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文档简介
…………○…………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年浙科版选修3化学下册月考试卷265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9题,共18分)1、以下有关元素性质的说法不正确的是A.具有下列电子排布式①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4的原子中,原子半径最大的是①B.具有下列价电子排布式①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4的原子中,第一电离能最大的是③C.①Na、K、Rb②N、P、Si③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③D.某主族元素基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时生成的阳离子是X3+2、下列说法正确的是A.因为p轨道是哑铃形,所以p能级上电子运行的轨迹就是哑铃形B.M能层有3s、3p、3d能级,共9个轨道C.Li原子中只有3个电子,故Li原子核外只有2个轨道D.第n能层的原子轨道数为2n23、下列说法正确的是()A.基态电子排布式与原子基态电子排布式不同B.产生激光的前提是原子要处于激发态C.与的能级上的电子能量相同D.原子的简化电子排布式为4、以下有关元素性质的说法不正确的是A.具有下列电子排布式的原子中:①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①B.具有下列价电子排布式的原子:①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4,第一电离能最大的是③C.①Na、K、Rb、②O、S、Se、③Na、P、Cl中,元素的电负性随原子序数增大而递增的是③D.某元素气态基态原子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+5、下列关于雷酸(H-O-N≡C)和氰酸(H-O-C≡N)及其组成元素的说法错误的是()A.两者互为同分异构体B.两种分子中的所有原子都在一条直线上C.电负性:O>N>C>HD.第一电离能:N>O>C6、下列叙述中正确的有。
①该原子的电子排布图;最外层违背了洪特规则。
②处于最低能量状态原子叫基态原子,1s22s22px1→1s22s22py1过程中形成的是发射光谱。
③运用价层电子对互斥理论,CO32-离子的空间构型为三角锥型。
④具有相同核外电子排布的粒子;化学性质相同。
⑤NCl3中N-Cl键的键长比CCl4中C-Cl键的键长短A.1个B.2个C.3个D.4个7、下列对实验事实的理论解释正确的是()。选项实验事实理论解释A酸性:HC1O<H2CO3非金属:C>C1BNH3溶于水形成的溶液能导电NH3是电解质C氮原子的第一电离能大于氧原子氮原子2p能级半充满DH2O的沸点高于H2SHO的键能大于HS的键能
A.AB.BC.CD.D8、已知某离子晶体的晶胞如图所示,其摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为dg/cm9。下列关于该晶体的说法正确的是。
A.晶胞中阴、阳离子的个数都为1B.阴、阳离子的配位数都是4C.该晶胞可能是NaCl的晶胞D.该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为9、有关晶体的结构如图所示;下列说法中不正确的是。
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+C.在金刚石晶体中,最小的环上有6个C原子D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)10、在下列有关晶体的叙述中错误的是()A.分子晶体中,一定存在极性共价键B.原子晶体中,只存在共价键C.金属晶体的熔沸点均很高D.稀有气体的原子能形成分子晶体11、下列各式中各能级能量高低的排列顺序正确的是()A.B.C.D.12、下面是s能级和p能级的原子轨道图;下列说法正确的是()
A.s电子的原子轨道呈球形,P轨道电子沿轴呈“8”字形运动B.s能级电子能量低于p能级C.每个p能级有3个原子轨道,在空间伸展方向是不同的D.任一电子层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该电子层序数13、下列说法正确的是()A.抗坏血酸分子的结构为分子中碳原子的杂化方式为sp2和sp3B.氯化铝在177.8℃时升华,因此AlCl3为分子晶体,是非电解质C.碳元素和硅元素同主族,因此CO2和SiO2互为等电子体D.一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。该晶胞中碳原子的原子坐标为()
