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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年浙教新版选修3化学下册月考试卷242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5题,共10分)1、下列关于价层电子排布为3s23p4的粒子描述正确的是A.该元素在元素周期表中位于p区B.它的核外电子排布式为[Ar]3s23p4C.该元素为氧元素D.其电子排布图为:2、下列物质分子的几何构型为三角锥形的是()A.CO2B.P4C.NH3D.H2O3、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(0,);C为(0)。则D原子的坐标参数为()
A.(0,0)B.(0,0)C.()D.()4、报道称某种合金材料有较大的储氢容量;其晶体结构的最小单元如图。则这种合金的化学式为。
A.LaNi3B.LaNi4C.LaNi5D.LaNi65、下列推论正确的是()A.SiH4的沸点高于CH4,可推测PH3的沸点高于NH3B.NH3的立体构型为三角锥形,可推测PH3的立体构型也为三角锥形C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体D.工业上通过电解熔融NaCl冶炼Na,可推测也可通过电解熔融AlCl3冶炼Al评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)6、黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶系的晶体结构(图A),晶胞参数a=3.310A,b=4.380A;c=10.500A。黑磷烯是二维的单层黑磷(图B),黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3。与石墨烯相比,黑磷烯具有半导体性质,更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样,图A中编号为①的P原子的晶胞内坐标为(0.50,0.090,0.598)。请回答下列问题:
(1)写出P原子的价电子排布:___。
(2)P和F的电负性大小顺序是X(P)___X(F)。(填“<”“=”或“>”)P和F形成的分子PF3和PF5,它们的几何构型分别为__、__。
(3)①黑磷中P原子杂化类型是__。黑磷中不存在__(选填字母序号)。
A.共价键B.σ键C.π键D.范德华力。
②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为__,原因是__。
(4)图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为__,黑磷的晶胞中含有__个P原子。7、根据有关知识;回答下列问题。
(1)化学元素(0族和放射性元素除外)中,第一电离能最小的元素是___(填元素符号,下同),第一电离能最大的元素是___,电负性最大的元素是___。
(2)铜的原子序数是29,其价电子排布式为___。
(3)元素的电负性越大,则在形成化合物时此元素___越强。
(4)Be的第一电离能大于B的第一电离能,这是因为___。8、已知丙氨酸的结构简式为:根据题意完成下面小题:
(1)丙氨酸中涉及到四种元素,它们的原子半径由小到大的顺序为___________。
(2)丙氨酸分子属于___(填“极性”或“非极性”)分子,一个丙氨酸分子中含有_____个非极性共价键。
(3)丙氨酸分子中的氮原子核外有_____个未成对电子,有_____种不同能量的电子。
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等。与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有________,该氢化物与足量盐酸反应的化学方程式为________________。9、钛;铁、砷、硒、锌等元素的单质及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)基态Ti原子中,最高能层电子的电子云轮廓形状为_______,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有________种。
(2)铁的第三电离能第四电离能分别为和远大于的原因是______________________。
(3)离子可用于的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸
①写出与互为等电子体的一种微粒_________分子或离子
②异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高的原因是_______________。
(4)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为分子结构如图1所示,As原子的杂化方式为_______________。
(5)离子化合物的晶胞结构如图2所示。一个晶胞含有的键有__________个。
(6)硒化锌的晶胞结构如图所示,图中X和Y点所堆积的原子均为____________填元素符号该晶胞中硒原子所处空隙类型为____________填“立方体”、“正四面体”或“正八面体”该种空隙的填充率为____________;若该晶胞密度为硒化锌的摩尔质量为用代表阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a为____________nm。
