2015高考化学选修3-1一轮随堂练习
【走向高考】2015届高考化学一轮复习（选修3-1）配套课后强化作业
一、选择题
1．(2013·江苏调研)具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是( )
A．两种原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子
C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子
D．原子核外M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的两种原子
解析：此题考查核外电子排布与元素在周期表中位置判断的关系。A项中电子层上全部为s电子的有H(1s1)，He(1s2)，Li(1s22s1)，Be(1s22s2)，不一定在同一周期；B项中3p能级只有一个空轨道的为1s22s22p63s23p2，只有一个未成对电子的为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，一定在同一周期；C项中最外层为2s22p6的原子为Ne，离子为2s22p6，可能为阳离子，也可能为阴离子，若为阳离子，则不在同一周期，若为阴离子，则在同一周期；D项电子排布可能为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，不一定在同一周期。
答案：B
2．(2013·四川卷·4)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4:3，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W
B．W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C．Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D．WY2分子中σ键与π键的数目之比是2:1
解析：根据所给信息和原子的结构推断出具体的元素，然后根据具体的元素及其化合物性质进行解答。
因为原子的最外层电子数不超过8个，且W、X为主族元素，故W、X的最外层电子数分别为4和3；结合Z的电子数比X多4且W、X、Y、Z原子序数依次增大可知，W为C元素，则X为Al元素，Z为Cl元素，Y为Si、P、S三种元素中的一种。A.若Y为Si元素，则电负性Cl>C>Si。B.因为C元素在第二周期，其余三种元素在第三周期，故原子半径X>Y>Z>W。C.若Y为Si元素，SiCl4的空间构型为正四面体。D.CS2分子的结构式为S===C===S，一个分子中含有两个σ键和两个π键。
答案：C
3．(2013·牛栏山一中高三化学模拟)元素X、Y、Z的原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )
A．同周期元素中X的金属性最强
B．原子半径：X>Y，离子半径：X＋>Z2－
C．同族元素中Z的氢化物的稳定性最高
D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
解析：依题意知X为11Na、Z为8O、Y为17Cl。同周期(第三周期中)X(Na)的金属性最强，A正确。同周期元素从左向右原子半径减小，原子半径X(Na)>Y(Cl)；电子层结构相同的离子，离子半径随核电荷数的增加而减小，离子半径X(Na＋)
Na>Li B．Na＋>Mg2＋>Al3＋
C．Mg2＋>Na＋>F－ D．Cl－>F－>F
解析：A项，同一主族元素，原子半径从上到下越来越大；B项，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小；C项，同理，应为Mg2＋< Na＋F－，F－比F多一个电子，故半径大小为F－>F。
答案：C
5．下列表达方式或说法正确的是( )
A．CO2的分子模型示意图：
B．某元素原子的轨道表示式：
C．p－pσ键电子云模型：
D．乙烯分子的球棍模型：
解析：A项，CO2为直线形分子，错误。B项，不符合洪特规则，错误。D项为比例模型，错误。
答案：C
6．(2013·陕西模拟)下列说法中正确的是( )
A．第三周期所包含的元素中钠的原子半径最小
B．钠的第一电离能比镁的第一电离能大
C．在所有元素中，氟的电负性最大
D．电子云示意图中的每个小黑点都表示一个电子
解析：同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，第三周期所包含的元素中钠的原子半径最大，A错误；同一周期，从左到右，虽然有个别特殊的，但总体上元素第一电离能是逐渐增大的，钠的第一电离能比镁的第一电离能小，B错误；电负性就是以氟作为标准的，氟的电负性最大是正确的；电子云示意图中的小黑点的疏密代表电子在这一区域出现机会的大小，D不对。
答案：C
7．电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是( )
A．周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大
B．周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
答案：A
8．(2013·盘锦模拟)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
①R的最高正价为＋3价 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
答案：B
9．在下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是( )
A．ns2np3 B．ns2np5
C．ns2np4 D．ns2np6
解析：从选项中可以看出：ns2np3、ns2np4、ns2np5、ns2np6
属于同周期元素，且原子序数依次增大，原子半径逐渐减小，第一电离能有逐渐增大的趋势。从原子核外电子排布式来看，A、D项分别达到半充满和全充满状态，稳定性较高，第一电离能也较大，排除A、D项；C项易失去一个电子，形成＋1价阳离子达到半充满状态，所以选C。
答案：C
10．(2013·安徽卷·7)我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有关说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．CO2分子中的化学键为非极性键
C．HCHO分子中既含σ键又含π键
D．每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2
解析：从题给信息入手分析，结合原子成键特点，在准确理解相关概念的前提下进行判断。
A．通过分析化学方程式可知，该反应等同于甲醛的燃烧，属于放热反应。B.CO2的结构式为O===C===O，可见CO2中的共价键是由不同元素的原子形成的，属于极性键。C.甲醛中碳原子采取sp2杂化，有三个等同的sp2杂化轨道伸向平面三角形的三个顶点，分别形成3个σ键，一个未参加杂化的p轨道与O原子的2p轨道形成π键。D.根据题给化学方程式可知，每生成1.8 g水消耗0.1 mol氧气，但由于题中并没有给出温度和压强，所以不能确定氧气的体积一定为2.24 L。
答案：C
点拨：知识：吸热、放热反应，化学键类型，原子杂化、σ键和π键的特点，气体摩尔体积等。能力：考查在新情境下灵活应用上述知识解决新问题的能力。试题难度：中等。
11．(2013·银川模拟)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③＝②>①
解析：①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>N，P>S，N>P，所以A项正确。原子半径N>F，故B项错误。电负性S>P，即①>②，故C项错误。F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为＋5、＋6、＋5价，故应为①>③＝②，D项错误。
答案：A
12．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号
X
Y
Z
W
原子半径/pm
160
143
