综合核心素养测评卷(二)(含解析)(课件+练习,共3份打包) 2026-2027学年 高中化学 选择性必修2 物质结构与性质

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综合核心素养测评卷(二)(含解析)(课件+练习,共3份打包) 2026-2027学年 高中化学 选择性必修2 物质结构与性质

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综合核心素养测评卷(二)
[时间:90分钟 满分:100分]
一、 选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列关于Mg的基态原子的说法,正确的是( )
①位于元素周期表s区 ②电子占据7个原子轨道
③有12种不同运动状态的电子 ④占据4个能级
⑤电子占据的能量最高能级符号是3s ⑥价层电子排布为 [Ar]3s2
A. ①③④⑥ B. ①②④⑤
C. ①③④⑤ D. ①②③⑥
2. 离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂,其中的 EMIM+离子结构如图所示。下列关于 EMIM+的说法,正确的是( )
A. 该离子中碳原子的杂化类型均为 sp3
B. 该离子中存在类似苯中的大π键,5元环上的5个原子共用5个电子
C. 该离子可与Cl-结合形成有 19 个σ键的离子化合物
D. 该离子的核磁共振氢谱共有11个峰
3. 下列选项中,肯定属于同族元素且性质相似的是( )
A. 基态原子电子排布式:甲为1s22s2,乙为1s2
B. 结构示意图:甲为,乙为
C. 甲原子基态时2p轨道上有1个未成对电子,乙原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
D. 甲原子基态时2p轨道上有一对成对电子,乙原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
4. 下列表述中,正确的是( )
A. 钠原子发生1s22s22p63p1→1s22s22p63s1时,吸收能量,由激发态转化成基态
B. 第一电离能:Na<Mg<Al
C. Mn2+的结构示意图为
D. 基态O原子2p能级的电子轨道表示式为
5. 下列说法中,错误的是( )
A. 在氢原子的电子云图中,每个小黑点代表一个电子
B. 某基态原子3d能级中电子排布的情况可能为
C. 电子排布式为[Ar]3d54s2 的元素是过渡金属元素
D. 当碳原子的核外电子排布由 1s22s22p2 转变为 1s22s12p3 时,碳原子由基态变为激发态
6. A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,化合物BA3与ABC3相遇会产生白烟,D为短周期金属性最强的元素,且四种元素的核外电子总数满足A+E=B+D。下列叙述中,正确的是( )
A. 简单离子半径:E>D>B>C
B. 化合物AEC为一元强酸
C. 电负性:C<B
D. C与其他四种元素均能形成两种及以上化合物
7. 实验室常用铁氰化钾溶液来检验Fe2+,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-====KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)。下列关于化学用语的表述,正确的是( )
A. 中子数为20的K原子K
B. 基态C原子的电子轨道表示式:
C. Fe2+结构示意图:
D. N原子2p能级电子云轮廓图:
8. 关于元素周期表,下列说法中错误的是( )
A. 按照现有构造原理,理论上第八周期应有50种元素
B. 117号元素基态原子的未成对电子数为1,位于p轨道上
C. 前四周期基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的第ⅥB族
D. 114号元素是位于p区的金属元素,价层电子排布为7s27p4
9. 工业上常用浓氨水来检验氯气管道是否漏气,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2====N2+6NH4Cl。下列说法中,正确的是( )
A. N的电负性比同周期的O、F都大
B. N最高能层上的电子数与Cl最高能级上的电子数之比为5∶7
C. 该反应中,NH3既作还原剂又起到碱的作用
D. NH4Cl中存在非极性共价键和离子键
10. 硼氢化钠(NaBH4)是有机反应中常用的强还原剂,其在催化剂的作用下与水反应生成氢气的微观过程如图所示。下列说法中,错误的是( )
A. B、BH3、B(OH中B的杂化方式有两种
B. 整个过程中出现了6种含硼微粒
C. NaBH4中含有离子键、共价键、配位键
D. 每产生1 mol H2转移2 mol电子
11. BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3,一定条件下(H2O)2·BF3可发生如图所示的转化,下列说法中,错误的是( )
A. (H2O)2·BF3在279.2 K熔化后所得物质中阴、阳离子的中心原子均为sp3杂化
B. (H2O)2·BF3与(H2O)2·BF3分子间存在着配位键和氢键
C. BF3是仅含极性共价键的非极性分子
D. 基态B原子核外电子的空间运动状态有3种
12. 由EDTA制备食品铁强化剂Na[FeEDTA]的合成路线如图所示。下列说法中,正确的是( )
A. Na[FeEDTA]中的Fe的化合价为+2价 
B. 1 mol Na[FeEDTA]中含有6 mol配位键
C. [FeEDTA]-中碳原子的杂化类型为sp2
D. EDTA分子间可通过取代反应形成肽键
13. 某中德联合研究小组设计并制造了一种“水瓶”,用富勒烯(C60)的球形笼子作为“瓶体”(C60结构如图所示),一种磷酸盐作为“瓶盖”,恰好可将一个水分子“关”在里面。下列说法中,错误的是( )
A. Na3PO4为强电解质,其阴离子的VSEPR模型与离子的空间结构不一致
B. 富勒烯(C60)结构中的碳原子均采用sp2杂化
C. 碳、氧、磷三种元素分别形成的简单氢化物中H2O的沸点最高
D. 一定条件下,石墨转化为C60的反应为非氧化还原反应
14. 下列说法中,错误的是( )
 
甲 乙
丙 丁
A. 第三周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图甲所示,该元素为Mg
B. 元素周期表第ⅣA~第ⅦA中元素氢化物的沸点变化如图乙所示,a点代表HCl
C. 第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图丙所示,序号7对应的元素为Al
D. CO2在高温高压下形成的晶体,其晶胞如图丁所示,该晶体属于共价晶体
15. 已知SiC的熔点为2 700 ℃,其晶胞结构如图所示。下列说法中,错误的是( )
A. 晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化
B. 硅单质的熔点低于2 700 ℃
C. 距离硅原子最近的硅原子数为4
D. 若晶胞参数为a pm,则该晶体的密度为 g·cm-3
二、 非选择题(本大题共5小题,共55分)
16. (6分)已知R、T、W、X、Y、Z都是短周期元素,且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大。它们的性质和结构如表所示,请回答下列问题:
元素编号 元素性质或原子结构
R 原子价层电子排布为nsnnpn+1
T 基态原子核外3个能级上有电子,且各能级上的电子数相等
W 原子电子层数与核外电子数相等
X 核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等
Y 元素的原子半径在该周期中最大(除稀有气体外)
Z 原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2
(1)Y原子的价层电子排布为 ,T、X、Z的电负性由大到小的顺序为 (填化学符号)。
(2)WTR分子中的三个原子除W原子外均为8电子结构,根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的类型有 。
(3)常温下,RW3是一种有刺激性气味、易液化的气体。RW3极易溶于水的原因是 。
(4)将过量的RW3气体通入盛有硫酸铜溶液的试管里,发生的现象为 。
17. (10分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B 原子核外电子s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E3+离子核外有3 层电子且 M层3d轨道电子半满。请回答下列问题:
(1)A元素位于周期表 区,B的空间结构为 ,中心B原子的杂化方式为 。
