高中化学人教版选修三模块综合测评含解析

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高中化学人教版选修三模块综合测评含解析

模块综合测评 ‎(时间45分钟,满分100分)‎ 一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)‎ ‎1.人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋方向相反的2个电子,称为“电子对”,将在某一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。下列基态原子的电子排布式中,未成对电子数最多的是(  )‎ A.1s22s22p63s23p6‎ B.1s22s22p63s23p63d54s2‎ C.1s22s22p63s23p63d54s1‎ D.1s22s22p63s23p63d104s1‎ ‎【解析】 根据各基态原子的电子排布式可知,A项中未成对电子数为0;B项中未成对电子数为5;C项中未成对电子数为6;D项中未成对电子数为1。‎ ‎【答案】 C ‎2.以下有关元素性质的说法不正确的是(  ) 【导学号:90990096】‎ A.具有下列电子排布式①1s22s22p63s23p2‎ ‎②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4的原子中,原子半径最大的是①‎ B.具有下列价电子排布式①3s23p1 ②3s23p2‎ ‎③3s23p3 ④3s23p4的原子中,第一电离能最大的是③‎ C.①Na、K、Rb ②N、P、Si ③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③‎ D.某主族元素基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703…,当它与氯气反应时生成的阳离子是X3+‎ ‎【解析】 A项中各原子依次是Si、N、C、S,同周期元素原子的半径从左到右逐渐减小,所以Si>S,C>N,同主族元素原子的半径从上到下逐渐增大,有Si>C,A项正确;3s23p3中p轨道处于半充满状态,较稳定,所以其第一电离能最大,B项正确;一般来说,同周期元素的电负性从左到右逐渐增大,同主族元素的电负性从上到下逐渐减小,①中电负性K>Rb,②中电负性N最大,C项正确;该元素的第三电离能发生突变,即表示其不容易失去第三个电子,则其最外层有2个电子,当它与氯气反应时生成的阳离子应是X2+,D项错误。‎ ‎【答案】 D ‎3.据报道,大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3,下列关于SF5—CF3的说法正确的是(  )‎ A.分子中既有σ键也有π键 B.所有原子在同一平面内 C.分子中并非所有原子均满足8电子稳定结构 D.0.1 mol SF5—CF3分子中含8 mol电子 ‎【解析】 由分子组成和结构可知各原子均形成单键,即σ键,A错误;C原子采用的杂化类型为sp3杂化,所有原子不共面,B错误;1个SF5—CF3分子所含电子数为94,则0.1 mol SF5—CF3分子中含9.4 mol电子,D错误。‎ ‎【答案】 C ‎4.下列说法中,错误的是(  )‎ A.根据对角线规则,铍和铝的性质具有相似性 B.在H3O+、NH和Cu(NH3)4]2+中都存在配位键 C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强 D.P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′‎ ‎【解析】 P4分子中4个P原子位于正四面体的四个顶点,故键角为60°,而甲烷分子中C原子位于四面体的中心,H原子位于四面体的四个顶点,故键角为109°28′,D错。‎ ‎【答案】 D ‎5.现代无机化学对硫—氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中如图所示是已合成的最著名的硫—氮化合物的分子结构。下列说法正确的是(  )‎ A.该物质的分子式为SN B.该物质的分子中既有极性键,又有非极性键 C.该物质在固态时形成原子晶体 D.该物质与化合物S2N2互为同素异形体 ‎【解析】 该物质的分子式为S4N4,A错;该物质中含有S—N极性键和N—N非极性键,B正确;该物质固态时形成分子晶体,C错;同素异形体是同种元素形成的单质,D错。‎ ‎【答案】 B ‎6.下列叙述中正确的是(  ) 【导学号:90990097】‎ A.CS2为V形的极性分子,形成分子晶体 B.ClO的空间构型为平面三角形 C.氯化硼BCl3的熔点为-107 ℃,氯化硼液态时能导电而固态时不导电 D.SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化,SiF4分子呈空间正四面体,SO呈三角锥形 ‎【解析】 CS2分子构型与CO2相似,是非极性分子,A错;ClO的中心原子中孤电子对数=(8-3×2)=1,故该离子为三角锥形,B错;由BCl3的熔点可知它形成分子晶体,故在固态或液态时都不导电,C错;SiF4的结构类似CH4故Si原子采用sp3杂化,SO的中心原子的孤电子对数=(8-3×2)=1,价层电子对数为4,故S原子采用sp3杂化,SO呈三角锥形,D正确。