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模块质量检测（一）
（分值：100分）
一、选择题（本题共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.（2025·邯郸高二检测）玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，下列叙述正确的是（　　）
A.因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动
B.任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级
C.不同能层中s电子的原子轨道半径相同
D.原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的
解析：D　s轨道的形状是球形的，球形表示电子在核外运动概率轮廓图，而非电子的运动轨迹，A错误；K能层只有s能级，L能层有s、p两个能级，B错误；不同能层中s电子的原子轨道半径不相同，C错误。
2.（2025·哈尔滨三中高二月考）下列化学用语正确的是（　　）
A.基态Ge原子的核外电子排布式：[Ar]4s24p2
B.p-p σ键电子云轮廓图
C.基态碳原子的价层电子的轨道表示式为
D.H2S的电子式：H＋[︰︰]2－H＋
解析：C　基态Ge原子为32号元素，故核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，A错误；两个原子的p轨道以头碰头的方式重叠形成p-p σ键，电子云轮廓图为，B错误；H2S为共价化合物，其电子式为HH，D错误。
3.下列叙述错误的是（　　）
A.粒子半径由小到大的顺序是H＋＜Li＋＜H－
B.一般情况下，σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
C.[Cu（NH3）4]2＋中H原子提供接受孤电子对的空轨道
D.分子的中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为四面体形结构
解析：C　H＋核外无电子，半径最小，Li＋和H－核外电子排布相同，H－核电荷数较小，半径较大，即半径：H＋＜Li＋＜H－，A正确；一般情况下，σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强，B正确；[Cu（NH3）4]2＋中Cu2＋提供空轨道，N原子提供孤电子对，C错误；分子的中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若无孤电子对，则为四面体形结构，若有孤电子对，则为三角锥形或V形结构，D正确。
4.（2025·邵东市高二月考）如表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据（单位：kJ·mol－1）。下列判断错误的是（　　）
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
Z 738 1 451 7 733 10 540
A.X为第ⅠA族元素
B.Y的价层电子排布式为ns2np1
C.Z位于元素周期表s区
D.金属性：X＞Y＞Z
解析：D　根据表格中电离能的数据可知，X的I1较小，I2突增，故X的价电子数应为1，X为第ⅠA族元素，A正确；Y的I1、I2、I3均较小，I4突增，则Y的价电子数为3，Y为第ⅢA族元素，价层电子排布式为ns2np1，B正确；Z的I1、I2较小，I3突增，说明Z的价电子数为2，Z为第ⅡA族元素，处于元素周期表s区，C正确；三种元素处于同一周期，同一周期中元素金属性从左向右依次减弱，故金属性：X＞Z＞Y，D错误。
5.（2024·吉林高考2题）下列化学用语或表述正确的是（　　）
A.中子数为1的氦核素He
B.SiO2的晶体类型：分子晶体
C.F2的共价键类型：p-p σ键
D.PCl3的空间结构：平面三角形
解析：C　中子数为1的氦核素的质量数为3，表示为He，A错误；二氧化硅为共价晶体，B错误；F2中的共价键由2个F原子的含有1个未成对电子的2p原子轨道重叠形成，为p-p σ键，C正确；PCl3分子的中心P原子的价层电子对数为3＋＝4，有1个孤电子对，故PCl3的空间结构为三角锥形，D错误。
6.自然界中绝大多数物质是固体，随着化学的发展，人工合成的固体越来越多，广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。下列说法错误的是（　　）
A.物质的聚集状态除了我们熟知的气、液、固三态外，还有液晶态、塑晶态等多种聚集状态
B.晶体与非晶体的本质区别：是否有规则的几何外形
