2021届高考化学一轮复习过关训练：选修3部分综合训练 11页

2021 届高考一轮复习化学 选修 3 部分综合训练 一、选择题 1．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。有关说法不正确的是 ( ) A．该晶体属于离子晶体 B．该晶体的化学式为 Ba2O2 C．该晶体的晶胞结构与 NaCl 相似 D．与每个 Ba2＋距离相等且最近的 Ba2＋共有 12 个 2．有一种蓝色晶体[可表示为 MxFey(CN)6]，经 X－射线研究发现，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。其晶体中阴离子的最小 结构单元如图所示。下列说法不正确的是( ) A．该晶体的化学式为 MFe2(CN)6 B．该晶体属于离子晶体，M 呈＋1 价 C．该晶体属于离子晶体，M 呈＋2 价 D．晶体中与每个 Fe3＋距离最近且等距离的 CN－为 6 个 3．通常情况下，NCl3 是一种油状液体，其分子空间构型与 NH3 相似，下列对 NCl3 和 NH3 的有关叙述正确的是( ) A．分子中 N—Cl 键键长与 CCl4 分子中 C—Cl 键键长相等 B．在氨水中，大部分 NH3 与 H2O 以氢键(用“…”表示)结合形成 NH3·H2O 分子，则 NH3·H2O 的结构式为 C．NCl3 分子是非极性分子 D．NBr3 比 NCl3 易挥发 4．下列对分子性质的解释中，不正确的是( ) A．SO2 易溶于水只是因为相似相溶原理 B．乳酸( )分子中含有一个手性碳原子 C．H3PO4 分子中 P 原子采取 sp3 杂化 D．由图知酸性：H3PO4>HClO，因为 H3PO4 中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子 数 5．下列基态原子的电子排布式、价电子排布式或排布图不正确的是( ) A．Al 3s23p1 B．As [Ar]4s24p3 C．Ar 3s23p6 D．Ni 6．下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是 A．位于同一轨道内电子的运动状态也不相同 B．位于 d 区和 ds 区的元素都是金属元素 C．前四周期未成对电子数最多的元素位于ⅥB 族 D．基态原子最外层电子排布为 ns1 的元素均在ⅠA 族或ⅠB 族 7．下列说法正确的是 A．鉴别晶体与非晶体可用 X-射线衍射实验 B．钾焰色反应的紫色辐射波长比钠焰色反应的黄光的波长要长 C．元素周期表 s 区、d 区及 ds 区一定都是金属元素 D．两种元素的电负性相差越大，越易形成共价化合物 8．已知 X、Y、Z 三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化 合物的化学式正确的 A．ZXY3 B．ZX2Y6 C．ZX4Y8 D．ZX8Y12 9．下列各图中横坐标表示元素的电负性数值,纵坐标表示同一主族五种元素的序数的是 ( )。 10．第三周期 11~17 号元素某些性质的变化趋势如图所示,下列有关说法中正确的是 ( )。 A.y 轴表示的可能是第一电离能 B.y 轴表示的可能是电负性 C.y 轴表示的可能是原子半径 D.y 轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数 二、非选择题 11．微量元素硼对植物生长及人体健康有着十分重要的作用，也广泛应用于新型材料的制 备。 (1)基态硼原子的价电子轨道表达式是 ________________________________________________________________________。 (2)B 的简单氢化物 BH3 不能游离存在，常倾向于形成较稳定的 B2H6 或与其他分子结合。 ①B2H6 分子结构如图，则 B 原子的杂化方式为________。 ②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电 子对的成键原子是________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子：________(填化学 式)。 (3)以硼酸(H3BO3)为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂。BH － 4 的 键角是________，立体构型为____________。 12．下表为元素周期表前三周期的一部分： (1)X 的氢化物的稳定性与 W 的氢化物的稳定性比较：________>________(填化学式)，原 因是________________________ ___________________________________________。 (2)X 的基态原子的电子排布图是________(填①或②)，另一电子排布图不能作为基态原子 的电子排布图是因为它不符合________(填选项字母)。 A．能量最低原理 B．泡利原理 C．洪特规则 (3)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。 (4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子 E 和由以上某种元素组成的直线形分子 G 反应，生成两种直线形分子 L 和 M(组成 E、G、L、M 分子的元素原子序数均小于 10)，反 应 如 图 所 示 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________ _______________________________________________________________________________ _________________________。 13．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，首次实现丙烯醇 高效、绿色合成。丙烯醇及其化合物可合成甘油、医药、农药、香料等，合成维生素 E 及 天然抗癌药物紫杉醇中都含有丙烯醇。丙烯醇的结构简式为 CH2===CH—CH2OH。 请回答下列问题： (1)基态镍原子的核外电子排布式为______________________。 (2)1 mol CH2===CH—CH2OH 中σ键和π键的个数比为________，丙烯醇分子中碳原子的杂 化类型为________。 (3)丙醛(CH3CH2CHO)的沸点为 49 ℃，丙烯醇(CH2===CHCH2OH)的沸点为 91 ℃，二者相 对分子质量相等，沸点相差较大的主要原因是______________________ ______________________。 (4)羰基镍[Ni(CO)4]用于制备高纯度镍粉，它的熔点为－25 ℃，沸点为 43 ℃。羰基镍晶体 的类型是________。 (5)Ni2＋能形成多种配离子，如[Ni(NH3)6]2＋、[Ni(SCN)3]－和[Ni(CN)4]2－等。[Ni(NH3)6]2＋中心 原子的配位数是________。 (6)NiO 晶胞如图所示。 ①氧化镍晶胞中原子坐标参数：A(0,0,0)、B(1,1,0)，则 C 原子坐标参数为________。 ②已知：氧化镍晶胞密度为 d g·cm － 3，NA 代表阿伏加德罗常数的值，则 Ni2 ＋ 半径为 ____________nm(用代数式表示)。 14．砷化镍可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。 (1)基态 Ni 原子的价电子排布式为________，基态 As 原子电子占据最高能级的电子云轮廓 图为________形。 (2)第一电离能：As________Se(填“>”或“<”)，原因是____________。 (3)①AlH － 4 的中心原子的杂化方式为________，其空间构型为________；写出一种与 AlH － 4 互为等电子体的分子的化学式：________。 ②AsH3 分子中 H—As—H 键角________ 109°28′(填“>”“＝”或“<”)。AsH3 的沸点低于 NH3，其原因是______________________ ______________________。 (4)有机砷( )是治疗昏睡病不可缺少的药物，该有机砷中存 在的化学键的种类为________(填序号)。 a．离子键 b．σ键 c．π键 d．碳碳双键 (5)砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示， 该晶胞密度ρ＝________g·cm－3(列式即可，不必化简)。 15．(1)基态溴原子的价电子排布图为________________。第四周期中，与溴原子未成对电 子数相同的金属元素有________种。 (2)铍与铝元素的性质相似，下列有关铍和铝的叙述正确的有________(填序号)。 A．都属于 p 区主族元素 B．电负性都比镁大 C．第一电离能都比镁大 D．氯化物的水溶液 pH 均小于 7 (3)Al 元素可形成[AlF6]3－、[AlCl4]－配离子，而 B 元素只能形成[BF4]－配离子，由此可知决 定配合物中配位数多少的因素是______________________； [AlCl4]－的立体构型为________。 (4)P 元素有白磷、红磷、黑磷三种常见的单质。 ①白磷(P4)易溶于 CS2 ，难溶于水，原因是 ______________________。 ②黑磷是一种黑色、有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料，白磷、红磷 都是分子晶体，黑磷晶体是与石墨类似的层状结构，如图所示，下列有关黑磷晶体的说法 正确的是________(填序号)。 A．黑磷晶体中磷原子杂化方式为 sp2 杂化 B．黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力 C．黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上 D．P 元素三种常见的单质中，黑磷的熔、沸点最高 (5)F2 中 F—F 键的键能(157 kJ·mol－1)小于 Cl2 中 Cl—Cl 键的键能(242.7 kJ·mol－1)，原因是 ______________________ ______________________。 (6)金属钾的晶胞结构如图所示，若该晶胞的密度为 a g·cm－3，阿伏加德罗常数为 NA，则表 示 K 原子半径的计算式为____________。 16．均由两种短周期元素组成的 A、B、C、D 化合物分子，都含有 18 个电子，它们分子 中所含原子的数目依次为 2、3、4、6。A 和 C 分子中的原子个数比为 1∶1，B 和 D 分子 中的原子个数比为 1∶2。D 可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题： (1)A、B、C、D 分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为 _________(用元素符号表示)。 (2)A 与 HF 相比，其熔、沸点较低，原因是___________。 (3)B 分子属于________(填“极性”或“非极性”)分子。 (4)D 分子中心原子的杂化方式是________，由该原子组成的单质分子中包含________个π 键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为________。 (5)[Fe(H2O)6]2+与 NO 反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键。请 画出[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图：___。 参考答案 一、选择题 1．B 解析：B [由晶胞结构及“均摊法”计算，一个晶胞中含 Ba2＋：8×1 8 ＋6×1 2 ＝4(个)，含 O2－ 2 ：12×1 4 ＋1＝4(个)，故晶体的化学式是 BaO2，B 项错误。] 2．C 解析：C 解析 由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含 Fe2＋个数：4×1 8 ＝1 2 ，同样可推出含 Fe3＋个数也为1 2 ，CN－为 12×1 4 ＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为 MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M 的化合价为＋1 价，A、B 两项正 确；由图可看出与每个 Fe3＋距离最近且等距离的 CN－为 6 个，D 项正确。 3．B 解析：B 解析 因 N 原子的半径小于 C 原子的半径，所以 C—Cl 键键长大于 N—Cl 键，A 项错误； 根据题意，NCl3 的空间结构与 NH3 相似，也应为三角锥形，故为极性分子，C 项错误；根 据 NH3·H2O NH4 ＋＋OH－，B 项正确；NBr3 的结构与 NCl3 相似，因 NBr3 的相 对分子质量大于 NCl3 的相对分子质量，故沸点 NBr3 大于 NCl3，所以 NBr3 不如 NCl3 易挥 发，D 项错误。 4．A 5．B 解析： B 解析 B 项应为[Ar]3d104s24p3。 6．D 解析：D 【解析】电子运动状态取决于主量子数（电子层），角量子数（电子亚层），磁量子数 （电子轨道），自旋量子数（电子自旋方向），位于同一轨道内电子，它们的自旋方向不 同，运动状态也不相同，故 A 正确；d 区和 ds 区的元素包括副族和第 VIII 族元素，副族和 第 VIII 族元素全部是金属元素，故 B 正确；前四周期元素即 1～36 号元素，未成对电子数 最多的元素外围电子排布为 3d54s1，共有 6 个未成对电子，该元素是铬，处于周期表中第 四周期第ⅥB 族，故 C 正确；基态原子的最外层电子排布是 ns1，若为主族元素，则为第 IA 族，若为过渡金属元素，则为第 VIB 或 IB 元素，故 D 错误；答案为 D。 7．A 解析：A 【解析】A．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有序排列，X— 射线衍射实验可以看到微观结构，因此可用 X-射线衍射实验鉴别晶体与非晶体，故 A 正 确；B．黄色对应的辐射波长范围为 597～577nm，紫色波长介于 400nm～435nm 之间，则 钾焰色反应的紫色辐射波长比钠焰色反应的黄光的波长要短，故 B 错误；C．H 为 s 区元 素，为非金属元素，d 区和 ds 区的元素都是金属元素，故 C 错误；D．电负性相差越大的 元素原子间越容易形成离子键，存在电子的得失，形成离子化合物，故 D 错误；答案选 A。 8．A 解析：A 【解析】根据晶体结构的计算方法可知，一个晶胞中含 1 个 Z 原子，X 原子数为 18 8   1，Y 原子数为 112 4   3。所以化学式为 ZXY3，综上所述，本题正确答案为 A。 9．B 10．B 解析：B 【解析】对于第三周期 11~17 号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势 (Mg、P 特殊),A 项错误;原子半径逐渐减小,C 项错误;形成基态离子转移的电子数:Na 为 1,Mg 为 2,Al 为 3,Si 不易形成离子,P 为 3,S 为 2,Cl 为 1,D 项错误。 二、非选择题 11． (1) (2)①sp3 杂化 ②N C2H6(其他合理也可) (3)109°28′ 正四面体形 12．(1)NH3 PH3 氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是 N—H 键的键长比 P—H 的 短) (2)② C (3)Ne (4)2NH3＋3F2===6HF＋N2 解析 根据元素周期表的结构可知 X 为 N，Z 为 F，R 为 Ne，W 为 P，Y 为 S。 (1)X、W 的氢化物为 NH3 和 PH3，非金属性越强气态氢化物越稳定。 (2)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同， 因此氮元素的基态原子的电子排布图为 。 (3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向 有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素最外层已达 8 电 子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。 (4)根据题给图示可知 E 为 NH3，G 为 F2，L 为 HF，M 为 N2，应是 2NH3＋3F2===6HF＋ N2。 13．(1)1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2 (2)9∶1 sp2、sp3 (3)丙烯醇分子间存在氢键 (4)分子晶体 (5)6 (6)① 1 2 ，1，1 ②2－ 2 4 ×3 300 dNA ×107 解析：本题考查原子核外电子排布、微粒间的相互作用、杂化轨道理论、分子晶体的性 质、晶胞的计算等。 (1)Ni 是第 28 号元素，原子核外共有 28 个电子，根据构造原理，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2。 (2)单键为σ键，双键含有 1 个σ键、1 个π键，CH2===CH—CH2OH 分子含有 9 个σ键和 1 个π 键，故 1 mol CH2===CH—CH2OH 中σ键和π键的个数比为 9∶1；分子中饱和碳原子采取 sp3 杂化，形成碳碳双键的不饱和碳原子采取 sp2 杂化。 (3)丙烯醇中含有羟基，分子之间可以形成氢键，使得它的沸点比丙醛的高很多。 (4)羰基镍的熔、沸点都很低，说明微粒间的作用力很小，该晶体属于分子晶体。 (5)[Ni(NH3)6]2＋中心 Ni 原子结合配位体 NH3 的配位数是 6。 (6)①氧化镍晶胞中原子坐标参数：A(0,0,0)、B(1,1,0)，C 点对应的 x 轴坐标为1 2 ，y 轴与 z 轴坐标都是 1，所以 C 点的坐标参数为 1 2 ，1，1 。②设晶胞参数为 a nm，观察氧化镍晶胞 图，1 个晶胞中含有 4 个 NiO，则 d＝ 75×4 a×10－73NA ，a＝3 300 dNA ×107，设 Ni2＋半径为 x nm，O2－半径为 r nm，则有 4r＝ 2a,2r＋2x＝a，则 x＝2－ 2 4 a＝2－ 2 4 ×3 300 dNA ×107。 14．(1)3d84s2 哑铃(或纺锤) (2)> As 元素原子的 4p 轨道上的电子呈半充满状态，比较稳定 (3)①sp3 正四面体形 SiH4(或 CH4) ②< 液态 NH3 分子间能形成氢键，AsH3 分子间只 有范德华力 (4)abc (5) 268 3 2 ab2NA×10－30 或 2×59＋2×75 3 2 ab2NA×10－30 或 268 ab2 sin 60°NA×10－30 解析：本题考查原子核外电子排布、电离能、杂化轨道理论、分子的空间构型、微粒间的 相互作用、晶胞的计算等。 (1)Ni 的原子序数为 28，基态 Ni 原子的价电子排布式为 3d84s2；基态 As 原子核外电子排布 式为[Ar]3d104s24p3，该基态原子中占据最高能级的电子为 4p 电子，电子云轮廓图为哑铃形 或纺锤形。 (2)原子轨道中电子处于全满、全空或半空时较稳定，As 元素原子的 4p 轨道上的电子呈半 满状态，比较稳定，第一电离能大于同周期相邻元素。 (3)①AlH － 4 的中心原子 Al 的价层电子对数＝4＋3＋1－4×1 2 ＝4，不含孤电子对，根据价层 电子对互斥理论，Al 原子的杂化方式为 sp3，空间构型为正四面体结构；与 AlH － 4 互为等电 子体的分子中含有 5 个原子，价电子总数是 8，其等电子体有 SiH4、CH4。②AsH3 分子中 As 原子价层电子对数＝3＋5－3×1 2 ＝4，含有 1 对孤电子对，该分子构型为三角锥形，孤 电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，导致其键角减小，小于 109°28′。分子间能形成氢键的氢化物熔、沸点较高，液态 NH3 分子间能形成氢键，AsH3 分子间只有范德华力，故氨气的熔、沸点较高。 (4)在有机砷( )中，共价单键中存在σ键，苯环中存在大π键， 钠离子和阴离子之间存在离子键，所以含有离子键、σ键、π键，故选 abc。 (5)该晶胞中 Ni 原子个数为 4× 1 12 ＋4×1 6 ＋2×1 3 ＋2×1 6 ＝2，As 原子个数为 2，晶胞体积＝ (b×10 － 10cm)2×sin 60°×a×10 － 10 cm ＝ 3 2 ab2×10 － 30 cm3 ， 晶 胞 密 度 ＝ M NA ×2 V ＝ 268 3 2 ab2NA×10－30 g·cm－3。 15．(1) 4 (2)BD (3)中心原子的半径、配位原子的半径 正四面体形 (4)①P4、CS2 是非极性分子，H2O 是极性分子，根据相似相溶原理，P4 难溶于水 ②BD (5)F 的原子半径小，孤电子对之间的斥力大 (6) 3 4 ×3 2×39 aNA 解析：本题考查原子核外电子排布、分子的空间结构、杂化轨道理论、共价键的键能、晶 胞结构的相关计算。 (1) 溴 原 子 为 35 号 元 素 ， 基 态 溴 原 子 价 电 子 排 布 式 为 4s24p5 ， 价 电 子 排 布 图 为 ；溴原子未成对电子数为 1，第四周期中与溴原子未成对电子数相同的金 属元素有 K、Sc、Cu、Ga，共 4 种。 (2)Be 属于 s 区，Al 属于 p 区，A 错误；铍和铝的电负性都比镁大，B 正确；元素 Be 的第 一电离能比 Mg 大，元素 Al 的第一电离能比 Mg 小，C 错误；Be 和 Al 元素的氯化物均为 强酸弱碱盐，在水溶液中均发生水解，溶液显酸性，则 pH<7，D 正确。 (3)B3＋的半径明显小于 Al3＋，则 Al 元素可形成[AlF6]3－、[AlCl4]－配离子，而 B 只能形成 [BF4]－配离子；F－的半径小于 Cl－，故形成配位时，F－可以形成 6 配位，而 Cl－只能形成 4 配位，因此，决定配合物中配位数多少的因素是中心原子及配位原子半径的大小；[AlCl4]－ 的中心离子形成了 4 个σ键，且没有孤电子对，因此其立体构型为正四面体形。 (4)①P4、CS2 是非极性分子，H2O 是极性分子，根据相似相溶原理，P4 难溶于水。②由结 构可知磷原子的杂化方式为 sp3 杂化，A 错误；图中层与层之间的作用力是分子间作用力， B 正确；石墨中碳原子为 sp2 杂化，每层原子均在同一平面内，但黑磷中磷原子的杂化方式 为 sp3 杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，C 错误；黑磷晶体类似于石墨晶体，而 其他两种磷单质为分子晶体，则黑磷的熔、沸点最高，D 正确。(5)F 的原子半径小，导致 F—F 键的键长短，孤电子对之间的斥力大，所以 F2 中 F—F 键的键能(157 kJ·mol－1)小于 Cl2 中 Cl—Cl 键的键能(242.7 kJ·mol－1)。 (6)金属钾的晶胞结构为体心立方，晶胞中 K 原子数目为 1＋8×1 8 ＝2，阿伏加德罗常数为 NA，K 原子的摩尔质量为 39 g·mol－1，故晶胞质量为 2×39 NA g；设 K 原子半径为 r cm，晶胞 棱长为 l cm，则晶胞体对角线长为 4r cm，则(4r)2＝l2＋l2＋l2，则 l＝4 3 3r，晶胞体积 V＝ l3cm3＝ 4 3 3r 3 cm3，若该晶胞的密度为 a g·cm－3，则 4 3 3r 3cm3×a g·cm－3＝2×39 NA g，整 理得 r＝ 3 4 ×3 2×39 aNA 。 16．（1）N>O>Cl>S （2）HF 分子间形成氢键 （3）极性 （4）sp3 2 CO （5） 【解析】常见的 18 电子的二元化合物有：HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、N2H4、C2H6；D 可作为火箭推进剂的燃料，且原子个数为 6，原子个数比为 1∶2，应为 N2H4；A、C 分子 中两种原子的个数比均为 1∶1，A 含有 2 个原子则 A 应为 HCl，C 含有 4 个原子，则 C 应 为 H2O2；B 含有 3 个原子，个数比为 1∶2，应为 H2S。（1）A、B、C、D 分子中相对原 子质量较大的四种元素分别为 Cl、S、O、N，同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋 势，但 N 原子核外 2p 能级半满，更稳定，所以第一电离能大于 O；同主族元素自上而下 第一电离能减小，所以四种元素第一电离能由大到小排列顺序为 N>O>Cl>S；(2)由于 HF 分子间存在氢键，所以 HF 的沸点高于 HCl；(3)B 为 H2S，分子为 V 形，正负电荷中心不 重合，为极性分子；(4)D 为 N2H4，中心 N 原子与两个 H 原子形成 2 个σ键，与另一个 N 原 子形成 1 个σ键，还有一对孤电子对，所以价层电子对数为 4，为 sp3 杂化；N 原子组成的 单质为 N2，分子中含一个氮氮三键，其中有 2 个π键；原子总数相同，价电子总数也相同 的 分 子 、 离 子 或 基 团 互 为 等 电 子 体 ， 所 以 与 N2 互 为 等 电 子 的 分 子 为 CO ； (5)[Fe(NO)(H2O)5]2+中 NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键，水分子中 O 原子含有孤电子对， 所 以 H2O 以 O 原 子 与 Fe2+ 形 成 配 位 键 ， [Fe(NO)(H2O)5]2+ 的 结 构 示 意 图 为 。