2025人教版高中化学选择性必修2强化练习题--全书综合测评（含解析）

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2025人教版高中化学选择性必修2
全书综合测评
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1　Li 7　C 12　N 14　O 16　F 19　Na 23　Mg 24　S 32　Cl 35.5　Fe 56　Zn 65　Se 79　Br 80　I 127　Te 128　Pb 207。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.2023年第19届亚运会开幕式在浙江杭州举行,本届亚运会尽显化学高科技。下列有关说法错误的是(　　)
A.亚运会火种灯的火种燃料是丙烷气体,丙烷分子中碳原子采用sp3杂化
B.利用微信小程序,调控石墨烯片加热保暖,石墨烯和碳纳米管互为同分异构体
C.运动馆采用的硫化镉发电玻璃,可将太阳能转化为电能,硫元素在元素周期表的p区
D.运动员比赛时某些部位会产生酸痛,是因为体内产生了乳酸(),1个乳酸分子中有一个手性碳原子
2.下列表示不正确的是(　　)
A.C的空间结构模型 B.SO2的VSEPR模型 C.基态Cr的价层电子轨道表示式 D.px轨道的电子云轮廓图
3.下列各组表述中,一定不属于同种元素原子的是(　　)
A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和价层电子排布式为3d64s2的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的的原子和价层电子排布式为4s24p5的原子
D.2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价层电子排布式为2s22p5的原子
4.下列说法正确的是(　　)
A.价层电子对互斥模型中,π键电子对数计入中心原子的价层电子对数
B.简单氢化物热稳定性:HF>H2O>NH3
C.强度:氢键>化学键>范德华力
D.沸点:>
5.某有机物结构如图,关于该有机物分子,下列说法不正确的是(　　)
A.O—H键极性强于C—H键
B.①号碳原子和②号碳原子杂化类型相同
C.该分子中含有手性碳原子,具有旋光性
D.带“*”的氮原子能与H+以配位键结合
6.某物质A的实验式为CoCl3·4NH3,向1 mol A中加入足量的AgNO3溶液能生成1 mol白色沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中不正确的是(　　)
A.Co3+与NH3、Cl-形成配位键
B.该配合物配位数为6
C.该配合物的配离子可能是平面正方形结构
D.此配合物可写成[Co(NH3)4Cl2]Cl
7.下列物质按沸点由高到低顺序排列正确的一组是(　　)
A.HF、HCl、HBr、HI　　　　B.F2、Cl2、Br2、I2
C.H2O、H2S、H2Se、H2Te　　　　D.CI4、CBr4、CCl4、CF4
8.钒(V)固氮酶种类众多,其中一种结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.CH3CN中所含σ键与π键数目之比为5∶1
B.CH3CN中碳原子的杂化类型为sp3和sp
C.根据价层电子排布式可推测V的化合价可能有+5价
D.可通过向硫化钠溶液中通入少量氯气来证明非金属性Cl>S
9.砷化镓可用作半导体材料,其晶胞结构如图所示;铋(Bi)熔点为271.3 ℃,下列说法正确的是(　　)
A.N中键的夹角为120°　　　　
B.PH3中P原子采用sp2杂化
C.砷化镓的化学式为GaAs4　　　　
D.晶体铋属于共价晶体
10.一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,其结构简式如图所示。下列表示或说法正确的是(　　)
A.氧原子的轨道表示式:
B.分子中形成的p-p π键电子云模型:
C.基态Zn原子的核外电子有30种空间运动状态
D.该物质中,配位原子为O、N、C
11.有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是(　　)
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.在CaF2晶体中,与每个Ca2+距离相等且最近的F-共有4个
C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数之比为1∶2
D.该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
