模塊綜合測評(時間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括10小題，每小題4分，共40分)1.下列各組表述中，兩個微粒一定不屬于同種元素原子的是()【導學號：61480056】能級有1個空軌道的基態原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p2的原子層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2的原子C.最外層電子數是核外電子總數的eq\f(1,5)的原子和價電子排布為4s24p5的原子能級有1個未成對電子的基態原子和原子的價電子排布為2s22p5的原子【解析】A項，3p能級有1個空軌道，說明3p能級上填充2個電子，因填充1個電子時有2個空軌道，填充3個電子或3個以上電子時無空軌道，3p能級上有2個電子，3s能級上肯定已填滿，價電子排布為3s23p2，因此A中兩個微粒相同。B項，M層全充滿而N層為4s2，即：3d104s2，顯然是鋅元素，價電子排布為3d64s2的元素是鐵元素，B符合題意。C項，價電子排布為4s24p5，則3d能級上已排滿10個電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5；最外層電子數是核外電子總數的eq\f(1,5)的原子，可按下述方法討論：若最外層電子數為1，核外電子總數為5，不可能，最外層電子數為2，核外電子總數為10，不可能，同理可知，只有最外層電子數為7，核外電子總數為35時合理，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同種元素原子。D項，2p能級有1個未成對電子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定屬于同種元素的原子，不符合題意。【答案】B2.下列表達式錯誤的是()C.硫離子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p4D.碳—12原子：eq\o\al(12,6)C【解析】S2－的3p軌道上應有6個電子。【答案】C3.下表列出了某短周期元素R的各級電離能數據(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)。下列關于元素R的判斷中一定正確的是()I1I2I3I4……R7401500770010500①R的最高正價為＋3價②R元素位于元素周期表中ⅡA族③R元素第一電離能大于同周期相鄰元素④R元素基態原子的電子排布式為1s22s2A.①② B.②③C.③④. D.①④【解析】由表中數據可知，R元素的第三電離能與第二電離能的差距最大，故最外層有兩個電子，最高正價為＋2價，位于ⅡA族，可能為Be或者Mg元素，因此①不正確，②正確，④不確定；短周期ⅡA族(ns2np6)的元素，因p軌道處于全空狀態，比較穩定，所以其第一電離能大于同周期相鄰主族元素，③正確。【答案】B4.如圖是第三周期11～17號元素某些性質變化趨勢的柱形圖，下列有關說法中正確的是()軸表示的可能是第一電離能軸表示的可能是電負性軸表示的可能是原子半徑軸表示的可能是形成基態離子轉移的電子數【解析】對于第三周期11～17號元素，隨著原子序數的增大，第一電離能呈現增大的趨勢，但Mg、P特殊，A項錯誤；原子半徑逐漸減小，C項錯誤；形成基態離子轉移的電子數依次為：Na為1，Mg為2，Al為3，Si不易形成離子，P為3，S為2，Cl為1，D項錯誤。【答案】B5.下列敘述錯誤的是()①離子鍵沒有方向性和飽和性，而共價鍵有方向性和飽和性②配位鍵在形成時，是由成鍵雙方各提供一個電子形成共用電子對③金屬鍵的實質是金屬中的“自由電子”與金屬陽離子形成的一種強烈的相互作用④在冰晶體中，既有極性鍵、非極性鍵，又有氫鍵⑤化合物NH4Cl和CuSO4·5H2O都存在配位鍵⑥NaCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水，但原因不完全相同A.①③. B.②④C.②⑤. D.④⑥【解析】配位鍵在形成時，成鍵的一方提供孤電子對，另一方接受孤電子對(即提供空軌道)。冰晶體中，水分子內存在極性鍵，水分子間存在氫鍵但無非極性鍵。【答案】B6.下列敘述正確的是()【導學號：61480057】A.分子的中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時，該分子一定為正四面體結構,2-二氯丙烷()分子中含有兩個手性碳原子C.熔、沸點：Na<Mg<AlD.配合物的穩定性與配位鍵的強弱有關，與配位體的性質無關【解析】A中sp3雜化軌道形成的分子不一定是正四面體，如CHCl3、H2O、NH3等；B中1,2-二氯丙烷僅含一個手性碳原子；D中配合物的穩定性還與配位體性質有關。【答案】C7.如圖是金屬晶體內部結構的簡單示意圖,仔細觀察該結構，以下有關金屬能導電的理由中正確的是()A.金屬能導電是因為含有金屬陽離子B.