高中化学人教版选修三模块综合测评含解析
模块综合测评
(时间45分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋方向相反的2个电子，称为“电子对”，将在某一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。下列基态原子的电子排布式中，未成对电子数最多的是( )
A．1s22s22p63s23p6
B．1s22s22p63s23p63d54s2
C．1s22s22p63s23p63d54s1
D．1s22s22p63s23p63d104s1
【解析】 根据各基态原子的电子排布式可知，A项中未成对电子数为0；B项中未成对电子数为5；C项中未成对电子数为6；D项中未成对电子数为1。
【答案】 C
2．以下有关元素性质的说法不正确的是( ) 【导学号：90990096】
A．具有下列电子排布式①1s22s22p63s23p2
②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4的原子中，原子半径最大的是①
B．具有下列价电子排布式①3s23p1 ②3s23p2
③3s23p3 ④3s23p4的原子中，第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb ②N、P、Si ③Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而增大的是③
D．某主族元素基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703…，当它与氯气反应时生成的阳离子是X3＋
【解析】 A项中各原子依次是Si、N、C、S，同周期元素原子的半径从左到右逐渐减小，所以Si>S，C>N，同主族元素原子的半径从上到下逐渐增大，有Si>C，A项正确；3s23p3中p轨道处于半充满状态，较稳定，所以其第一电离能最大，B项正确；一般来说，同周期元素的电负性从左到右逐渐增大，同主族元素的电负性从上到下逐渐减小，①中电负性K＞Rb，②中电负性N最大，C项正确；该元素的第三电离能发生突变，即表示其不容易失去第三个电子，则其最外层有2个电子，当它与氯气反应时生成的阳离子应是X2＋，D项错误。
【答案】 D
3．据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3，下列关于SF5—CF3的说法正确的是( )
A．分子中既有σ键也有π键
B．所有原子在同一平面内
C．分子中并非所有原子均满足8电子稳定结构
D．0.1 mol SF5—CF3分子中含8 mol电子
【解析】 由分子组成和结构可知各原子均形成单键，即σ键，A错误；C原子采用的杂化类型为sp3杂化，所有原子不共面，B错误；1个SF5—CF3分子所含电子数为94，则0.1 mol SF5—CF3分子中含9.4 mol电子，D错误。
【答案】 C
4．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．在H3O＋、NH和Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键
C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强
D．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′
【解析】 P4分子中4个P原子位于正四面体的四个顶点，故键角为60°，而甲烷分子中C原子位于四面体的中心，H原子位于四面体的四个顶点，故键角为109°28′，D错。
【答案】 D
5．现代无机化学对硫—氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中如图所示是已合成的最著名的硫—氮化合物的分子结构。下列说法正确的是( )
A．该物质的分子式为SN
B．该物质的分子中既有极性键，又有非极性键
C．该物质在固态时形成原子晶体
D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体
【解析】 该物质的分子式为S4N4，A错；该物质中含有S—N极性键和N—N非极性键，B正确；该物质固态时形成分子晶体，C错；同素异形体是同种元素形成的单质，D错。
【答案】 B
6．下列叙述中正确的是( ) 【导学号：90990097】
A．CS2为V形的极性分子，形成分子晶体
B．ClO的空间构型为平面三角形
C．氯化硼BCl3的熔点为－107 ℃，氯化硼液态时能导电而固态时不导电
D．SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化，SiF4分子呈空间正四面体，SO呈三角锥形
【解析】 CS2分子构型与CO2相似，是非极性分子，A错；ClO的中心原子中孤电子对数＝(8－3×2)＝1，故该离子为三角锥形，B错；由BCl3的熔点可知它形成分子晶体，故在固态或液态时都不导电，C错；SiF4的结构类似CH4故Si原子采用sp3杂化，SO的中心原子的孤电子对数＝(8－3×2)＝1，价层电子对数为4，故S原子采用sp3杂化，SO呈三角锥形，D正确。
【答案】 D
