2024年高中化学新教材同步讲义选择性必修第二册 第3章　章末检测试卷(三)（含解析）

章末检测试卷(三)(满分：100分)一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)1．下列叙述正确的是()A．离子晶体都是化合物B．共价晶体都是单质C．金属在常温下都以晶体形式存在D．分子晶体在常温下不可能为固态答案A解析离子晶体由阴、阳离子构成，至少含两种元素，故属于化合物，A正确；共价晶体可能是单质(如金刚石等)，也可能是化合物(如SiO2、SiC等)，B错误；大多金属在常温下以晶体形式存在，但金属汞呈液态，C错误；分子晶体在常温下可能是气态、液态或固态，如H2、H2O、I2等，D错误。2．下列叙述正确的是()A．共价晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都一定存在化学键B．晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂C．共价晶体的熔点不一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低D．已知12g金刚石中含有2NA个C—C，则60gSiO2中也含有2NA个Si—O答案C解析有的分子晶体中不存在化学键，如稀有气体不含化学键，故A错误；分子晶体在受热熔化过程中没有化学键的断裂，故B错误；金属晶体中钨的熔点超过3300℃，汞的熔点很低，常温下为液体，所以共价晶体的熔点不一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低，故C正确；二氧化硅中1个硅原子与周围4个氧原子形成4个Si—O,60gSiO2的物质的量是1mol，含有4NA个Si—O，故D错误。3．下列事实不能直接从原子结构角度解释的是()A．化合物ICl中I为＋1价B．第一电离能：B>AlC．沸点：CS2>CO2D．热稳定性：NH3>PH3答案C解析氯原子半径小，得电子能力强，故氯显负价，碘显正价，能从原子结构角度解释，故A错误；原子半径越大，失电子能力越强，Al的半径大于B，第一电离能小，故第一电离能：B>Al，能从原子结构角度解释，故B错误；分子结构相似，相对分子质量越大，熔、沸点越高，CS2的相对分子质量大于CO2，故沸点：CS2>CO2，不能从原子结构角度解释，故C正确；原子半径越大键长越长，越不稳定，原子半径：P>N，故热稳定性：NH3>PH3，能从原子结构角度解释，故D错误。4．下列关于物质熔、沸点的比较正确的是()A．CCl4、MgCl2、Si3N4的熔点依次升高B．Rb、K、Na、Li的沸点依次降低C．晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次降低D．HF、HCl、HBr的沸点依次升高答案A解析一般来说，熔点为分子晶体＜离子晶体＜共价晶体，则熔点：CCl4＜MgCl2＜Si3N4，故A正确；原子序数越大，碱金属单质的沸点越低，则沸点：Rb＜K＜Na＜Li，故B错误；Si、SiC、金刚石都是共价晶体，共价键越强，熔点越高，共价键键长：C—C＜Si—C＜Si—Si，所以熔点的高低顺序为金刚石＞SiC＞Si，故C错误；HF分子间含有氢键，沸点最高，HCl、HBr不存在氢键，则沸点：HF＞HBr＞HCl，故D错误。5．(2023·广东检测)某种具有许多优良特性的离子液体如图所示，下列说法不正确的是()A．该离子液体不具备与水分子形成氢键的条件B．该晶体属于离子晶体C．基态B原子的价层电子排布为2s22p1D．电负性大小顺序为N>C>B答案A解析中含有非金属性强、原子半径小的氮原子，且有个N上有孤电子对，能与水分子形成氢键，故A错误；该晶体属于离子晶体，B正确；B是5号元素，B元素的基态原子核外电子排布为1s22s22p1，价层电子排布为2s22p1，C正确；同周期元素从左至右，电负性逐渐增大，故电负性：N>C>B，D正确。6．Fe3＋可与H2O、SCN－、F－等配体形成配位数为6的配离子，如[Fe(H2O)6]3＋(浅紫色)、[Fe(SCN)6]3－(红色)、[FeF6]3－(无色)等。某同学按如下步骤完成实验，下列说法不正确的是()A．溶液Ⅰ呈黄色，可能是由Fe3＋水解产物的颜色所致B．为了能观察到溶液Ⅰ的浅紫色，可向该溶液中加入硝酸C．Ⅱ到Ⅲ溶液颜色的变化一定是由[Fe(SCN)6]3－转化为[FeF6]3－引起的D．可以推测H2O、SCN－、F－三种微粒和Fe3＋的配合能力依次增大答案C＋水解生成氢氧化铁，A正确；为了观察到浅紫色，需要除去红褐色，即抑制铁离子的水解，所以可向溶液中加硝酸，B正确；也可能是[Fe(SCN)6]3－中存在电离平衡[Fe(SCN)6]3－Fe3＋＋6SCN－，加入NaF后，平衡正向移动，导致[Fe(SCN)6]3－减少，直到颜色消失，C错误；[Fe(H2O)6]3＋中加入KSCN，溶液转化为红色，说明生成了[Fe(SCN)6]3－，再向红色溶液中加＋的能力依次增强，D正确。7．(2021·辽宁，7)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是()A．S位于元素周期表p区B．该物质的化学式为H3SC．S位于H构成的八面体空隙中D．该晶体属于分子晶体答案D解析基态S的价层电子排布式为3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；由该物质的晶胞可知：S的个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，H的个数为12×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＝6，故H、S原子个数比为3∶1，故该物质的化学式为H3S，B正确；S位于H构成的八面体空隙中，如图所示，C正确。