專題突破卷06物質結構與性質元素周期律（二）——化學鍵分子結構與性質晶體結構與性質（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一項是符合題目要求的）1．玻璃是常見的非晶體，在生產、生活中有著廣泛的應用。有關玻璃的說法錯誤的是（）A.玻璃內部微粒排列是長程無序和短程有序的B.玻璃熔化時吸熱，溫度不斷上升C.水晶和玻璃都是非晶體D.利用X射線衍射實驗可以鑒別玻璃和水晶【答案】C【解析】根據玻璃是非晶體知，構成玻璃的粒子在空間的排列是長程無序和短程有序的，A正確；玻璃是非晶體，沒有固定的熔點，玻璃熔化時吸熱，溫度不斷上升，B正確；水晶的主要成分是二氧化硅，是共價晶體，玻璃是非晶體，C錯誤；區分晶體與非晶體最科學的方法是對固體進行X射線衍射實驗，D正確。2．維生素C的結構簡式是，它能防治壞血病，該分子中有幾個手性碳原子()A.1 B.2C.3 D.4【答案】B【解析】該分子中屬于手性碳原子的是左邊第二、三號碳，它們均是連接四個不同原子或原子團的碳原子，所以含有2個手性碳原子。3．(2024·河北石家莊檢測)我國科學家研制出一種催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反應為HCHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CO2＋H2O。下列有關說法正確的是()A．CO2只含有非極性共價鍵B．0.5molHCHO含有1molσ鍵C．HCHO、CO2分子中只含有σ鍵D．H2O中含有極性共價鍵【答案】D【解析】CO2中只含有極性共價鍵，A錯誤；根據結構式可知，0.5molHCHO含有1.5molσ鍵，B錯誤；HCHO、CO2分子中既含有σ鍵又含有π鍵，C錯誤；H2O中含有極性共價鍵，D正確。4．已知幾種共價鍵的鍵能如下：化學鍵H—NN≡NCl—ClH—Cl鍵能/(kJ·mol－1)390.8946242.7431.8下列說法錯誤的是()A．鍵能：N≡N＞N=N＞N—NB．H(g)＋Cl(g)=HCl(g)ΔH＝－431.8kJ·mol－1C．H—N鍵能小于H—Cl鍵能，所以NH3的沸點高于HClD．2NH3(g)＋3Cl2(g)=N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝－463.9kJ·mol－1【答案】C【解析】A項，氮氮三鍵鍵長＜氮氮雙鍵鍵長＜氮氮單鍵鍵長，鍵長越短，鍵能越大，所以鍵能：N≡N＞N=N＞N—N，正確；B項，H(g)＋Cl(g)=HCl(g)的焓變為H—Cl鍵能的相反數，則ΔH＝－431.8kJ·mol－1，正確；C項，NH3的沸點高于HCl是由于NH3形成分子間氫鍵，而HCl不能，錯誤；D項，根據ΔH＝E(反應物)－E(生成物)，則2NH3(g)＋3Cl2(g)=N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝6E(H—N)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9kJ·mol－1，正確。5．關于σ鍵和π鍵的形成過程，下列說法不正確的是()A．HCl分子中的σ鍵是由兩個s軌道“頭碰頭”重疊形成的B．N2分子中的π鍵為p-pπ鍵，π鍵不能繞鍵軸旋轉C．CH4中的碳原子為sp3雜化，4個sp3雜化軌道分別與氫原子的s軌道形成σ鍵D．乙烯(CH2=CH2)中的碳碳之間形成了1個σ鍵和1個π鍵【答案】A【解析】HCl分子中的σ鍵是由氫原子提供的未成對電子的1s原子軌道和氯原子提供的未成對電子的3p原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，故A錯誤；N2分子中p軌道與p軌道通過“肩并肩”重疊形成p-pπ鍵，π鍵為鏡面對稱，不能繞鍵軸旋轉，故B正確；CH4中的碳原子為sp3雜化，碳原子的4個sp3雜化軌道分別與氫原子的s軌道重疊，形成C—Hσ鍵，故C正確；CH2=CH2中的碳碳之間形成雙鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，故D正確。6．（2024·廣東清遠期中）下列有關共價鍵和鍵參數的說法不正確的是（）A.1個乙烯C2H4分子中含有5個σB.C—H的鍵長比Si—H短，故CH4比SiHC.BF3、H2OD.1個N原子與3個H原子結合形成1個NH3【答案】C【解析】1個C2H4分子中含有4個C—H和1個C=C，1個C=C中含有1個σ鍵和1個π鍵，即1個C2H4分子中含有5個σ鍵和1個π鍵，故A正確；碳原子的半徑小于硅原子的半徑，所以C—H的鍵長比Si—H的鍵長短，鍵長越短共價鍵的強度越大，故CH4比SiH4穩定，故B正確；BF3的空間結構為平面正三角形，鍵角為120°，H2O的空間結構為V形，鍵角為105°，CO2的空間結構為直線形，鍵角為180°，H2O7．