7．元素X的＋1价离子X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．X元素的原子序数是19
B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
C．X＋离子是图中的黑球
D．X＋的半径大于N3－
【解析】 从“元素X的＋1价离子X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出，X＋共有28个电子，为Cu＋，A项错误；根据电荷守恒可知，Cu＋和N3－组成比例为3∶1，故图中Cu＋位于每条棱的中心(平均占有12×＝3)、N3－位于顶点(占有8×＝1)，才能符合两种离子的个数比，B、C项正确，Cu＋具有三个电子层、而N3－只有两个电子层，故Cu＋的半径大于N3－，D项正确。
【答案】 A
8．下面有关晶体的叙述中，错误的是( )
A．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子
B．在NaCl晶体中每个Na＋(或Cl－)周围都紧邻6个Cl－(或6个Na＋)
C．白磷晶体中，分子之间通过共价键结合
D．离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化时，化学键不被破坏
【解析】 金刚石的网状结构中，每个最小的碳环上有6个碳原子， 碳原子之间以共价键连接成环；NaCl晶体的配位数为6，即每个Cl－周围有6个Na＋，每个Na＋周围有6个Cl－；白磷的化学式为P4，结构为正四面体形，键角为60°，分子内以P—P共价键结合，而P4分子间以分子间作用力结合，而非共价键；离子晶体熔化时，离子键被断开，而分子晶体熔化时，分子并未发生改变。
【答案】 C
9．下列排序正确的是( )
A．酸性：H2CO3
Ca(OH)2，B项错误；SiCl4为分子晶体，熔点低于离子晶体MgBr2，C项错误；NH3分子间存在氢键，沸点反常大于PH3，H2O分子间存在氢键，且常温下为液态，沸点最高，D项正确。
【答案】 D
10．下列说法中正确的是( )
A．HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次增强
B．按Mg、Si、N、F的顺序，原子半径由小变大
C．某主族元素的电离能I1～I7数据如下表所示(单位：kJ/mol)，可推测该元素位于元素周期表第ⅤA族
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
578
1 817
2 745
11 575
14 830
18 376
23 293
D.在①P、S，②Mg、Ca，③A1、Si三组元素中，每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41
【解析】 A中四种氢化物的稳定性依次减弱；B中原子半径由大到小；C中电离能突变在I4，其常见化合价为＋3价；D中电离能较大的分别为P、Mg、Si，原子序数之和为15＋12＋14＝41。
【答案】 D
11．下列有关说法不正确的是( ) 【导学号：90990098】
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外的大多数电子在原子核附近运动
D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4所示，该金属晶体为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12
【解析】 图1中大黑球代表铜离子，与白球代表的氧原子形成4个配位键，A项正确；图2中CaF2晶胞平均占有的Ca2＋个数为8×＋6×＝4，B项正确；图3中小黑点是1s电子在原子核外出现的概率密度，C项错误；图4表示的结构为面心立方最密堆积，最密堆积的配位数均为12，D项正确。
【答案】 C
12．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中“虚线”表示氢键)。下列有关说法正确的是( )
A．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
B．含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
C．分子中B、O最外层均为8e－稳定结构
D．B原子杂化轨道的类型为sp2，同层分子间的主要作用力是范德华力
【解析】 分子的稳定性取决于共价键键能的大小，而与氢键无关，A错；由图示可以看出，每个羟基能形成两个氢键，但每个氢键都能与相邻的H3BO3分子共用，故1个H3BO3分子平均形成的氢键数＝3×2×＝3(个)
，B正确；由成键情况可以看出，每个B原子能与3个O原子形成单键，故B原子最外层只有6个电子，C错；由于每个B原子形成3个共价键，且为平面结构，故采用sp2杂化，但分子之间主要作用力为氢键，D错。
【答案】 B
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(10分)氮元素是重要的非金属元素，可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。
(1)NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体。该反应的化学方程式为__________________。
(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，可部分电离出H＋和N。请写出两种与N互为等电子体的分子的化学式：__________________。
(4)NaN3与KN3相比，NaN3的晶格能________(填“>”、“＝”或“<”)KN3的晶格能。
(5)某元素X形成的离子X＋中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与N3－形成晶体的结构如图所示。X＋的符号是________，晶体中距离每个N3－最近的X＋有________个。
【解析】 (1)题给三种物质的晶体均为分子晶体，相对分子质量大则分子间的作用力大，沸点高，因此沸点由高到低的顺序为NBr3>NCl3>NF3；(2)氮化镁与水发生水解反应，生成氢氧化镁和氨气；(3)N中含有16个价电子，与其互为等电子体的分子有N2O、CO2等；(4)钠离子半径小于钾离子半径，因此叠氮化钠的晶格能大于叠氮化钾的晶格能；(5)X＋的核外电子数为2＋8＋18＝28，X＋的核电荷数为29，即X＋为Cu＋。晶体中与每个N3－距离最近的Cu＋有6个(上、下、左、右、前、后)。
【答案】 (1)NBr3>NCl3>NF3
(2)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
(3)N2O、CO2 (4)> (5)Cu＋ 6
14．(10分)铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。 【导学号：90990099】
(1)基态铬原子的价电子排布式为________。
(2)CrO2Cl2和NaClO均可作化工生产的氧化剂或氯化剂。制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。
①上述反应式中非金属元素电负性由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。
②常温下CrO2Cl2是一种易溶于CCl4的液体，则固态CrO2Cl2属于________晶体。
③COCl2分子中所有原子均满足8电子结构，则COCl2分子中σ键和π键的个数比为________。
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2＋和Fe2＋的半径分别为6.9×10－2 nm和7.8×10－2 nm，则熔点：NiO________(填“<”、“＝”或“>”)FeO。
④CuCl的盐酸溶液能吸收CO生成复合物氯化羰基亚铜Cu2Cl2(CO)2·2H2O]，其结构如图所示。下列说法不正确的是________(填字母序号)。
A．该复合物中只含有离子键和配位键
B．该复合物中Cl原子的杂化类型为sp3
C．该复合物中只有CO和H2O作为配位体
D．CO与N2的价电子总数相同，其结构为C≡O
【解析】 (1)基态铬原子核外有24个电子，价电子排布式为3d54s1。(2)①反应中非金属元素为C、O、Cl，电负性大小顺序为O>Cl>C。②常温下CrO2Cl2为液体，且易溶于CCl4，则固态CrO2Cl2属于分子晶体。③COCl2的结构式为，根据单键为σ键，双键含1个σ键、1个π键可得，分子中σ键和π键的个数比为3∶1。(3)离子半径：Ni2＋FeO。(4)A项，题给复合物中还含有共价键，错误；B项，题给复合物中Cl的成键电子对数为2，孤电子对数为2，杂化类型为sp3
，正确；C项，题给复合物中的配体有Cl－、CO和H2O，错误；D项，CO与N2互为等电子体，结构相似，因此CO的结构为C≡O，正确。
【答案】 (1)3d54s1
(2)①O>Cl>C ②分子 ③3∶1
(3)>
(4)AC
15．(12分)如图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低顺序，其中c、d均是热和电的良导体。
(1)请写出上图中e单质对应元素原子的电子排布式：________________。
(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键，________个π键。
(3)a与b元素形成的10电子中性分子X的空间构型为________；将X溶于水后的溶液滴入含d元素高价离子的溶液中至过量，生成的含d元素离子的化学式为______，其中X与d的高价离子之间以________键组合。
(4)下列是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构：，请简要说明该物质易溶于水的原因：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 在这五种元素形成的单质中，常温下为气体的是H2和N2，故a为H2、b为N2；熔点接近100 ℃的是金属钠，故c为Na；d也是电的良导体，则d为Cu元素；由于C原子半径要小于Si原子半径，故形成的单质熔点C的要高，所以e为晶体Si，f为金刚石。(1)硅是14号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)由H、C、N三种元素的原子形成的个数比为1∶1∶1的分子是HCN，其结构式为H—C≡N，在该分子中含有2个σ键和2个π键。(3)H原子和N原子形成的10电子中性分子为NH3分子，空间构型为三角锥形，NH3分子与Cu2＋
