【全程方略 人教】2014年高中化学选修三：第1-3章 综合质量评估（含详解）

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综合质量评估
第一～三章
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括13小题,每小题4分,共52分)
1.下列各组物质熔化或气化时,所克服的微粒间的作用力属同种类型的是(　)
A.SiO2和CaO的熔化
B.氧化钠和铁的熔化
C.碘和干冰的气化
D.晶体硅和晶体硫的熔化
2.下列说法中,正确的是　(　　)
A.构成分子晶体的微粒中一定含有共价键
B.在结构相似的情况下,原子晶体中的共价键越强,晶体的熔、沸点越高
C.某分子晶体的熔、沸点越高,分子晶体中共价键的键能越大
D.分子晶体中只存在分子间作用力而不存在任何化学键，所以其熔、沸点一般较低
3.下列分子构型呈正四面体结构的是　(　　)
①P4　②NH3　③CCl4　④金刚石　⑤CH4　⑥SiO2 　⑦H2O　⑧CO2
A.①③④⑤　 B.①③④⑤⑥
C.①③⑤　 D.④⑤
4.下列叙述错误的是　(　　)
①离子键没有方向性和饱和性,而共价键有方向性和饱和性
②配位键在形成时,是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对
③金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用
④在冰晶体中,既有极性键、非极性键,又有氢键
⑤化合物NH4Cl和CuSO4·5H2O都存在配位键
⑥NaCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水,但原因不完全相同
A.①③　　　B.②④　　　C.②⑤　　　D.④⑥
5. 如图为“嫦娥”一号绕月卫星传回的第一张月面图像。我国探月的目的之一是探测月球土壤厚度和的储量。是最安全最清洁的能源,地球上仅有15 t左右,而月球上的估计在1.0×106t～1.5×106t。地球上氦元素主要以的形式存在。已知一个12C原子的质量为ag,一个原子的质量为bg,NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是　(　　)
A.和互为同素异形体 B.氦元素的近似相对原子质量为3
C.的相对原子质量为 D.的摩尔质量为2bNAg·mol-1
6.碘单质在水溶液中溶解度很小,但在CCl4中溶解度很大,这是因为　(　　)
A.CCl4与I2相对分子质量相差较小,而H2O与I2相对分子质量相差较大
B.CCl4与I2都是直线形分子,而H2O不是直线形分子
C.CCl4和I2都不含氢元素,而H2O中含有氢元素
D.CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分子
7.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与Y、X与Z位于同一主族。W与X可形成共价化合物WX2。Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5倍。下列叙述中不正确的是　(　　)
A.WZ2分子中所有原子最外层都满足8电子结构
B.WX2、ZX2的化学键类型和晶体类型都相同
C.WX2是以极性键结合成的非极性分子
D.原子半径大小顺序为X8.(2012·四川高考)已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。下列说法正确的是　(　　)
A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B.W与X形成的化合物中只含离子键
C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
9.下列元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是　(　　)
A.原子的L电子层p轨道只填了2个电子的元素
B.价电子排布式为3s23p2的元素
C.第3周期有7个价电子的元素
D.3p轨道电子半充满的元素
10.下列关于晶体的说法中,不正确的是　(　　)
①晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性;
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体;
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点;
④MgO的晶格能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小;
⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列;
⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定;
⑦干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻;CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6
A.①②③ B.②③④
C.④⑤⑥ D.②③⑦
11.(2012·大纲版全国卷)元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同,且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为　(　　)
A.Al B.P C.Ar D.K
12.(2013·常州高二检测)根据元素周期表知识,下列说法不正确的是　(　　)
A.最外层电子数为3～7的原子一定是主族元素的原子
B.若短周期元素X、Y的最外层电子数相同,且X原子半径小于Y,当X(OH)n为强碱时,Y(OH)n必为强碱
C.短周期元素A、B,若A、B电子层数相同,且A原子半径小于B,当HnAOm为强酸时,B必为活泼非金属元素
D.2007年3月21日,中国科学技术名词审定委员会公布了111号元素Rg的中文名称,111号元素属于过渡元素
13.(2012·上海高考)元素周期表中铋元素的数据见右图,下列说法正确的是
(　　)
A.铋元素的质量数是209
B.铋元素的相对原子质量是209.0
C.铋原子6p轨道有一个未成对电子
D.铋原子最外层有5个能量相同的电子
二、非选择题(本题包括4小题,共48分)
14.(12分)(2012·福建高考)(1)元素M的离子与N所含电子数和质子数均相同,则M的原子结构示意图为　　 　　。
(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为?
