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文档简介
1、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_(
2、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CO,该离子的中心原子的价层电
3、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Ar3d64s2)(3)平面三角形sp2(4)H2O>HF>NH3>CH42(1
4、5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)2OOCCH3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)。该晶体的化学式为_。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”)。已知该晶体的
5、密度为 g·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,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)2OOCCH3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)M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8×6×4,因此该晶体的化学式是CuCl。Cu和Cl的电负性差值是3.01.91.1<1.7,
6、因此CuCl属于共价化合物。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·1010a,a,每个晶胞中含有4个“CuCl”,根据,x×1010。答案:(1) (2)sp2、sp3NN>O>C(3)面心立方最密堆积(4)CuCl共价 ×10103(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:(
7、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的单质中键的个数为_,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 g·cm3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长a_cm。(用、NA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>
8、N,所以稳定性HF>H2O>NH3。(3)A的最简单氢化物是NH3,中心N原子的价层电子对数是4,孤电子对数是1,所以NH3分子的立体构型是三角锥形,N原子的杂化类型是sp3杂化。(4)N2的结构式是NN,所以键个数是1,键个数是2。(6)C和D形成的化合物是CaF2,一个晶胞中有4个“CaF2”,所以一个晶胞质量是 g,一个晶胞的体积是a3 cm3,根据 g·cm3,则a cm。答案:(1)H2O分子间存在氢键(2)HF>H2O>NH3(3)三角锥形sp3(4)12(5)3d104s1(6) 4.(15分)(2018·茂名高三模拟)铁是一种重要的过
9、渡元素,能形成多种物质,如做染料的普鲁士蓝化学式为KFeFe(CN)6。(1)基态Fe2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、_和_。(3)一定条件下,CN可氧化为OCN。OCN中三种元素的电负性由大到小的顺序为_;碳原子采取sp杂化,1 mol该物质中含有的键数目为_。(4)与CN互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。(5)常温条件下,铁的晶体采用如图所示的堆积方式,则这种堆积模型的配位数为_,如果铁的原子半径为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则此种铁单质的密度表达式为_g/cm3。解析:(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64
10、s2,所以基态Fe2核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。(2)KFeFe(CN)6属于离子化合物,是一种复盐,也是一种配合物,阳离子是K、Fe3,阴离子是配离子Fe(CN)64(其中Fe为2价),其中K、Fe3和Fe(CN)64以离子键相结合,Fe(CN)64中Fe2和CN以配位键相结合,CN内C和N以共价键相结合。(3)OCN中的C原子采取sp杂化,则其立体构型为直线形,结合OCN与CO2是等电子体,可知OCN的结构式是O=C=N,则1 mol OCN中含有的键数目是2NA。(5)图示的堆积方式是非密置层的体心立方堆积,所以配位数是8;铁的一个晶胞中有两个Fe原
11、子,因此晶胞质量m g,若铁的原子半径为a cm,则晶胞边长为 cm,晶胞体积V cm3,所以铁单质的密度g/cm3。答案:(1)1s22s22p63s23p63d6(或Ar3d6)(2)共价键配位键(3)O>N>C2NA(4)CO(或N2)(5)8 5.(15分)2014年7月和12月山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学LaiSheng Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作,首次合成“中国红灯笼分子”硼球烯B40。B40是继C60之后第二个从实验和理论上完全确认的无机非金属笼状团簇。(1)基态硼原子的外围电子排布式为_,C
