高三化学一轮复习 第5章 物质结构单元练习习题详解（含解析）（实验班）

“物质结构”一、选择题1下列对各种元素的叙述中，可肯定是主族元素的是（ ）。A最高价为价的一种元素B除了最外层，原子核外其余各电子层都达到饱和的一种元素C原子核外层比层少8个电子的一种元素D原子核外层比层多三个电子的一种元素E以上各种叙述都不能肯定解析：本题考查元素周期表中元素核外电子排布。最高价价的元素除了卤族元素还有，因此选项A错误。核外电子排布为2、8、18、2，层都达饱和，因此选项B错误。核外电子排布为：2、8、18、10、2，层比层少8个电子，选项C错误。有了层，层就应该有8个电子，因此此元素为。选项D正确。本题答案为选项D。2在元素周期表中，氡()下面一个未发现的同族元素的原子序数应该是（ ）。A150B136C118D109E168解析：本题考查原子序数。氡处于第六周期，原子序数为86，第七周期如果补齐应该有32个元素，因此氡下面一个未发现的同族元素原子序数为：。本题答案为选项C。3在元素周期表中，最外层电子排布符合的元素形成的单质，在电子工业中常用作半导体材料的是（ ）。A、B、C、D、E、解析：本题考查元素周期表的应用。半导体材料要在元素周期表中金属和非金属分界线处寻找，最外层电子排布为的元素，即最外层电子数为4，满足条件的只有、。本题答案为选项C。4元素为短周期元素，其原子最外层轨道上有一对孤对电子，可能有的氧化物对应水化物的分子式为（ ）。ABCD解析：本题考查短周期元素核外电子排布。某短周期元素最外层轨道上有一对孤对电子，说明轨道有2个电子，轨道上有4个电子，因此最外层电子数为6，因此为或。可能有的氧化物对应水化物的分子式为：、。本题答案为选项B、D。5、都是短周期元素，它们最外层电子排布式分别为和。与形成的离子化合物加入蒸馏水中溶解后可使酚酞试液变红，加水的同时有气体放出，该气体可使润湿的红色石蕊试纸变蓝，则该化合物的相对分子质量最接近的是（ ）。A38B55C100D135解析：由题可知：、均为短周期元素。为族，为族，且、中为金属，为元素，分析得为，相对分子质量为：。本题答案为选项C。6某元素的最外层电子排布式为，其单质或化合物不可能具有的性质是（ ）。A它极易失去电子B它的熔点较高C它只存在一种氧化物D它的碳酸盐溶液具有明显碱性解析：根据元素周期表可知，最外层电子层排布式为的元素为、。本题答案为选项B、C。7短周期元素的原子电子层上成对电子对数和不成对电子数均比元素原子电子层上成对电子对数和不成对电子数少1。、可能形成的化合物是（ ）。ABCD解析：由题意可知：短周期元素原子有电子层，则可知其原子序数大于10，并且的原子电子层上成对电子对数和不成对电子数均比元素原子电子层上成对电子对数和不成对电子数少1，则原子序数比大3，满足条件的组合有：；。本题答案为选项C。8下列各元素组中，可归类为同主族的是（ ）。A、B、C、D、解析：本题考查元素周期表中主族元素的元素符号。选项A中，是氧族元素，应为；选项B中，为碱金属，应为；选项C中，为碱土金属，应为；选项D正确。本题答案为选项D。9同周期的、三种元素，已知最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是。下列判断正确的是（ ）。A原子半径B非金属性C原子最外层不成对电子数按、顺序递增D气态氢化物的稳定性按、顺序由弱到强解析：本题考查同周期元素性质变化。同周期元素原子序数越大，原子半径（0族元素除外）减小，非金属性增加，气态氢化物稳定性增加，最高价氧化物对应水化物酸性增加。由题可得：原子序数。本题答案为选项B。10下列离子半径之比大于1的是（ ）。ABCD解析：本题考查核外电子排布相同的离子半径大小比较。核外电子排布相同的离子，原子序数越大，半径越小。本题答案为选项A、B。二、填空题11在元素周期表中：(1)最活泼的金属元素是_；(2)最活泼的非金属元素是_；(3)在金属元素中，最不易吸引电子的元素是_；(4)第一电离能最大的元素是_；(5)在二、三、四周期中轨道半充满的元素有_。