选择题提速练(二)　物质结构与元素周期律

这是一份选择题提速练(二)　物质结构与元素周期律，共10页。试卷主要包含了已知等内容，欢迎下载使用。

A．电负性：F＞N＞H，因此键角大小为NF3＞NH3
B．键能：N—H＞P—H，因此NH3的稳定性大于PH3
C．白磷(P4)为正四面体结构，是非极性分子
D．PF5与PCl5均为三角双锥结构的分子晶体，其沸点高低：PF5＜PCl5
解析：A NF3和NH3中N均采用sp3杂化，具有一对孤电子对，所以空间结构都是三角锥形；在NF3分子中N—F电子对偏向F，中心原子电子云密度降低，键角偏小，在NH3分子中N—H电子对偏向N，中心原子电子云密度增大，键角偏大， A错误； P—H键能比N—H键能低，故N—H更稳定，化学键越稳定，分子越稳定， B正确；白磷是正四面体形结构，P原子在正四面体的顶点，是非极性分子， C正确； PF5与PCl5的价层电子对数都为5＋ eq \f(5－5×1,2) ＝5，没有孤电子对，均为三角双锥结构的分子晶体；由于相对分子质量：PF5＜PCl5，则范德华力：PF5＜PCl5，沸点高低：PF5＜PCl5, D正确。
2．(2021·辽宁三模)根据如图所示的反应判断，下列说法中错误的是( )
A．该反应是一个吸热反应
B．CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 和CO2中碳原子的杂化类型相同
C．该反应中既有离子键断裂，又有共价键断裂
D．CO2的分子空间结构是直线形
解析：B 根据图示，碳酸钙分解吸收外界能量，是吸热反应， A正确；CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 中C原子价电子对数是 eq \f(4＋2,2) ＝3，杂化类型是sp2，CO2中C原子价电子对数是 eq \f(4,2) ＝2，杂化类型是sp, B错误；碳酸钙是离子化合物，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，该反应中既有离子键断裂，又有共价键断裂， C正确；CO2中C原子价电子对数是 eq \f(4,2) ＝2，无孤电子对，所以CO2的分子空间结构是直线形， D正确。
3． X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，四种元素组成的某种化合物可用于防治蛀牙，该化合物的结构如图所示，以下有关说法正确的是( )
A．简单离子半径：Z>Y>X
B．最简单氢化物稳定性：Y>X>W
C．Y、Z形成的化合物水溶液呈中性
D．WY5所有原子最外层均为8电子结构
解析：B X、Y、Z、W的原子序数依次增大，从图中形成的共价键数可知，X形成2个，Y形成1个，W形成5个，Z形成＋1价阳离子，则X、Y、Z、W依次为O、F、Na、P。具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大半径越小，离子半径：O2－>F－>Na＋，即X>Y >Z，A错误；元素的非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性：F>O>P，则氢化物稳定性：HF>H2O>PH3，即Y>X>W, B正确； NaF为强碱弱酸盐，溶于水，F－水解使水溶液呈碱性， C错误； PF5分子中P原子最外层为10个电子，不是8电子结构， D错误。
4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。m、a、b、c是由这些元素组成的物质，其中m是日常生活中常用的调味品，b为黄绿色气体单质，上述物质的转化关系如图。下列说法正确的是( )
A．非金属性：Z＞X＞W
B．原子半径：W＜X＜Y＜Z
C．X可分别与W、Y形成化合物W2X2、Y2X2
D．化合物WZ、YZ均为离子晶体
解析：C 由m是日常生活中常用的调味品，水溶液电解得到黄绿色气体单质b可知，m为氯化钠、a为氢气或氢氧化钠、b为氯气、c为氢氧化钠或氢气，则W为H元素、X为O元素、Y为Na元素、Z为Cl元素。氧元素的非金属性强于氯元素，A错误；钠原子的原子半径大于氯原子，B错误；氧元素和氢元素可以形成共价化合物H2O2，氧元素与钠元素可以形成离子化合物Na2O2，C正确；氯化氢是共价化合物，属于分子晶体，D错误。
5.离子液体是低温或室温熔融盐，某离子液体中的阳离子EMIM＋结构如图所示。下列有关EMIM＋的说法错误的是( )
A．与Cl－形成的离子液体可导电
B．该离子中存在大π键
C．离子液体中存在离子键
D．存在4种不同环境的氢原子
解析：D 该离子液体在低温或室温为熔融盐，与Cl－形成离子键，为离子化合物，故可导电，A项正确；由图可知中间环状5个原子共用6个电子，形成了大π键，B项正确；低温、室温为熔融盐、有的阳离子EMIM＋，故离子液体中存在离子键，C项正确；由图可知，存在6种不同环境的氢原子，分别为左侧甲基1种，亚甲基1种，环上3种，右侧甲基1种，D项错误。