8．含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种原子序数为48的Cd2＋配合物的结构如图所示，下列说法正确的是()A．该螯合物中N的杂化方式有2种B．1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6molC．Cd属于d区元素D．基态Cd的价层电子排布式为4d85s2答案B解析该螯合物中无论是硝基中的N原子，还是NOeq\o\al(－,3)中的N原子，还是六元环中的N原子，N均为sp2杂化，即N只有1种杂化方式，A错误；该螯合物中Cd2＋与5个N原子、2个O原子形成化学键，其中与1个O原子形成的为共价键，另外的均为配位键，故1mol该配合物中通过螯合作用形成6mol配位键，B正确；原子序数为48的Cd属于ds区元素，C错误；Cd的价层电子排布式为4d105s2，D错误。9．科学家合成出了一种新化合物，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法正确的是()A．元素非金属性强弱的顺序为X>Y>ZB．W、Z对应的简单离子半径：W<ZC．元素Z、X、W的单质晶体熔点依次升高D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构答案B解析由题意及题图可知，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl元素。元素非金属性强弱的顺序为Si<P<Cl，A错误；Na＋有2个电子层，Cl－有3个电子层，W、Z对应的简单离子半径：r(Na＋)<r(Cl－)，B正确；元素Z、X、W的单质分别为Cl2、Si、Na，分别属于分子晶体、共价晶体、金属晶体，Si的熔点最高，氯气的熔点最低，C错误；2个硅原子和1个P原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构，D错误。10．工业上常以印刷线路板碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4Cl2]}为原料制备CuCl(晶胞结构如图)。下列说法错误的是()A．基态Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10B．[Cu(NH3)4]2＋中含有4个配位原子C．NH3的键角小于CH4的键角D．晶胞中距离Cu＋最近且距离相等的Cl－有2个答案D解析已知Cu是29号元素，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，故基态Cu＋的核外电子排布式为[Ar]3d10，A正确；[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋为中心离子，NH3为提供孤电子对的配体，N原子为配位原子，故含有4个配位原子，B正确；NH3和CH4分子周围的价层电子对数均为4，NH3中含有一个孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用力大于成键电子对之间的排斥作用力，故NH3的键角小于CH4的键角，C正确；由晶胞结构图可知，晶胞中距离Cu＋最近且距离相等的Cl－有4个，D错误。11．铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如图甲、乙所示(acm、bcm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是()A．两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子B．乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14C．甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1∶2D．甲、乙两种铁晶体的密度比为b3∶2a3答案D解析金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，不含阴离子，A错误；乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B错误；甲晶体晶胞结构为体心立方堆积，配位数为8，乙晶体晶胞结构为面心立方最密堆积，配位数为12，甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为8∶12＝2∶3，C错误。12.如图物质曾作为锂离子电池的电解液，已知W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W、X、Y位于同一周期，X、Z同主族，且Z原子的电子数为X的2倍。下列说法错误的是()A．简单离子半径：Z>X>YB．X的氢化物的沸点一定高于W的氢化物C．Y的氢化物易溶于水，其水溶液呈弱酸性D．W元素形成的晶体可能是共价晶体也可能是分子晶体答案B解析W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W、X、Y位于同一周期，则W、X、Y为第二周期元素，Z为第三周期元素，又因X、Z同主族，且Z原子的电子数为X的2倍，在短周期元素中满足这一条件的元素只有S和O，所以Z为S元素，X为O元素；根据如图所示的各元素的成键数可知W为C元素，Y为F元素。