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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年鲁教版选修3化学上册月考试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、下列说法中正确的是A.处于最低能量的原子叫做基态原子B.3s2表示3s能级有两个轨道C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D.同一原子中,3d、4d、5d能级的轨道数依次增多2、下列关于杂化轨道的叙述中,不正确的是()A.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构B.杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对C.杂化前后的轨道数不变,但轨道的形状发生了改变D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°3、氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为A.NH3分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强。B.NH3分子中N原子形成三个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。C.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH3为sp2型杂化,而CH4是sp3型杂化。D.氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。4、下列说法不正确的是()A.NH3中氮原子的杂化方式为sp3杂化B.[Cu(NH3)4]2+中,NH3是配体C.NH4+、PH4+、CH4、BH4-互为等电子体D.NH3的沸点比PH3的沸点低5、SiH4(Si为+4价)可制取LED基质材料Si3N4(超硬物质)3SiH4+4NH3==Si3N4+12H2下列分析正确的是A.Si3N4晶体中,Si位于正八面体的两个顶点,N位于八面体中间平面的4个点B.Si3N4和SiH4均为共价晶体,其Si原子均采取sp3杂化C.反应中每转移0.8mole-,还原0.2molSiH4,生成17.92LH2(标准状况)D.电负性:Si>N>H6、下列分子中,属于极性分子的是()A.N2B.O2C.NH3D.CO27、下列说法不正确的是A.NH4+与H3O+中心原子的价层电子对数相同B.BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同C.金属Zn晶体中的原子堆积方式为六方堆积D.HOCH2CH(OH)CH2OH和(CH3)2CClCH2CH3都是手性分子8、下列有关性质的比较,不正确的是()A.沸点由高到低:正戊烷>异戊烷>新戊烷B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅C.晶体熔点由高到低:Na>Mg>AlD.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)9、硅原子的电子排布式由1s22s22p63s23p2转变为1s22s22p63s13p3,下列有关该过程的说法正确的是()A.硅原子由基态转化为激发态,这一过程吸收能量B.硅原子由激发态转化为基态,这一过程释放能量C.硅原子处于激发态时的能量低于基态时的能量D.转化后硅原子与基态磷原子的电子层结构相同,化学性质相同10、基态原子由原子核和绕核运动的电子组成,下列有关核外电子说法正确的是A.基态原子的核外电子填充的能层数与元素所在的周期数相等B.基态原子的核外电子填充的轨道总数一定大于或等于(m表示原子核外电子数)C.基态原子的核外电子填充的能级总数为(n为原子的电子层数)D.基态原子的核外电子运动都有顺时针和逆时针两种自旋状态11、如图是元素周期表的一部分;所列字母分别代表一种化学元素。下列说法正确的是()
A.b的第一电离能小于c的第一电离能B.d在c的常见单质中燃烧,产物中既含有离子键也含有共价键C.e与a组成的化合物沸点比水低,原因是水分子之间可形成氢键D.f元素的基态原子失去4s能级上的所有电子后所形成的离子最稳定12、下列分子或离子中,中心原子含有孤电子对的是A.H3O+B.SiH4C.PH3D.-13、下列说法正确的是A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B.H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O中共价键的键能比较大C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释D.氨气极易溶于水是因为氨气可与水形成氢键这种化学键14、如图所示,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);则下列说法中错误的是()
A.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2-B.晶体中,每个O2-周围距离最近的O2-有8个C.晶体中与每个K+周围有8个O2-D.晶体中,0价氧与-2价氧的数目比为3∶115、有关晶体的叙述正确的是()A.在24g石墨中,含C-C共价键键数为3molB.在12g金刚石中,含C-C共价键键数为4molC.在60g二氧化硅中,含Si-O共价键键数为4molD.在NaCl晶体中,与Na+最近且距离相等的Na+有6个16、下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是()A.Si、Si金刚石的熔点依次降低B.SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高D.AsH3、PH3、NH3的沸点依次升高评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)17、下面是s能级与p能级的原子轨道图:
请回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈_____形,每个s能级有_____个原子轨道;
(2)p电子的原子轨道呈_____形,每个p能级有_____个原子轨道.18、钙及其化合物在工业上;建筑工程上和医药上用途很大。回答下列问题。
(1)基态Ca原子M能层有_____个运动状态不同的电子,Ca的第一电离能__________(填“大于”或“小于”)Ga。
(2)Mn和Ca属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属Mn的熔点沸点等都比金属Ca高,原因是____________________。
(3)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2,Ca(ClO3)2中的阴离子空间构型是__________、中心原子的杂化形式为___________。
(4)碳酸盐的热分解示意图如图所示。
热分解温度:CaCO3_______(填“高于”或“低于”)SrCO3,原因是_____________________________。从价键轨道看,CO2分子内的化学键类型有__________。
(5)萤石是唯一一种可以提炼大量氟元素的矿物,晶胞如图所示。Ca2+的配位数为__________,萤石的一个晶胞的离子数为__________,已知晶胞参数为0.545nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则萤石的密度为__________g·cm-3(列出计算式)。
19、用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
(1)第一电离能:N___O,Mg___Ca。
(2)电负性:O___F,N__P。
(3)能量高低:ns__np,4s___3d。20、氢键只能影响物质的某些物理性质,如熔沸点、溶解度、密度等。______
A.正确B.错误21、X;Y、Z、W是元素周期表中前36号元素;且原子序数依次增大。其相关信息如下表:
。元素编号。
元素性质或原子结构。
X
X原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍。
Y
Y的基态原子价电子排布式为nsnnpn+2
Z
最外层中只有两对成对电子。
W
前四周期基态原子中;W元素的未成对电子数最多。
(1)元素X最高价氧化物分子的空间构型是__________________,是_________(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)Y的最简单氢化物的沸点比Z的最简单氢化物的沸点高,原因是____________________________________
(3)基态Z原子中,电子占据的最高电子层符号为_________,该电子层具有的原子轨道数为________________
(4)元素W位于元素周期表的第________族。22、铬、钼钨都是ⅥB族元素;且原子序数依次增大,它们的单质和化合物在生活;生产中有广泛应用。
铬元素的最高化合价为________;基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,其原子核外有________个未成对电子。
钼可作有机合成的催化剂。例如;苯甲醛被还原成环己基甲醇。
环己基甲醇分子中采取杂化的原子是________写元素符号
环己基甲醇的沸点高于苯甲醛,其原因是________。
铬离子能形成多种配合物,例如
已知配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数。上述配合物中,的配位数为________。
上述配合物中的非金属元素按电负性由小到大的顺序排列为________。
铬的一种氧化物的晶胞结构如图所示。
该氧化物的化学式为________。
已知晶胞底面的边长为acm,晶胞的高为bcm,代表阿伏加德罗常数的值,该铬的氧化物的摩尔质量为该晶体的密度为________用含a、b、和M的代数式表示23、单质硼有无定形和晶体两种;参考下表数据回答:
(1)晶体硼的晶体类型属于____________________晶体,理由是_____________。
(2)已知晶体的结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图),其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角,每个顶角各有一个硼原子。通过观察图形及推算,得出此基本结构单元是由__________个硼原子构成的,其中B—B键的键角为____________,共含有___________个B—B键。
评卷人得分四、计算题(共2题,共12分)24、(1)石墨晶体的层状结构,层内为平面正六边形结构(如图a),试回答下列问题:图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。
(2)2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图b所示的是该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为_______。25、NaCl是重要的化工原料。回答下列问题。
