯解析：该有机物分子中含有—CHO，含有电负性较强的O原子，但不含与电负性较强的原子相连的H原子，因此不易形成分子间氢键，A项错。该有机物分子中含有C—H、C=O极性键，C—C、C=C非极性键，B项对。该有机物分子中含有9个σ键和3个π\n键，C项错。该有机物分子易与水分子形成分子间氢键，而2-丁烯则不能，故该有机物在水中的溶解度大于2-丁烯，D项对。答案：BD7.氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，下列有关说法中错误的是()A.a位置上Cl原子的杂化轨道类型为sp3B.另一种的化学式为K2CuCl3C.铜在周期表中位于d区D.该物质中存在配位键解析：因为铜有两种价态，其中KCuCl3铜的价态为+2，故另一种化合物中，铜的价态应该为+1；铜在周期表中位于ds区。答案：C二、非选择题(本题包括6小题，共65分)8.（6分）(2014·山东卷)石墨烯［如图(a)所示］是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯［如图(b)所示］。(1)图(a)中，1号C与相邻C形成σ键的个数为。(2)图(b)中，1号C的杂化方式是，该C与相邻C形成的键角(填“>”“<”或“=”)图(a)中1号C与相邻C形成的键角。\n(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有(填元素符号)。(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如上图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为，该材料的化学式为。解析：(1)由图(a)可知，1号C与另外3个碳原子形成3个σ键。(2)图(b)中1号C与3个碳原子、1个氧原子共形成4个σ键，其价层电子对数为4，C的杂化方式为sp3；该C与相邻C的键角约为109°28′，图(a)中1号C采取sp2杂化，碳原子间夹角为120°。(3)氧化石墨烯中“—OH”的O可与H2O中的H形成氢键、氧化石墨烯中“—OH”的H可与H2O中的O形成氢键，氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有O、H。(4)利用“均摊法”可知该晶胞棱上12个M完全属于该晶胞的M为12×1/4=3，位于晶胞内的9个M完全属于该晶胞，故该晶胞中M原子的个数为12；该晶胞中含有C60的个数为8×1/8+6×1/2=4，因此该晶胞的化学式为M3C60。答案：(1)3(2)sp3<(3)O、H(4)12M3C609.(13分)(2014·全国新课标Ⅱ卷)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)b、c、d中第一电离能最大的是(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为。(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是(填化学式，写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是；酸根呈三角锥结构的酸是。(填化学式)\n(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图(a)，则e离子的电荷为。(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构［如图(b)所示］。该化合物中，阴离子为，阳离子中存在的化学键类型有；该化合物加热时首先失去的组分是，判断理由是。解析：由原子序数最小且核外电子总数与其电子层数相同，确定a为氢元素，由价电子层中的未成对电子有3个确定b为氮元素，由最外层电子数为其内层电子数的3倍确定c为氧元素，由d与c同主族确定d为硫元素，由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子确定e为铜元素。(1)第一电离能一般规律：同周期从左至右递增，同主族从上至下递减，但当原子轨道呈全满、半满、全空状态时稳定，第一电离能反常的大；由铜的价电子排布可画出价电子轨道示意图。(2)有氢且呈三角锥形的分子是NH3，N原子杂化方式为sp3；O、N、C的氢化物分子中含有非极性共价键的化合物有H2O2、N2H4、C2H6、C6H6等。(4)Cu与O能形成两种化合物，根据均摊法可由原子数比确定化合物的化学式为Cu2O，含Cu+。(5)5种元素形成的1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构的为SO42-，由图(b)中的阳离子结构可知含有Cu2+、4个NH3、2个H2O，阳离子符号为［Cu(NH3)4(H2O)2］2+，含有共价键、配位键；加热化合物时根据配位键强弱确定首先失去的成分。答案：(1)N(2)sp3H2O2、N2H4(3)HNO2、HNO3H2SO3(4)+1(5)SO42-共价键和配位键H2OH2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱10.(12分)(2014·全国新课标Ⅰ卷)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。\n(2)基态铁原子有个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为。(3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为；1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。(4)铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a=0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为。列式表示铝单质的密度：g·cm-3(不必计算出结果)。解析：(1)从外观无法区分三者，但用X光照射会发现：晶体对X射线发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间，因此通过有无衍射现象即可确定。(2)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4个未成对电子，失去电子变为铁离子时，先失去4s上的2个电子后失去3d上的1个电子，因此Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，硫氰化铁为红色。(3)乙醛中甲基上的C形成4个σ键，无孤电子对，因此采取sp3杂化类型，醛基中的C形成3个σ键和1个π键，无孤电子对，采取sp2杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键，则1mol乙醛含有6molσ键，即6NA个σ键；乙酸分子间可形成氢键，乙醛不能形成氢键，所以乙酸的沸点高于乙醛；该晶胞中O原子数为4×1+6×0.5+8×1/8=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍，即为16个。