物质结构与性质(必修+选修)模拟试题参考答案

1.C提示:设元素Y的原子序数为y，根据各元素在元素周期表中的位置可得:y+y+10=3×(y+1)，解得y=7，则Y为N元素，X为Si元素，Z为O元素，W为Cl元素。

2.A 提示:在短周期元素中，W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，则W是15号的P元素，根据元素在周期表中的相对位置关系可确定:X是N元素，Y是O元素，Z是Si元素。

3.D 提示:A项比较的是最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，可以根据元素非金属性强弱判断；B项根据元素在周期表的位置来推断；C项与金属性强弱有关，比较的是最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。以上三个选项都能用元素周期律解释。D项无法根据元素周期律的知识对盐的热稳定性来判断。

4.A 提示:双键两端的碳原子上各有一个氢原子，所以分子式为C3H2O3，故A项正确；分子中的单键为σ键，一共有8个，故B项错误；该分子中碳碳双键属于非极性键，故C项正确；D项没有说明温度和压强，所以所得二氧化碳的体积是不确定的，故D项错误。

5.D 提示:a为Na元素，b为C元素，c为S元素，d为Cl元素。

6.A 提示:X为O元素，Y为F元素，Z为Al元素，W为Si元素。

7.DLv中的“293”表示该同位素原子的质量数，由于不知道该元素有几种同位素原子，各种同位素原子的含量是多少，因此不能确定该元素的相对原子质量。

8.B 提示:S单质、Cl2都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，这与元素的非金属性强弱无关。

9.C提示:Na是金属晶体，熔化破坏的是金属键。Na2O是离子晶体，熔化时破坏的是离子键。NaOH是离子化合物，熔化时断裂的是离子键。Na2S是离子化合物，熔化时断裂的是离子键。Na2SO4是离子化合物，熔化时断裂的是离子键。

10.D 提示:乙烯分子中碳碳键是碳碳双键，而苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键，所以键长:乙烯＜ 苯。

11.D 提示:短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和丁的原子核外均有两个未成对电子，则甲的核外电子排布是1s22s22p2，甲是C元素，丁的核外电子排布可能是1s22s22p63s23p2，或1s22s22p63s23p4，由于乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应，则丁的核外电子排布是1s22s22p63s23p4，从而知丁是S元素，丙是Al元素，乙是Na元素。

12.D 提示:己的最高氧化物对应水化物有强脱水性为浓硫酸，则己是S元素，可以推出庚是F元素，戊是As元素，丁是Si元素，丙是B元素，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数，甲是Mg，乙是Ca。

13.D 提示:根据题中信息可确定X、Y、Z分别为S、Na和F。最外层电子数F＞S＞Na，A项错误；单质沸点Na＞S＞F2，B项错误；离子半径S2-＞F-＞Na+，C项错误；原子序数S＞Na＞F，D项正确。

14.D 提示:次氯酸分解生成盐酸和氧气，A项错误；常温下，铝遇浓硝酸发生“钝化”，铝片不能溶解，B项错误；NH3分子间存在氢键，沸点高于PH3，C项错误；CuS比ZnS更难溶，因此向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可实现沉淀转化，生成CuS沉淀，D项正确。

15.(1)第3周期，ⅦA族(2)Si(3)a、c

(4)Si(s)+2Cl2(g)══SiCl4(l)ΔH=-687kJ·mol-1

(5)Mg2C3+4H2O══2Mg(OH)2+C3H4↑

(6)NO0.9mol，NO21.3mol2mol

提示:根据元素周期表的结构，可知X为Si元素，Y为O元素，Z为Cl元素。

(1)Cl元素在周期表中位于第3周期，ⅦA族。

(2)同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，表中元素原子半径最大的是Si。

(3)Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊，说明氧气的氧化性比硫强，从而说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强。氧化性的强弱与得电子的多少无关。元素的非金属性越强，氢化物越稳定。

(4)根据书写热化学方程式的方法，该反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)══SiCl4(l)ΔH=-687kJ·mol-1。

(5)该烃分子中碳、氢质量比为9∶1，物质的量之比为，结合碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应，生成2molMg(OH)2和1mol烃，Q 的化学式为Mg2C3，烃的化学式为C3H4，烃的电子式为Q与水反应的化学方程式为Mg2C3+4H2O══2Mg(OH)2+C3H4↑。

(6)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成一氧化氮和二氧化氮，相对分子质量都小于50，符合题意，1molO2参与反应转移电子的物质的量为4mol。假设二氧化氮的物质的量为xmol，一氧化氮的物质的量为ymol，则x+y=2.2，x+3y=4，解得x=1.3，y=0.9。参与反应的铜的物质的量为mol=2mol，因此生成硫酸铜物质的量为2mol。

16.(1)3d104s24p22

(2)锗的原子半径大，原子之间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键

(3)GeCl4、GeBr4、GeI4熔 沸点 依 次 升高；原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强

(4)O＞Ge＞Zn

(5)sp3共价键

(6)①②×107

提示:(1)Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第4周期，ⅣA族；基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4s电子是成对电子，位于4s轨道，2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对的电子。(2)Ge与C是同族元素，C原子原子半径较小，原子之间可以形成双键、叁键；但Ge原子之间难以形成双键或叁键，从原子结构角度分析，这是由于锗的原子半径大，原子之间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。(3)锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子质量GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是GeCl4＜GeBr4＜GeI4。(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn。(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp3杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)。(6)①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的处，所以其坐标是，)；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子是8×+6×+4=8，所以晶胞的密度ρ===g·cm-3=×107g·cm-3。

17.(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)