(1)元素Na的焰色反应呈_______色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子,其价电子轨道表示式为_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,但其熔点比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应;可以形成一种晶体,其立方晶胞如图所示(大球为Cl,小球为Na)。
①若A的原子坐标为(0,0,0),B的原子坐标为(0,),则C的原子坐标为_______。
②晶体中,Cl构成的多面体包含______个三角形的面,与Cl紧邻的Na个数为_______。
③已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_________g·cm-3(列出计算式)。评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共45分)26、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。化合物AC2为一种常见的温室气体。B;C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24。请根据以上情况;回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)基态E原子的核外电子排布式是________,在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同还有_______(填元素符号)。
(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为____________。
(3)写出化合物AC2的电子式_____________。
(4)D的单质在AC2中点燃可生成A的单质与一种熔点较高的固体产物,写出其化学反应方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。此后,等电子原理又有发展,例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体。一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为_____。
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是____________。27、现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满;N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为_______(用元素符号表示)。
(2)C元素的电子排布图为_______;E3+的离子符号为_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______区,其基态原子的电子排布式为_______
(4)G元素可能的性质_______。
A.其单质可作为半导体材料B.其电负性大于磷。
C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒。
(5)活泼性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。28、原子序数小于36的X;Y、Z、R、W五种元素;其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y是形成化合物种类最多的元素,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,R单质占空气体积的1/5;W的原子序数为29。回答下列问题:
(1)Y2X4分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1molZ2X4含有σ键的数目为________。
(2)化合物ZX3与化合物X2R的VSEPR构型相同,但立体构型不同,ZX3的立体构型为________,两种化合物分子中化学键的键角较小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)与R同主族的三种非金属元素与X可形成结构相似的三种物质,三者的沸点由高到低的顺序是________。
(4)元素Y的一种氧化物与元素Z的单质互为等电子体,元素Y的这种氧化物的结构式是________。
(5)W元素原子的价电子排布式为________。29、下表为长式周期表的一部分;其中的编号代表对应的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
请回答下列问题:
(1)表中⑨号属于______区元素。
(2)③和⑧形成的一种常见溶剂,其分子立体空间构型为________。
(3)元素①和⑥形成的最简单分子X属于________分子(填“极性”或“非极性”)
(4)元素⑥的第一电离能________元素⑦的第一电离能;元素②的电负性________元素④的电负性(选填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基态原子核外价电子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的电子式为________。
(7)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如表中元素⑩与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素⑩的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:____________________。30、下表为长式周期表的一部分;其中的序号代表对应的元素。
(1)写出上表中元素⑨原子的基态原子核外电子排布式为___________________。
