高中化学苏教版物质结构与性质本册总复习总复习（省一等奖）

模块综合测评(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)1.下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是()【导学号：61480056】能级有1个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子C.最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)的原子和价电子排布为4s24p5的原子能级有1个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p5的原子【解析】A项，3p能级有1个空轨道，说明3p能级上填充2个电子，因填充1个电子时有2个空轨道，填充3个电子或3个以上电子时无空轨道，3p能级上有2个电子，3s能级上肯定已填满，价电子排布为3s23p2，因此A中两个微粒相同。B项，M层全充满而N层为4s2，即：3d104s2，显然是锌元素，价电子排布为3d64s2的元素是铁元素，B符合题意。C项，价电子排布为4s24p5，则3d能级上已排满10个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5；最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5，不可能，最外层电子数为2，核外电子总数为10，不可能，同理可知，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素原子。D项，2p能级有1个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定属于同种元素的原子，不符合题意。【答案】B2.下列表达式错误的是()C.硫离子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p4D.碳—12原子：eq\o\al(12,6)C【解析】S2－的3p轨道上应有6个电子。【答案】C3.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()I1I2I3I4……R7401500770010500①R的最高正价为＋3价②R元素位于元素周期表中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1s22s2A.①② B.②③C.③④. D.①④【解析】由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个电子，最高正价为＋2价，位于ⅡA族，可能为Be或者Mg元素，因此①不正确，②正确，④不确定；短周期ⅡA族(ns2np6)的元素，因p轨道处于全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，③正确。【答案】B4.如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是()轴表示的可能是第一电离能轴表示的可能是电负性轴表示的可能是原子半径轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数【解析】对于第三周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈现增大的趋势，但Mg、P特殊，A项错误；原子半径逐渐减小，C项错误；形成基态离子转移的电子数依次为：Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，D项错误。【答案】B5.下列叙述错误的是()①离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性②配位键在形成时，是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对③金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用④在冰晶体中，既有极性键、非极性键，又有氢键⑤化合物NH4Cl和CuSO4·5H2O都存在配位键⑥NaCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水，但原因不完全相同A.①③. B.②④C.②⑤. D.④⑥【解析】配位键在形成时，成键的一方提供孤电子对，另一方接受孤电子对(即提供空轨道)。冰晶体中，水分子内存在极性键，水分子间存在氢键但无非极性键。【答案】B6.下列叙述正确的是()【导学号：61480057】A.分子的中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子一定为正四面体结构,2­二氯丙烷()分子中含有两个手性碳原子C.熔、沸点：Na<Mg<AlD.配合物的稳定性与配位键的强弱有关，与配位体的性质无关【解析】A中sp3杂化轨道形成的分子不一定是正四面体，如CHCl3、H2O、NH3等；B中1,2­二氯丙烷仅含一个手性碳原子；D中配合物的稳定性还与配位体性质有关。【答案】C7.如图是金属晶体内部结构的简单示意图,仔细观察该结构，以下有关金属能导电的理由中正确的是()A.金属能导电是因为含有金属阳离子B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用【解析】金属中含有金属阳离子和自由电子，自由电子属于整块金属，能够自由移动，在外加电场的作用下，自由电子做定向移动，从而能够导电。【答案】B8.最近科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是()A.该物质的化学式为CO4B.晶体的熔、沸点高，硬度大C.晶体中C原子数与C—O键数之比为1∶4D.晶体的空间最小环共由12个原子所构成【解析】分析题意可知，该新型碳氧化合物属于原子晶体，以C—O键结合为一种空间网状的无限伸展结构，容易联想到晶体SiO2的结构，故B、C、D三项正确。该物质的化学式为CO2，而不是CO4，故A项错误。【答案】A9.晶胞是构成晶体的基本重复单位。在二氧化硅晶胞中有8个硅原子处于立方晶胞的8个顶角，有6个硅原子处于晶胞的6个面心，还有4个硅原子与16个氧原子在晶胞内构成4个硅氧四面体均匀错开排列于晶胞内(如图所示)。根据图示的二氧化硅晶胞结构，每个晶胞内所含的“SiO2”个. 个个. 个【解析】晶胞内Si原子总个数：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8(个)，16个O原子都在晶胞内，因此每个晶胞内有8个Si原子，16个O原子即“SiO2”基元数为8。【答案】C10.下列说法中正确的是()A.卤化氢中，HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大D.氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上【解析】B项，分子内氢键使熔、沸点降低，分子间氢键使熔、沸点升高；C项，水中氢键键能比HF中氢键键能小；D项，X—H…Y的三原子不一定在一条直线上。【答案】A二、非选择题(本题包括6小题，共60分)11.(14分)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：(1)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______________。(2)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__________。(3)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D2_________________________________________________________________。(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＝nm，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】C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C为P元素。A、B的原子序数小于C，且A2－和B＋具有相同的电子构型，则A为O元素，B为Na元素。C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未成对电子，则D为Cl元素。(1)O元素形成O2和O3两种同素异形体，固态时均形成分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，故O3的沸点高于O2。O元素形成的氢化物有H2O和H2O2，二者均能形成分子晶体。Na元素形成的氢化物为NaH，属于离子晶体。(2)P和Cl元素形成的组成比为1∶3的化合物E为PCl3，中心原子P形成3个σ键且含有1对未成键的孤电子对，故P原子采取sp3杂化，分子构型为三角锥型。(3)化合物D2A为Cl2O，其中O原子形成2个σ键且含有2对未成键的孤电子对，则O原子采取sp3杂化，故Cl2O为V形结构，中心原子O的价层电子对数为4。