2024鲁教版化学选择性必修2练习题--模块综合测评（含解析）

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2024鲁教版化学选择性必修2练习题
模块综合测评
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列化学用语的书写正确的是(　　)
A.基态Mg原子的轨道表示式:
B.过氧化氢电子式:H+]2-H+
C.As原子的简化电子排布式:[Ar]4s24p3
D.原子核内有10个中子的氧原子O
2.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(　　)
A.①③ B.②⑤
C.⑤⑥ D.③④⑥
3.下列反应过程中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的是(　　)
A.NH4ClNH3↑+HCl↑
B.NH3+CO2+H2ONH4HCO3
C.2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
D.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
4.下列描述正确的是(　　)
A.1s2表示1s能级有两个轨道
B.共价晶体中可能存在离子键
C.分子晶体中一定存在共价键
D.sp2杂化轨道模型为
5.下列对各组物质性质的比较中,正确的是(　　)
A.熔点:LiB.导电性:Ag>Cu>Al>Fe
C.密度:Na>Mg>Al
D.空间利用率:体心立方堆积<六方最密堆积<面心立方最密堆积
6.下列物质的性质与氢键无关的是(　　)
A.冰的密度比水的密度小
B.HF易溶于水
C.SbH3的沸点比PH3高
D.溶解度:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
7.下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是(　　)
A.二氧化硅>碳化硅
B.MgO>H2O>O2>Br2
C.对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸
D.金刚石>生铁>纯铁>钠
8.已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,该元素在周期表中的位置是(　　)
A.第3周期Ⅷ族,p区
B.第3周期ⅤB族,ds区
C.第4周期Ⅷ族,d区
D.第4周期Ⅴ族,f区
9.共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体:①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤NaCl、⑥白磷中,含有以上其中两种作用力的是(　　)
A.①②③ B.①③⑥
C.②④⑥ D.①②⑤
10.利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能:CB.杯酚分子中存在大π键
C.杯酚与C60形成氢键
D.C60与金刚石晶体类型不同
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
11.下列判断错误的是(　　)
A.沸点:NH3>PH3>AsH3
B.熔点:Si3N4>NaCl>SiI4
C.酸性:HClO4D.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
12.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是(　　)
A.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4
B.Y元素在元素周期表的第3周期ⅤA族
C.X元素所在周期中所含非金属元素最多
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
13.配位化合物Pt(NH3)2Cl2有顺铂和反铂两种同分异构体。顺铂在水中的溶解度较大,具有抗癌作用;反铂在水中的溶解度小,无抗癌作用。下列说法正确的是(　　)
A.顺铂在苯等有机溶剂中溶解度小于反铂
B.已知Pt位于元素周期表第10纵列,则Pt是ⅧB族元素
C.分子中Pt和N之间为离子键
D.N原子杂化方式为sp3杂化
14.下列有关晶体及配合物结构和性质的判断错误的是(　　)
选项 结构和性质 相应判断
A 贵金属磷化物Rh2P可用作电解水的高效催化剂,其立方晶胞如图所示 该晶体中磷原子的配位数为8
B 配离子[Co(NO2)6]3-可用于检验K+的存在 该离子中Co3+配位数为6
C GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料,晶体类型与晶体碳化硅类似 GaN、GaP、GaAs的熔点依次升高
D 氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一 分子中存在配位键,提供孤电子对的原子是氮原子
15.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法正确的是(　　)
A.CH4和N是等电子体,键角均为60°
B.N和C是等电子体,均为平面三角形结构