(4)在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上，面心占1/2，通过一个顶点可形成8个晶胞，因此该晶胞中铝原子的配位数为8×3×1/2=12；一个晶胞中Al原子数为8×1/8+6×1/2=4，因此Al的密度ρ=(4×27)÷[6.02×1023×(0.405×10-7)3]g·cm-3。答案：(1)X射线衍射(2)41s22s22p63s23p63d5或［Ar］3d5红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)12(4×27)÷[6.02×1023×(0.405×10-7)3]g·cm-311.(12分)(2014·海南卷)碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60\n、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为、。(3)C60属于晶体，石墨属于晶体。(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142pm，而金刚石中C—C键的键长为154pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在共价键，还有键。(5)金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r=a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结果)。解析：(1)都是含有碳元素的不同单质，互为同素异形体。(2)金刚石中碳原子形成四条共价键，为sp3杂化；石墨烯为片层结构，杂化类型为sp2杂化。(3)C60晶体组成粒子为60个碳原子组成的C60分子，属于分子晶体；石墨片层内以共价键结合，片层之间以分子间作用力结合，为混合晶体。(4)金刚石中碳原子以sp3杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键；石墨中碳原子以sp2杂化，形成三条杂化轨道，还有一条未杂化的p轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化p轨道形成π键。(5)晶胞中顶点粒子数为：8×1/8=1，面心粒子数为：6×1/2=3，体内粒子数为4，共含有8个碳原子；晶胞内含有四个碳原子，则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径之和相同，即a=8r，r=(/8)a；碳原子的体积为：8×(4/3)πr3，晶胞体积为：a3，碳原子的空间利用率为：[8×(4/3)πr3]÷a3=(/16)π。答案：(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合(4)σσπ(5)12.(12分)(2014·全国大纲卷)A、B、D、E、F为短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B\n在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧，产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题：(1)A在周期表中的位置是，写出一种工业制备单质F的离子方程式。(2)B、D、E组成的一种盐中，E的质量分数为43%，其俗名为，其水溶液与F单质反应的化学方程式为；在产物中加入少量KI，反应后加入CCl4并振荡，有机层显色。(3)由这些元素组成的物质，其组成和结构信息如下表：a的化学式为；b的化学式为；c的电子式为；d的晶体类型是。(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过键构成具有空腔的固体；另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔，其分子的空间结构为。解析：A，B，D，E，F为短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，则A为H；B的最外层电子数是其所在周期数的2倍，则B为C或S，B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2，则D为O，B的最高正价为+4价，则B为C；E+与D2-具有相同的电子数，则E为Na；A在F中燃烧，产物溶于水得到种强酸，则F为Cl。(1)已知A为H在周期表中位于第一周期ⅠA族；工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气，其电解离子方程式为：2Cl-+2H2O=2OH-+H2↑+Cl2↑。(2)C、O、Na组成的盐Na2CO3中Na的质量分数为43%，Na2CO3的俗名为纯碱或苏打，Na2CO3溶液与Cl2反应的化学方程式为2Na2CO3+Cl2+H2O=NaClO+NaCl+2NaHCO3，产物加入少量KI，ClO-将I-氧化为I2，I2易溶于CCl4而使有机层显紫色。(3)这几种元素只有Na能与H形成离子化合物，则a的化学式为NaH；含有非极性共价键的二元离子化合物，且原子数之比为1∶1，则为Na2O2和Na2C2；COCl2电子式为\n；只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为Na，Na属于金属晶体。(4)H、C、O能形成H2O和CH4，H2O分子间能形成氢键，甲烷是沼气的主要成分，甲烷分子的空间结构为正四面体。答案：(1)第一周期ⅠA族2Cl-+2H2O=2OH-+H2↑+Cl2↑［或2NaCl（熔融）=2Na+Cl2］(2)纯碱(或苏打)2Na2CO3+Cl2+H2O=NaClO+NaCl+2NaHCO3紫(3)NaHNa2O2和Na2C2金属晶体(4)氢正四面体13.(10分)(2014·四川卷)X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：(1)Y基态原子的电子排布式是；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是。(2)XY2-离子的立体构型是；R2+的水合离子中，提供孤电子对的原子是。(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是。(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是。\n答案：(1)1s22s22p4Cl(2)V形O(3)2∶1(4)2Cu+8NH3·H2O+O22［Cu(NH3)4］2++4OH-+6H2O