鲁科版化学选修3 模块综合测评.docx
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鲁科版化学选修3模块综合测评
模块综合测评
(时间90分钟,满分100分)
一、选择题(本题包括16个小题,每小题3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.1s22s22p63s23p63d54s1D.1s22s22p63s23p63d104s1
C [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。
]
2.下列各项叙述中正确的是( )
A.电子层序数越大,s原子轨道的形状相同,半径越大
B.在同一电子层上运动的电子,其自旋方向肯定不同
C.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,释放能量,由基态转化成激发态
D.杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对
A [s原子轨道是球形的,电子层序数越大,其半径越大,A项正确;根据洪特规则,对于基态原子,电子在同一能级的不同轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同,B项错误;由于3s轨道的能量低于3p轨道的能量,基态镁原子应是吸收能量,C项错误;杂化轨道可用于形成σ键和容纳未参与成键的孤电子对,不能形成π键,D错。
]
3.根据氢原子和氟原子的核外电子排布,对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是( )
A.两者都为s—sσ键
B.两者都为p—pσ键
C.前者为p—pσ键,后者为s—pσ键
D.前者为s—sσ键,后者为s—pσ键
C [氢原子核外电子排布为1s1,氟原子核外电子排布为1s22s22p5,形成共价键时,F提供2p电子,H提供1s电子,则F2分子中形成的共价键为p—pσ键,HF分子中形成的共价键为s—pσ键,所以C选项正确。
]
4.下列说法中不正确的是( )
A.N2O与CO2、CCl3F与CCl2F2互为等电子体
B.CCl2F2无同分异构体,说明碳原子采用sp3杂化
C.H2CO3与H3PO4的非羟基氧原子数均为1,二者的酸性强度非常相近
D.由第ⅠA族和第ⅥA族元素形成的原子个数比为2∶1、电子总数为30的化合物,是离子化合物
C [原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子互为等电子体,N2O与CO2的原子总数均为3,价电子总数均为16,CCl3F与CCl2F2的原子总数均为5,价电子总数均为32,它们互为等电子体,A正确;CCl2F2无同分异构体,说明其分子构型为四面体形,C原子与其他原子以单键相连,碳原子采用sp3杂化,B正确;碳酸属于弱酸,磷酸属于中强酸,它们的酸性强度不同,C错误;由第ⅠA族和第ⅥA族元素形成的原子个数比为2∶1、电子总数为30的化合物是Na2O,Na2O是离子化合物,D正确。
]
5.在以下性质的比较中,正确的是( )
A.第一电子亲和能:
B B.电负性: F>N>O>C C.第一电离能: Na D.微粒半径: Li+ A [电负性: F>O>N>C,B项错误;第一电离能: Na Li+ ] 6.下列物质所属晶体类型分类正确的是( ) 选项 A B C D 原子晶体 石墨 生石灰 碳化硅 金刚石 分子晶体 冰 固态氨 氯化铯 干冰 离子晶体 氮化铝 食盐 明矾 芒硝 金属晶体 铜 汞 铝 铁 D [A选项中石墨为混合键型晶体,B选项中生石灰为离子晶体,C选项中氯化铯为离子晶体。 ] 7.某物质熔融状态可导电,固态可导电,将其投入水中水溶液也可导电,则可推测该物质可能是( ) A.金属晶体 B.分子晶体 C.原子晶体D.离子晶体 A [金属晶体在熔融状态可导电,固态可导电,并且活泼金属与水反应生成碱,为电解质,溶液也能导电,该金属应为活泼金属,故答案选A。 ] 8.如图是第3周期11~17号元素某些性质变化趋势的柱形图,下列有关说法正确的是( ) A.y轴表示的可能是电离能 B.y轴表示的可能是电负性 C.y轴表示的可能是原子半径 D.y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数 B [由于镁最外层3s轨道处于全充满稳定结构,其第一电离能比铝的大,磷的最外层3p轨道处于半充满稳定结构,其第一电离能比硫的大,A项错误;同周期元素的电负性从左到右逐渐增大,B项正确;同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,C项错误;硫、氯原子形成基态离子时得到的电子数分别为2、1,D项错误。 ] 9.下列叙述不正确的是( ) A.甲苯中碳原子的杂化类型为sp2、sp3 B.甲苯中所含的大π键可表示为Π C.甲苯中所含的共价键均为极性键 D.甲苯中所有碳原子共平面 C [甲苯中苯环中的六个碳原子采用sp2杂化,甲基中的碳原子采用sp3杂化,A项正确。 苯环中的六个碳原子间形成的大π键为Π ,B项正确。 甲苯分子中既含有极性键又含有非极性键,C项错误。 由于苯环上的碳原子采用sp2杂化,故7个碳原子共平面,D项正确。 ] 10.下列物质的性质与分子间作用力无关的是( ) A.等质量的冰比液态水的体积大 B.沸点: H2O>H2Te>H2Se>H2S C.稳定性: HF>HCl>HBr>HI D.NH3比PH3易液化 C [液态水形成冰时,冰中的水分子间最大程度地以氢键连接,形成孔穴,使冰晶体的微观空间存在空隙,体积变大。 H2O分子间能形成氢键,沸点最高;H2Te的相对分子质量大于H2Se、H2S的,H2Te分子间范德华力最大,沸点H2O>H2Te>H2Se>H2S。 