70
66
主要化合价
＋2
＋3
＋5、＋3、－3
－2
下列叙述正确的是( )
A．X、Y元素的金属性XAl，A项错误；N2和O2在放电的条件下生成NO，B项错误；Al的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，不能溶于稀氨水，C项错误；NH3在纯氧中燃烧，发生反应：4NH3＋3O2===2N2＋6H2O，O2将N2从NH3中置换出来，D项正确。
答案：D
13．A 、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最高的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是( )
A．四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Ar
B．元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等
C．元素A、C简单离子的半径大小关系为AC
解析：自然界中含量最高的元素为氧；由题意知B元素K层和L层电子数之和为10，则M层为8个，N层为2个，故B元素为钙；C元素是第3周期第一电离能最小的元素，为钠元素；第三周期中第一电离能最大的元素为氩。选项C中，A的简单离子(O2－)和C的简单离子(Na＋)具有相同的电子层结构，根据“序大径小”的规律知r(O2－)>r(Na＋)。
答案：C
14．下列说法错误的是( )
A．ns电子的能量不一定高于(n～1)p电子的能量
B．6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则
C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
答案：A
二、非选择题
15．(2013·江苏模拟)有四种短周期元素．它们的结构、性质等信息如下表所述：
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写：
(1)A原子的核外电子排布式为________________。
(2)B元素在周期表中的位置是________；离子半径：B________A(填“大于”或“小于”)。
(3)C原子的电子排布图是________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形。
(4)D原子的电子排布式为______________，D－的结构示意图是____________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为________；B的最高价氧化物对应的水化物与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为__________________。
解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第3周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋的核外电子排布相同，核电荷数：Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)________(填化学式)，原因是______________________
_________________________________________。
(2)X的基态原子的电子排布图是________，另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填序号)。
A．能量最低原理 B．泡利原理
C．洪特规则
(3)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。
(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，反应如图所示，试写出该反应的化学方程式是_________________________。
答案：(1)NH3 PH3 氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键长比P—H的短)
(2)② C (3)Ne
(4)2NH3＋3F2===6HF＋N2
19．(2013·全国课标Ⅰ·37)硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：
(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。
(2)硅主要以硅酸盐、________等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为________。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·mol－1)
356
413
336
226
318
452
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是______________________________。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________________________________。
(6)在硅酸盐中，SiO四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为________，Si与O的原子数之比为________，化学式为________。
解析：(1)Si的原子序数为14，则核外电子数为14，电子排布式为1s22s22p63s23p2，依据核外电子能量排布原理，电子由离核近的区域依次由里向外排布，所以电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道为s、p、d轨道，共计9个原子轨道，电子数为4。
(2)硅元素在地壳中的含量居第二位，自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，无游离态的硅。
(3)结合金刚石的晶体结构，单质硅属于原子晶体，每个硅原子和四个硅原子以共价键结合成空间网状结构。晶胞结构为面心立方晶胞，在面心上有6个硅原子，每个硅原子为两个晶胞共有，所以一个晶胞中在面心位置对该晶胞贡献3个硅原子。
(4)反应的化学方程式可依据原子守恒写出。Mg2Si和NH4Cl反应的产物为SiH4、MgCl2、NH3，反应的化学方程式为Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4↑＋4NH3↑＋2MgCl2。
(5)①依据图表中键能数据分析，C—C键、C—H键键能大，难断裂；Si—Si键、Si—H键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成。
②SiH4稳定性小于CH4，更易生成氧化物，是因为C—H键键能大于C—O键的，C—H键比C—O键稳定。Si—H键键能远小于Si—O键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
(6)依据图(a)可知，SiO的结构类似于甲烷分子的结构，为正四面体结构，Si原子的杂化形式和甲烷分子中碳原子的杂化形式相同，为sp3杂化；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个Si原子、3个氧原子，Si原子和O原子数之比为13，化学式可表示为[SiO3]或SiO。
答案：(1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共价键 3
(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4↑＋4NH3↑＋2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp3 1：3 [SiO3](或SiO)
点拨：知识：以较简单的Si原子结构为起点，考查了原子结构的基础知识，晶体结构判断，键能大小比较的应用。能力：利用已有知识类推迁移的解题能力。试题难度：中等。