(2)第一电离能C>D的原因是 。
(3)下列表述中,能证明D元素比氟元素电负性弱这一事实的是 (填字母)。
A. 常温下氟气的颜色比D单质的颜色深 B. 氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D单质
C. 氟与D形成的化合物中D元素呈正价态 D. 比较两元素单质与氢气化合时得电子的数目
(4)黄血盐是一种配合物,其化学式为K4[E(CN)6]·3H2O,黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物,该反应的化学方程式为 。
(5)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2分子中含有σ键的数目为 ;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N==C==S)的沸点,其原因是 。
18. (11分)Ⅰ.有下列分子或离子:BF3、H2O、N、SO2、HCHO、PCl3、CO2。
(1)粒子的空间结构为直线形的为 。
(2)粒子的空间结构为V形的为 。
(3)粒子的空间结构为平面三角形的为 。
(4)粒子的空间结构为三角锥形的为 。
(5)粒子的空间结构为正四面体形的为 。
Ⅱ.有下列分子:①H2;②CO2;③H2O2;④HCN。分子中只有σ键的是 (填序号,下同),分子中含有π键的是 ,分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是 ,分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 ,分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 ,分子中既含有极性键又含有非极性键的是 。
19. (13分)(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为 和 。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。
(3)H2S的VSEPR模型为 ,其分子的空间结构为 ;结合等电子体的知识判断:离子的空间结构为 。
(4)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是 ,中心原子的杂化形式为 。LiAlH4中存在 (填字母)。
A. 离子键 B. σ键
C. π键 D. 氢键
20. (15分)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。请回答下列问题:
Ⅰ      Ⅱ
Ⅲ     Ⅳ
(1)基态硫原子的价层电子排布为 。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低的顺序为 。
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第 周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法中,正确的是 (填字母)。
A. 在Ⅰ中,S原子采取sp3杂化
B. 在Ⅱ中,S的电负性最大
C. 在Ⅲ中,C—C—C的键角是180°
D. Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是 。
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞结构如图甲所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图乙为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是 。
②图丙为X的晶胞结构,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为 ;该晶胞中粒子个数之比N(Hg)∶N(Ge)∶N(Sb)= 。
③设X的最简式的相对分子质量为Mr, 则X晶体的密度为 g·cm-3(只列式,不计算)。 综合核心素养测评卷(二)
[时间:90分钟 满分:100分]
一、 选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列关于Mg的基态原子的说法,正确的是( C )
①位于元素周期表s区 ②电子占据7个原子轨道
③有12种不同运动状态的电子 ④占据4个能级
⑤电子占据的能量最高能级符号是3s ⑥价层电子排布为 [Ar]3s2
A. ①③④⑥ B. ①②④⑤
C. ①③④⑤ D. ①②③⑥
【解析】 Mg的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2,由核外电子排布可知,Mg位于元素周期表中s区,①正确;镁的基态原子核外电子占据3个s轨道和3个p轨道,共6个轨道,②错误;镁的基态原子核外有12个电子,其运动状态各不相同,③正确;镁的基态原子核外电子占据3个能层,4种能级轨道,分别为1s、2s、2p和3s,④正确;镁的基态原子核外电子占据的最高能级为3s,⑤正确;镁基态原子的最外层电子为其价层电子,价层电子排布为3s2,⑥错误。综上,正确的为①③④⑤。
2. 离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂,其中的 EMIM+离子结构如图所示。下列关于 EMIM+的说法,正确的是( C )
A. 该离子中碳原子的杂化类型均为 sp3
B. 该离子中存在类似苯中的大π键,5元环上的5个原子共用5个电子
C. 该离子可与Cl-结合形成有 19 个σ键的离子化合物
D. 该离子的核磁共振氢谱共有11个峰
【解析】 该离子中的碳原子有4个σ键或3个σ键,则杂化类型为sp3、sp2,A错误;该离子中存在类似苯中的大π键,5元环上的5个原子中碳原子提供1个电子、氮原子提供2个电子,失去1个电子形成+1价阳离子,共用6个电子,B错误;该离子可与Cl-结合形成离子化合物,含11个C—H,1个C—C,2个C—N,5元环上有5个σ键,共有19个σ键,C正确;该离子共有6种不同环境的氢原子,核磁共振氢谱共有6个峰,D错误。
3. 下列选项中,肯定属于同族元素且性质相似的是( D )
A. 基态原子电子排布式:甲为1s22s2,乙为1s2
B. 结构示意图:甲为,乙为
C. 甲原子基态时2p轨道上有1个未成对电子,乙原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
D. 甲原子基态时2p轨道上有一对成对电子,乙原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
【解析】 甲的电子排布式为1s22s2,为Be,位于第ⅡA族,乙的电子排布式为1s2,为He,位于0族,不同族,性质不同,A错误;根据结构示意图,甲原子序数10,为Ne,位于0族,乙原子序数11,为Na+,位于第ⅠA族,不同族,性质不同,B错误;甲可能为B或者F,乙可能为Al或者Cl,不一定在同一族,性质不一定相同,C错误;甲为O,乙为S,为同族元素,且性质相似,D正确。
4. 下列表述中,正确的是( C )
A. 钠原子发生1s22s22p63p1→1s22s22p63s1时,吸收能量,由激发态转化成基态
B. 第一电离能:Na<Mg<Al
C. Mn2+的结构示意图为
D. 基态O原子2p能级的电子轨道表示式为
【解析】 钠原子发生1s22s22p63p1→1s22s22p63s1时,放出能量,由激发态转化成基态,A错误;镁的3s轨道电子处于全充满稳定状态,则第一电离能:Na<Al<Mg,B错误;Mn2+的结构示意图为 ,C正确;基态C原子2p能级的电子轨道表示式为 ,D错误。
5. 下列说法中,错误的是( A )
A. 在氢原子的电子云图中,每个小黑点代表一个电子
B. 某基态原子3d能级中电子排布的情况可能为
C. 电子排布式为[Ar]3d54s2 的元素是过渡金属元素
D. 当碳原子的核外电子排布由 1s22s22p2 转变为 1s22s12p3 时,碳原子由基态变为激发态
【解析】 氢原子的电子云图中小黑点的意义不是表示电子个数,而是表示电子出现的概率,小黑点的疏密表示电子出现机会的多少,A错误;基态铁原子3d能级中电子排布的情况为,B正确;电子结构为[Ar]3d54s2的元素是Mn,属于过渡金属元素,C正确;当碳原子的核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3时,碳原子由基态变为激发态,D正确。
6. A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,化合物BA3与ABC3相遇会产生白烟,D为短周期金属性最强的元素,且四种元素的核外电子总数满足A+E=B+D。下列叙述中,正确的是( D )
A. 简单离子半径:E>D>B>C