解析：(1)族中最下位的元素或放射性元素；(2)族中最上位的元素；(3)或；(4)稀有气体中位于族中最上面的元素；(5)、。12门捷列夫在19世纪中叶，曾根据他所发现的周期律，预言过第四周期族的锗（当时他称为类硅）元素的性质。试根据元素周期律推测：(1)锗的金属性和非金属性，锗能否与酸碱作用？(2)在水中的溶解性？(3)的酸碱性？(4)的热稳定性？解析：(1)根据元素周期律，锗兼有金属和非金属的性质，即为“准金属”。锗是半导体，它与硅类似，但金属性较硅强；锗既能与酸反应，又能与碱反应，分别生成相应的盐和；(2)在水中的溶解性与类似，也难溶于水；(3)兼有酸、碱性，为两性氢氧化物，既溶于强酸，也溶于强碱，生成相应的盐，如或和水；(4)的稳定性较、要差，受热时更易分解。13.实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据为：键数据键长()149128121112键能()其中、的键能数据尚未测定，但可以根据规律性推测键能的大小顺序为：。该规律是_。解析：观察表中数据发现：与的键能大的键长短，按此中键长比中的长，所以键能要小，按键长由短而长的顺序（键）为：，键能则应。则规律为：键长越长，键能越小。14有、三种常见的短周期元素，它们之间两两结合构成化合物、，、之间也能相互发生反应。已知是由和元素按原子个数比11组成的化合物，其他元素形成的单质（仍用、表示）和组成的化合物之间的反应关系如下（未配平）。V(1)上述反应中，最有充分理由说明该反应一定属于氧化还原反应的是_（填反应编号）。(2)如果是一种无色黏稠油状液态化合物，则、的化学式分别是_、_、_。(3)步反应的化学方程式是_。(4)步反应的化学方程式是_。解析：(1)、均是由单质生成的化合物，属于化合反应，一定是氧化还原反应；、是置换反应，属于氧化还原反应。(2)无色黏稠油状液态化合物，我们可以想到是，则、可知。(3)。(4)。本题答案为：(1)、；(2)、；(3)；(4)。15在有机溶剂中令五氯化磷与氯化铵定量地发生完全反应，释放出氯化氢，同时得到一种白色晶体。的熔点为113，在减压至50时即可升华，在下测得的蒸气密度（换算成标准状况）为。(1)通过计算写出的分子式；(2)分子结构测定实验的结论表明，同种元素的原子在分子中所处的环境毫无差别。试画出分子的结构简图（即用单键“”和双键“”等把分子里的原子连接起来的路易斯结构式）。解析：(1)根据题意和质量守恒，和反应的化学方程式表示为：，。，因此的化学式为；(2)结构式为：（六元环与苯环相似）。16等电子体原理是指两个或两个以上的分子（或离子），它们的原子数相同，分子（或离子）中价电子数也相同。这些分子（或离子）常具有相似的电子结构，相似的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。(1)、三种离子中的几何构型为_，其中、三种基态原子的第一电离能大小关系为_。(2)和_是等电子体，离子具有较强的还原性，它能使酸性溶液褪色，原子在元素周期表中的位置是_，外围电子构型为_。(3)两原子14电子的等电子体共同特点是物质中都具有共价叁键，请举出相应的3个例子_（可以是分子或离子）。每个分子或离子中含_个键，_个键。(4)过去生产上常以为催化剂的载体，它和近十几年来应用日广的是等电子体，在中为_配位氧。的晶胞可作如下推导：先将晶胞中的所有去掉，并将全部换成原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个原子便构成了晶体的一个晶胞，则一个硅的晶胞中有_个原子。再在每两个相邻的原子（距离最近的两个原子）中心连线的中点处增添一个原子，便构成了晶胞，则晶胞中有_个原子，_个原子。解析：(1)、三种离子中的中心原子的杂化类型均为杂化，键角为，离子构型为平面正三角形。(2)与是等电子体，的原子序数为25；第四周期族；。