12、60中碳原子杂化方式为_。(2)构成C60晶体的作用力是_。(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有_种。(4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物,属于一种半导体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP晶胞中B采用面心立方堆积,P原子填入四面体空隙中。写出三溴化硼和三溴化磷的立体构型:三溴化硼_;三溴化磷_。磷化硼晶体内微粒间的作用力有_。计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离(晶胞参数为478 pm):_。解析:(1)C60又叫足球烯,其分子中每个C原子与其他3个C原子相连,分别形成两个碳碳单键和一个碳碳双键,所以碳原子的杂化方式为sp2。(2)C60晶
13、体属于分子晶体,所以微粒间作用力是范德华力。(3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne共6种。(4)BBr3中B原子的价层电子对数是3,孤电子对数是0,所以三溴化硼的立体构型是平面正三角形;PBr3中P原子的价层电子对数是4,孤电子对数是1,所以三溴化磷的立体构型是三角锥形。磷化硼的空间结构与金刚石类似,应属于原子晶体,B原子与P原子间通过共价键相结合,但B原子最外层只有3个电子,P原子最外层有5个电子,而磷化硼晶体中每个B原子与4个P原子相连,每个P原子也与4个B原子相连,这说明B原子和P原子间还存在一个配位键,其中P原子提供孤电子对,B原子提供空轨道。BP晶胞中P
14、原子位于立方体的体对角线的处,则硼原子和磷原子之间的最近距离 pm pm207 pm。答案:(1)2s22p1sp2(2)范德华力(3)6(4)平面正三角形三角锥形共价键、配位键207 pm6.(15分)(2018·河南百校联盟联考)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题:(1)基态砷原子的核外价电子排布式为_。(2)生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_,电负性由大到小的顺序为_。(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂,其中碳原子的杂化轨道类型为_,所含共价键的类型为_,写出一种与COS键合方式相同且立体构型也相同的微粒:_。(4)H2
15、O与H2S为同族元素的氢化物,H2O可以形成H9O或H3O,而H2S几乎不能形成类似的H9S或H3S,其原因是_。(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ,其晶胞结构如图所示。磷化铝的晶体类型为_。A、B点的原子坐标如图所示,则C点的原子坐标为_。磷化铝的晶胞参数a546.35 pm,其密度为_g·cm3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。解析:(3)COS中C原子的孤电子对数是0,价层电子对数是1102,所以碳原子的杂化轨道类型是sp,COS的立体构型是直线形,结构式是O=C=S,含有2个键和2个键;与COS键合方式相同且立体构型
16、也相同的微粒应与COS互为等电子体,最容易想到的就是CO2和CS2。(4)H3O是由H2O和H通过配位键形成的,H9O是由(H2O)4和H通过配位键形成的,其中(H2O)4是H2O分子间通过氢键形成的缔合分子,因此应从氢键的形成条件去考虑H2S不能形成H9S或H3S的原因。(5)磷化铝的晶胞结构类似金刚石,且其熔点很高,因此磷化铝属于原子晶体。由磷化铝的晶胞结构可以看出,Al原子位于立方体的体对角线的处,因此C点的原子坐标为。1个AlP晶胞中含有的P原子数是8×6×4,Al原子数也是4,因此一个晶胞的质量m g,而晶胞的体积V(a×1010)3 cm3(5.463
17、 5×108)3 cm3,所以磷化铝的密度 g·cm3。答案:(1)4s24p3(2)Cl>P>SCl>S>P(3)sp键和键(写“极性键”也可)CO2(或CS2、BeF2等)(4)氧的电负性大且原子半径小,H2O分子间及与H可形成氢键,而硫的电负性较小且原子半径大,几乎不能形成氢键(5)原子晶体7.(15分)(2018·湖南三湘名校联考)已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素,它们的核电荷数依次增大。A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子,C、D同主族。E、F都是第四周期元素,E原子核外有4个未成对电子,F原子除最外能层只有1个
18、电子外,其余各能层均为全充满。根据以上信息填空:(1)基态D原子中,电子占据的最高能层符号为_,该能层具有的原子轨道数为_。(2)E2的价层电子排布图是_,F原子的核外电子排布式是_。(3)A的最高价氧化物对应的水化物分子结构式为_,其中心原子采取的轨道杂化方式为_;B的气态氢化物的VSEPR模型为_。(4)化合物AC2、B2C和阴离子DAB互为等电子体,它们结构相似,DAB的电子式为_。(5)配合物甲的焰色反应呈紫色,其内界由中心离子E3与配位体AB构成,配位数为6。甲的水溶液可以用于实验室中E2的定性检验,检验E2的离子方程式为_。(6)某种化合物由D、E、F三种元素组成,其晶胞如图所示,则其化学式为_。该晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直,根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度_g/cm3。解析:根据题中信息不难推出A是C,B是N,C是O,D是S,E是Fe,F是Cu。(3)由H2CO3的结构式可以直接看出中心C原子的价层电子对数是3,因此轨道杂化方式是sp2;B的气态氢化物是NH3,N原子的价层电子对数是4,所以NH3的VSEPR模型是四面体形。(4)CO2的结构式是O=C=O,SCN与CO2是等电子体,结构相似,其结构式应是S=C=N,所以其电子式是
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