模块测评验收卷(二) (满分:100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”。《易经》记载:“泽中有火”“上火下泽”。“泽”,指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是 ( )
“气”“火”在水中都能形成分子间氢键
“气”的沸点低于“火”
“气”“火”分子的空间结构都是正四面体形
每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4
2.下列图示或化学用语表示不正确的是 ( )
A.乙炔的空间填充模型 B.SO2的VSEPR模型
C.基态Cr的外围电子的轨道表示式 D.px轨道的电子云轮廓图
3.现有四种元素基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是 ( )
第一电离能:④>③>①>②
原子半径:④>③>②>①
电负性:④>③>①>②
最高正化合价:④>③=②>①
4.下列对一些实验事实的理论解释错误的是 ( )
选项 实验事实 理论解释
金属的导热性好 遍布晶体的自由电子受热加速运动
酸性:CF3COOH>CCl3COOH 氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使—CF3的极性大于—CCl3的极性,导致CF3COOH羧基中羟基的极性更大,更易电离出H+
聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯 C—F的键能比C—H的键能大,键能越大,化学性质越稳定
对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低 对羟基苯甲醛形成分子内氢键,邻羟基苯甲醛形成分子间氢键
5.3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 ( )
分子中O原子和N原子均为sp3杂化
分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角
分子中O—H的极性大于N—H的极性
分子中含有手性碳原子
6.联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是 ( )
N2H4分子中σ键与π键的数目之比为5∶1
1 mol N2H4可处理水中1.5 mol O2
[Cu(NH3)4中存在离子键、配位键和极性共价键
氨水中NH3与H2O间存在氢键
7.化合物A的结构简式如图所示。X、Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素,Y在自然界中以化合态形式存在,Z的最外层电子数是周期序数的3倍。下列说法正确的是 ( )
化合物A中各原子或离子均达到2或8电子稳定结构
X、Y、Z三种元素的电负性顺序为Z>Y>X
X、Y、Z、W四种元素形成的单质中,Y的单质熔点最高
阴离子中的Y均发生sp2杂化
8.我国用BeO、KBF4等原料制备KBe2BO3F2晶体,在世界上首次实现在177.3 nm深紫外激光倍频输出,其晶胞如图所示。下列说法错误的是 ( )
构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为F>O>B
KBF4中的阴离子的中心原子的杂化方式为sp2
根据元素周期表中元素所处的位置可推测BeO与Al2O3性质相似
晶胞中的K+有2个位于晶胞内部,8个位于晶胞顶角,则1 mo1该晶胞含3 mol KBe2BO3F2
9.某小组用温度传感器探究液态物质挥发过程中体系温度变化的大小和快慢。如图a连接装置,将滤纸固定于温度传感器测量端,并插入待测液中使滤纸吸附待测液,待温度示数稳定后,开始采集数据,约10 s后取出温度传感器置于空气中放置,采集到的温度变化如图b、图c所示。下列说法不正确的是 ( )
由图b,分子间作用力越弱,气化速率越快
由图c,正丁醇气化温差小于乙醚,是因为正丁醇更稳定
由图d,X的相对分子量可能小于Y
由图d,X、Y可以分别为正己烷、正戊烷
10.冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18-冠-6可用作相转移催化剂,其与K+形成的螯合离子结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型
该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面
该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7∶1
该螯合离子形成的晶体类型为离子晶体
11.离子液体是指由体积较大的阴、阳离子组成,并且在室温或接近室温下呈液态的盐,也称为低温熔融盐。有许多优点,例如难挥发,有良好的导电性,可作溶剂、电解质、催化剂等。1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是一种离子液体,结构简式如图,下列关于它的叙述正确的是 ( )
该新型化合物含有的C、N、P元素为sp2、sp3杂化
1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于含共价键的离子化合物
第一电离能:F>N>C>H
该新型化合物的组成元素全部位于元素周期表p区