12.分子或离子中的大π键可表示为,其中x表示参与形成大π键的原子总数,y表示π电子数,已知π电子数=价层电子总数-(σ键电子对数+孤电子对数)×2。SO2和SO3的结构如图所示:
下列关于SO2和SO3的说法正确的是(　　)
A.SO2的π电子数为6
B.SO3的大π键可表示为
C.SO3中心原子为sp3杂化
D.SO2与SO3空间结构相同
13.C2O3是一种无色无味的气体,结构式如图所示,可溶于水,与水反应生成草酸(HOOCCOOH)。下列说法正确的是(　　)
A.甲酸与草酸互为同系物
B.C2O3是非极性分子
C.熔点:草酸>三氧化二碳>干冰
D.CO2、C2O3和HOOCCOOH分子中碳原子的杂化方式均相同
14.已知:[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl- [CoCl4]2-+6H2O,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
下列说法正确的是(　　)
A.由实验①可推知正反应为放热反应
B.等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为9∶4
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
15.砷化镉晶胞结构如图。图中“①”和“②”位是“真空”,晶胞参数为a pm,建立如图的原子坐标系,①号位的坐标参数为(,,)。已知:砷化镉的摩尔质量为M g·mol-1,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A.砷化镉中Cd与As原子个数比为3∶2
B.两个Cd原子间最短距离为0.5a pm
C.③号位的坐标参数为(,1,)
D.该晶胞的密度为 g·cm-3
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(15分)回答下列问题:
(1)铝原子核外有　　　　种不同运动状态的电子,其电子所在最高能级的电子云轮廓图的形状为　　　　。
(2)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。
①对于基态Cr原子,下列叙述正确的是　　　　(填字母)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布式应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾大,原子对键合电子的吸引力比钾强
②NH3、H2O以及PH3的空间结构和相应的键角如图所示。
PH3中P的杂化类型是　　　　,H2O的键角小于NH3的键角,分析原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为　　　　;推测抗坏血酸在水中的溶解性:　　　　(填“难溶”或“易溶”)于水;抗坏血酸分子　　　　(填“是”或“不是”)手性分子。
17.(14分)(1)基态Se原子的电子排布式为　　　　　　　　,As的第一电离能比Se大,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)SrTiO3为白色结晶粉末,熔点为2 020 ℃。SrTiO3的晶体类型为　　　　。
(3)用SrTiO3做电极材料,通过光电解可将H2O和CH4催化合成CH3OH,羟基自由基(·OH)的电子式为　　　,H2O、CH4中键角的大小关系为　　　　　　　　。
(4)Fe、Se、Li形成的一种新型超导材料的晶胞如图所示,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。Li原子①的坐标参数为(0,0,0),Se原子②的坐标参数为(1,0,),Se原子③的坐标参数为(,,),则Fe原子④的坐标参数为　　　　;已知晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为　　　　g·cm-3。
18.(12分)X、Y、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的前20号元素。X原子中K层和L层电子数相等;Y的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2YO3;Z可形成氢化物ZH3;Q的一种核素的中子数为14,质量数为28;R最外层电子数为内层电子数的一半;T为同周期非金属性最强的主族元素;U可与T形成离子化合物UT2。
(1)下列X原子的轨道表示式表示的状态中,能量最高的是　　　　(填字母)。
(2)Z2H4、Z中Z原子的杂化方式分别为　　　　　和　　　　　。