S2Cl2的分子結構與H2O2相似，如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A.S2Cl2是極性分子B.S2Cl2分子中所有原子均滿足8電子穩定結構C.S2Cl2分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵D.S2Cl2的相對分子質量比H2O2大，熔、沸點高【答案】D【解析】該分子中，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，正負電荷中心不重合，所以是極性分子，故A正確；硫原子形成了2對共用電子對，最外層有6個電子，故硫原子滿足8電子穩定結構，氯原子形成了一個共用電子對，氯原子最外層有7個電子，所以氯原子滿足8電子穩定結構，故B正確；S2Cl2分子中S—S鍵為非極性鍵，S—Cl鍵為極性鍵，故C正確；H2O2分子間可以形成氫鍵，其熔、沸點高于S2Cl2，故D錯誤。8．[2023·湖南長沙期中]下列關于各微粒的描述完全正確的一項是（）選項ABCD分子或離子的化學式H2PCl3NO2BH4中心原子的雜化軌道類型spsp3sp2sp3VSEPR模型名稱直線形平面三角形平面三角形正四面體形分子或離子的空間結構直線形平面三角形V形三角錐形【答案】C【解析】H2F+的中心原子氟原子的價層電子對數為2+12×7?1?2×1=4，孤電子對數為2，則氟原子的雜化方式為sp3，H2F+的VSEPR模型為正四面體形，空間結構為V形，故A錯誤；PCl3的中心原子磷原子的價層電子對數為3+12×5?3×1=4，孤電子對數為1，則磷原子的雜化方式為sp3,PCl9．下列事實與氫鍵無關的是（）A.相同壓強下H2O的沸點高于B.一定條件下，NH3與BF3C.羊毛制品水洗再曬干后變形D.H2O和【答案】B【解析】1個水分子能與周圍的水分子形成4個氫鍵，1個HF分子只能與周圍的HF分子形成2個氫鍵，所以相同壓強下H2O的沸點高于HF的沸點，故A不符合題意；NH3與BF3可以形成配位鍵從而形成NH3?BF3，與氫鍵無關，故B符合題意；羊毛的主要成分是蛋白質，蛋白質分子與水分子之間形成氫鍵，破壞了蛋白質的結構，所以羊毛制品水洗再曬干后變形，故10．二茂鐵[(C5H5)2Fe]分子是一種金屬有機配合物，是燃油的添加劑，用以提高燃燒的效率和去煙，可作為導彈和衛星的涂料等。它的結構如圖所示，下列說法正確的是()A．二茂鐵中Fe2＋與環戊二烯離子(C5Heq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5)))之間為離子鍵B．1mol環戊二烯()中含有σ鍵的數目為5NA(NA表示阿伏加德羅常數的值)C．分子中存在π鍵D．Fe2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2【答案】C【解析】含有孤電子對和空軌道的原子之間存在配位鍵，所以二茂鐵中Fe2＋與環戊二烯離子(C5Heq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5)))之間為配位鍵，故A錯誤；一個環戊二烯()分子中含有σ鍵的數目為11個，故1mol環戊二烯()中含有σ鍵的數目為11NA，故B錯誤；碳碳雙鍵中有1個π鍵，所以該分子中存在π鍵，故C正確；鐵原子核外有26個電子，失去最外層兩個電子變為亞鐵離子，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，故D錯誤。11．關于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的結構與性質，下列說法錯誤的是()A.CH3OH為極性分子B.N2H4空間結構為平面形C.N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N雜化方式均相同【答案】B【解析】A.甲醇可看成是甲烷中的一個氫原子被羥基取代得到的，為四面體結構，是由極性鍵組成的極性分子，A正確；B.N2H4中N原子的雜化方式為sp3，不是平面形，B錯誤；C.N2H4分子中連接N原子的H原子數多，存在氫鍵的數目多，而偏二甲肼[(CH3)2NNH2]只有一端可以形成氫鍵，另一端的兩個甲基基團比較大，影響了分子的排列，沸點較N2H4的低，C正確；D.CH3OH為四面體結構，—OH結構類似于水的結構，(CH3)2NNH2的結構簡式為，兩者分子中C、O、N雜化方式均為sp3，D正確；故選B。