2026版高中化学人教版选择性必修2《物质结构与性质》周测12模块综合

周测12模块综合一、选择题(本题共15小题，每题3分，共45分，每小题只有一个选项符合题目要求)1.氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。氨硼烷在催化剂作用下与水反应产生氢气：NH3BH3+2H2ONH4BO2+3H2↑，下列说法不正确的是()A.原子半径：B>N>O>HB.第一电离能：N>O>BC.电负性：O>N>BD.熔点：CH3CH3>NH3BH3答案D解析氢原子半径最小，同周期主族元素从左到右原子半径递减，则原子半径：B>N>O>H，A正确；同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，由于半充满结构更稳定，第一电离能：第ⅤA族>第ⅥA族，因此第一电离能大小顺序是N>O>B，B正确；同周期元素从左向右电负性逐渐增大，则电负性：O>N>B，C正确；氨硼烷是固体，乙烷是气体，熔点：CH3CH3<NH3BH3，D不正确。2.(2025·太原高二大联考)化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列化学用语的书写正确的是()A.基态Mg原子的核外电子轨道表示式：B.过氧化氢的电子式：C.基态Br原子的简化电子排布式：[Ar]4s24p5D.原子核内有10个中子的氧原子：8答案D解析基态Mg原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，核外电子轨道表示式应为，故A错误；过氧化氢属于共价化合物，电子式为，故B错误；Br的原子序数为35，基态Br原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故C错误；原子核内有10个中子的氧原子的质量数为8+10=18，核素符号为818O，故D正确。3.(2024·南昌期中)以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，含少量的Fe2O3、CuO、SiO2)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)，下列说法正确的是()A.Zn所在周期的元素中，未成对电子数最多的是CrB.基态Fe2+的核外电子空间运动状态有24种C.基态Cu原子的核外电子排布符合构造原理D.基态Fe3+和Zn2+的d轨道都处于半充满状态答案A解析Zn所在周期为第四周期，其中基态Cr原子价层电子排布为3d54s1，未成对电子数最多，A正确；把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数，基态Fe2+原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，核外电子空间运动状态有14种，B错误；基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，是因为3d轨道处于全充满较稳定状态，不符合构造原理，C错误；基态Fe3+原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d5，3d轨道处于半充满状态；基态Zn2+原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10，3d轨道处于全充满状态，D错误。4.(2024·河北沧州模拟)硫代硫酸盐是具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2O32-)可看作SO42-中的一个O原子被S原子替代的产物。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、bnm、cnm，其结构如图所示，已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是Mg·mol-1，NA.晶胞中[Mg(H2B.若晶胞中A的分数坐标为(0，0，0)，则B的分数坐标为(a，0，c)C.S2O32-的中心硫原子的杂化方式为D.该晶体的密度为4MN答案C解析根据均摊法，晶胞中[Mg(H2O)6]2+的个数为8×18+2×12+4×14+1=4，A错误；若晶胞中A的分数坐标为(0，0，0)，B为右上顶点，分数坐标为(1，0，1)，B错误；硫代硫酸根离子(S2O32-)可看作SO42-中的一个O原子被S原子替代的产物，S2O32-的中心硫原子的杂化方式与SO42-的中心硫原子的杂化方式相同为sp3，C正确；5.(2023·湖北，11)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是()选项性质差异结构因素A沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子间作用力B熔点：AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)晶体类型C酸性：CF3COOH(pKa=0.23)，远强于CH3COOH(pKa=4.76)羟基极性D溶解度(20℃)：Na2CO3(29g)大于NaHCO3(8g)阴离子电荷答案D解析由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作用力小，所以沸点较低，故A正确；AlF3为离子晶体，熔点较高，AlCl3为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，故B正确；由于电负性：F>H，C—F极性大于C—H，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，故C正确；碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO3-间存在氢键，导致其不易溶于水，与阴离子电荷无关，故6.