12.根据如图所示,下列说法错误的是 ( )
第三周期某元素基态原子的前5个电子的电离能如图1所示,该元素是Mg
铝镁合金是优质储钠材料,原子位于面心和顶角,其晶胞如图2所示,1个铝原子周围有8个镁原子最近且等距离
图4所示是[Zn(NH3)6]2+的部分结构以及其中H—N—H键键角,键角比NH3大与NH3中N原子的孤电子对转化为成键电子对有关
立方BN晶体晶胞结构如图5所示,设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为g·cm-3
13.TiO2的晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示,其中m、n、q的原子分数坐标分别为m(0,0,0);n(0.69a,0.69a,c);q(0.19a,0.81a,0.5c)。下列说法不正确的是 ( )
图中所示微粒中,代表O原子的是m、p
i的原子分数坐标为(0.81a,0.19a,0.5c)
p点的原子分数坐标为(a,a,c)
该晶体的密度为×1030 g·cm-3
14.铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,下列有关说法不正确的是 ( )
Cu元素位于元素周期表中的ds区
图1中氮原子的配位数为6
更稳定的Cu替代型产物的化学式为FeCu3N
当a位置Fe位于体心时,b位置Fe位于棱上
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(14分)(1)(6分)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
①在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为 ,原因是 。
②硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在 。
(2)(8分)①丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是 (2分),1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为 (2分)。(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 (2分)。
③乙醇的沸点高于丙酮,这是因为 (2分)。
16.(14分)元素周期表中的六种元素A、B、C、D、E、F,原子序数依次增大。
A的基态原子外围电子排布为nsnnpn
B的基态原子2p能级有3个单电子
C的原子最外层电子数是其内层的3倍
D的基态原子3p轨道上有4个电子
的d轨道中有10个电子
F单质在金属活动性顺序中排在最末位
(1)(1分)写出E的基态原子的电子排布式: 。
(2)(1分)A、B形成的AB-常作为配位化合物中的配体。在AB-中,元素A的原子采取sp杂化,则A与B形成的化学键中含有的σ键与π键的数目之比为 。
(3)(4分)D与E形成的化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中,E离子的数目为 ;该化合物的化学式为 。
(4)(2分)在D的氢化物(H2D)中,D原子的杂化轨道类型是 。
(5)(2分)C的氢化物(H2C)在乙醇中的溶解度大于H2D,其原因是 。
(6)(2分)D与C可形成的D的空间结构为 (用文字描述)。
(7)(2分)E、F均能与AB-形成配离子,已知与AB-形成配离子时,配位数为4;F+与AB-形成配离子时,配位数为2。工业上常用F+与AB-形成的配离子与单质E反应,生成与AB-形成的配离子和F单质来提取F,写出上述反应的离子方程式: 。
17.(15分)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高,是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质,几种离子液体的结构如下。
回答下列问题:
(1)(1分)基态铝原子的核外电子排布式为 。
(2)(4分)化合物Ⅰ中碳原子的杂化轨道类型为 ,
化合物Ⅱ中阳离子的空间构型为 。
(3)(2分)化合物Ⅲ中O、F、S电负性由大到小的顺序为 。
(4)(2分)传统的有机溶剂大多易挥发,而离子液体有相对难挥发的优点,原因是 。
(5)(6分)铝离子电池的其中一种正极材料为AlMn2O4,其晶胞中铝原子的骨架如图所示。
①晶体中与Al距离最近的Al的个数为 。
②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,如图中原子1的坐标为(,,),原子2的坐标为(,,),则原子3的坐标为 。
③已知该晶体属于立方晶系,晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为 ____________________________________g·cm-3(列出计算式)。
18.(15分)治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体,受热不稳定,易溶于乙醇和乙醚;乙醚(C2H5OC2H5)的沸点小于乙醇的。按要求回答下列问题。
(1)(4分)青蒿素的提取:
①萃取剂选用乙醚(C2H5OC2H5)而不用乙醇。这使蒸馏分离提纯青蒿素时效果更好的原因是 。
