新教材高中化学第1章原子结构与元素性质模块检测2鲁科版选择性必修2

模块检测(二)

　　时间：90分钟　　　满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有1个选项符合题意)

1．下列是同周期元素基态原子的最外层电子排布式，所表示的原子最容易得到电子的是(　　)

A．ns2  B．ns2np1

C．ns2np4  D．ns2np5

答案　D

解析　最容易得到电子，应该是最外层电子数大于等于4的原子，最外层电子数小于4的原子容易失去电子。首先排除A、B项。C和D项最外层电子一个是6，一个是7，故D项最容易得到电子。

2．X、Y为两种元素的原子，X－与Y＋具有相同的电子层结构，由此可知(　　)

A．原子半径：X>Y  B．电负性：X>Y

C．核电荷数：X>Y  D．离子半径：X－<Y＋

答案　B

解析　Y元素处于X元素的下一周期，原子半径：Y>X，A错误；Y为金属元素，X为非金属元素，故电负性：X>Y，B正确；核电荷数：X<Y，C错误；具有相同结构的微粒，核电荷数越少半径越大，所以离子半径：X－>Y＋，D错误。

3．下列说法或有关化学用语的表达正确的是(　　)

A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量

B．基态Fe原子的价电子轨道表示式：

C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大

D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在周期表中属于s区元素

答案　B

解析　原子中2p电子的能量小于3s电子；I1(O)<I1(N)；Cu元素在ds区。

4．下列关于金属铬的叙述中不正确的是(　　)

A．铬元素在周期表中处于第4周期第ⅥB族

B．铬原子的外围电子排布式为3d44s2

C．铬原子中，质子数为24

D．铬元素位于元素周期表的d区，是过渡元素

答案　B

解析　铬元素在周期表中处于第4周期第ⅥB族，A正确；铬原子的外围电子排布式为3d54s1，B错误；铬原子中，质子数为24，C正确；铬元素位于元素周期表的d区，是过渡元素，D正确。

5．下列说法正确的是(　　)

A．电离能大的元素，不易失电子，易得到电子，表现非金属性

B．电离能大的元素其电负性必然也大

C．电负性最大的非金属元素形成的含氧酸的酸性最强

D．电离能最小的元素形成的氧化物的水化物的碱性最强

答案　D

解析　电离能是衡量原子失去电子的难易，电负性是衡量不同元素原子对共用电子作用的大小，电离能大的元素，其电负性不一定大，A、B不正确；F电负性最大，但不能形成含氧酸，C不正确。

6．下列说法中正确的是(　　)

①含有阳离子的纯净物一定含有阴离子　②3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子性质一定相似　③离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用　④根据电离方程式：H2SO4===2H＋＋SO，可判断，在H2SO4中存在离子键　⑤两种共价化合物化合生成的物质一定是共价化合物

A．①②④⑤  B．都不正确

C．仅⑤  D．仅④不正确

答案　B

解析　金属单质是纯净物，金属中只含有金属阳离子和自由电子，故含有阳离子的纯净物不一定含有阴离子，故①错误；p轨道上有2个未成对电子，可能为2或4，不能确定元素的种类，则不一定为同一主族，原子性质不一定相似，故②错误；离子键是阴、阳离子间通过静电作用(包括吸引力和排斥力)所形成的化学键，故③错误；H2SO4在水的作用下发生电离：H2SO4===2H＋＋SO，但H2SO4在熔融状态下不能电离，属于共价化合物，故④错误；两种共价化合物化合生成的物质不一定是共价化合物，如氨气和氯化氢化合生成的氯化铵属于离子化合物，故⑤错误。

7．下列关于晶体的说法中，不正确的是(　　)

①晶胞是晶体结构的基本单元　②分子晶体若是采用密堆积方式，一个分子周围紧邻的分子数都是12　③含有离子的晶体一定是离子晶体　④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低　⑤MgO的晶格能远比NaCl大　⑥含有共价键的晶体一定是共价晶体　⑦分子晶体的熔点一定比金属晶体低　⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6

