1、模块测评 课后习题新教材人教版高中化学选择性必修2模块测评(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:C 12S 32I 127一、选择题(本题包括10个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共20分)1.(2020上海嘉定教学质量检测改编)符号“2p”没有给出的信息是()A.能级B.电子层C.电子云形状D.电子云在空间的伸展方向答 案D解 析2p表示原子核外第2能层(电子层)中的p能级,电子云形状为哑铃形,其中p能级应有3个不同伸展方向的原子轨道,可分别表示为px、py、pz,“2p”符号没有表示出电子云在空间的伸展方向,D项正确。2.(2020山东等级考试模拟卷)某元素
2、基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子的价电子排布不可能是 ()A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1答 案A解 析各能级电子的能量由小到大的顺序为:1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p。价电子即为可以参与化学反应的电子,主族元素为最外层电子,如4s1;对于过渡元素,常包括次外层d电子及次次外层f电子,如Cr3d54s1、Cu3d104s1。由于3p能级与4s能级能量差别大,化学反应中不可能失去4s能级中的电子后接着失去3p能级中的电子,A项错误。3.下列晶体的分类正确的是()离子晶体共价晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COO
3、Na水晶DBa(OH)2金刚石玻璃答 案C解 析可根据晶体结构中粒子及其之间的相互作用判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是通过离子键相互结合的离子晶体,纯H2SO4晶体是分子晶体,Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体,石墨是混合晶体,水晶(SiO2)与金刚石是典型的共价晶体,硫和萘()是分子间以范德华力结合的分子晶体,玻璃为非晶体。4.(2020年1月浙江等级考试)下列说法正确的是()A.同一原子中,在离核较远的区域运动的电子能量较高B.原子核外电子排布,先排满K层再排L层,然后依次排满M层再排N层C.同一周期中,随着核电荷数的增加,元素的原子半径逐渐增大D.同一周
4、期中,A族与A族元素原子的核电荷数都相差1答 案A解 析能量较高的电子,才能跑得离核远一些,A项正确;M层为第三层,含有3s、3p、3d能级,而3d能级的能量大于4s能级,故电子排满3p能级后,接着排4s能级,然后再排3d能级,B项错误;同一周期中,原子的电子层数相同,随着核电荷数增大,原子核对核外电子的吸引能力增强,导致原子半径减小,C项错误;第2、3周期中A族与A族元素的核电荷数相差1,但是第4、5周期中由于中间隔了过渡元素,所以A族与A族元素的核电荷数相差11,第6、7周期中还含有镧系和锕系,所以A族与A族元素的核电荷数相差25,D项错误。5.(2020上海虹口学习能力诊断)下列物质在熔
5、融状态下能够导电的是()A.NaCl B.SiO2 C.Cl2 D.HCl答 案A解 析NaCl为离子晶体,熔融状态下能形成自由移动的钠离子和氯离子,可以导电,A项正确;SiO2为共价晶体,熔融状态下没有离子生成,不能导电,B项错误;Cl2为分子晶体,无水液体状态下没有离子生成,不能导电,C项错误;HCl为分子晶体,无水液体状态下没有离子生成,不能导电,D项错误。6.(2020山东等级考试模拟卷)利用反应CCl4+4Na C(金刚石)+4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是()A.C(金刚石)属于共价晶体B.该反应利用了Na的强还原性C.CCl4和C(金刚石)中的C的杂化
6、方式相同D.NaCl晶体中每个Cl-周围有8个Na+答 案D解 析金刚石为共价晶体,A项正确;反应中Na的化合价升高,作为还原剂,B项正确;CCl4和金刚石中C原子均形成四个单键,故C原子均为sp3杂化,C项正确;NaCl晶体中每个Cl-周围有6个Na+,分别位于Cl-的上、下、左、右、前、后,D项错误。7.(2020山东烟台期末)下列关于晶体的叙述正确的是 ()A.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子B.区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验C.分子晶体中共价键键能越大,熔点和沸点越高D.金属晶体发生形变时,内部金属离子与“自由电子”的相互作用消失答 案B解 析金属晶体是由金属阳