C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验
D.配合物和超分子有着广泛的应用，其中超分子的特性是“分子识别”和“自组装”
解析：B　晶体与非晶体的本质区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，B错误。
7.（2025·沈阳五校协作高二期末）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列说法正确的是（　　）
A.因为臭氧分子极性较弱，因此其在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度
B.CO2键角大于SiO2，原因是孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C.O—H…O的键能大于F—H…F的键能，因此水的沸点高于氟化氢的沸点
D.Be和Al两种元素因处于元素周期表的对角线位置，且都属于p区元素，所以有些性质相似
解析：A　O3分子有极性，但很微弱，所以它在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度，A正确；CO2中C原子采取sp杂化，键角为180°，SiO2中Si原子采取sp3杂化，键角为109°28'，二者均无孤电子对，B错误；氢键属于分子间作用力，水的沸点高于氟化氢的沸点是因为前者形成的氢键的数目更多，C错误；Be是第ⅡA族元素，属于s区元素，D错误。
8.已知多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”（或大π键）。下列微粒中存在“离域π键”的是（　　）
A.CH2CH2 B.CCl4
C.H2O D.NH3
解析：A　依题意，形成离域π键的要求：①原子共平面；②有相互平行的p轨道。乙烯为平面结构，碳原子有相互平行的p轨道，A正确；CCl4为正四面体形，B错误；H2O中O原子采用sp3杂化，VSEPR模型为正四面体形，且H原子没有p轨道，C错误；NH3中N原子采用sp3杂化，空间结构为三角锥形，D正确。
9.（2025·保定高二期末）白磷（P4，结构如图所示）在潮湿的空气中缓慢地被氧化，在40 ℃左右即可发生自燃。下列说法错误的是（　　）
A.白磷为正四面体形结构
B.键角∠PPP为60°
C.白磷和红磷互为同素异形体
D.白磷中的P—P键能较大，难断裂，在常温、常压下化学性质很稳定
解析：D　白磷分子内键长、键角均相等，为正四面体形结构，A正确；白磷分子内键长、键角均相等，键角∠PPP为60°，B正确；白磷分子中的∠PPP为60°，键能小，易断裂，在潮湿的空气中缓慢地被氧化，在40 ℃左右即可发生自燃，即白磷在常温下化学性质不稳定，D错误。
10.（2025·四川绵竹中学高二期末）元素O、S、Se位于周期表中第ⅥA族。下列说法正确的是（　　）
A.原子半径：r（O）＞r（S）＞r（Se）
B.第一电离能：I1（O）＜I1（S）＜I1（Se）
C.沸点大小：H2O＞H2S＞H2Se
D.氧单质、晶体硫、SO2均为分子晶体
解析：D　已知同一主族从上往下随电子层数的递增，原子半径依次增大，则原子半径：r（O）＜r（S）＜r（Se），A错误；已知同一主族从上往下元素的第一电离能依次减小，则第一电离能：I1（O）＞I1（S）＞I1（Se），B错误；H2O分子间存在氢键，导致沸点异常的高，而H2S、H2Se均为分子晶体，且H2Se的相对分子质量比H2S大，故沸点大小：H2O＞H2Se＞H2S，C错误；氧单质、晶体硫、SO2均为分子晶体，D正确。
11.（2025·十堰普通高中高二联考）氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的结构为平面三角形，则其阳离子的结构和阳离子中氮的杂化方式为（　　）
A.平面三角形　sp2杂化
B.V形　sp2杂化
C.三角锥形　sp3杂化
D.直线形　sp杂化
解析：D　氮的最高价氧化物为N2O5，由两种离子构成，其中阴离子的结构为平面正三角形，化学式应为N，则其阳离子的化学式为N，其中心N原子的价层电子对数为2＋（5－1－2×2）＝2，所以其中的氮原子采取sp杂化，阳离子的结构为直线形。
12.下列有关物质结构的说法错误的是（　　）
A.石墨烯的结构如图甲所示，1 mol石墨烯中，含3 mol C—C
B.铜晶胞如图乙所示，一个Cu原子周围有12个紧邻的Cu原子
C.四水合铜离子的模型如图丙所示，1个四水合铜离子中有4个配位键
D.与金刚石结构类似的立方氮化硼晶胞如图丁所示，则立方氮化硼的化学式为BN
