2024年高中化学新教材同步讲义选择性必修第二册 模块综合试卷（含解析）

模块综合试卷(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．我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。“泽”，指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是()A．“气”“火”在水中都能形成分子间氢键B．“气”的沸点低于“火”C．“气”“火”分子的空间结构都是正四面体形D．每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4答案D解析乙烯和甲烷不能形成分子间氢键，A错误；乙烯的相对分子质量大于甲烷，范德华力大，所以熔、沸点高，则乙烯的沸点高于甲烷，故B错误；乙烯含碳碳双键，分子的空间结构为平面结构，故C错误；乙烯结构简式为CH2=CH2，每个乙烯分子中含σ键数目为5，甲烷结构简式为CH4，每个甲烷分子中含σ键数目为4，则数目之比为5∶4，故D正确。2.冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18-冠-6可用作相转移催化剂，其与K＋形成的螯合离子结构如图所示。下列说法错误的是()A．该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型B．该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面C．该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7∶1D．该螯合离子形成的晶体类型为离子晶体答案B解析该螯合离子中C、O原子价层电子对数都是4，所以C、O原子都采用sp3杂化，C与O原子的杂化类型相同，A项正确；该螯合离子中C、O原子都采用sp3杂化，具有甲烷结构特点，甲烷为四面体结构，所以该螯合离子中所有非氢原子不位于同一平面，B项错误；该螯合离子中存在的极性键有C—H、C—O、O—K，非极性键为C—C，含有24个C—H极性键、12个C—O极性键、6个O—K极性键，非极性键为6个，所以极性键与非极性键的个数比为42∶6＝7∶1，C项正确；离子化合物形成的晶体为离子晶体，该螯合离子为阳离子，其形成的晶体类型为离子晶体，D项正确。3．乙二胺()是一种重要的有机化工原料，下列关于乙二胺的说法不正确的是()A．易溶于水，其水溶液显碱性B．H—C—H键角大于H—N—H键角C．第二周期中第一电离能大于C小于N的元素只有一种D．[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2＋中，提供孤电子对形成配位键的是Cu2＋答案D解析乙二胺中含氨基，能与水形成分子间氢键，易溶于水，其水溶液显碱性，A正确；—NH2中含有孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力，所以H—C—H键角大于H—N—H键角，B正确；第二周期中第一电离能大于C小于N的只有氧元素，C正确；乙二胺与Cu2＋形成的[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2＋中，提供孤电子对形成配位键的是N，D错误。4．物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。下列说法正确的是()A．MgO的熔点高于NaCl的熔点B．金刚石与碳化硅晶体结构相似，金刚石的硬度小于碳化硅C．CH3CH2CH2COOH的酸性比CH3COOH的酸性强D．HF晶体沸点高于HCl，是因为HCl共价键键能小于HF答案A解析MgO、NaCl均为离子晶体，半径：Mg2＋<Na＋、O2－<Cl－，所以氧化镁的离子键强度比氯化钠的离子键强，故熔点高，A正确；金刚石与碳化硅都是共价晶体，结构相似，碳原子半径小于硅原子半径，则键长：C—C<C—Si，键长越短，键能越大，则金刚石的硬度大于碳化硅，B错误；烃基为推电子基团，烃基越长，羧基中O—H的极性越弱，越难电离出氢离子，酸性越弱，故丁酸的酸性弱于乙酸，C错误；HF和HCl属于分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，其沸点越高，但是HF分子间存在氢键，故HF晶体沸点高于HCl，D错误。5．联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是()A．N2H4分子中σ键与π键的数目之比为5∶1B．1molN2H4可处理水中1.5molO2C．[Cu(NH3)4]2＋中存在离子键、配位键和极性共价键D．氨水中NH3与H2O间存在氢键答案D解析联氨分子中含有4个N—H和1个N—N，只含有单键，即只含有σ键，不含有π键，故A错误；1molN2H4失去电子生成氮气，转移4mol电子，而1molO2得到4mol电子，根据得失电子守恒可知，1molN2H4可处理水中1molO2，故B错误；[Cu(NH3)4]2＋中铜离子与氨分子之间存在配位键，氨分子中N与H形成极性共价键，但是不存在离子键，故C错误。6．NaAlH4晶体结构如图所示，它由两个正六面体叠加而成，已知正六面体的棱长为anm。下列说法错误的是()A．NaAlH4晶体中，与AlHeq\o\al(－,4)紧邻且等距的Na＋有8个B．设阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为eq\f(1.08×1023,a3NA)g·cm－3C．制备NaAlH4的反应选择在乙醚(CH3CH2OCH2CH3)中进行，也可以在水中进行D．