高中化学人教版选修3期末综合测评

期末综合测评
(时间：90分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷　选择题(共45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．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是(　　)
A．1s22s22p63s1　　　　　B．1s22s22p63s23p64s1
C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p63d64s2
2．下列说法正确的是(　　)
A．SO2与CO2分子的立体构型均为直线形
B．H2O和NH3中的中心原子杂化方式相同
C．SiO2的键长大于CO2的键长，所以SiO2的熔点比CO2高
D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有化学键
3．砷是氮族元素，黄砷(As4)是其一种单质，其分子结构与白磷(P4)相似，以下关于黄砷与白磷的比较正确的是(　　)
A．分子中共价键键角均为109°28′
B．黄砷中共价键键能大于白磷
C．黄砷易溶于水
D．黄砷的熔点高于白磷
4．对如图所示中某晶体的原子堆积模型进行分析，下列有关说法正确的是(　　)
A．该种堆积方式为六方最密堆积
B．该种堆积方式为体心立方堆积
C．该种堆积方式为面心立方最密堆积
D．金属Mg就属于此种最密堆积方式
5．关于体心立方堆积晶体(如图)的结构的叙述中正确的是(　　)
A．是密置层的一种堆积方式
B．晶胞是六棱柱
C．每个晶胞内含2个原子
D．每个晶胞内含6个原子
6．下列说法中，正确的是(　　)
A．若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，则违背了泡利原理
B．金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
C．石墨、新型高分子导电材料、聚乙烯、金属晶体中均含有金属键
D．乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中存在2个手性碳原子
7.
冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的是(　　)
A．冰晶胞内水分子间以共价键相结合
B．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键
D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似
8．氯仿CHCl3常因保存不慎而被氧化，产生剧毒物光气COCl2：2CHCl3＋O2―→2HCl＋2COCl2，其中光气的结构式如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．CHCl3分子为含极性键的正四面体形分子
B．COCl2分子中含有3个σ键、1个π键，中心C原子采取sp2杂化
C．COCl2分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构
D．使用氯仿前可用硝酸银稀溶液检验氯仿是否变质
9．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是(　　)
A．28 g晶体硅中含有Si—Si键的个数为2NA
B．124 g白磷(P4)晶体中含有P—P键的个数为4NA
C．12 g金刚石中含有C—C键的个数为4NA
D．SiO2晶体中每摩尔硅原子可与氧原子形成2NA个共价键(Si—O键)
10．由短周期前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是(　　)
A．为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液
B．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA
C．X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍
D．T分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含有非极性键
11．下列叙述中正确的是(　　)
A．一切四面体空间构型的分子内键角均为109°28′
B．Cu(OH)2能溶于过量氨水形成[Cu(NH3)4]2＋，中心离子为Cu2＋，配体是NH3
C．任何晶体，若含阳离子也一定含阴离子
D．水分子稳定是因为水分子间存在氢键作用
12．下列说法中错误的是(　　)
A．根据对角线规则，铍和铝的性质具有相似性
B．[Cu(H2O)4]2＋中Cu2＋提供空轨道，H2O中O提供孤电子对形成配位键
C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强
D．手性分子互为镜像，它们的性质没有区别
13．下列推论正确的是(　　)
A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3
B．NH为正四面体结构，可推测PH也为正四面体结构
C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
D．C2H6是碳链为直线型的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子
14．下列说法不正确的是(　　)
A．C3H8中碳原子都采用的是sp3杂化
B．O2、CO2、N2都是非极性分子
C．酸性：H2CO3D．CO的一种等电子体为NO＋，它的电子式为[∶N??O∶]＋
15．下图是某活泼金属元素A与活泼非金属元素B形成的化合物晶体的一个晶胞，则下列说法中正确的是(　　)
A．该晶胞是二维空间粒子非密置层的一层层堆积
B．该晶体的化学式是AB2
C．该晶胞中与A粒子最近且等距的A粒子有8个
D．该晶胞中A粒子、B粒子的配位数都是8
第Ⅱ卷　非选择题(共55分)
