2021版新高考地区选考化学（人教版）一轮复习章末综合检测： 物质结构与性质 元素周期律
章末综合检测
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
解析：选D。A、B、C三个选项只是表达出氦原子核外有2个电子，而D项能详尽地描述出电子的运动状态。
2．(2020·岳阳一中月考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X、W同主族，Z＋与Y3－具有相同的电子层结构，W的氧化物是生产光纤制品的基本原料。下列说法正确的是( )
A．粒子半径：r(W)>r(X)>r(Z＋)>r(Y3－)
B．X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的强
C．W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
D．ZY3晶体中含有离子键和共价键
解析：选D。短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z＋与Y3－具有相同的电子层结构，则Z为Na，Y为N；生产光纤制品的基本原料为二氧化硅，所以W为Si；X、W同主族，则X为C。电子层数越多，粒子半径越大；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以粒子半径：r(W)>r(X)，r(Z＋)
C，所以硝酸的酸性强于碳酸，B项错误。W的简单气态氢化物为SiH4，X的简单气态氢化物为CH4；元素的非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，非金属性：C>Si，所以简单气态氢化物的热稳定性：CH4>SiH4，C项错误。ZY3为NaN3，属于离子化合物，N中含有共价键，所以NaN3中含有离子键和共价键，D项正确。
3．(2020·太原模拟)下列各项叙述正确的是( )
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA 族，是s区元素
C．所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D．24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
解析：选C。镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A错误；价电子排布式为5s25p1的元素，位于第五周期第ⅢA 族，是p区元素，B错误；所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，电子层越大，球的半径越大，C
正确；24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D错误。
4．(2018·高考全国卷Ⅲ)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是( )
A．原子半径大小为WCl>O>F，A项错误；HF是弱酸，HCl是强酸，酸性HFX，电负性X>Y，A错误，B正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越多，离子半径越小，故X的阴离子半径大于Y的阳离子半径，C
正确；X为非金属元素易得电子形成阴离子，而Y为金属元素易失电子形成阳离子，故第一电离能X>Y，D错误。
14．下列有关化学键与晶体结构的说法正确的是( )
A．两种元素组成的分子中一定只有极性键
B．离子化合物中一定不含共价键
C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D．只要含有离子键就是离子晶体
解析：选D。本题可用举例法判断，选项A中如H2O2和C2H6分子中既含有极性键又含有非极性键，A错。离子化合物中一定含离子键，可能含共价键，如NaOH等，B错。对于选项C可考虑铵盐，常见的铵盐如NH4NO3只有非金属元素组成，但属于离子化合物，C错。
15．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个
解析：选A。由题中的晶胞结构可知，有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为8×＋6×＝4个；有12个O位于棱上，1个O处于体心，则晶胞中含有O数为12×＋1＝4个，所以超氧化钾的化学式为KO2；每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，与每个K＋距离最近的K＋有12个。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16．(10分)(2020·山西重点中学协作体期末)现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素，已知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小，其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍，M原子的M能层上有4个未成对电子。请回答下列问题：
(1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序：____________(用元素符号表示)。
(2)基态M原子的核外电子排布式为_____________________________________。
(3)根据VSEPR理论，
推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为____________，W原子的杂化类型为____________。
(4)Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为______________ (用化学式表示)。
解析：根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知，W的电子排布式是1s22s22p2，则W是碳元素；又知“W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小”，根据元素周期律可推知Z是氮元素，X是氧元素，T是氟元素，Y是氢元素；由“M原子的M能层上有4个未成对电子”可知，M的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，即M是铁元素。
(1)C、N、O、F四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素的2p轨道处于半充满稳定状态，第一电离能反常，因此第一电离能由大到小的顺序是F>N>O>C。
(3)C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是CO，该离子的中心原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，因此其立体构型是平面三角形，C原子的杂化类型为sp2杂化。
(4)H与F、O、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O、NH3、CH4，其中HF、H2O、NH3分子之间都存在氢键，它们的沸点都比CH4高，常温下H2O为液态，HF、NH3为气态，标准状况下HF为液态，NH3仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>HF>NH3>CH4。
答案：(1)F>N>O>C
(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(3)平面三角形 sp2
(4)H2O>HF>NH3>CH4
17．(12分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种短周期元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；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；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
(1)四种元素中电负性最大的是__________(填元素符号)，其中D原子的核外电子排布式为_______________________________________________________________________。
(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点较高的是__________________(填分子式)，原因是_______________________________________________________；B和D的氢化物所属的晶体类型分别为____________和________________。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为__________，中心原子的杂化轨道类型为________，中心原子的价层电子对数为________。
(4)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，列式计算晶体F的密度(g·cm－3)：____________________________________。