(3)Y单质、Q单质及QY化合物均为共价晶体,熔点由高到低的排序是　　　　　　　　。
(4)R4空间构型为正四面体形,键角为　　　　　,R的简单氢化物的沸点低于同族Z的简单氢化物,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.(14分)如图所示是金刚石的晶胞结构,除顶点和面心上有碳原子外,4条体对角线的处还各有1个碳原子。回答下列问题:
(1)若图中原子1的坐标参数为(0,0,0),则原子2的坐标参数为　　　　。若金刚石的晶胞参数为a1 pm,则其中最近的两个碳原子之间的距离为　　　pm(用含a1的代数式表示)。
(2)面心立方ZnS晶胞与金刚石的晶胞结构类似,阴、阳离子各占晶胞所含粒子数的一半。
①S元素及其同周期的相邻元素第一电离能由小到大的顺序是　　　　　　;二氯化硫(SCl2)分子中S原子的杂化轨道类型是　　　　。
②写出基态Zn2+的电子排布式:　　　　。把晶胞示意图中表示Zn2+的小球全部涂色。
③锌锰干电池中Zn2+可吸收电池反应产生的NH3生成[Zn(NH3)4]2+,1个该离子中含有　　　　个σ键。
④若该ZnS晶胞的晶胞参数为a2 pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为　　　　　　g·cm-3。
答案与解析
1.B　烷烃分子中碳原子都是sp3杂化,A正确;石墨烯和碳纳米管都是由碳元素组成的不同性质的单质,互为同素异形体,B错误;S的价层电子排布式是3s23p4,在元素周期表的p区,C正确;乳酸分子中间的碳原子是手性碳原子,D正确。
2.C　C的价层电子对数为3+=3,中心原子采取sp2杂化,其空间构型为平面三角形,A正确;SO2的价层电子对数为2+=3,含有一个孤电子对,中心原子采取sp2杂化,VSEPR模型为平面三角形,B正确;基态Cr的价层电子排布式为3d54s1,C错误;p轨道的电子云轮廓图为哑铃形,px轨道的电子云轮廓图是沿x轴方向伸展的哑铃形,D正确。
3.B　3p能级有一个空轨道,则3p能级有2个电子,价层电子排布式为3s23p2,A不符合题意;M层全充满而N层为4s2的原子,电子排布式为[Ar]3d104s2,是Zn,价层电子排布式为3d64s2的原子是铁原子,B符合题意;最外层电子数是核外电子总数的,该原子最外层电子数为7,核外电子总数为35,与价层电子排布式为4s24p5的原子是同种元素的原子,C不符合题意;2p能级有一个未成对电子,价层电子排布式可以是2s22p1,也可以是2s22p5,D不符合题意。
4.B　价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子价层电子对数,A错误;已知非金属性F>O>N,非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,即HF>H2O>NH3,B正确;氢键是一种分子间作用力,其强度弱于化学键,C错误;由于邻羟基苯甲酸能够形成分子内氢键,而对羟基苯甲酸能形成分子间氢键,故沸点:邻羟基苯甲酸小于对羟基苯甲酸,D错误。
5.B　O的电负性大于C,故O—H键极性强于C—H键,A正确;①号碳原子为苯环上的碳原子,为sp2杂化,②号碳原子为饱和碳原子,为sp3杂化,杂化类型不相同,B错误;手性碳原子是连有四个不同原子或原子团的碳原子,分子中含有手性碳原子,具有旋光性,C正确;题图中带“*”的氮原子有一个孤电子对,氢离子存在空轨道,故能与H+以配位键结合,D正确。
6.C　向1 mol A中加入足量的AgNO3溶液能生成1 mol白色沉淀,说明1 mol A中外界含有1 mol Cl-,以强碱处理并没有NH3放出,说明NH3在内界,该物质的化学式可表示为[Co(NH3)4Cl2]Cl,Cl-与NH3分子均与Co3+形成配位键,配位数为6,A、B、D正确;该配合物的配离子的配位数为6,是八面体结构,C错误。
7.D　对于结构和组成相似的分子晶体,其沸点随着相对分子质量的增大而升高,但HF、H2O分子间都存在氢键,沸点反常。A项,应为HF>HI>HBr>HCl;B项,应为I2>Br2>Cl2>F2;C项,应为H2O>H2Te>H2Se>H2S。
8.A　1个CH3CN中所含σ键的数目为5,π键数目为2,二者之比为5∶2,故A错误;CH3CN中—CH3、—CN中碳原子的杂化类型分别为sp3和sp,故B正确;V的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,价层电子排布式为3d34s2,可推测V的化合价可能有+5价,故C正确;向硫化钠溶液中通入少量氯气,发生反应Cl2+S2- S↓+2Cl-,说明氯气的氧化性大于硫,则可证明非金属性:Cl>S,故D正确。
