2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2 模块综合测试卷

选择性必修2 模块综合测试卷（二） (满分：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．下列说法不正确的是(　　) A．俄国化学家门捷列夫于1869年发表了第一张元素周期表 B．现代化学常利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素种类 C．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键相结合的 D．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是测定熔、沸点 2．下列化学用语的表达正确的是(　　) A．氨分子的电子式： B．铍原子最外层电子的电子云图： C．价电子排布式为2s22p2和3s23p5的两原子能形成共价化合物 D．基态铜原子的价电子轨道表示式： 3．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是(　　) A．12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA B．1 mol NaHSO4熔融态时含有2NA个离子 C．含32 g硫原子的CS2分子中含有的σ键数目为2NA D．10 g D2O中含有的质子数、电子数、中子数均为5NA 4．下列说法正确的是(　　) A．氢原子的电子云图中小黑点的疏密程度表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小 B．最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表第2列 C．处于最低能量的原子叫做基态原子，1s22s22p→1s22s22p该过程属于电子跃迁 D．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于元素周期表中的第4周期Ⅷ族，属于ds区 5．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是(　　) A．3s23p3 B．4s24p1 C．4s2 D．3s23p5 6.如图表示周期表中的几种短周期元素，下列说法错误的是(　　) A．C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为C>D B．A、B、C第一电离能的大小顺序为C>B>A C．AD3和ED4两分子的中心原子均为sp3杂化 D．ED4分子中各原子均达8电子稳定结构 7．(2022·广东月考)下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物的是(　　) ①CaC2　②N2H4　③Na2S2　④NH4NO3 A．③④ B．①③ C．②④ D．①③④ 8．近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe、Sm、As、F、O组成的化合物。下列说法正确的是(　　) A．元素As与N同族可预测AsH3分子中As—H键的键角小于NH3中N—H键的键角 B．Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子 C．配合物Fe(CO)n，可用作催化剂，Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝4 D．冰中每个H2O分子最多可与两个H2O分子形成两个氢键 9．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如表。下列说法不正确的是(　　) 元素 相关信息 X X的基态原子L层电子数是K层的2倍 Y Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2 Z Z存在质量数为23、中子数为12的核素 W W有多种化合价，其在溶液中生成的白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 A.W是Fe元素 B．X的电负性比Y的大 C．Z2Y2中阴离子和阳离子个数比为1∶2 D．XY2是一种直线形分子 10．毒奶粉事件震惊全国，主要是由于奶粉中含有毒的伪蛋白——三聚氰胺，其结构简式为，下列关于三聚氰胺的说法正确的是(　　) A．所有碳原子均采取sp2杂化，所有氮原子均采取sp3杂化 B．一个分子中共含有15个σ键 C．它属于极性分子，故极易溶于水 D．它的微粒之间以金属键结合 11．下列叙述正确的是(　　) A．CS2为角形的极性分子，形成分子晶体 B．ClO的空间结构为平面三角形 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分子呈正四面体形，SO呈三角锥形 12.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是(　　) A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含14个K＋和13个O B.体中每个K＋周围距离最近且等距的O有8个，每个O周围距离最近且等距的K＋有8个 C．