解析：A　由石墨烯的结构模型可知，1 mol石墨烯中含3 mol×0.5＝1.5 mol C—C，A错误；由铜晶胞可知，一个Cu原子周围有12个紧邻的Cu原子，B正确；由四水合铜离子的模型可知，1个铜离子与4个水分子通过配位键连接，C正确；晶胞中B原子有8×＋6×＝4个，N原子有4个，该立方氮化硼的化学式为BN，D正确。
13.（2024·武汉高二检测）用于制造隐形飞机的某化合物具有吸收微波功能，其结构如图所示，其中X、Y、Z是周期序数递增的短周期主族元素。
下列说法错误的是（　　）
A.原子半径：Z＞X B.键角：YX4＞X2Z
C.电负性：X＜Y D.第一电离能：Z＞P
解析：D　X、Y、Z是周期序数依次递增的短周期主族元素，根据结构式中，X形成1个共价键，Y形成4个共价键并且能形成双键，Z形成2个共价键，推知X为H元素，Y为C元素，Z为S元素。元素周期表中氢原子半径最小，原子半径：Z＞X，A正确；YX4为正四面体形结构，键角为109°28'，X2Z为V形结构，中心原子有两个孤电子对，孤电子对成键电子对的排斥作用较强，键角小于109°28'，故键角：YX4＞X2Z，B正确；C的非金属性强于H，故电负性：X＜Y，C正确；Z为S元素，由于P的3p轨道半充满，更稳定，第一电离能：P＞S，D错误。
14.（2025·长春高二检测）铜的配合物非常丰富，下面为一种铜的配合物，结构如图所示：
下列说法正确的是（　　）
A.除铜外，四种元素形成的单质的晶体类型一定相同
B.基态Cu2＋的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为9∶8
C.配合物中sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为7∶6
D.该配合物中四种非金属元素中第一电离能最大的是O
解析：C　除铜外，四种元素形成的单质中，氧气、氮气、氢气均为分子晶体，碳的单质中，金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，A错误；基态Cu2＋的价层电子排布式为3d9，轨道表示式为两种自旋状态的电子数之比为5∶4（或4∶5），B错误；配合物中苯环和双键上的碳原子为sp2杂化，饱和碳原子为sp3杂化，故sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为14∶12＝7∶6，C正确；该配合物中四种非金属元素中第一电离能最大的是N，D错误。
15.Mg2Si具有反萤石结构，晶胞结构如图所示，其晶胞参数为0.635 nm。下列叙述错误的是（　　）
A.Si的配位数为8
B.紧邻的两个Mg原子的距离为 nm
C.紧邻的两个Si原子间的距离为 nm
D.Mg2Si的密度计算式为 g·cm－3
解析：D　该晶胞中镁原子数为8，硅原子数为8×＋6×＝4。一个硅原子周围距离最近且相等的镁原子有8个，则硅原子的配位数为8，A正确；紧邻的两个镁原子的距离是晶胞参数的一半，该距离为 nm，B正确；紧邻的两个硅原子间的距离是面对角线长的一半，该距离为 nm，C正确；该晶胞中含有4个Mg2Si，晶胞质量为 g＝ g，该晶体的密度为 g·cm－3，D错误。
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.（11分）（2025·十堰高二联考）回答下列问题。
（1）SiH4中的Si为＋4价。电负性：Si＜（填“＞”或“＜”）H。
（2）由硅原子核形成的三种微粒的电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1。三种微粒中失去一个电子所需能量最多的是②（填数字序号）。
（3）基态Cr原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1，基态Se原子的价层电子轨道表示式为。
（4）H2O2中O原子的杂化方式为sp3，其为极性（填“极性”或“非极性”）分子。
（5）Li2O是离子晶体，其形成过程中的能量变化如图所示。
　　
可知，Li原子的第一电离能为520kJ·mol－1，OO的键能为498kJ·mol－1。
解析：（1）SiH4中Si的化合价为＋4价，根据电负性的定义，推出H的电负性强于Si。（2）①为基态硅原子的排布式，②为基态Si＋的排布式，③为硅原子的激发态，激发态的能量高，不稳定，元素第二电离能大于第一电离能，因此失去一个电子所需能量由大到小顺序是②＞①＞③。（3）Cr元素位于第四周期第ⅥB族，简化电子排布式为[Ar]3d54s1；Se元素位于第四周期第ⅥA族，价层电子排布式为4s24p4，其轨道表示式为。（4）H2O2的结构式为H—O—O—H，O有2个σ键，2个孤电子对，价层电子对数为4，杂化方式为sp3，因为正、负电中心不重合，因此过氧化氢为极性分子。（5）根据第一电离能的定义，Li原子的第一电离能为 kJ·mol－1＝520 kJ·mol－1；根据键能的定义，OO的键能为2×249 kJ·mol－1＝498 kJ·mol－1。