②将粗品蒸馏所用装置如图所示,虚线框内应选用右侧的仪器 (填“x”或“y”)。
(2)(2分)青蒿素的分子式的确定经测定得知其相对分子质量为282,所用物理方法名称是 。
(3)(5分)青蒿素的分子结构的确定
①用红外光线照射青蒿素分子,是为获得其 (1分)信息。
②通过晶体X射线衍射实验,获得其晶胞的类型和大小、原子的种类和数目等信息,可计算出原子间的距离,判断出晶体中哪些原子间存在化学键,进而确定键参数如 (1分)、 ____________(1分),得出该分子的空间结构及其晶胞(长方体,棱长分别为a nm、b nm、c nm,含4个青蒿素分子),如图甲所示。
③晶体的密度为 (2分)g·cm-3(阿伏加德罗常数的值设为NA;列出表达式)。
(4)(4分)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用NaBH4将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如图乙)。
①B的中心原子的VSEPR模型名称为 (1分)。
②青蒿素结构修饰过程中,杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为 (1分),对应的官能团转变为 (2分)。
模块测评验收卷(二)
1.D [乙烯和甲烷不能形成分子间氢键，A错误；乙烯的相对分子质量大于甲烷，范德华力大，所以熔、沸点高，则乙烯的沸点高于甲烷，故B错误；乙烯含碳碳双键，分子的空间结构为平面结构，故C错误；乙烯结构简式为CH2===CH2，每个乙烯分子中含σ键数目为5，甲烷结构简式为CH4，每个甲烷分子中含σ键数目为4，则σ键数目之比为5∶4，故D正确。]
2.C [乙炔的分子式为C2H2，为直线形结构，为其空间填充模型，A正确；二氧化硫中S原子的介电子对数＝2＋×(6－2×2)＝3，含有1个孤电子对，其VSEPR模型为平面三角形，B正确；基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，外围层电子的轨道表示式为，C错误；px轨道的电子云轮廓图为沿x轴伸展的哑铃状，D正确。]
3.C [由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p3是N元素，④1s22s22p5是F元素。同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能N
P，所以第一电离能S③>②>①，A错误；同周期元素自左而右原子半径依次减小，所以原子半径P>S、N>F，电子层越多原子半径越大，故原子半径P>S>N>F，即②>①>③>④，B错误；同周期元素自左而右电负性依次增大，所以电负性P③>①>②，C正确；最高正化合价等于最外层电子数，但F无正价，所以最高正化合价①>②＝③，D错误。]
4.D [对羟基苯甲醛受距离影响无法形成分子内氢键而形成分子间氢键，熔、沸点更高，而邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键而熔、沸点较低，D项错误。]
5.B [分子中O原子和N原子的价电子对数均为4，故均为sp3杂化，A正确；分子中O、N原子的价电子对数都是4，且O含有2个孤电子对，N原子含有1个孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以分子中C—O—H的键角小于C—N—H的键角，B不正确；电负性：O＞N＞H，分子中O—H的极性大于N—H的极性，C正确；该分子中含有手性碳原子，例如(标*的碳)，D正确。]
6.D [联氨分子中含有4个N—H和1个N—N，只含有单键，即只含有σ键，不含有π键，故A错误；1 mol N2H4失去电子生成氮气，转移4 mol电子，而1 mol O2得到4 mol电子，根据得失电子守恒可知，1 mol N2H4可处理水中1 mol O2，故B错误；[Cu(NH3)4]2＋中铜离子与氨分子之间存在配位键，氨分子中N与H形成极性共价键，但是不存在离子键，故C错误。]
7.C [X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z原子最外层电子数是其周期序数的3倍，则Z为O；Y元素在自然界以化合态存在，且Y的原子序数小于Z，化合物A中Y可以形成3个或4个共价键，则Y为B；X形成1个共价键，W形成＋1价阳离子，则X为H，W为Na。化合物A中有2个B原子只形成了3个共价键，没有达到8电子稳定结构，故A错误；H、B、O三种元素的电负性顺序为O>H>B，故B错误；一般情况下，熔点：分子晶体<金属晶体<共价晶体，X、Y、Z、W四种元素形成的单质中，H2、O2是分子晶体，Na是金属晶体，B是共价晶体，B的熔点最高，故C正确；阴离子中的Y形成三个σ键时，发生sp2杂化，形成四个σ键时，发生sp3杂化，故D错误。]
8.B [非金属元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为F>O>B，故A正确； KBF4中的阴离子为BF，中心原子为B，根据价电子理论，中心原子价电子对数＝4＋×(4－4×1)＝4，因此杂化方式为sp3，故B错误； 根据对角线规则，在对角线的元素，性质具有相似性，故C正确； 晶胞中的K＋有2个位于晶胞内部，8个位于晶胞顶角，该晶胞中K＋的数目＝8×＋2＝3，则1 mol该晶胞含3 mol K＋，因此KBe2BO3F2物质的量为3 mol，故D正确。]
