鲁科版高中化学选修3综合检测试题
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鲁科版高中化学选修3综合检测试题
(时间：90分钟，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.某元素原子价电子构型为4s2，其应在( )
A．第4周期ⅡA族 B．第4周期ⅡB族
C．第4周期ⅦA族 D．第4周期ⅦB族
解析：选A。由主量子数和价电子数知，该元素为第4周期ⅡA族元素Ca。
2.σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道等以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A．H2 B．HCl
C．Cl2 D．F2
解析：选A。Cl2和F2中是p-p σ键；HCl中是s-p σ键；H2中是s-s σ键。
3.在2p能级上最多只能排布6个电子，其依据的规律是( )
A．能量最低原理
B．泡利不相容原理
C．洪特规则
D．能量最低原理和泡利不相容原理
解析：选B。能量最低原理主要是电子排布先后顺序；洪特规则指相同能级电子尽量占据不同轨道，只有泡利不相容原理说明一个轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反，2p能级共有3个轨道，最多容纳6个电子。
4.下列说法中正确的是( )
A．分子的结构是由键角决定的
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定
C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等
D．H2O分子中的两个O—H键的键角为180°
解析：选B。分子的结构是由键参数——键能、键长与键角共同决定的，故A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X的键长不相等，C项错误；H2O分子中的键角为104.5°，故D项错误。
5.下列分子或离子中中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间构型为V形的是( )
A．NH B．PH3
C．H3O＋ D．OF2
解析：选D。在四个选项中，中心原子均按sp3杂化方式成键，其中：NH的空间构型为正四面体；PH3和H3O＋为三棱锥；只有OF2为V形。
6.关于氢键，下列说法正确的是( )
A．每一个水分子中含有两个氢键
B．冰、水、水蒸气中都含有氢键
C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的
D．水是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
解析：选C。氢键存在于水分子之间，A错误；在水蒸气中不存在氢键，B错误；水比较稳定是因H—O共价键键能高、难被破坏的原因，氢键只影响物质的物理性质，D错误。
7.如图所示某硅氧离子的空间结构示意图(虚线不表示共价键)。通过观察分析，下列叙述正确的是( )
A．键角为120°
B．化学组成为SiO
C．Si原子采用sp2轨道杂化方式
D．化学组成为SiO
解析：选D。由该离子的空间结构示意图可知：硅氧原子形成正四面体结构，Si在体心，O在顶点，键角为109.5°，离子组成为SiO，Si原子采用sp3杂化方式成键。
8.2012年春天山东等地出现了严重的春旱，为了缓解旱情，有关部门选择适宜的条件和方法，向大气中发射增雪剂。其主要成分是干冰、液氮、碘化银等。下列有关叙述不正确的是( )
A．干冰和液氮的固体都是分子晶体
B．干冰和液氮的分子中都有非极性共价键
C．干冰和液氮增雪的原理属于物理变化
D．碘化银粒子在冷云中产生冰晶，起到增雪作用
解析：选B。干冰中存在极性共价键，B错误；干冰和液氮增雪原理是利用气化时吸收大量的热使水蒸气凝结，发生的是物理变化。
9.经X射线研究证明：PCl5在固体状态时，由空间构型分别是正四面体和正八面体两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是( )
A．PCl5固体是分子晶体
B．PCl5晶体具有良好的导电性
C．PCl5晶体有[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，其离子数目之比为1∶1
D．PCl5晶体有[PCl4]＋和[PCl6]－构成，其离子数目之比为1∶1
解析：选D。有阴、阳离子构成，不可能是分子晶体，离子晶体在固态时不能导电；类比NH为正四面体，推测[PCl4]＋为正四面体，而[PCl3]2＋应类似BF3为正三角形结构。
10.
