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2019届高考化学模拟试题:物质结构及性质

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    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.18O2-离子的结构示意图:

    B.甲烷分子的比例模型:
                              ··       ··
                              O        O
    C.二氧化碳分子的电子式:∶                ∶C∶      ∶

    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“3d74s2”,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 

                  选项        离子晶体        原子晶体            分子晶体

                    A        NaOH          Ar             SO2

                    B        H2SO4        石墨                S


                    C      CH3COONa       水晶


                    D        Ba(OH)2     金刚石              玻璃

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

                        元素         A      B      C     D      E

                     最低化合价         -4    -2     -1    -2     -1

                       电负性         2.5    2.5   3.0    3.5   4.0

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
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    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 CO23-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(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某                       FexNy 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   FexNy 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)CunNy。FexNy 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
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(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:


                元素      相关信息

                A       所有单质中密度最小

                B       形成化合物种类最多的元素

                D       基态原子中只有       3 个能级,有     2 个未成对电子

                E       短周期中原子半径最大

                F       第三周期中电负性最大的元素

                G       最外层只有一个电子,内层填满电子

    (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

                                    -3
常数的值为     NA,GA   的密度为          g·cm  (用含  a 和 NA 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

                                                     3
    C.已知   NH3 与  NF3 都为三角锥形分子,则         N 原子都为    sp 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                                        。
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                                         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
                                                                     ··          ··
                                                                    O            O
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         ∶∶C∶∶        ,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;“3d74s2”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,Co2+的价电子排布式为            3d7,

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

                                       2                    2
    【解析】由石墨的晶体结构知             C 原子为   sp 杂化,故    B 原子也为    sp 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 CO23-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

NH3,故   NCl3 是极性分子;NBr3     与 NCl3 二者结构相似,由于         NBr3 的相对分子质量较大,分子间作用力较大,

所以  NBr3 的沸点比    NCl3 高,因此   NBr3 比 NCl3 难挥发。

    14.【答案】A

    【解析】在立方体的顶面上,有             5 个 I2,4 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】Ca2+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    CaF2 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
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子数之比为     2∶1 的物质,不一定与         CaF2 晶体构型相同,C      错误;CaF2   中的化学键为离子键,在熔融状态下发

生电离,因此      CaF2 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
                                             1        1            1            1    1
断有误,A     错误;每个晶胞含有的原子数分别为①8×8=1,②8×8+1=2,③8×8+1=2,④8×8+6×2=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]3d5      或 1s22s22p63s23p63d5

          2     3
    (2)sp  和  sp  9NA               (3)H<C<O

    (4)乙醇分子间存在氢键               (5)Fe3CuN

    【解析】(1)Fe      为 26 号元素,Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5            或  1s22s22p63s23p63d5。(2)甲基上的

碳原子为    sp3 杂化,羰基上的碳原子为          sp2 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
                              1                         1
胞中  Cu 位于  8 个顶点,N(Cu)=8×8=1,Fe       位于面心,N(Fe)=6×2=3,N        位于体心,N(N)=1,其化学式为

Fe3CuN。
                                                                           4πa            3a
    18.【答案】(1)> (2)4 共价键、配位键 sp3 (3)氢键 10 15 (4)3                           3b×100% (a,   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                 I2(Na)>I1(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(AlCl3)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     sp3 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
                                                                                   1
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+5×2×2=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°=2 3a2 cm2,晶胞的体积为     2 3a2b cm3,晶胞
                                            8
                                            πa3
                    4    8                  3           4πa
中镁原子的总体积为         2×3πa3=3πa3,空间利用率=2        3a2b×100%=3  3b×100%。
    19.【答案】(1)第三周期第ⅠA             族 3s23p5 直线形

            -                    -
    (2)ClO   +H2O      HClO+OH
                                 260
    (3)< < (4)5 1 (5)a3NA
    【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。
                                       1   1                               65 × 4
    (5)CuH   晶体中,1    个晶胞占用     Cu:8×8+6×2=4,占用       H:4,故   1 个晶胞质量为      NA   g,晶胞密度为
65 × 4
a3NA g·cm-3。
    20.【答案】(1)4 9 (2)B
                        2π a3+b3
               3           ( + )
    (3)①12      r 8 ②   3 × a  b 3×100% ③Ti4CN3
    【解析】(1)Fe      基态原子电子排布式为          1s22s22p63s23p63d64s2,在 3d 轨道有 4 个未成对电子;基态        Ti2+

的电子排布式为       1s22s22p63s23p63d2,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 、CH4、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,PH3                        中不含氢键,所以        NH3 的沸点比    PH3 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.NH3   与

                                                                               3
NF3 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 杂化,NH3   中

N 元素为-3    价,NF3  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
    4
积为3π(a3+b3)×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
4
 π(a3+b3) × 4
3                   2π a3+b3                                                1
  (2a+2b)3  ×100%=  3 ×(a+b)3×100%;③利用均摊法可知,晶胞中含有碳原子数为                    8×8=1,含有氮原子
      1                      1
数为  6×2=3,含有钛原子数为         12×4+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

Ti4CN3。
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