晶体中与每个K＋距离最近且等距的K＋有8个 D．晶体中0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1 13．下列有关说法正确的是(　　) A．电负性：F>N>O B．离子半径由大到小的顺序：H＋>Li＋>H－ C．键角：BeCl2>NCl3>CCl4 D．晶格能：Al2O3>MgO>NaCl 14．如图是Na、Cu、Si、H、C(金刚石)、N元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d单质均是热和电的良导体。下列判断不正确的是(　　) A．e、f单质熔化时破坏的是共价键 B．d单质对应元素的基态原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p2 C．b单质对应元素形成的最高价含氧酸易与水分子之间形成氢键 D．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2个σ键，2个π键 15．(2021·泰安高二期末)目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。镍能形成多种不同的化合物，图1是镍的一种配合物的结构，图2是一种镍的氧化物的晶胞。下列说法正确的是(　　) A．图1中元素C、N、O的第一电离能大小顺序为C＞N＞O B．图1分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键 C．图2镍的氧化物表示的是NiO D．图2中距镍原子最近的镍原子有8个 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16．(10分)物质的结构与性质之间有密切的关系。请回答下列问题： (1)配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于________晶体；镍原子和碳原子之间存在________键。 (2)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有________(填序号)，CS2分子的空间结构是________。 (4)比较的沸点并说明理由：__________________________。 (5)2018年南京理工大学胡炳成团队合成全国首个全氮阴离子，全氮阴离子的盐AgN5的晶体结构中：N采取面心立方最密堆积，Ag＋填在正四面体空隙中，从晶胞上方俯视的投影图如图所示。每个晶胞中含有的N的数目是_____，Ag＋与N最近的距离是________(用a表示)。 17．(10分)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，工业上将TiO2与焦炭混合，通入Cl2高温下制得TiCl4；再将TiCl4提纯后，在氩气保护下与镁高温反应制得Ti。其反应如下： ①TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO； ②TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2。 回答下列问题： (1)Ti原子的价电子排布式为________________________________________________。 (2)写出与CO互为等电子体的分子：_______________________________________________。 (3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37 ℃，沸点为136 ℃；TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾，同时产生H2TiO3固体。 ①TiCl4为________(填“离子”或“共价”)化合物。 ②TiCl4分子为正四面体形，则Ti原子的杂化轨道类型为________杂化。 ③TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 ④TiO2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是________(填操作名称)。 (4)配离子[TiCl(H2O)5]2＋的中心离子化合价为______价，中心离子配位数为________。 18．(10分)黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题： (1)CuFeS2中存在的化学键类型是________。下列基态原子或离子的价电子轨道表示式正确的是________(填字母)。 A． B． C． D. (2)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。 ①X分子的空间结构是________，中心原子杂化类型为________，属于________(填“极性”或“非极性”)分子。 ②X的沸点比水低的主要原因是_______________________________________________。 (3)CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2中心原子的价电子对数为______，共价键的类型有______。 (4)四方晶系CuFeS2晶胞的结构如图所示。 ①Cu＋的配位数为____________，S2－的配位数为____________。 ②已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA为阿伏加德罗常数的值，CuFeS2晶体的密度为________________________g·cm－3(列出计算式)。 19．(13分)某杂志报道了一实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍元素的新型化合物材料CaK(Fe1－xNix)4As4，该新型化合物材料呈现出被称为刺猬自旋新磁态。该研究成果有助于更好地理解磁性与非常规超导性之间的联系。回答下列问题： (1)基态镍原子的电子排布式为[Ar]________；上述材料中所含元素的基态原子中，未成对电子数最多的是________(填元素符号，下同)。 (2)铁原子及其离子易形成配离子或配合物，如[Fe(CN)6]3－、[Fe(CN)6]4－、Fe(CO)5，这些配离子或配合物所包括的非金属元素中第一电离能最大的是______。 (3)K3AsO3可用于碘的微量分析。 ①K＋的焰色试验呈紫色，金属元素能产生焰色的微观原因为______________________ ________________________________________________________________________。 ②AsO的空间结构为________，写出一种与其互为等电子体的分子：________(填化学式)。 (4)Ni与Ca处于同一周期，且原子核外最外层电子数相同，但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高，其原因为_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)①金属镍的原子堆积方式如图1所示，则金属镍的晶胞俯视图为________(填字母)。 ②某砷镍合金的晶胞如图2所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ＝____________ g·cm－3。 20．(12分)磷和砷的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： (1)红磷是巨型共价分子，无定型结构，下列方法能证明红磷是非晶体的是________(填字母)。 A．质谱法 B．原子发射光谱法 C．核磁共振谱法 D．X射线衍射法 (2)第一电离能介于Al、P之间的第3周期元素有________种；GaCl3分子中中心原子的杂化方式为______________________。 (3)基态As原子的核外电子排布式为________，As原子的逐级电离能(单位：kJ·mol－1)数据如下表： 第一电离能 第二电离能 第三电离能 第四电离能 第五电离能 第六电离能 947.0 1 798 2 735 4 837 6 043 12 310 为什么第五电离能与第六电离能相差较大？_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)黑磷是新型二维半导体材料，具有片层结构(如图所示)，P原子的杂化方式为________，层与层之间的相互作用为__________。 (5)GaAs的熔点为1 238 ℃，且熔融状态不导电，其晶胞结构如图所示，该晶体的类型为__________。每个As原子周围最近的As原子数目为________，一个GaAs晶胞中Ga的配位数为________。 (6)已知GaAs的密度为d g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则晶胞中最近的As和Ga原子核间距为__________________nm(列式表示)。 选择性必修2 模块综合测试卷（二） (满分：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．下列说法不正确的是(　　) A．俄国化学家门捷列夫于1869年发表了第一张元素周期表 B．现代化学常利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素种类 C．DNA双螺旋的两个螺旋链是通过氢键相结合的 D．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是测定熔、沸点 答案　D 解析　第一张元素周期表由俄国化学家门捷列夫于1869年发表，故A正确；用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素种类，故B正确；N元素的电负性较大，DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的，故C正确；晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否按一定规律做周期性重复排列，X射线衍射可以看到微观结构，故区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验，故D错误。 2．下列化学用语的表达正确的是(　　) A．氨分子的电子式： B．铍原子最外层电子的电子云图： C．价电子排布式为2s22p2和3s23p5的两原子能形成共价化合物 D．