B. 化合物AEC为一元强酸
C. 电负性:C<B
D. C与其他四种元素均能形成两种及以上化合物
【解析】 A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,化合物BA3与ABC3相遇会产生白烟,则BA3为NH3,ABC3为HNO3,因此A为H,B为N,C为O;D为短周期金属性最强的元素,D为Na,根据四种元素的核外电子总数满足A+E=B+D,则E 的核外电子总数=7+11-1=17,E为Cl。一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,因此简单离子半径:E>B>C>D,A错误;化合物AEC为HClO,是一元弱酸,B错误;非金属性越强,电负性越大,则电负性:C>B,C错误;O与其他四种元素均能形成两种及以上化合物,如H2O、H2O2、NO、NO2、Na2O、Na2O2、ClO2、Cl2O7等,D正确。
7. 实验室常用铁氰化钾溶液来检验Fe2+,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-====KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)。下列关于化学用语的表述,正确的是( D )
A. 中子数为20的K原子K
B. 基态C原子的电子轨道表示式:
C. Fe2+结构示意图:
D. N原子2p能级电子云轮廓图:
【解析】 原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数等于质子数与中子数的和,中子数为20的K原子质量数是39,用原子符号可表示为 K,A错误;原子核外电子总数尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这样的排布使原子能量最低,稳定,故基态O原子的电子轨道表示式为 ,B错误;Fe2+是Fe原子失去最外层的2个电子形成的,其结构示意图为 ,C错误;N原子2p能级电子云是哑铃形,其轮廓图为,D正确。
8. 关于元素周期表,下列说法中错误的是( D )
A. 按照现有构造原理,理论上第八周期应有50种元素
B. 117号元素基态原子的未成对电子数为1,位于p轨道上
C. 前四周期基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的第ⅥB族
D. 114号元素是位于p区的金属元素,价层电子排布为7s27p4
【解析】 核外电子层依次为K、L、M、O、P、Q…,假设O能层中比5f能级能量更高为5x能级,有9个轨道,根据能量最低原理,第八周期需要填充8s、5x、6f、7d、8p,各能级容纳电子数目依次为2、18、14、10、6,填充电子总数为2+18+14+10+6=50,故第八周期容纳元素种类数为50,A正确;117号元素位于p区,价层电子排布为5f146d107s27p5,未成对电子数为1,位于p轨道上,B正确;前四周期元素即1~36号元素,未成对电子数最多的元素价层电子排布为3d54s1,共有6个未成对电子,该元素为铬,位于元素周期表的第四周期第ⅥB族,C正确;114号元素位于第七周期第ⅣA族,是位于p区的金属元素,原子结构中有7个电子层,价层电子数为4,价层电子排布为7s27p2,D错误。
9. 工业上常用浓氨水来检验氯气管道是否漏气,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2====N2+6NH4Cl。下列说法中,正确的是( C )
A. N的电负性比同周期的O、F都大
B. N最高能层上的电子数与Cl最高能级上的电子数之比为5∶7
C. 该反应中,NH3既作还原剂又起到碱的作用
D. NH4Cl中存在非极性共价键和离子键
【解析】 短周期元素中,从左到右,电负性逐渐增大,A错误;N的最高能层为L层,包括2s 、2p两个能级,共5个电子,Cl最高能级为3p,该能级有5个电子,二者电子数之比为1∶1,B错误;该反应中,一部分NH3被氧化生成N2,另外一部分NH3作为碱,生成NH4Cl,C正确;NH4Cl中存在极性共价键、离子键,不存在非极性共价键,D错误。
10. 硼氢化钠(NaBH4)是有机反应中常用的强还原剂,其在催化剂的作用下与水反应生成氢气的微观过程如图所示。下列说法中,错误的是( D )
A. B、BH3、B(OH中B的杂化方式有两种
B. 整个过程中出现了6种含硼微粒
C. NaBH4中含有离子键、共价键、配位键
D. 每产生1 mol H2转移2 mol电子
【解析】 B、B(OH中B的杂化方式为sp3杂化,BH3中B的杂化方式为sp2杂化,A正确; B、BH3、BH2(OH)、HB(OH)2 、B(OH)3、B(OH共6种,B正确;Na+与B之间通过离子键结合成NaBH4,B中有3个B—H为共价键,还有一个B—H为配位键,C正确;每产生1 mol H2转移2 mol电子,并没有说在哪一个过程,在BH3到H2B(OH)中, BH3+H2O—→H2B(OH) +H2,H2是BH3中是-1价H和H2O中+1价H结合生成,在这一过程中生成1 mol H2,则转移1 mol电子,D错误。
11. BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3,一定条件下(H2O)2·BF3可发生如图所示的转化,下列说法中,错误的是( B )
A. (H2O)2·BF3在279.2 K熔化后所得物质中阴、阳离子的中心原子均为sp3杂化
B. (H2O)2·BF3与(H2O)2·BF3分子间存在着配位键和氢键
C. BF3是仅含极性共价键的非极性分子
D. 基态B原子核外电子的空间运动状态有3种
【解析】 H3O+的中心原子O采取sp3杂化,三条杂化轨道和H结合,另一条杂化轨道容纳了孤电子对,[BF3(OH)]-的中心原子B有四个价层电子对,故也采取sp3杂化,A正确;(H2O)2·BF3分子内存在着B和O间的配位键,分子间存在着水分子之间的氢键,分子间不存在配位键,B错误;BF3的中心原子B采取sp2杂化,且无孤电子对,分子的空间结构为平面三角形,结构对称,正负电荷中心重合,是非极性分子,C正确;基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,占据的原子轨道有3个,其核外电子的空间运动状态有3种,D正确。
12. 由EDTA制备食品铁强化剂Na[FeEDTA]的合成路线如图所示。下列说法中,正确的是( B )
A. Na[FeEDTA]中的Fe的化合价为+2价 
B. 1 mol Na[FeEDTA]中含有6 mol配位键
C. [FeEDTA]-中碳原子的杂化类型为sp2
D. EDTA分子间可通过取代反应形成肽键
【解析】 根据化合物化合价代数和为0可判断,Na[FeEDTA]中的Fe的化合价为+3价,A错误;根据示意图可知,4个O和2个N与Fe形成配位键,则1 mol Na[FeEDTA]中含有6 mol配位键,B正确;[FeEDTA]-中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种,C错误;EDTA分子中N原子上没有氢原子,分子间不能通过取代反应形成肽键,D错误。
13. 某中德联合研究小组设计并制造了一种“水瓶”,用富勒烯(C60)的球形笼子作为“瓶体”(C60结构如图所示),一种磷酸盐作为“瓶盖”,恰好可将一个水分子“关”在里面。下列说法中,错误的是( A )
A. Na3PO4为强电解质,其阴离子的VSEPR模型与离子的空间结构不一致
B. 富勒烯(C60)结构中的碳原子均采用sp2杂化
C. 碳、氧、磷三种元素分别形成的简单氢化物中H2O的沸点最高
D. 一定条件下,石墨转化为C60的反应为非氧化还原反应
【解析】 磷酸钠可以完全电离为强电解质,磷酸根离子中,P的价层电子对数为4+×(5+3-2×4)=4,且不存在孤电子对,VSEPR模型与离子的空间结构均为正四面体形,A错误;由结构可知,富勒烯中的每个碳原子均只与周围三个碳原子相连,每个碳原子都采取sp2杂化,B正确;碳、氧、磷三种元素分别形成的简单氢化物为CH4、PH3、H2O,H2O分子间存在氢键,导致H2O的沸点在三者中最高,C正确;石墨转化为C60的反应中,元素的化合价未发生变化,为非氧化还原反应,D正确。
14. 下列说法中,错误的是( B )
 
甲 乙
丙 丁
A. 第三周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图甲所示,该元素为Mg
B. 元素周期表第ⅣA~第ⅦA中元素氢化物的沸点变化如图乙所示,a点代表HCl
C. 第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图丙所示,序号7对应的元素为Al
D. CO2在高温高压下形成的晶体,其晶胞如图丁所示,该晶体属于共价晶体