　 。
(3)能证明Na2SO3溶液中存在水解平衡的事实是　　　　
(填序号)。
A.滴入酚酞试液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞试液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞试液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
(4)元素X、Y在周期表中位于同一主族,化合物Cu2X和Cu2Y可发生如下转化(其中D是纤维素水解的最终产物):
Cu2X澄清溶液悬浊液Cu2Y(红色沉淀)
①非金属性X　　　　Y(填“>”或“<”)。
②Cu2Y与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程式为　。
(5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:　　　 　。
物质
A
B
C
D
起始投料/mol
2
1
2
0
15.(12分)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为　 。
(2)B的氢化物的分子空间构型是　　　　。其中心原子采取　　　　杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式　　　　;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为　 。
(4) E的核外电子排布式是　　　　,ECl3形成的配合物的化学式为　　　　。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是? 。
16.(12分)(1)中国古代四大发明之一——黑火药,
它的爆炸反应为S+2KNO3+3C3CO2↑+A+N2↑(已配平)
①除S外,上列元素的电负性从大到小依次为　 。
②在生成物中,A的晶体类型为　　　　,含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为　 。
③已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为　　 　　。
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为　　　　,Q2+的未成对电子数是　　　 　。
(3)在CrCl3的水溶液中,一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6-n]x+(n和x均为正整数)的配离子,将其通过氢离子交换树脂(R—H),可发生离子交换反应:
[CrCln(H2O)6-n]x++xR—H→Rx[CrCln(H2O)6-n]x++xH+
交换出来的H+经中和滴定,即可求出x和n,确定配离子的组成。
将含0.001 5 mol[CrCln(H2O)6-n]x+的溶液,与R—H完全交换后,中和生成的H+需浓度为0.120 0 mol·L-1NaOH溶液25.00 mL,该配离子的化学式为　 。
17.(12分)(2013·新课标全国卷Ⅱ)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:
(1)D2+的价层电子排布图为　　　　　　　　　。
(2)四种元素中第一电离能最小的是　　,电负性最大的是　　(填元素符号)。
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为　　　　;D的配位数为　　　;
②列式计算该晶体的密度　　　g·cm-3。
(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有　　　 　;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为　　 　　,配位体是　　　　　　。
答案解析
1.【解析】选C。SiO2是共价化合物,熔化时破坏共价键;CaO和氧化钠是离子化合物,熔化时破坏离子键;Fe是金属晶体,熔化时要破坏金属键;碘和干冰为分子晶体,气化时破坏分子间作用力;晶体硅是原子晶体,而晶体硫是分子晶体,因此熔化时破坏的作用力不同。
2.【解析】选B。构成分子晶体的微粒中不一定含有共价键,如稀有气体元素原子形成的分子晶体;在结构相似的情况下,原子晶体中的共价键越强,晶体的熔、沸点越高;分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力的大小,与共价键键能的大小无关;分子晶体中微粒间的相互作用是分子间作用力,多数分子内存在化学键,但化学键不影响分子晶体的熔、沸点。
3.【解析】选C。氨气为三角锥形;金刚石、二氧化硅为原子晶体,无单个的分子;水分子为V形,二氧化碳分子为直线形结构;四氯化碳、甲烷和白磷是正四面体结构。