基态铜原子的价电子轨道表示式： 答案　C 解析　铍原子最外层2s轨道有电子，电子云图为球形，故B不正确；价电子排布式为2s22p2和3s23p5的原子分别为C、Cl，两原子能形成CCl4等共价化合物，故C正确；基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，价电子轨道表示式为，故D不正确。 3．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是(　　) A．12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA B．1 mol NaHSO4熔融态时含有2NA个离子 C．含32 g硫原子的CS2分子中含有的σ键数目为2NA D．10 g D2O中含有的质子数、电子数、中子数均为5NA 答案　C 解析　石墨中一个碳原子被3个环共有，一个六元环真正占有的碳原子个数为6×＝2,12 g石墨烯中含有的碳原子为＝1 mol，所以12 g石墨烯中含有六元环的个数为0.5NA，A正确；硫酸氢钠熔融状态下电离产生钠离子、硫酸氢根离子，故1 mol NaHSO4熔融态时含有2NA个离子，B正确；1个CS2分子中含有2个σ键，含32 g硫原子的CS2分子，其物质的量为0.5 mol，含有的σ键数目为NA，故C错误；10 g D2O的物质的量为＝0.5 mol，含有的质子数、电子数、中子数均为5NA，故D正确。 4．下列说法正确的是(　　) A．氢原子的电子云图中小黑点的疏密程度表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小 B．最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表第2列 C．处于最低能量的原子叫做基态原子，1s22s22p→1s22s22p该过程属于电子跃迁 D．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于元素周期表中的第4周期Ⅷ族，属于ds区 答案　A 解析　核外电子的运动没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现概率的大小，A正确；最外层电子数为ns2的主族元素都在元素周期表第2列，He元素、Ⅷ族元素和副族元素也有ns2的情况，比如Zn，其核外电子排布式为[Ar]3d104s2，B错误；2px和2py的轨道能量一样，电子在这两个轨道之间变迁，不属于电子跃迁，也不会放出能量，C错误；该元素为26号元素Fe，位于第4周期Ⅷ族，属于d区，ds区仅包含ⅠB族、ⅡB族元素，D错误。 5．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是(　　) A．3s23p3 B．4s24p1 C．4s2 D．3s23p5 答案　C 解析　A项，由3s23p3可确定该元素为第3周期ⅤA族的磷元素；B项为第4周期ⅢA族的镓元素；C项若其价电子排布式为4s2时，则为第4周期ⅡA族的钙元素；若其价电子排布式为3d1～104s2时，则为过渡元素；D项为第3周期ⅦA族的氯元素。 6.如图表示周期表中的几种短周期元素，下列说法错误的是(　　) A．C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为C>D B．A、B、C第一电离能的大小顺序为C>B>A C．AD3和ED4两分子的中心原子均为sp3杂化 D．ED4分子中各原子均达8电子稳定结构 答案　B 解析　由元素在周期中位置，可知A为N、B为O、C为F、E为Si、D为Cl。非金属性：F>Cl，故氢化物稳定性：HF>HCl，HF分子之间存在氢键，沸点高于HCl，故A正确；同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，处于半充满的稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻其他元素，故第一电离能：F>N>O，故B错误；NCl3中N原子价电子对数为4，SiCl4分子的Si原子价电子对数为4，二者中心原子均为sp3杂化，故C正确；SiCl4分子中Si、Cl的化合价绝对值与其原子最外层电子数之和都等于8，均达8电子稳定结构，故D正确。 7．(2022·广东月考)下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物的是(　　) ①CaC2　②N2H4　③Na2S2　④NH4NO3 A．③④ B．①③ C．②④ D．①③④ 答案　B 解析　①CaC2是由Ca2＋和C构成的，C中含有非极性共价键；②N2H4中含N—H键(极性键)和N—N键(非极性键)，属于共价化合物；③Na2S2是由Na＋和S构成的，S中含有非极性共价键；④NH4NO3中含离子键和极性共价键。 8．近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe、Sm、As、F、O组成的化合物。下列说法正确的是(　　) A．元素As与N同族可预测AsH3分子中As—H键的键角小于NH3中N—H键的键角 B．Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子 C．配合物Fe(CO)n，可用作催化剂，Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝4 D．