12．(2024·山東聊城三模)A、B為原子序數依次增大的短周期主族元素，基態原子的最外層均有2個未成對電子，A、B形成的二元化合物在自然界中普遍存在，并有多種結構，如圖是其中一種結構的晶胞示意圖。下列說法正確的是()A．該二元化合物是分子晶體B．每個晶胞擁有A原子的數目為6個C．該二元化合物A、B兩原子的雜化方式不同D．該二元化合物中只有B原子滿足8電子穩定結構【答案】B【解析】周期表中基態原子的最外層均有2個未成對電子的元素在第ⅣA族和第ⅥA族，短周期中符合此條件的有碳、硅、氧、硫四種元素，由圖中看出，一個A原子周圍有2個B，一個B原子周圍有4個A，A、B原子個數比應該是2∶1，可以形成CO2、CS2、SiO2等物質，又知A、B原子序數依次增大，只有A是O元素，B是Si元素符合，形成的化合物是SiO2。SiO2是原子晶體，故A錯誤；由圖可知晶胞中B原子(即Si原子)所在位置有4個在棱上，2個在面上，1個在晶胞內，該晶胞中含有Si原子個數為4×eq\f(1,4)＋2×eq\f(1,2)＋1＝3，按照Si與O原子1∶2，所以含有6個氧原子，故B正確；SiO2中Si原子和O原子都是sp3雜化，雜化方式相同，故C錯誤；硅最外層有4個電子，一個硅與周圍4個氧原子形成共價鍵，O原子最外層有6個電子，與2個硅形成共價鍵，因此Si原子和O原子都滿足8電子穩定結構，故D錯誤。13．(CH3)3SiCl可作為下列有機合成反應的催化劑。下列說法正確的是()A．CH3CN中σ鍵與π鍵的個數相等B．甲分子中采取sp2雜化的碳原子有6個C．有機物乙的沸點低于對羥基苯甲醛()的沸點D．常溫下，(CH3)3SiCl中Si—Cl鍵比(CH3)3SiI中Si—I鍵易斷裂【答案】C【解析】CH3CN分子中單鍵為σ鍵，三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵，則由結構簡式可知，CH3CN分子中含有5個σ鍵，2個π鍵，σ鍵與π鍵的個數不相等，故A錯誤；由結構簡式可知，甲分子中苯環中的碳原子和羰基中碳原子的雜化方式為sp2，共有7個，故B錯誤；氯元素的電負性大于碘元素，所以(CH3)3SiCl中Si—Cl鍵比(CH3)3SiI中Si—I鍵難斷裂，故D錯誤。14．(2023·浙江金華一模)某種化學品的結構如圖所示，已知W、X、Y、Z、M均為短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M同處另一周期，M的簡單陽離子半徑是同周期中最小的，則下列說法中正確的是()A．元素電負性大小的順序：X>W>Y>ZB．W的某種單質的分子，是極性分子且分子中含有極性鍵C．同一周期中，元素第一電離能處在Z和M之間的有2種D．該分子中Y原子的雜化方式為sp2【答案】B【解析】W、X、Y、Z、M均為短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M同處另一周期，M的簡單陽離子半徑是同周期中最小的，可知M為Al元素，化合物中Z形成6個共價鍵，Z為S元素；X形成1個共價鍵、Y形成4個共價鍵、W形成2個共價鍵，則X為F元素、Y為C元素、W為O元素。同周期，從左到右，元素的電負性逐漸增大，同主族從上到下，元素的電負性逐漸變小，則電負性：F>O>S>C，故A錯誤；O3的空間結構為V形，分子中正電中心和負電中心不重合，O3是極性分子，分子中含有極性鍵，故B正確；同一周期中，隨著核電荷數的增加，元素的第一電離能呈現增大趨勢，ⅡA族、ⅤA族反常，則元素第一電離能處在Al和S之間的有Si1種，故C錯誤；Y為C原子，價層電子對數是4，雜化方式為sp3，故D錯誤。15．氮化鉻的晶胞結構如圖所示，A點分數坐標為(0,0,0)。氮化鉻的晶體密度為dg·cm－3，摩爾質量為Mg·mol－1，晶胞參數為anm，NA代表阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是()A．鉻原子的價電子排布圖為B．B點的分數坐標為(1,1,1)C．距離Cr原子最近的Cr原子有8個D．