14、有下列两组命题。A组B组Ⅰ.H2O分子间存在氢键,H2S则无①H2O比H2S稳定Ⅱ.晶格能NaI比NaCl小②NaCl比NaI熔点高Ⅲ.晶体类型不同③N2分子比磷的单质稳定Ⅳ.元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而增大④同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大
B组中命题正确,且能用A组命题加以正确解释的是A.Ⅰ①B.Ⅱ②C.Ⅲ③D.Ⅳ④15、下列说法正确的是A.LiAlH4中的阴离子的中心原子的杂化形式为sp3B.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原则C.CN-与N2的结构相似,CH3CN分子中σ键与π键数目之比为2∶1D.SO2、BF3、NCl3都含有极性键,都是极性分子16、叠氮化钠用于汽车的安全气囊中,当发生车祸时迅速分解放出氮气,使安全气囊充气,其与酸反应可生成氢叠氮酸(HN3),常用于引爆剂,氢叠氮酸还可由肼(N2H4)制得。下列叙述错误的是A.CO2、N2O与N3-互为等电子体B.氢叠氮酸(HN3)和水能形成分子间氢键C.NaN3的晶格能小于KN3的晶格能D.HN3和N2H4都是由极性键和非极性键构成的非极性分子评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)17、甲醛分子(CH2O)的中心原子(碳原子)的价层电子对数为________,其孤电子对数为________,则该分子呈________形。甲醛分子的中心原子的杂化类型为________,分子中共有________个σ键,有________个π键,其中C﹣H的σ键的类型为________,C﹣O的σ键的类型为________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“>”“<”表示下列各组能级的能量高低。
(1)2s__4s;(2)2p__4p;(3)4s__3d20、二甘氨酸合铜(II)是最早被发现的电中性内配盐;它的结构如图:
(1)基态Cu2+的最外层电子排布式为__。
(2)二甘氨酸合铜(II)中;第一电离能最大的元素与电负性最小的非金属元素可形成多种微粒,其中一种是5核10电子的微粒,该微粒的空间构型是__。
(3)lmol二甘氨酸合铜(II)含有的π键数目是__。
(4)二甘氨酸合铜(II)结构中,与铜形成的化学键中一定属于配位键的是__(填写编号)。21、⑴氯酸钾熔化,粒子间克服了________的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服了________的作用力;碘的升华,粒子间克服了________的作用力。
⑵下列3种晶体:①CO2,②NaCl,③金刚石它们的熔点从低到高的顺序为________(填序号)。
⑶在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由极性键形成的非极性分子有__________,由非极性键形成的非极性分子有________,含有氢键的晶体的化学式是________,属于离子晶体的是________,属于原子晶体的是________。22、硼及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态B原子的价电子轨道表达式为____________________________,其第一电离能比Be____________(填“大”或“小”)
(2)氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是______________。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状;其二维平面结构如图。
①B原子的杂化方式为_____________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大:________________________________________________________。
②路易斯酸碱理论认为,任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸,任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸的原因是_______________________________。评卷人得分四、计算题(共4题,共8分)23、铁有δ;γ、α三种同素异形体;三种晶体在不同温度下能发生转化。
(1)δ、γ、α三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为_________。
(2)若δ-Fe晶胞边长为acm,α-Fe晶胞边长为bcm,则两种晶胞空间利用率之比为________(用a、b表示)
(3)若Fe原子半径为rpm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则γ-Fe单质的密度为_______g/cm3(用含r的表达式表示;列出算式即可)