金屬能導電是因為含有的自由電子在外電場作用下做定向運動C.金屬能導電是因為含有電子且無規則運動D.金屬能導電是因為金屬陽離子和自由電子的相互作用【解析】金屬中含有金屬陽離子和自由電子，自由電子屬于整塊金屬，能夠自由移動，在外加電場的作用下，自由電子做定向移動，從而能夠導電。【答案】B8.最近科學家成功地制成了一種新型的碳氧化合物，該化合物晶體中每個碳原子均以四個共價單鍵與氧原子結合為一種空間網狀的無限伸展結構，下列對該晶體的敘述錯誤的是()A.該物質的化學式為CO4B.晶體的熔、沸點高，硬度大C.晶體中C原子數與C—O鍵數之比為1∶4D.晶體的空間最小環共由12個原子所構成【解析】分析題意可知，該新型碳氧化合物屬于原子晶體，以C—O鍵結合為一種空間網狀的無限伸展結構，容易聯想到晶體SiO2的結構，故B、C、D三項正確。該物質的化學式為CO2，而不是CO4，故A項錯誤。【答案】A9.晶胞是構成晶體的基本重復單位。在二氧化硅晶胞中有8個硅原子處于立方晶胞的8個頂角，有6個硅原子處于晶胞的6個面心，還有4個硅原子與16個氧原子在晶胞內構成4個硅氧四面體均勻錯開排列于晶胞內(如圖所示)。根據圖示的二氧化硅晶胞結構，每個晶胞內所含的“SiO2”個. 個個. 個【解析】晶胞內Si原子總個數：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8(個)，16個O原子都在晶胞內，因此每個晶胞內有8個Si原子，16個O原子即“SiO2”基元數為8。【答案】C10.下列說法中正確的是()A.鹵化氫中，HF沸點最高，是由于HF分子間存在氫鍵B.鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點高的沸點比HF的沸點高，是由于水中氫鍵鍵能大D.氫鍵X—H…Y的三個原子總在一條直線上【解析】B項，分子內氫鍵使熔、沸點降低，分子間氫鍵使熔、沸點升高；C項，水中氫鍵鍵能比HF中氫鍵鍵能小；D項，X—H…Y的三原子不一定在一條直線上。【答案】A二、非選擇題(本題包括6小題，共60分)11.(14分)A、B、C、D為原子序數依次增大的四種元素，A2－和B＋具有相同的電子構型；C、D為同周期元素，C核外電子總數是最外層電子數的3倍；D元素最外層有一個未成對電子。回答下列問題：(1)單質A有兩種同素異形體，其中沸點高的是_________________(填分子式)，原因是_______________________________________________________；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為_____________和______________。(2)C和D反應可生成組成比為1∶3的化合物E，E的立體構型為____________，中心原子的雜化軌道類型為__________。(3)化合物D2A的立體構型為__________，中心原子的價層電子對數為__________，單質D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2_________________________________________________________________。(4)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結構如圖所示，晶胞參數a＝nm，F的化學式為________；晶胞中A原子的配位數為____________；列式計算晶體F的密度(g·cm－3)________。【解析】C核外電子總數是最外層電子數的3倍，則C為P元素。A、B的原子序數小于C，且A2－和B＋具有相同的電子構型，則A為O元素，B為Na元素。C、D為同周期元素，且D元素最外層有一個未成對電子，則D為Cl元素。(1)O元素形成O2和O3兩種同素異形體，固態時均形成分子晶體，而分子晶體中，相對分子質量越大，分子間作用力越大，物質的沸點越高，故O3的沸點高于O2。O元素形成的氫化物有H2O和H2O2，二者均能形成分子晶體。Na元素形成的氫化物為NaH，屬于離子晶體。(2)P和Cl元素形成的組成比為1∶3的化合物E為PCl3，中心原子P形成3個σ鍵且含有1對未成鍵的孤電子對，故P原子采取sp3雜化，分子構型為三角錐型。(3)化合物D2A為Cl2O，其中O原子形成2個σ鍵且含有2對未成鍵的孤電子對，則O原子采取sp3雜化，故Cl2O為V形結構，中心原子O的價層電子對數為4。Cl2與濕潤的Na2CO3反應可生成Cl2O，據氧化還原反應規律可知，還生成還原產物NaCl，反應的化學方程式為2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=2NaCl＋Cl2O＋2NaHCO3(4)O2－半徑大于Na＋半徑，由F的晶胞結構可知，大球代表O2－，小球代表Na＋，每個晶胞中含有O2－個數為8×1/8＋6×1/2＝4，含有Na＋個數為8，故O2－、Na＋離子個數之比為4∶8＝1∶2，從而推知F的化學式為Na2O。