10、2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家。有两种常见锂电池:一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”;另一种是采用磷酸铁锂为正极的磷酸铁锂电池。请回答下列问题:
(1)基态钴原子的价电子排布式为____,Mn位于元素周期表的____区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)。
(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,这四种酸中酸性最强的是___。PO43-的空间构型是___,中心原子的杂化方式是____。
(3)CoO、MnO两种氧化物的熔点由高到低的顺序是___,原因是___。
(4)PH3是____分子(填“极性”或“非极性”),其在水中的溶解性比NH3小,原因是_____
(5)硫化锂Li2S(摩尔质量Mg∙mol-1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,硫化锂的晶体为反萤石结构,其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为ag.cm-3,则距离最近的两个S2-的距离是___nm。(用含a、M、NA的计算式表示)
11、有下列几种晶体:A水晶B冰醋酸C白磷D金刚石E晶体氩F干冰。
(1)属于分子晶体的是____,直接由原子构成的分子晶体是____。
(2)属于原子晶体的化合物是____。
(3)直接由原子构成的晶体是____。
(4)受热熔化时,需克服共价键的是____。12、如图所示是某些晶体的结构;它们分别是NaCl;CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。
(1)其中代表金刚石的是(填编号字母,下同)____。
(2)其中代表石墨的是____。
(3)其中代表NaCl的是___。
(4)代表CsCl的是___。
(5)代表干冰的是____。评卷人得分三、元素或物质推断题(共5题,共10分)13、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____________。14、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____。15、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________。16、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:____________________。17、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__________。评卷人得分四、计算题(共1题,共5分)18、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______。评卷人得分五、结构与性质(共2题,共12分)19、Ⅰ;下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
(1)写出基态时Q元素原子的电子排布式__________,J元素原子的外围电子排布图________________。
(2)下列对比正确的是__________。
a.原子半径H>G>B>Ab.第一电离能E>D>C>B
c.电负性A>H>G>Qd.最高价氧化物的水化物酸性B>A>H>G
(3)关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述不正确的是______。
a.L位于元素周期表第五周期ⅠA族;属于s区元素。
b.O位于元素周期表第七周期Ⅷ族;属于ds区元素。
c.M的外围电子排布式为6s1;属于ds区元素。
d.H所在族的外围电子排布式为ns2np2;属于p区元素。
Ⅱ、已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴;阳离子具有相同的电子层结构;B、C均可分别与A形成10电子分子,B、C属同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C、F属同一主族,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,E最外层电子数比最内层多1。请用具体的元素回答下列问题:
(4)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的化学式为__________。
(5)第一电离能:B__________C,电负性:C__________F。(填“<”;“>”或“=”)
(6)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用,X分子中A、C原子个数比为1∶1,X的电子式为____________,试写出Cu、稀硫酸与X反应制备硫酸铜的离子方程式__________。
(7)写出E与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式______________________。20、半导体材料磷化硼(BP)可由BBr3和PBr3在高温下合成。回答下列问题:
(1)基态P原子的价电子排布式为__________,同周期中第一电离能比P小的元素有______种。