Cl2与湿润的Na2CO3反应可生成Cl2O，据氧化还原反应规律可知，还生成还原产物NaCl，反应的化学方程式为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=2NaCl＋Cl2O＋2NaHCO3(4)O2－半径大于Na＋半径，由F的晶胞结构可知，大球代表O2－，小球代表Na＋，每个晶胞中含有O2－个数为8×1/8＋6×1/2＝4，含有Na＋个数为8，故O2－、Na＋离子个数之比为4∶8＝1∶2，从而推知F的化学式为Na2O。由晶胞结构可知，每个O原子周围有8个Na原子，故O原子的配位数为8。晶胞参数a＝nm＝×10－7cm，则晶胞的体积为×10－7cm)eq\f(4×62g·mol－1,×10－7cm3××1023mol－1)≈2.27g·cm－3。【答案】(1)O3O3相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体(2)三角锥型sp3(3)V形42Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋CO2＋2NaCl)(4)Na2O8eq\f(4×62g·mol－1,×10－7cm3××1023mol－1)＝2.27g·cm－3。12.(7分)氰[(CN)2]是无色可燃气体，剧毒，有苦杏仁味，与卤素单质的性质相似。(1)试写出氰与NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________________________________________。(2)已知氰分子中碳碳键与两个碳氮键之间的夹角为180°，且氰分子有对称结构。①氰分子的结构式为________；②氰分子中氮原子为________杂化；③氰分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)；④1mol(CN)2中含σ、π的数目分别为________。【解析】(1)因为(CN)2与卤素单质(X2)相似，则将卤素单质中X用CN代替即可得到相应的离子方程式。(2)根据(CN)2中四个原子的价电子数和要达到稳定结构还缺少的电子数判断电子式和结构式：两个碳原子间形成一对共用电子，每个碳原子再与氮原子形成三对共用电子，故该分子的结构式为N≡C—C≡N。由于N原子的价层电子对数为1＋1＝2，故N原子采用sp杂化。该分子为直线形构型，为非极性分子。【答案】(1)(CN)2＋2OH－=CN－＋CNO－＋H2O(2)①N≡C—C≡N②sp③非极性分子④3NA、4NA13.(9分)常见元素A、B、C、D，其原子结构的相关信息如下表：元素相关信息AA原子的核外电子总数等于其基态电子层数BB原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍CC的基态原子L电子层中有3个未成对电子DD的外围电子层排布为(n＋1)d3n(n＋2)sn请回答下列问题。(1)A的原子结构示意图是________；D元素位于周期表第________周期________族。(2)在由B和A形成的众多分子中，只要B原子的成键轨道满足________(填字母序号)，分子中所有的原子就有可能在同一个平面内。或sp2杂化轨道或sp杂化轨道或sp2杂化轨道(3)如图，在B晶体的一个晶胞中含有________个B原子。(4)C2A4【解析】根据题意可知A、B、C、D分别为H、C、N、Fe。(2)sp2杂化为平面结构，sp杂化为直线形结构，故只要碳原子满足sp2或sp杂化，分子中所有的原子就有可能共面，答案为C。(3)从图中可以看出，C的位置有三种，分别为顶点、面心、体心，为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4×1＝8。(4)C2A4的结构式为。【答案】(1)四Ⅷ(2)C(3)8(4)sp314.(10分)碳族元素的单质及其化合物是一类重要物质。请回答下列问题：(1)锗(Ge)是用途很广的半导体材料，其基态电子排布式为________。(2)合成氮化碳是一种硬度比金刚石还大的晶体，氮化碳的晶体类型为________，该晶体中微粒间的作用力是________。(3)COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，光气分子的结构式为________，其中碳氧原子之间共价键是________(填序号)。个σ键. 个π键个σ键，1个π键(4)CaC2中Ceq\o\al(2－,2)与Oeq\o\al(2＋,2)互为等电子体，Oeq\o\al(2＋,2)的电子式可表示为________。【解析】(1)Ge为第四周期ⅣA族元素，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)氮化碳为原子晶体，微粒间作用力为共价键。(3)COCl2的结构式为，碳氧之间为双键，含1个σ键，1个π键。(4)Oeq\o\al(2＋,2)的电子式为[∶O⋮⋮O∶]2＋。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)(2)原子晶体共价键(3)c(4)[∶O⋮⋮O∶]2＋15.(10分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)写出基态As原子的核外电子排布式________。(2)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为_______，其中As的杂化轨道类型为________。(4)GaF3的熔点高于1000℃，CaCl3的熔点为77.9(5)GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA【解析】(1)As元素在周期表中处于第ⅤA族，位于P元素的下一周期，则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第ⅢA族，则原子半径：Ga>As。Ga、As原子的价电子排布式分别为4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能：Ga<As。(3)As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个As－Cl键，且含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的立体构型为三角锥形。(4)GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为℃，其原因是GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。(5)GaAs的熔点为1238℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4(个)，Ga和As的原子半径分别为rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，则原子的总体积为V原子＝4×eq\f(4,3)π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝eq\f(16π,3)×10－30(req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As))cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，晶胞的密度为ρg·cm－3，则晶胞的体积为V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNAcm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为eq\f(V原子,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(16π,3)×10－30r\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As)cm3,\f(4MGa＋MAs,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(2)大于小于(3)三角锥形sp3(4)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体(5)原子晶体共价eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%16.(10分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。(1)下列有关CaF2的表述正确的是________。＋与F－间仅存在静电吸引作用－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2c.阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电(2)CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是__________________________________________________________________(用离子方程式表示)，已知AlFeq\o\al(3－,6)在溶液中可稳定存在。(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为__________，其中氧原子的杂化方式为________。(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF