选修3 单元测试.docx

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选修3单元测试

选修3　单元测试

1．（12分）（2011·课标大纲）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。

以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示：

请回答下列问题：

（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是________、________；

（2）基态B原子的电子排布式为________；B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________；

（3）在BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF

的立体构型为________；

（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；

（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm。

立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________g·cm－3（只要求列算式，不必计算出数值。

阿伏加德罗常数为NA）。

答案　

（1）B2O3＋3CaF2＋3H2SO4

2BF3↑＋3CaSO4＋3H2O

B2O3＋2NH3

2BN＋3H2O

（2）1s22s22p1　N　＋3

（3）120°　sp2　正四面体

（4）共价键（极性共价键）　分子间作用力

（5）4　4　

解析　本题主要考查新型陶瓷材料的制取、电子排布、杂化以及晶胞的有关计算，意在考查考生的推理分析能力。

（1）已知反应物和主要的生成物，根据原子守恒判断出次要生成物，写出化学方程式，配平即可。

（2）B原子核外有5个电子，其基态电子排布式为：

1s22s22p1；BN中N的电负性较大，N为－3价，那么B就为＋3价。

（3）因为BF3的空间构型为平面三角形，所以F—B—F的键角为120°。

（4）六方氮化硼晶体结构与石墨相似，故B、N以共价键相结合构成分子晶体，其层间作用力是分子间作用力。

2．（12分）（2011·福建）氮元素可以形成多种化合物。

回答以下问题：

（1）基态氮原子的价电子排布式是________。

（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________。

（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。

①NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

N2O4（l）＋2N2H4（l）===3N2（g）＋4H2O（g）

ΔH＝－1038.7kJ·mol－1

若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键有________mol。

③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。

N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在________（填标号）。

a．离子键　　　　　　　　b．共价键

c．配位键d．范德华力

（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________（填标号）。

a．CF4b．CH4

c．NH

d．H2O

答案　

（1）2s22p3　

（2）N>O>C　（3）①三角锥形　sp3　②3　③d　（4）c

解析　本题考查了原子核外电子排布、杂化轨道理论、分子结构等知识，同时考查了考生的观察能力和分析推理能力。

（3）肼分子中有4个N—H键，故有4molN—H键断裂时，有1mol肼发生反应，生成1.5molN2，则形成2×1.5mol＝3molπ键。

SO

中存在配位键、共价键，N2H

与SO

之间存在离子键，离子晶体中不存在范德华力。

（4）与4个氮原子形成4个氢键，要求被嵌入微粒能提供4个氢原子，并至少存在“N…H”、“H…O”、“H…F”三类键中的一种，对照条件知，NH

符合此要求。

3．（10分）（2010·潍坊高考摸底）

（1）图1为元素X的前五级电离能的数值示意图。

已知X的原子序数＜20，请写出X基态原子的核外电子排布式________。

（2）A、B、C、D、E、F、G、H八种短周期元素，其单质的沸点如图2所示。

请回答：

①上述元素中，某些元素的常见单质所形成的晶体为分子晶体，这些单质分子中既含有σ键又含有π键的是________（填化学式）。

②已知D、F、G三种元素的离子具有跟E相同的电子层结构，则B、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序为（用相关元素符号表示）________________________________。

③已知H的电负性为1.5，而氯元素的电负性为3.0，二者形成的化合物极易水解，且易升华。

据此推测该化合物的化学键类型为________。

④原子序数比A小1的元素与D元素形成的化合物的空间构型为________，中心原子的杂化方式为________。

答案　

（1）1s22s22p63s2　

（2）①N2、O2　②F＞N＞O　③极性共价键（或共价键，或共价键与配位键）　④平面三角形　sp2

解析　

（1）根据图1中X的前五级电离能，从其第三电离能开始突增，因此其最外层有两个电子，故X为Mg（注意Be原子只有4个电子，没有第五电离能），其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2。