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(11分)元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)在第三周期中，第一电离能大于Y的元素有________种。
(2)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________。
②该化合物的化学式为________。
(3)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是______________。H2Y分子的立体构型为____________。
(4)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是________________________________________________________________________。
(5)Y与Z可形成YZ
①YZ的立体构型为________(用文字描述)。
②写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式：________。
(6)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。
17．(11分)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)Ni原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________；
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO____FeO(填“<”或“>”)；
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为__________、____________；
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图1所示，该合金的化学式为________；
图1　　　　　　　　　　　　图2
(5)丁二酮肟常用于检验Ni2＋：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图2所示。
①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是________，氮镍之间形成的化学键是________；
②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在________；
③该结构中，碳原子的杂化方式为________。
18．(11分)元素周期表中第四周期的金属元素在生产和科研中有非常重要的使用价值。
(1)测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁，再采用邻菲罗啉作显色剂，用比色法测定，当土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下：
4FeCl3＋2NH2OH·HCl===4FeCl2＋N2O↑＋6HCl＋H2O
①Fe3＋核外电子排布简式为________；
②羟胺(NH2OH)中采用sp3杂化的原子有________，三种元素电负性由大到小的顺序为__________________________________；
③Fe2＋与邻菲罗啉(用A表示)形成的配合物[FeA3]2＋中，Fe2＋的配位数为________；
④N2O分子的空间构型为________(用文字描述)。
(2)氢的规模化制备是氢能应用的基础。在光化学电池中，以紫外线照钛酸锶电极时，可分解水制取H2，同时获得O2。已知钛酸锶晶胞结构如图所示，则钛酸锶的化学式为________。
19．(11分)已知元素A、B、C、D、E、F均属前4周期，且原子序数依次增大，A的p能级电子数是s能级电子数的一半，C的基态原子2p轨道有2个未成对电子；C与D形成的化合物中C显正化合价；E的M层电子数是N层电子数的4倍；F的内部各电子层均排满，且最外层电子数为1。请回答下列问题：
(1)F原子基态时的电子排布式为____________________________。
(2)B、C两种元素第一电离能为______>______(用元素符号表示)。试解释其原因：______________________________________________________。
(3)任写一种与AB－互为等电子体的微粒________________________________________________________________________。
(4)B与C形成的四原子阴离子的立体构型为________，其中B原子的杂化类型是________。
(5)D和E形成的化合物的晶胞结构如图，其化学式为________，E的配位数是________；已知晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长a＝________cm。(用含ρ、NA的计算式表示)
20．(11分)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D、E中，A的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等，B原子核外电子有7种不同的运动状态，C元素原子核外的M层中只有2对成对电子，D＋与C2－的电子数相等，E元素位于元素周期表的ds区，且基态原子价层电子均已成对。
回答下列问题：
(1)E2＋的价层电子排布图为________________________________________________________________________。
(2)五种元素中第一电离能最小的是________(填元素符号)，CAB－中，A原子的杂化方式是________________________________________________________________________。