O元素与S元素同主族，S2－电子层数大于O2－，半径：S2－>O2－；F－与O2－核外电子排布相同，半径：O2－>F－，简单离子半径：S2－>O2－>F－，A正确；W的氢化物中有很多常温下是液态或固态的烃类，这样的烃类比H2O的沸点要高，B错误；HF易溶于水，其水溶液呈弱酸性，C正确；C元素形成的晶体有金刚石、C60等，金刚石、C60分别为共价晶体、分子晶体，D正确。13．砷化镓是一种重要的半导体材料，熔点1238℃。它在600℃以下，能在空气中稳定存在，并且不被非氧化性的酸侵蚀。砷化镓晶胞结构如图。下列说法正确的是()A．砷化镓是一种分子晶体B．砷化镓中不存在配位键C．晶胞中Ga原子与As原子的数量比为4∶1D．晶胞中Ga原子与周围等距且最近的As原子形成的空间结构为正四面体答案D解析根据砷化镓熔点数据和晶胞结构(空间网状)可知砷化镓为共价晶体，A错误；Ga最外层有3个电子，每个Ga与4个As成键，所以砷化镓必有配位键，B错误；晶胞中Ga位于顶点和面心，则数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，As位于晶胞内，数目为4，所以晶胞中Ga原子与As原子的数目之比为1∶1，C错误。14．(2023·武汉洪山高级中学高二校考)TiO2的晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示，其中m、n、q的原子分数坐标分别为m(0,0,0)；n(0.69a,0.69a，c)；q(0.19a,0.81a,0.5c)。下列说法正确的是()A．图中所示微粒中，代表O原子的是m、pB．i的原子分数坐标为(0.81a,0.81a,0.5c)C．p点的原子分数坐标为(a，a，c)D．该晶体的密度为eq\f(80,a2cNA)g·cm－3答案C解析由于晶胞中相同位置的原子相同，若m、p代表O原子，则晶胞中含有O原子数为1＋8×eq\f(1,8)＝2,Ti原子数为4×eq\f(1,2)＋2＝4，根据TiO2的化学式可知，与晶胞结构不符合，故代表氧原子的是n、q，代表Ti原子的是m、p，A错误；根据晶胞可以知道，q、i位置的O原子与体心Ti原子处于同一直线上，且该直线与底面对角线平行，q的坐标为(0.19a,0.81a,0.5c)，则i原子的坐标为(0.81a,0.19a,0.5c)，B错误；由图可知，p点位于晶胞的顶角，则p点的坐标为(a，a，c)，C正确；根据“均摊法”，每个晶胞中含有Ti原子数为1＋8×eq\f(1,8)＝2,含有O原子数为4×eq\f(1,2)＋2＝4，则晶胞的质量为m(晶胞)＝eq\f(2,NA)×80g；晶胞的体积为V(晶胞)＝(a×10－10cm)2×(c×10－10cm)＝a2c×10－30cm3，故该晶体的密度为ρ＝eq\f(m晶胞,V晶胞)＝eq\f(\f(2,NA)×80g,a2c×10－30cm3)＝eq\f(160,NAa2c)×1030g·cm－3，D错误。15．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，下列有关说法不正确的是()A．Cu元素位于元素周期表中的ds区B．图1中氮原子的配位数为6C．更稳定的Cu替代型产物的化学式为FeCu3ND．当a位置Fe位于体心时，b位置Fe位于棱上答案C解析Cu在周期表中位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，故A正确；由图1可知，氮原子的上下左右前后各有1个铁原子，故其配位数为6，故B正确；由图2可知，Cu替代a位置Fe型的能量低，更稳定，则1个晶胞中Fe原子数为6×eq\f(1,2)＝3，Cu原子数为8×eq\f(1,8)＝1，N原子数为1，则更稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN，故C错误；根据图1，将顶点置于体心(如图所示)，即当a位置Fe位于体心时，b位置Fe位于棱上，故D正确。二、非选择题(本题包括4个小题，共55分)16．(14分)氮、氧、磷、砷及其化合物在工农业生产等方面有着重要应用。请按要求回答下列问题。(1)基态砷原子价层电子轨道表示式不能写为，是因为该排布方式违背了____________这一原理。(2)元素第一电离能：N______________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)O，电负性：P______________As。(3)肼(N2H4)可用作火箭燃料等，它的沸点远高于乙烯的原因是__________________。(4)尿素()中碳原子杂化类型为________________；NOeq\o\al(－,2)的空间结构为____________。(5)GaAs的熔点为1238℃，可作半导体材料；而GaCl3的熔点为77.9℃。①预测GaCl3的晶体类型为______________。②GaAs晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。则晶胞中每个Ga原子周围有______________个紧邻等距的As原子；该晶体的密度为________________g·cm－3(列出计算式)。答案(1)洪特规则(2)＞＞(3)肼分子间存在氢键，乙烯分子间无氢键(4)sp2V形(5)①分子晶体②4eq\f(4×145,NA×a3×10－30)解析(1)电子在能量相同的轨道上排布时，总是先单独分占且自旋平行，该排布方式违背了洪特规则。