(2025·烟台高二期中)水合肼(N2H4·H2O)是一种无色透明发烟液体，具有强碱性和吸湿性，工业上常用作抗氧化剂。实验室利用反应CO(NH2)2+2NaOH+NaClONa2CO3+N2H4·H2O+NaCl制备水合肼。下列有关说法正确的是()A.氯离子核外电子有18种空间运动状态B.以上相关元素第一电离能关系：O>N>C>NaC.该反应中C原子均为sp2杂化，N原子均为sp3杂化D.N2H4中H—N—H键角小于H2O中H—O—H键角答案C解析氯离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，其核外共有1+1+3+1+3=9个轨道，则核外电子有9种空间运动状态，A错误；同周期元素从左至右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族最高能级轨道分别为全充满和半充满，比较稳定，其第一电离能大于相邻元素，非金属元素第一电离能大于金属元素，则相关元素第一电离能：N>O>C>Na，B错误；CO(NH2)2和CO32-中C原子价层电子对数均为3，均为sp2杂化，CO(NH2)2和N2H4·H2O中N原子价层电子对数均为4，均为sp3杂化，C正确；N2H4中心N原子有1个孤电子对，H2O中心O原子有2个孤电子对，孤电子对数越多，孤电子对与成键电子对之间的斥力越大，所以N2H4中H—N—H键角大于H2O中H—O—H键角，7.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共用电子使其价电子数达到8、H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物，下列说法错误的是()A.NH3、BF3、BF4-中只有BFB.BF3、BF4-的中心原子的杂化方式分别为sp2、C.BF3是非极性分子D.BF4-的键角小于答案D解析BF3、BF4-的中心原子价层电子对数分别为3+0=3、4+0=4，因此BF3、BF4-的中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3，故B正确；BF3是平面正三角形结构，是非极性分子，故C正确；BF4-是正四面体形结构，NH3是三角锥形结构，因此BF8.下列关于晶体结构和性质的叙述中都正确的一组是()①I3+的空间结构为V形，中心原子的杂化方式为②金属阳离子只能存在于离子晶体中③因为NH3分子间存在氢键，所以NH3极易液化，用作制冷剂④因金属性K>Na>Mg，所以熔点：KCl>NaCl>MgCl2⑤因为1molSi晶体中含有2molSi—Si，所以1molSiC晶体中也含有2molSi—C⑥CH3Cl和CCl4均为正四面体结构的非极性分子A.①③ B.①③⑤C.④⑥ D.②③⑥答案A解析将I3+中一个碘原子看成中心原子，另两个是与中心原子结合的原子，中心原子的价层电子对数为2+7-1-2×12=4，所以中心原子的杂化方式为sp3，①正确；金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，所以金属阳离子可能还存在于金属晶体中，②错误；氨气分子间存在氢键，使分子间作用力增大，所以NH3极易液化，液氨汽化吸收大量的热，可用作制冷剂，③正确；离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，与金属性无关，离子半径越小，电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔点越高，所以熔点：KCl<NaCl<MgCl2，④错误；SiC晶体中每个Si原子形成4个Si—C，1molSiC晶体中含有1molSi原子，所以含有4molSi—C，⑤错误；CCl4含有C—Cl极性键，空间结构为正四面体形，结构对称且正负电荷的中心重合，为非极性分子，CH9.(2025·江西丰城中学高二期中)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X是宇宙中含量最多的元素，同周期中Y的简单离子半径最大，Y与Z相邻，Z、M的核电荷数之比为2∶3，基态Q原子的价层电子中s能级和p能级的电子数相等。下列说法不正确的是()A.X、Z元素形成的单质分子都是非极性分子B.Y与M、Q形成的化合物M3Y2、Q3Y4的晶体类型一定不同C.简单氢化物的键角：Q>Y>ZD.电负性：Z>Y>X>Q>M答案A解析由题意可推知，X为H，Y为N，Z为O，M为Mg，Q为Si。H、O元素形成的单质分子有H2、O2、O3，其中H2、O2是非极性分子，O3是极性分子，A错误；Mg3N2是离子晶体，Si3N4为共价晶体，B正确；SiH4、NH3、H2O中心原子均为sp3杂化，VSEPR模型都为四面体形，孤电子对数分别为0、1、2，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，孤电子对数越多、键角越小，则简单氢化物的键角：SiH4>NH3>H2O，C正确；同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，则电负性：O>N>H>Si>Mg，D正确。10.氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构如图所示：下列叙述不正确的是()A.同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构B.氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体的晶胞结构都是立方体，它们具有相似的物理性质C.二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键D.