（2）根据图2中元素单质的沸点，可知A～H为C～Al。

①单质形成的晶体为分子晶体的有N2、O2、F2、Ne等，其中N2、O2中既含有σ键又含有π键。

②B、C、D三种元素分别为N、O、F，第一电离能大小顺序为：

F＞N＞O（注意N、O电离能反常）。

③Al、Cl形成的化合物为AlCl3，根据其化合物的物理性质，可以推断其含有共价键。

④B和F形成的化合物BF3为平面三角形结构，中心原子B的杂化方式为sp2。

4．（10分）（2011·山东）氧是地壳中含量最多的元素。

（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。

（2）H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为

_______________________________________________________。

高，原因是_____________________。

（3）H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。

H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为____________。

（4）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。

答案　

（1）2　

（2）O—H键、氢键、范德华力　

形成分子内氢键，而

形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大　（3）sp3　H2O中O原子有2对孤对电子，H3O＋中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小　（4）

解析　本题考查物质结构与性质，意在考查考生对原子核外电子排布、化学键、晶体等知识的理解和应用能力。

（1）氧原子基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4,2p轨道上有2个电子未成对。

（2）氢键属于分子间作用力，比化学键弱，但比范德华力强。

（3）H3O＋中O原子为sp3杂化。

（4）以1个晶胞为研究对象，1个晶胞中含有4个Ca2＋、4个O2－，根据m＝ρ·V，则

×4＝aV，V＝

。

5．（10分）（2011·江苏）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。

回答下列问题：

（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________，1molY2X2含有σ键的数目为________。

（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是________。

（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是________。

（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是________，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为___________________________________。

答案　

（1）sp杂化　3NA或3×6.02×1023个

（2）NH3分子间存在氢键

（3）N2O

（4）CuCl　CuCl＋2HCl===H2CuCl3（或CuCl＋2HCl===H2[CuCl3]）

解析　本题考查杂化类型、化学键的判断，根据晶胞写化学式及物质沸点高低比较等知识，意在考查考生综合运用物质结构原理的能力。

X是形成化合物种类最多的元素，则为H元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则Y为C元素；由Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，推出Z为N元素，W的原子序数为29，则为Cu元素。

（1）C2H2中C原子轨道的杂化类型是sp杂化；1molC2H2中含有3molσ键，2molπ键。

（2）NH3的沸点比CH4高的原因是NH3分子间存在氢键，而氢键的作用力比普通的分子间作用力强。

（4）根据晶胞示意图，Cu为4个，Cl为8×

＋6×

＝4（个），则化学式为CuCl，其与浓盐酸发生非氧化还原反应生成HnCuCl3，由于Cu显＋1价，推出n＝2，则反应的化学方程式为：

2HCl＋CuCl===H2CuCl3。

6．（12分）（2011·高考命题专家原创）2011年3月11日日本发生了9.0级强地震。

福岛第一核电站1号机组12日下午发生氢气爆炸。

随后在爆炸核电站周围检测到的放射性物质有碘－131和铯－137。

碘－131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病。

日本政府计划向核电站附近居民发放防止碘－131辐射的药物碘片。

（1）Cs（铯）的最外层电子排布式为6s1，与铯同主族的前四周期（包括第四周期）的三种元素A、B、C的电离能如下表：

元素代号

A

B

C

第一电离能（kJ·mol－1）

520

496

419

那么三种元素A、B、C的元素符号分别为________，形成其单质晶体的化学键类型是________。

（2）F与I同主族，BeF2与氢气爆炸的生成物H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别是________、________。

（3）与碘同主族的氯具有较高的活泼性，能够形成大量的含氯化合物，如金属氯化物，非金属氯化物等。

BCl3是一种非金属氯化物，该物质分子中B—Cl键的键角为________。

（4）碘－131是碘单质，其晶胞结构如下图甲所示，该晶胞中含有________个I2分子；KI的晶胞结构如下图乙所示，每个K＋紧邻________个I－。

答案　

（1）Li、Na、K　金属键

（2）sp　sp3

（3）120°

（4）4　6

解析　

（1）由铯的最外层电子排布式为6s1，可知A、B、C为第ⅠA族，而ⅠA族前四周期的元素分别为H、Li、Na、K，又由提供的A、B的第一电离能的差值与B、C的第一电离能的差值相差不大可知，A、B、C不可能有H元素，而同主族元素随着电子层数的增加，第一电离能逐渐减小，故A、B、C分别为Li、Na、K。