能以配位键形成Cu(NH3)4]2＋。(4)由该含氧酸的结构可知该酸为HNO3，是极性分子，根据“相似相溶”规律，易溶于水中，同时因为HNO3分子中的H、O易与水分子中的O、H之间形成氢键，也会使得它易溶于水。
【答案】 (1)1s22s22p63s23p2
(2)2 2
(3)三角锥形 Cu(NH3)4]2＋ 配位
(4)HNO3是极性分子，易溶于(极性的)水中；HNO3分子中的H、O易与水分子中的O、H之间形成氢键
16．(20分)已知A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大，除G外均为前20号元素。A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数，C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等，C、D具有相同的能级，且D是同周期中电负性最大的元素，E原子的第一至第四电离能(kJ·mol－1)分别为578、1 817、2 745、11 575，F元素原子中4s能级有2个电子，G元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。 【导学号：90990100】
(1)元素B形成的单质中有________个σ键，________个π键，上述元素形成的化合物中和单质B是等电子体的是________(填化学式)。
(2)E单质投入B的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中的现象是________________
________________________________________________________________________。
(3)D和F元素组成的晶体FD2结构如图Ⅰ所示，G形成晶体的结构如图Ⅲ所示，图Ⅱ为H3BO3晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)。
①图Ⅰ所示的FD2晶体中与F－最近且等距离的F－数为________，图Ⅲ中未标号的G原子形成晶体后周围最紧邻的G原子数为________；
②图Ⅱ所示的物质中，最外能层已达8电子结构的原子是________，H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为________；
③三种晶体中熔点高低的顺序为________________________(填化学式)，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为________________。
【解析】 依据“除G外均为前20号元素”以及“它们的原子序数依次增大”
这两个已知条件，因A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数，故其次外能层为K层，则其电子排布式为1s22s22p2，该元素为C；由E元素的电离能可以看出该元素能形成＋3价稳定离子，故E为Al元素；C元素的原子序数小于E，且C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等，故其核外电子排布式为1s22s22p4，为O元素；“C、D具有相同的能级，且D是同周期中电负性最大的元素”，故D为F；B的原子序数介于A和C之间，故B为N元素；F元素原子中4s能级有2个电子，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，该元素为Ca；由G元素原子的核外电子排布式可知，G元素为Cu。(1)元素B的单质为N2，结构式为N≡N，在分子中含有1个σ键和2个π键，N2中含有2个原子和14个电子，故它的等电子体为CO。(2)单质E为铝，B的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓硝酸，铝在冷、浓硝酸中钝化，故无明显现象。(3)①FD2晶体为CaF2，故与每个F－最近且等距离的F－为6个；G是金属铜，铜原子是Al型堆积，故每个铜原子周围最紧邻的铜原子数为12。②由图Ⅱ可以看出，每个O原子形成2个共价键，每个B原子形成3个共价键，而O原子的最外层有6个电子，因此O原子达到8电子稳定结构，B原子的最外层仅有6个电子。将图Ⅱ中的氢键断开后得到H3BO3的基本结构单元为，在该单元中含有3个B—O极性键，3个O—H极性键，故B原子个数与极性键个数比为1∶6。③由于CaF2为离子晶体，H3BO3为分子晶体，而铜为金属晶体，故三者熔、沸点高低顺序为CaF2>Cu>H3BO3；由于H3BO3是分子晶体，故当它熔化时破坏的是分子间作用力。
【答案】 (1)1 2 CO
(2)无明显现象
(3)①6 12 ②O 1∶6
③CaF2＞Cu＞H3BO3 分子间作用力