C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种,Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等,R与Q同族,Y和Z的离子与Ar原子的电子层结构相同且Y的原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物的固态属于　　　　晶体,俗名为　　　　;
(2)R的氢化物分子的空间结构是　　　　　　　,属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子;
(3)X的常见氢化物的空间结构是　　　　　　　　;它的另一氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分,其电子式是　　　　　　　　;
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是　　　　和　　　　;Q与Y形成的分子的电子式是　　　　　　　　　　　,属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
17.(12分)1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
(1)科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
晶体 NaCl KCl CaO
晶格能/(kJ·mol-1) 787 708 3 401
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是　 。
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式:　　　　　　　　　　。
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式:　　　　　　　(必须将配位键表示出来)。
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
④S的空间结构是　　　　　　　。
18.(10分)已知前四周期的A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态;D原子L电子层上有2对成对电子;E基态原子有6个未成对电子。
请填写下列空白:
(1)E元素在元素周期表的位置是　　　　　　　,E元素基态原子的价电子排布式为　　　　;
(2)C基态原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;
(3)B2A4是重要的基本石油化工原料。1 mol B2A4分子中含　　　　　mol σ键;
(4)BD2电子式为　　　　　,此分子键角为　　　　　;
(5)B中心原子的孤电子对数为　　　　　,离子的空间结构为　　　　　;
(6)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　(填元素符号),其原因为　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
19.(14分)(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表,它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示:
则它的化学式为　　　　　　　　。
(2)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(,0,);C为(,0)。则D原子的坐标参数为　　　　　　　。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,设NA为阿伏加德罗常数的值,其密度为　　　　　　　　(列出计算式即可)g·cm-3。
(3)GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρ g·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为　　　　,Ga与As以　　　　键结合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,设阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
20.(14分)金属钛(22Ti)号称航空材料。回答下列问题:
(1)钛元素基态原子未成对电子数为　　　　　　,能量最高的电子占据的能级符号为　　　　,该能级所在能层具有的原子轨道数为　　　　　　。
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有　　　　　　　　(填字母)。
a.σ键
b.π键
c.离子键
d.配位键
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
一个化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为　　　　　　,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　　　　　　　。
(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1 000~1 100 K,并进行氯化处理,生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为　　　　　,该晶体中Ti原子周围距离最近且相等的N原子的个数为　　　　　　。已知晶体的密度为ρ g·cm-3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞边长为　　　　　(用含ρ、NA的式子表示,已知Ti的相对原子质量为48) cm。