9.A　N中心原子N原子价层电子对数为3+(5+1-2×3)=3,无孤电子对,分子的空间结构为平面三角形,N中键的夹角为120°,A正确;PH3的中心原子P的价层电子对数为3+(5-1×3)=4,为sp3杂化,B错误;根据均摊法计算,晶胞中Ga的个数为4,As的个数为8×+6×=4,化学式为GaAs,C错误;晶体铋属于金属晶体,D错误。
10.B　轨道表示式不符合洪特规则,A错误;双键中的π键是原子轨道肩并肩重叠形成的,B正确;基态Zn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,有15个原子轨道有电子,即有15种空间运动状态,C错误;该物质中配位原子为O、N,D错误。
11.B　NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个,6个Cl-形成正八面体结构,A正确;在CaF2晶体中,每个Ca2+周围距离相等且最近的F-有8个,B错误;金刚石晶体中,每个碳原子与4个碳原子相连,而碳碳键为2个碳原子共用,则碳原子与C—C键的个数之比为1∶2,C正确;由于是气态团簇分子,则图中所示为一个分子的结构,其分子式为E4F4或F4E4,D正确。
12.B　SO2的π电子数=18-(2+5)×2=4,A项错误;SO3的π电子数=24-(3+6)×2=6,大π键可表示为,B项正确;SO3中心原子S的价层电子对数为3+=3,则杂化轨道类型为sp2,C项错误;SO2中心原子S的价层电子对数为2+=3,空间结构为V形,SO3中心原子S的价层电子对数为3+=3,空间结构为平面三角形,D项错误。
13.C　结构相似、分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物,甲酸(HCOOH)与草酸(HOOCCOOH)不符合要求,不互为同系物,A错误;由题图可知C2O3正电中心和负电中心不重合,是极性分子,B错误;草酸分子间能形成氢键,而C2O3不能,故草酸熔点比C2O3高,CO2相对分子质量比C2O3小,因此CO2熔点低于C2O3,熔点:草酸>三氧化二碳>干冰,C正确;CO2中碳原子的杂化方式为sp,C2O3中碳原子的杂化方式为sp2,HOOCCOOH分子中碳原子的杂化方式为sp2,杂化方式不完全相同,D错误。
14.D　实验①将蓝色溶液置于冰水浴中,溶液颜色变为粉红色,说明题中反应的平衡逆向移动,则可推知正反应为吸热反应,A错误;1个[Co(H2O)6]2+和1个[CoCl4]2-中σ键数目分别为18、4,故等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为18∶4=9∶2,B错误;实验②中加水后,溶液由蓝色变为粉红色,说明题中反应的平衡逆向移动,由于H2O为纯液体,其浓度保持不变,平衡逆向移动的原因是Cl-、[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-浓度减小,正反应速率减小的幅度大于逆反应速率减小的幅度,C错误;由实验③可知,加入氯化锌固体,溶液变为粉红色,题中反应的平衡逆向移动,锌离子结合氯离子生成更稳定的[ZnCl4]2-,则配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D正确。
15.D　一个晶胞中As的个数为8×+6×=4,Cd的个数为6,砷化镉中Cd与As原子个数比为6∶4=3∶2,A正确;由题图可知,两个Cd原子间最短距离为0.5a pm,B正确;由题图可知,③号位原子位于右侧面的面心上,坐标参数为(,1,),C正确;一个晶胞中含有6个Cd和4个As,即含有2个“Cd3As2”,该晶胞的密度为 g·cm-3,D错误。
16.答案　(除标注外,每空2分)
(1)13　哑铃形
(2)①AC　②sp3　H2O、NH3中心原子价层电子对数均为4,H2O中O原子有2个孤电子对,NH3中N原子有1个孤电子对,由于孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力,所以H2O的键角小于NH3的键角
(3)sp2、sp3　易溶(1分)　是
解析　(1)Al元素原子序数为13,核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,核外13个电子的运动状态各不相同,因此核外有13种不同运动状态的电子,电子所在最高能级为3p,其电子云轮廓图为哑铃形。(2)①Cr元素原子序数为24,原子轨道处于半满状态时能量低,较稳定,Cr原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1,故A正确;4s电子不总是在比3s电子离核更远的区域运动,故B错误;钾原子对键合电子的吸引力小,易失电子,而Cr原子对键合电子的吸引能力较强,电负性比钾大,故C正确。②PH3中心原子P的价层电子对数为3+=4,P原子为sp3杂化。H2O中O原子形成2个σ键,有2个孤电子对;NH3中N原子形成3个σ键,有1个孤电子对,VSEPR模型都为四面体形,由于孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力,所以H2O的键角小于NH3的键角。(3)抗坏血酸分子的结构简式为,分子中碳原子的轨道杂化类型为sp2、sp3;抗坏血酸的分子结构中含有较多羟基,羟基为亲水基,则其易溶于水;在有机物中,碳原子连接4个不同的原子或原子团,则为手性碳原子,如图(标“*”的为手性碳原子),抗坏血酸的分子中存在手性异构体,该分子为手性分子。
17.答案　(每空2分)
(1)[Ar]3d104s24p4(或1s22s22p63s23p63d104s24p4)　As和Se同周期,As的4p轨道处于半满状态
(2)离子晶体
(3)H···　CH4>H2O
(4)(0,,)　×1021
解析　(1)基态Se原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4;As和Se同周期,As的4p轨道处于半满状态,较稳定,所以As的第一电离能比Se大。(2)SrTiO3的熔点为2 020 ℃,熔点高,所以SrTiO3的晶体类型为离子晶体。(3)羟基自由基(·OH)中氧原子有1个单电子,电子式为H···;H2O中氧原子有2个孤电子对,孤电子对对成键电子对具有排斥作用,CH4是正四面体结构,H2O是V形结构,所以键角的大小关系为CH4>H2O。(4)根据Li原子①的坐标参数为(0,0,0),Se原子②的坐标参数为(1,0,),Se原子③的坐标参数为(,,),可知Fe原子④的坐标参数为(0,,)。根据均摊法,晶胞中Fe原子数为8×=4,Se原子数为8×+2=4,Li原子数为8×+1=2,晶胞的体积为a2b×10-21 cm3,则晶体的密度为 g·cm-3=×1021 g·cm-3。
18.答案　(每空2分)
(1)D　(2)sp3　sp2　(3)C>SiC>Si　(4)60°　NH3中存在分子间氢键
解析　X、Y、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的前20号元素。X原子中K层和L层电子数相等,则X是Be;Q的一种核素的中子数为14,质量数为28,质子数为28-14=14,则Q为Si;Y的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2YO3,Y为C;Z可形成氢化物ZH3,Z为N;R最外层电子数为内层电子数的一半,R为P;T为同周期非金属性最强的主族元素,T为Cl;U可与T形成离子化合物UT2,U为Ca。
(1)A是基态Be原子的轨道表示式,B、C、D均表示激发态Be原子,其中D中2p轨道电子数最多,能量最高。
(2)N2H4中每个氮原子形成3个σ键,含有1个孤电子对,为sp3杂化;N中N原子的价层电子对数为2+=3,为sp2杂化。
(3)C单质、Si单质及SiC均为共价晶体,原子半径C>Si,熔点由高到低的顺序是C>SiC>Si。
(4)P4的空间构型为正四面体形,键角为60°;由于NH3中存在分子间氢键,所以P的简单氢化物的沸点低于N的简单氢化物。
19.答案　(除标注外,每空2分)
(1)(,,)　
(2)①S②[Ar]3d10(1分)　或
③16
④
解析　(1)若题图中原子1的坐标参数为(0,0,0),则可建立以原子1为原点的坐标系,根据题干信息可知,原子2位于其中一条体对角线上,则原子2的坐标参数为(,,)。晶胞中最近的两个C原子之间的距离刚好为体对角线长的,为 pm。
(2)①与S元素同周期的相邻元素分别为P和Cl,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但P的第一电离能大于S,则P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序为S②Zn为30号元素,原子核外共有30个电子,Zn失去两个电子变成Zn2+,其核外电子排布式为[Ar]3d10;ZnS晶胞与金刚石的晶胞结构类似,阴、阳离子各占晶胞所含粒子数的一半,则Zn2+可位于晶胞的顶点和面心或位于晶胞内。
③[Zn(NH3)4]2+中Zn2+和NH3形成了4个配位键,同时1个NH3中有3个共价键,则1个该离子中共含有4+3×4=16个σ键。
④由②分析可知,1个ZnS晶胞中有4个Zn2+,4个S2-,则1个晶胞的质量为 g= g,1个晶胞的体积为(a2×10-10 cm)3=×10-30 cm3,则该晶体的密度为= g·cm-3。
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