稳定性与共价键的强、弱有关,与分子间作用力无关。 NH3易液化是因为分子间能形成氢键。 ] 11.下列关于晶体的说法正确的是( ) A.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 B.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 C.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 D.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 D [汞在常温常压下为液态,说明其熔点很低,A项错误。 金属钨的熔点很高,大于部分原子晶体的,B项错误。 金属晶体中存在金属阳离子与“自由电子”,没有阴离子,C项错误。 根据电荷守恒,晶体中有阴离子,则一定就有阳离子(离子晶体),D项正确。 ] 12.氢气是重要而洁净的能源,要利用氢气做能源,必须安全有效地储存氢气。 有报道称某种合金材料有较大的储氢容量,其晶体结构的最小单元如图所示。 则这种合金的化学式为( ) A.LaNi3 B.LaNi4 C.LaNi5D.LaNi6 C [在晶体结构单元中镍原子分布在上底面、下底面、六个侧面的面心上以及六棱柱体内,所以镍原子的个数为12× +6× +6=15,镧原子分布在六棱柱的十二个顶点上,以及上、下底面的面心上,所以镧原子的个数为12× +2× =3,所以该合金化学式为LaNi5。 ] 13.下列说法中正确的是( ) ①晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 ②原子晶体中共价键越强,熔点越高 ③干冰是CO2分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体 ④在Na2O和Na2O2晶体中,阴、阳离子数之比相等 ⑤正四面体构型的分子,键角都是109°28′,其晶体类型可能是原子晶体或分子晶体 ⑥分子晶体中都含有化学键 ⑦含4.8g碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为0.8mol A.①②③④⑤B.②④⑦ C.⑤⑥⑦D.③④⑤⑥⑦ B [分子间作用力不属于化学键,只影响晶体的物理性质,与分子稳定性无关;原子晶体熔化过程中克服原子间的共价键,故原子晶体中共价键越强,熔点越高;干冰是CO2分子通过分子间作用力结合在一起的,没有氢键;Na2O和Na2O2晶体中的阳离子均为Na+,阴离子分别为O2-和O ,故它们中的阴、阳离子数目之比均为1∶2;白磷为正四面体形的分子晶体,但键角是60°;稀有气体构成的分子晶体中不含有化学键;根据金刚石的结构可知,每个碳原子以4个共价键与其他4个碳原子形成立体网状结构,根据均摊法可知每个碳原子分得的共价键数目为2,含4.8gC即0.4molC的金刚石晶体中的共价键为0.8mol;故B项正确。 ] 14.类推的思维方法在化学学习与研究中可能会产生错误的结论。 因此类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。 下列几种类推结论正确的是( ) A.从CH4、NH 、SO 为正四面体结构,可推测PH 、PO 也为正四面体结构 B.H2O常温下为液态,H2S常温下也为液态 C.金刚石中C—C键的键长为154.45pm,C60中C—C键的键长为140~145pm,所以C60的熔点高于金刚石 D.MgCl2熔点较高,BeCl2熔点也较高 A [选项A,PH 的结构类似于NH ,PO 的结构类似于SO ,均为正四面体形。 选项B,H2O分子间存在氢键,常温下为液态,而H2S分子间不存在氢键,常温下为气态。 选项C,金刚石属于原子晶体,熔化时破坏的是共价键,C60是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,因此其熔点低于金刚石。 选项D,BeCl2属于分子晶体,熔点较低。 ] 15.下列有关说法不正确的是( ) 图1 图2 图3 图4 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 C [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8×1/8+6×1/2=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,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。 ] 16.已知以下反应中的四种物质由三种元素组成,其中a的分子空间构型为正四面体形,组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10,组成b物质的元素为第3周期元素。 下列判断正确的是( ) A.四种分子中的化学键均是极性键 B.a、c分子中中心原子均采用sp3杂化 C.四种分子中既有σ键,又有π键 D.b、d分子中共价键的键能: b>d B [由题意可知,a是甲烷,b为氯气。 四种分子中氯气分子所含的化学键为非极性键,A错;四种分子中均只存在σ键而没有π键,C错;b为氯气,所含共价键Cl—Cl键的键长比H—Cl键的键长长,故键能小于氯化氢中的H—Cl键的键能,D错。 ] 二、填空题(本题包括6小题,共52分) 17.(8分)X、Y、Z、W都是短周期元素,原子半径: W>Z>X>Y。 已知: X、Y同周期,X、Z处于同一主族;Z原子核内的质子数等于X、Y原子核内的质子数之和;Z原子最外层电子数是W原子最外层电子数的3倍。 请回答下列问题: (1)基态Y原子的电子排布式为________,W在Y的单质中燃烧时,所得产物中所含的化学键类型为________________。 (2)基态Z原子核外有________种运动状态不同的电子,所占据的最高能层符号为________。 (3)X的价电子轨道表示式为________,X与H形成XH3时,X的价电子轨道表示式为___________________。 [解析] (1)基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,Na在O2中燃烧生成的化合物为Na2O2,Na2O2中含有离子键与非极性共价键(或离子键与共价键)。 (2)Z为Al,其核外有13种运动状态不同的电子。 所占据的最高能层符号为M。 (3)X为B,基态B原子的价电子轨道表示式为 ↑↓2s ↑ 2p ,原子轨道杂化后B的价电子轨道表示式为 ↑ ↑ ↑ sp2 ↑↓2p。 [答案] (1)1s22s22p4 离子键与非极性共价键(或离子键与共价键) (2)13 M (3) ↑↓2s ↑ 2p ↑ ↑ ↑sp2 ↑↓2p 18.(6分)已知苯酚(OH)具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子COO-OH能形成分子内氢键。 据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是______________________ _________________________________________________________________。 [解析] 当COO-OH形成分子内氢键后,酚羟基的电离能力降低,故水杨酸的第二级电离能力比苯酚小。 [答案] < COO-OH能形成分子内氢键,使其更难电离出H+ 19.(8分)钾肥、氮肥、磷肥为植物生长所必需的化肥。 回答下列问题: (1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为________(填字母)nm。 A.404.4 B.553.5C.589.2 D.766.5 (2)草木灰中含有K2CO3、K2SO4等,其中CO 、SO 的空间构型分别为___________________。 (3)KH2PO4是农业上常用的复合肥之一,H3PO4的K1≫K2≫K3,试解释K1≫K2的原因: _____________________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)H3PO3能被氧化为H3PO4,H3PO4的酸性比H3PO3的酸性________(填“强”或“弱”),原因是______________________________________________ _____________________________________________________________。 [解析] (1)紫外线的波长较短,则紫色对应的辐射波长为404.4nm。 (2)CO 中C原子的价电子对数为3+ =3+0=3,C采取sp2杂化,CO 的空间构型为平面三角形。 SO 中S原子的价电子对数为4+ =4+0=4,S采取sp3杂化,SO 的空间构型为正四面体形。 [答案] (1)A (2)平面三角形、正四面体形 (3)H3PO4电离出H+后生成阴离子H2PO ,H2PO 对带正电荷的H+吸引力较强,较难电离出第二个H+ (4)强 H3PO4[(HO)3PO]中P元素为+5价,H3PO3[(HO)3P]中P元素为+3价,(HO)3PO中P的正电性较强,H—O—P中O、P间的共用电子对偏向P,更易电离出H+ 20.(8分)目前,全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。 镍行业发展蕴藏着巨大潜力。 (1)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。 固态Ni(CO)4属于________晶体;基态Ni原子的电子排布式为________。 (2)配合物 分子内的作用力有________(填编号)。 A.氢键B.离子键 C.共价键D.金属键 E.配位键 (3)很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应。 如①CH2===CH2、②、③HCHO等,其中分子属于平面结构的有________(填物质序号),预测HCHO分子的立体结构为________形。 (4)氢气是新型清洁能源,镧(La)和镍(Ni)的合金可做储氢材料。 该合金的晶胞如图所示,晶胞中心有一个镍原子,其他镍原子都在晶胞面上,镧原子都在晶胞顶点上,该晶体的化学式为___________________。 [解析] (1)易溶于有机溶剂,常温下为液体,是典型分子晶体的性质。 Ni核外有28个电子,基态时电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。 (2)观察配合物的分子结构,可以看出分子内存在三种作用力: 分子内氢键、共价键、配位键。 (3)分子的空间构型与轨道的杂化方式有关。 CH2===CH2中碳原子采用sp2杂化,苯分子中碳原子采用sp2杂化,HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。 采用sp2杂化的分子空间构型为平面三角形。 (4)LaNi合金晶胞属于立方晶胞。 每个晶胞占有La原子的个数为8× =1,Ni原子的个数为1+8× =5,即合金的化学式为LaNi5或Ni5La。 [答案] (1)分子 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 (2)ACE (3)①②③ 平面三角 (4)LaNi5(或Ni5La) 21.