a＝eq\r(3,\f(4M,NAd))×107nm【答案】D【解析】Cr原子的價層電子排布式為3d54s1，其價電子排布圖為，A錯誤；A點分數坐標為(0,0,0)，根據坐標系，B點位于棱心上，則B點分數坐標為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，1，1))，B錯誤；以位于體心的Cr原子為例，距離Cr原子最近的Cr原子位于棱心，共有12個，C錯誤；該晶胞中，位于頂點和面心的N原子個數為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，位于體心和棱心的Cr原子個數為12×eq\f(1,4)＋1＝4，則ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4M,NA),a×10－73)g·cm－3＝dg·cm－3，解得a＝eq\r(3,\f(4M,NAd))×107nm，D正確。二、非選擇題（本題包括4小題，共55分）16．（12分）(2024·河南部分重點中學聯考)(1)Ni(CO)4中CO稱為配體，其配位原子是碳原子而不是氧原子，理由是____________________________________。(2)Mn的一種配合物化學式為[Mn(CO)5(CH3CN)]Br，下列說法正確的是__________(填字母標號)。A．CH3CN與Mn原子配位時，提供孤電子對的是C原子B．Mn原子的配位數為6C．CH3CN中C原子的雜化類型為sp2、sp3D．CH3CN中σ鍵與π鍵數目之比為5∶2(3)光譜證實單質鋁與強堿性溶液反應有[Al(OH)4]－生成，則[Al(OH)4]－中存在__________。A．共價鍵B．非極性鍵C．配位鍵D．σ鍵E．π鍵(4)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，已知Co3＋的配位數是6，為確定鈷的配合物的結構，現對兩種配合物進行了如下實驗：在第一種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，產生白色沉淀，在第二種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，無明顯現象。則第一種配合物可表示為____________________，第二種配合物可表示為__________________。若在第二種配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，則產生的現象是_________________________。【答案】(1)C的電負性小于O，供電子能力強于O（2分）(2)BD（2分）(3)ACD（2分）(4)[CoBr(NH3)5]SO4（2分）[Co(SO4)(NH3)5]Br（2分）生成淡黃色沉淀（2分）【解析】(2)CH3CN中N有孤電子對，C沒有孤電子對，因此CH3CN與Mn原子配位時，提供孤電子對的是N原子，A錯誤；該配合物中配體為5個CO和1個CH3CN，故Mn原子的配位數為6，B正確；CH3CN中的甲基C為sp3雜化，—CN中的C為sp雜化，C錯誤；CH3CN即CH3CN，其中單鍵全是σ鍵，三鍵中含一個σ鍵、兩個π鍵，故CH3CN中σ鍵與π鍵數目之比為5∶2，D正確。(3)[Al(OH)4]－中OH－和Al3＋之間存在配位鍵，屬于共價鍵，H、O之間形成共價鍵，也是極性鍵、σ鍵。(4)由題意知，在第一種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，產生白色沉淀，配合物中外界離子能電離出來，而內界離子不能電離出來，說明SOeq\o\al(2－,4)在外界；在第二種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，無明顯現象，說明SOeq\o\al(2－,4)在內界，則第一種配合物可表示為[CoBr(NH3)5]SO4，第二種配合物可表示為[Co(SO4)(NH3)5]Br。第二種配合物中Br－在外界，若向其溶液中滴加AgNO3溶液，會生成淡黃色沉淀。17．（9分）鈣鈦礦類雜化材料（CH3NH3）PbI3在太陽能電池領域具有重要的應用價值。（CH3NH3）PbI3的晶胞結構如圖所示，其中B代表Pb2＋。（1）代表I－的為。（2）原子分數坐標可用于表示晶胞內部各原子的相對位置。其中，原子分數坐標A為（0，0，0），B為12,12（3）已知（CH3NH3）PbI3的摩爾質量為Mg·mol－1，則該晶體的密度為ρ＝g·cm－3（設NA為阿伏加德羅常數的值）。（4）該晶胞沿體對角線方向的投影圖為（填字母）。【答案】（1）C（2分）（2）1,12,12【解析】（1）B代表Pb2＋；晶胞中A原子位于頂角，一個晶胞中A原子數目為8×18＝1，C原子位于晶胞面心，一個晶胞中C原子數目為6×12＝3，結合化學式（CH3NH3）PbI3可知，代表I－的為C。