A．①③④⑦  B．②④⑥⑧

C．③⑤⑦⑧  D．③④⑥⑦

答案　D

解析　晶体的基本单元是晶胞，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列，有自范性，①正确；分子晶体若是采用密堆积方式，一个分子周围紧邻的分子数为3×8÷2＝12，②正确；金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，所以含有离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体，③错误；共价键影响分子晶体的稳定性，但不影响分子晶体的熔、沸点，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力成正比，④错误；离子晶体的晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷数成正比，镁离子半径小于钠离子、氧离子半径小于氯离子，镁离子所带电荷数大于钠离子、氧离子所带电荷数大于氯离子，所以MgO的晶格能远大于NaCl，⑤正确；含有共价键的晶体也可能是分子晶体或离子晶体，如水中只含共价键，为分子晶体，NaOH为离子晶体但含有共价键，⑥错误；分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如汞的熔点低于碘，⑦错误；NaCl晶体中，位于体心的钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，所以NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6，⑧正确。

8．下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的空间结构名称不一致的是(　　)

A．CO2  B．H2O

C．CO  D．CCl4

答案　B

解析　CO2分子中每个O原子和C原子形成2对共用电子对，所以C原子的价层电子对数是2，且不含孤电子对，为直线形结构，VSEPR模型名称与分子空间结构名称一致；水分子中O原子的价电子对数＝2＋×(6－2×1)＝4，VSEPR模型名称为四面体形，因含有2对孤电子对，所以略去孤电子对后，其实际空间结构名称是角形，故VSEPR模型名称与分子空间结构名称不一致；CO的中心原子C原子形成3个σ键，中心原子上的孤电子对数＝×(4＋2－2×3)＝0，所以CO的空间结构是平面三角形，VSEPR模型名称与离子空间结构名称一致；CCl4分子的中心原子C原子的价电子对数＝σ键个数＋孤电子对数＝4＋×(4－1×4)＝4，VSEPR模型为正四面体形结构，中心原子不含有孤电子对，分子空间结构为正四面体形结构，VSEPR模型名称与分子空间结构名称一致。

9．共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤NaCl、⑥白磷中，含有以上其中两种作用力的是(　　)

A．①②③  B．①③⑥

C．②④⑥  D．①②③⑥

答案　B

解析　过氧化钠中有离子键和共价键；石墨和白磷中存在共价键，石墨层中和白磷分子间均存在范德华力。

10．Paul Chu教授发现钇钡铜氧化合物在90 K时具有超导性，该化合物的晶胞结构如下图所示：

该化合物以Y2O3、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结而成，其原料配比(物质的量之比)为(　　)

A．2∶3∶3  B．1∶1∶1

C．1∶2∶3  D．1∶4∶6

答案　D

解析　由图可知，每个晶胞中含2个钡原子、1个钇原子；铜原子位于顶角和棱上，每个晶胞中含3个铜原子，则Y2O3、BaCO3、CuO的配比为1∶4∶6。

二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有1个或2个选项符合题意)

11．下列叙述正确的有(　　)

A．第4周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多

B．第2周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小

C．卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小

D．价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数

答案　BD

解析　A项，第4周期元素中，Cr的价电子排布式为3d54s1，价电子层中未成对电子数最多，为6个，错误；C项，卤素氢化物中，HF的分子间的范德华力最小，但HF分子间能形成氢键，故沸点最高，除HF之外，HCl的相对分子质量最小，且HCl不含氢键，故熔沸点最低，错误。

12．已知原子序数依次增大的X、Y、Z、R、W、T六种前20号元素，X、Y原子的最外层电子数与其电子层数相等，Y、T位于同主族，R的最外层电子数是次外层的3倍，W无正价，甲的化学式为ZX3，是一种有刺激性气味的气体，乙是由X、Z、W组成的盐。下列说法正确的是(　　)