(2)N元素p轨道为半充满稳定结构，所以第一电离能：N＞O；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，所以电负性：P＞As。(4)尿素中C原子上没有孤电子对，形成3个σ键，所以尿素分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化；NOeq\o\al(－,2)中孤电子对数为eq\f(6－2×2,2)＝1，价层电子对数为2＋1＝3，故NOeq\o\al(－,2)的空间结构为V形。(5)①GaCl3的熔点为77.9℃，熔点较低，应为分子晶体。②由晶胞结构可知，每个Ga原子周围有4个紧邻等距离的As原子；晶体中含有As原子的个数为4，含有Ga原子的个数为eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，晶胞体积为V＝(apm)3＝(a×10－10cm)3＝a3×10－30cm3，则晶胞密度为ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×145,NA×a3×10－30)g·cm－3。17．(13分)X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：(1)Y基态原子的核外电子排布式是________；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________(填元素符号)。(2)XYeq\o\al(－,2)的空间结构是________；R2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是________。(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是________。(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是____________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p4Cl(2)V形O(3)2∶1(4)2Cu＋8NH3·H2O＋O2=2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O解析X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体，该气体是NO2，则X是氮元素，Y是氧元素；X与氢元素可形成XH3，该气体是氨气；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则该元素的原子序数是2＋8＋2＝12，即为镁元素；R2＋的3d轨道中有9个电子，因此R的原子序数是18＋9＋2＝29，即为铜元素。(2)根据价层电子对互斥模型可知，NOeq\o\al(－,2)中中心原子氮原子含有的孤电子对数为eq\f(5＋1－2×2,2)＝1，即氮原子的价层电子对数是3，由于含有一个孤电子对，因此其离子的空间结构是V形；铜离子含有空轨道，而水分子中的氧原子含有孤电子对，因此在Cu2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是O。(3)根据晶胞结构可知，阳离子在8个顶角和体心处，则根据均摊法可知，阳离子个数为1＋8×eq\f(1,8)＝2个。阴离子在上下面各2个，晶胞内部有2个，则阴离子个数为4×eq\f(1,2)＋2＝4个，因此晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是4∶2＝2∶1。18．(15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：(1)基态Fe原子有________个未成对电子，基态Fe3＋的电子排布式为____________。可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。(2)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身被还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_______________________。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于所有的面心和顶角，则该晶胞中有________个铜原子。(3)Al单质为面心立方晶体，其晶胞(如图)参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度为________g·cm－3(不必计算出结果，设NA为阿伏加德罗常数的值)。答案(1)41s22s22p63s23p63d5血红色(2)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(3)12eq\f(4×27,NA×0.405×10－73)解析(1)基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子，基态Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe(SCN)3呈红色。(2)由于1个乙醛分子中含4个C—H、1个C—C、1个C=O，共有6个σ键，故1mol乙醛分子中含有6NA个σ键。根据均摊法计算，一个晶胞