(4)三氯化铁在常温下为固体,熔点为282℃,沸点为315℃,在300℃以上升华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为______。24、SiC有两种晶态变体:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC为立方晶胞;结构与金刚石相似,晶胞参数为434pm。针对β—SiC回答下列问题:
⑴C的配位数为__________。
⑵C和Si的最短距离为___________pm。
⑶假设C的原子半径为r,列式并计算金刚石晶体中原子的空间利用率_______。(π=3.14)25、金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为____________。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为________g·cm-3(列出计算式)。
26、NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列,若食盐的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5g·mol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少?_______评卷人得分五、原理综合题(共1题,共4分)27、ⅢA族的硼;铝、镓、铟、铊等元素在化合物中通常表现出+3价;含ⅢA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题。
(1)基态Ga原子价层电子排布式_____。
(2)砷化镓属于第三代半导体,晶胞结构与金刚石相似。下列说法正确的是_____。
A.砷化镓晶胞结构中Ga原子的轨道杂化方式为sp3
B.第一电离能:As
C.电负性:As
D.砷和镓都属于p区元素。
(3)BCl3的立体构型是____,由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为____。
(4)已知:Al的燃烧热为△H1=akJ·mol-1;Fe2O3(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+2Fe(s);ΔH2=bkJ/mol,则:3O2(g)+4Fe(s)=2Fe2O3(s);ΔH3=____kJ/mol。
(5)人造立方氮化硼晶胞如图所示,判断该晶体结构中存在配位键的依据是____。设该晶体的摩尔质量为Mg/mol,晶体的密度为ag/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个距离最近的B原子之间的距离为____cm。
评卷人得分六、实验题(共1题,共9分)28、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9题,共18分)1、D【分析】【分析】
A;同周期自左而右原子半径减小;同主族自上而下原子半径增大;
B;同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势;ⅤA族3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素;
C;同周期自左而右电负性增大;同主族自上而下电负性减小;
D;该元素第三电离能剧增;最外层应有2个电子,表现+2价。
【详解】
A.①1s22s22p63s23p2是硅,②1s22s22p3是氮,③1s22s22p2是碳,④1s22s22p63s23p4是硫;电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大半径越小,所以原子半径最大的是硅,选项A正确;
B.①为Al元素;②为Si元素,③为P,④为S元素,同周期第IIA和第VA族元素的电离能大于同周期的相邻其它元素,所以P的第一电离能最大,即对应的第一电离能最大的是③,选项B正确;
C.同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,故①Na、K、Rb电负性依次减小;②N;P、As的电负性依次减小,③O、S、Se的电负性依次减小④Na、P、Cl的电负性依次增大,选项C正确;
D.该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+;选项D不正确;
答案选D。
【点睛】
本题考查核外电子排布、微粒半径比较、电离能与电负性等,难度中等,注意理解电离能与元素化合价关系、同周期第一电离能发生突跃原理。2、B【分析】【详解】
A.p轨道是哑铃形;但p能级上电子运行的轨迹什么形状是无法知道,故A错误;
B.M能层有3s;3p、3d能级;共9个轨道,故B正确;
C.Li原子中有3个电子;Li基态原子核外电子只占据了2个轨道,并不是Li原子核外只有2个轨道,故C错误;
D.第n能层的原子轨道数为n2;故D错误。
综上所述;答案为B。
【点睛】
第n能层就有n个能级,第n能层的原子轨道数为n2。3、B【分析】【详解】
A.基态电子排布式与原子基态电子排布式都是是相同的,错误;