高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含14个K＋和13个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
解析：选D。K＋在顶点和面心，O在棱的中点和体心，故每个晶胞含K＋数＝8×＋6×＝4，含O数＝12×＋1＝4，化学式为KO2；晶体中每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋；晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个；在O中O的平均价态为－，则0价与－2价氧原子之比为3∶1。
11.在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A．sp1，范德华力 B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
解析：选B。由题知：B(OH)3中B的杂化方式与石墨中C的杂化方式相同，为sp2杂化；层与层间的作用力也与石墨晶体相同，为范德华力。
12.三氟化硼是平面正三角形，因此是非极性分子，推断三氯甲烷(碳原子位于分子结构中心)的结构和分子的极性情况是( )
A．正四面体，非极性分子
B．平面三角形，非极性分子
C．四面体，极性分子
D．平面三角形，极性分子
解析：选C。甲烷是正四面体结构，是由于四个碳氢键完全相同且互相排斥，而三氯甲烷(CHCl3)中由于氯原子有较强的吸引电子能力，故C—Cl键中的共用电子对偏向于Cl，使整个分子结构成为变形的四面体结构，因而正负电荷中心不能重合，是极性分子。
13.固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，则下列有关说法中，不正确的是( )
A．NH5中既有离子键又有共价键
B．NH5的熔、沸点高于NH3
C．1 mol NH5中含有5 mol N—H键
D．NH5固体投入少量水中，可产生两种气体
解析：选C。根据NH5所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，说明该物质的化学式应为NH4H，是离子化合物。NH5固体投入少量水中，可以产生NH3和H2。
14.下列有关说法正确的是( )
A．物质熔、沸点的高低顺序是：晶体硅>氯化钠>冰>氖气
B．微粒半径由大到小的顺序是：H＋>Li＋>H－
C．金刚石的硬度、熔点、沸点都低于晶体硅
D．CO2、HCl、CF4、PCl3四种物质分子中的所有原子都满足最外层为8电子的稳定结构
解析：选A。B选项中微粒半径由大到小顺序应是：H－>Li＋>H＋；C选项中由于金刚石的键长小于晶体硅的，所以硬度、熔点、沸点较大；D选项中HCl中的H最外层不能满足8电子稳定结构。
15.如图中曲线表示原子序数在前20号元素的原子序数(按递增顺序连接排列)和单质沸点的关系。其中A点表示的元素是( )
A．Cl B．F
C．Si D．S
解析：选B。由沸点可看出，A单质在常温下，应为气体，排除C、D选项；另外，与A相邻的两种元素单质在常温下也为气体，只有B项合适。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16.(12分)请完成下列各题：
(1)前4周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
(2)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。在GaN晶体中，每个Ga原子与________个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为________。在四个晶体类型中，GaN属于________晶体。
(3)在极性分子NCl3(遇水强烈水解)中，N原子的化合价为－3价，Cl原子的化合价为＋1价，请推测NCl3水解的主要产物是________(填化学式)
解析：(1)第1周期的氢，第2周期的碳、氧，第3周期的磷，第4周期的铁，其基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同，故共有5种元素。
(2)Ga原子最外层有3个电子，可分别与3个N原子形成共价键，为了达到8电子稳定结构，含空轨道的原子可吸收含孤电子对的第4个N原子形成配位键，成键后Ga原子与4个N原子的键长、键角都完全相等，呈正四面体形。GaN结构与单晶硅结构相似，故均为原子晶体。
(3)NCl3在水解过程中各元素的化合价保持不变，N原子显－3价，结合H＋生成NH3，Cl显＋1价，结合OH－生成HClO，所以水解的主要产物是NH3和HClO。
答案：(1)5 (2)4 正四面体形 原子 (3)HClO、NH3
17.(10分)A、B、C、D、E是中学化学常见的五种元素，原子序数依次增大，其结构或性质信息如下表：
元素
结构或性质信息
A
其原子最外层电子数是内层电子数的2倍
B
基态原子最外层电子排布为nsnnpn＋1
C
非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰
D
单质在常温、常压下是气体。基态原子的M层上有1个未成对的p电子
E
其与A形成的合金为目前用量最多的金属材料
(1)E元素基态原子的电子排布式是________________________________________________________________________。
(2)在一定条件下，B与D可形成一种化合物(分子中每个原子最外层均为8电子结构)，常温下为淡黄色液体，该物质遇水强烈水解，生成两种产物，其中之一的分子构型为三角锥形，另一种产物具有漂白性，写出该化合物与水反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)E单质在海水中易发生电化学腐蚀，写出该电化学腐蚀的正极电极反应式：________________________________________________________________________。