冰中每个H2O分子最多可与两个H2O分子形成两个氢键 答案　A 解析　元素As与N同族，N的电负性大于As，成键电子偏向N原子，两个N—H键间的排斥力更大，NH3中键角更大，因此AsH3分子中As—H键的键角小于NH3中N—H键的键角，A正确；Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子，B错误；Fe的价层电子排布为3d64s2，价电子数为8，一个配体CO提供2个电子，Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，因此8＋2×n＝18，则n＝5，C错误；冰中每个H2O分子与周围四个水分子形成氢键，为四面体形结构，即一个水分子可以形成四个氢键，D错误。 9．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如表。下列说法不正确的是(　　) 元素 相关信息 X X的基态原子L层电子数是K层的2倍 Y Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2 Z Z存在质量数为23、中子数为12的核素 W W有多种化合价，其在溶液中生成的白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 A.W是Fe元素 B．X的电负性比Y的大 C．Z2Y2中阴离子和阳离子个数比为1∶2 D．XY2是一种直线形分子 答案　B 解析　X的基态原子L层电子数是K层的2倍，则L层电子数为4，X为C元素；Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，n只能为2，所以电子排布式为1s22s22p4，Y为O元素；质量数为23，中子数为12，所以该核素的质子数为11，Z为Na元素；在溶液中生成的W的白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则W为Fe元素。由上述分析可知，W为Fe元素，A正确；非金属性O强于C，所以X的电负性比Y的小，B不正确；Z2Y2为Na2O2，其中阴离子为过氧根离子，阳离子为钠离子，二者个数比为1∶2，C正确；XY2的结构式为O==C==O，空间结构为直线形，故D正确。 10．毒奶粉事件震惊全国，主要是由于奶粉中含有毒的伪蛋白——三聚氰胺，其结构简式为，下列关于三聚氰胺的说法正确的是(　　) A．所有碳原子均采取sp2杂化，所有氮原子均采取sp3杂化 B．一个分子中共含有15个σ键 C．它属于极性分子，故极易溶于水 D．它的微粒之间以金属键结合 答案　B 解析　从三聚氰胺的结构简式可知，所有碳原子均采取sp2杂化，—NH2上氮原子采取sp3杂化，环上氮原子采取sp2杂化，并不是所有氮原子均采取sp3杂化，A错误；一个分子中含σ键数为6个(环上)＋9个()＝15个，B正确；由于分子结构对称，故为非极性分子，但—NH2能与H2O形成氢键，故能溶于水，C错误。 11．下列叙述正确的是(　　) A．CS2为角形的极性分子，形成分子晶体 B．ClO的空间结构为平面三角形 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分子呈正四面体形，SO呈三角锥形 答案　D 解析　CS2和CO2结构相似，为直线形非极性分子，在固态时形成分子晶体，A错误；ClO的中心原子的价电子对数为3＋×(7＋1－3×2)＝3＋1＝4，空间结构为三角锥形，B错误；氯化硼(BCl3)的熔点为－107 ℃，氯化硼为分子晶体，液态和固态时只存在分子，不存在离子，所以均不能导电，C错误；SiF4和SO的中心原子的价电子对数均为4，所以中心原子均为sp3杂化，SiF4中中心Si原子没有孤电子对，所以分子空间结构呈正四面体形，SO中中心S原子有1对孤电子对，所以空间结构呈三角锥形，D正确。 12.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是(　　) A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含14个K＋和13个O B.体中每个K＋周围距离最近且等距的O有8个，每个O周围距离最近且等距的K＋有8个 C．晶体中与每个K＋距离最近且等距的K＋有8个 D．晶体中0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1 答案　D 解析　K＋在顶点和面心，O在棱的中点和体心，故每个晶胞含K＋数为8×＋6×＝4，含O数为12×＋1＝4，化学式为KO2；晶体中每个K＋周围距离最近且等距的O有6个，每个O周围距离最近且等距的K＋有6个；晶体中与每个K＋距离最近且等距的K＋有12个；在O中O的平均价态为－，则0价与－2价氧原子数目之比为3∶1。 13．下列有关说法正确的是(　　) A．电负性：F>N>O B．离子半径由大到小的顺序：H＋>Li＋>H－ C．键角：BeCl2>NCl3>CCl4 D．晶格能：Al2O3>MgO>NaCl 答案　D 解析　A项，电负性：F>O>N；B项，离子半径：H－>Li＋>H＋；C项，键角：BeCl2>CCl4>NCl3。 14．如图是Na、Cu、Si、H、C(金刚石)、N元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d单质均是热和电的良导体。下列判断不正确的是(　　) A．e、f单质熔化时破坏的是共价键 B．