B.激光是原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级;再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出,所以产生激光的前提是原子要处于激发态,正确;
C.与的核电荷数不同,对1s电子的吸引力不同,所以能级上的电子能量不同;错误;
D.的原子序数为34,原子的电子排布式为其简化电子排布式为故错误;
故选B。
【点睛】
简化的电子排布式是把内层已达稀有气体原子的电子层结构的部分用中括号扩起来,里面写该稀有气体的元素符号,外面写其他的电子排布。对于p区元素,括号外面的部分不仅仅是最外层电子,还有d轨道上的电子。4、D【分析】【详解】
A.核外电子排布:①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4;则①为Si;②为N、③为C、④为S,同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Si>C>N,Si>S,故Si原子半径最大,即①的原子半径最大,故A正确;
B.同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势;ⅤA族3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能,③>④>②>①,故B正确;
C.同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,故①Na、K、Rb电负性依次减小;②O;S、Se的电负性依次减小③Na、P、Cl的电负性依次增大,故C正确;
D.该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+;故D错误;
答案选D。5、B【分析】【详解】
A.雷酸(H-O-N≡C)和氰酸(H-O-C≡N)的分子式相同;但结构不同,互为同分异构体,故A正确;
B.O原子采用sp3杂化;为V型,所有原子一定不在一条直线上,故B错误;
C.元素的非金属性越强;电负性越大,电负性:O>N>C>H,故C正确;
D.同一周期:第一种元素的第一电离能最小;最后一种元素的第一电离能最大,总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势,但N原子的2p为半充满结构,第一电离能大于同周期邻近的两种元素,第一电离能:N>O>C,故D正确;
答案选B。6、B【分析】【详解】
①洪特规则:电子在能量相同的轨道上排布时;总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同,该轨道式违背了洪特规则,故①说法正确;
②2px和2py能量相同;该过程的形成不是发射光谱,故②说法错误;
③CO32-价层电子对数为3+=4,即CO32-的空间构型为平面形;故③说法错误;
④具有相同核外电子排布的粒子,化学性质不一定相同,如O2-只具有还原性,Na+只具有氧化性;故④说法错误;
⑤同周期从左向右原子半径依次减小;即N的原子半径小于C,因此N-Cl键长比C-Cl键长短,故⑤说法正确;
综上所述;选项B正确;
答案:B。7、C【分析】【详解】
A.元素的非金属性越强;最高价氧化物对应水化物的酸性越强,次氯酸中氯元素的化合价为+1,不是最高价氧化物对应水化物,不能用于比较碳元素和氯元素的非金属性强弱,故A错误;
B.氨气不能电离;属于非电解质,故B错误;
C.氮原子的2p能级为半充满稳定状态;则氮原子的第一电离能大于氧原子,故C正确;
D.水分子间能形成氢键;而硫化氢分子间不能形成氢键,水的的沸点高于硫化氢,故D错误;
故选C。8、C【分析】【详解】
A.R位于晶胞顶点及面心,R的数目为L位于晶胞棱及体心,L的数目为A项错误;
B.根据晶胞结构图可知;R;L的配位数均为6,B项错误;
C.该晶胞中阴;阳离子个数比为1:1;故可能是NaCl晶胞,C选项正确;
D.设该晶胞边长为acm,两个距离最近的阳离子的核间距相当于晶胞中某一面对角线的一半,即为晶胞中含有4个R和4个L则晶胞的质量为所以晶体的密度为所以两个距离最近的阳离子的核间距为D项错误;
答案选C。9、D【分析】【详解】
A.以顶点Na+研究,与之最近的Cl-处于晶胞棱心且关于Na+对称,即距Na+最近的Cl-有6个;故A正确;
B.在CaF2晶体中,Ca2+位于晶胞顶点和面心,数目为8×+6×=4,即每个晶胞平均占有4个Ca2+;故B正确;
C.金刚石晶体中,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,每个碳原子形成四个共价键,从而形成空间网状结构,由金刚石的晶胞结构图也可以看出最小的环上有6个碳原子,故C正确;
D.该气态团簇分子中含有4个E、4个F原子,分子式应为E4F4或F4E4;故D错误;
答案为D。二、多选题(共7题,共14分)10、AC【分析】【分析】
A.分子晶体如果是单质中只存在非极性键;所以A错;B.原子晶体中只存在共价键。
是正确的;故B正确;C.金属晶体的熔沸点有高有低,如钨的熔沸点很高,而金属汞常温下为液体,故C错;D.稀有气体的原子能形成分子晶体是正确的,故D正确。
【详解】
所以本题的正确答案为:A.C。11、BC【分析】【详解】
A.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故A错误;
B.不同能层不同能级的电子能量:E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s);故B正确;
C.不同能层不同能级的电子能量:E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);故C正确;
D.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故D错误;
故选:BC。
【点睛】
根据构造原理,各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为:ns<3s<4s2p<3p<4p;③不同层不同能级ns<(n-2)f<(n-1)d12、CD【分析】【详解】
A.s电子的原子轨道呈球形;p电子的原子轨道是“8”字形的,但是电子是做无规则运动,轨迹是不确定的,故A错误;
B.根据构造原理;各能级能量由低到高的顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f,所以s能级的能量不一定小于p能级的能量,如4s>3p,故B错误;
C.不同能级的电子云有不同的空间伸展方向;p轨道有3个相互垂直的呈纺锤形的不同伸展方向的轨道,故C正确;
D.多电子原子中;同一能层的电子,能量可能不同,还可以把它们分成能级,任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,故D正确;
故选CD。
【点睛】
能层含有的能级数等于能层序数,即第n能层含有n个能级,每一能层总是从s能级开始,同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大,在不违反泡利原理和洪特规则的条件下,电子优先占据能量较低的原子轨道,使整个原子体系能量处于最低,这样的状态是原子的基态,所以任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数。13、AD【分析】【详解】
A.根据抗坏血酸分子的结构可知,分子中以4个单键相连的碳原子采取sp3杂化,碳碳双键和碳氧双键中的碳原子采取sp2杂化;A选项正确;
B.氯化铝在177.8℃时升华,熔沸点低,因此AlCl3为分子晶体,但AlCl3在水溶液中完全电离;属于强电解质,B选项错误;
C.CO2是分子晶体,为直线形分子,而SiO2是原子晶体,没有独立的SiO2微粒;两者结构不同,因此两者不互为等电子体,C选项错误;
D.根据晶胞结构图分析可知,C原子位于晶胞的体心,由几何知识可知,该碳原子的坐标为();D选项正确;
答案选AD。
【点睛】
C选项为易错点,解答时需理解:具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征,这一原理称为等电子原理,满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子体。14、BD【分析】【详解】
试题分析:A、水分子比H2S稳定与共价键强弱有关系;与二者是否能形成氢键没有关系,错误;Ⅱ;碘化钠和氯化钠形成的均是离子晶体,晶格能NaI比NaCl小,因此NaCl比NaI熔点高,B正确;C、氮气和磷形成的晶体均是分子晶体,C错误;D、元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而增大,同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大,例如电负性氧元素大于氮元素,但氮元素的第一电离能大于氧元素,D正确,答案选BD。
考点:考查氢键、分子稳定性、晶体类型和性质及电离能和电负性判断15、AB【分析】【详解】
A.LiAlH4中的阴离子为Al中心Al原子有4条共价键,则杂化形式为sp3;A说法正确;
B.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d14s2,其能量小于[Ar]3d3,排布稳定,所以电子排布式1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原则;B说法正确;
C.氮气分子间形成三对共价键,CN-与N2的结构相似,CH3CN分子中σ键与π键数目之比为5∶2;C说法错误;
D.SO2、NCl3都含有极性键,正负电荷重心不重合,都是极性分子,BF3含有极性键;正负电荷重心重合,属于非极性分子,D说法错误;
答案为AB。16、CD【分析】【详解】
A.N3-含3个原子、16个价电子,因此与CO2、N2O互为等电子体;故A正确;
B.HN3的分子结构为HN3和水能够形成分子间氢键;故B正确;
C.由于钾离子半径大于钠离子半径,所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能;故C错误;
D.HN3和N2H4都是极性分子;故D错误;
答案选CD。三、填空题(共6题,共12分)17、略