9.B [分子间的作用力：甲醇＜乙醇＜正丙醇＜正丁醇，由图b分析可知，相同时间内，温度变化量：甲醇＞乙醇＞正丙醇＞正丁醇，则气化速率：甲醇＞乙醇＞正丙醇＞正丁醇，因此分子间作用力越弱，气化速率越快，A正确；正丁醇与乙醚的相对分子质量相等，正丁醇气化温差小于乙醚，是因为正丁醇分子间可以形成氢键，与稳定性无关，B错误；影响气化温差的因素除了分子间的作用力(范德华力)有关外，还与氢键有关，X的相对分子量可能小于Y，但X分子间存在氢键，C正确；相对分子质量正己烷大于正戊烷，因此分子间的作用力：正己烷＞正戊烷，则气化温差正己烷＜正戊烷，由d图可知气化温差Y＞X，所以X、Y可以分别为正己烷、正戊烷，D正确。]
10.B [该螯合离子中C、O原子价层电子对数都是4，所以C、O原子都采用sp3杂化，C与O原子的杂化类型相同，A项正确；该螯合离子中C、O原子都采用sp3杂化，具有甲烷结构特点，甲烷为四面体结构，所以该螯合离子中所有非氢原子不位于同一平面，B项错误；该螯合离子中存在的极性键有C—H、C—O、O—K，非极性键为C—C，含有24个C—H极性键、12个C—O极性键、6个O—K极性键，非极性键为6个，所以极性键与非极性键的个数比为42∶6＝7∶1，C项正确；离子化合物形成的晶体为离子晶体，该螯合离子为阳离子，其形成的晶体类型为离子晶体，D项正确。]
11.B [该新型化合物含有的C、N原子含有双键和单键，为sp2、sp3杂化，P原子的价电子对数为6，不是sp3杂化，A错误；1－正丁基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐含有阴、阳离子，且离子内部含有共价键，属于含共价键的离子化合物，B正确；H的1s轨道为半充满稳定结构，第一电离能较大，有关元素的第一电离能：F>N>H>C，C错误；该新型化合物的组成元素中，H位于元素周期表s区，C、N、F、P位于元素周期表p区，D错误。]
12.D [由图1知电离能I3比I2的5倍多，说明最外层有2个电子，结合该元素是第三周期元素，则该元素为第三周期第ⅡA族元素，此元素为镁元素，A正确；根据图示 ，1个铝原子周围有8个镁原子最近且等距离，B正确；图4所示是[Zn(NH3)6]2＋的部分结构以及其中H—N—H键键角，键角比NH3大，因为氨分子与Zn2＋形成配合物后，孤电子对与Zn2＋形成配位键，原孤电子对与成键电子对之间的排斥力减弱，所以与NH3中N原子的孤电子对转化为成键电子对有关，C正确；根据均摊原则，1个晶胞中含有N原子数是4、含有B原子数是×8＋×6＝4，晶胞中最近的B、N原子之间的距离为a nm，则晶胞体对角线为4a nm，晶胞边长是nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为＝×1021 g·cm－3，D错误。]
13.A [由于晶胞中相同位置的原子相同，若m、p代表O原子，则晶胞中含有O原子数为1＋8×＝2，Ti原子数为4×＋2＝4，根据TiO2的化学式可知，与晶胞结构不符合，故代表氧原子的是n、q，代表Ti原子的是m、p，A错误；根据晶胞可以知道，q、i位置的O原子与体心Ti原子处于同一直线上，且该直线与底面对角线平行，q的坐标为(0.19a，0.81a，0.5c)，则i原子的坐标为(0.81a，0.19a，0.5c)，B正确；由图可知，p点位于晶胞的顶角，则p点的坐标为(a，a，c)，C正确；根据“均摊法”，每个晶胞中含有Ti原子数为1＋8×＝2，含有O原子数为4×＋2＝4，则晶胞的质量为m(晶胞)＝×80 g；晶胞的体积为V(晶胞)＝(a×10－10cm)2×(c×10－10cm)＝a2c×10－30cm3，故该晶体的密度为ρ＝＝＝×1030 g·cm－3，D正确。]
14.C [Cu在周期表中位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，故A正确；由图1可知，氮原子的上下左右前后各有1个铁原子，故其配位数为6，故B正确；由图2可知，Cu替代a位置Fe型的能量低，更稳定，则1个晶胞中Fe原子数为6×＝3，Cu原子数为8×＝1，N原子数为1，则更稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN，故C错误；根据图1，将顶点置于体心(如图所示)，即当a位置Fe位于体心时，b位置Fe位于棱上，故D正确。]
15.(1)①H2O＞CH3OH＞CO2＞H2 四种物质固态时均为分子晶体，水与甲醇是极性分子，且分子间都存在氢键，水分子中氢键比甲醇多，二氧化碳与氢气均为非极性分子，二氧化碳的相对分子质量大，范德华力大 ②离子键和π键
(2) ①sp2、sp3 9NA ②H＜C＜O ③乙醇分子间存在氢键，而丙酮分子间不存在氢键
解析 (1)①四种物质固态时均为分子晶体，分子晶体的沸点主要取决于分子间作用力的大小，包括范德华力与氢键，范德华力主要考虑分子的极性和相对分子质量的大小，水与甲醇是极性分子，且分子间都存在氢键，水分子中氢键比甲醇多，二氧化碳与氢气均为非极性分子，二氧化碳的相对分子质量大，范德华力大，故沸点由高到低：H2O＞CH3OH＞CO2＞H2；②硝酸锰是离子化合物，故存在离子键，在NO中，N原子的价层电子对数为3＋＝3，N为sp2杂化，离子的空间构型为平面三角形，N的5个价电子除去形成σ键的三个电子，还有未成键的2个电子，它与3个O的未成键电子，加上得到的一个电子，形成4中心6电子π键；(2)①甲基中碳原子的价层电子对数为4，碳原子采用sp3杂化，羰基中碳原子的价层电子对数为3，采用sp2杂化；丙酮分子中含有6个碳氢键，2个碳碳单键，1个碳氧双键，双键中含有一个σ键，所以一分子丙酮中含有9个σ键，则1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为9NA；②同周期从左到右，电负性逐渐增大，所以氧元素的电负性大于碳元素的电负性，而碳和氧在其氢化物中均表现负化合价，所以碳元素和氧元素的电负性均比氢元素的电负性大，故电负性由小到大顺序：H＜C＜O；③乙醇分子间存在氢键，而丙酮分子间不存在氢键，故乙醇的沸点高于丙酮。