4.【解析】选B。配位键在形成时,成键的一方提供孤对电子,另一方接受孤对电子(即提供空轨道)。冰晶体中,水分子内存在极性键但无非极性键,水分子间存在氢键。
【易错提醒】配位键的形成过程与共价键不同,但是一旦形成以后两者没有任何区别。
5.【解析】选C。A中与互为同位素。B中氦元素的近似相对原子质量是由各核素的质量数和各核素在自然界中的原子百分含量共同决定的,现在不知道原子百分含量的值,因此不能计算氦元素的近似相对原子质量。D中的摩尔质量应为bNAg·mol-1。
6.【解析】选D。根据“相似相溶”原理,非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂;极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂。CCl4和I2都是非极性分子,H2O是极性分子,比较而言,I2更易溶于CCl4中而不易溶于水中,D项正确。其余选项都没有揭示问题的实质。
7.【解析】选D。根据Y原子的内层电子总数与最外层电子数关系,确定Y为Si;依据W与Y、X与Z同主族关系,得W为C;再根据W与X可形成共价化合物WX2,知X为O,则Z为S。A项WZ2的电子式为;B项WX2为CO2,ZX2为SO2,分子中均是极性共价键,所形成的晶体均为分子晶体;C项CO2为直线形分子,结构对称,为非极性分子;D项原子半径大小顺序为X8.【解析】选A。由题意可知四种元素在周期表中的位置为,根据同周期原子半径从左到右逐渐减小,同主族原子半径从上到下逐渐增大可知A正确。W为氧元素,X为钠元素,形成的氧化物过氧化钠中含有共价键,B错误。如果W为碳元素,Z为硅元素,则甲烷的沸点小于硅烷的沸点,C错误。W与Y原子序数相差5,若W为氮元素,Y为镁元素,则二者形成化合物的化学式为Y3W2。
9.【解析】选C。A项中元素为C,B项中元素为Si,C项中元素为Cl,D项中元素为P。酸性:HClO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3。
10.【解析】选D。②中含有金属阳离子的晶体可能是离子晶体或金属晶体;③中分子晶体的稳定性等化学性质与共价键有关,分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关;⑦中CsCl晶体中阴、阳离子的配位数为8,NaCl晶体中阴、阳离子的配位数为6。
11.【解析】选D。
选项
具体分析
结论
A
铝离子与钙离子的核外电子排布不相同
错误
B
磷元素形成的离子半径大于负二价硫离子的半径
错误
C
氩原子与钙离子的核外电子排布相同
错误
D
钾离子与钙离子的核外电子排布相同,且其半径小于负二价硫离子的半径
正确
【技法小结】微粒半径大小的比较方法
1.同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小(稀有气体除外),如Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。
2.同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如Li3.同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大。如F-4.电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如F->Na+>Mg2+>Al3+。
5.同一元素不同价态的微粒半径,价态越高离子半径越小。如Fe>Fe2+>Fe3+。
12.【解析】选C。本题考查元素周期表和元素周期律的相关知识。A项中最外层电子数为1～7时,价电子排布式为ns2np1～7,一定是主族元素;B项中X、Y同主族且Y的原子半径大,故当X(OH)n为强碱时,Y(OH)n必为强碱;C项中A、B同周期且A的原子半径小,原子序数大,当A为活泼非金属时,B可能为不活泼非金属元素或金属元素。
13.【解析】选B。铋元素的相对原子质量为209.0,原子的质量数等于该原子相对原子质量的整数部分,元素的相对原子质量等于该元素的各个核素的相对原子质量与其在自然界中的百分含量的乘积之和;铋元素的核外电子排布式为[Xe]4f145d106s26p3,6p轨道上的3个电子均为未成对电子,第六层上的5个电子分布在s能级和p能级上,这两个能级上的电子的能量不同。
14.【解析】(1)、H3O+和Na+中都含有11个质子和10个电子,所以M为钠元素。
(2)氨水为弱碱,在写离子方程式时要保留化学式形式。
(3)无论Na2SO3是否完全水解,加硫酸都会中和OH-,酚酞都会褪色,只能证明发生了水解,而无法说明是否存在水解平衡,A选项错误;氯水既可能中和OH-,又可能将酚酞氧化,所以褪色不足以说明存在水解平衡,B选项错误;加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则该沉淀一定是BaSO3,说明没有水解完全,红色褪去,说明c(OH-)减小,因为OH-与BaCl2不反应,只能说明平衡逆向移动引起其浓度的减小,C选项正确。