(10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形成的三原子分子中含________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] 在这六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C。 (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的三原子分子是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(或[Ne]3s23p2) (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 22.(12分)硼和氮元素在化学中有很重要的地位,回答下列问题: (1)基态硼原子核外电子有________种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子轨道表示式为________。 运载火箭的主要燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。 (CH3)2NNH2中氮原子的杂化方式为________。 (2)化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料,可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得: 3CH4+2B3N3H6+6H2O===3CO2+6H3BNH3。 ①H3BNH3分子中是否存在配位键________(填“是”或“否”),B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为________。 ②与B3N3H6互为等电子体的分子是________(填一个即可),B3N3H6为非极性分子,根据等电子原理写出B3N3H6的结构式: __________________。 (3)“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量,在太阳能电池板材料中除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质,回答下列问题: ①SeO3分子的立体构型为________。 ②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水与H2O2的混合溶液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子方程式为_____________________________________________________________ _____________________________________________________________。 ③某种铜合金的晶胞结构如图所示,该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为 apm,则该晶体的密度为________(用含a的代数式表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。 [解析] (1)硼为5号元素,所以基态硼原子核外电子有5种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子轨道表示式为 ,氮原子的价层电子数为5,(CH3)2NNH2中氮原子的价层电子对数为 ×(5+3)=4,所以N的杂化方式为sp3杂化。 (2)①B的最外层电子数为3,能形成3个共价键,化合物H3BNH3中B与H形成3个共价键,硼原子的空轨道与氮原子的孤电子对形成配位键;同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,这几种元素都是第2周期元素,B、C、N、O的族序数分别是第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族,所以它们的第一电离能大小顺序是N>O>C>B。 ②原子数相同,电子总数相同的分子,互称为等电子体,与B3N3H6互为等电子体的分子为C6H6,B3N3H6的结构式与苯相似,其结构式为 (3)①气态SeO3分子中中心原子的价层电子对数为 ×(6+0)=3,无孤电子对,所以分子构型为平面三角形。 ②金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,说明两者能互相促进,是两种物质共同作用的结果,其中过氧化氢为氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行,方程式可表示为Cu+H2O2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。 ③在晶胞中,氮原子位于顶点,铜原子位于棱边中点,该晶胞中氮原子个数=8× =1,铜原子个数=12× =3,晶胞的边长为 apm,晶胞的体积为( apm)3,则ρ= g·cm-3= ×1030g·cm-3。 [答案] (1)5 (2)①是 B (3)①平面三角形 ②Cu+H2O2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(或Cu+H2O2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-) ③ ×1030g·cm-3
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