7、离子和自由电子组成的,A项错误;分子晶体的熔、沸点由范德华力或氢键决定,与分子内的共价键无关,C项错误;金属晶体中的金属键无方向性,当发生形变时,金属键并未被破坏,D项错误。8.北京大学与中国科学院的化学工作者合作,成功研制出了碱金属的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体,具有良好的超导性(超导临界温度为18 K)。下列关于K3C60的组成与结构的分析正确的是()A.K3C60中既有离子键又含有非极性键B.1 mol K3C60中含有的离子数为63NAC.该物质在常温下也可以导电D.该物质的化学式可以写成KC20答 案A解 析1 mol K3C60中含有的离子数为4NA;离子晶体在熔融
8、状态下或在水溶液中能导电;该物质的化学式K3C60已是最简式,不能写成KC20。9.(2020海南等级考试模拟卷)Se元素是人体必需的微量元素之一。下列说法不正确的是()A.SeO2可以被氧化B.H2Se的分子构型为V型C.SeO2能和碱溶液反应D.H2Se的热稳定性强于H2S答 案D解 析Se属于第A族元素,与同族元素S性质相似。SeO2中的Se元素表现为+4价,Se处于中间价态,既可以被氧化,又可以被还原,A项正确;H2Se的分子的空间结构与H2O相似,均为V型,B项正确;SeO2属于酸性氧化物,能和碱溶液反应生成盐和水,C项正确;S、Se同族,同族元素非金属性从上到下逐渐减弱,非金属性越
9、强,简单气态氢化物越稳定,所以H2Se的热稳定性弱于H2S,D项错误。10.(2020海南等级考试模拟卷)下列有关物质结构和性质变化规律中,正确的是()A.硬度:LiClNaClKClB.沸点:HFHClH2SO4HClO4D.原子半径:NaMgAl答 案D解 析组成相似的离子化合物,离子半径越小,离子键越强,晶体硬度越大,所以硬度:LiClNaClKCl,A项错误。液态HF分子间存在氢键,所以其沸点比HBr、HCl高;HBr、HCl分子结构相同,相对分子质量越大沸点越高,所以沸点:HFHBrHCl,B项错误。同一周期从左往右,元素的最高价氧化物对应水化物的酸性增强,所以酸性H3PO4H2SO
10、4SPSiB.共价键的极性:HFHClHBrHIC.价层电子对互斥理论中,键电子对数不计入中心原子的价层电子对数D.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多答 案BC解 析Si、P、S、Cl处于同一周期,同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,因P的3p能级为半满状态,导致其第一电离能较大,故第一电离能由大到小的顺序为ClPSSi,A项错误;F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,所以HF、HCl、HBr、HI的共价键极性逐渐减弱,B项正确;价层电子对数只计键电子对和孤电子对,不计键电子对,C项正确;Mn的价电子排布式为3d54s2,含有5个未成对电子,而同周期Cr的价电子排布式为
11、3d54s1,含有6个未成对电子,D项错误。12.下列有关物质性质、结构的表述均正确,且存在因果关系的是()表述1表述2A在水中,NaCl的溶解度比I2的溶解度大NaCl晶体中Cl-与Na+间的作用力大于碘晶体中分子间的作用力B通常条件下,CH4分子比PbH4分子稳定性强Pb的原子半径比C的大,Pb与H之间的键能比C与H之间的键能小C在形成化合物时,同一主族元素的化合价相同同一主族元素原子的最外层电子数相同DP4O10、C6H12O6溶于水后均不导电P4O10、C6H12O6均属于共价化合物答 案B解 析NaCl是离子晶体,I2是非极性分子,故I2比NaCl在水中的溶解度小,A错误;分子的稳定
12、性与键能有关,而键能与键长有关,键长又与原子半径有关,B正确;同主族元素形成的化合物中,元素化合价不一定相同,C错误;P4O10溶于水生成电解质H3PO4,溶液可以导电,C6H12O6溶于水不导电,故表述不正确,和不存在因果关系,D错误。13.(2019海南化学)下列各组物质性质的比较,结论正确的是()A.分子的极性:BCl3NCl3B.物质的硬度:NaINaFC.物质的沸点:HFHClD.在CS2中的溶解度:CCl4H2O答 案AB解 析BCl3分子中的B原子采用sp2杂化,分子为平面正三角形,所以BCl3是非极性分子;NCl3中的N原子采取sp3杂化,NCl3空间构型为三角锥形,是极性分子
