鲁教版选修3模块综合测评.docx
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鲁教版选修3模块综合测评
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.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
【解析】 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。
【答案】 A
3.下列化合物中,含有非极性共价键的离子化合物是( )
①CaC2 ②N2H4 ③Na2S2 ④NH4NO3
A.③④ B.①③
C.②④D.①③④
【解析】 CaC2是由Ca2+和C
构成的,C
中含有非极性共价键;N2H4中含N—H键(极性键)和N—N键(非极性键),属于共价化合物;Na2S2是由Na+和S
构成的,S
中含有非极性共价键;NH4NO3含离子键和极性键。
【答案】 B
4.下列说法正确的是( )
A.分子中一定存在化学键
B.分子中若含有化学键,则一定存在σ键
C.p和p轨道不能形成σ键
D.含π键的物质不如只含σ键的物质稳定
【解析】 A项,分子中不一定存在化学键,如稀有气体分子由单个原子构成,不存在化学键。
B项,如果分子中存在化学键,则一定有σ键。
C项,若两个原子的p轨道“头碰头”重叠,就能形成σ键。
D项,如氮气中就有π键,氯气中只含有σ键,但氮气比氯气稳定。
【答案】 B
5.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
【解析】 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。
【答案】 D
6.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
【解析】 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。
【答案】 A
7.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
【解析】 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。
【答案】 B
8.(2016·西安铁一中期中考试)如图是a、b两种物质的熔化曲线,下列说法中正确的是( )
(1)
(2)
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体
A.①④B.②④
C.①③D.②③
【解析】 晶体有固定的熔点,由图
(1)分析,中间有一段a物质的温度不变但一直在吸收能量,这段就表示a晶体在熔化;由图
(2)可知,b物质的温度一直在升高,所以找不出固定的熔点,故b为非晶体。
【答案】 A
9.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
【解析】 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。
【答案】 B
10.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
【解析】 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。
【答案】 B
11.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
【解析】 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。
【答案】 A
12.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
【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8×1/8+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。
【答案】 C
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(7分)物质的结构与性质之间有密切的关系。
请回答下列问题:
(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;Ni原子和C原子之间存在________键。
(2)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、②CH≡CH、③HCHO等,这些分子中C原子为sp2杂化的有________(填物质序号)。
(3)已知苯酚(
)具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子
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】
(1)根据Ni(CO)4的物理性质,可判断其固态时是分子晶体。
Ni原子提供空轨道,碳原子提供孤电子对,形成配位键。
(2)碳原子形成4个σ键时是sp3杂化,形成3个σ键时是sp2杂化。
(3)当
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】
(1)分子 配位
(2)①③
(3)<
能形成分子内氢键,使其更难电离出H+
14.(15分)(2015·全国卷Ⅱ)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,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:
【导学号:
66240035】
(1)四种元素中电负性最大的是_________________(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为_________________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是______________(填分子式),原因是_________________;A和B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__________。
(4)化合物D2A的立体构型为__________,中心原子的价层电子对数为__________,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为
_____________________________________________________
_____________________________________________________________。
(5)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=0.566nm,F的化学式为__________;晶胞中A原子的配位数为____________;列式计算晶体F的密度(g·cm-3)。
【解析】 A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型,则A是O,B是Na;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,则C是P;D元素最外层有一个未成对电子,所以D是氯元素。
(1)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,P的原子序数是15,则根据核外电子排布可知C原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)。
(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,所以沸点高的是O3;A和B的氢化物分别是水和NaH,所属的晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。
(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含有一对孤对电子,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)化合物Cl2O分子中氧元素含有2对孤对电子,价层电子对数是4,所以电子对数是4,所以立体构型为V形。
单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,则化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl。
【答案】
(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体 离子晶体
(3)三角锥形 sp3
(4)V形 4
2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(或2Cl2+Na2CO3===Cl2O+CO2+2NaCl)
(5)Na2O 8
=2.27g·cm-3
15.(15分)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。
立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。
它们的晶体结构如下图所示。
(1)基态硼原子的电子排布式为___________________________________。
(2)关于这两种晶体的说法,正确的是________(填序号)。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
c.两种晶体中的B—N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________,其结构与石墨相似却不导电,原因是__________________________。
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为________。
该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现。
根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是________。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。
1molNH4BF4含有________mol配位键。
【解析】
(2)立方相氮化硼只含有σ键,a错误;六方相氮化硼质地软,是由于其层间作用力为范德华力,作用力小,b正确;B、N均为非金属元素,两者形成的化学键为共价键,c正确;六方相氮化硼属于分子晶体,立方相氮化硼属于原于晶体,d错误。
(3)观察六方相氮化硼的晶体结构可知,每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。
由于B最外层有3个电子,都参与成键,没有自由移动的电子,故不导电。
(4)立方相氮化硼晶体中,每个硼原子形成4个共价单键,所以为sp3杂化;地下约300km的环境应为高温、高压。
(5)NH
中存在一个由氮原子提供孤电子对、H+提供空轨道而形成的配位键;在BF
中,存在一个由F-提供孤电子对、B提供空轨道而形成的配位键,所以1mol氟硼酸铵中含有2mol配位键。
【答案】
(1)1s22s22p1
(2)b、c
(3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子
(4)sp3 高温、高压 (5)2
16.(15分)(2016·全国乙卷)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。
回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________________,有________个未成对电子。
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。
从原子结构角度分析,原因是_______________
_____________________________________________________________。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因___________
_____________________________________________________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。
Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。
(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为________,微粒之间存在的作用力是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(6)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。
下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(
,0,
);C为(
,
,0)。
则D原子的坐标参数为________。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。
已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为________g·cm-3(列出计算式即可)。
【解析】
(1)锗元素在周期表的第四周期、第ⅣA族,因此核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,p轨道上的2个电子是未成对电子。
(2)锗虽然与碳为同族元素,但比碳多了两个电子层,因此锗的原子半径大,原子间形成的σ单键较长,pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键。
(3)由锗卤化物的熔沸点由Cl到I呈增大的趋势且它们的熔沸点较低,可判断它们均为分子晶体,而相同类型的分子晶体,其熔沸点取决于分子量的大小,因为分子量越大,分子间的作用力就越大,熔沸点就越高。
(4)Zn和Ge为同周期元素,Ge在Zn的右边,因此Ge的电负性比Zn的强;O为活泼的非金属元素,电负性强于Ge和Zn,因此三者电负性由大至小的顺序为O、Ge、Zn。
(5)Ge单晶为金刚石型结构,金刚石中碳原子的杂化方式为sp3,因此Ge原子的杂化方式也为sp3。
微粒之间存在的作用力为共价键。
(6)①根据题给图示可知,D原子的坐标参数为(
,
,
)。
②每个晶胞中含有锗原子8×1/8+6×1/2+4=8(个),每个晶胞的质量为
,晶胞的体积为(565.76×10-10cm)3,所以晶胞的密度为
。
【答案】
(1)3d104s24p2 2
(2)Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。
原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强
(4)O>Ge>Zn
(5)sp3 共价键
(6)①
②
×107
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