【分析】【分析】
根据杂化轨道理论分析,价层电子对数=σ键数+孤电子对,甲醛分子的中心原子为C原子的价层电子对数为2+1=3,为sp2杂化;空间构型为平面三角形;单键为σ键,双键有一个σ键和1个π键。
【详解】
HCHO中C原子成2个C﹣H键、1个C=O双键,单键为σ键,双键有一个σ键和1个π键,不含孤电子对,价层电子对数为2+1=3,C原子采取sp2杂化,为平面三角形,分子中有3个σ键和1个π键,其中C-H的σ键是C的sp2杂化轨道与H的s轨道形成,类型为sp2-s,C-O的σ键为C的sp2杂化轨道与O的p轨道形成,类型为sp2-p;故答案为:3,0,平面三角形,sp2杂化,3,1,sp2-s、sp2-p。【解析】①.3②.0③.平面三角形④.sp2杂化⑤.3⑥.1⑦.sp2﹣s⑧.sp2﹣p18、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】【分析】
根据构造原理:各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为:ns<np<nd<nf;②n不同时的能量高低:2s<3s<4s2p<3p<4p;③不同层不同能级ns<(n-2)f<(n-1)d<np,绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序:1s;2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f
【详解】
(1)n不同时的能量高低:2s<4s;
(2)n不同时的能量高低:2p<4p;
(3)不同层不同能级ns<(n-1)d:4s<3d。
故答案为:<;<;<。【解析】①.<②.<③.<20、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)Cu是29号元素,原子核外电子数为29,基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,铜原子失去4s及3d上各一个电子形成Cu2+,故Cu2+离子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9,基态Cu2+的最外层电子排布式为3d9;
(2)已知二甘氨酸合铜(Ⅱ)的结构图,其中第一电离能最大的为N元素,元素的非金属最小的非金属为H元素,二者形成的5核10电子的微粒为NH4+;该微粒的空间构型是正四面体;
(3)已知双键中含有1个π键,由二甘氨酸合铜(Ⅱ)的结构图可知,1mol二甘氨酸合铜(Ⅱ)含有2molC=O,则含有的π键数目是2NA或1.204×1024;
(4)Cu原子含有空轨道能与其它原子形成配位键;由于O原子在化合物中能形成2个共价键,所以O与Cu形成共价键,N与Cu形成配位键,即属于配位键的是1和4。
【点睛】
注意区分最外层电子排布式(外围电子排布式)和核外电子排布式的区别。【解析】3d9正四面体形2NA或1.204×10241和421、略
【分析】【分析】
⑴根据对应的晶体类型分析粒子间克服的作用力。
⑵一般情况;熔点高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
⑶分析每个物质的化学键类型;分子极性和晶体类型。
【详解】
⑴氯酸钾是离子化合物;氯酸钾熔化,粒子间克服了离子键的作用力;二氧化硅是原子晶体,二氧化硅熔化,粒子间克服了共价键的作用力;碘是分子晶体,碘的升华,粒子间克服了分子间的作用力;故答案为:离子键;共价键;分子间。
⑵一般情况,熔点高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,①CO2是分子晶体;②NaCl是离子晶体,③金刚石是原子晶体,因此它们的熔点从低到高的顺序为①②③;故答案为:①②③。
⑶H2是非极性键形成的非极性分子,(NH4)2SO4是离子键、极性共价键形成的离子化合物,SiC是共价键形成的原子晶体,CO2是极性键形成的非极性分子,HF是极性键形成的极性分子,因此由极性键形成的非极性分子有CO2,由非极性键形成的非极性分子有H2,含有氢键的晶体的化学式是HF,属于离子晶体的是(NH4)2SO4,属于原子晶体的是SiC;故答案为:CO2;H2;HF;(NH4)2SO4;SiC。
【点睛】
物质结构题型是常考题型,主要考查晶体类型和克服的作用力、分子的极性、键的极性等。【解析】①.离子键②.共价键③.分子间④.①②③⑤.CO2⑥.H2⑦.HF⑧.(NH4)2SO4⑨.SiC22、略
【分析】试题分析:本题考查价电子轨道表示式的书写;第一电离能的比较,配位键,杂化方式的判断,氢键的应用。
(1)B的原子序数为5,B原子核外有5个电子,基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,价电子排布式为2s22p1,价电子轨道表示式为Be的价电子排布式为2s2;较稳定,B的第一电离能比Be小。
(2)氨硼烷的结构式为B原子具有空轨道,N原子有孤电子对,N提供孤电子对与B共用,提供孤电子对的成键原子是N。
(3)①根据结构,每个B原子形成3个硼氧σ键且B上没有孤电子对,B原子的杂化方式为sp2杂化。根据结构,常温常压下H3BO3分子间通过氢键缔合,由于氢键具有饱和性,H3BO3分子难与H2O分子间形成氢键;加热时部分H3BO3分子间氢键被破坏,H3BO3分子与水分子间形成氢键;所以硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大。
②H3BO3分子中B原子有一个2p空轨道,能接受电子对,根据路易斯酸碱理论,硼酸是路易斯酸。【解析】小Nsp2硼酸分子间通过氢键缔合,加热时,部分氢键被破坏硼酸分子中B原子有一个2p空轨道四、计算题(共4题,共8分)23、略
【分析】【分析】
(1)根据各种晶体结构中微粒的空间位置确定三种晶体晶胞中铁原子的配位数;然后得到其比值;
(2)先计算出两种晶体中Fe原子个数比;然后根据密度定义计算出其密度比,就得到其空间利用率之比;
(3)先计算γ-Fe晶体中Fe原子个数,根据Fe原子半径计算晶胞的体积,然后根据计算晶体的密度;
(4)根据物质的熔沸点;溶解性等物理性质分析判断。
【详解】
(1)δ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是晶胞顶点的Fe异种;个数是8个;
γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子个数=3××8=12;
α-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子;铁原子个数=2×3=6;
则三种晶体晶胞中铁原子的配位数的比为8:12:6=4:6:3;
(2)若δ-Fe晶胞边长为acm,α-Fe晶胞边长为bcm,则两种晶体中铁原子个数之比=(1+):(8×)=2:1,密度比==2b3:a3,晶体的密度比等于物质的空间利用率之比,所以两种晶体晶胞空间利用率之比为2b3:a3;
(3)在γ-Fe晶体中Fe原子个数为8×+6×=4,Fe原子半径为rpm,假设晶胞边长为L,则L=4rpm,所以L=2rpm=2×10-10cm,则晶胞的体积V=L3=(2×10-10)cm3,所以γ-Fe单质的密度
(4)FeCl3晶体的熔沸点低;易溶于水,也易溶于乙醚;丙酮等有机溶剂,根据相似相溶原理,结合分子晶体熔沸点较低,该物质的熔沸点较低,属于分子晶体。
【点睛】
本题考查了Fe的晶体类型的比较、晶体空间利用率和密度的计算、铁元素化合物晶体类型的判断。学会利用均摊方法分析判断晶胞中铁原子数目,熟练掌握各种类型晶体的特点,清楚晶体密度计算公式是解答本题的关键。【解析】4:6:32b3:a3分子晶体24、略
【分析】【分析】
每个C周围有4个硅,C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,先计算金刚石晶胞中碳的个数,再根据公式计算空间利用率。
【详解】
⑴每个C周围有4个硅,因此C的配位数为4;故答案为:4。⑵C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,因此故答案为:188。⑶金刚石晶胞中有个碳,假设C的原子半径为r,则金刚石晶胞参数为金刚石晶体中原子的空间利用率故答案为:34%。【解析】418834%25、略
【分析】【详解】
题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。六棱柱底部正六边形的面积=6×a2cm2,六棱柱的体积=6×a2ccm3,该晶胞中Zn原子个数为12×+2×+3=6,已知Zn的相对原子质量为65,阿伏伽德罗常数的值为NA,则Zn的密度ρ==g·cm-3。【解析】六方最密堆积(A3型)26、略
【分析】【分析】
从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个距离最近的Na+中心间的距离,利用“均摊法”计算小立方体中Na+、Cl-的数目,进而计算小立方体的质量,根据公式密度计算出小立方体的边长;进而计算两个距离最近的钠离子中心间的距离。
【详解】
从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个Na+中心间的距离。由此不难想象出小立方体顶点上的每个离子均为8个小立方体所共有。因此小立方体含Na+:4×1/8=1/2,含Cl-:4×1/8=1/2,即每个小立方体含有1/2个(Na+-Cl-)离子对;
每个小立方体的质量
解得:a≈2.81×10-8cm,两个距离最近的Na+中心间的距离d=a≈4.0×10-8cm;
故答案为两个距离最近的Na+中心间的距离为4.0×10-8cm。【解析】两个距离最近的Na+中心间的距离d=a=4.0×10-8cm。五、原理综合题(共1题,共4分)27、略
【分析】【分析】
(1)Ga为31号元素;可利用电子进入轨道的顺序写出电子排布式,再写出原子价层电子排布式。
(2)砷与镓都位于元素周期表的第四周期,且砷在镓的右边,所以非金属性As>Ga。
A.砷化镓晶胞结构与金刚石相似;则Ga原子的轨道杂化方式与C相同;
B.第一电离能与非金属性基本相同;出现反常的也只是相邻的价电子层处于半满或全满状态的元素;
C.As;Ga的电负性与非金属性关
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