(2)O3O3相对分子质量较大，范德华力大分子晶体，离子晶体

(3)三角锥形 sp3

(4)V形 42Cl2+2Na2CO3+H2O══Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或 2Cl2+Na2CO3══Cl2O+CO2+2NaCl)

(5)Na2O 8=2.27g·cm-3

提示:A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2-和B+具有相同的电子构型，则A是O，B是Na；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C是P；D元素最外层有一个未成对电子，所以D是氯元素。

(1)非金属性越强，电负性越大，则四种元素中电负性最大的是O。P的原子序数是15，则根据核外电子排布可知C原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)。

(2)氧元素有氧气和臭氧两种单质，由于O3相对分子质量较大，范德华力大，所以其中沸点高的是O3；A和B的氢化物分别是水和NaH，所属的晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。

(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，即E是PCl3，其中P含有一对孤对电子，其价层电子对数是4，所以E的立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp3。

(4)化合物Cl2O分子中氧元素含有2对孤对电子，价层电子对数是4，所以立体构型为V形。单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，则化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O ══Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3══Cl2O+CO2+2NaCl)。

(5)根据晶胞结构可知氧原子的个数为8×+6×=4，Na全部在晶胞中，共计是8个，则F的化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离最近的钠原子的个数为8，即晶胞中A原子的配位数为8。晶体F的密度ρ===2.27g·cm-3。

18.(1)b、d

(2)Al3++3CaF2══3Ca2++AlF

(3)角形或V形 sp3

(4)172低

提示:(1)Ca2+与F-间既有静电引力作用，也有静电排斥作用；离子所带电荷相同，F-的离子半径小于Cl-，所以CaF2晶体的晶格能大，则CaF2的熔点高于CaCl2；晶体构型还与离子的大小有关，所以阴、阳离子比为2∶1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同；CaF2中的化学键为离子键，CaF2在熔融状态下发生电离，因此CaF2在熔融状态下能导电。

(2)CaF2难溶于水，但可溶于含Al3+的溶液中，生成AlF3-6，所以离子方程式为Al3++3CaF2══3Ca2++AlF3-6。

(3)OF2分子中O与2个F原子形成2个σ键，O原子还有2对孤对电子，所以O原子的杂化方式为sp3，空间构型为角形或V形。

(4)根据焓变的含义可得:242kJ·mol-1+3×159kJ·Mol-1-6×ECl—F=-313kJ·mol-1，解得Cl—F键的平均键能ECl—F=172kJ·mol-1；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。

19.(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3O(2)sp3、sp27Mol或7NA(3)H2F+H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键

提示:(1)Cr属于第4周期ⅥB族，根据洪特特例，Cr3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3，Cr3+提供空轨道，另一方提供孤电子对，只有氧元素有孤电子对，与Cr3+形成配位键的原子是O。

(2)甲基中碳原子有4个σ键，无孤电子对，价层电子对数为4，则杂化类型是sp3，羧基中碳有3个σ键，无孤电子对，价层电子对数为3，则杂化类型是sp2。两个成键原子间只能形成1个σ键，根据醋酸的结构简式，得出含有σ键的数目为7mol或7NA。

(3)等电子体，即原子总数相等，价电子总数相等，故与H2O等电子体的是H2F+，溶解度除相似相溶外，还跟能形成分子间氢键有关。

20.(1)1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2

(2)三角锥形

(3)HNO3HFSi＞Mg＞Cl2

(4)P4+10CuSO4+16H2O══10Cu+4H3PO4+10H2SO4

提示:由题意可知X、Z、Q、R、T、U分别C、F、Mg、Si、P、Cl。

(1)Si基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2。

(2)PCl3价层电子对为4对，还有一个孤电子对，则构型为三角锥形。

(3)第2周期酸性最强的为HNO3；HF分子间能形成氢键，故沸点高；Si为原子晶体，Mg为金属晶体，Cl2为分子晶体，则Si＞Mg＞Cl2。

(4)由题意可得:P4+10CuSO4+16H2O══10Cu+4H3PO4+10H2SO4。

21.(1)第3周期ⅢA族 (2)r(O2-)r(Na+)HClO4H2SO4

(3)(或H∶∶H、

H∶C︙︙C∶H)

(4)2Na(s)+O2(g)══Na2O2(s)ΔH=-511kJ·mol-1

(5)①c(SO)＞c(NH+4)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)②NH+4+OH-══NH3·H2O③0.022

提示:从图中的化合价和原子半径的大小，可以推出x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素。

(1)f是Al元素，在元素周期表的位置是第3周期ⅢA族。

(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故r(O2-)＞r(Na+)；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故HClO4＞H2SO4。

(3)四原子共价化合物，可以是NH3、H2O2、C2H2等，其电子式为(或H、H∶C︙︙C∶H)。

(4)1molNa的单质在足量O2中燃烧，放出255.5kJ热量，则该反应的热化学方程式为2Na(s)+O2(g)══Na2O2(s)ΔH=-511kJ·mol-1。

(5)①R是NH4Al(SO4)2，Al3+比NH+4水解程度更大，故离子浓度由大到小的顺序是c(SO)＞c(NH+4)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)。②m段反应过程中加入氢氧化钠，沉淀的物质的量不变，是NH+4发生了反应，离子方程式为NH+4+OH-══NH3·H2O。

③10m L1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中Al3+的物质的量为0.01mol，NH+4的物质的量为0.01mol，SO的物质的量为0.02mol，20mL1.2mol·L-1Ba(OH)2溶液中Ba2+的物质的量为0.024mol，OH-的物质的量为0.048mol，反应生成沉淀为0.022mol。