(2)在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中,元素③的杂化方式为_____杂化;元素⑦与⑧形成的化合物的晶体类型是___________。
(3)元素④的第一电离能______⑤(填写“>”、“=”或“<”)的第一电离能;元素④与元素①形成的X分子的空间构型为__________。请写出与元素④的单质互为等电子体分子、离子的化学式______________________(各写一种)。
(4)④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时,元素④被还原到最低价,该反应的化学方程式为_______________。
(5)元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图所示,其中实心球表示元素⑩原子,则一个晶胞中所包含的氧原子数目为__________。评卷人得分六、实验题(共1题,共4分)31、现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一种为橙黄色,另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来_____________________________。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、A【分析】【详解】
A.处于最低能量的原子叫做基态原子;故A正确;
B.3s2表示3s能级容纳2个电子;s能级有1个原子轨道,故B错误;
C.能级符号相同;能层越大,电子能量越高,所以1s;2s、3s电子的能量逐渐增大,故C错误;
D.同一原子中;2d;3d、4d能级的轨道数相等,都为5,故D错误;
故选A。2、B【分析】【详解】
A.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子可能是正四面体结构,如CH4,也可能不是正四面体结构,如H2O是V型分子,NH3是三棱锥型;正确;
B.杂化轨道只能用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对;不能用于形成π键,错误;
C.原子轨道发生杂化时;轨道数不变,但轨道的形状发生了改变,正确;
D.sp3杂化轨道夹角是109°28′;sp2杂化轨道夹角是120°;sp杂化轨道的夹角为180°,正确。3、A【分析】【详解】
A.NH3分子中有一对未成键的孤对电子;它对成键电子的排斥作用较强,所以氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,选项A正确;
B和C.氨气和甲烷分子中的中心原子都是sp3型杂化;形成4个杂化轨道,错误;
D.氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子不是氨气分子空间构型是三角锥形;而甲烷是正四面体形的原因,错误;
答案选A。4、D【分析】【详解】
A.氨气分子中氮原子价层电子对个数=3+=4,所以N原子采用sp3杂化;故A正确;
B.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对,所以N原子是配位原子,NH3分子是配体;故B正确;
C.等电子体的原子数相等和价电子数相等,NH4+与PH4+、CH4、BH-4均含有5个原子团;且价电子均为8,为等电子体,属于等电子体,故C正确;
D.NH3和PH3结构相似且都属于分子晶体;分子晶体的熔沸点随着其相对分子质量的增大而增大,但氢键能增大物质的沸点,氨气存在分子间氢键,所以氨气沸点高,故D错误;
故选D。5、A【分析】【详解】
A.固体的Si3N4是原子晶体,是空间立体网状结构,每个Si和周围4个N共用电子对,每个N和周围3个Si共用电子对,Si3N4晶体中;Si位于正八面体的两个顶点,N位于八面体中间平面的4个点,故A正确;
B.固体的Si3N4是原子晶体,SiH4是分子晶体,Si3N4和SiH4中Si原子均采取sp3杂化;故B错误;
C.3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2中每转移12mole-,生成12molH2,氧化3molSiH4,反应中每转移0.8mole-,氧化0.2molSiH4,生成0.8mol×22.4L·mol-1=17.92LH2(标准状况);故C错误;
D.SiH4(Si为+4价),电负性:H>Si,电负性:N>H>Si;故D错误;
故选A。6、C【分析】【分析】
极性分子中正负电荷的中心不重合;具有一定的极性,极性分子是由极性键构成的结构不对称的分子。
【详解】
A.N2为非金属单质,只含有非极性键,为非极性分子,故A错误;
B.O2为非金属单质,只含有非极性键,为非极性分子,故B错误;
C.NH3中N原子形成3个δ键,有1个孤电子对,为sp3杂化,分子构型为三角锥形,空间结构不对称为极性分子,故C正确;
D.CO2为直线形结构,结构对称,正负电荷中心重叠为非极性分子,故D错误;
故选C。7、D【分析】【详解】
A.NH4+分子中心原子N原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=4+(5-1-4×1)=4,H3O+中心原子O原子杂化轨道数=σ键个数+孤电子对个数=3+(6-1-3×1)=4;故A正确;
B.BF3中硼原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+×(3-3×1)=3,无孤对电子,硼原子轨道的杂化类型为sp2,苯分子中C上无孤对电子,形成3个σ键,碳原子轨道的杂化类型为sp2;杂化类型相同,故B正确;
C.金属Zn晶体的原子堆积方式为六方最密堆积;故C正确;
D.HOCH2CH(OH)CH2OH和(CH3)2CClCH2CH3都不是手性分子;故D错误;
故答案为D。
【点睛】
手性碳原子判断注意:手性碳原子一定是饱和碳原子,手性碳原子所连接的四个基团要是不同的。8、C【分析】【详解】
A.碳原子相同时,支链越多,沸点越低,故沸点由高到低:正戊烷>异戊烷>新戊烷;A选项正确;
B.金刚石;碳化硅和硅形成的均是原子晶体;其硬度与原子半径有关系,形成共价键的原子半径越小,硬度越大,则硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅,B选项正确;
C.钠;镁、铝形成的晶体均是金属晶体;其熔点与金属阳离子的半径以及所带电荷数有关系,离子半径越小,电荷数越多,熔点越高,则熔点由低到高:Na<Mg<Al,C选项错误;
D.形成离子键的离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,晶格能越大,则晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI;D选项正确;
答案选C。二、多选题(共8题,共16分)9、AB【分析】【详解】
A.由能量最低原理可知硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,当变为1s22s22p63s13p3时;有1个3s电子跃迁到3p轨道上,3s轨道的能量低于3p轨道的能量,要发生跃迁,必须吸收能量,使电子能量增大,故A正确;
B.硅原子处于激发态时能量要高;处于基态能量变低,因而由激发态转化成基态,电子能量减小,需要释放能量,故B正确;
C.基态原子吸收能量变为激发态原子;所以激发态原子能量大于基态原子能量,故C错误;
D.元素的性质取决于价层电子,包括s、p轨道电子,硅原子的激化态为1s22s22p63s13p3,基态磷原子为1s22s22p63s23p3;则它们的价层电子数不同,性质不同,故D错误;
答案为AB。10、AB【分析】【详解】
A.基态原子的核外电子填充的能层数等于电子层数;等于所在的周期数,故A正确;
B.由泡利(不相容)原理可知1个原子轨道里最多只能容纳2个电子,若基态原子的核外电子填充的轨道总数为n,容纳的核外电子数m最多为2n,则n大于或等于故B正确;
C.若n为原子的电子层数,基态原子的核外电子填充的能级总数为n2;故C错误;
D.依据洪特规则可知;当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,则基态原子的核外电子运动不一定都有顺时针和逆时针两种自旋状态,故D错误;
故选AB。11、BC【分析】【详解】
由元素在周期表中位置可知,a为H、b为N;c为O、d为Na、e为S、f为Fe。
A.N元素的2p轨道为半充满稳定结构;第一电离能高于氧元素的第一电离能,故A错误;
B.Na在氧气中燃烧生成过氧化钠;过氧化钠中含有离子键;共价键,故B正确;
C.水分子之间存在氢键;硫化氢分子之间为范德华力,氢键比范德华力强,因此硫化氢的沸点低于水,故C正确;
D.Fe2+离子价电子为3d6,而Fe3+离子价电子为3d5稳定结构,Fe2+离子不如Fe3+离子稳定;故D错误;
故选BC。12、AC【分析】【分析】
利用孤电子对数=(a-bx)进行计算。
【详解】
A.H3O+的中心氧原子孤电子对数=(6-1-1×3)=1,A符合题意;B.SiH4的中心Si原子孤电子对数=(4-1×4)=0,B与题意不符;C.PH3的中心P原子孤电子对数=(5-1×3)=1,C符合题意;D.的中心S原子孤电子对数=(6+2-2×4)=0,D与题意不符;答案为AC。13、AC【分析】【详解】
A.HCl、HBr;HI均可形成分子晶体;其分子结构相似,相对分子质量越大则分子间作用力越大,所以熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关,故A正确;
B.氢键是比范德华力大的一种分子间作用力,水分子间可以形成氢键,H2S分子间不能形成氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S;与共价键的键能无关,故B错误;
C.碘分子为非极性分子,CCl4也为非极性分子;碘易溶于四氯化碳可以用相似相溶原理解释,故C正确;
D.氢键不是化学键;故D错误;
故答案为AC。14、BC【分析】【详解】
A、由晶胞图可知,K+的个数为8×+6×=4,O2-的个数为12×+1=4,化学式为KO2,故A正确;
B、由晶胞图可知,晶体中每个O2-周围有12个O2-,故B错误;
C、由晶胞图可知,晶体中每个K+的周围有6个O2-,故C错误;
D、晶胞中K+与O2-个数分别为4、4,所以晶胞中共有8个氧原子,根据电荷守恒-2价O原子数目为2,所以0价氧原子数目为8-2=6,所以晶体中,0价氧原子与-2价氧原子的数目比为3:1,故D正确;
故选BC。15、AC【分析】【详解】
A.在石墨中,每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键,每个共价键为相邻2个C原子所共有,所以每个C原子形成的共价键数目为3×=24g石墨含有的C原子的物质的量是2mol,因此其中含有的C-C共价键的物质的量为2mol×=3mol;A正确;
B.在金刚石晶体中每个碳原子与相邻的4个C原子形成4个共价键,每个共价键为相邻两个C原子形成,所以其含有的C-C数目为4×=2个;则在12g金刚石含有的C原子的物质的量是1mol,故含C-C共价键键数为2mol,B错误;
C.二氧化硅晶体中;每个硅原子含有4个Si-O共价键,所以在60g二氧化硅的物质的量是1mol,则其中含Si-O共价键键数为4mol,C正确;
D.在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有12个;D错误;
故合理选项是AC。16、AD【分析】【详解】
A.Si;SiC、金刚石都是原子晶体;共价键越强熔点越大,共价键键长C-C<Si-C<Si-Si,所以熔点高低的顺序为:金刚石>SiC>Si,故A错误;
B.一般来说,熔点为原子晶体>离子晶体>分子晶体,则熔点为BN>MgBr2>SiCl4;故B正确;