d单质对应元素的基态原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p2 C．b单质对应元素形成的最高价含氧酸易与水分子之间形成氢键 D．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2个σ键，2个π键 答案　B 解析　Na、Cu、Si、H、C、N元素单质中，Na、Cu为金属晶体，二者均是热和电的良导体，金刚石、Si的单质为共价晶体，且金刚石的熔点大于晶体Si的熔点，H、N对应的单质为分子晶体，其中氢气的熔点最低，由图和已知信息可知a为H2，b为N2，c为Na，d为Cu，e为Si，f为金刚石。单质硅和金刚石均为共价晶体，熔化时破坏的是共价键，故A正确；基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故B不正确；N元素形成的最高价含氧酸为HNO3，其中含有O—H键，易与水分子之间形成氢键，故C正确；H、N、C元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子为HCN，结构式为H—C≡N，每个分子中含2个σ键，2个π键，故D正确。 15．(2021·泰安高二期末)目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。镍能形成多种不同的化合物，图1是镍的一种配合物的结构，图2是一种镍的氧化物的晶胞。下列说法正确的是(　　) A．图1中元素C、N、O的第一电离能大小顺序为C＞N＞O B．图1分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键 C．图2镍的氧化物表示的是NiO D．图2中距镍原子最近的镍原子有8个 答案　C 解析　同周期主族元素，随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但ⅡA族和ⅤA族元素反常，所以图1中元素C、N、O的第一电离能大小顺序为N＞O＞C，故A错误；根据图1分析，N和Ni形成配位键，C—C键、C—H键、N==C键、N—O键、O—H键均为共价键，H—O…O为氢键，所以图1分子中存在共价键、配位键、氢键，但是氢键不属于化学键，故B错误；图2中，1个晶胞中含有黑球数目为1＋12×＝4，含有白球数目为8×＋6×＝4，所以图2的镍的氧化物表示的是NiO，故C正确；根据图2，假设白球为Ni时，其周围与之最近的Ni原子有12个，假设黑球为Ni时，其周围与之最近的Ni原子也有12个，故D错误。 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16．(10分)物质的结构与性质之间有密切的关系。请回答下列问题： (1)配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于________晶体；镍原子和碳原子之间存在________键。 (2)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有________(填序号)，CS2分子的空间结构是________。 (4)比较的沸点并说明理由：__________________________。 (5)2018年南京理工大学胡炳成团队合成全国首个全氮阴离子，全氮阴离子的盐AgN5的晶体结构中：N采取面心立方最密堆积，Ag＋填在正四面体空隙中，从晶胞上方俯视的投影图如图所示。每个晶胞中含有的N的数目是_____，Ag＋与N最近的距离是________(用a表示)。 答案　(1)分子　配位 (2)非极性 (3)①③　直线形 (4)沸点：，因为易形成分子内氢键，易形成分子间氢键，所以沸点更高 (5)4　a 解析　(1)根据Ni(CO)4的物理性质，可判断其固态时是分子晶体。镍原子提供空轨道，碳原子提供孤电子对，形成配位键。 (2)CCl4、CS2均为非极性分子，根据相似相溶原理可知，CrO2Cl2为非极性分子。 (3)若C都成单键为sp3杂化，形成一个双键则为sp2杂化，形成一个三键或两个双键则为sp杂化。 (5)由题图计算每个晶胞中含有的N的数目为8×＋6×＝4；根据俯视投影图可知，晶胞中的Ag＋与N最近的距离为体对角线长的，即d＝×2a＝a。 17．(10分)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，工业上将TiO2与焦炭混合，通入Cl2高温下制得TiCl4；再将TiCl4提纯后，在氩气保护下与镁高温反应制得Ti。其反应如下： ①TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO； ②TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2。 回答下列问题： (1)Ti原子的价电子排布式为________________________________________________。 (2)写出与CO互为等电子体的分子：_______________________________________________。 (3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37 ℃，沸点为136 ℃；TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾，同时产生H2TiO3固体。 ①TiCl4为________(填“离子”或“共价”)化合物。 ②TiCl4分子为正四面体形，则Ti原子的杂化轨道类型为________杂化。 ③TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 ④TiO2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是________(填操作名称)。 (4)配离子[TiCl(H2O)5]2＋的中心离子化合价为______价，中心离子配位数为________。 答案　(1)3d24s2　(2)N2　(3)①共价　②sp3 ③TiCl4＋3H2O===H2TiO3↓＋4HCl　④蒸馏 (4)＋3　6 解析　(1)Ti的原子序数为22，位于周期表中的第4周期ⅣB族，其电子排布式可简写为[Ar]3d24s2，价电子排布式为3d24s2。(2)等电子体中原子数和价电子数都相同，则N2、CO的原子总数都是2，价电子总数都是10，则互为等电子体。(3)①已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37 ℃，沸点为136 ℃，由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子。②TiCl4分子为正四面体形，Ti原子和Cl原子形成4个σ键，所以Ti原子为sp3杂化。③TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾说明生成HCl，同时产生H2TiO3固体，所以其反应的化学方程式为TiCl4＋3H2O===H2TiO3↓＋4HCl。(4)配离子[TiCl(H2O)5]2＋的中心离子所带的电荷数为3，故中心离子为Ti3＋，Cl－、H2O含有孤电子对是配体，配位数是6。 18．(10分)黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题： (1)CuFeS2中存在的化学键类型是________。下列基态原子或离子的价电子轨道表示式正确的是________(填字母)。 A． B． C． D. (2)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。 ①X分子的空间结构是________，中心原子杂化类型为________，属于________(填“极性”或“非极性”)分子。 ②X的沸点比水低的主要原因是_______________________________________________。 (3)CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2中心原子的价电子对数为______，共价键的类型有______。 (4)四方晶系CuFeS2晶胞的结构如图所示。 ①Cu＋的配位数为____________，S2－的配位数为____________。 ②已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA为阿伏加德罗常数的值，CuFeS2晶体的密度为________________________g·cm－3(列出计算式)。 答案　(1)离子键　CD　(2)①角形 sp3　极性　②水分子间存在氢键 (3)3　σ键和π键 (4)①4　4 ② 解析　(2)臭鸡蛋气味的气体X为H2S。①H2S分子中S有两对孤电子对，空间结构为角形，为极性分子。S的杂化轨道数为4，杂化类型为sp3。②H2O分子间存在氢键，因此H2S的沸点比水的低。(3)SO2中中心S原子的成键电子对数为2，孤电子对数为1，故价电子对数为3，SO2中共价键的类型有σ键、π键。(4)①根据题给晶胞图可知，1个Cu＋周围有4个S2－，Cu＋的配位数为4,1个S2－周围有2个Fe3＋、2个Cu＋，配位数为4。②该晶胞中Cu的个数为6×＋4×＝4，Fe的个数为8×＋4×＋1＝4，S的个数为8，即含有4个CuFeS2，该晶胞的质量为×4 g，该晶胞体积为0.524×10－7cm×0.524×10－7cm×1.032×10－7cm，故晶体的密度为＝ g·cm－3。 19．(13分)某杂志报道了一实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍元素的新型化合物材料CaK(Fe1－xNix)4As4，该新型化合物材料呈现出被称为刺猬自旋新磁态。该研究成果有助于更好地理解磁性与非常规超导性之间的联系。回答下列问题： (1)基态镍原子的电子排布式为[Ar]________；上述材料中所含元素的基态原子中，未成对电子数最多的是________(填元素符号，下同)。 (2)铁原子及其离子易形成配离子或配合物，如[Fe(CN)6]3－、[Fe(CN)6]4－、Fe(CO)5，这些配离子或配合物所包括的非金属元素中第一电离能最大的是______。 (3)K3AsO3可用于碘的微量分析。 ①K＋的焰色试验呈紫色，金属元素能产生焰色的微观原因为______________________ ________________________________________________________________________。 ②AsO的空间结构为________，写出一种与其互为等电子体的分子：________(填化学式)。 (4)Ni与Ca处于同一周期，且原子核外最外层电子数相同，但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高，其原因为_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)①金属镍的原子堆积方式如图1所示，则金属镍的晶胞俯视图为________(填字母)。 ②某砷镍合金的晶胞如图2所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ＝____________ g·cm－3。 答案　(1)3d84s2　Fe　(2)N　(3)①电子从处于较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量　②三角锥形　PCl3(合理即可)　(4)Ni的原子半径较小，价电子数目较多，金属键较强　(5)①C　② 解析　(1)基态镍原子的电子排布式为[Ar]3d84s2；题述材料中所含元素有K、Ca、Ni、Fe、As，这些元素的基态原子中，未成对电子数分别是1、0、2、4、3，未成对电子数最多的是Fe。 (2)题述配离子和配合物中含有C、N、O 3种非金属元素，同一周期主族元素从左到右第一电离能呈增大的趋势，但N原子的2p能级处于半充满状态，较稳定，第一电离能反常，所以C、N、O这三种元素第一电离能最大的是N元素。 (3)②根据VSEPR理论，AsO中中心原子的价电子对数为3＋＝4，所以AsO的空间结构为三角锥形；与AsO互为等电子体的分子有PCl3、PBr3、NF3、NCl3等。 (5)①根据图1，由金属Ni的堆积方式可知金属镍的晶胞俯视图为C。②由晶胞结构可知，每个晶胞中含有的Ni原子数目为4×＋4×＋2×＋2×＝2，含有2个As原子，1个晶胞的质量为2× g，1个晶胞的体积为a×10－10 cm×a×10－10 cm×sin 60°×c×10－10 cm＝×10－30 cm3，所以晶体的密度ρ＝＝ g·cm－3。 20．(12分)磷和砷的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： (1)红磷是巨型共价分子，无定型结构，下列方法能证明红磷是非晶体的是________(填字母)。 A．质谱法 B．原子发射光谱法 C．核磁共振谱法 D．X射线衍射法 (2)第一电离能介于Al、P之间的第3周期元素有________种；GaCl3分子中中心原子的杂化方式为______________________。 (3)基态As原子的核外电子排布式为________，As原子的逐级电离能(单位：kJ·mol－1)数据如下表： 第一电离能 第二电离能 第三电离能 第四电离能 第五电离能 第六电离能 947.0 1 798 2 735 4 837 6 043 12 310 为什么第五电离能与第六电离能相差较大？_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)黑磷是新型二维半导体材料，具有片层结构(如图所示)，P原子的杂化方式为________，层与层之间的相互作用为__________。 (5)GaAs的熔点为1 238 ℃，且熔融状态不导电，其晶胞结构如图所示，该晶体的类型为__________。每个As原子周围最近的As原子数目为________，一个GaAs晶胞中Ga的配位数为________。 (6)已知GaAs的密度为d g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则晶胞中最近的As和Ga原子核间距为__________________nm(列式表示)。 答案　(1)D　(2)3　sp2 (3)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)　As原子最外层有五个电子，失去的第六个电子来自全充满的次外层，所需能量较高　(4)sp2　分子间作用力(或范德华力) (5)共价晶体　12　4　(6)××107 解析　(1)能证明红磷是非晶体的最可靠方法是X射线衍射法，选D。(2)ⅡA族元素np能级全空、ⅤA族元素np能级半充满，使第一电离能出现反常，第3周期元素第一电离能由小到大的顺序为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl、Ar，介于Al、P之间的有Mg、Si、S共3种元素；Ga位于周期表中第4周期ⅢA族，GaCl3分子中，Ga原子价电子对数为3＋＝3，则其杂化方式为sp2。(3)As位于周期表中第4周期ⅤA族，则基态As原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3；As的第五电离能与第六电离能相差显著，是因为As失去5个电子后价电子排布式为3d10，此时3d为全充满状态，较稳定，再失去一个电子较困难。(4)由题意知，黑磷具有片层结构，与石墨相似，每个P原子以sp2杂化轨道与邻近的三个P原子以共价键结合，层与层之间的作用力为分子间作用力或范德华力。(5)共价晶体、离子晶体熔、沸点较高，离子晶体熔融状态下能导电，GaAs的熔点为1 238 ℃，且熔融状态不导电，故属于共价晶体；每个As原子周围最近的As原子数目为＝12；由图可知，一个GaAs晶胞中Ga的配位数为4。(6)该晶胞中As原子的个数为8×＋6×＝4，Ga原子的个数为4，晶胞棱长为 cm＝ cm，晶胞中最近的As和Ga原子核间距等于晶胞体对角线的，即×× cm＝××107 nm。 1 学科网（北京）股份有限公司 $