‎ ‎【答案】 D ‎7.元素X的+1价离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如图所示。下列说法错误的是(  )‎ A.X元素的原子序数是19‎ B.该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1‎ C.X+离子是图中的黑球 D.X+的半径大于N3-‎ ‎【解析】 从“元素X的+1价离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出,X+共有28个电子,为Cu+,A项错误;根据电荷守恒可知,Cu+和N3-组成比例为3∶1,故图中Cu+位于每条棱的中心(平均占有12×=3)、N3-位于顶点(占有8×=1),才能符合两种离子的个数比,B、C项正确,Cu+具有三个电子层、而N3-只有两个电子层,故Cu+的半径大于N3-,D项正确。‎ ‎【答案】 A ‎8.下面有关晶体的叙述中,错误的是(  )‎ A.金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子 B.在NaCl晶体中每个Na+(或Cl-)周围都紧邻6个Cl-(或6个Na+)‎ C.白磷晶体中,分子之间通过共价键结合 D.离子晶体在熔化时,离子键被破坏;而分子晶体熔化时,化学键不被破坏 ‎ ‎【解析】 金刚石的网状结构中,每个最小的碳环上有6个碳原子, 碳原子之间以共价键连接成环;NaCl晶体的配位数为6,即每个Cl-周围有6个Na+,每个Na+周围有6个Cl-;白磷的化学式为P4,结构为正四面体形,键角为60°,分子内以P—P共价键结合,而P4分子间以分子间作用力结合,而非共价键;离子晶体熔化时,离子键被断开,而分子晶体熔化时,分子并未发生改变。 ‎ ‎【答案】 C ‎9.下列排序正确的是(  )‎ A.酸性:H2CO3Ca(OH)2,B项错误;SiCl4为分子晶体,熔点低于离子晶体MgBr2,C项错误;NH3分子间存在氢键,沸点反常大于PH3,H2O分子间存在氢键,且常温下为液态,沸点最高,D项正确。‎ ‎【答案】 D ‎10.下列说法中正确的是(  )‎ A.HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次增强 B.按Mg、Si、N、F的顺序,原子半径由小变大 C.某主族元素的电离能I1~I7数据如下表所示(单位:kJ/mol),可推测该元素位于元素周期表第ⅤA族 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ I5‎ I6‎ I7‎ ‎578‎ ‎1 817‎ ‎2 745‎ ‎11 575‎ ‎14 830‎ ‎18 376‎ ‎23 293‎ D.在①P、S,②Mg、Ca,③A1、Si三组元素中,每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41‎ ‎【解析】 A中四种氢化物的稳定性依次减弱;B中原子半径由大到小;C中电离能突变在I4,其常见化合价为+3价;D中电离能较大的分别为P、Mg、Si,原子序数之和为15+12+14=41。‎ ‎【答案】 D ‎11.下列有关说法不正确的是(  ) 【导学号:90990098】‎ A.水合铜离子的模型如图1所示,1个水合铜离子中有4个配位键 B.CaF2晶体的晶胞如图2所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+‎ C.H原子的电子云图如图3所示,H原子核外的大多数电子在原子核附近运动 D.金属Cu中Cu原子堆积模型如图4所示,该金属晶体为最密堆积,每个Cu原子的配位数均为12‎ ‎【解析】 图1中大黑球代表铜离子,与白球代表的氧原子形成4个配位键,A项正确;图2中CaF2晶胞平均占有的Ca2+个数为8×+6×=4,B项正确;图3中小黑点是1s电子在原子核外出现的概率密度,C项错误;图4表示的结构为面心立方最密堆积,最密堆积的配位数均为12,D项正确。‎ ‎【答案】 C ‎12.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示,图中“虚线”表示氢键)。下列有关说法正确的是(  )‎ A.H3BO3分子的稳定性与氢键有关 B.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键 C.分子中B、O最外层均为8e-稳定结构 D.B原子杂化轨道的类型为sp2,同层分子间的主要作用力是范德华力 ‎【解析】 分子的稳定性取决于共价键键能的大小,而与氢键无关,A错;由图示可以看出,每个羟基能形成两个氢键,但每个氢键都能与相邻的H3BO3分子共用,故1个H3BO3分子平均形成的氢键数=3×2×=3(个)‎ ‎,B正确;由成键情况可以看出,每个B原子能与3个O原子形成单键,故B原子最外层只有6个电子,C错;由于每个B原子形成3个共价键,且为平面结构,故采用sp2杂化,但分子之间主要作用力为氢键,D错。‎ ‎【答案】 B 二、非选择题(本题包括4小题,共52分)‎ ‎13.(10分)氮元素是重要的非金属元素,可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。