答案：
1.D　解析 选项A中轨道表示式违背了泡利不相容原理(一个原子轨道里最多只能容纳两个电子且自旋状态不同)。选项B中正确的电子式为H。选项C中As原子核外共有33个电子,故简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
2.B　解析 从各图中结构可以看出,②⑤中原子都不能再以化学键与其他原子结合,所以最有可能是分子晶体。
3.D　解析 A项,NH4Cl中含离子键和极性共价键,不含非极性共价键,故没有非极性共价键的断裂;B项,NH3、CO2、H2O中均不含有离子键和非极性共价键,故没有离子键和非极性共价键的断裂;C项,NaCl、NaClO、H2O中均不含非极性共价键,故没有非极性共价键的形成。
4.D　解析 1s2表示1s轨道上有2个电子;共价晶体中只有共价键,没有离子键;分子晶体中可能有共价键,也可能没有(如He)。
5.B　解析 同主族的金属单质,原子序数越大,熔点越低,这是因为它们的价电子数相同,随着原子半径的增大,金属键逐渐减弱,A错误;常用的金属导体中,导电性最好的是银,其次是铜,再次是铝、铁,故B正确;Na、Mg、Al是同周期的金属单质,密度逐渐增大,故C错误;不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是:简单立方堆积52%,体心立方堆积68%,六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%,因此D错误。
6.C　解析 SbH3的沸点比PH3高是因为前者的相对分子质量大于后者,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,与氢键无关。
7.C　解析 熔、沸点:二氧化硅<碳化硅,故A错误。离子晶体的熔、沸点一般高于分子晶体,水中含有氢键,熔、沸点比氧气、溴的高,溴的沸点高于氧气,则熔、沸点:MgO>H2O>Br2>O2,故B错误。对羟基苯甲酸能形成分子间氢键、邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键,所以熔、沸点:对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸,故C正确。共价晶体的熔、沸点一般高于金属晶体,合金的熔点一般比纯金属的低,则熔、沸点:金刚石>纯铁>生铁>钠,故D错误。
8.C　解析 +3价离子的核外有23个电子,则对应的原子核外有26个电子,26号元素是铁,位于元素周期表中第4周期Ⅷ族,位于d区。
9.B　解析 过氧化钠中有离子键和共价键,石墨和白磷中均存在共价键和范德华力。
10.C　解析 同周期元素,随着原子序数的增大,第一电离能有增大的趋势,C的原子序数小于O,故第一电离能:C11.AC　解析 A项,NH3分子间存在氢键,沸点最高,又因为相对原子质量:As>P,所以沸点:AsH3>PH3,即沸点:NH3>AsH3>PH3;B项,Si3N4、NaCl、SiI4分别为共价晶体、离子晶体和分子晶体,熔点逐渐降低;C项,Cl、S、P的非金属性逐渐减弱,即最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱;D项,由Na、Mg、Al的金属性递减可确定其最高价氧化物对应水化物的碱性递减。
12.AB　解析 因为Y元素原子的价电子排布式中出现了np能级,故其ns能级已经充满且只能为2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的价电子排布式为3s23p4,位于元素周期表的第3周期ⅥA族,故A项错误,B项也错误。Y为S元素,X为F元素,第2周期所含非金属元素最多,故C项正确。Z为As元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D项正确。
13.AD　解析 根据“相似相溶”原理,可知顺铂分子为极性分子,反铂分子为非极性分子,A项正确;Pt位于Ⅷ族,B项错误;Pt与NH3中N之间形成的是配位键,C项错误;氮原子采取sp3杂化,D项正确。
14.C　解析 Rh2P的结构如图所示,中间大的黑球有8个,顶点和面心的小白球有4个,因此大黑球为Rh,以右侧面面心P分析,得到磷原子的配位数为8,故A正确;根据配离子[Co(NO2)6]3-得到Co3+的配体为N,配位数为6,故B正确;GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料,晶体类型与晶体碳化硅类似,属于共价晶体,N、P、As原子半径依次增大,因此GaN、GaP、GaAs的键长依次增大,键能依次减小,熔、沸点依次减小,故C错误;氨硼烷(NH3BH3)分子中存在配位键,N有一对孤电子对,B没有孤电子对,因此提供孤电子对的原子是氮原子,故D正确。
15.B　解析 甲烷分子是正四面体结构,键角是109°28',A错;N和C是等电子体,均为平面三角形结构,B对;H3O+和PCl3的价电子总数不相等,C错;B3N3H6与苯互为等电子体,苯的结构中存在“肩并肩”式重叠的轨道,故B3N3H6分子中也存在,D错。
16.答案 (1)分子　干冰　
(2)正四面体形　非极性
(3)三角锥形　H
(4)CS2　CCl4　　非极性