(3)AB－、D＋和E2＋三种离子构成化合物D2E(AB)4，其中化学键的类型有________________，该化合物中存在一个复杂离子，该离子符号为__________________，配位体是________________________________________________________________________。
(4)C和E两种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为____________________，E的配位数为________________，C采取________________(填“简单立方”“体心立方”“六方最密”或“面心立方最密”)堆积。
②列式表示该晶体的密度：________ g·cm－3。
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1．解析：由基态原子的电子排布式可以确定A是钠元素、B是钾元素、C是镁元素、D是铁元素，其中钾元素位于第四周期I A族，原子半径最大，故选B。
答案：B
2．解析：根据价层电子对互斥理论，可知SO2分子的立体构型是V形，CO2分子的立体构型为直线形，A错误；H2O和NH3中的中心原子杂化方式相同，都是sp3杂化，B正确；SiO2熔化时破坏共价键，固态CO2熔化时破坏范德华力，范德华力比化学键的键能小得多，所以SiO2的熔点比CO2高，C错误；分子晶体中存在分子间作用力，原子间可能含有化学键，如冰中还含有氢氧共价键，D错误。
答案：B
3．解析：分子中共价键键角均为60°，A错误；原子半径As>P，一般键长越长，键能越小，B错误；黄砷分子为非极性分子，根据“相似相溶”规律，黄砷不易溶于水，C错误；黄砷和白磷晶体都为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，则熔点越高，D正确。
答案：D
4．解析：由图示知该堆积方式为面心立方最密堆积，A、B项错误，C项正确；Mg是六方最密堆积，D项错误。
答案：C
5．解析：体心立方堆积晶体的晶胞为立方体，是非密置层的一种堆积方式，其中有8个顶点和1个体心，晶胞内含有原子个数为8×＋1＝2。
答案：C
6．解析：若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，违背了洪特规则，A项错误。金刚石和SiC都是原子晶体，且碳碳键键能大于碳硅键键能，熔点：金刚石>SiC；NaF和NaCl是离子晶体，前者晶格能大于后者，前者熔点高；H2O和H2S都是分子晶体，前者可以形成氢键后者不能，前者熔点高；一般情况下，熔点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，所以金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低，B项正确。新型高分子导电材料、聚乙烯中不含有金属键，C项错误。乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中只有与羟基相连的碳原子是手性碳原子，D项错误。
答案：B
7．解析：冰晶胞内水分子间以氢键相结合，故A错误；晶体冰为分子晶体，硬度很小，而金刚石晶体属于原子晶体，硬度很大，故B错误；氢键有饱和性和方向性，但不属于化学键，不是一种σ键，故C错误；水分子中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，H2O分子中的氧原子含有2个σ键和2对孤电子对，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子中一个氧原子可以和另外两个水分子中的氢原子形成两个氢键，两个氢原子可以和另外两个水分子中的氧原子形成两个氢键，所以每个水分子可与相邻的四个水分子形成四个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，D正确。
答案：D
8．解析：CHCl3分子为含极性键的四面体形分子，而不是正四面体形，故A错误；单键为σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，故COCl2分子中共有3个σ键、1个π键，中心C原子上无孤电子对，则C原子采取sp2杂化，故B正确；Cl原子最外层有7个电子，O原子最外层有6个电子、C原子最外层有4个电子，由题图可知，COCl2中含有2个C—Cl键、1个C===O键，所有原子的最外层都满足8电子稳定结构，故C正确；氯仿变质，有HCl生成，HCl与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，氯仿与硝酸银溶液不反应，则使用前可用硝酸银稀溶液检验氯仿是否变质，故D正确。
答案：A
9．解析：晶体硅的结构与金刚石相似，每个硅原子与周围4个原子形成4个共价键，依据“均摊法”，1个硅(或碳)原子分得的共价键数为4×＝2，A正确，C错误；白磷为正四面体结构，每个P4分子中含有6个P—P键，B错误；SiO2晶体中每个硅原子与周围4个氧原子形成4个Si—O键，D错误。
答案：A
10．解析：由球棍模型可知，T为HCHO，X不稳定，易分解，则X为H2CO3，则Y为氧化剂，可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液，A项正确；等物质的量并不一定是1 mol，B项错误；X分子中含有的σ键个数为5，T分子中含有的σ键个数为3，C项错误；T、X分子中均只含有极性键，无非极性键，D项错误。
答案：A
11．解析：四面体结构的白磷的键角为60°，A项错误；金属晶体中含金属阳离子和自由电子，不含阴离子，C项错误；水分子稳定是由于O—H键的键能较大，D项错误。
答案：B
12．解析：手性分子互为镜像，其对偏振光具有左旋和右旋之分，D错误。
答案：D
13．解析：氨分子之间存在氢键，沸点高于PH3；SiO2晶体是原子晶体；C3H8的碳链不是直线型，而呈锯齿状。
答案：B
14．解析：H2CO3、H3PO4、H2SO4、HClO的非羟基氧原子个数分别为1、1、2、0，则四种酸的酸性强弱关系为HClO答案：C
15．解析：从图可知，该晶体属于密置层结构，A项不正确；晶胞中，A粒子数为8×＋6×＝4，B粒子数为8，故晶体的化学式为AB2，B项正确；该晶胞中与A粒子最近且等距的A粒子有12个，C项不正确；A粒子的配位数为8，B粒子的配位数为4，D项不正确。