13、,分子极性为BCl3NCl3,A项正确。NaI和NaF都是离子晶体,离子半径F-I-,所以离子键NaINaF,硬度NaIHCl,C项错误。CS2、CCl4为非极性分子,而H2O为极性分子,根据相似相溶原理,在CS2中的溶解性应为:CCl4H2O,D项错误。14.在冰晶石(Na3AlF6)晶胞中,Al占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl-占据的位置,该冰晶石晶胞中含有的原子数与食盐晶胞中含有的原子数之比为()A.21 B.32 C.52 D.51答 案D解 析根据已知条件,Al占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl-占据的位置,如下图所示白球位置,则在冰晶石晶胞中,Al的个数为8+6=4个,由冰晶石的
14、化学式可知Na+的个数为Al的3倍,即为12个,所以冰晶石晶胞中原子个数分别为钠原子12个、铝原子4个、氟原子24个,一共40个;食盐晶胞中含有的钠原子为4个,氯原子4个,一共8个,它们的原子个数比为408=51。15.氮化碳结构如图所示,其中-氮化碳硬度超过金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法错误的是()A.氮化碳属于共价晶体B.氮化碳中碳显-4价,氮显+3价C.氮化碳的化学式为C3N4D.每个碳原子与四个氮原子相连,每个氮原子与三个碳原子相连答 案B解 析由图示可知氮化碳为网状结构,硬度超过金刚石晶体,则氮化碳晶体为共价晶体;每个C和4个N形成共价键,每个氮原子与三个
15、碳原子相连,所以氮化碳的化学式为C3N4;由于N的非金属性比碳强,所以氮化碳中碳显+4价,氮显-3价,B项符合题目要求。三、非选择题(本题包括5个小题。共60分)16.(10分)填写下列空白第(1)(4)小题用元素符号填写。(1)第三周期原子半径最小的元素为。(2)第一电离能最大的元素为。(3)电负性最大的元素为。(4)第四周期中第一电离能最小的元素为。(5)含有8个质子,10个中子的原子的化学符号为。(6)最外层电子排布为4s24p1的原子的核电荷数为。(7)周期表中最活泼的非金属元素原子的轨道表示式为。(8)某元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的,该元素原子的电子排布式是
16、。(9)铜元素在周期表中的位置是,它位于区。答 案(每空1分)(1)Cl(2)He(3)F(4)K(5O(6)31(7)(8)1s22s22p63s2或Ne3s2(9)第四周期第B族ds17.(15分)(2020上海嘉定教学质量检测)氧族元素的单质及其化合物对人类的生活、生产有着举足轻重的影响,如氧气、水、二氧化硫等。(1)短周期元素中,原子最外层电子数与次外层p能级中电子数相同的元素名称是;常见硫单质的分子式是S8,它的摩尔质量是;Se是人体不可或缺的微量元素,它在周期表中的位置是,Se原子价电子的轨道表示式为。(2)在氧、硫、硒(Se)、碲(Te)元素原子形成的简单阴离子中,其离子半径由大
17、到小的顺序为(用离子符号表示)。用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应。(3)氧族元素的单质及其化合物的性质存在着相似性和递变性。下列有关说法正确的是。A.氧族元素气态氢化物的稳定性按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次减弱B.其氢化物中的键长按OH、SH、SeH、TeH的顺序依次减小C.其阴离子的还原性按O2-、S2-、Se2-、Te2-的顺序依次增强D.其最高价氧化物对应水化物的酸性按H2SO4、H2SeO4、H2TeO4顺序依次增强(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液里反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水。Na2SO3+KIO3+H2SO4Na2SO4+K2SO4+I2+H2O配平该反