6．氢氟酸是芯片加工的重要试剂，常见制备反应为：CaF2＋2H3PO4 eq \(=====,\s\up7(△)) Ca(H2PO4)2＋2HF↑。已知Ca(H2PO4)2溶液显酸性，下列有关说法不正确的是( )
A.Ca(H2PO4)2溶液中微粒浓度大小顺序：c(H2PO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )＞c(H＋)＞c(HPO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＞c(H3PO4)
B．PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 的空间结构为正四面体形
C．已知CaF2晶胞中每个Ca2＋被8个F－包围，则F－的配位数是4
D．芯片加工时用氢氟酸除去硅表面的氧化物，是利用了氢氟酸的强酸性
解析：D 磷酸二氢钙溶液显酸性说明磷酸二氢根离子电离程度大于水解程度，则溶液中c(H2PO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )＞c(H＋)＞c(HPO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＞c(H3PO4), A正确；磷酸根离子中磷原子的价层电子对数为4，孤电子对对数为0，则离子的空间结构为正四面体形， B正确；氟化钙晶胞中每个钙离子被8个氟离子包围，由化学式可知每个氟离子被4个钙离子包围，则氟离子的配位数是4, C正确；氢氟酸为弱酸，不能表现强酸性， D错误。
7．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Z同主族，X原子的最外层电子数是Y原子最外层电子数的6倍。甲、乙、丙分别为W、X、Z的单质，a、b、c是由W、X、Z形成的二元化合物，上述物质的转化关系如图所示(反应条件略去)。下列说法错误的是( )
A．原子半径：Y>Z>W>X
B．工业上可利用反应①制备丙
C．a、b、c均能与Y的最高价氧化物的水化物反应
D．X、Y、Z三种元素形成的一种化合物的水溶液可作防火剂
解析：C X原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的6倍，根据最外层电子数不超过8的原则，X最外层电子数只能为6，Y最外层电子数只能为1，又X之前还有W元素，之后还有两种元素，故X只能为O，则Y为Na，根据原子序数关系，乙为X元素单质，推测乙为O2，W可能为Be、B、C、N，对应同族Z可能为Mg、Al、Si、P，由图示知，W、X、Z三种元素形成的一种二元化合物能与O2反应，联想W、Z的可能情况，推测b为CO，则c为CO2，即W为C，则Z为Si，则甲为C，丙为Si，由反应①制得Si，联想到工业制Si反应：2C＋SiO2 eq \(=====,\s\up7(高温)) Si＋2CO，则a为SiO2，甲(C)能与c(CO2)高温下高温生成b(CO)，推测合理，综上所述：W为C、X为O、Y为Na、Z为Si。Y、Z电子层为三层，其半径大于电子层为两层的W、X，电子层相同时，核电荷数越大，半径一般越小，故四种原子半径顺序为Y＞Z＞W＞X，A正确；工业上可利用反应①制备丙(Si)，B正确； Y的最高价氧化物的水化物为NaOH，a(SiO2)与c(CO2)均能与其反应，但b(CO)与NaOH溶液不反应，C错误； X、Y、Z形成的Na2SiO3溶液可作木材防火剂，D正确。
8．短周期元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，离子化合物YR可用于调味和食品保存，X、Y、Z三种元素组成的两种化合物A、B的性质如图，Z的质子数是X的质子数的2倍。下列说法正确的是( )
A．R的氢化物可能为弱酸
B．简单离子半径：Y＜Z＜R
C．Y与X形成的一种化合物也可以使品红溶液褪色
D．化合物A和B的水溶液皆呈碱性
解析：C 短周期元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，离子化合物YR可用于调味和食品保存，则Y为Na，R为Cl，已知化合物A、B的转化关系图，且A与R的氢化物生成的气体能使品红溶液褪色，说明该气体为二氧化硫，A中含有S元素。Z的质子数是X的质子数的2倍，则A为亚硫酸钠，B为硫酸钠，亚硫酸钠与盐酸反应生成二氧化硫气体，与氯气反应生成硫酸钠，与过氧化氢反应生成硫酸钠，故元素X、Y、Z、R分别为O、Na、S、Cl，A为亚硫酸钠，B为硫酸钠。HCl为强酸，A项错误；简单离子半径：Na＋9．一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A．第一电离能：O>N>C>H