答案：B
16．解析：元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数＝2＋8＋18＝28，原子最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y是S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，Z是O元素。
(1)第三周期中比元素S第一电离能大的有Ar、Cl、P三种元素。
(2)①该晶胞中X离子数目＝8×＋6×＝4。②该晶胞中Y离子数目＝4，X和Y离子数目之比等于1:1，所以该化合物的化学式为ZnS。
(3)在H2S中硫原子的价电子对数＝×(6＋2)＝4，所以硫采取sp3杂化，S原子还有2对孤电子对，所以H2S为V形分子。
(4)在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之间易形成氢键，氢键的存在导致其溶解性增大。
(5)①SO中S的价电子对数＝×(6＋2)＝4，没有孤电子对，所以SO是正四面体结构。
②等电子体中原子总数相等，且价电子总数相等，所以与SO互为等电子体的分子的化学式为CF4、SiF4、CCl4或SiCl4等。
(6)每摩尔配合物[X(NH3)4]Cl2中，σ键数目＝(3×4＋4)NA＝16NA。
答案：(1)3　(2)①4　②ZnS　(3)sp3　V形　(4)水分子与乙醇分子之间形成氢键　(5)①正四面体形　②CCl4或SiCl4、SiF4、CF4等　(6)16NA
17．解析：(1)Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。(2)利用Ni2＋与Fe2＋的离子半径大小关系可知NiO的晶格能大于FeO的，故熔点：NiO>FeO。(3)利用题给信息，类比NaCl的配位数可知NiO晶胞中Ni与O的配位数均为6。(4)由“均摊法”可知每个晶胞中含有：1个La、5个Ni，故该合金的化学式为LaNi5。(5)①在题给结构中，碳氮双键中一个是σ键、一个是π键；氮镍之间的键是由N提供孤电子对、Ni提供空轨道形成的配位键。②题给结构中，氧氢之间除形成共价键外，还形成氢键。③—CH3中的碳原子是sp3杂化，用于形成C===N键的碳原子是sp2杂化。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2　(2)>　(3)6　6　(4)LaNi5　(5)①σ键、π键　配位键　②氢键　③sp2、sp3
18．解析：(1)①Fe3＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。②羟胺分子中，价层电子对数为4的原子有氮原子和氧原子，所以采取sp3杂化的原子有氮原子和氧原子；同一周期元素电负性从左到右递增，在NH2OH中，H显正价，H的电负性最小，故电负性大小顺序是O>N>H。③由Fe2＋与邻菲罗啉形成的配合物的结构简式可知，配位数为6。④N2O与CO2互为等电子体，具有相似的结构，故N2O为直线形分子。
(2)该晶胞中Ti原子个数为1，O原子个数为6×＝3，Sr原子个数为8×＝1，所以化学式为SrTiO3。
答案：(1)①[Ar]3d5　②氮原子和氧原子
O>N>H　③6　④直线形　(2)SrTiO3
19．解析：由A的p能级电子数是s能级电子数的一半，推知A电子排布式为1s22s22p2，A为C元素；由C的基态原子2p轨道有2个未成对电子，推知C的价电子排布式为2s22p4，C为O元素；A、B、C原子序数增大，所以B为N元素。C与D形成的化合物中C显正化合价，推知D的电负性大于O，所以D为F元素；E的M层电子数是N层电子数的4倍，推知E为Ca元素；F的内部各电子层均排满，且最外层电子数为1，推知F为Cu元素。
(1)F为Cu元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)氮原子核外2p轨道处于半充满的较稳定结构，不易失去电子，故第一电离能比氧原子大。
(3)AB－为CN－，将O原子替换N原子得其等电子体CO，或将N原子替换C原子得等电子体N2，将C原子替换N原子得等电子体C，将O原子替换C和N原子得等电子体O。
(4)B和C形成的四原子阴离子为NO，N原子的价电子对数为×(5＋1)＝3，N采取sp2杂化，N原子无孤电子对，所以NO为平面三角形。
(5)该晶胞中含有E(Ca2＋)8×＋6×＝4个，含有D(F－)8个，所以晶体的化学式为CaF2。每个Ca2＋周围有8个F－，所以Ca2＋的配位数为8。每个晶胞的体积V＝＝ cm3，晶胞边长为 cm。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)N　O　氮原子核外2p轨道处于半充满的较稳定结构，不易失去电子，故第一电离能比氧原子大　(3)CO或C或O　(4)平面三角形　sp2杂化　(5)CaF2　8　
20．解析：前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D、E中，A的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等，所以A是碳。B原子核外电子有7种不同的运动状态，所以B是氮。C元素原子核外的M层中只有2对成对电子，所以C是硫。D＋与C2－的电子数相等，所以D是钾。E元素位于元素周期表的ds区，且基态原子价层电子均已成对，所以E是锌。
(1)E2＋的价层电子排布图为。
(2)五种元素中第一电离能最小的是金属性最强的K，CAB－(SCN－)中，A原子的价层电子对数为2，其杂化方式是sp。
(3)AB－、D＋和E2＋三种离子构成的化合物D2E(AB)4，其中化学键的类型有共价键、配位键、离子键，该化合物中存在一个复杂离子，该离子符号为[Zn(CN)4]2－，配位体是CN－。
(4)①该化合物的化学式为ZnS，Zn处于4个S构成的正四面体中心，Zn的配位数为4，S采取六方最密堆积。
②晶胞中S2－个数为4×＋4×＋1＝2，Zn2＋个数为2×＋2×＋1＝2，底面积为a2pm2，晶胞体积为a2b pm3，该晶体的密度＝ g·cm－3。
答案：(1)　(2)K　sp　(3)共价键、配位键、离子键　[Zn(CN)4]2－　CN－
(4)①ZnS　4　六方最密　②