16.(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(2)1∶2 (3)4 ZnS
(4)sp3 (5)水分子能和乙醇形成分子间氢键
(6)正四面体形
(7)2[Au(CN)2]－＋Zn===[Zn(CN)4]2－＋2Au
解析 (1)E为锌，基态原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s2。(2)在CN－中存在碳氮三键，三键含有1个σ键、2个π键，故含有的σ键与π键的数目之比为1∶2。(3)据“均摊法”，晶胞中含8×＋6×＝4个灰球、4个白球，故在该晶胞中，E离子的数目为4，该化合物的化学式为ZnS。(4)H2S的中心原子S原子价电子对数为2＋＝4，S原子采用sp3杂化。(6)SO的中心原子S原子的价电子对数为4＋＝4，为sp3杂化，空间结构为正四面体形。(7)已知E2＋与AB－形成配离子时，配位数为4，则为[Zn(CN)4]2－；F＋与AB－形成配离子时，配位数为2，则为[Au(CN)2]－。
17.(1)1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1
(2)sp3、sp2 四面体
(3)F＞O＞S
(4)离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成，形成稳定的离子键
(5)①4 ②(，，) ③×1030
解析 (1)Al为第13号元素，基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1；(2)化合物Ⅰ中碳原子存在单键也存在双键，杂化轨道类型为sp3、sp2杂化；化合物Ⅱ中可认为(—CH3)代替了NH中的3个H，则阳离子的空间构型为四面体构型；(3)化合物Ⅲ中O、F、S，同周期电负性从左到右逐渐增大，同周期从上到下逐渐减弱，则电负性大小为F＞O＞S；(4)离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成，形成稳定的离子键，故沸点较高，难挥发；(5)①以左下角定点铝为例，最近的Al为1号铝，故晶体中与Al距离最近的Al的个数为4；②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，如图中原子1的坐标为(，，)，原子2的坐标为(，，)，则原子3的坐标为(，，)。③已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，其中Al的占有数为8×＋6×＋4＝8，则晶胞中共有8个AlMn2O4，则晶体的密度为ρ＝＝×1030 g·cm－3。
18.(1)①乙醚沸点比乙醇低，防止温度过高青蒿素发生副反应 ②y (2)质谱法
(3)①有机物结构及官能团 ②键长 键角
③ (4)①正四面体形 ②sp3 羟基
解析 (1)①根据题意乙醚(C2H5OC2H5)的沸点小于乙醇的沸点，蒸馏分离提纯青蒿素时更易达到沸点进行分离，防止温度过高青蒿素发生副反应。②将粗品蒸馏所用装置如图所示，虚线框内主要是冷凝，仪器x主要是冷凝回流，仪器y是冷凝，因此应选用右侧的仪器y。(2)质谱法能快速、微量、精确的测定相对分子质量，故测定得知其相对分子质量的物理方法名称是质谱法。(3)①用红外光线照射青蒿素分子，是为获得其有机物结构及官能团信息。②通过晶体X射线衍射实验，获得其晶胞的类型和大小、原子的种类和数目等信息，可计算出原子间的距离，判断出晶体中哪些原子间存在化学键，进而确定键参数如键长、键角。③晶体中有4个青蒿素分子结构，其密度为ρ＝＝＝g·cm－3。(4)①BH的中心原子价电子对数为4＋(3＋1－4×1)＝4＋0＝4，其VSEPR模型名称为正四面体形。②青蒿素结构修饰过程中，碳氧双键变为碳连接羟基，其杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为sp3，对应的官能团转变为羟基。(共56张PPT)
模块测评验收卷
(二)
一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。“泽”，指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是( )
A.“气”“火”在水中都能形成分子间氢键
B.“气”的沸点低于“火”
C.“气”“火”分子的空间结构都是正四面体形
D.每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4
D
解析 乙烯和甲烷不能形成分子间氢键，A错误；乙烯的相对分子质量大于甲烷，范德华力大，所以熔、沸点高，则乙烯的沸点高于甲烷，故B错误；乙烯含碳碳双键，分子的空间结构为平面结构，故C错误；乙烯结构简式为CH2===CH2，每个乙烯分子中含σ键数目为5，甲烷结构简式为CH4，每个甲烷分子中含σ键数目为4，则σ键数目之比为5∶4，故D正确。