A．由X、Z、W组成的盐为NH4F

B．气态氢化物的稳定性：W<R<Z

C．原子半径：W<Z<Y，而简单离子半径：Y<Z<W

D．ZR2、TR2两化合物中R的化合价不同

答案　AD

解析　R的最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故R为O；X、Y原子的最外层电子数与其电子层数相等，原子序数均小于O，且X的原子序数小于Y，则X为H、Y为Be；W无正价，则W为F；甲的化学式为ZX3，是一种有刺激性气味的气体，则Z为N，甲为NH3；乙是由X、Z、W组成的盐，则乙为NH4F; Y、T位于同主族，则T为Mg或Ca。由X、Z、W组成的盐为NH4F，A正确；非金属性：N<O<F，故气态氢化物的稳定性：N<O<F，B错误；同周期主族元素自左向右原子半径逐渐减小，故原子半径：F<N<Be，电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层越多，离子半径越大，故简单离子半径：Be2＋<F－<N3－，C错误；NO2、MgO2(或CaO2)，两化合物中前者氧元素为－2价，后者氧元素为－1价，D正确。

13．下列说法不正确的是(　　)

A．纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同

B．加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏

C．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变

D．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏

答案　C

解析　Na2CO3和NaOH都是离子化合物，熔化时破坏的都是离子键，A正确；蒸发氯化钾水溶液的过程中，水从液态变成气态，破坏了氢键和分子间作用力，B正确；CO2溶于水，一部分CO2与水反应生成H2CO3，有共价键的断裂和生成，C错误；在石墨晶体结构中，层与层之间存在分子间作用力，层内存在共价键，故石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，D正确。

14．胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：

下列说法正确的是(　　)

A．Cu2＋的价电子排布式为3d84s1

B．在上述结构示意图中，可观察到配位键

C．胆矾中的水分子间均存在氢键

D．胆矾中的结晶水，加热时不会分步失去

答案　B

解析　Cu2＋的价电子排布式为3d9，A错误；在题述结构示意图中，存在O→Cu配位键，B正确；胆矾中的水分为两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，受热时会分步失去，C、D错误。

15．有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X射线研究发现，其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上，则下列说法正确的是(　　)

A．x＝2，y＝1

B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价

C．M的离子不可能在立方体的体心位置

D．该晶胞中与每个Fe3＋距离最近且相等的CN－有3个

答案　BC

解析　Fe3＋在立方体的顶点，每个Fe3＋被8个晶胞共用，故每个晶胞中Fe3＋个数为4×＝，同理每个晶胞中Fe2＋个数为，CN－位于棱的中点，每个CN－被4个晶胞共用，故每个晶胞中CN－个数为12×＝3，已知晶体的化学式为MxFey(CN)6，则y＝2，晶体中的阴离子为[Fe2(CN)6]－，根据化合物中各元素的化合价代数和为0得晶体的化学式为MFe2(CN)6。综上可知，x＝1，y＝2，A错误；因为有阴阳离子，故该晶体属于离子晶体，M呈＋1价，B正确；若M的离子在立方体的体心位置，则该晶体的化学式可表示为MFe(CN)3，故C正确；该晶胞中与每个Fe3＋距离最近且相等的CN－有6个，D错误。

三、非选择题(本题共5小题，共60分)

16．(13分)已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素，D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，B、C均可与A形成10电子分子，B、C位于同一周期，二者可以形成多种共价化合物，C、F位于同一主族，B元素原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态，C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍，E元素原子最外层电子数比最内层电子数多1。请回答下列问题：

(1)E元素基态原子的电子排布式为__________。

(2)F元素原子的价电子轨道表示式为________。

(3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的酸的化学式为________。

(4)离子半径：D＋________(填“<”“>”或“＝”，下同)B3－，第一电离能：B________C，电负性：C________F。

(5)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用，X分子中A、C原子个数比为1∶1，X的电子式为________________，试写出Cu、稀硫酸与X反应制备硫酸铜的离子方程式：______________________________。

答案　(1)1s22s22p63s23p1　(2)

