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模塊綜合測評 (時間45分鐘，滿分100分) 一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分) 1．人們通常將在同一原子軌道上運動、自旋方向相反的2個電子，稱為“電子對”，將在某一原子軌道上運動的單個電子，稱為“未成對電子”。下列基態(tài)原子的電子排布式中，未成對電子數(shù)最多的是(　　) A．1s22s22p63s23p6 B．1s22s22p63s23p63d54s2 C．1s22s22p63s23p63d54s1 D．1s22s22p63s23p63d104s1 【解析】　根據(jù)各基態(tài)原子的電子排布式可知，A項中未成對電子數(shù)為0；B項中未成對電子數(shù)為5；C項中未成對電子數(shù)為6；D項中未成對電子數(shù)為1。 【答案】　C 2．下列各項敘述中正確的是 (　　) A．電子層序數(shù)越大，s原子軌道的形狀相同，半徑越大 B．在同一電子層上運動的電子，其自旋方向肯定不同 C．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，釋放能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài) D．雜化軌道可用于形成σ鍵、π鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對 【解析】　s原子軌道是球形的，電子層序數(shù)越大，其半徑越大，A項正確；根據(jù)洪特規(guī)則，對于基態(tài)原子，電子在同一能級的不同軌道上排布時，將盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同，B項錯誤；由于3s軌道的能量低于3p軌道的能量，基態(tài)鎂原子應是吸收能量，C項錯誤；雜化軌道可用于形成σ鍵和容納未參與成鍵的孤電子對，不能形成π鍵，D錯。 【答案】　A 3．下列化合物中，含有非極性共價鍵的離子化合物是(　　) ①CaC2?、贜2H4　③Na2S2?、躈H4NO3 A．③④　　 B．①③ C．②④ D．①③④ 【解析】　CaC2是由Ca2＋和C構(gòu)成的，C中含有非極性共價鍵；N2H4中含N—H鍵(極性鍵)和N—N鍵(非極性鍵)，屬于共價化合物；Na2S2是由Na＋和S構(gòu)成的，S中含有非極性共價鍵；NH4NO3含離子鍵和極性鍵。 【答案】　B 4．下列說法正確的是(　　) A．分子中一定存在化學鍵 B．分子中若含有化學鍵，則一定存在σ鍵 C．p和p軌道不能形成σ鍵 D．含π鍵的物質(zhì)不如只含σ鍵的物質(zhì)穩(wěn)定 【解析】　A項，分子中不一定存在化學鍵，如稀有氣體分子由單個原子構(gòu)成，不存在化學鍵。B項，如果分子中存在化學鍵，則一定有σ鍵。C項，若兩個原子的p軌道“頭碰頭”重疊，就能形成σ鍵。 D項，如氮氣中就有π鍵，氯氣中只含有σ鍵，但氮氣比氯氣穩(wěn)定。 【答案】　B 5．下列物質(zhì)所屬晶體類型分類正確的是(　　) 選項 A B C D 原子晶體 石墨 生石灰 碳化硅 金剛石 分子晶體 冰 固態(tài)氨 氯化銫 干冰 離子晶體 氮化鋁 食鹽 明礬 芒硝 金屬晶體 銅 汞 鋁 鐵 【解析】　A選項中石墨為混合鍵型晶體，B選項中生石灰為離子晶體，C選項中氯化銫為離子晶體。 【答案】　D 6．某物質(zhì)熔融狀態(tài)可導電，固態(tài)可導電，將其投入水中水溶液也可導電，則可推測該物質(zhì)可能是 (　　) A．金屬晶體 B．分子晶體 C．原子晶體 D .離子晶體 【解析】　金屬晶體在熔融狀態(tài)可導電，固態(tài)可導電，并且活潑金屬與水反應生成堿，為電解質(zhì)，溶液也能導電，該金屬應為活潑金屬，故答案選A。 【答案】　A 7．如圖是第3周期11～17號元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖，下列有關說法正確的是(　　) A．y軸表示的可能是電離能 B．y軸表示的可能是電負性 C．y軸表示的可能是原子半徑 D．y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù) 【解析】　由于鎂最外層3s軌道處于全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其第一電離能比鋁的大，磷的最外層3p軌道處于半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其第一電離能比硫的大，A項錯誤；同周期元素的電負性從左到右逐漸增大，B項正確；同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，C項錯誤；硫、氯原子形成基態(tài)離子時得到的電子數(shù)分別為2、1，D項錯誤。 【答案】　B 8．如圖是a、b兩種物質(zhì)的熔化曲線，下列說法中正確的是(　　) (1)　　　　　　(2) ①a是晶體　②a是非晶體?、踒是晶體　④b是非晶體 A．①④ B．②④ C．①③ D．②③ 【解析】　晶體有固定的熔點，由圖(1)分析，中間有一段a物質(zhì)的溫度不變但一直在吸收能量，這段就表示a晶體在熔化；由圖(2)可知，b物質(zhì)的溫度一直在升高，所以找不出固定的熔點，故b為非晶體。 【答案】　A 9．已知以下反應中的四種物質(zhì)由三種元素組成，其中a的分子空間構(gòu)型為正四面體形，組成a物質(zhì)的兩種元素的原子序數(shù)之和小于10，組成b物質(zhì)的元素為第3周期元素。