2.下列图示或化学用语表示不正确的是( )
C
3.现有四种元素基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；
②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是( )
A.第一电离能：④>③>①>②
B.原子半径：④>③>②>①
C.电负性：④>③>①>②
D.最高正化合价：④>③＝②>①
C
解析 由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p3是N元素，④1s22s22p5是F元素。同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能NP，所以第一电离能S③>②>①，A错误；同周期元素自左而右原子半径依次减小，所以原子半径P>S、N>F，电子层越多原子半径越大，故原子半径P>S>N>F，即②>①>③>④，B错误；同周期元素自左而右电负性依次增大，所以电负性P③>①>②，C正确；最高正化合价等于最外层电子数，但F无正价，所以最高正化合价①>②＝③，D错误。
4.下列对一些实验事实的理论解释错误的是( )
D
选项 实验事实 理论解释
A 金属的导热性好 遍布晶体的自由电子受热加速运动
B 酸性：CF3COOH> CCl3COOH 氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使—CF3的极性大于—CCl3的极性，导致CF3COOH羧基中羟基的极性更大，更易电离出H＋
解析 对羟基苯甲醛受距离影响无法形成分子内氢键而形成分子间氢键，熔、沸点更高，而邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键而熔、沸点较低，D项错误。
5.3－氨基－1－金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病)，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )
B
A.分子中O原子和N原子均为sp3杂化
B.分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角
C.分子中O—H的极性大于N—H的极性
D.分子中含有手性碳原子
6.联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是( )
D
A.N2H4分子中σ键与π键的数目之比为5∶1
B.1 mol N2H4可处理水中1.5 mol O2
C.[Cu(NH3)4]2＋中存在离子键、配位键和极性共价键
D.氨水中NH3与H2O间存在氢键
解析 联氨分子中含有4个N—H和1个N—N，只含有单键，即只含有σ键，不含有π键，故A错误；1 mol N2H4失去电子生成氮气，转移4 mol电子，而1 mol O2得到4 mol电子，根据得失电子守恒可知，1 mol N2H4可处理水中1 mol O2，故B错误；[Cu(NH3)4]2＋中铜离子与氨分子之间存在配位键，氨分子中N与H形成极性共价键，但是不存在离子键，故C错误。
7.化合物A的结构简式如图所示。X、Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素，Y在自然界中以化合态形式存在，Z的最外层电子数是周期序数的3倍。下列说法正确的是( )
C
A.化合物A中各原子或离子均达到2或8电子稳
定结构
B.X、Y、Z三种元素的电负性顺序为Z>Y>X
C.X、Y、Z、W四种元素形成的单质中，Y的单质熔点最高
D.阴离子中的Y均发生sp2杂化
解析 X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z原子最外层电子数是其周期序数的3倍，则Z为O；Y元素在自然界以化合态存在，且Y的原子序数小于Z，化合物A中Y可以形成3个或4个共价键，则Y为B；X形成1个共价键，W形成＋1价阳离子，则X为H，W为Na。化合物A中有2个B原子只形成了3个共价键，没有达到8电子稳定结构，故A错误；H、B、O三种元素的电负性顺序为O>H>B，故B错误；一般情况下，熔点：分子晶体<金属晶体<共价晶体，X、Y、Z、W四种元素形成的单质中，H2、O2是分子晶体，Na是金属晶体，B是共价晶体，B的熔点最高，故C正确；阴离子中的Y形成三个σ键时，发生sp2杂化，形成四个σ键时，发生sp3杂化，故D错误。
8.我国用BeO、KBF4等原料制备KBe2BO3F2晶体，在世界上首次实现在177.3 nm深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是( )
B
A.构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为F>O>B
B.KBF4中的阴离子的中心原子的杂化方式为sp2
C.根据元素周期表中元素所处的位置可推测BeO与Al2O3性质
相似
D.晶胞中的K＋有2个位于晶胞内部，8个位于晶胞顶角，则
1 mo1该晶胞含3 mol KBe2BO3F2
9.某小组用温度传感器探究液态物质挥发过程中体系温度变化的大小和快慢。如图a连接装置，将滤纸固定于温度传感器测量端，并插入待测液中使滤纸吸附待测液，待温度示数稳定后，开始采集数据，约10 s后取出温度传感器置于空气中放置，采集到的温度变化如图b、图c所示。下列说法不正确的是( )