(3)HClO4　(4)<　>　>

(5) 　Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O

解析　A是元素周期表中原子半径最小的元素，A是H元素；C与A可形成10电子分子，C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍，C为O元素；B元素原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态，B的价电子排布式为ns2np3，且B的原子序数小于C的，B为N元素；D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，D为Na元素；C、F位于同一主族，F为S元素；G是比F原子序数大的短周期主族元素，G为Cl元素；E元素原子最外层电子数比最内层电子数多1，即最外层电子数为3，E的原子序数介于D和F之间，E为Al元素。

(1)E为Al元素，基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。

(2)F为S元素，S原子的价电子轨道表示式为。

(3)F、G分别为S、Cl元素，S、Cl都是第3周期元素，同周期元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，最高价含氧酸的酸性逐渐增强，故酸性：HClO4>H2SO4。

(4)D＋为Na＋，B3－为N3－，Na＋与N3－具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，离子半径：D＋<B3－。B、C分别为N、O元素，第一电离能：B(N)>C(O)。C、F分别为O、S元素，同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，电负性：C(O)>F(S)。

(5)A、C分别为H、O元素，H、O形成的原子个数比为1∶1的分子为H2O2，即X为H2O2，H2O2的电子式为。Cu、稀硫酸与H2O2反应制备CuSO4的化学方程式为Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O，离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O。

17．(12分)(1)据科技日报网报道，南开大学科研团队借助镍和苯基硼酸共催化剂，首次实现烯丙醇高效、绿色合成。烯丙醇的结构简式为CH2===CH－CH2OH。请回答下列问题：

①基态镍原子的价电子排布式为________。

②1 mol CH2===CH—CH2OH中含________mol σ键，烯丙醇分子中碳原子的杂化类型是__________。

(2)乙炔是有机合成的一种重要原料。实验室可用CaC2与水反应得到乙炔。

①将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液中生成Cu2C2红棕色沉淀。基态Cu＋的核外电子排布式为___________________________________________________。

②乙炔与HCN反应可得丙烯腈(H2C===CH—C≡N)，丙烯腈分子中碳原子的杂化轨道类型是________，分子中含有π键的数目为________。

答案　(1)①3d84s2　②9　sp2杂化、sp3杂化

(2)①1s22s22p63s23p63d10　②sp2杂化、sp杂化　3

解析　(1)①根据能量最低原理知基态镍原子的价电子排布式为3d84s2。②单键是σ键，双键中含1个σ键和1个π键，所以1 mol CH2===CH—CH2OH中含9 mol σ键，烯丙醇分子碳碳双键两端的碳原子轨道杂化类型与乙烯分子中碳原子杂化类型相同，为sp2杂化，碳碳单键右端的碳原子与甲烷中碳原子杂化类型相同，为sp3杂化。

(2)①根据核外电子排布规律得基态Cu＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。②丙烯腈分子中碳原子连有双键和三键，碳原子采取sp2和sp杂化。

18．(12分)铜元素可以形成多种重要化合物。回答下列问题：

(1)铜元素位于元素周期表中的________区，其基态原子的价电子轨道表示式为________。

(2)向硫酸铜溶液中加入过量氨水，可形成

[Cu(NH3)4]SO4溶液，该溶液可用于溶解纤维素。

①[Cu(NH3)4]SO4中阴离子的空间结构是________。

②在[Cu(NH3)4]SO4中，Cu2＋与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。

③除硫元素外，[Cu(NH3)4]SO4中所含元素的电负性由小到大的顺序为________________________(用元素符号表示)。

④NF3与NH3的空间结构相同，中心原子的轨道杂化类型均为______________________。

答案　(1)ds　　(2)①正四面体形　②配位键　N　③Cu<H<N<O　④sp3杂化

解析　(1)Cu是29号元素，原子核外电子数为29，位于元素周期表中的ds区。Cu基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1，价电子轨道表示式为。

(2)①SO中S原子的孤电子对数＝＝0，价层电子对数＝4＋0＝4，离子空间结构为正四面体形。②Cu2＋提供空轨道，NH3中N原子含有孤电子对，二者之间形成配位键。③非金属性越强，电负性越大，同周期主族元素从左至右电负性增强，故电负性：H<N<O，Cu为金属元素，吸引电子的能力非常弱，故电负性大小顺序为Cu<H<N<O。

19．(13分)(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________(填“离子键”“共价键”或“分子间作用力”，下同)；二氧化硅熔化，粒子间克服了________；碘升华，粒子间克服了________。三种晶体的熔点由高到低的顺序是______________________________。

(2)下列六种晶体：①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石，它们的熔点由低到高的顺序为____________________________(用序号表示)。

(3)A、B、C、D为四种不同类型的晶体，性质如下：A固态时能导电，能溶于盐酸；B能溶于CS2，不溶于水；C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水；D固态、液态时均不导电，熔点为3500 ℃。

试推断它们的晶体类型：A.________；B.________；C.________；D.________。

(4)A～D是化学教材中常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A.________；B.________；C.________；D.________。

答案　(1)离子键　共价键　分子间作用力　SiO2>KClO3>I2　(2)①<⑤<③<②<④<⑥　(3)金属晶体　分子晶体　离子晶体　共价晶体　(4)氯化铯　氯化钠　二氧化硅　金刚石(或晶体硅)

解析　(1)氯酸钾是离子晶体，离子晶体熔化时需要克服离子键；二氧化硅是共价晶体，共价晶体熔化时需要克服共价键；碘为分子晶体，碘升华时需克服的是分子间作用力。由于共价晶体是由共价键形成的具有空间网状结构的晶体，所以共价晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力与化学键相比要弱得多，所以碘的熔点最低。

(2)可将六种晶体分类，共价晶体：④⑥；离子晶体：②；金属晶体：③；分子晶体：①⑤。由于C原子半径小于Si原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；CO2和CS2同属于分子晶体，二者组成与结构相似，熔点高低取决于相对分子质量大小，故CS2的熔点高于CO2的熔点；Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2。

20．(10分)(1)钙钛型复合氧化物可用于制造航母中的热敏传感器，其晶胞结构如图所示，其中A为晶胞的顶点，A可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B是V、Cr、Mn或Fe时，这种化合物具有很好的电学性能。下列说法正确的是________(填序号)。

A．金属Ca、Sr、Ba采用体心立方密堆积

B．用A、B、O表示的钙钛型复合氧化物晶体的化学式可表示为ABO3

C．在制造Fe薄片时，金属键完全断裂

D．V、Cr、Mn、Fe晶体中均存在金属阳离子和阴离子

(2)辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金制造的。铁有δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞结构如图所示。

①γ­Fe晶胞中含有的铁原子数为________。

②δ­Fe、α­Fe两种晶体中铁原子周围距离最近的铁原子数之比为________。

③若α­Fe晶胞的边长为a cm，γ­Fe晶胞的边长为b cm，则两种晶体的密度之比为________。

答案　(1)B　(2)①4　②4∶3　③b3∶(4a3)

解析　(1)选项A，Ca、Sr、Ba与Mg同主族，它们晶体的堆积方式与Mg相似，为六方最密堆积，错误。选项B，根据切割法，一个晶胞中含有A的个数为8×＝1，含有B的个数为1，含有O的个数为6×＝3，故该晶体的化学式可表示为ABO3，正确。选项C，制造Fe薄片时，金属虽然发生了形变，但金属键并未完全断裂，错误。选项D，金属晶体中存在金属阳离子和自由电子，不存在阴离子，错误。

(2)①γ­Fe晶胞中含有的铁原子数＝8×＋6×＝4。②δ­Fe晶体中铁原子周围紧邻的铁原子数为8，α­Fe晶体中铁原子周围紧邻的铁原子数为6，故二者之比为8∶6＝4∶3。③ρα＝，ργ＝，则ρα∶ργ＝b3∶(4a3)。