解析 根据问题(3)中X的一种氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分,可知X为N元素,Q的低价氧化物与N2的电子数相同,因此Q为C元素,R与Q同族且为前20号元素,因此R为Si元素。根据问题(4)中Q分别能与Y、Z形成共价化合物,则Y和Z为非金属元素,又由于Y和Z的离子与Ar原子的电子层结构相同,且Y的原子序数小于Z,因此Y和Z分别为S元素和Cl元素。
(1)Q为C元素,其最高价氧化物为CO2,固态CO2为分子晶体,俗名为干冰。
(2)R为Si元素,其氢化物为SiH4,因此SiH4分子的空间结构是正四面体形,为非极性分子。
(3)N元素的常见氢化物为NH3,其分子的空间结构为三角锥形,N2H4的结构式为,因此其电子式为H。
(4)C分别和S、Cl形成的共价化合物为CS2、CCl4,CS2分子和CO2分子结构相同,都是直线形非极性分子,其结构式为,电子式为。
17.答案 (1)MgO>CaO>NaCl>KCl
(2)①1s22s22p63s23p63d104s1
②　
③水的熔、沸点较高;结冰时密度减小　
④正四面体形
解析 (1)离子晶体的离子半径越小,所带电荷越多,晶格能越大,则晶体的熔、沸点越高,则有NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO>CaO>NaCl>KCl。
(2)①Cu的原子序数为29,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。②Cu2+提供空轨道,H2O中氧原子提供孤电子对,从而形成配位键,水合铜离子的结构简式为。③氢键比一般分子间作用力强,所以水的熔、沸点较高;因为氢键具有方向性,所以水结冰时,分子间的间距变大,体积增大,密度减小。④S中心原子S的价电子对数=4+=4,孤电子对数为0,故为正四面体形结构。
18.答案 (1)第4周期ⅥB族　3d54s1
(2)　
(3)5
(4)　180°　
(5)0　平面三角形
(6)C解析 (1)由前四周期元素E基态原子有6个未成对电子推知,E为铬元素,在元素周期表中的位置是第4周期ⅥB族;Cr元素基态原子的价电子排布式为3d54s1。
(2)由题意知,A为氢元素,B为碳元素,D为氧元素,则C为氮元素,其基态原子的价电子轨道表示式为。
(3)B2A4即C2H4,1个C2H4分子中含有5个σ键、1个π键,则1 mol C2H4分子中含有5 mol σ键。
(4)BD2即CO2,电子式为;二氧化碳分子是直线形分子,键角为180°。
(5)B即C,其中心原子上的孤电子对数=×(4+2-3×2)=0;C的价电子对数是3,所以其空间结构是平面三角形。
(6)B、C、D依次为碳元素、氮元素、氧元素,同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势,N原子2p轨道处于半充满状态,较稳定,其第一电离能出现反常,在三种元素中最大。
19.答案 (1)LaNi5
(2)①()　②
(3)共价晶体　共价　×100%
解析 (1)根据晶胞结构图可知,面上的原子为2个晶胞所共有,顶点上的原子为6个晶胞所共有,内部的原子为整个晶胞所有,所以图示晶胞中La原子个数为3,Ni原子个数为15,则该镧系合金的化学式为LaNi5。
(2)①对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C的坐标,选A点为参照点,观察D点在晶胞中位置(体对角线处),由B、C的坐标可以推知D点坐标。②锗晶胞类似金刚石晶胞,1个晶胞含有8个锗原子,ρ= g·cm-3。
(3)根据晶胞结构示意图,用切割法计算出1个晶胞中含有As原子的个数为8×+6×=4,再通过观察可知,1个晶胞中含有4个Ga原子。4个As原子和4个Ga原子的总体积V1=4×(π×10-30×π×10-30×)cm3;1个晶胞的质量为4个As原子和4个Ga原子的质量之和,即() g,所以1个晶胞的体积V2= cm3。最后由×100%即得结果。
20.答案 (1)2　3d　9　
(2)ad
(3)7　C(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(5)TiN　4　
解析 (1)Ti元素基态原子的价电子排布式为3d24s2,价电子轨道表示式为,由此可见钛元素基态原子未成对电子数为2,能量最高的电子占据的能级符号为3d,该能级所在能层为M能层,有3s、3p、3d能级,分别含有的原子轨道数目为1、3、5,总共具有的原子轨道数为9。
(3)采取sp2杂化的碳原子的价电子对数是3,甲分子中碳原子价电子对数为3的有:苯环上的碳原子、羰基碳原子,所以一共有7个;采取sp3杂化的原子的价电子对数是4,化合物乙中价电子对数是4的原子有:形成4条单键的碳原子、氧原子和氮原子,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,所以这三种元素第一电离能从小到大顺序是C(4)TiO2和足量炭粉混合加热至1 000~1 100 K,并进行氯化处理,生成TiCl4的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。
(5)观察晶胞可知,N位于立方体的顶点和面心位置,故该晶胞中所含N原子数=8×+6×=4;Ti位于晶胞内,有4个,则该晶体的化学式可写为TiN;由晶胞结构图可知,Ti原子周围距离最近且相等的N原子有4个;一个该晶胞的质量为4× g,晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞边长为 cm。
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