B
A.由图b，分子间作用力越弱，气化速率越快
B.由图c，正丁醇气化温差小于乙醚，是因为正丁醇更稳定
C.由图d，X的相对分子量可能小于Y
D.由图d，X、Y可以分别为正己烷、正戊烷
解析 分子间的作用力：甲醇＜乙醇＜正丙醇＜正丁醇，由图b分析可知，相同时间内，温度变化量：甲醇＞乙醇＞正丙醇＞正丁醇，则气化速率：甲醇＞乙醇＞正丙醇＞正丁醇，因此分子间作用力越弱，气化速率越快，A正确；正丁醇与乙醚的相对分子质量相等，正丁醇气化温差小于乙醚，是因为正丁醇分子间可以形成氢键，与稳定性无关，B错误；影响气化温差的因素除了分子间的作用力(范德华力)有关外，还与氢键有关，X的相对分子量可能小于Y，但X分子间存在氢键，C正确；相对分子质量正己烷大于正戊烷，因此分子间的作用力：正己烷＞正戊烷，则气化温差正己烷＜正戊烷，由d图可知气化温差Y＞X，所以X、Y可以分别为正己烷、正戊烷，D正确。
10.冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18－冠－6可用作相转移催化剂，其与K＋形成的螯合离子结构如图所示。下列说法错误的是( )
B
A.该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型
B.该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面
C.该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7∶1
D.该螯合离子形成的晶体类型为离子晶体
解析 该螯合离子中C、O原子价层电子对数都是4，所以C、O原子都采用sp3杂化，C与O原子的杂化类型相同，A项正确；该螯合离子中C、O原子都采用sp3杂化，具有甲烷结构特点，甲烷为四面体结构，所以该螯合离子中所有非氢原子不位于同一平面，B项错误；该螯合离子中存在的极性键有C—H、C—O、O—K，非极性键为C—C，含有24个C—H极性键、12个C—O极性键、6个O—K极性键，非极性键为6个，所以极性键与非极性键的个数比为42∶6＝7∶1，C项正确；离子化合物形成的晶体为离子晶体，该螯合离子为阳离子，其形成的晶体类型为离子晶体，D项正确。
11.离子液体是指由体积较大的阴、阳离子组成，并且在室温或接近室温下呈液态的盐，也称为低温熔融盐。有许多优点，例如难挥发，有良好的导电性，可作溶剂、电解质、催化剂等。1－正丁基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐是一种离子液体，结构简式如图，下列关于它的叙述正确的是( )
B
A.该新型化合物含有的C、N、P元素为sp2、sp3杂化
B.1－正丁基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐属于
含共价键的离子化合物
C.第一电离能：F>N>C>H
D.该新型化合物的组成元素全部位于元素周期表p区
解析 该新型化合物含有的C、N原子含有双键和单键，为sp2、sp3杂化，P原子的价电子对数为6，不是sp3杂化，A错误；1－正丁基－3－甲基咪唑六氟磷酸盐含有阴、阳离子，且离子内部含有共价键，属于含共价键的离子化合物，B正确；H的1s轨道为半充满稳定结构，第一电离能较大，有关元素的第一电离能：F>N>H>C，C错误；该新型化合物的组成元素中，H位于元素周期表s区，C、N、F、P位于元素周期表p区，D错误。
12.根据如图所示，下列说法错误的是( )
D
13.TiO2的晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示，其中m、n、q的原子分数坐标分别为m(0，0，0)；n(0.69a，0.69a，c)；q(0.19a，0.81a，0.5c)。下列说法不正确的是( )
A
14.铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，下列有关说法不正确的是( )
C
A.Cu元素位于元素周期表中的ds区
B.图1中氮原子的配位数为6
C.更稳定的Cu替代型产物的化学式为FeCu3N
D.当a位置Fe位于体心时，b位置Fe位于棱上
三、非选择题(本题包括4小题，共58分。)
15.(14分)(1)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
①在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为______________________，原因是_____________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
H2O＞CH3OH＞CO2＞H2
四种物质固态时均为分子晶体，水与甲醇是极性分子，且分子间都存在氢键，水分子中氢键比甲醇多，二氧化碳与氢气均为非极性分子，二氧化碳的相对分子质量大，范德华力大
②硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在____________。
离子键和π键
sp2、sp3
9NA
H＜C＜O
乙醇分子间存在氢键，而丙酮分子间不
存在氢键
16.(14分)元素周期表中的六种元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大。