18、应,若反应中有0.5 mol电子转移,则生成的碘是g。(5)从下图中可知氧族元素氢化物的沸点变化规律是。答 案(除有标注的外,每空1分,共15分)(1)硫256 gmol-1第四周期第A族(2)Te2-Se2-S2-O2-SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4(2分)(3)AC(2分)(4)5215111(共2分,有一个计量数错则不得分)12.7(2分)(5)除水外,随着原子序数递增,氧族元素氢化物的沸点递增(2分)解 析(1)次外层p能级中电子已排满,是6个电子,则最外层也应该是6个电子,则原子最外层电子数与次外层中p能级电子数相同的短周期元素的名称是硫;常见硫单质的分子式
19、是S8,它的相对分子质量是256,则摩尔质量是256 gmol-1;Se的原子序数为34,原子结构示意图为,在元素周期表中的位置为第四周期第A族,该基态原子的最外层电子排布为4s24p4,4p能级中有4个电子,根据洪特规则可知有2个未成对电子,其基态原子价电子的轨道表示式为。(2)同主族元素从上到下,氧、硫、硒、碲对应的离子半径逐渐增大,即Te2-Se2-S2-O2-;二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸具有还原性,被空气中的氧气氧化生成硫酸,故SO2、O2形成硫酸型酸雨的反应为SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4。(3)元素的非金属性越弱,对应的氢化物的稳定性越弱,故氢化物
20、稳定性按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次减弱,A项正确;原子半径越大,则键长越大,故其氢化物中的键长按OH、SH、SeH、TeH的顺序依次增大,B项错误;元素的非金属性越强,对应的阴离子的还原性越弱,则还原性按O2-、S2-、Se2-、Te2-的顺序依次增强,C项正确;元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,D项错误。(4)反应中S元素化合价由Na2SO3中+4价升高为+6价,总共升高2价,I元素化合价由KIO3中+5价降低为I2中0价,故Na2SO3化学计量数为5,I2化学计量数为1,再结合原子守恒配平可得化学方程式为5Na2SO3+2KIO3+H2SO45Na2S
21、O4+K2SO4+I2+H2O;I元素化合价由KIO3中+5价降低为I2中0价,每生成1 mol I2转移10 mol电子,故反应中有0.5 mol电子转移时,生成的碘的物质的量为1 mol=0.05 mol,生成的碘的质量为0.05 mol254 gmol-1=12.7 g。(5)水分子间可以形成氢键,沸点最高,除水外,相对分子质量越大,沸点越高。即除H2O外,随着氢化物相对分子质量的增大而熔、沸点升高。18.(12分)(2020江苏无锡期终调研)铁及其化合物在生活中有广泛应用。(1)Fe3+基态核外电子排布式为。(2)实验室用KSCN溶液或苯酚检验Fe3+。1 mol苯酚分子中含有键的数目
22、为。类卤素离子SCN-可用于Fe3+的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸()和异硫氰酸(),这两种酸中沸点较高的是。(3)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为。图1(4)某铁的化合物结构简式如图2所示。图2上述化合物中所含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)。上述化合物中氮原子的杂化方式为。答 案(每空2分,共12分)(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)13NA或136.021023异硫氰酸或(3)41(4)ONCHsp3和sp2解 析(1)Fe为26号元素,则Fe3+的基态核外电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63
23、s23p63d5。(2)苯酚的结构简式为,1个苯酚分子中有13个单键和一个大键;硫氰酸分子间无法形成氢键,异硫氰酸分子间可形成氢键,因此异硫氰酸的沸点较高。(3)N原子在体心,因此晶胞中含1个N原子,Fe原子数目为8+6=4,因此Fe、N微粒个数之比为41。(4)电负性大小顺序为ONCH,氮原子有的形成3个单键,有的形成双键,因此氮原子的杂化方式有sp2和sp3两种。19.(8分)(2020天津学业水平等级适应性考试)碳和硅均为元素周期表中第A族的元素,其单质和化合物有着重要应用。(1)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,最早是由科学家用机械剥离的方法从石墨中分离出来,其部分性能优于传统
