优化方案高中化学集训19同步测试卷(十三)鲁科版选修3

集训1-9
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列排序正确的是( )
A．酸性：H2CO3＜C6H5OH＜CH3COOH
B．碱性：Ba(OH)2＜Ca(OH)2＜KOH
C．熔点：MgBr2＜SiCl4＜BN
D．沸点：PH3＜NH3＜H2O
2．σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道等以“头碰头”方式重叠构建而成。

则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A．H2B．HCl
C．Cl2D．F2
3．在2p能级上最多只能排布6个电子，其依据的规律是( )
A．能量最低原理B．泡利不相容原理
C．洪特规则D．能量最低原理和泡利不相容原理
4．下列说法中正确的是( )
A．分子的结构是由键角决定的
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定
C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等
D．H2O分子中的两个O—H键的键角为180°
5．下列分子或离子中中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间构型为V 形的是( )
A．NH＋4B．PH3
C．H3O＋D．OF2
6．关于氢键，下列说法正确的是( )
A．每一个水分子中含有两个氢键
B．冰、水、水蒸气中都含有氢键
C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的
D．水是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
7．如图所示某硅氧离子的空间结构示意图(虚线不表示共价键)。

通过观察分析，下列叙述正确的是( )
A．键角为120°
B．化学组成为SiO2－3
C．Si原子采用sp2轨道杂化方式
D．化学组成为SiO4－4
8．某地出现了严重的春旱，为了缓解旱情，有关部门选择适宜的条件和方法，向大气中发射增雪剂。

其主要成分是干冰、液氮、碘化银等。

下列有关叙述不正确的是( ) A．干冰和液氮的固体都是分子晶体
B．干冰和液氮的分子中都有非极性共价键
C．干冰和液氮增雪的原理属于物理变化
D．碘化银粒子在冷云中产生冰晶，起到增雪作用
9．经X射线研究证明：PCl5在固体状态时，由空间构型分别是正四面体和正八面体两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是( )
A．PCl5固体是分子晶体
B．PCl5晶体具有良好的导电性
C．PCl5晶体有[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，其离子数目之比为1∶1
D．PCl5晶体有[PCl4]＋和[PCl6]－构成，其离子数目之比为1∶1
10．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－2
B．晶体中每个K＋周围有8个O－2，每个O－2周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的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
11．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。

则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A．sp1，范德华力B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键D．sp3，氢键
12．三氟化硼是平面正三角形，因此是非极性分子，推断三氯甲烷(碳原子位于分子结构中心)的结构和分子的极性情况是( )
A．正四面体，非极性分子B．平面三角形，非极性分子
C．四面体，极性分子D．平面三角形，极性分子
13．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，则下列有关说法中，不正确的是( )
A．NH5中既有离子键又有共价键
B．NH5的熔、沸点高于NH3
C．1 mol NH5中含有5 mol N—H键
D．NH5固体投入少量水中，可产生两种气体
14．下列有关说法正确的是( )
A．物质熔、沸点的高低顺序是晶体硅>氯化钠>冰>氖气
B．微粒半径由大到小的顺序是H＋>Li＋>H－
C．金刚石的硬度、熔点、沸点都低于晶体硅
D．CO2、HCl、CF4、PCl3四种物质分子中的所有原子都满足最外层为8电子的稳定结构15．如图中曲线表示原子序数在前20号元素的原子序数(按递增顺序连接排列)和单质沸点的关系。

其中A点表示的元素是( )
A．Cl B．F
C．Si D．S
16．(10分)请完成下列各题：
(1)前4周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。

(2)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。

在GaN晶体中，每个Ga原子与________个N原子相连，与同一个
Ga原子相连的N原子构成的空间构型为____________。

在四个晶体类型中，GaN属于________晶体。

(3)在极性分子NCl3(遇水强烈水解)中，N原子的化合价为－3价，Cl原子的化合价为＋1价，请推测NCl3水解的主要产物是________________(填化学式)。

17．(10分)请回答下列问题：
(1)31Ga基态原子的核外电子排布式是____________。

某种半导体材料由Ga和As两种元素组成，该半导体材料的化学式是________，其晶体结构类型可能为____________。

(2)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。

该物质的结构式为
以下关于维生素B1的说法正确的是________。

A．只含σ键和π键
B．既有共价键又有离子键
C．该物质的熔点可能高于NaCl
D．该物质易溶于盐酸
(3)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有________。

A．离子键、共价键B．离子键、氢键、共价键
C．氢键、范德华力D．离子键、氢键、范德华力
18．(12分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。

X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。

在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。

请回答下列问题：
(1)W元素原子的L层电子排布式为________，W3分子的空间构型为________；
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为___________________________________；
(3)化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。

M熔点较高的原因是__________________________。

将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M 催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。

在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________，O—C—O的键角约为________；
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为________色。

许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

19．(9分)有A 、B 、C 、D 、E 五种短周期元素，它们的核电荷数按C 、A 、B 、D 、E 的顺序增大。

C 、D 都能分别与A 按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物；CB 可与EA 2反应生成C 2A 与气态物质EB 4；E 的M 层电子数是K 层电子数的2倍。

(1)写出这五种元素的名称：A________，B________，C________，D________，E________。

(2)比较EA 2与EB 4的熔点高低(填化学式)________>________。

(3)写出D 单质与CuSO 4溶液反应的离子方程式：_____________________________。

20．(14分)(2016·高考全国卷乙)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。

回答下列问题：
(1)基态Ge 原子的核外电子排布式为[Ar]__________，有________个未成对电子。

(2)Ge 与C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、三键，但Ge 原子之间难以形成双键或三键。

从原子结构角度分析，原因是___________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)光催化还原CO 2424Zn 、Ge 、O 电负性由大至小的顺序是____________________。

(5)Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原子的杂化方式为__________，微粒之间存在的作用力是____________________________________________________________。

(6)晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。

如图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐
标参数A 为(0，0，0)；B 为(12，0，12)；C 为(12，12
，0)。

则D 原子的坐标参数为______________。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。

已知Ge 单晶的晶胞参数a ＝565.76 pm ，其密度为________________________________________________________________________
g ·cm －3
(列出计算式即可)。

参考答案与解析
1．[导学号79180240] 解析：选D 。

根据物质的有关性质逐项分析。

A.由化学方程式CO 2＋C 6H 5ONa ＋H 2O===C 6H 5OH ＋NaHCO 3可知，酸性H 2CO 3>C 6H 5OH 。

B.Ba 和Ca 同主族，元素金属性Ba>Ca ，故碱性Ba(OH)2>Ca(OH)2。

C.SiCl 4为分子晶体，MgBr 2为离子晶体，BN 为原子晶体，故SiCl 4的熔点最低。

D.因为NH 3分子间存在氢键使其沸点高于PH 3，H 2O 分子间的氢键强于NH 3，使H 2O 的沸点更高(或根据H 2O 常温下为液态，而NH 3为气态判断)。

2．[导学号79180241] 解析：选A 。

Cl 2和F 2中是p­p σ键；HCl 中是s­p σ键；H 2中是s­s σ键。

3．[导学号79180242] 解析：选B 。

能量最低原理主要是电子排布先后顺序；洪特规则指相同能级电子尽量占据不同轨道，只有泡利不相容原理说明一个轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反，2p 能级共有3个轨道，最多容纳6个电子。

4．[导学号79180243] 解析：选B 。

分子的结构是由键参数——键能、键长与键角共同决定的，故A 项错误；由于F 、Cl 、Br 、I 的原子半径不同，故C —X 的键长不相等，故C 项错误；H 2O 分子中的键角为104.5°，故D 项错误。

5．[导学号79180244] 解析：选D 。

在四个选项中，中心原子均按sp 3
杂化方式成键，其中：NH ＋4的空间构型为正四面体；PH 3和H 3O ＋为三棱锥；只有OF 2为V 形。

6．[导学号79180245] 解析：选C 。

氢键存在于水分子之间，A 错误；在水蒸气中不存在氢键，B 错误；水比较稳定是因H —O 共价键键能高、难被破坏的原因，氢键只影响物质的物理性质，D 错误。

7．[导学号79180246] 解析：选D 。

由该离子的空间结构示意图可知：硅氧原子形成正四面体结构，Si 在体心，O 在顶点，键角为109.5°，离子组成为SiO 4－4，Si 原子采用sp 3杂化方式成键。

8．[导学号79180247] 解析：选B 。

干冰中存在极性共价键，B 错误；干冰和液氮增雪原理是利用气化时吸收大量的热使水蒸气凝结，发生的是物理变化。

9．[导学号79180248] 解析：选D 。

有阴、阳离子构成，不可能是分子晶体，离子晶体在固态时不能导电；类比NH ＋4为正四面体，推测[PCl 4]＋为正四面体，而[PCl 3]2＋应类似BF 3为正三角形结构。

10．[导学号79180249] 解析：选D 。

K ＋在顶点和面心，O －2在棱的中点和体心，故每个
晶胞含K ＋数＝8×18＋6×12＝4，含O －2数＝12×14
＋1＝4，化学式为KO 2；晶体中每个K ＋周围有6个O －2，每个O －2周围有6个K ＋；晶体中与每个K ＋距离最近的K ＋有12个；在O －2中O 的平均
价态为－12
，则0价与－2价氧原子之比为3∶1。

11．[导学号79180250] 解析：选B 。

由题知：B(OH)3中B 的杂化方式与石墨中C 的杂化方式相同，为sp 2杂化；层与层间的作用力也与石墨晶体相同，为范德华力。

12．[导学号79180251] 解析：选C。

甲烷是正四面体结构，是由于四个碳氢键完全相同且互相排斥，而三氯甲烷(CHCl3)中由于氯原子有较强的吸引电子能力，故C—Cl键中的共用电子对偏向于Cl，使整个分子结构成为变形的四面体结构，因而正负电荷中心不能重合，是极性分子。

13．[导学号79180252] 解析：选C。

根据NH5所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，说明该物质的化学式应为NH4H，是离子化合物。

NH5固体投入少量水中，可以产生NH3和H2。

14．[导学号79180253] 解析：选A。

B选项中微粒半径由大到小顺序应是H－>Li＋>H＋；C选项中由于金刚石的键长小于晶体硅的，所以硬度、熔点、沸点较大；D选项中HCl中的H 最外层不能满足8电子稳定结构。

15．[导学号79180254] 解析：选B。

由沸点可看出，A单质在常温下，应为气体，排除C、D选项；另外，与A相邻的两种元素单质在常温下也为气体，只有B项合适。

16．[导学号79180255] 解析：(1)第1周期的氢，第2周期的碳、氧，第3周期的磷，第4周期的铁，其基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同，故共有5种元素。

(2)Ga原子最外层有3个电子，可分别与3个N原子形成共价键，为了达到8电子稳定结构，含空轨道的原子可吸收含孤电子对的第4个N原子形成配位键，成键后Ga原子与4个N原子的键长、键角都完全相等，呈正四面体形。

GaN结构与单晶硅结构相似，故均为原子晶体。

(3)NCl3在水解过程中各元素的化合价保持不变，N原子显－3价，结合H＋生成NH3，Cl 显＋1价，结合OH－生成HClO，所以水解的主要产物是NH3和HClO。

答案：(1)5 (2)4 正四面体形原子
(3)HClO、NH3
17．[导学号79180256] 解析：(1)Ga在元素周期表中的位置是第4周期第ⅢA族，故其基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1；由Ga和As组成的半导体材料，性质与单晶硅相似，故结构也与单晶硅相似，根据硅晶体结构知，在Ga和As形成的晶体中，每个Ga原子与4个As原子相连，每个As原子与4个Ga原子相连，故该晶体中Ga和As的原子个数比是1∶1，晶体的化学式为GaAs，属于原子晶体。

(2)由维生素B1的结构简式可以得知分子中含有单键和双键，故分子中含有σ键和π键，同时分子中还含有离子键，故A 错，B正确；离子化合物的熔点高低取决于离子键的强弱，离子键越强，化合物的熔点越高，该物质的离子键是由Cl－和非金属N的阳离子形成的，弱于Cl－和Na＋之间形成的离子键，故维生素B1的熔点低于NaCl，C错；由于该物质中含有—NH2，故该物质能与盐酸反应，D正确。

(3)因为维生素B1中含有离子键，故溶于水要克服离子键；因为分子中含有羟基(—OH)，维生素B1分子之间能形成氢键，维生素B1分子间还有范德华力，故溶于水要克服氢键和范德华力。

综上所述，D正确。

答案：(1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 1 GaAs 原子晶体
(2)BD (3)D
18．[导学号79180257] 解析：(1)根据核外电子排布规律，W 为氧元素，其核外电子排布式为1s 22s 22p 4。

(2)X 、Y 、Z 的原子序数之和为40，由于原子序数依次增大，所以X 的原子序数大于8，第5周期的元素原子序数大于36，所以Z 只能是第4周期的元素，即X 、Y 、Z 分别为第2、3、4周期，X 只能为F ，所以Y 、Z 的原子序数之和为31，则都为主族元素，所以Z 只能为第ⅠA 或第ⅡA 族中的元素，因为第4周期第ⅢA 族中的元素原子序数为31，Y 、Z 可能为Na 、Ca ，也可能为Mg 、K ，依M 的熔点高，及(3)可知M 为MgO ，所以Y 为Mg ，Z 为K 。

(3)MgO 与NaCl 晶体结构相同，是离子晶体，离子晶体熔点与晶格能有关；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为
，—CH 3中的C 为sp 3杂化，中C
采用sp 2杂化，键角为120°。

(4)晶胞中X 的个数为12×14＝3，Y 的个数为8×18
＝1，Z 的个数为1，所以X∶Y∶Z＝3∶1∶1。

(5)K 元素的焰色反应为紫色，焰色反应是元素原子中的电子发生跃迁吸收和释放能量形成的，是物理变化。

答案：(1)2s 22p 4 V 形 (2)2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2
(3)MgO 晶格能大 sp 3和sp 2 120° (4)3∶1∶1
(5)紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
19．[导学号79180258] 解析：由于E 的M 层电子数是K 层电子数的2倍，所以E 为硅，EB 4为气态物质，则B 为氟，D 单质与CuSO 4溶液反应，则D 为钠，A 为氧，C 为氢。

由于钠是活泼金属，将其投入到CuSO 4溶液中钠先与H 2O 反应，再与Cu 2＋反应，所以离子方程式为2Na ＋2H 2O ＋Cu 2＋===Cu(OH)2↓＋2Na ＋＋H 2↑。

SiO 2为原子晶体，SiF 4为分子晶体，SiO 2的熔点高于SiF 4。

答案：(1)氧 氟 氢 钠 硅 (2)SiO 2 SiF 4
(3)2Na ＋Cu 2＋＋2H 2O===2Na ＋＋Cu(OH)2↓＋H 2↑
20．[导学号79180259] 解析：(1)在元素周期表中，锗位于硅正下方，锗的原子序数为14＋18＝32，基态锗原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 2或[Ar]3d 104s 24p 2，由于4p 能级有3个能量相同的轨道，根据洪特规则，4p 上2个电子分别占据两个轨道且自旋方向相同，故未成对电子数为2。

(2)本题从单键、双键、三键的特点切入，双键、三键中都含有π键，原子之间难以形成双键、三键，实质是难以形成π键，因为锗的原子半径较
大，形成σ单键的键长较长，p ­p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，故锗原子难以形成π键。

(3)根据表中数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，其熔、沸点分别依次升高，而熔、沸点的高低与分子间作用力强弱有关，组成和结构相似的分子，分子间相互作用力强弱与分子的相对分子质量有关。

(4)锌、锗位于同周期，同一周期从左至右元素的电负性逐渐增大(稀有气体元素除外)，而氧位于元素周期表右上角，电负性仅次于氟，由此得出氧、锗、锌的电负性依次减小。

(5)类比金刚石，晶体锗是原子晶体，每个锗原子与其周围的4个锗原子形成4个单键，故锗原子采用sp 3
杂化。

微粒之间存在的作用力是共价键。

(6)①对照晶胞
图示、坐标系以及A 、B 、C 点坐标，选A 点为参照点，观察D 点在晶胞中位置(体对角线14
处)，由B 、C 点坐标可以推知D 点坐标。

②类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，ρ＝
8×736.02×565.763×107 g ·cm －3。

答案：(1)3d 104s 24p 2 2
(2)Ge 原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p ­p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
(3)GeCl 4、GeBr 4、GeI 4的熔、沸点依次升高。

原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强
(4)O>Ge>Zn
(5)sp 3 共价键
(6)①⎝ ⎛⎭
⎪⎫14，14，14 ②8×736.02×565.763×107。