A的基态原子外围电子排布为nsnnpn
B的基态原子2p能级有3个单电子
C的原子最外层电子数是其内层的3倍
D的基态原子3p轨道上有4个电子
E2＋的d轨道中有10个电子
F单质在金属活动性顺序中排在最末位
(1)写出E的基态原子的电子排布式：________________________________。
(2)A、B形成的AB－常作为配位化合物中的配体。在AB－中，元素A的原子采取sp杂化，则A与B形成的化学键中含有的σ键与π键的数目之比为____________。
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
1∶2
解析 (1)E为锌，基态原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s2。(2)在CN－中存在碳氮三键，三键含有1个σ键、2个π键，故含有的σ键与π键的数目之比为1∶2。
(3)D与E形成的化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中，E离子的数目为____________；该化合物的化学式为____________。
(4)在D的氢化物(H2D)中，D原子的杂化轨道类型是____________。
4
ZnS
sp3
(5)C的氢化物(H2C)在乙醇中的溶解度大于H2D，其原因是_______________________________。
(6)D与C可形成的DC的空间结构为____________(用文字描述)。
水分子能和乙醇形成分子间氢键
正四面体形
(7)E、F均能与AB－形成配离子，已知E2＋与AB－形成配离子时，配位数为4；
F＋与AB－形成配离子时，配位数为2。工业上常用F＋与AB－形成的配离子与单质E反应，生成E2＋与AB－形成的配离子和F单质来提取F，写出上述反应的离子方程式：______________________________________。
17.(15分)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，几种离子液体的结构如下。
回答下列问题：
(1)基态铝原子的核外电子排布式为________________________。
1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1
解析 Al为第13号元素，基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1；
(2)化合物Ⅰ中碳原子的杂化轨道类型为____________，化合物Ⅱ中阳离子的空间构型为____________。
(3)化合物Ⅲ中O、F、S电负性由大到小的顺序为____________。
sp3、sp2
四面体
F＞O＞S
(4)传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是______________________________________________________________。
离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成，形成稳定的离子键
解析 离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成，形成稳定的离子键，故沸点较高，难挥发；
(5)铝离子电池的其中一种正极材料为AlMn2O4，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。
4
18.(15分)治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体，受热不稳定，易溶于乙醇和乙醚；乙醚(C2H5OC2H5)的沸点小于乙醇的。按要求回答下列问题。
(1)青蒿素的提取：
①萃取剂选用乙醚(C2H5OC2H5)而不用乙醇。这使蒸馏分离提纯青蒿素时效果更好的原因是_________________________________________________。
乙醚沸点比乙醇低，防止温度过高青蒿素发生副反应
②将粗品蒸馏所用装置如图所示，虚线框内应选用右侧的仪器____(填“x”或“y”)。
y
解析 ①根据题意乙醚(C2H5OC2H5)的沸点小于乙醇的沸点，蒸馏分离提纯青蒿素时更易达到沸点进行分离，防止温度过高青蒿素发生副反应。②将粗品蒸馏所用装置如图所示，虚线框内主要是冷凝，仪器x主要是冷凝回流，仪器y是冷凝，因此应选用右侧的仪器y。
(2)青蒿素的分子式的确定
经测定得知其相对分子质量为282，所用物理方法名称是____________。
质谱法
解析 质谱法能快速、微量、精确的测定相对分子质量，故测定得知其相对分子质量的物理方法名称是质谱法。
(3)青蒿素的分子结构的确定
①用红外光线照射青蒿素分子，是为获得其_____________________信息。
②通过晶体X射线衍射实验，获得其晶胞的类型和大小、原子的种类和数目等信息，可计算出原子间的距离，判断出晶体中哪些原子间存在化学键，进而确定键参数如____________、____________，得出该分子的空间结构及其晶胞(长方体，棱长分别为a nm、b nm、c nm，含4个青蒿素分子)，如图甲所示。
有机物结构及官能团
键长
键角
③晶体的密度为____________ g·cm－3(阿伏加德罗常数的值设为NA；列出表达式)。
正四面体形
sp3
羟基