(4)已知1 g单质C完全燃烧放出热量为Q kJ，写出表示C燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(5)比较A与C的电负性：A________C(填“<”、“＝”或“>”)。A与D形成的一种常见化合物常温下为液体，是良好的有机溶剂，其分子中含有的共价键类型是________(填“σ键”或“π键”)。
解析：A是碳；s轨道最多容纳电子数为2，故B元素原子的最外层电子排布式为2s22p3，所以B是氮；根据C单质燃烧的现象，可知C是硫；第3周期单质为气态的有氯气和氩，但是还有1个未成对的p电子，故D元素是氯；铁合金是使用量最大的金属材料，故E是铁。
(5)硫酸的酸性比碳酸的强，故硫的非金属性强，非金属性越强的元素，电负性越大。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)NCl3＋3H2O NH3↑＋3HClO
(3)O2＋2H2O＋4e－4OH－
(4)S(s)＋O2(g) SO2(g) ΔH＝－32Q kJ·mol－1
(5)< σ键
18.(12分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
(1)W元素原子的L层电子排布式为________，W3分子的空间构型为________
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为________________________________________________________________________
______________________；
(3)化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________，O—C—O的键角约为________；
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为________色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据核外电子排布规律，W为氧元素，其核外电子排布式为1s22s22p4。
(2)X、Y、Z的原子序数之和为40，由于原子序数依次增大，所以X的原子序数大于8，第5周期的元素原子序数大于36，所以Z只能是第4周期的元素，即X、Y、Z分别为第2、3、4周期，X只能为F，所以Y、Z的原子序数之和为31，则都为主族元素，所以Z只能为第ⅠA或第ⅡA族中的元素，因为第4周期第ⅢA族中的元素原子序数为31，Y、Z可能为Na、Ca，也可能为Mg、K，依M的熔点高，及(3)可知M为MgO，所以Y为Mg，Z为K。
(3)MgO与NaCl晶体结构相同，是离子晶体，离子晶体熔点与晶格能有关；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为，—CH3中的C为sp3杂化，中C采用sp2杂化，键角为120°。
(4)晶胞中X的个数为12×＝3，Y的个数为8×＝1，Z的个数为1，所以X∶Y∶Z＝3∶1∶1。
(5)K元素的焰色反应为紫色，焰色反应是元素原子中的电子发生跃迁吸收和释放能量形成的，是物理变化。
答案：(1)2s22p4 V形 (2)2F2＋2H2O 4HF＋O2
(3)MgO 晶格能大 sp3和sp2 120° (4)3∶1∶1
(5)紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
19.(9分)有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物；CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4；E的M层电子数是K层电子数的2倍。
(1)写出这五种元素的名称：A________，B________，C________，D________，E________。
(2)比较EA2与EB4的熔点高低(填化学式)________>________。
(3)写出D单质与CuSO4溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________。
解析：由于E的M层电子数是K层电子数的2倍，所以E为硅，EB4为气态物质，则B为氟，D单质与CuSO4溶液反应，则D为钠，A为氧，C为氢。由于钠是活泼金属，将其投入到CuSO4溶液中钠先与H2O反应，再与Cu2＋反应，所以离子方程式为2Na＋2H2O＋Cu2＋Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑。SiO2为原子晶体，SiF4为分子晶体，SiO2的熔点高于SiF4。
答案：(1)氧 氟 氢 钠 硅 (2)SiO2 SiF4
(3)2Na＋Cu2＋＋2H2O 2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑
20.(12分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是________________________、________________________；
(2)基态B原子的电子排布式为________；B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________；
(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为________；
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________________________；
(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。
