2020版高中化学方案文档：选修3物质结构与性质 4 模块综合检测(选修3)化学

模块综合检测(选修3)

(时间：90分钟，满分：105分)

1．(15分)(2018·山西重点中学协作体期末)现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素，已知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小，其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍。M原子的M能层上有4个未成对电子。请完成下列问题：

(1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序：____________(用元素符号表示)。

(2)基态M原子的核外电子排布式为___________________________________________。

(3)根据VSEPR理论，推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为____________，W原子的杂化类型为____________。

(4)Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为______________(用化学式表示)。

解析：根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知，W的电子排布式是1s22s22p2，则W是碳元素；又知“W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小”，根据元素周期律可推知Z是氮元素，X是氧元素，T是氟元素，Y是氢元素；“M 原子的M能层上有4个未成对电子”，则M的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，即M 是铁元素。

(1)C、N、O、F四种元素位于同一周期，随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素反常，因此第一电离能大小顺序是F>N>O>C。

(3)C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是CO2－3，该离子的中心原子的价层电子对数是3，孤电子对数是0，因此其立体构型是平面三角形，C原子的杂化类型为sp2杂化。

(4)H与F、O、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O、NH3、CH4，其中HF、H2O、NH3分子之间都存在氢键，它们的沸点都比没有氢键的CH4高，常温下H2O为液态，HF、NH3为气态，标准状况下HF为液态，NH3仍为气态，因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>HF>NH3>CH4。

答案：(1)F>N>O>C

(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)

(3)平面三角形sp2

(4)H2O>HF>NH3>CH4

2．(15分)(2018·济宁一模)铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题：

(1)画出基态Cu原子的价电子排布图：____________。

(2)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是____________，配体中提供孤电子对的原子是__________。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________(用

元素符号表示)。

(3)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示，则晶体铜原子的堆积方式为____________。

(4)M原子的价电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。

①该晶体的化学式为____________。

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于____________化合物(填“离子”或“共价”)。

③已知该晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为N A，该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为____________pm(写出计算式即可)。

解析：(2)[Cu(NH3)2]OOCCH3是离子化合物，其阴离子的结构式是[]－，从

C原子的成键情况看，C原子的杂化类型有两种：sp3和sp2。

(3)铜原子的堆积方式是密置层堆积，三层一重复，即ABC型，所以属于面心立方最密堆积。

(4)①M是Cl元素。Cu与Cl形成的化合物晶胞中Cu的个数是4，Cl的个数是8×

1

8＋6×

1

2＝4，因此该晶体的化学式是CuCl。②Cu和Cl的电负性差值是3.0－1.9＝1.1<1.7，因此CuCl 属于共价化合物。③设Cu原子和M原子之间的最短距离为x pm ，晶胞的边长为a cm，则4x·10－10＝3a，a＝

4x·10－10

3

，每个晶胞中含有4个“CuCl”，根据ρ＝

m

V＝

99.5

N A×4

⎝

⎛

⎭

⎪

⎫

4x·10－10

3

3

，x ＝

3

4

34×99.5

ρN A

×1010。

答案：(1)

(2)sp2、sp3N N>O>C

(3)面心立方最密堆积

(4)①CuCl②共价③

3

4

34×99.5

ρN A

×1010

3．(15分)(2018·江西五市八校第二次联考)有A 、B 、C 、D 、E 五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A 的基态原子2p 能级有3个单电子；C 的基态原子2p 能级有1个单电子；E 原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D 与E 同周期，价电子数为2。则：

(1)B 元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是________________。

(2)A 、B 、C 三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为____________(用化学式表示)。

(3)A 的最简单氢化物分子的立体构型为____________，其中A 原子的杂化类型是____________杂化。

(4)A 的单质中σ键的个数为____________，π键的个数为____________。

(5)写出基态E 原子的价电子排布式：____________________________________。 (6)C 和D 形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρ g ·cm －

3，阿伏加德罗常数为N A ，则晶胞边长a ＝____________cm 。(用ρ、N A 的计算式表示)

解析：根据题干信息不难推出A 、B 、C 、D 、E 五种元素分别是N 、O 、F 、Ca 、Cu 。

(2)气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关，由于非金属性F>O>N ，所以稳定性HF>H 2O>NH 3。

(3)A 的最简单氢化物是NH 3，中心N 原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以NH 3分子的立体构型是三角锥形，N 原子的杂化类型是sp 3杂化。

(4)N 2的结构式是N ≡N ，所以σ键个数是1，π键个数是2。

(6)C 和D 形成的化合物是CaF 2，一个晶胞中有4个“CaF 2”，所以一个晶胞质量是78×4N A

g ，一个晶胞的体积是a 3 cm 3，根据ρ＝m V ＝78×4N A a 3 g ·cm －3，则a ＝3312ρN A

cm 。 答案：(1)H 2O 分子间存在氢键 (2)HF>H 2O>NH 3 (3)三角锥形 sp 3 (4)1 2

(5)3d 104s 1 (6) 3312ρN A

4.(15分)(2018·茂名高三模拟)铁是一种重要的过渡元素，能形成多种物质，如做染料的普鲁士蓝{化学式为KFe[Fe(CN)6]}。

(1)基态Fe 2＋

核外电子排布式为_________________。

(2)在普鲁士蓝中，存在的化学键有离子键、