在二氧化硅晶体中，平均每个Si原子形成4个Si—O共价单键答案B解析SiO2和CO2的化学式相似，但其晶体结构不同，A项正确；二氧化碳为分子晶体，氯化钠和氯化铯为离子晶体，所以它们的物理性质不同，B项错误；二氧化碳为分子晶体，分子间存在分子间作用力，而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键，C项正确。11.如图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a个，元素氧、钛、钙的原子个数比为b。则a、b是()A.6，3∶1∶1 B.24，10∶8∶1C.12，5∶4∶1 D.3，3∶2∶1答案A解析由晶胞结构可知，晶胞顶角上相邻的钛离子相距最近，则钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有6个，a=6；晶胞中钛原子个数为8×18=1，氧原子个数为12×14=3，钙原子个数为1，则氧、钛、钙的原子个数比为3∶1∶1，故选12.碳化钼负载的层状金团簇催化剂可用于低温水煤气变换反应，下列有关说法错误的是()A.碳化钼晶体的化学式为MoCB.CO2分子中，中心原子碳的价层电子对数为2C.碳化钼晶胞中，离Mo最近的Mo原子有8个D.若碳化钼晶胞体积为Vcm3，则其晶体密度为432V·答案C解析晶胞中Mo原子数目为8×18+6×12=4，C原子数目为1+12×14=4，Mo原子与C原子个数之比为1∶1，故碳化钼晶体的化学式为MoC，故A正确；CO2分子结构式为OCO，碳原子没有孤电子对，中心原子碳的价层电子对数为2，故B正确；以顶角Mo原子研究，与之距离最近的Mo原子处于晶胞面心位置，每个顶角Mo原子为8个晶胞共用，每个面心Mo原子为2个晶胞共用，则与之距离最近的Mo原子数目为3×82=12，故C错误；1个晶胞质量为4×96+12NAg，碳化钼晶胞体积为Vcm3，则晶体密度为4×96+1213.助力神舟十三号载人飞船顺利飞向太空的运载火箭发动机以偏二甲肼和液态N2O4为主要燃料，工作时发生的反应为(H3C)2N—NH2+2N2O43N2+4H2O+2CO2A.偏二甲肼(H3C)2B.H、C、N、O电负性依次增大C.偏二甲肼分子中所有原子都达到最外层8电子稳定结构D.等物质的量的N2、CO2分子含有相同数目的π键答案C解析偏二甲肼[(H3C)2N—NH2]分子中C、N原子价层电子对数都为4，其杂化方式相同，故A正确；根据同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，得H、C、N、O电负性依次增大，故B正确；氮气分子中为氮氮三键，二氧化碳分子中有两个碳氧双键，因此等物质的量的N2、CO214.用相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液进行实验：FeCl3溶液溶液1(红色)K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)溶液2(不显红色)下列说法不正确的是()A.相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液中，Fe3+的浓度不同B.Fe3+提供空轨道，CN-提供孤电子对，两者以配位键结合生成[Fe(CN)6]3-C.溶液2不显红色，说明Fe3+与CN-的结合力强于与SCN-的结合力D.由对比实验可知，用KCN溶液检验FeCl3溶液中的Fe3+比用KSCN溶液更好答案D解析K3[Fe(CN)6]能电离出K+和[Fe(CN)6]3-，因此相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液中，Fe3+的浓度不同，故A正确；Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+是Fe失去4s上的电子和3d上的一个电子得到的，其存在空轨道，CN-的电子式为，碳原子提供孤电子对，两者以配位键结合成[Fe(CN)6]3-，故B正确；溶液2不显红色，说明[Fe(CN)6]3-与SCN-不反应，则可说明Fe3+与CN-的结合力强于与SCN-的结合力，故C正确；FeCl3溶液为棕黄色，K3[Fe(CN)6]溶液为黄色，若用KCN检验FeCl3溶液现象不明显，故D错误。15.工业电解氧化铝制取金属铝时，常常需要加入冰晶石(Na3AlF6)，冰晶石晶胞是以阴离子[AlF6]3-构成的面心立方晶胞(如图所示)，下列说法正确的是()A.冰晶石可以降低氧化铝熔点的原因是冰晶石的熔点远低于氧化铝B.阴离子[AlF6]3-存在配位键，空间结构为正八面体形，Al3+采取sp3杂化C.冰晶石晶胞中的离子数和氯化钠(NaCl)晶胞中的离子数之比为2∶1D.若冰晶石晶体密度为ρg·cm-3，则晶胞中[AlF6]3-之间的最短距离为3480ρNA×1010pm(设答案C解析如果Al3+采取sp3杂化，则应该形成四面体形，而[AlF6]3-的空间结构为正八面体形，说明Al3+不是采取sp3杂化，故B错误；冰晶石晶胞中阴离子数为8×18+6×12=4个，由化学式Na3AlF6可知该晶胞中阳离子数为3×4=12，NaCl晶胞中Na+有4个，Cl-有4个，所以冰晶石晶胞中离子数和氯化钠晶胞中的离子数之比为(12+4)∶(4+4)=2∶1,故C正确；1个晶胞中有4个Na3AlF6,设晶胞的边长为xcm，则4×210NA×x3g·cm-3=ρg·cm-3，解得x=3840ρNAcm，[AlF6]3-之间的最短距离为22x=二、非选择题(本题共4小题，共55分)16.(10分)(2025·陕西宝鸡高二下阶段练习)碳元素可以形成许多重要的化合物。回答下列问题：(1)(2分)某同学将C原子的基态电子排布式写成1s22s22px2，违背了________。碳元素与其相邻的两种元素的电负性由大到小的顺序为______________(2)柠檬酸的结构简式为。①(1分)该结构中碳原子的杂化方式有________________。