解析：(1)根据题给制备流程可知两个反应方程式分别为B2O3＋3CaF2＋3H2SO43CaSO4＋2BF3↑＋3H2O，B2O3＋2NH32BN＋3H2O。(2)B原子的原子序数为5，其电子排布式为1s22s22p1；B、N处于同周期，依据同周期元素随原子序数增大电负性依次增大可知，N的电负性较大；B位于元素周期表的第ⅢA族，由化学式BN得B元素的化合价为＋3价。(3)BF3的空间构型为平面正三角形，故F—B—F的键角为120°；B原子的杂化类型为sp2杂化；根据价层电子对互斥理论可知，BF的立体构型为正四面体。(4)借助于石墨的结构可知，B与N原子之间的化学键为共价键，层与层之间依靠分子间作用力相结合。(5)依据金刚石的晶胞结构及化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子，4个B原子。则一个晶胞的质量可表示为×4 g(BN的摩尔质量为25 g·mol－1)，一个晶胞的体积可表示为(361.5×10－10)3cm3(1 pm＝10－12m＝10－10cm)，晶体密度的表达式为 g·cm－3。
答案：(1)B2O3＋3CaF2＋3H2SO43CaSO4＋2BF3↑＋3H2O B2O3＋2NH32BN＋3H2O
(2)1s22s22p1 N ＋3价
(3)120° sp2 正四面体
(4)共价键(或极性共价键) 分子间作用力
(5)4 4
(时间：90分钟，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.某元素原子价电子构型为4s2，其应在( )
A．第4周期ⅡA族 B．第4周期ⅡB族
C．第4周期ⅦA族 D．第4周期ⅦB族
解析：选A。由主量子数和价电子数知，该元素为第4周期ⅡA族元素Ca。
2.σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道等以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A．H2 B．HCl
C．Cl2 D．F2
解析：选A。Cl2和F2中是p-p σ键；HCl中是s-p σ键；H2中是s-s σ键。
3.在2p能级上最多只能排布6个电子，其依据的规律是( )
A．能量最低原理
B．泡利不相容原理
C．洪特规则
D．能量最低原理和泡利不相容原理
解析：选B。能量最低原理主要是电子排布先后顺序；洪特规则指相同能级电子尽量占据不同轨道，只有泡利不相容原理说明一个轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反，2p能级共有3个轨道，最多容纳6个电子。
4.下列说法中正确的是( )
A．分子的结构是由键角决定的
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定
C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等
D．H2O分子中的两个O—H键的键角为180°
解析：选B。分子的结构是由键参数——键能、键长与键角共同决定的，故A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X的键长不相等，C项错误；H2O分子中的键角为104.5°，故D项错误。
5.下列分子或离子中中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间构型为V形的是( )
A．NH B．PH3
C．H3O＋ D．OF2
解析：选D。在四个选项中，中心原子均按sp3杂化方式成键，其中：NH的空间构型为正四面体；PH3和H3O＋为三棱锥；只有OF2为V形。
6.关于氢键，下列说法正确的是( )
A．每一个水分子中含有两个氢键
B．冰、水、水蒸气中都含有氢键
C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的
D．水是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
解析：选C。氢键存在于水分子之间，A错误；在水蒸气中不存在氢键，B错误；水比较稳定是因H—O共价键键能高、难被破坏的原因，氢键只影响物质的物理性质，D错误。
7.如图所示某硅氧离子的空间结构示意图(虚线不表示共价键)。通过观察分析，下列叙述正确的是( )
A．键角为120°
B．化学组成为SiO
C．Si原子采用sp2轨道杂化方式
D．化学组成为SiO
解析：选D。由该离子的空间结构示意图可知：硅氧原子形成正四面体结构，Si在体心，O在顶点，键角为109.5°，离子组成为SiO，Si原子采用sp3杂化方式成键。
8.2012年春天山东等地出现了严重的春旱，为了缓解旱情，有关部门选择适宜的条件和方法，向大气中发射增雪剂。其主要成分是干冰、液氮、碘化银等。下列有关叙述不正确的是( )
A．干冰和液氮的固体都是分子晶体
B．干冰和液氮的分子中都有非极性共价键
C．干冰和液氮增雪的原理属于物理变化
D．碘化银粒子在冷云中产生冰晶，起到增雪作用
解析：选B。干冰中存在极性共价键，B错误；干冰和液氮增雪原理是利用气化时吸收大量的热使水蒸气凝结，发生的是物理变化。
9.经X射线研究证明：PCl5在固体状态时，由空间构型分别是正四面体和正八面体两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是( )
A．PCl5固体是分子晶体
B．PCl5晶体具有良好的导电性
C．PCl5晶体有[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，其离子数目之比为1∶1
D．PCl5晶体有[PCl4]＋和[PCl6]－构成，其离子数目之比为1∶1
解析：选D。有阴、阳离子构成，不可能是分子晶体，离子晶体在固态时不能导电；类比NH为正四面体，推测[PCl4]＋为正四面体，而[PCl3]2＋应类似BF3为正三角形结构。
10.
高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是( )
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含14个K＋和13个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1
解析：选D。K＋在顶点和面心，O在棱的中点和体心，故每个晶胞含K＋数＝8×＋6×＝4，含O数＝12×＋1＝4，化学式为KO2；晶体中每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋；晶体中与每个K＋距离最近的K＋有12个；在O中O的平均价态为－，则0价与－2价氧原子之比为3∶1。
11.在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A．sp1，范德华力 B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
解析：选B。由题知：B(OH)3中B的杂化方式与石墨中C的杂化方式相同，为sp2杂化；层与层间的作用力也与石墨晶体相同，为范德华力。
12.三氟化硼是平面正三角形，因此是非极性分子，推断三氯甲烷(碳原子位于分子结构中心)的结构和分子的极性情况是( )
A．正四面体，非极性分子
B．平面三角形，非极性分子
C．四面体，极性分子
D．平面三角形，极性分子
解析：选C。甲烷是正四面体结构，是由于四个碳氢键完全相同且互相排斥，而三氯甲烷(CHCl3)中由于氯原子有较强的吸引电子能力，故C—Cl键中的共用电子对偏向于Cl，使整个分子结构成为变形的四面体结构，因而正负电荷中心不能重合，是极性分子。
13.固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，则下列有关说法中，不正确的是( )
A．NH5中既有离子键又有共价键
B．NH5的熔、沸点高于NH3
C．1 mol NH5中含有5 mol N—H键
D．NH5固体投入少量水中，可产生两种气体
解析：选C。根据NH5所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，说明该物质的化学式应为NH4H，是离子化合物。NH5固体投入少量水中，可以产生NH3和H2。
14.下列有关说法正确的是( )
A．物质熔、沸点的高低顺序是：晶体硅>氯化钠>冰>氖气
B．微粒半径由大到小的顺序是：H＋>Li＋>H－
C．金刚石的硬度、熔点、沸点都低于晶体硅
D．CO2、HCl、CF4、PCl3四种物质分子中的所有原子都满足最外层为8电子的稳定结构
解析：选A。B选项中微粒半径由大到小顺序应是：H－>Li＋>H＋；C选项中由于金刚石的键长小于晶体硅的，所以硬度、熔点、沸点较大；D选项中HCl中的H最外层不能满足8电子稳定结构。
15.如图中曲线表示原子序数在前20号元素的原子序数(按递增顺序连接排列)和单质沸点的关系。其中A点表示的元素是( )
A．Cl B．F
C．Si D．S
解析：选B。由沸点可看出，A单质在常温下，应为气体，排除C、D选项；另外，与A相邻的两种元素单质在常温下也为气体，只有B项合适。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16.(12分)请完成下列各题：
(1)前4周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
(2)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。在GaN晶体中，每个Ga原子与________个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为________。在四个晶体类型中，GaN属于________晶体。
(3)在极性分子NCl3(遇水强烈水解)中，N原子的化合价为－3价，Cl原子的化合价为＋1价，请推测NCl3水解的主要产物是________(填化学式)
解析：(1)第1周期的氢，第2周期的碳、氧，第3周期的磷，第4周期的铁，其基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同，故共有5种元素。
(2)Ga原子最外层有3个电子，可分别与3个N原子形成共价键，为了达到8电子稳定结构，含空轨道的原子可吸收含孤电子对的第4个N原子形成配位键，成键后Ga原子与4个N原子的键长、键角都完全相等，呈正四面体形。GaN结构与单晶硅结构相似，故均为原子晶体。
(3)NCl3在水解过程中各元素的化合价保持不变，N原子显－3价，结合H＋生成NH3，Cl显＋1价，结合OH－生成HClO，所以水解的主要产物是NH3和HClO。
答案：(1)5 (2)4 正四面体形 原子 (3)HClO、NH3
17.(10分)A、B、C、D、E是中学化学常见的五种元素，原子序数依次增大，其结构或性质信息如下表：
元素
结构或性质信息
A
其原子最外层电子数是内层电子数的2倍
B
基态原子最外层电子排布为nsnnpn＋1
C
非金属元素，其单质为固体，在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰
D
单质在常温、常压下是气体。基态原子的M层上有1个未成对的p电子
E
其与A形成的合金为目前用量最多的金属材料
(1)E元素基态原子的电子排布式是________________________________________________________________________。
(2)在一定条件下，B与D可形成一种化合物(分子中每个原子最外层均为8电子结构)，常温下为淡黄色液体，该物质遇水强烈水解，生成两种产物，其中之一的分子构型为三角锥形，另一种产物具有漂白性，写出该化合物与水反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)E单质在海水中易发生电化学腐蚀，写出该电化学腐蚀的正极电极反应式：________________________________________________________________________。
(4)已知1 g单质C完全燃烧放出热量为Q kJ，写出表示C燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(5)比较A与C的电负性：A________C(填“<”、“＝”或“>”)。A与D形成的一种常见化合物常温下为液体，是良好的有机溶剂，其分子中含有的共价键类型是________(填“σ键”或“π键”)。
解析：A是碳；s轨道最多容纳电子数为2，故B元素原子的最外层电子排布式为2s22p3，所以B是氮；根据C单质燃烧的现象，可知C是硫；第3周期单质为气态的有氯气和氩，但是还有1个未成对的p电子，故D元素是氯；铁合金是使用量最大的金属材料，故E是铁。
(5)硫酸的酸性比碳酸的强，故硫的非金属性强，非金属性越强的元素，电负性越大。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)NCl3＋3H2O NH3↑＋3HClO
(3)O2＋2H2O＋4e－4OH－
(4)S(s)＋O2(g) SO2(g) ΔH＝－32Q kJ·mol－1
(5)< σ键
18.(12分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
(1)W元素原子的L层电子排布式为________，W3分子的空间构型为________
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为________________________________________________________________________
______________________；
(3)化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________，O—C—O的键角约为________；
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为________色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据核外电子排布规律，W为氧元素，其核外电子排布式为1s22s22p4。
(2)X、Y、Z的原子序数之和为40，由于原子序数依次增大，所以X的原子序数大于8，第5周期的元素原子序数大于36，所以Z只能是第4周期的元素，即X、Y、Z分别为第2、3、4周期，X只能为F，所以Y、Z的原子序数之和为31，则都为主族元素，所以Z只能为第ⅠA或第ⅡA族中的元素，因为第4周期第ⅢA族中的元素原子序数为31，Y、Z可能为Na、Ca，也可能为Mg、K，依M的熔点高，及(3)可知M为MgO，所以Y为Mg，Z为K。
(3)MgO与NaCl晶体结构相同，是离子晶体，离子晶体熔点与晶格能有关；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为，—CH3中的C为sp3杂化，中C采用sp2杂化，键角为120°。
(4)晶胞中X的个数为12×＝3，Y的个数为8×＝1，Z的个数为1，所以X∶Y∶Z＝3∶1∶1。
(5)K元素的焰色反应为紫色，焰色反应是元素原子中的电子发生跃迁吸收和释放能量形成的，是物理变化。
答案：(1)2s22p4 V形 (2)2F2＋2H2O 4HF＋O2
(3)MgO 晶格能大 sp3和sp2 120° (4)3∶1∶1
(5)紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
19.(9分)有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物；CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4；E的M层电子数是K层电子数的2倍。
(1)写出这五种元素的名称：A________，B________，C________，D________，E________。
(2)比较EA2与EB4的熔点高低(填化学式)________>________。
(3)写出D单质与CuSO4溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________。
解析：由于E的M层电子数是K层电子数的2倍，所以E为硅，EB4为气态物质，则B为氟，D单质与CuSO4溶液反应，则D为钠，A为氧，C为氢。由于钠是活泼金属，将其投入到CuSO4溶液中钠先与H2O反应，再与Cu2＋反应，所以离子方程式为2Na＋2H2O＋Cu2＋Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑。SiO2为原子晶体，SiF4为分子晶体，SiO2的熔点高于SiF4。
答案：(1)氧 氟 氢 钠 硅 (2)SiO2 SiF4
(3)2Na＋Cu2＋＋2H2O 2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑
20.(12分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是________________________、________________________；
(2)基态B原子的电子排布式为________；B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________；
(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为________；
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________________________；
(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。
解析：(1)根据题给制备流程可知两个反应方程式分别为B2O3＋3CaF2＋3H2SO43CaSO4＋2BF3↑＋3H2O，B2O3＋2NH32BN＋3H2O。(2)B原子的原子序数为5，其电子排布式为1s22s22p1；B、N处于同周期，依据同周期元素随原子序数增大电负性依次增大可知，N的电负性较大；B位于元素周期表的第ⅢA族，由化学式BN得B元素的化合价为＋3价。(3)BF3的空间构型为平面正三角形，故F—B—F的键角为120°；B原子的杂化类型为sp2杂化；根据价层电子对互斥理论可知，BF的立体构型为正四面体。(4)借助于石墨的结构可知，B与N原子之间的化学键为共价键，层与层之间依靠分子间作用力相结合。(5)依据金刚石的晶胞结构及化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子，4个B原子。则一个晶胞的质量可表示为×4 g(BN的摩尔质量为25 g·mol－1)，一个晶胞的体积可表示为(361.5×10－10)3cm3(1 pm＝10－12m＝10－10cm)，晶体密度的表达式为 g·cm－3。
答案：(1)B2O3＋3CaF2＋3H2SO43CaSO4＋2BF3↑＋3H2O B2O3＋2NH32BN＋3H2O
(2)1s22s22p1 N ＋3价
(3)120° sp2 正四面体
(4)共价键(或极性共价键) 分子间作用力
(5)4 4