(4)红色沉淀是Cu2O,所以Y是O,则X为S,O的非金属性比S强,Cu2O和浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O。
(5)因为开始时没有加入D,所以反应正向进行,因为该反应为气体体积减小的反应,反应后气体的物质的量减小,根据pV=nRT,因为压强增大,所以温度必须升高才能满足该条件,说明该反应为放热反应。所以升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小。
答案:(1) (2)Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3
(3)C (4)①<　②Cu2O+6HNO3(浓)====2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O
(5)平衡常数随温度的升高而减小(或其他合理答案)
15.【解析】本题考查了电离能、分子的立体结构、杂化轨道理论、等电子体、核外电子排布等知识,是一道典型的考查物质结构与性质的习题。解决此类题,首先寻找突破口判断元素,如化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,D为ⅡA族元素,A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,核电荷数A答案:(1)C(3) 　 N2O
(4)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
(5)4Mg+10HNO3====4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
16.【解析】本题是考查物质结构与性质的综合题,该部分内容较为抽象,高考仍然以考查基础为主。本题侧重对基础的考查,只要做到对涉及的基态原子核外电子排布、原子轨道的杂化类型、电负性、晶体类型的概念或规律的熟练掌握,即可得出正确结论;而最后一问的化学计算则需把握好相关信息,再利用中和反应的简单计算即可得出结论。
(1)①钾为活泼金属,电负性比较小;C、N、O在同周期,非金属性逐渐增强,电负性也逐渐增大;②K2S是离子化合物,属于离子晶体,产物中含极性共价键的分子为CO2,其空间构型为直线形,中心原子轨道杂化类型为sp;③HCN中CN-与N2结构相同,含有三个键,一个σ键和两个π键;另外和氢原子之间形成一个σ键,所以HCN分子中σ键与π键数目之比为2∶2,即为1∶1。
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,应该都属于第Ⅷ族,原子序数T比Q多2,可以确定T为Ni,Q为Fe,所以T的基态原子外围电子(价电子)排布为3d84s2,Q2+即Fe2+的未成对电子数是4。
(3)中和生成的H+需浓度为0.120 0 mol·L-1NaOH溶液25.00 mL,则可以得出H+的物质的量为0.120 0×25.00×10-3=0.003 0(mol),所以x=0.003 0/0.001 5=2;Cr的化合价为+3价,x=2可以得知n=1,即该配离子的化学式为[CrCl(H2O)5]2+。
答案:(1)①O>N>C>K　②离子晶体　sp　③1∶1
(2)3d84s2　4　(3)[CrCl(H2O)5]2+
17.【解析】由题目信息可以推出:A为F,B为K,C为Fe,D为Ni。
(1)D2+的价电子排布图为;
(2)K的4s轨道只有1个电子,失电子能力比较强,铁元素的4s轨道有2个电子,3d轨道有6个电子,镍元素的4s轨道有2个电子,3d轨道有8个电子,故这四种元素中第一电离能最小的元素是K,一般来说,元素的非金属性越强,电负性就越大,所以这四种元素中电负性最大的元素是F;
(3)①由题干晶胞示意图可以看出,晶胞中氟原子位置:棱上16个,面上4个,体内2个,故每个晶胞平均占有氟原子个数为16×1/4+4×1/2+2=8;钾原子的位置:棱上8个,体内2个,故每个晶胞平均占有钾原子个数为8×1/4+2=4;镍原子的位置:顶点8个,体心1个,故每个晶胞平均占有镍原子个数为8×1/8+1=2。所以这三种原子个数比为K∶Ni∶F=4∶2∶8=2∶1∶4,故该化合物的化学式为K2NiF4;该化合物是离子晶体,配位数是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,由图可以看出Ni的配位数是6;
②由密度公式知该晶体的密度为
m/V=(39×4+59×2+19×8)/(NA×400×400×1 308×10-30)g·cm-3≈3.4 g·cm-3;
(4)这三种离子形成的化合物为K3FeF6,它是一种离子化合物,所以其中化学键的类型有离子键和配位键,复杂离子为[FeF6]3-,配位体是F-。
答案:(1)
(2)K　F
(3)①K2NiF4　6
②
(4)离子键、配位键　[FeF6]3-　F-
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