‎ ‎(1)NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)Mg3N2遇水发生剧烈反应,生成一种有刺激性气味的气体。该反应的化学方程式为__________________。‎ ‎(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可部分电离出H+和N。请写出两种与N互为等电子体的分子的化学式:__________________。‎ ‎(4)NaN3与KN3相比,NaN3的晶格能________(填“>”、“=”或“<”)KN3的晶格能。‎ ‎(5)某元素X形成的离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与N3-形成晶体的结构如图所示。X+的符号是________,晶体中距离每个N3-最近的X+有________个。‎ ‎【解析】 (1)题给三种物质的晶体均为分子晶体,相对分子质量大则分子间的作用力大,沸点高,因此沸点由高到低的顺序为NBr3>NCl3>NF3;(2)氮化镁与水发生水解反应,生成氢氧化镁和氨气;(3)N中含有16个价电子,与其互为等电子体的分子有N2O、CO2等;(4)钠离子半径小于钾离子半径,因此叠氮化钠的晶格能大于叠氮化钾的晶格能;(5)X+的核外电子数为2+8+18=28,X+的核电荷数为29,即X+为Cu+。晶体中与每个N3-距离最近的Cu+有6个(上、下、左、右、前、后)。‎ ‎【答案】 (1)NBr3>NCl3>NF3‎ ‎(2)Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑‎ ‎(3)N2O、CO2 (4)> (5)Cu+ 6‎ ‎14.(10分)铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。 【导学号:90990099】‎ ‎(1)基态铬原子的价电子排布式为________。‎ ‎(2)CrO2Cl2和NaClO均可作化工生产的氧化剂或氯化剂。制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4===2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。‎ ‎①上述反应式中非金属元素电负性由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。‎ ‎②常温下CrO2Cl2是一种易溶于CCl4的液体,则固态CrO2Cl2属于________晶体。‎ ‎③COCl2分子中所有原子均满足8电子结构,则COCl2分子中σ键和π键的个数比为________。‎ ‎(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm,则熔点:NiO________(填“<”、“=”或“>”)FeO。‎ ‎④CuCl的盐酸溶液能吸收CO生成复合物氯化羰基亚铜Cu2Cl2(CO)2·2H2O],其结构如图所示。下列说法不正确的是________(填字母序号)。‎ A.该复合物中只含有离子键和配位键 B.该复合物中Cl原子的杂化类型为sp3‎ C.该复合物中只有CO和H2O作为配位体 D.CO与N2的价电子总数相同,其结构为C≡O ‎【解析】 (1)基态铬原子核外有24个电子,价电子排布式为3d54s1。(2)①反应中非金属元素为C、O、Cl,电负性大小顺序为O>Cl>C。②常温下CrO2Cl2为液体,且易溶于CCl4,则固态CrO2Cl2属于分子晶体。③COCl2的结构式为,根据单键为σ键,双键含1个σ键、1个π键可得,分子中σ键和π键的个数比为3∶1。(3)离子半径:Ni2+FeO。(4)A项,题给复合物中还含有共价键,错误;B项,题给复合物中Cl的成键电子对数为2,孤电子对数为2,杂化类型为sp3‎ ‎,正确;C项,题给复合物中的配体有Cl-、CO和H2O,错误;D项,CO与N2互为等电子体,结构相似,因此CO的结构为C≡O,正确。‎ ‎【答案】 (1)3d54s1‎ ‎(2)①O>Cl>C ②分子 ③3∶1‎ ‎(3)>‎ ‎(4)AC ‎15.(12分)如图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低顺序,其中c、d均是热和电的良导体。‎ ‎(1)请写出上图中e单质对应元素原子的电子排布式:________________。‎ ‎(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键,________个π键。‎ ‎(3)a与b元素形成的10电子中性分子X的空间构型为________;将X溶于水后的溶液滴入含d元素高价离子的溶液中至过量,生成的含d元素离子的化学式为______,其中X与d的高价离子之间以________键组合。‎ ‎(4)下列是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构:,请简要说明该物质易溶于水的原因:___________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】 在这五种元素形成的单质中,常温下为气体的是H2和N2,故a为H2、b为N2;熔点接近100 ℃的是金属钠,故c为Na;d也是电的良导体,则d为Cu元素;由于C原子半径要小于Si原子半径,故形成的单质熔点C的要高,所以e为晶体Si,f为金刚石。