AlHeq\o\al(－,4)的空间结构为正四面体形答案C解析以体心的AlHeq\o\al(－,4)研究，与之紧邻且等距的Na＋位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlHeq\o\al(－,4)紧邻且等距的Na＋有8个，A正确；由晶体结构可知：AlHeq\o\al(－,4)数目为1＋8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＝4，Na＋数目为6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4，晶胞质量为4×eq\f(54,NA)g，晶体密度为eq\f(4×\f(54,NA)g,a×10－7cm2×2a×10－7cm)＝eq\f(1.08×1023,a3NA)g·cm－3，B正确；制备NaAlH4的反应选择在乙醚(CH3CH2OCH2CH3)中进行，由于NaAlH4＋2H2O=NaAlO2＋4H2↑，故不可以在水中进行，C错误；AlHeq\o\al(－,4)中Al原子孤电子对数为eq\f(3＋1－1×4,2)＝0，价层电子对数为4，Al原子杂化方式为sp3，故其空间结构为正四面体形，D正确。7.3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病)，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是()A．分子中O原子和N原子均为sp3杂化B．分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角C．分子中O—H的极性大于N—H的极性D．分子中含有手性碳原子答案B解析分子中O原子和N原子的价层电子对数均为4，故均为sp3杂化，A正确；电负性：O＞N＞H，C—O—H中成键电子云比C—N—H中偏离程度大，同时N—C键长比O—C键长长、N—H键长比O—H键长长，这样导致C—N—H中的成键电子对之间的斥力减小，分子中C—O—H的键角小于C—N—H的键角，B不正确；电负性：O＞N＞H，分子中O—H的极性大于N—H的极性，C正确；该分子中含有手性碳原子，例如(标*的碳)，D正确。8．2022年诺贝尔化学奖颁给了在“点击化学”领域做出贡献的科学家。一种“点击化学”试剂XYZ2W3是由四种短周期主族元素组成，其中X、Z、W的原子序数依次递减，三者基态原子核外电子的空间运动状态数相同，Y的原子序数是Z的两倍，下列说法正确的是()A．简单氢化物分子中的键角：Y>ZB．电负性和第一电离能均有Z>WC．同周期元素形成的简单氢化物中X稳定性最强D．同周期主族元素基态原子未成对电子数少于Y的有2种答案C解析氧原子的原子半径小于硫原子，水分子中成键电子对间的斥力大于硫化氢分子，所以水分子的键角大于硫化氢，故A错误；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能大于氧元素，故B错误；同周期元素，从左到右非金属性依次增强，简单氢化物的稳定性依次增强，所以氟化氢的稳定性最强，故C正确；基态硫原子的未成对电子数为2，第三周期中未成对电子数小于2的有钠原子、镁原子、铝原子、氯原子，共有4种，故D错误。9．FeSO4·7H2O失水后可转化为FeSO4·6H2O(结构如图)。下列说法正确的是()A．物质中元素电负性顺序：O>H>S>FeB．SOeq\o\al(2－,4)中键角∠OSO大于H2O中键角∠HOHC．此结构中H2O与Fe2＋、H2O与SOeq\o\al(2－,4)之间的作用力相同D．基态S原子核外有16种能量不同的电子答案B解析电负性：O>S>H>Fe，A项错误；两者均为sp3杂化，后者有孤电子对键角更小，SOeq\o\al(2－,4)中的键角∠OSO大于H2O中键角∠HOH，B项正确；H2O和Fe2＋之间为配位键，而H2O和SOeq\o\al(2－,4)之间为氢键，两个作用力不同，C项错误；基态S原子电子排布为1s22s22p63s23p4，同一能级的能量相同，有5种能量不同的电子，D项错误。10．工业上通常利用反应2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑来获得单质铝，反应时还需要向Al2O3(熔点2050℃)中添加Na3[AlF6]以降低熔化温度。下列有关说法不正确的是()A．Al2O3和Na3[AlF6]熔化时会破坏离子键B．制得的Al是金属晶体，由“自由电子”和Al3＋之间强的相互作用而形成C．[AlF6]3－的中心离子是Al3＋，其配位数为6D．可将该反应中的Al2O3换成AlCl3(熔点194℃)进行电解获得单质铝答案D解析Al2O3和Na3[AlF6]是离子化合物，熔化时会破坏离子键，A项正确；通过“电子气理论”理解，Al是金属晶体，由“自由电子”和Al3＋之间强的相互作用而形成，B项正确；AlCl3是共价化合物，熔融时不能电离，所以不能将Al2O3换成AlCl3，D项错误。11．离子液体是指由体积较大的阴、阳离子组成，并且在室温或接近室温下呈液态的盐，也称为低温熔融盐。有许多优点，例如难挥发，有良好的导电性，可作溶剂、电解质、催化剂等。1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是一种离子液体，结构简式如图，下列关于它的叙述正确的是()A．该新型化合物含有的C、N、P元素均为sp3杂化B．1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于含共价键的离子化合物C．第一电离能：F>N>C>HD．该新型化合物的组成元素全部位于元素周期表p区答案B解析1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐含有阴、阳离子，且离子内部含有共价键，属于含共价键的离子化合物，B正确；H的1s轨道为半充满稳定结构，第一电离能反常大，有关元素的第一电离能：F>N>H>C，C错误；该新型化合物的组成元素中，H位于元素周期表s区，C、N、F、P位于元素周期表p区，D错误。12．下列对一些实验事实的理论解释错误的是()选项实验事实理论解释A金属的导热性好遍布晶体的自由电子受热加速运动B酸性：CF3COOH>CCl3COOH氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使—CF3的极性大于—CCl3的极性，导致CF3COOH羧基中羟基的极性更大，更易电离出H＋C聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯C—F的键能比C—H的键能大，键能越大，化学性质越稳定D对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低对羟基苯甲醛形成分子内氢键，邻羟基苯甲醛形成分子间氢键答案D解析对羟基苯甲醛受距离影响无法形成分子内氢键而形成分子间氢键，熔、沸点更高，而邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键而熔、沸点较低，D项错误。13．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－的核间距为1.0～1.5nm时，NaI中的化学键为离子键；当二者的核间距约为0.28nm时，NaI中的化学键为共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是()A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物B．离子晶体可能含有共价键C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键D．共价键和离子键没有明显的界线答案D的核间距较小时，NaI中的化学键为共价键。当离子的核间距发生改变时，化学键的性质会发生改变，这说明共价键和离子键没有明显的界线。14．已知SiCl4发生水解反应的机理如图：下列叙述正确的是()A．SiCl4的键角与白磷(P4)的键角相同B．H4SiO4加热分解得到的SiO2晶体中最小环是六元环C．SiCl4属于分子晶体D．CCl4不能按照上述机理发生水解反应，原因是C的原子半径小答案C解析SiCl4的键角为109°28′，白磷(P4)的键角为60°，故A错误；SiO2晶体中最小环为十二元环，故B错误；CCl4不能按照上述机理发生水解反应，原因是C的原子没有d轨道，难以形成sp3d杂化，故D错误。15．已知食盐的密度为ρg·cm－3，其摩尔质量为Mg·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的核间距大约是()A.eq\r(3,\f(2M,ρNA))cm B.eq\r(3,\f(M,2ρNA))cmC.eq\r(3,\f(2NA,ρM))cm D.eq\r(3,\f(M,8ρNA))cm答案B解析已知一个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－，且食盐晶体中Na＋与Cl－的核间距的2倍正好是晶胞的边长。设晶胞的边长为a，故有eq\f(a3·ρ,M)×NA＝4，解得a＝eq\r(3,\f(4M,ρNA))cm，则eq\f(a,2)＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。二、非选择题(本题包括4小题，共55分。)16．(13分)元素周期表中的六种元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为nsnnpnB的基态原子2p能级有3个单电子C的原子最外层电子数是其内层的3倍D的基态原子3p轨道上有4个电子E2＋的d轨道中有10个电子F单质在金属活动性顺序中排在最末位(1)写出E的基态原子的电子排布式：____________________。(2)A、B形成的AB－常作为配位化合物中的配体。在AB－中，元素A的原子采取sp杂化，则A与B形成的化学键中含有的σ键与π键的数目之比为____________________。(3)D与E形成的化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中，E离子的数目为______________；该化合物的化学式为________________。(4)在D的氢化物(H2D)中，D原子的杂化轨道类型是____________________。(5)C的氢化物(H2C)在乙醇中的溶解度大于H2D，其原因是___________________________。(6)D与C可形成的DCeq\o\al(2－,4)的空间结构为____________________(用文字描述)。(7)E、F均能与AB－形成配离子，已知E2＋与AB－形成配离子时，配位数为4；F＋与AB－形成配离子时，配位数为2。工业上常用F＋与AB－形成的配离子与单质E反应，生成E2＋与AB－形成的配离子和F单质来提取F，写出上述反应的离子方程式：____________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2(2)1∶2(3)4ZnS(4)sp3(5)水分子能和乙醇形成分子间氢键(6)正四面体形(7)2[Au(CN)2]－＋Zn=[Zn(CN)4]2－＋2Au解析(1)E为锌，基态原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s2。(2)在CN－中存在碳氮三键，三键含有1个σ键、2个π键，故含有的σ键与π键的数目之比为1∶2。(3)据“均摊法”，晶胞中含8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个灰球、4个白球，故在该晶胞中，E离子的数目为4，该化合物的化学式为ZnS。(4)H2S中心原子S原子价层电子对数为2＋eq\f(6－1×2,2)＝4，S原子采用sp3杂化。(6)SOeq\o\al(2－,4)的中心原子S原子的价层电子对数为4＋eq\f(6＋2－2×4,2)＝4，为sp3杂化，空间结构为正四面体形。(7)已知E2＋与AB－形成配离子时，配位数为4，则为[Zn(CN)4]2－；F＋与AB－形成配离子时，配位数为2，则为[Au(CN)2]－。17．(15分)过渡金属元素及其化合物的应用广泛，是科学家们进行前沿研究的方向之一。(1)基态Cu原子核外K、L层电子的电子云有__________种不同的伸展方向。(2)锌化铜是一种金属互化物，元素铜的第二电离能__________(填“大于”“小于”或“等于”)锌的第二电离能，理由是__________。(3)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一种紫色晶体，其中DMSO为二甲基亚砜，化学式为(CH3)2SO。(CH3)2SO中C—S—O的键角__________(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COCH3中C—C—O的键角，理由是__________；元素S、Cl、O的电负性由大到小的顺序为__________。(4)利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2悬浊液检验醛基时，生成砖红色的Cu2O，其晶胞结构如图所示。①该晶胞原子分数坐标A为(0,0,0)，C为(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))，则D原子分数坐标为__________。②若Cu2O晶体密度为dg·cm－3，晶胞参数为apm，则阿伏加德罗常数的值NA为__________(用含d和a的式子表示)。答案(1)4(2)大于基态Cu＋核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10,3d轨道为全充满较稳定状态；基态Zn＋核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，容易再失去1个电子(3)小于碳原子半径小于硫，C—C键长小于S—C键长，C=O键长小于S=O键长，C、S、O原子间斥力小于C、C、O间斥力O>Cl>S(4)①(eq\f(3,4)，eq\f(3,4)，eq\f(1,4))②eq\f(288,a3d)×1030解析(1)基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；基态Cu原子核外K、L层含有s、p轨道，s轨道有1种伸展方向、p轨道有3种伸展方向，故K、L层电子的电子云有4种不同的伸展方向。(3)同周期从左到右，元素的电负性逐渐增强；同主族由上而下，元素电负性逐渐减弱，元素S、Cl、O的电负性由大到小的顺序为O>Cl>S。(4)①该晶胞原子分数坐－3，晶胞参数为apm；据“均摊法”，晶胞中含8×eq\f(1,8)＋1＝2个白球、4个灰球，则晶体密度为eq\f(\f(2M,NA),a3)×1030g·cm－3＝eq\f(288,a3NA)×1030g·cm－3＝dg·cm－3，则阿伏加德罗常数的值NA＝eq\f(288,a3d)×1030。18．(13分)在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵仪式上，最后亮相的DF-31A洲际战略导弹是我国大国地位、国防实力的显著标志。其制作材料中包含了Fe、Co、Ti、C等多种元素。(1)金属钛是一种新兴的结构材料，其硬度比金属镁和铝大的原因是_____________________。与钛同周期的过渡元素中，基态原子的成对电子数与钛相同的有____________种。(2)某科研小组发现了在5K下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO2的层状结构(如图所示，小黑球表示Co原子，大灰球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是____________(填字母)。(3)在浓的TiCl3的盐酸中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6，组成为TiCl3·6H2O的晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为2∶4，则由该配离子组成的晶体化学式还可以写为____________。(4)“嫦娥五号”某核心部件主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示(Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部)，写出该合金的化学式：____________。答案(1)钛金属中价电子数更多，形成的金属键键能更大3(2)D(3)[TiCl2(H2O)4]Cl·2H2O(4)Ti2Al解析(1)基态钛原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，与钛同周期的过渡元素中，基态原子的成对电子数与钛相同的有Sc、V、Mn3种。(2)据“均摊法”，含1个Co、4×eq\f(1,2)＝2个O，符合化学式CoO2，A正确；含1＋4×eq\f(1,4)＝2个Co、4个O，符合化学式CoO2，B正确；含4×eq\f(1,4)＝1个Co、4×eq\f(1,2)＝2个O，符合化学式CoO2，C正确；含1个Co、4×eq\f(1,4)＝1个O，不符合化学式CoO2，D错误。(3)组成为TiCl3·6H2O的晶体中配体可以是氯或水分子，该晶体中两种配体的物质的量之比为2∶4，则配体为2个氯和4个水分子，故由该配离子组成的晶体化学式还可以写为[TiCl2(H2O)4]Cl·2H2O。(4)据“均摊法”，晶胞中含4×eq\f(1,6)＋1＝eq\f(5,3)个Al、8×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋1＝eq\f(10,3)个Ti，故该合金的化学式：Ti2Al。19．(14分)第ⅤA族元素原子核外电子排布有着特殊性，能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题：(1)氮原子可以提供孤电子对与氧原子形成配位键，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价层电子轨道表示式为________，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是重排结构不符合________(填“泡利原理”或“洪特规则”)。(2)沸点：PH3________(填“>”或“＜”，下