B．分子中C和N的杂化方式相同
C．基态Zn原子的核外电子有15种空间运动状态
D．该物质中，Zn的配位数为4，配位原子为O、N
解析：C 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族的，氢对核外电子的束缚力很弱，容易失去一个电子，其第一电离能较小，所以第一电离能：N＞O＞C＞H，A错误；分子中连双键的C的杂化方式为sp2，连单键的碳原子为sp3杂化，N都是sp3杂化，B错误；量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，基态Zn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，有15种空间运动状态，C正确；该物质中，Zn提供空轨道，O和N提供孤电子对，配位原子是O、N，但Zn的配位数是5，D错误。
10．(2021·辽宁二模)已知：SiCl4发生水解反应的机理如图：
下列叙述正确的是( )
A．SiCl4的键角与白磷(P4)的键角相同
B．H4SiO4脱水后加热分解得到的晶体中每个Si可构成12个12元环
C．SiCl4属于共价晶体
D．CCl4不能按照上述机理发生水解反应，原因是C的原子半径小
解析：B SiCl4是和甲烷相似的结构，正四面体中心与顶点夹角为109°28′，P4为中空的正四面体结构，键角为60°，A错误； H4SiO4脱水后加热分解得到二氧化硅，一个Si被12个12元环共用， B正确；SiCl4属于分子晶体，由分子构成， C错误；CCl4不能按照上述机理发生水解反应，是因为C原子只有两个电子层，没有d轨道，难以形成sp3d杂化， D错误。
11．近年来，光催化剂的研究是材料领域的热点方向。一种Ru络合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是( )
A．Ru络合物中第二周期元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C
B．如图结构的吡啶环()中C、N原子的杂化方式均为sp2
C．吡啶()与水可形成氢键，故易溶于水
D．HCOOH的沸点比HCHO高，主要因为HCOOH相对分子质量大于HCHO
解析：D 第二周期元素除Ne外，电负性从左往右逐渐增强，故电负性由大到小的顺序为O>N>C，A正确；如图结构的吡啶环()中C、N原子的价层电子对均为3，故杂化方式均为sp2，B正确；吡啶()含电负性强的N元素，氮原子上的一对未共用电子能与水形成氢键，C正确；HCOOH分子间存在范德华力和氢键，且HCOOH分子间氢键作用较强，D错误。
12．已知[Cu(H2O)4]SO4·H2O晶体的部分结构如图：
下列说法错误的是( )
A.非金属元素的电负性：O＞S＞H
B．该结构中存在的化学键有离子键、共价键和氢键
C．该结构中S的杂化类型为sp3
D．基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1
解析：B 同主族元素从上到下电负性减弱，即O的电负性强于S，S的电负性强于H，因此非金属元素的电负性：O＞S＞H, A正确；氢键不是化学键， B错误； SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 中有4个σ键，孤电子对数为 eq \f(6＋2－4×2,2) ＝0，S的杂化类型为sp3, C正确； Cu为第四周期ⅠB族，属于过渡元素，Cu的价层电子包括最外层和次外层d能级，基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1, D正确。
13．药物异博定(盐酸维拉帕米)能有效控制血压升高、促进血液循环，其合成路线中有如图转化过程：
已知NaH晶体属NaCl晶型，则下列说法正确的是( )
A．Z分子中C、H、O第一电离能大小顺序为O>H>C
B．Y分子中基态Br原子电子排布式为[Ar]4s24p5
C．X的沸点低于其同分异构体
D．NaH晶体中，与Na＋最近的H－有12个
解析：C 同周期元素，原子序数越大，第一电离能越大，故第一电离能：O>C，H原子只有一个电子层，而O、C有两个电子层，原子外层，电子层越靠外，其上电子能量越大，第一电离能越大，故第一电离能：O>C>H，A项错误；溴原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p5，B项错误； X是苯环上的邻位取代有机物，能形成分子内氢键，故X的沸点低于其同分异构体，C项正确； NaH晶体与NaCl相似，为面心立方最密堆积，与Na＋最近的H－有6个，D项错误。
14．锆(Zr)和镉(Cd)是目前光电材料广泛使用的元素。Zr和Cd的晶胞分别如图甲、图乙所示：