24、的硅材料,具有广泛的应用前景。写出基态碳原子的电子排布式:,石墨烯中碳原子的杂化方式为。上图为单层石墨烯的结构示意图。12 g的石墨烯中由C原子连接成的六元环的物质的量约为mol。石墨烯加氢制得的石墨烷可用(CH)n表示。下列有关叙述正确的是。a.石墨烷属于烷烃b.石墨烷难溶于水c.石墨烷中所有碳原子共平面d.石墨烷可以发生加成反应石墨烯可由加热SiC晶体脱除Si的方法制得。该过程属于。a.物理变化b.分解反应c.氧化还原反应(2)SiC的晶体结构与晶体硅类似。SiC的晶体类型为,晶体中Si原子与SiC键的数目之比为。(3)CHCl3与SiHCl3空间结构相似,但性质不同:前者不易与水反应,但
25、后者与水剧烈反应生成两种酸和一种气体,写出该反应的化学方程式:。答 案(除标注的外,每空1分,共8分)(1)1s22s22p2sp20.5 molbbc(2分)(2)共价晶体14(3)SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl解 析(1)基态碳原子电子排布式为1s22s22p2;石墨烯中每个碳原子形成三个键,因此碳原子是sp2杂化。每个碳原子被三个六元环共有,每个六元环均摊碳原子数目为6=2,12 g石墨烯所含碳原子的物质的量为1 mol。所以12 g石墨烯可形成六元环0.5 mol。石墨烷中的碳原子是饱和碳原子,除碳碳单键外,其余都是碳氢键,故石墨烷属于环烷烃,a项错误;石墨烷具有烃
26、类物质的性质,难溶于水,b项正确;石墨烷中的碳原子形成了4个键,碳原子为sp3杂化,因此所有碳原子不可能共面,c项错误;石墨烷中的碳原子已经饱和,不能发生加成反应,d项错误。碳化硅分解得到石墨烯,必然生成硅单质,故为分解反应;该反应过程中,碳、硅元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,b、c项正确。(2)碳化硅的晶体类型与金刚石相同,故为共价晶体。每个硅原子形成4个SiC键。(3)SiHCl3与水剧烈反应生成两种酸和一种气体,产生的两种酸为H2SiO3和HCl,反应中硅元素的化合价升高,则另外一种气体是氢气,反应的化学方程式为SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl。20.(15分)(
27、2019山东潍坊教科院模拟)明代科学家宋应星在天工开物中写道:“凡玉入中国,贵者尽出于田、葱岭”。和田玉的主要化学成分是含水的钙镁硅酸盐。回答下列问题:(1)金属镁是未来的固体燃料。某同学所画基态镁原子的轨道表示式如下,该同学所画的轨道表示式违背了。Ca、Mg、Si、O四种元素的第一电离能由大到小的顺序是。(2)硅和碳的有关化学键键能如下表所示:化学键CCCHSiSiSiH键能/(kJmol-1)356413336226硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是。继C60后,科学家又合成了Si60,Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子
28、最外层都满足8电子稳定结构,则一个Si60分子中键的数目为。(3)在硅酸盐中,Si的空间结构是正四面体(图1)结构,通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图2为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化方式为,Si与O的原子数之比为。图1图2图3(4)Al2O3的熔点比MgO高,其原因是。(5)图3是超导化合物钙钛矿晶体晶胞的结构。该化合物的化学式为。在该化合物晶体中,与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有个。设该化合物的式量为M,密度为a gcm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为cm。答 案(除标注的外,每空1分,共15分)(1)能量最低原理OSiMgCa(2分)(2)CC键和CH键键能较大,所形成的烷烃稳定,而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成(2分)30(2分)(3)sp313(4)铝离子带的电荷高于镁离子,且半径小于镁离子,所以氧化铝中的离子键较强,则氧化铝的熔点高(2分)(5)CaTiO36(2分)解 析(1)