C.结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高;故C正确;
D.AsH3、PH3、符合组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以AsH3>PH3,氨气分子间存在氢键,沸点大于AsH3、PH3,因而沸点顺序为NH3>AsH3>PH3;故D错误;
答案选AD。三、填空题(共7题,共14分)17、略
【分析】【分析】
【详解】
根据图片分析,(1)s电子的原子轨道呈球形,只有一个原子轨道;(2)p电子的原子轨道呈纺锤形,每个p能级有3个原子轨道,且这三个轨道相互垂直。【解析】球1纺锤318、略
【分析】【分析】
(1)原子核外电子的运动状态是由能层;能级(电子云)、电子云伸展方向、电子自旋决定的;据此解答。
(2)Mn和Ca属于同一周期;从原子半径和价电子数影响金属键强弱角度分析。
(3)分析阴离子ClO3-的中心氯原子的孤电子对数和σ键数;再根据价层电子对互斥理论确定该阴离子的空间构型和中心原子的杂化轨道类型。
(4)根据碳酸盐的热分解示意图可知,CaCO3热分解生成CaO,SrCO3热分解生成SrO,CaO和SrO都是离子晶体;离子晶体的晶格能越大,离子晶体越稳定,生成该晶体的反应越容易发生。
(5)根据萤石晶胞示意图中黑球和白球实际占有的个数,结合萤石的化学式(CaF2)中粒子个数比确定黑球、白球分别代表的粒子种类。在分析Ca2+的配位数时,可将萤石晶胞分割为8个小立方体,利用晶胞的“无隙并置”的特点,确定与1个Ca2+距离最近且相等的F-的个数。一个粒子(Ca2或F-)的质量=由于晶胞实际占有4个Ca2+和8个F-,故而确定晶胞质量,再根据公式ρ=计算该晶体的密度。
【详解】
(1)原子核外电子的运动状态是由能层、能级(电子云)、电子云伸展方向、电子自旋决定的。基态Ca原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,所以M能层上有8个运动状态不同的电子。由于Ca原子的价层电子排布为4s2,已达全充满状态,比较稳定;而Ga原子价层电子排布为4s24p1;不太稳定,所以Ca的第一电离能大于Ga的第一电离能。
(2)Mn和Ca属于同一周期,同周期从左至右原子半径逐渐减小;Mn原子价层电子排布为3d54s2,Ca原子价层电子排布为4s2;价电子数Mn比Ca多,原子半径越小,价电子数越多,金属键越强。所以,金属Mn的熔点沸点等都比金属Ca高的原因是:Mn原子半径较小且价电子数较多,金属键较强。
(3)Ca(ClO3)2中的阴离子化学式为ClO3-,中心原子氯的孤电子对数=(7+1-3×2)=1,σ键数=3,中心原子氯的价层电子对数=1+3=4,根据价层电子对互斥理论,ClO3-的空间构型是三角锥形,中心原子氯的杂化形式为sp3。
(4)由碳酸盐的热分解示意图看出,CaCO3热分解生成CaO,SrCO3热分解生成SrO,CaO和SrO都是离子晶体,因为离子半径r(Ca2+)2+),CaO晶格能大于SrO晶格能,故CaCO3更易分解为CaO,所以CaCO3的热分解温度低于SrCO3。CO2分子结构为O=C=O,C=O双键中1条σ键,1条π键,所以CO2分子内的化学键类型有σ键;π键。
(5)萤石的化学式为CaF2,即晶胞中钙离子与氟离子个数比为1:2,从晶胞示意图看,每个晶胞中实际占有黑球的个数=8×+6×=4,晶胞中实际占有白球的个数为8,据此可知黑球代表Ca2+,白球代表F-。将该面心立方晶胞分割成8个小立方体(),每个小立方体的4个顶点上是Ca2+,体心是F-,现选取一个顶点(Ca2+)作为考查对象,经过该顶点的小立方体有8个,即与该顶点的Ca2+距离相等且最近的F-共有8个,所以Ca2+的配位数为8。萤石的一个晶胞中实际占有4个Ca2+和8个F-,所以萤石一个晶胞的离子数为12。1个Ca2+的质量==g,1个F-的质量==g,则萤石的密度ρ===g/cm3。
【点睛】
利用均摊法计算晶胞中实际占有的粒子数:处于立方晶胞顶点的粒子每个晶胞实际占有处于立方晶胞面心的粒子每个晶胞实际占有处于立方晶胞棱边中点的粒子每个晶胞实际占有处于立方晶胞内部的粒子完全被晶胞占有,每个晶胞实际占有的粒子数等于不同位置的粒子数分别与该位置粒子实际被晶胞占有的分数乘积之和。【解析】8大于Mn原子半径较小且价电子数较多,金属键较强三角锥形sp3低于r(Ca2+)2+),CaO晶格能大于SrO晶格能,故CaCO3更易分解为CaOσ键,π键81219、略
【分析】【详解】
(1)同周期从左到右第一电离能逐渐增大,第VA族元素因为p轨道半充满,第一电离能高于同周期第VIA族元素,所以N>O,同主族从上到下第一电离能逐渐减小,则Mg>Ca,故答案为:>;>;
(2)同周期元素从左到右,电负性逐渐增强,则OP,故答案为:<;>;
(3)能层序数相同时,能级越高,能量越高,则ns<3d,故答案为:<;<。【解析】①.>②.>③.<④.>⑤.<⑥.<20、A【分析】【详解】
氢键可导致分子间作用力增强;熔沸点较同主族元素形成的氢化物高,与水分子间形成氢键,溶解度增大,所以氢键只能影响物质的某些物理性质,如熔沸点;溶解度、密度等,该说法正确。
答案为A。21、略
【分析】【详解】
试题分析:本题考查元素的推断,分子空间构型和分子极性的判断,物质沸点高低的比较,元素在周期表中的位置。X原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍,X为C元素;Y的基态原子价电子排布式为nsnnpn+2,由于np能级排有电子,则ns上排有2个电子即n=2,Y的基态原子价电子排布式为2s22p4,Y为O元素;X、Y、Z的原子序数依次增大,Z的最外层中只有两对成对电子,Z为S元素;W为前四周期基态原子中未成对电子数最多的元素,W为Cr元素。
(1)元素X的最高价氧化物为CO2,CO2中中心原子C上的孤电子对数=(4-22)=0,成键电子对数为2,价层电子对数为0+2=2,VSEPR模型为直线型,由于C上没有孤电子对,CO2分子的空间构型为直线型。CO2分子为直线型,键角为180º,正电中心和负电中心重合,CO2为非极性分子。