（2）原子分數坐標可用于表示晶胞內部各原子的相對位置。其中，原子分數坐標A為（0，0，0），B為12,12,12，與圖可知，C原子為右側面心，則C的原子分數坐標為1,12,12。（3）（CH3NH3）PbI3的摩爾質量為Mg·mol－1，晶胞質量為MNAg；晶胞邊長為apm，則晶胞體積為（apm）3＝a318．（18分）已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，其中A原子所處的周期數、族序數都與其原子序數相等；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍；D原子L層上有2對成對電子；E＋原子核外有3個電子層且M層3d軌道電子全充滿。請回答下列問題：(1)E元素在元素周期表中的位置是__________________，屬于________區。(2)B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序為____________(填元素符號)，第一電離能最大的原因是______________________________________________。(3)D元素與氟元素相比，電負性：D________F(填“>”“＝”或“<”)，下列表述中能證明這一事實的是________(填字母)。A．常溫下氟氣的顏色比D單質的顏色深B．氟氣與D的氫化物劇烈反應，生成D的單質C．氟與D形成的化合物中D元素呈正價態D．比較兩元素的單質與氫氣化合時得電子的數目(4)只含C、A兩種元素的離子化合物CA5，它的所有原子的最外層都符合相應的稀有氣體原子電子層結構，其電子式為________________________________，它的晶體中含有多種化學鍵，但一定不含的化學鍵是__________(填字母)。A．極性鍵 B．非極性鍵C．配位鍵 D．金屬鍵(5)B2A4是重要的基本石油化工原料。1molB2A4分子中含________molσ鍵。【答案】(1)第四周期第ⅠB族（2分）ds（2分）(2)C<O<N（2分）氮的2p軌道半充滿，較穩定（2分）(3)<（2分）BC（2分）(4)（2分）BD（2分）(5)5（2分）【解析】根據A原子所處的周期數、族序數都與其原子序數相等可知，A為H元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍，B為C元素；D原子L層上有2對成對電子，D為O元素；B、C、D的原子序數依次增大，故C為N元素；E＋原子核外有3個電子層且M層3d軌道電子全充滿，故E為Cu元素。(1)E為Cu元素，Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族，屬于ds區。(2)B、C、D三種元素分別是C、N、O元素，N的2p軌道半充滿，較穩定，其第一電離能最大，C的第一電離能最小，第一電離能由小到大的順序為C<O<N。(3)D為O元素，電負性比F元素的小；A．常溫下氟氣的顏色比氧氣的顏色深，屬于物理性質，而電負性是化學性質，故A不選；B．氟氣與氧的氫化物(即H2O)劇烈反應，生成氧氣，說明氟氣的氧化性比氧氣的強，證明氟的電負性大于氧的，故B選；C．氟與氧形成的化合物中氧元素呈正價態，說明F得電子能力較強，電負性較大，故C選；D．單質與氫氣化合時得電子的數目的多少與電負性無關，故D不選。(4)只含N、H兩種元素的離子化合物NH5，它的所有原子的最外層都符合相應的稀有氣體原子電子層結構，故其電子式為，含有離子鍵，銨根離子中含有極性鍵和配位鍵，不含非極性鍵和金屬鍵。(5)C2H4為乙烯，1個C2H4分子中含有5個σ鍵，1個π鍵，因此1molC2H4分子中含5molσ鍵。19．（16分）A、B、C、D、E為短周期的五種非金屬元素，其中A、B、C的基態原子的價層電子排布式分別為asa、bsbbpb、csccp2c，D與B同主族，E位于C的下一周期，且E是同周期元素中電負性最大的。試回答下列問題：(1)由A、B、C、D、E五種元素中的兩種或三種元素可組成多種物質，分子①BC2、②DE4、③A2C、④BA3E中，屬于極性分子的是________(填序號，下同)；中心原子采取sp3雜化的是__________。(2)A、B兩元素能組成一種分子中原子個數比為1∶1的常見溶劑，其分子式為__________；相同條件下，該物質在BE4中的溶解度________(填“大于”或“小于”)其在A2C中的溶解度。(3)陰離子DCeq\o\al(2－,3)與ECeq