【解析】 由该元素的第一至第五电离能数据可知,该元素第一、二电离能较小,说明容易失去2个电子,即最外层有两个电子,已知该元素为第三周期的某主族元素,则该元素为Mg,A正确; a点所在曲线第二周期的氢化物沸点为100 ℃,即H2O,则a点代表H2S,B错误;一般情况,熔点:共价晶体>金属晶体>分子晶体,第三周期八种元素中,形成的单质只有硅为共价晶体,Si熔点最高,Na、Mg、Al为金属晶体,熔点:Na<Mg<Al,所以熔点第二高的为Al,即7代表的是Al,C正确;C、O原子之间通过共价键形成空间立体网状结构,故该晶体属于共价晶体,D正确。
15. 已知SiC的熔点为2 700 ℃,其晶胞结构如图所示。下列说法中,错误的是( C )
A. 晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化
B. 硅单质的熔点低于2 700 ℃
C. 距离硅原子最近的硅原子数为4
D. 若晶胞参数为a pm,则该晶体的密度为 g·cm-3
【解析】 SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子,而硅原子周围有4个碳原子,均采用sp3杂化,A正确;共价键的键长越短,键能越大,则熔、沸点越高,C—Si的键长比Si—Si的键长短,所以硅单质的熔点低于2 700 ℃,B正确;距离硅原子最近且距离相等的硅原子数为12,C错误;若晶胞参数为a pm,则该晶体的密度为 g·cm-3,D正确。
[选择题答题区]
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 C C D C A D D D C D B B A B C
二、 非选择题(本大题共5小题,共55分)
16. (6分)已知R、T、W、X、Y、Z都是短周期元素,且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大。它们的性质和结构如表所示,请回答下列问题:
元素编号 元素性质或原子结构
R 原子价层电子排布为nsnnpn+1
T 基态原子核外3个能级上有电子,且各能级上的电子数相等
W 原子电子层数与核外电子数相等
X 核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等
Y 元素的原子半径在该周期中最大(除稀有气体外)
Z 原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2
(1)Y原子的价层电子排布为 3s1 ,T、X、Z的电负性由大到小的顺序为 O>C>Si (填化学符号)。
(2)WTR分子中的三个原子除W原子外均为8电子结构,根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的类型有 σ键和π键 。
(3)常温下,RW3是一种有刺激性气味、易液化的气体。RW3极易溶于水的原因是 NH3与H2O之间易形成氢键 。
(4)将过量的RW3气体通入盛有硫酸铜溶液的试管里,发生的现象为 先产生蓝色沉淀,后沉淀消失,变成深蓝色的透明溶液 。
【解析】 R原子的价层电子排布为nsnnpn+1,即2s22p3,则R为N;T基态原子核外3个能级上有电子,且各能级上的电子数相等,则T的核外电子排布式为1s22s22p2,则T为C;W原子电子层数与核外电子数相等,则W为H;X核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则X的核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,Y元素的原子半径在该周期中最大(除稀有气体外),且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大,则Y为Na;因此X是O而不是Mg;Z原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2,则Z为Ne或Si,又因为W、X、Y、Z的核电荷数依次增大,则Z为Si。综上,R、T、W、X、Y、Z分别为N、C、H、O、Na、Si。
17. (10分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B 原子核外电子s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E3+离子核外有3 层电子且 M层3d轨道电子半满。请回答下列问题:
(1)A元素位于周期表 s 区,B的空间结构为 平面三角形 ,中心B原子的杂化方式为 sp2 。
(2)第一电离能C>D的原因是 N原子最外层为2s22p3,p轨道半满,更稳定,第一电离能更大 。
(3)下列表述中,能证明D元素比氟元素电负性弱这一事实的是 BC (填字母)。
A. 常温下氟气的颜色比D单质的颜色深 B. 氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D单质
C. 氟与D形成的化合物中D元素呈正价态 D. 比较两元素单质与氢气化合时得电子的数目
(4)黄血盐是一种配合物,其化学式为K4[E(CN)6]·3H2O,黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物,该反应的化学方程式为 K4[Fe(CN)6]·3H2O+6H2SO4+3H2O2K2SO4+FeSO4+3(NH4)2SO4+6CO↑ 。
(5)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2分子中含有σ键的数目为 5NA ;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N==C==S)的沸点,其原因是 异硫氰酸分子中N原子连接有H原子,分子间能形成氢键 。
【解析】 A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等,则A为H,位于元素周期表s区;B原子核外电子s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,则B为C;D原子L层上有2对成对电子,则D原子电子排布式为1s22s22p4,所以D为O,C为N;E3+离子核外有3层电子且M层3d轨道电子半满,则E核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d64s2, E为26号元素Fe。
18. (11分)Ⅰ.有下列分子或离子:BF3、H2O、N、SO2、HCHO、PCl3、CO2。
(1)粒子的空间结构为直线形的为 CO2 。
(2)粒子的空间结构为V形的为 H2O、SO2 。
(3)粒子的空间结构为平面三角形的为 BF3、HCHO 。
(4)粒子的空间结构为三角锥形的为 PCl3 。
(5)粒子的空间结构为正四面体形的为 N 。
Ⅱ.有下列分子:①H2;②CO2;③H2O2;④HCN。分子中只有σ键的是 ①③ (填序号,下同),分子中含有π键的是 ②④ ,分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是 ② ,分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 ① ,分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 ③④ ,分子中既含有极性键又含有非极性键的是 ③ 。
【解析】 Ⅰ.根据价层电子对互斥理论可知,BF3、N、HCHO、CO2的中心原子没有孤电子对;水中氧原子有2个孤电子对,SO2中硫原子有1个孤电子对;PCl3中的磷原子有1个孤电子对,所以BF3、HCHO的空间结构是平面三角形;H2O、SO2的空间结构是V形;N的空间结构是正四面体形;PCl3的空间结构是三角锥形;CO2的空间结构是直线形。Ⅱ.分子中只有σ键,说明分子中只含有单键,则①③符合;②④中分别含有C==O、C≡N,则含有π键;分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构,应排除氢化物,题中②符合;分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键,只有①,即氢气符合;分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键,则应含有H原子与其他原子形成的共价键,③④符合;H2O2中含O—H极性键和O—O非极性键。
19. (13分)(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为 sp 和 sp3 。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是 sp3 、 sp3 。
(3)H2S的VSEPR模型为 四面体形 ,其分子的空间结构为 V形 ;结合等电子体的知识判断:离子的空间结构为 直线形 。