下列判斷正確的是(　　) A．四種分子中的化學鍵均是極性鍵 B．a(chǎn)、c分子中中心原子均采用sp3雜化 C．四種分子中既有σ鍵，又有π鍵 D．b、d分子中共價鍵的鍵能：b>d 【解析】　由題意可知，a是甲烷，b為氯氣。四種分子中氯氣分子所含的化學鍵為非極性鍵，A錯；四種分子中均只存在σ鍵而沒有π鍵，C錯；b為氯氣，所含共價鍵Cl—Cl鍵的鍵長比H—Cl鍵的鍵長長，故鍵能小于氯化氫中的H—Cl鍵的鍵能，D錯。 【答案】　B 10．下列說法中正確的是 (　　) ①晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定?、谠泳w中共價鍵越強，熔點越高?、鄹杀荂O2分子通過氫鍵和分子間作用力有規(guī)則排列成的分子晶體　④在Na2O和Na2O2晶體中，陰、陽離子數(shù)之比相等　⑤正四面體構(gòu)型的分子，鍵角都是10928′，其晶體類型可能是原子晶體或分子晶體?、薹肿泳w中都含有化學鍵?、吆?.8 g碳元素的金剛石晶體中的共價鍵的物質(zhì)的量為0.8 mol A．①②③④⑤ B．②④⑦ C．⑤⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦ 【解析】　分子間作用力不屬于化學鍵，只影響晶體的物理性質(zhì)，與分子穩(wěn)定性無關；原子晶體熔化過程中克服原子間的共價鍵，故原子晶體中共價鍵越強，熔點越高；干冰是CO2分子通過分子間作用力結(jié)合在一起的，沒有氫鍵；Na2O和Na2O2晶體中的陽離子均為Na＋，陰離子分別為O2－和O，故它們中的陰、陽離子數(shù)目之比均為1∶2；白磷為正四面體形的分子晶體，但鍵角是60；稀有氣體構(gòu)成的分子晶體中不含有化學鍵；根據(jù)金剛石的結(jié)構(gòu)可知，每個碳原子以4個共價鍵與其他4個碳原子形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)均攤法可知每個碳原子分得的共價鍵數(shù)目為2，含4.8 g C即0.4 mol C的金剛石晶體中的共價鍵為0.8 mol；故B項正確。 【答案】　B 11．類推的思維方法在化學學習與研究中可能會產(chǎn)生錯誤的結(jié)論。因此類推出的結(jié)論需經(jīng)過實踐的檢驗才能確定其正確與否。下列幾種類推結(jié)論正確的是 (　　) A．從CH4、NH、SO為正四面體結(jié)構(gòu)，可推測PH、PO也為正四面體結(jié)構(gòu) B．H2O常溫下為液態(tài)，H2S常溫下也為液態(tài) C．金剛石中C—C鍵的鍵長為154.45 pm，C60中C—C鍵的鍵長為140～145 pm，所以C60的熔點高于金剛石 D．MgCl2熔點較高，BeCl2熔點也較高 【解析】　選項A，PH的結(jié)構(gòu)類似于NH，PO的結(jié)構(gòu)類似于SO，均為正四面體形。選項B，H2O分子間存在氫鍵，常溫下為液態(tài)，而H2S分子間不存在氫鍵，常溫下為氣態(tài)。選項C，金剛石屬于原子晶體，熔化時破壞的是共價鍵，C60是分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，因此其熔點低于金剛石。選項D，BeCl2屬于分子晶體，熔點較低。 【答案】　A 12．下列有關說法不正確的是(　　) 圖1　　　　圖2　　　　　圖3　　　　圖4 A．水合銅離子的模型如圖1所示，1個水合銅離子中有4個配位鍵 B．CaF2晶體的晶胞如圖2所示，每個CaF2晶胞平均占有4個Ca2＋ C．H原子的電子云圖如圖3所示，H原子核外的大多數(shù)電子在原子核附近運動 D．金屬Cu中Cu原子堆積模型如圖4所示，該金屬晶體為最密堆積，每個Cu原子的配位數(shù)均為12 【解析】　圖1中大黑球代表銅離子，與白球代表的氧原子形成4個配位鍵，A項正確；圖2中CaF2晶胞平均占有的Ca2＋個數(shù)為81/8＋61/2＝4，B項正確；圖3中小黑點是1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率，C項錯誤；圖4表示的結(jié)構(gòu)為面心立方最密堆積，最密堆積的配位數(shù)均為12，D項正確。 【答案】　C 二、非選擇題(本題包括4小題，共52分) 13．(7分)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間有密切的關系。請回答下列問題： (1)配合物Ni(CO)4常溫下為液態(tài)，易溶于CCl4、苯等有機溶劑。固態(tài)Ni(CO)4屬于________晶體；Ni原子和C原子之間存在________鍵。 (2)很多不飽和有機物在Ni催化下可以與H2發(fā)生加成反應。如①CH2===CH2、②CH≡CH、③HCHO等，這些分子中C原子為sp2雜化的有________(填物質(zhì)序號)。 (3)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.110－10；水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷，相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_____________ _____________________________________________________________。 【解析】　(1)根據(jù)Ni(CO)4的物理性質(zhì)，可判斷其固態(tài)時是分子晶體。