(2)Y的最简单氢化物为H2O,Z的最简单氢化物为H2S,H2O的沸点比H2S高的原因是:H2O分子间能形成氢键,H2S分子间不能形成氢键。
(3)基态Z原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,电子占据的最高电子层为第三电子层,第三电子层的符号为M。第三电子层具有的原子轨道数为32=9。
(4)W为Cr元素,基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cr位于元素周期表中第四周期第VIB族。【解析】直线型非极性H2O分子间能形成氢键M9ⅥB22、略
【分析】【分析】
(1)Cr位于周期表中第4周期第ⅥB族,最高化合价为+6,基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,根据Cr的电子排布解答;
(2)①环己基甲醇分子中;C和O均满足八隅体,C和O均达到饱和;
②环己基甲醇的分子间存在氢键;
(3)①配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数,OH-和H2O均为单齿配体,H2NCH2CH2NH2为双齿配体;
②上述配合物中;非金属元素有C;H、O、N,同周期主族元素,随着原子序数增大,电负性增大;
(4)①每个晶胞中含有数目为:4;数目为:
每个晶胞的质量晶胞的体积再结合计算即可。
【详解】
为24号元素,价电子排布式为最高正价为价;基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,价电子排布式为其原子核外有6个未成对电子;
环己基甲醇中C均以单键连接,采取杂化,O原子的杂化轨道数为4,也采取杂化;
环己基甲醇中含有羟基;分子间存在氢键,沸点较高;
中2个N原子均与形成配位键,配体有3个1个和1个故C的配位数为6;
同周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,氢的电负性在四种元素中最小,故电负性:
每个晶胞中含有数目为:4;数目为:故化学式为
每个晶胞的质量晶胞的体积故晶胞的密度【解析】6O环己基甲醇分子间能够形成氢键23、略
【分析】【分析】
(1)根据表中数据判断可知晶体硼熔沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间;判断为原子晶体;
(2)在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的共20个等边三角形;B-B键组成正三角形;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的据此答题。
【详解】
(1)根据表中数据判断可知晶体硼熔沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间,熔沸点、硬度都很大,可知晶体硼为原子晶体,
故答案为原子晶体;熔;沸点很高、硬度很大;
(2)在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为:×3=20个等边三角形拥有的顶点为:×20=12;B-B键组成正三角形,则每个键角均为60°;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为:×3=20个等边三角形拥有的B-B键为:×20=30。
【点睛】
明确顶点、棱、面心上每个原子被几个晶胞占有是解本题关键。本题利用均摊法计算该晶胞中各种原子个数,硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为:×3=20个等边三角形拥有的顶点为:×20=12。【解析】①.原子②.熔点高,硬度大,并且各数据均介于金刚石和晶体硅之间③.12④.60°⑤.30四、计算题(共2题,共12分)24、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶体的层状结构;层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用;
(2)根据均摊法计算晶胞中Mg原子和B原子的个数;进而确定化学式。
【详解】
(1)图中层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用,则平均每个正六边形占有C原子数为6=2个、占有的碳碳键数为6=2个;碳原子数目与碳碳化学键数目之比为2:3;
(2)根据晶体结构单元可知,在六棱柱顶点上的镁原子被6个六棱柱共用,在上下底面上的镁原子被两个六棱柱共用,根据均摊法可知晶胞中Mg原子的个数为2×+2×6×=3,B原子的个数为6,所以Mg原子和B原子的个数比为3:6=1:2,所以化学式为MgB2。【解析】232:3MgB225、略
【分析】【详解】
(1)元素Na的焰色反应呈黄色;激发态Na原子,价电子由3s能级激发到3p能级,其价电了轨道表示式为答案:黄;
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,都属于离子晶体。但其熔点比NaCl低,原因是K+半径Na+大,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低,所以KBr熔点比NaCl低。答案:K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低。
(3)①根据晶胞的结构及A;B两点的坐标可知;C的原子坐标为(1,0.75,0.5);答案:(1,0.75,0.5)。
②根据晶胞结构可知,晶体中Cl构成的多面体包含20个三角形的面;与Cl紧邻的Na个数为4;答案:20;4。