17.（11分）（2025·烟台高二期中）第ⅢA族元素及其化合物在材料化学中具有广泛的应用。第ⅣA族是形成化合物种类最多的族。回答下列问题：
（1）基态硼原子核外价层电子的轨道表示式为。
（2）氨硼烷（NH3BH3）是目前最具潜力的储氢材料之一。氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互作用，称为双氢键。
①NH3BH3所含元素电负性由大到小的顺序为N＞H＞B。
②还原性：NH3BH3＞（填“＞”或“＜”）NH3。
③NH3BH3中H—N—H键角＞（填“＞”或“＜”）NH3中H—N—H键角。
④以下物质之间可能形成双氢键的是ac（填字母）。
a.N2H4和AlH3
b.C3H6和C2H6
c.B2H6和HCN
（3）已知常温下CH3COOH和ClCH2COOH的电离平衡常数分别为Ka1、Ka2，Ka1＜（填“＞”“＝”或“＜”）Ka2，理由是Cl的电负性大于H，ClCH2COOH中O—H极性大于CH3COOH中O—H极性。
解析：（1）B为5号元素，基态硼原子核外价层电子的轨道表示式为。（2）①氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，电负性越大，对电子吸引能力越强，显负电性，NH3BH3所含元素电负性由大到小的顺序为N＞H＞B。②B的非金属性小于N，所以还原性NH3BH3＞NH3。③NH3BH3中N与B形成配位键，则N的价电子均参与形成共价键，而NH3中N原子存在一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，则NH3BH3中H—N—H键角＞NH3中H—N—H键角。④N2H4中与N相连的H呈正电性、AlH3中的H呈负电性，能形成双氢键，a符合题意；C3H6和C2H6两种分子中H均与C相连，显同种电性，不能形成双氢键，b不符合题意；B2H6中与B原子相连的H呈负电性，HCN中与C相连的H显正电性，能形成双氢键，c符合题意。（3）Cl的电负性大于H，ClCH2COOH中O—H极性大于CH3COOH中O—H极性，则ClCH2COOH中—COOH更易电离出氢离子，其酸性更强，则Ka1＜Ka2。
18.（11分）（2025·海南部分学校高二期中）A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示。请回答下列问题。
A 原子核外共有6种不同运动状态的电子
C 基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D 电离能数据（单位：kJ·mol－1）：738、1 451、7 733、10 540、13 630……
E 基态原子最外层电子排布式为3s23p1
F 基态原子的最外层p轨道上2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G 其中一种氧化物是有磁性的黑色固体
（1）A的元素符号为C，B的原子结构示意图为，G在周期表的位置为第四周期第Ⅷ族。
（2）A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序为O＞N＞C（用元素符号表示）。
（3）D、E、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为Cl＞Mg＞Al，三种元素原子半径由大到小的顺序为Mg＞Al＞Cl（用元素符号表示）。
（4）G元素可形成G2＋、G3＋，其中较稳定的是G3＋，原因是Fe3＋价层电子排布式为3d5，为半充满结构，故较稳定。
（5）已知元素A、B形成的（AB）2分子中所有原子都满足8电子稳定结构，则（AB）2中σ键与π键个数之比为3∶4。
解析：A原子核外有6种不同运动状态的电子，则A为C元素；C基态原子中s电子总数与p电子总数相等，则C为O元素或Mg元素；D元素的第三电离能远大于第二电离能，则D为Mg元素，C为O元素、B为N元素；E基态原子最外层电子排布式为3s23p1，则E为Al元素；F基态原子的最外层p轨道上2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反，则F为Cl元素；G的其中一种氧化物是有磁性的黑色固体，则G为Fe元素。（1）A为碳元素，元素符号为C，B为7号元素氮，氮原子结构示意图为，G为26号元素铁，在周期表的位置为第四周期第Ⅷ族。（2）同一周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，C、N、O三种元素电负性由大到小的顺序为O＞N＞C。（3）第一电离能：Cl＞Mg＞Al；三种元素原子半径由大到小的顺序为Mg＞Al＞Cl。（4）Fe位于周期表的d区，价层电子排布式为3d64s2，铁元素常见的离子有Fe2＋、Fe3＋，其中Fe3＋价层电子排布式为3d5，为半充满结构，故较稳定。（5）根据（CN）2中所有原子均满足8电子稳定结构，可知其结构式为N≡C—C≡N，单键都是σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，该分子中有4个π键和3个σ键，所以σ键与π键个数之比为3∶4。
19.（11分）（2024·张家口高二检测）ZnGeP2是非线性晶体材料，在激光技术方面有广泛的用途。回答下列问题：
（1）基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2。
（2）O、P、K、Zn按电负性由大到小的顺序排列为O＞P＞Zn＞K。
（3）H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为KH＞H2O＞PH3，熔点差异的原因是KH为离子晶体，H2O和PH3为分子晶体，H2O分子间除范德华力外，还存在氢键。
（4）以Zn为顶点的ZnGeP2晶胞结构如图所示。
①Zn原子的配位数为4。
②以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于C（填字母）。
A.面上　　　B.棱上　　　C.面上和棱上
③已知晶胞中1号P原子的分数坐标为，则2号P原子的分数坐标为。
④该晶体的密度为g·cm－3（阿伏加德罗常数的值为NA）。
解析：（1）Ge位于第四周期第ⅣA族，基态Ge原子的价层电子排布式：4s24p2。（2）非金属性越强，电负性越大，非金属性：O＞P＞Zn＞K，则电负性：O＞P＞Zn＞K。（3）固态KH为离子晶体，固态H2O、PH3为分子晶体，故熔点：KH大于H2O、PH3，由于水分子间能形成氢键，所以其熔点比PH3高，则三者熔点由高到低的顺序为KH＞H2O＞PH3；熔点差异的原因为KH是离子晶体，H2O、PH3都是分子晶体，而H2O分子间存在氢键。（4）①以体心的Zn为例，距离其最近且距离相等的P原子有4个，所以配位数为4。②结合晶胞结构示意图可知，在以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于面上、棱上。③已知晶胞中1号P原子的分数坐标为，则2号P原子的分数坐标为。④根据均摊法计算各原子个数，Ge个数为6×＋4×＝4，Zn个数为8×＋4×＋1＝4，P个数为8；则晶胞密度ρ＝＝＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
20.（11分）由于钾离子电池成本的日益上涨以及钾资源的不断消耗，钾离子电池成为近几年的研究热点。回答下列问题：
（1）某立方晶系的锑钾（Sb-K）合金可作为钾离子电池的负极电极材料。
①已知锑（Sb）为第五周期元素，与氮同族，Sb有3个未成对电子。
②已知SbCl3和KCl的熔点分别是73.4 ℃和770 ℃，请分析两种物质熔点差异的原因：从SbCl3和KCl的熔点分别是73.4 ℃和770 ℃可以判断出SbCl3属于分子晶体，而KCl属于离子晶体，分子晶体中分子间作用力是范德华力，离子晶体中阴、阳离子间作用力为离子键，离子键的强度大于范德华力，所以KCl熔点高于SbCl3。
（2）过渡金属氧化物在钾离子电池正极材料中得到广泛应用，例如碳包覆的KTi2（PO4）3纳米材料，P中P的杂化类型为sp3，该金属盐中不存在的微粒间作用力有cd（填字母）。
a.σ键 b.离子键
c.金属键 d.氢键
（3）该锑钾（Sb-K）合金的晶胞结构如图a，图b表示晶胞的一部分。
①设1号原子的分数坐标为（0，0，0），2号原子的分数坐标为（1，1，1），则3号原子的分数坐标为。
②与Sb最邻近的K原子数为8，若K原子的半径为a pm，Sb原子的半径为b pm，则该晶体中原子的空间利用率为×100％（用含a、b的计算表达式表示）。
解析：（1）①锑（Sb）为第五周期元素，与氮同族，则基态Sb原子价层电子排布式为5s25p3，有3个未成对电子。（2）中心P原子价层电子对数＝4＋＝4，则中心P原子为sp3杂化；KTi2（PO4）3中，P中含有σ键，K＋、Ti4＋与P之间以离子键结合，不存在氢键和金属键的作用，选cd。（3）①由图可知，3号原子的分数坐标为。②以位于顶点的Sb原子为例，与Sb最邻近的K原子位于晶胞内部（图b中位于体心的K原子），共有8个；空间利用率＝×100％，晶胞中含有12×＋9＝12个K和8×＋6×＝4个Sb，因此原子总体积为pm3，晶胞边长x＝（2a＋2b）pm，则晶胞体积为x3＝（2a＋2b）3pm3，因此该晶体中原子的空间利用率为×100％。
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