Ni原子提供空軌道，碳原子提供孤電子對，形成配位鍵。(2)碳原子形成4個σ鍵時是sp3雜化，形成3個σ鍵時是sp2雜化。(3)當形成分子內(nèi)氫鍵后，酚羥基的電離能力降低，故水楊酸的第二級電離能力比苯酚小。 【答案】　(1)分子　配位　(2)①③ (3)<　 能形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H＋ 14．(15分) A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2－和B＋具有相同的電子構(gòu)型，C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個未成對電子?；卮鹣铝袉栴}： 【導學號：66240035】 (1)四種元素中電負性最大的是_________________ (填元素符號)，其中C原子的核外電子排布式為 _________________。 (2)單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點高的是______________(填分子式)，原因是_________________；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為________________和________________。 (3)C和D反應可生成組成比為1∶3的化合物E，E的立體構(gòu)型為____________，中心原子的雜化軌道類型為__________ 。 (4)化合物D2A的立體構(gòu)型為 __________ ，中心原子的價層電子對數(shù)為 __________ ，單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A，其化學方程式為 _____________________________________________________ _____________________________________________________________。 (5)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a＝0.566 nm，F(xiàn)的化學式為__________；晶胞中A原子的配位數(shù)為____________；列式計算晶體F的密度(gcm－3 )。 【解析】　A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2－和B＋具有相同的電子構(gòu)型，則A是O，B是Na；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，則C是P；D元素最外層有一個未成對電子，所以D是氯元素。 (1)非金屬性越強，電負性越大，則四種元素中電負性最大的是O，P的原子序數(shù)是15，則根據(jù)核外電子排布可知C原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)。 (2)氧元素有氧氣和臭氧兩種單質(zhì)，由于O3相對分子質(zhì)量較大，范德華力大，所以沸點高的是O3；A和B的氫化物分別是水和NaH，所屬的晶體類型分別為分子晶體和離子晶體。 (3)C和D反應可生成組成比為1∶3的化合物E，即E是PCl3，其中P含有一對孤對電子，其價層電子對數(shù)是4，所以E的立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子的雜化軌道類型為sp3。 (4)化合物Cl2O分子中氧元素含有2對孤對電子，價層電子對數(shù)是4，所以電子對數(shù)是4，所以立體構(gòu)型為V形。單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A，則化學方程式為2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl。 【答案】　(1)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3) (2)O3　O3相對分子質(zhì)量較大，范德華力大　分子晶體　離子晶體 (3)三角錐形　sp3 (4)V形　4 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl (或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl) (5)Na2O　8 ＝2.27 gcm－3 15．(15分)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。 (1)基態(tài)硼原子的電子排布式為___________________________________。 (2)關于這兩種晶體的說法，正確的是________(填序號)。 a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大 b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟 c．兩種晶體中的B—N鍵均為共價鍵 d．兩種晶體均為分子晶體 (3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為________，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導電，原因是__________________________。 (4)立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為________。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300 km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是________。 (5)NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 molNH4BF4含有________mol配位鍵。 【解析】　(2)立方相氮化硼只含有σ鍵，a錯誤；六方相氮化硼質(zhì)地軟，是由于其層間作用力為范德華力，作用力小，b正確；B、N均為非金屬元素，兩者形成的化學鍵為共價鍵，c正確；六方相氮化硼屬于分子晶體，立方相氮化硼屬于原于晶體，d錯誤。(3)觀察六方相氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)可知，每個硼原子與相鄰3個氮原子構(gòu)成平面三角形。由于B最外層有3個電子，都參與成鍵，沒有自由移動的電子，故不導電。(4)立方相氮化硼晶體中，每個硼原子形成4個共價單鍵，所以為sp3雜化；地下約300 km的環(huán)境應為高溫、高壓。(5)NH中存在一個由氮原子提供孤電子對、H＋提供空軌道而形成的配位鍵；在BF中，存在一個由F－提供孤電子對、B提供空軌道而形成的配位鍵，所以1 mol氟硼酸銨中含有2 mol配位鍵。 【答案】　(1)1s22s22p1　(2)b、c (3)平面三角形　層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子 (4)sp3　高溫、高壓　(5)2 16．(15分)鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}： (1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________________，有________個未成對電子。 (2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是_______________ _____________________________________________________________。 (3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因___________ _____________________________________________________________。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔點/℃ －49.5 26 146 沸點/℃ 83.1 186 約400 (4)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________。 (5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為________，微粒之間存在的作用力是 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (6)晶胞有兩個基本要素： ①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0，0，0)；B為(，0，)；C為(，，0)。則D原子的坐標參數(shù)為________。 ②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為________gcm－3(列出計算式即可)。 【解析】　(1)鍺元素在周期表的第四周期、第ⅣA族，因此核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，p軌道上的2個電子是未成對電子。 (2)鍺雖然與碳為同族元素，但比碳多了兩個電子層，因此鍺的原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵。 (3)由鍺鹵化物的熔沸點由Cl到I呈增大的趨勢且它們的熔沸點較低，可判斷它們均為分子晶體，而相同類型的分子晶體，其熔沸點取決于分子量的大小，因為分子量越大，分子間的作用力就越大，熔沸點就越高。 (4)Zn和Ge為同周期元素，Ge在Zn的右邊，因此Ge的電負性比Zn的強；O為活潑的非金屬元素，電負性強于Ge和Zn，因此三者電負性由大至小的順序為O、Ge、Zn。 (5)Ge單晶為金剛石型結(jié)構(gòu)，金剛石中碳原子的雜化方式為sp3，因此Ge原子的雜化方式也為sp3。微粒之間存在的作用力為共價鍵。 (6)①根據(jù)題給圖示可知，D原子的坐標參數(shù)為(，，)。 ②每個晶胞中含有鍺原子81/8＋61/2＋4＝8(個)，每個晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為(565.7610－10cm)3，所以晶胞的密度為。 【答案】　(1)3d104s24p2　2 (2)Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵 (3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強 (4)O>Ge>Zn (5)sp3　共價鍵 (6)①　②107