(1)硅是14号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)由H、C、N三种元素的原子形成的个数比为1∶1∶1的分子是HCN,其结构式为H—C≡N,在该分子中含有2个σ键和2个π键。(3)H原子和N原子形成的10电子中性分子为NH3分子,空间构型为三角锥形,NH3分子与Cu2+‎ 能以配位键形成Cu(NH3)4]2+。(4)由该含氧酸的结构可知该酸为HNO3,是极性分子,根据“相似相溶”规律,易溶于水中,同时因为HNO3分子中的H、O易与水分子中的O、H之间形成氢键,也会使得它易溶于水。‎ ‎【答案】 (1)1s22s22p63s23p2‎ ‎(2)2 2‎ ‎(3)三角锥形 Cu(NH3)4]2+ 配位 ‎(4)HNO3是极性分子,易溶于(极性的)水中;HNO3分子中的H、O易与水分子中的O、H之间形成氢键 ‎16.(20分)已知A、B、C、D、E、F、G七种元素,它们的原子序数依次增大,除G外均为前20号元素。A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数,C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等,C、D具有相同的能级,且D是同周期中电负性最大的元素,E原子的第一至第四电离能(kJ·mol-1)分别为578、1 817、2 745、11 575,F元素原子中4s能级有2个电子,G元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。 【导学号:90990100】‎ ‎(1)元素B形成的单质中有________个σ键,________个π键,上述元素形成的化合物中和单质B是等电子体的是________(填化学式)。‎ ‎(2)E单质投入B的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中的现象是________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)D和F元素组成的晶体FD2结构如图Ⅰ所示,G形成晶体的结构如图Ⅲ所示,图Ⅱ为H3BO3晶体结构图(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)。‎ ‎①图Ⅰ所示的FD2晶体中与F-最近且等距离的F-数为________,图Ⅲ中未标号的G原子形成晶体后周围最紧邻的G原子数为________;‎ ‎②图Ⅱ所示的物质中,最外能层已达8电子结构的原子是________,H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为________;‎ ‎③三种晶体中熔点高低的顺序为________________________(填化学式),H3BO3晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用为________________。‎ ‎【解析】 依据“除G外均为前20号元素”以及“它们的原子序数依次增大”‎ 这两个已知条件,因A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数,故其次外能层为K层,则其电子排布式为1s22s22p2,该元素为C;由E元素的电离能可以看出该元素能形成+3价稳定离子,故E为Al元素;C元素的原子序数小于E,且C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等,故其核外电子排布式为1s22s22p4,为O元素;“C、D具有相同的能级,且D是同周期中电负性最大的元素”,故D为F;B的原子序数介于A和C之间,故B为N元素;F元素原子中4s能级有2个电子,故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,该元素为Ca;由G元素原子的核外电子排布式可知,G元素为Cu。(1)元素B的单质为N2,结构式为N≡N,在分子中含有1个σ键和2个π键,N2中含有2个原子和14个电子,故它的等电子体为CO。(2)单质E为铝,B的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓硝酸,铝在冷、浓硝酸中钝化,故无明显现象。(3)①FD2晶体为CaF2,故与每个F-最近且等距离的F-为6个;G是金属铜,铜原子是Al型堆积,故每个铜原子周围最紧邻的铜原子数为12。②由图Ⅱ可以看出,每个O原子形成2个共价键,每个B原子形成3个共价键,而O原子的最外层有6个电子,因此O原子达到8电子稳定结构,B原子的最外层仅有6个电子。将图Ⅱ中的氢键断开后得到H3BO3的基本结构单元为,在该单元中含有3个B—O极性键,3个O—H极性键,故B原子个数与极性键个数比为1∶6。③由于CaF2为离子晶体,H3BO3为分子晶体,而铜为金属晶体,故三者熔、沸点高低顺序为CaF2>Cu>H3BO3;由于H3BO3是分子晶体,故当它熔化时破坏的是分子间作用力。‎ ‎【答案】 (1)1 2 CO ‎(2)无明显现象 ‎(3)①6 12 ②O 1∶6‎ ‎③CaF2>Cu>H3BO3 分子间作用力
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