②(1分)1mol柠檬酸分子中氧原子与碳原子形成的σ键数为________mol。

(3)有机铁肥三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)的化学式为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。①该有机物中Fe3+的配位数为________。

②根据价层电子对互斥理论推测NO3-的空间结构为________________；3个及3个以上原子构成的离子或分子中，原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道，这些p轨道相互重叠形成大π键，又称为离域π键，用Πmn表示(m指参与形成大π键的原子数；n指参与形成大π键的电子数)。NO3答案(1)洪特规则N>C>B(2)①sp2、sp3②7(3)①6②平面三角形Π解析(2)①饱和碳原子为sp3杂化，羧基中碳原子为sp2杂化；②单键都是σ键，双键中1个σ键、一个π键。柠檬酸分子中有3个羧基,1个羟基,则1mol柠檬酸分子中，氧原子与碳原子形成的σ键数为7mol。(3)②NO3-中心原子孤电子对数为5+1-2×32=0，价层电子对数为3+0=3，根据价层电子对互斥理论推测NO3-的空间结构为平面三角形；N原子最外层有5个电子，3个电子分别占据1个sp2杂化轨道与O原子形成σ键，剩余2个电子在1个p轨道上用于形成大π键，每个氧有1个p电子用于形成σ键，剩余1个p电子用于形成大π键，加上负电荷带来的一个额外电子，故417.(14分)物质的光学性质在科研中有重要的用途。回答下列问题：Ⅰ.一种比率光声探针M与Cu2+配位，可用于小鼠脑内铜(Ⅱ)的高时空分辨率动态成像，反应如下所示：(1)H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为__________，M中键角F—B—F__________(填“>”“<”或“=”)BF3中键角F—B—F；基态Cu2+的价层电子中，两种自旋状态的电子数之比为__________。

(2)均为平面结构的吡咯()和吡啶()是合成该探针的原料，吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较大的为____________，原因是________________________。