由晶胞結構可知，每個O原子周圍有8個Na原子，故O原子的配位數為8。晶胞參數a＝nm＝×10－7cm，則晶胞的體積為×10－7cm)eq\f(4×62g·mol－1,×10－7cm3××1023mol－1)≈2.27g·cm－3。【答案】(1)O3O3相對分子質量較大，范德華力大分子晶體離子晶體(2)三角錐型sp3(3)V形42Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋CO2＋2NaCl)(4)Na2O8eq\f(4×62g·mol－1,×10－7cm3××1023mol－1)＝2.27g·cm－3。12.(7分)氰[(CN)2]是無色可燃氣體，劇毒，有苦杏仁味，與鹵素單質的性質相似。(1)試寫出氰與NaOH溶液反應的離子方程式：__________________________________________________________。(2)已知氰分子中碳碳鍵與兩個碳氮鍵之間的夾角為180°，且氰分子有對稱結構。①氰分子的結構式為________；②氰分子中氮原子為________雜化；③氰分子為________(填“極性分子”或“非極性分子”)；④1mol(CN)2中含σ、π的數目分別為________。【解析】(1)因為(CN)2與鹵素單質(X2)相似，則將鹵素單質中X用CN代替即可得到相應的離子方程式。(2)根據(CN)2中四個原子的價電子數和要達到穩定結構還缺少的電子數判斷電子式和結構式：兩個碳原子間形成一對共用電子，每個碳原子再與氮原子形成三對共用電子，故該分子的結構式為N≡C—C≡N。由于N原子的價層電子對數為1＋1＝2，故N原子采用sp雜化。該分子為直線形構型，為非極性分子。【答案】(1)(CN)2＋2OH－=CN－＋CNO－＋H2O(2)①N≡C—C≡N②sp③非極性分子④3NA、4NA13.(9分)常見元素A、B、C、D，其原子結構的相關信息如下表：元素相關信息AA原子的核外電子總數等于其基態電子層數BB原子的最外層電子數是次外層電子數的2倍CC的基態原子L電子層中有3個未成對電子DD的外圍電子層排布為(n＋1)d3n(n＋2)sn請回答下列問題。(1)A的原子結構示意圖是________；D元素位于周期表第________周期________族。(2)在由B和A形成的眾多分子中，只要B原子的成鍵軌道滿足________(填字母序號)，分子中所有的原子就有可能在同一個平面內。或sp2雜化軌道或sp雜化軌道或sp2雜化軌道(3)如圖，在B晶體的一個晶胞中含有________個B原子。(4)C2A4【解析】根據題意可知A、B、C、D分別為H、C、N、Fe。(2)sp2雜化為平面結構，sp雜化為直線形結構，故只要碳原子滿足sp2或sp雜化，分子中所有的原子就有可能共面，答案為C。(3)從圖中可以看出，C的位置有三種，分別為頂點、面心、體心，為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4×1＝8。(4)C2A4的結構式為。【答案】(1)四Ⅷ(2)C(3)8(4)sp314.(10分)碳族元素的單質及其化合物是一類重要物質。請回答下列問題：(1)鍺(Ge)是用途很廣的半導體材料，其基態電子排布式為________。(2)合成氮化碳是一種硬度比金剛石還大的晶體，氮化碳的晶體類型為________，該晶體中微粒間的作用力是________。(3)COCl2俗稱光氣，分子中C原子采取sp2雜化成鍵，光氣分子的結構式為________，其中碳氧原子之間共價鍵是________(填序號)。個σ鍵. 個π鍵個σ鍵，1個π鍵(4)CaC2中Ceq\o\al(2－,2)與Oeq\o\al(2＋,2)互為等電子體，Oeq\o\al(2＋,2)的電子式可表示為________。【解析】(1)Ge為第四周期ⅣA族元素，其基態電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)氮化碳為原子晶體，微粒間作用力為共價鍵。(3)COCl2的結構式為，碳氧之間為雙鍵，含1個σ鍵，1個π鍵。(4)Oeq\o\al(2＋,2)的電子式為[∶O??O∶]2＋。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)(2)原子晶體共價鍵(3)c(4)[∶O??O∶]2＋15.(10分)砷化鎵(GaAs)是優良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：(1)寫出基態As原子的核外電子排布式________。(2)根據元素周期律，原子半徑Ga________As，第一電離能Ga________As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立體構型為_______，其中As的雜化軌道類型為________。