(4)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是 正四面体形 ,中心原子的杂化形式为 sp3 。LiAlH4中存在 AB (填字母)。
A. 离子键 B. σ键
C. π键 D. 氢键
【解析】 (1)对于CO2,根据VSEPR理论,其价层电子对数=2+=2,且不含孤电子对,根据杂化轨道理论,C的杂化方式为sp杂化;CH3OH分子中,C形成4个σ键,所以C的杂化方式为sp3杂化。(2)每个N原子形成的共价键有2个N—H键、1个N—C键,且还含有1个孤电子对;每个C原子形成的共价键有2个C—H键、1个C—N键、1个C—C键,所以N、C原子价层电子对数都是4,根据价层电子对互斥理论可判断出N、C原子杂化类型分别为sp3、sp3。(3)H2S中,中心原子S的价层电子对数=2+=2+2=4,且含有2个孤电子对,则VSEPR模型为四面体形,中心原子S的杂化方式为sp3;在VSEPR模型基础上忽略孤电子对可得分子的空间结构为V形;与CO2互为等电子体,二者价键结构相似,空间结构相同,CO2为直线形,则为直线形。(4)LiAlH4的阴离子Al中,中心原子Al的价层电子对数=4+=4,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断其空间结构为正四面体形,中心原子杂化方式为sp3杂化;LiAlH4中,阴、阳离子之间存在离子键、Al和H原子之间存在极性共价单键、配位键,所以含有的化学键为离子键、σ键、配位键。
20. (15分)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。请回答下列问题:
Ⅰ      Ⅱ
Ⅲ     Ⅳ
(1)基态硫原子的价层电子排布为 3s23p4 。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低的顺序为 H2O>H2S>CH4 。
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第 六 周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法中,正确的是 AD (填字母)。
A. 在Ⅰ中,S原子采取sp3杂化
B. 在Ⅱ中,S的电负性最大
C. 在Ⅲ中,C—C—C的键角是180°
D. Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是 化合物Ⅲ 。
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞结构如图甲所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图乙为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是 由图丙可知,图乙中Sb、Hg原子取代位置除图乙外还有其他形式 。
②图丙为X的晶胞结构,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为 4 ;该晶胞中粒子个数之比N(Hg)∶N(Ge)∶N(Sb)=  1∶1∶2 。
③设X的最简式的相对分子质量为Mr, 则X晶体的密度为  g·cm-3(只列式,不计算)。
【解析】 (1)硫的原子序数为16,其原子核外有三个电子层,最外层电子数为6,因此基态硫原子的价层电子排布为3s23p4。(2)H2S、CH4和H2O都是分子晶体,其中H2O分子间存在氢键,因此H2O的沸点最高;而H2S和CH4中,由于H2S的相对分子质量大于CH4, 则H2S分子间的范德华力大于CH4分子间的范德华力,因此沸点H2S>CH4;故三者的沸点大小关系:H2O>H2S>CH4。(3)第六周期零族元素的原子序数为86,因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅡB族。(4)化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数为4, 因此化合物Ⅰ中硫原子采用sp3杂化,A正确;化合物Ⅱ中所含元素为H、C、O、S、Hg,同周期元素,核电荷数越大,电负性越大,同主族元素,核电荷数越大,电负性越小,因此五种元素中,电负性最大的为O,B错误;化合物Ⅲ中,碳元素都以单键的形式连接,构成四面体结构,因此C—C—C的键角为109°28',C错误;化合物Ⅲ是一种钠盐,存在离子键,同时C、H和C、S之间存在共价键,D正确;化合物Ⅳ中硫氧元素之间形成S—O、S==O两种化学键,二者的键能不同,E错误。(5)化合物Ⅰ中存在氢键,可溶于水,化合物Ⅲ是一种钠盐,可溶于水;由于化合物Ⅲ溶于水后电离产生的阴离子中三个氧原子都能形成氢键,因此等物质的量的两种物质溶于水后,化合物Ⅲ的氢键更多,因此化合物Ⅲ更易溶于水。(6)① 对比图乙和图丙可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同,不符合晶胞是晶体最小重复单元的要求,因此不属于晶胞结构。②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近,因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb原子的个数为4;该晶胞中Sb原子均位于晶胞内,因此1个晶胞中含有Sb原子的个数为8;Ge原子位于晶胞顶点、面心和体心,因此一个晶胞中含有Ge原子的个数为4;Hg原子位于棱边、面心,因此一个晶胞中含有Hg原子的个数为4。因此该晶胞中粒子个数之比N(Hg)∶N(Ge)∶N(Sb)=1∶1∶2。③一个晶胞的质量为 g, 一个晶胞的体积为(x×10-7cm)2× (y×10-7cm)=x2y×10-21 cm3,因此晶体的密度为 g·cm-3= g·cm-3。(共62张PPT)
综合核心素养测评卷(二)
[时间:90分钟 满分:100分]
高中化学 选择性必修2 物质结构与性质
一、 选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列关于Mg的基态原子的说法,正确的是(  )
①位于元素周期表s区 ②电子占据7个原子轨道
③有12种不同运动状态的电子 ④占据4个能级
⑤电子占据的能量最高能级符号是3s
⑥价层电子排布为 [Ar]3s2
A. ①③④⑥ B. ①②④⑤
C. ①③④⑤ D. ①②③⑥
C
【解析】 Mg的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2,由核外电子排布可知,Mg位于元素周期表中s区,①正确;镁的基态原子核外电子占据3个s轨道和3个p轨道,共6个轨道,②错误;镁的基态原子核外有12个电子,其运动状态各不相同,③正确;镁的基态原子核外电子占据3个能层,4种能级轨道,分别为1s、2s、2p和3s,④正确;镁的基态原子核外电子占据的最高能级为3s,⑤正确;镁基态原子的最外层电子为其价层电子,价层电子排布为3s2,⑥错误。综上,正确的为①③④⑤。
2. 离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂,其中的 EMIM+离子结构如图所示。下列关于 EMIM+的说法,
正确的是(  )
A. 该离子中碳原子的杂化类型均为 sp3
B. 该离子中存在类似苯中的大π键,5元
环上的5个原子共用5个电子
C. 该离子可与Cl-结合形成有 19 个σ键的离子化合物
D. 该离子的核磁共振氢谱共有11个峰
C
【解析】 该离子中的碳原子有4个σ键或3个σ键,则杂化类型为sp3、sp2,A错误;该离子中存在类似苯中的大π键,5元环上的5个原子中碳原子提供1个电子、氮原子提供2个电子,失去1个电子形成+1价阳离子,共用6个电子,B错误;该离子可与Cl-结合形成离子化合物,含11个C—H,1个C—C,2个C—N,5元环上有5个σ键,共有19个σ键,C正确;该离子共有6种不同环境的氢原子,核磁共振氢谱共有6个峰,D错误。
3. 下列选项中,肯定属于同族元素且性质相似的是(  )
A. 基态原子电子排布式:甲为1s22s2,乙为1s2
B. 结构示意图:甲为
,乙为
D
C. 甲原子基态时2p轨道上有1个未成对电子,乙原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
D. 甲原子基态时2p轨道上有一对成对电子,乙原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
【解析】 甲的电子排布式为1s22s2,为Be,位于第ⅡA族,乙的电子排布式为1s2,为He,位于0族,不同族,性质不同,A错误;根据结构示意图,甲原子序数10,为Ne,位于0族,乙原子序数11,为Na+,位于第ⅠA族,不同族,性质不同,B错误;甲可能为B或者F,乙可能为Al或者Cl,不一定在同一族,性质不一定相同,C错误;甲为O,乙为S,为同族元素,且性质相似,D正确。
4. 下列表述中,正确的是(  )
A. 钠原子发生1s22s22p63p1→1s22s22p63s1时,吸收能量,由激发态转化成基态
B. 第一电离能:Na<Mg<Al
C
C. Mn2+的结构示意图为
D. 基态O原子2p能级的电子轨道表示式为
【解析】 钠原子发生1s22s22p63p1→1s22s22p63s1时,放出能量,由激发态转化成基态,A错误;镁的3s轨道电子处于全充满稳定状态,则第一电离能:Na<Al<Mg,B错误;Mn2+的结构
示意图为
,C正确;基态C原子2p能级的电子轨道
表示式为
,D错误。
5. 下列说法中,错误的是(  )
A. 在氢原子的电子云图中,每个小黑点代表一个电子
B. 某基态原子3d能级中电子排布的情况可能为
A
C. 电子排布式为[Ar]3d54s2 的元素是过渡金属元素
D. 当碳原子的核外电子排布由 1s22s22p2 转变为 1s22s12p3 时,碳原子由基态变为激发态
【解析】 氢原子的电子云图中小黑点的意义不是表示电子个数,而是表示电子出现的概率,小黑点的疏密表示电子出现机会的多少,A错误;基态铁原子3d能级中电子排布的情况为
,B正确;电子结构为[Ar]3d54s2的元素是Mn,属于过渡金属元素,C正确;当碳原子的核外电子排布
由1s22s22p2转变为1s22s12p3时,碳原子由基态变为激发态,D正确。
6. A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,化合物BA3与ABC3相遇会产生白烟,D为短周期金属性最强的元
素,且四种元素的核外电子总数满足A+E=B+D。下列叙述
中,正确的是(  )
A. 简单离子半径:E>D>B>C
B. 化合物AEC为一元强酸
C. 电负性:C<B
D. C与其他四种元素均能形成两种及以上化合物
D
【解析】 A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,化合物BA3与ABC3相遇会产生白烟,则BA3为NH3,ABC3为HNO3,因此A为H,B为N,C为O;D为短周期金属性最强的元素,D为Na,根据四种元素的核外电子总数满足A+E=B+D,则E 的核外电子总数=7+11-1=17,E为Cl。一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,因此简单离子半径:E>B>C>D,A错误;化合物AEC为HClO,是一元弱酸,B错误;非金属性越强,电负性越大,则电负性:C>B,C错误;O与其他四种元素均能形成两种及以上化合物,如H2O、H2O2、NO、NO2、Na2O、Na2O2、ClO2、Cl2O7等,D正确。
7. 实验室常用铁氰化钾溶液来检验Fe2+,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-====KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)。下列关
于化学用语的表述,正确的是(  )
A. 中子数为20的K原子K
B. 基态C原子的电子轨道表示式:
D
C. Fe2+结构示意图:
D. N原子2p能级电子云轮廓图:
【解析】 原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数等于质子数与中子数的和,中子数为20的K原子质量数是39,用原子符号可表示为 K,A错误;原子核外电子总数尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这样的排布使原子能量最低,稳定,故基态O原子的电子轨道表示式为
,B错误;Fe2+是Fe原子失去最外层的
2个电子形成的,其结构示意图为
,C错误;N原子
2p能级电子云是哑铃形,其轮廓图为
,D正确。
8. 关于元素周期表,下列说法中错误的是(  )
A. 按照现有构造原理,理论上第八周期应有50种元素
B. 117号元素基态原子的未成对电子数为1,位于p轨道上
C. 前四周期基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的第ⅥB族
D. 114号元素是位于p区的金属元素,价层电子排布为7s27p4
D
【解析】 核外电子层依次为K、L、M、O、P、Q…,假设O能层中比5f能级能量更高为5x能级,有9个轨道,根据能量最低原理,第八周期需要填充8s、5x、6f、7d、8p,各能级容纳电子数目依次为2、18、14、10、6,填充电子总数为2+18+14+10+6=50,故第八周期容纳元素种类数为50,A正确;117号元素位于p区,价层电子排布为5f146d107s27p5,未成对电子数为1,位于p轨道上,B正确;前四周期元素即1~36号元素,未成对电子数最多的元素价层电子排布为3d54s1,共有6个未成对电子,该元素为铬,位于元素周期表的第四周期第ⅥB族,
C正确;114号元素位于第七周期第ⅣA族,是位于p区的金属元素,原子结构中有7个电子层,价层电子数为4,价层电子排布为7s27p2,D错误。
9. 工业上常用浓氨水来检验氯气管道是否漏气,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2====N2+6NH4Cl。下列说法中,正确的是
(  )
A. N的电负性比同周期的O、F都大
B. N最高能层上的电子数与Cl最高能级上的电子数之比为5∶7
C. 该反应中,NH3既作还原剂又起到碱的作用
D. NH4Cl中存在非极性共价键和离子键
C
【解析】 短周期元素中,从左到右,电负性逐渐增大,A错误;N的最高能层为L层,包括2s 、2p两个能级,共5个电子,Cl最高能级为3p,该能级有5个电子,二者电子数之比为1∶1,B错误;该反应中,一部分NH3被氧化生成N2,另外一部分NH3作为碱,生成NH4Cl,C正确;NH4Cl中存在极性共价键、离子键,不存在非极性共价键,D错误。
10. 硼氢化钠(NaBH4)是有机反应中常用的强还原剂,其在催化剂的作用下与水反应生成氢气的微观过程如图所示。下列说法
中,错误的是
(  )
A. B、BH3、B(OH中B的杂化方式有两种
B. 整个过程中出现了6种含硼微粒
C. NaBH4中含有离子键、共价键、配位键
D. 每产生1 mol H2转移2 mol电子
D
【解析】 B、B(OH中B的杂化方式为sp3杂化,BH3中B的杂化方式为sp2杂化,A正确; B、BH3、BH2(OH)、HB(OH)2 、B(OH)3、B(OH共6种,B正确;Na+与B之间通过离子键结合成NaBH4,B中有3个B—H为共价键,还有一个B—H为配位键,C正确;每产生1 mol H2转移2 mol电子,并没有说在哪一个过程,在BH3到H2B(OH)中, BH3+H2O—→H2B(OH) +H2,H2是BH3中是-1价H和H2O中+1价H结合生成,在这一过程中生成1 mol H2,则转移1 mol电子,D错误。
11. BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3,一定条件下(H2O)2·BF3可发生如图所示的转化,下列说法中,错误的是
(  )
A. (H2O)2·BF3在279.2 K熔化后所得物质中阴、阳离子的中心原子均为sp3杂化
B. (H2O)2·BF3与(H2O)2·BF3分子间存在着配位键和氢键
C. BF3是仅含极性共价键的非极性分子
D. 基态B原子核外电子的空间运动状态有3种
B
【解析】 H3O+的中心原子O采取sp3杂化,三条杂化轨道和H结合,另一条杂化轨道容纳了孤电子对,[BF3(OH)]-的中心原子B有四个价层电子对,故也采取sp3杂化,A正确;(H2O)2·BF3分子内存在着B和O间的配位键,分子间存在着水分子之间的氢键,分子间不存在配位键,B错误;BF3的中心原子B采取sp2杂化,且无孤电子对,分子的空间结构为平面三角形,结构对称,正负电荷中心重合,是非极性分子,C正确;基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,占据的原子轨道有3个,其核外电子的空间运动状态有3种,D正确。
12. 由EDTA制备食品铁强化剂Na[FeEDTA]的合成路线如图所示。下列说法中,正确的是
(  )
A. Na[FeEDTA]中的Fe的化合价为+2价 
B. 1 mol Na[FeEDTA]中含有6 mol配位键
C. [FeEDTA]-中碳原子的杂化类型为sp2
D. EDTA分子间可通过取代反应形成肽键
B
【解析】 根据化合物化合价代数和为0可判断,Na[FeEDTA]中的Fe的化合价为+3价,A错误;根据示意图可知,4个O和2个N与Fe形成配位键,则1 mol Na[FeEDTA]中含有6 mol配位键,B正确;[FeEDTA]-中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种,C错误;EDTA分子中N原子上没有氢原子,分子间不能通过取代反应形成肽键,D错误。
13. 某中德联合研究小组设计并制造了一种“水瓶”,用富勒烯(C60)的球形笼子作为“瓶体”(C60结构如图所示),一种磷酸盐作为“瓶盖”,恰好可将一个水分子“关”在里面。下列说
法中,错误的是(  )
A. Na3PO4为强电解质,其阴离子的VSEPR模型与
离子的空间结构不一致
B. 富勒烯(C60)结构中的碳原子均采用sp2杂化
C. 碳、氧、磷三种元素分别形成的简单氢化物中
H2O的沸点最高
D. 一定条件下,石墨转化为C60的反应为非氧化还原反应
A
【解析】 磷酸钠可以完全电离为强电解质,磷酸根离子中,P的价层电子对数为4+×(5+3-2×4)=4,且不存在孤电子对,VSEPR模型与离子的空间结构均为正四面体形,A错误;由结构可知,富勒烯中的每个碳原子均只与周围三个碳原子相连,每个碳原子都采取sp2杂化,B正确;碳、氧、磷三种元素分别形成的简单氢化物为CH4、PH3、H2O,H2O分子间存在氢键,导致H2O的沸点在三者中最高,C正确;石墨转化为C60的反应中,元素的化合价未发生变化,为非氧化还原反应,D正确。
14. 下列说法中,错误的是
甲 乙
丙 丁
(  )
A. 第三周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图甲所示,该元素为Mg
B. 元素周期表第ⅣA~第ⅦA中元素氢化物的沸点变化如图乙所示,a点代表HCl
C. 第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图丙所示,序号7对应的元素为Al
D. CO2在高温高压下形成的晶体,其晶胞如图丁所示,该晶体属于共价晶体
B
【解析】 由该元素的第一至第五电离能数据可知,该元素第一、二电离能较小,说明容易失去2个电子,即最外层有两个电子,已知该元素为第三周期的某主族元素,则该元素为Mg,A正确; a点所在曲线第二周期的氢化物沸点为100 ℃,即H2O,则a点代表H2S,B错误;一般情况,熔点:共价晶体>金属晶体>分子晶体,第三周期八种元素中,形成的单质只有硅为共价晶体,Si熔点最高,Na、Mg、Al为金属晶体,熔点:Na<Mg<Al,所以熔点第二高的为Al,即7代表的是Al,C正确;C、O原子之间通过共价键形成空间立体网状结构,故该晶体属于共价晶体,D正确。
15. 已知SiC的熔点为2 700 ℃,其晶胞
结构如图所示。下列说法中,错误的
是(  )
A. 晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化
B. 硅单质的熔点低于2 700 ℃
C. 距离硅原子最近的硅原子数为4
D. 若晶胞参数为a pm,则该晶体的密度为 g·cm-3
C
【解析】 SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子,而硅原子周围有4个碳原子,均采用sp3杂化,A正确;共价键的键长越短,键能越大,则熔、沸点越高,C—Si的键长比Si—Si的键长短,所以硅单质的熔点低于2 700 ℃,B正确;距离硅原子最近且距离相等的硅原子数为12,C错误;若晶胞参数为a pm,则该晶体的密度为 g·cm-3,D正确。
二、 非选择题(本大题共5小题,共55分)
16. (6分)已知R、T、W、X、Y、Z都是短周期元素,且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大。它们的性质和结构如表所示,请回答下列问题:
元素编号 元素性质或原子结构
R 原子价层电子排布为nsnnpn+1
T 基态原子核外3个能级上有电子,且各能级上的电子数相等
元素编号 元素性质或原子结构
W 原子电子层数与核外电子数相等
X 核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等
Y 元素的原子半径在该周期中最大(除稀有气体外)
Z 原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2
(1)Y原子的价层电子排布为__________,T、X、Z的电负性由大到小的顺序为__________(填化学符号)。
(2)WTR分子中的三个原子除W原子外均为8电子结构,根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的类型有__________。
(3)常温下,RW3是一种有刺激性气味、易液化的气体。RW3
极易溶于水的原因是__________________________。
(4)将过量的RW3气体通入盛有硫酸铜溶液的试管里,发生的现象为________________________________________________。
3s1
O>C>Si
σ键和π键
NH3与H2O之间易形成氢键
先产生蓝色沉淀,后沉淀消失,变成深蓝色的透明溶液
【解析】 R原子的价层电子排布为nsnnpn+1,即2s22p3,则R为N;T基态原子核外3个能级上有电子,且各能级上的电子数相等,则T的核外电子排布式为1s22s22p2,则T为C;W原子电子层数与核外电子数相等,则W为H;X核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则X的核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,Y元素的原子半径在该周期中最大(除稀有气体外),且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大,则Y为Na;因此X是O而不是Mg;Z原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2,则Z为Ne或Si,又因为W、X、Y、Z的核电荷数依次增大,则Z为Si。综上,R、T、W、X、Y、Z分别为N、C、H、O、Na、Si。
17. (10分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B 原子核外电子s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E3+离子核外有3 层电子且 M层3d轨道电子半满。请回答下列问题:
(1)A元素位于周期表____区,B的空间结构为__________,中心B原子的杂化方式为__________。
(2)第一电离能C>D的原因是_____________________________ ______________________________。
s
平面三角形
sp2
N原子最外层为2s22p3,p轨道半满,更稳定,第一电离能更大
(3)下列表述中,能证明D元素比氟元素电负性弱这一事实的是__________(填字母)。
A. 常温下氟气的颜色比D单质的颜色深 B. 氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D单质
C. 氟与D形成的化合物中D元素呈正价态 D. 比较两元素单质与氢气化合时得电子的数目
BC
(4)黄血盐是一种配合物,其化学式为K4[E(CN)6]·3H2O,黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物,该反应的化学方程式为__________________________________________________ ___________________________。
K4[Fe(CN)6]·3H2O+6H2SO4+3H2O2K2SO4+FeSO4+3(NH4)2SO4+6CO↑
(5)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2分子中含有σ键的数目为__________;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N==C==S)的沸点,其原因是_____________________________ __________________________。
5NA
异硫氰酸分子中N原子连接有H原子,分子间能形成氢键
【解析】 A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等,则A为H,位于元素周期表s区;B原子核外电子s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,则B为C;D原子L层上有2对成对电子,则D原子电子排布式为1s22s22p4,所以D为O,C为N;E3+离子核外有3层电子且M层3d轨道电子半满,则E核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d64s2, E为26号元素Fe。
18. (11分)Ⅰ.有下列分子或离子:BF3、H2O、N、SO2、HCHO、PCl3、CO2。
(1)粒子的空间结构为直线形的为__________。
(2)粒子的空间结构为V形的为____________。
(3)粒子的空间结构为平面三角形的为_____________。
(4)粒子的空间结构为三角锥形的为__________。
(5)粒子的空间结构为正四面体形的为__________。
CO2
H2O、SO2
BF3、HCHO
PCl3
N
Ⅱ.有下列分子:①H2;②CO2;③H2O2;④HCN。分子中只有σ键的是__________(填序号,下同),分子中含有π键的是__________,分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的
是__________,分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键
的是__________,分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是__________,分子中既含有极性
键又含有非极性键的是__________。
①③
②④


③④

【解析】 Ⅰ.根据价层电子对互斥理论可知,BF3、N、HCHO、CO2的中心原子没有孤电子对;水中氧原子有2个孤电子对,SO2中硫原子有1个孤电子对;PCl3中的磷原子有1个孤电子对,所以BF3、HCHO的空间结构是平面三角形;H2O、SO2的空间结构是V形;N的空间结构是正四面体形;PCl3的空间结构是三角锥形;CO2的空间结构是直线形。Ⅱ.分子中只有σ键,说明分子中只含有单键,则①③符合;②④中分别含有C==O、C≡N,则含有π键;分子中所有原子都满足最外层为
8个电子结构,应排除氢化物,题中②符合;分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键,只有①,即氢气符合;分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键,则应含有H原子与其他原子形成的共价键,③④符合;H2O2中含O—H极性键和O—O非极性键。
19. (13分)(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是__________、__________。
(3)H2S的VSEPR模型为__________,其分子的空间结构为__________;结合等电子体的知识判断:离子的空间结构为__________。
sp
sp3
sp3
sp3
四面体形
V形
直线形
(4)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间结构是___________,中心原子的杂化形式为__________。LiAlH4中存在__________(填字母)。
A. 离子键 B. σ键
C. π键 D. 氢键
正四面体形
sp3
AB
【解析】 (1)对于CO2,根据VSEPR理论,其价层电子对数=2+=2,且不含孤电子对,根据杂化轨道理论,C的杂化方式为sp杂化;CH3OH分子中,C形成4个σ键,所以C的杂化方式为sp3杂化。(2)每个N原子形成的共价键有2个N—H键、1个N—C键,且还含有1个孤电子对;每个C原子形成的共价键有2个C—H键、1个C—N键、1个C—C键,所以N、C原子价层电子对数都是4,根据价层电子对互斥理论可判断出N、C原子杂化类型分别为sp3、sp3。(3)H2S中,中心原子S的价层电子对
数=2+=2+2=4,且含有2个孤电子对,则VSEPR模型为四面体形,中心原子S的杂化方式为sp3;在VSEPR模型基础上忽略孤电子对可得分子的空间结构为V形;与CO2互为等电子体,二者价键结构相似,空间结构相同,CO2为直线形,则为直线形。(4)LiAlH4的阴离子Al中,中心原子Al的价层电子对数=4+=4,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断其空间结构为正四面体形,中心原子杂化方式为sp3杂化;LiAlH4中,阴、阳离子之间存在离子键、Al和H原子之间存在极性共价单键、配位键,所以含有的化学键为离子键、σ键、配位键。
20. (15分)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。请回答下列问题:
Ⅰ      Ⅱ
Ⅲ     Ⅳ
(1)基态硫原子的价层电子排布为__________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低的顺序为________________。
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第__________周期第ⅡB族。
3s23p4
H2O>H2S>CH4

(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法中,正确的是__________(填字母)。
A. 在Ⅰ中,S原子采取sp3杂化
B. 在Ⅱ中,S的电负性最大
C. 在Ⅲ中,C—C—C的键角是180°
D. Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
AD
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是__________。
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞结构如图甲所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
化合物Ⅲ
①图乙为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是________________________ _______________________________________。
②图丙为X的晶胞结构,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为__________;该晶胞中粒子个数之比N(Hg)∶N(Ge)∶N(Sb)= __________。
③设X的最简式的相对分子质量为Mr, 则X晶体的密度为
____________g·cm-3(只列式,不计算)。
由图丙可知,图乙中Sb、Hg原子取代位置除图乙外还有其他形式
4
1∶1∶2
【解析】 (1)硫的原子序数为16,其原子核外有三个电子层,
最外层电子数为6,因此基态硫原子的价层电子排布为3s23p4。(2)H2S、CH4和H2O都是分子晶体,其中H2O分子间存在氢键,因此H2O的沸点最高;而H2S和CH4中,由于H2S的相对分子质量大于CH4, 则H2S分子间的范德华力大于CH4分子间的范德华力,因此沸点H2S>CH4;故三者的沸点大小关系:H2O>H2S>CH4。(3)第六周期零族元素的原子序数为86,因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅡB族。
(4)化合物Ⅰ中硫原子的价层电子对数为4, 因此化合物Ⅰ中硫原子采用sp3杂化,A正确;化合物Ⅱ中所含元素为H、C、O、S、Hg,同周期元素,核电荷数越大,电负性越大,同主族元素,核电荷数越大,电负性越小,因此五种元素中,电负性最大的为O,B错误;化合物Ⅲ中,碳元素都以单键的形式连接,构成四面体结构,因此C—C—C的键角为109°28',C错误;化合物Ⅲ是一种钠盐,存在离子键,同时C、H和C、S之间存在共价键,D正确;化合物Ⅳ中硫氧元素之间形成S—O、S==O
两种化学键,二者的键能不同,E错误。(5)化合物Ⅰ中存在氢
键,可溶于水,化合物Ⅲ是一种钠盐,可溶于水;由于化合物Ⅲ溶于水后电离产生的阴离子中三个氧原子都能形成氢键,因此等物质的量的两种物质溶于水后,化合物Ⅲ的氢键更多,因此化合物Ⅲ更易溶于水。(6)① 对比图乙和图丙可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同,不符合晶胞是晶体最小重复单元的要求,因此不属于晶胞结构。②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近
的Sb的数目为2,右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近,因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb原子的个数为4;该晶胞中Sb原子均位于晶胞内,因此1个晶胞中含有Sb原子的个数为8;Ge原子位于晶胞顶点、面心和体心,因此一个晶胞中含有Ge原子的个数为4;Hg原子位于棱边、面心,因此一个晶胞中含有Hg原子的个数为4。因此该晶胞中粒子个数之比N(Hg)∶
N(Ge)∶N(Sb)=1∶1∶2。③一个晶胞的质量为 g, 一个晶胞的体积为(x×10-7cm)2× (y×10-7cm)=x2y×10-21 cm3,因此晶体的密度为 g·cm-3= g·cm-3。

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