Ⅱ.铪(Hf)的卤化物八面体离子是构建卤化物钙钛矿的基本发光单元，其构建的某晶胞结构如图所示。(3)该晶胞中K+的配位数为____________，阴离子形成的八面体空隙有____________个。

答案(1)F>N>C>H<5∶4(或4∶5)(2)吡啶在吡咯中，氮原子的孤电子对参与了环的共轭体系，使得氮原子上的电子云密度降低，从而减弱了其碱性，而吡啶分子中的氮原子上孤电子对处于sp2杂化轨道上，未参与环的共轭，碱性强，更容易与盐酸电离出的H+结合，即吡啶在盐酸中的溶解度比吡咯的更大(3)44解析(1)根据同一主族元素从上到下电负性依次减小，同一周期主族元素从左到右电负性依次增大可知，H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为F>N>C>H，由题干图示信息可知，M中B周围形成了4个共价键，即B采用sp3杂化，而BF3中B采用sp2杂化，故M中键角F—B—F<BF3中键角F—B—F，已知Cu是29号元素，故基态Cu2+的价层电子排布式为3d9，故其中两种自旋状态的电子数之比为5∶4或4∶5。18.(15分)铁元素被称为“人类第一元素”，铁及其化合物具有广泛的应用。(1)(3分)铁在元素周期表第四周期第______族，属于______区元素，基态铁原子M层电子的排布式为______。

(2)铁形成的常见离子有Fe2+和Fe3+，Fe2+易被氧化为Fe3+，请利用核外电子排布的相关原理解释其原因：______________________。

(3)检验Fe2+是否被氧化为Fe3+的方法之一是取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的[Fe(SCN)(H2O)5]2+生成。①[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配位数为____________。

②配体SCN-中心C原子的杂化方式为______________________。

③O、N、S三种元素的电负性由大到小的顺序为__________________________。

(4)铁酸钇是一种典型的单相多铁性材料，其正交晶胞结构如图a所示，沿z轴与x轴的投影图分别如图b和图c所示。①该晶体中原子个数比为N(Y)∶N(Fe)∶N(O)=____________________________。

②若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为________g·cm-3(列出计算表达式)。

答案(1)Ⅷd3s23p63d6(2)Fe2+的价层电子排布式为3d6，易失去1个电子形成3d5的半充满稳定结构(3)①6②sp③O>N>S(4)①1∶1∶3②2解析(1)铁是26号元素，处于元素周期表第四周期第Ⅷ族，属于d区元素，基态铁原子M层电子排布式为3s23p63d6。(3)①[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配体为1个SCN-、5个H2O，即Fe3+的配位数为6。②SCN-中的C没有孤电子对，σ键电子对为2，则其价层电子对数为2，C原子采取sp杂化。③同周期主族元素自左而右电负性逐渐增大，则电负性：O>N，NH3分子之间存在氢键，而H2S分子之间没有氢键，说明N元素电负性比S元素大。(4)①Y处于顶角、棱上，晶胞中Y的数目为8×18+4×14=2，Fe处于晶胞内部，数目为2，结合图a、b、c可知,O处于棱上、晶胞内部，晶胞中O原子数目为4+8×14=6，故N(Y)∶N(Fe)∶N(O)=2∶2∶6=1∶1∶3。②一个晶胞中含有2个“YFeO3”，晶胞质量为2×89+56+16×3NAg=2×193NAg,若晶胞参数分别为apm、bpm和cpm，则晶胞体积为a×10-10cm×b×10-10cm×c×10-10cm=(abc×10-30)cm19.(16分)氨基酸微量元素螯合物在饲料生产应用、解决过量添加无机盐造成环境污染等方面有重要应用。该类螯合物通常以蛋氨酸、赖氨酸、甘氨酸等为配位体，以铜、铁、锌、锰、铬、钴等元素为中心离子。(1)甘氨酸()中共有________个σ键，官能团中C原子的杂化方式为________。

(2)上述金属元素中，基态原子有五个未成对电子的原子的简化电子排布式为_