③根据均摊法可知,该晶体中含有2个Na和6个Cl,ρ=m/V=[(232+635.5)/NA]/(a10-10)3=259/(NAa310-30)【解析】黄K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低。(1,0.75,0.5)204259/(NAa310-30)五、元素或物质推断题(共5题,共45分)26、略
【分析】【分析】
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,化合物AC2为一种常见的温室气体,则A为C,C为O,B为N,D为Mg。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,E为Cr。
【详解】
(1)基态E原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同即最外层电子数只有一个,还有K、Cu;故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期从左到右电离能有增大趋势;但第IIA族元素电离能大于第IIIA族元素电离能,第VA族元素电离能大于第VIA族元素电离能,因此A;B、C的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;故答案为:C<O<N;
(3)化合物AC2为CO2,其电子式故答案为:
(4)Mg的单质在CO2中点燃可生成碳和一种熔点较高的固体产物MgO,其化学反应方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案为:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根据CO与N2互为等电子体,一种由N、O组成的化合物与CO2互为等电子体,其化学式为N2O;故答案为:N2O;
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为HNO3与Mg的单质反应时,NHO3被还原到最低价即NH4NO3,其反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案为:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。【解析】1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O27、略
【分析】【分析】
A元素的价电子构型为nsnnpn+1,则n=2,故A为N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C为F元素;B原子序数介于氮、氟之间,故B为O元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的最外层电子数为2,故D为Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则原子序数为26,为Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1;故F为Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G为As元素,据此解答。
【详解】
(1)N原子最外层为半充满状态;性质稳定,难以失去电子,第一电离能大于O元素;同一周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,故元素的电负性:N<O<F;
(2)C为F元素,电子排布图为E3+的离子符号为Fe3+;
(3)F为Cu,位于周期表ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G为As元素;与Si位于周期表对角线位置,则其单质可作为半导体材料,A正确;
B.同主族从上到下元素的电负性依次减小;则电负性:As<P,B错误;
C.同一周期从左到右原子半径依次减小;As与Ge元素同一周期,位于Ge的右侧,则其原子半径小于锗,C错误;
D.As与硒元素同一周期;由于其最外层电子处于半充满的稳定结构,故其第一电离能大于硒元素的,D错误;
故合理选项是A;
(5)D为Mg元素,其金属活泼性大于Al的活泼性;Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去,故Mg元素第一电离能大于Al元素的第一电离能,即I1(Mg)>I1(Al)。【解析】>N<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去28、略
【分析】【分析】
原子序数小于36的X;Y、Z、W四种元素;其中X是周期表中半径最小的元素,则X是H元素;Y是形成化合物种类最多的元素,则Y是C元素;Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,则Z是N元素;R单质占空气体积的1/5,则R为O元素;W的原子序数为29,则W是Cu元素;再结合物质结构分析解答。
【详解】
(1)C2H4分子中每个碳原子含有3个σ键且不含孤电子对,所以采取sp2杂化;一个乙烯分子中含有5个σ键,则1molC2H4含有σ键的数目为5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型为正四面体形;但氨气中的中心原子上含有1对孤对电子,所以其实际构型是三角锥形;
由于水分子中O的孤电子对数比氨分子中N原子多,对共价键排斥力更大,所以H2O的键角更小;
(3)H2O可形成分子间氢键,沸点最高;H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力大,沸点比H2S高,三者的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Se>H2S;
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