(3)多重键中只有一个是键，其余均为键，如双键中有1个键和1个键，叁键中有1个键和2个键。(4)中原子以4个杂化轨道与4个原子成键，故为4配位氧。算出晶胞中原子数为8个，晶胞中原子数目与硅晶胞中原子数目相同，根据晶体中硅氧原子数目12，可确定晶胞中原子数有16个。答案：(1)平面正三角形；(2)；第四周期族；(3)，（4个中任选3个），1，2；(4)4，8，8，16。17有、五种前四周期元素，原子序数。、三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能，其中基态原子的轨道处于半充满状态，且与互为等电子体。为元素周期表前四周期中电负性最小的元素，为区原子，且外围电子中有四对成对电子。请回答下列问题（答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号）：(1)写出的电子式_，其结构为_形分子；基态原子的核外电子排布式为_。(2)的简单氢化物极易溶于的简单氢化物中，其主要原因有_。(3)化合物甲由、两元素组成，其晶胞如图5-60所示，甲的化学式为_。(4)化合物乙的一种型物质的晶胞如图5-61中标示的菱形部分，乙由、两元素组成，硬度超过金刚石（密度为）。晶胞指晶体中最基本的重复单元，通常由平行六面体“无隙并置”而成。乙晶胞中有_原子，_个原子，每个晶胞中有_个型乙分子；乙的晶体类型为_，其硬度超过金刚石的原因是_。估计其密度_（填“小于”、“大于”或“等于”）_。乙的晶体中、两种元素原子的杂化方式分别为_。解析：本题的突破口是原子。由于基态原子的轨道处于半充满状态，因此原子的核外电子排布式为，因此为氮()原子；又由于“、三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能”，因此为，为碳（）原子，为，为氧()原子。与正好是等电子体。为元素周期表前四周期中电负性最小的元素，即位于元素周期表的左下方，是钾()元素；而为区原子，且外围电子中有四对成对电子，说明的核外电子排布式为：，为镍()元素。因此，：；：；：；：；：。(1)的电子式类似于电子式：，直线形分子；基态原子的核外电子排布式为：；(2)的简单氢化物为，的简单氢化物为。由于分子与分子间能形成氢键，因此在水中的溶解度大；（3）：，：，因此化合物甲的化学式为，是超氧化钾；(4)一个乙晶胞包括6个原子和8个原子，即每个晶胞中有2个；由于形成立体网状结构，因此为原子晶体；其硬度超过金刚石的原因是：在晶体中，原子采取杂化，原子采取杂化，原子和原子间形成很强的共价键；原子和原子间通过共价键形成网状结构；由于的硬度大于金刚石，即晶体中原子采取更紧密的堆积方式，说明原子间的键长很短而有很大的键能。根据硬度大小，说明晶体密度大于。18海底热液研究（图5-62）处于当今科研的前沿。海底热液活动区域“黑烟囱”的周围常存在、黄铜矿及锌矿等矿物。(1)的核外电子排布式是_。(2)分析右表，铜的第一电离能()小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能()却大于锌的第二电离能，其主要原因是_。电离能（）铜7461958锌9061733(3)下列说法正确的是_。A电负性：B与(硫化羰)互为等电子体C分子中氮原子采用杂化D、都是极性分子(4)“酸性热液”中大量存在价阳离子，结构如图5-63所示，它的化学式为_。(5)与均为离子晶体，晶胞相似，前者熔点为985，后者熔点为801，其原因是_。在晶胞中，与距离相等且最近的围成的多面体的空间构型为_。解析：(1)是28号元素，则的电子数为：26(2)失去一个电子成为，核外电子排布式从变为能量较低的稳定结构，而核外电子排布式为较稳定，所以第一电离能较小，第二电离能相对较大；(3)同一周期原子序数越大，电负性越大；同一主族，原子序数越大，电负性越小，所以电负性大小为，选项A错误；与原子数相等，氧、硫的价电子数都是6，所以互为等电子体，选项B正确；分子中氮原子采用杂化，构型是三角锥形，故选项C正确；、都不是对称结构，都是极性分子，选项D正确。