解析：(1)由题中信息可推知A、B、C、D四种元素分别为O、Na、P、Cl。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；Cl的原子序数是17，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5。
(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，所以沸点较高的是O3；B和D的氢化物分别是NaH和HCl，所属的晶体类型分别为离子晶体和分子晶体。
(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含有一对孤电子对，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)由晶胞结构和均摊法分析可知，其中含有的钠离子个数为8(全部在晶胞内)，氧离子个数为8×＋6×＝4，则化合物F为Na2O，晶胞的质量为，晶胞的体积为(0.566×10－7)3cm3，则晶体F的密度为≈
2．27 g·cm－3。
答案：(1)O 1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)
(2)O3 O3相对分子质量较大，范德华力大 离子晶体 分子晶体
(3)三角锥形 sp3 4
(4)≈2.27 g·cm－3
18．(12分)(2020·河南百校联盟联考)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：
(1)基态砷原子的核外价电子排布式为_____________________________________。
(2)生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为____________，电负性由大到小的顺序为____________。
(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为________________，所含共价键的类型为________________，写出一种与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒：________________。
(4)H2O与H2S为同族元素的氢化物，H2O可以形成H9O或H3O＋，而H2S不能形成类似的H9S或H3S＋，其原因是_________________________________________________。
(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ℃，其晶胞结构如图所示。
①磷化铝的晶体类型为____________。
②A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为____________。
③磷化铝的晶胞参数a＝546.35 pm，其密度为____________g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
解析：(3)COS中C原子的孤电子对数是＝0，价层电子对数是1＋1＋0＝2，所以碳原子的杂化轨道类型是sp，COS的立体构型是直线形，结构式是O===C===S，含有2个σ键和2个π键；与COS键合方式相同且立体 构型也相同的微粒有CO2和CS2。
(4)H3O＋是由H2O和H＋通过配位键形成的，H9O是由(H2O)4和H＋通过配位键形成的，其中(H2O)4是H2O分子间通过氢键形成的缔合分子，因此应从氢键的形成条件去考虑H2S不能形成H9S或H3S＋的原因。
(5)①磷化铝的晶胞结构类似金刚石，且其熔点很高，因此磷化铝属于共价晶体。②由磷化铝的晶胞结构可以看出，Al原子位于立方体的体对角线的处，因此C点的原子坐标为。③1个AlP晶胞中含有的P原子数是8×＋6×＝4，Al原子数也是4，因此一个晶胞的质量m＝ g，而晶胞的体积V＝(a×10－10)3 cm3＝(5.463 5×10－8)3 cm3，所以磷化铝的密度ρ＝＝ g·cm－3。
答案：(1)4s24p3 (2)Cl>P>S Cl>S>P
(3)sp σ键和π键(写“极性键”也可) CO2(或CS2，答案合理即可)
(4)氧的电负性大且原子半径小，H2O分子间及与H＋可形成氢键，而硫的电负性较小且原子半径大，不能形成氢键
(5)①共价晶体 ②
③
19．(12分)山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学LaiSheng Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作，首次合成“中国红灯笼分子”——硼球烯B40。B40是继C60之后第二个从实验和理论上完全确认的无机非金属笼状团簇。
(1)C60中碳原子杂化方式为____________。
(2)构成C60晶体的作用力是____________。
(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有______种。
(4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物，属于一种半导体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP晶胞结构如图所示。
①写出三溴化硼和三溴化磷的立体构型：
三溴化硼____________；三溴化磷____________。
②磷化硼晶体内微粒间的作用力有____________。
③磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离为(晶胞参数为478 pm)____________。
解析：(1)由题图可知C60分子中每个C原子与其他3个C原子相连，分别形成两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以碳原子的杂化方式为sp2。
(2)C60晶体属于分子晶体，所以微粒间作用力是范德华力。
(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne共6种。
(4)①BBr3中B原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，所以三溴化硼的立体构型是平面正三角形；PBr3中P原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以三溴化磷的立体构型是三角锥形。②磷化硼的空间结构与金刚石类似，应属于共价晶体，B原子与P原子间通过共价键相结合，但B原子最外层只有3个电子，P原子最外层有5个电子，而磷化硼晶体中每个B原子与4个P原子相连，每个P原子也与4个B原子相连，这说明B原子和P原子间还存在一个配位键，其中P原子提供孤电子对，B原子提供空轨道。③BP晶胞中P原子位于立方体的体对角线的处，则硼原子和磷原子之间的最近距离为 pm＝ pm≈207 pm。
答案：(1)sp2 (2)范德华力 (3)6 (4)①平面正三角形 三角锥形 ②共价键、配位键
③207 pm
20．(14分)(2020·湛江毕业班调研)短周期元素X、Y的价电子数相同，且原子序数之比等于1∶2；元素Z位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，
且最外层电子数为2。
(1)Y基态原子的价电子排布式为____________。
(2)预测Na2Y、H2Y在乙醇中的溶解度大小：________________。
(3)Y与X可形成YX。YX的立体构型为_______________，Y原子轨道的杂化类型是______杂化。
(4)Y与Z所形成化合物晶体的晶胞如图所示，该化合物的化学式为____________。其晶胞边长为540.0 pm，密度为________________________g·cm－3(列式并计算)。
(5)2 mol配合物[Z(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为____________。
解析：由题中信息可推知X是O元素，Y是S元素，Z是Zn元素。
(2)乙醇是极性溶剂，H2S是极性分子，Na2S是离子化合物，可看成极性很强的“分子”，根据相似相溶原理，H2S和Na2S在乙醇中都应有一定的溶解度，由于Na2S的“极性”比H2S要强，因此Na2S在乙醇中的溶解度比H2S大。
(3)YX是SO，S原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以SO的立体构型是三角锥形，S原子轨道的杂化类型是sp3杂化。
(4)由晶胞结构可知，晶胞中S的个数是8×＋6×＝4，Zn的个数是4，因此该化合物的化学式为ZnS。1 pm＝10－10 cm，1个晶胞中有4个ZnS，所以晶胞的密度ρ＝＝≈4.1 g·cm－3。
(5)[Zn(NH3)4]SO4中Zn2＋和N原子形成4个σ键(配位键)，N和H之间共形成12个σ键，S和O之间形成4个σ键，所以1个[Zn(NH3)4]SO4中共有20个σ键，则2 mol [Zn(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为40NA。
答案：(1)3s23p4 (2)Na2S>H2S (3)三角锥形 sp3
(4)ZnS ≈4.1 (5)40NA(或40×6.02×1023)