下列说法正确的是( )
A.每个锆晶胞中含Zr原子个数为8
B．在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为a nm
C．在镉晶胞中Cd的配位数为4
D．锆晶体的密度为 eq \f(546,\f(3\r(3),2)b2cNA) ×1021 g·cm－3
解析：D 由图甲知，锆晶胞中Zr原子分别位于体内、顶点和面心，因此每个锆晶胞中含Zr原子个数为12× eq \f(1,6) ＋2× eq \f(1,2) ＋3＝6，A错误；在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为晶胞体对角线的一半，即为 eq \f(\r(3),2) a nm，B错误；在镉晶胞中的Cd的配位数为8，C错误；一个锆晶胞中含有Zr原子个数为12× eq \f(1,6) ＋2× eq \f(1,2) ＋3＝6，则一个锆晶胞的质量为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,NA)×91)) g，锆晶胞的体积为 eq \f(3\r(3),2) b2c×10－21 cm3，则一个晶体的密度为 eq \f(546,\f(3\r(3),2)b2cNA) ×1021 g·cm－3，D正确。
15．硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子分层排布，彼此分层间隔。硼原子(黑球，半径为a)和镁原子(白球，半径为b)在平面上的投影如图1，下列说法错误的是( )
A．硼原子的价电子构型为2s22p1
B．该晶体的化学式为MgB6
C．硼化镁晶体的晶胞结构可用图2表示
D．晶胞边长为 eq \r(3) (a＋b)
解析：B 硼原子的原子序数为5，其价电子排布式为2s22p1，A正确；根据图1可知，1个B原子被3个Mg原子共用，即属于1个Mg原子的B原子为 eq \f(1,3) ，同理，1个Mg原子被6个B原子共用，即用于一个B原子的Mg原子为 eq \f(1,6) ，所以晶胞中原子个数比Mg∶B＝ eq \f(1,6) ∶ eq \f(1,3) ＝1∶2，化学式为MgB2，B错误；图2中Mg原子位于晶胞的顶点，原子个数为8× eq \f(1,8) ＝1，B原子位于晶胞的内部，原子个数为2个，其化学式为MgB2，与图1相符，C正确；由图2可知，边长为2个白球圆心的距离，图1中3个连续最近的白球的中心组成一个等边三角形，如图，在等边三角形中作辅助线，如图(a、b、c为白球的球心，d为黑球的球心)，ac即为晶胞边长，设晶胞边长为x，ae长度为 eq \f(1,2) x，ad长度为(a＋b)，则cs 30°＝ eq \f(\r(3),2) ＝ eq \f(\f(1,2)x,a＋b) ，解得x＝ eq \r(3) (a＋b)，D正确。
16．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(白球代表Fe，黑球代表Mg)。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) 。则下列说法正确的是( )
A．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4
B．位置C点的原子坐标参数为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))
C．Mg与Fe之间的最近距离为 eq \f(\r(6),4) a nm
D．储氢后的晶体密度为 eq \f(416,（\r(2)a×10－7）3NA) g·cm－3
解析：C 根据晶胞结构示意图可知，距离Mg原子最近且相等的Fe原子有4个，即Mg原子的配位数为4，距离Fe原子最近且相等的Mg原子有8个，故Fe的配位数为8，A项错误；根据题中所给信息，可以推测得知，位置C点的原子坐标参数为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(3,4))) ，B项错误；氢气分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，该晶胞参数为 eq \r(2) a nm，Mg和Fe之间的最近距离为体对角线的 eq \f(1,4) ，则Mg与Fe之间的最近距离为 eq \f(\r(6),4) a nm，C项正确；氢气分子在晶胞的体心和棱的中心位置，个数为1＋12× eq \f(1,4) ＝4，Fe原子的个数为4，Mg位于体内，Mg的个数为8，储氢后的晶体化学式为FeMg2H2，根据ρ＝ eq \f(m,V) ，储氢后的晶体密度为 eq \f(424,（\r(2)a×10－7）3NA) g·cm－3，D项错误。