(4)GaF3的熔點高于1000℃，CaCl3的熔點為77.9(5)GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm－3，其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數值為NA【解析】(1)As元素在周期表中處于第ⅤA族，位于P元素的下一周期，則基態As原子核外有33個電子，根據核外電子排布規律寫出其核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同周期主族元素的原子半徑隨原子序數的遞增而逐漸減小，Ga與As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第ⅢA族，則原子半徑：Ga>As。Ga、As原子的價電子排布式分別為4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p軌道處于半充滿的穩定狀態，其第一電離能較大，則第一電離能：Ga<As。(3)As原子的價電子排布式為4s24p3，最外層有5個電子，則AsCl3分子中As原子形成3個As－Cl鍵，且含有1對未成鍵的孤對電子，則As的雜化軌道類型為sp3雜化，AsCl3分子的立體構型為三角錐形。(4)GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為℃，其原因是GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，而離子晶體的熔點高于分子晶體。(5)GaAs的熔點為1238℃，其熔點較高，據此推知GaAs為原子晶體，Ga與As原子之間以共價鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結構，4個Ga原子處于晶胞體內，8個As原子處于晶胞的頂點、6個As原子處于晶胞的面心，結合“均攤法”計算可知，每個晶胞中含有4個Ga原子，含有As原子個數為8×1/8＋6×1/2＝4(個)，Ga和As的原子半徑分別為rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，則原子的總體積為V原子＝4×eq\f(4,3)π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝eq\f(16π,3)×10－30(req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As))cm3。又知Ga和As的摩爾質量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，晶胞的密度為ρg·cm－3，則晶胞的體積為V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNAcm3，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為eq\f(V原子,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(16π,3)×10－30r\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As)cm3,\f(4MGa＋MAs,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(2)大于小于(3)三角錐形sp3(4)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體(5)原子晶體共價eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%16.(10分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。(1)下列有關CaF2的表述正確的是________。＋與F－間僅存在靜電吸引作用－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點高于CaCl2c.陰陽離子比為2∶1的物質，均與CaF2晶體構型相同中的化學鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態下能導電(2)CaF2難溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是__________________________________________________________________(用離子方程式表示)，已知AlFeq\o\al(3－,6)在溶液中可穩定存在。(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構型為__________，其中氧原子的雜化方式為________。(4)F2與其他鹵素單質反應可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF