高中化学人教版物质结构与性质本册总复习总复习 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．1s22s22p63s23p6B．1s22s22p63s23p63d54s2C．1s22s22p63s23p63d54s1D．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】C2．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①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4的原子中，原子半径最大的是①B．具有下列价电子排布式①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4的原子中，第一电离能最大的是③C．①Na、K、Rb②N、P、Si③Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而增大的是③D．某主族元素基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703…，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】D3．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．molSF5—CF3分子中含8mol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molSF5—CF3分子中含mol电子，D错误。【答案】C4．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＋、NHeq\o\al(＋,4)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】D5．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SNB．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】B6．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．ClOeq\o\al(－,3)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SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均为sp3杂化，SiF4分子呈空间正四面体，SOeq\o\al(2－,3)呈三角锥形【解析】CS2分子构型与CO2相似，是非极性分子，A错；ClOeq\o\al(－,3)的中心原子中孤电子对数＝eq\f(1,2)(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，SOeq\o\al(2－,3)的中心原子的孤电子对数＝eq\f(1,2)(8－3×2)＝1，价层电子对数为4，故S原子采用sp3杂化，SOeq\o\al(2－,3)呈三角锥形，D正确。【答案】D7．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19B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1C．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×eq\f(1,4)＝3)、N3－位于顶点(占有8×eq\f(1,8)＝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】A8．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】C9．下列排序正确的是()A．酸性：H2CO3<C6H5OH<CH3COOHB．碱性：Ba(OH)2<Ca(OH)2<KOHC．熔点：MgBr2<SiCl4<BND．沸点：PH3<NH3<H2O【解析】C6H5OH的酸性小于H2CO3，A项错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此碱性：Ba(OH)2>Ca(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】D10．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I1I2I3I4I5I6I75781817274511575148301837623293D.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】D11．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×eq\f(1,8)＋6×eq\f(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】C12．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1molH3BO3的晶体中有3mol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×eq\f(1,2)＝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Neq\o\al(－,3)。请写出两种与Neq\o\al(－,3)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)Neq\o\al(－,3)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＋614．(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×10－2nm和×10－2nm，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sp3C．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＋<Fe2＋，则NiO中的离子键比FeO中的离子键强，熔点NiO>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>C②分子③3∶1(3)>(4)AC15．(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)22(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、1817、2745、11575，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_______