(4)由图可知：该离子含有11个原子，5个原子，带有一个单位正电荷，则为。(5)晶体的晶格能比晶体晶格能大；正八面体。本题答案为：(1)或。(2)失去一个电子成为，核外电子排布式从变为能量较低的稳定结构，而核外电子排布式为较稳定，所以第一电离能较小，第二电离能相对较大。(3)；(4)；(5)晶体的品格能比晶体晶格能大；正八面体。19（二氯铬酰）在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应，可用与反应制备。产物中还伴随着光气()产生。(1)写出制备反应的化学方程式：_。(2)基态铬原子核外电子排布式为_。(3)易溶于、液体中，则是_（填“极性”或“非极性”）分子；在和中，碳原子杂化形态分别为_和_。(4)下列物质中，与互为等电子体的是_。A甲醛B三氯化氮C三氧化硫D碳酸(5)与铬原子同周期且最外层电子数相同的一种金属的晶胞结构如图5-64甲所示。该晶胞中金属原子的配位数为_；晶体的晶胞与晶体的晶胞结构（如图5-64乙所示）相似，则晶体的晶格能_（填“大于”或“小于”）的晶格能。解析：(1)；(2)。(3)非极性；杂化；杂化。(4)；(5)12，小于（离子键的强弱可以用晶格能来衡量，根据离子半径，离子越小，晶格能越大）。20已知：、五种元素的原子序数依次增大，、位于元素周期表前三周期。位于区，其原子中电子层数和未成对电子数相等；的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；有“生物金属”之称，离子和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题（答题时，、用所对应的元素符号表示）：(1)的基态原子的外围电子排布式为_。(2)、三种元素的第一电离能由小到大的顺序是_。(3)、三种元素组成的一种化合物是新装修居室中常含有的一种有害气体。分子中原子杂化形态是_；分子中键的个数为_。(4)、形成的一种化合物是单质的等电子体。写出的结构式：_。(5)和的一种化合物是最好的白色颜料，具有独特的光催化性，其晶胞结构如图5-65所示。在1个晶胞中所包含的原子数目为_。解析：位于区，其原子中电子层数和未成对电子数相等，只能是，为元素；的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，因此是，为元素；原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，只能是，是元素；原子只能是原子；离子和氩原子的核外电子排布相同，因此为22号元素，是元素。本题答案为：(1)的基态原子的核外电子排布式为。(2)：；：；：；由于原子轨道为半充满，因此第一电离能由小到大顺序为：。(3)：，原子杂化形态为；分子中只有1个键。(4)是，与是等电子体，的结构式为。（5)为；1个晶胞中含有2个分子，4个原子。三、简答题21氨和二氧化碳反应可生成尿素。尿素在一定条件下会失去氨而缩合，如两分子尿素失去一分子氨形成二聚物：已知常压下在熔融状态下发生缩合反应，失去，生成二聚物()和三聚物。测得缩合产物中二聚物的物质的量分数为0.60，推算缩合产物中各缩合物的物质的量之比。解析：根据题意可知：（三聚产物），因此（三聚产物）。设三聚产物为，又因为二聚产物占缩合产物的物质的量分数为0.60，即，即。设公比为，即。此时最大公比，因此，所以。根据题意，正常的三聚产物为，分子式为，其2倍关系的分子式与分子式不符。因此可以考虑应为和另一种三聚产物的混合物。当缩三脲分子数为1时，另一种三聚产物为，即，因此该物质应为异氰酸三聚产物：，即三聚异氰酸。因此缩聚产物中的物质的量之比为311。注意：（异构化）。在三聚产物中：为缩三脲，是分子间脱氨（即缩合反应）得到，而是分子内脱氨（即消去反应）得到：；。