（2）BeF2分子内中心原子为Be，其价电子数为2，F提供2个电子，所以Be原子的价层电子对数为（2＋2）/2＝2，Be原子的杂化类型为sp杂化；H2O分子的中心原子为O，其价电子数为6，H提供2个电子，所以O原子的价层电子对数为（6＋2）/2＝4，O原子杂化类型为sp3。

（3）硼原子价电子数为3，Cl提供3个电子，硼原子的价层电子对数为

＝3，因价层电子对中没有孤对电子，故BCl3为平面正三角形结构，分子中B—Cl键的键角为120°。

（4）由碘晶胞可知，I2在晶胞的8个顶点和6个面上，故一个晶胞中含有4个I2分子；KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K＋紧邻6个I－。

7．（12分）（2011·高考命题专家原创）元素周期表中第二周期某些非金属元素的单质或化合物与能源、环保等社会热点问题密切相关，备受关注。

请回答下列问题：

（1）CO2是导致温室效应的主要气体，CO2分子的结构式为________。

CO2在高温高压下所形成的晶胞如右图所示。

该晶体属于________（选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”）晶体，该晶体中碳原子的杂化形式为________。

（2）据最新报道，液氨有望成为汽车用清洁燃料。

氨分子的空间构型为________，氨易液化的主要原因是________。

（3）乙烯的年产量可用于衡量一个国家石油化学工业水平。

在乙烯分子中，σ键和π键的个数比为________，乙烯分子是________（填“极性”或“非极性”）分子。

（4）含碳物质不完全燃烧会产生CO。

血红蛋白中含有Fe2＋，CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒。

亚铁离子的基态电子排布式为________；CO有多种等电子体，其中常见的两种为________。

答案　

（1）O===C===O　原子　sp3

（3）三角锥形　氨分子之间能形成氢键

（3）5∶1　非极性

（4）1s22s22p63s23p63d6　N2、CN－

解析　干冰晶体是分子晶体，本题中给出的晶体是CO2在高温高压下所形成的，该晶体与二氧化硅晶体的结构相似，是原子晶体。

8．（10分）（2010·山东）碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。

（1）碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过________杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。

（2）CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________。

（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角________120℃（填“＞”“＜”或“＝”）。

（4）铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：

Pb4＋处于立方晶胞顶点，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。

该化合物化学式为________，每个Ba2＋与________个O2－配位。

答案　

（1）sp2　分子间作用力（或：

范德华力）　

（2）C>H>Si　（3）<　（4）BaPbO3　12

解析　

（1）石墨中每一个碳原子与其余3个碳原子形成3个C—C单键，即3个σ键，碳原子杂化方式为sp2。

（2）共用电子对偏向电负性大的原子，所以C的电负性大于H的电负性，Si的电负性小于H的。

（3）Sn最外层4个电子，有两个与Br形成两个σ键，还有两对孤对电子，所以Sn的杂化方式为sp3，如果无孤对电子，则键角为109°28′，有孤对电子，所以键角小于109°28′。

（4）每一个晶胞中Ba2＋的个数为1个，Pb4＋的个数为8×

＝1，O2－的个数为12×

＝3，所以其化学式为BaPbO3。

9．（12分）（2010·海南化学）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。

请回答下列问题：

（1）Ni原子的核外电子排布式为_________________________；

（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO________FeO（填“<”或“>”）；

（3）NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、________；

（4）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示。

该合金的化学式为________；

（5）丁二酮肟常用于检验Ni2＋：

在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如下图所示。

①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是________，氮镍之间形成的化学键是________；

②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在________；

③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有________。

答案　

（1）[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2

（2）>　（3）6　6　（4）LaNi5

（5）①σ键和π键　配位键　②氢键　③sp2和sp3

解析　

（2）晶格能与离子半径有关，其他因素相同时，离子半径越大，晶格能越小，离子晶体熔沸点越低；（3）由信息可知NiO与氯化钠相似，所以Ni与O的配位数均为6，有8个Ni位于晶胞的面上，有1个Ni在晶胞体心；（5）①碳氮原子之间为双键，所以有一个σ键和一个π键；③有的碳原子与其他3个原子结合，属于sp2杂化，有的碳原子与其他4个原子结合，属于sp3杂化。