(2)在水中的溶解度BBr3_______PBr3(填“>”或“<”),原因是_____________。
(3)一定温度下PBr5能形成阴、阳离子个数比为1:1的导电熔体,经测定其中P—Br键键长均相等。写出该导电熔体中阳离子的电子式:_________,其中P原子的杂化轨道类型是_______。
(4)已知磷化硼晶体中P原子作A1型最密堆积,B原子填入四面体空隙中,相邻P原子和B原子核间距为dcm,则该晶体中每个B原子周围有_____个B原子与它距离最近,晶体密度为____g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值),若某个P原子的坐标为(0,0,0),则晶胞中其余P原子的坐标为__________(写出一个即可)。评卷人得分六、工业流程题(共1题,共3分)21、饮用水中含有砷会导致砷中毒,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)砷在元素周期表中的位置为_______;AsH3的电子式为______;
(2)下列说法正确的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半径:S>P>As
c.第一电离能:S
(3)沉淀X为__________(填化学式);
(4)“一级沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为__________;
(6)关于地下水中砷的来源有多种假设,其中一种认为富含砷的黄铁矿(FeS2)被氧化为Fe(OH)3,同时生成导致砷脱离矿体进入地下水。FeS2被O2氧化的离子方程式为______________。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、A【分析】【分析】
价层电子排布为3s23p4的粒子;其核外电子数为16,则其核电荷数也为16,为硫原子。
【详解】
A.该元素原子的价层电子排布为3s23p4;位于元素周期表ⅥA族,属于p区,A正确;
B.它的核外电子排布式为[Ne]3s23p4;B不正确;
C.该元素为硫元素;C不正确;
D.其电子排布图为D不正确;
故选A。2、C【分析】试题分析:A.CO2中中心原子价层电子对个数=2+(4-2×2)=2,分子空间构型为直线形,故A错误;B.P4属于正四面体结构,故B错误;C.NH3中中心原子价层电子对个数==4,氮原子SP3杂化,轨道构型为四面体,成键原子有3个,分子空间构型为三角锥形,故C正确;D.H2O中中心原子价层电子对个数=2+=4,氧原子SP3杂化;轨道构型为四面体,成键原子有2个,分子空间构型为V形,故D错误;故选C。
考点:3、C【分析】【详解】
由原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,);C为(0),可知晶胞中原子坐标参数1为(1,0,1),2为(1,),3为(1);D原子位于1、2、3、B四个原子构成四面体的中心,所以D的坐标是(),故C正确;答案选C。4、C【分析】【详解】
根据晶胞结构图并依据均摊法可知可知,晶胞中镧(La)原子数目为12×+2×=3,镍(Ni)的原子数目为12×+6×+6=15,所以该晶体的化学式为LaNi5或Ni5La;答案选C。
【点睛】
在六棱柱中,位于顶点上的原子被6个晶胞共用,每个晶胞占该原子的位于面上的原子被两个晶胞共用,每个晶胞占该原子的侧棱上的原子被三个晶胞共用,每个晶胞占该原子的上下面的棱上的原子被4个晶胞共用,每个晶胞占该原子的晶胞内部的属于该晶胞,不与其他晶胞共用。5、B【分析】【详解】
A.SiH4的沸点高于CH4,但NH3的沸点高于PH3,主要是NH3存在分子间氢键;故A错误;
B.NH3、PH3价层电子对数都是因此NH3的立体构型为三角锥形,可推测PH3的立体构型也为三角锥形;故B正确;
C.CO2晶体是分子晶体,SiO2晶体是原子晶体;故C错误;
D.工业上通过电解熔融NaCl冶炼Na,氯化铝为分子晶体,无法通过电解法治炼铝单质,而应该通过电解熔融Al2O3冶炼Al;故D错误。
综上所述,答案为B。二、填空题(共7题,共14分)6、略
【分析】【分析】
根据P最外层5个电子,写出价电子排布图;根据电负性递变规律,以N元素为中间,判断P与F的电负性大小,以VSEPR理论,判断PF3和PF5的空间构型;根据黑磷烯与石墨烯结构相似;P的配位数为3,判断P原子杂化类型和熔点高低;根据题中图示和所给信息,判断P原子的坐标及晶胞中P原子个数。
【详解】
(1)P为15号元素,其核外价电子排布为3s23p3,价电子排布图为:答案为:
(2)同一周期元素,元素的电负性随着原子序数的增大而呈增大,N、F同一周期,电负性x(N)<x(F),同一主族,从上到下,电负性依次减弱,N、P属于同主族,电负性x(N)>x(P),P和F的电负性大小顺序是x(P)<x(F);PF3的价层电子对数3+=4,有一对孤电子对,所以空间构型为三角锥形,PF5的价层电子对数5+=5;无孤电子对,所以空间构型为三角双锥形;答案为<,三角锥,三角双锥。
(3)①黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3,有一对孤电子对,黑磷中P原子杂化类型是sp3,黑鳞中,P与P形成共价键,即有σ键,黑磷烯与石墨烯结构相似,层与层之间有分子间作用力,即范德华力,故不存在π键;答案为sp3;C。
②黑磷相当于石墨;属混合晶体,红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高,所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷;答案为黑磷>红磷>白磷,黑磷相当于石墨,属混合晶体,红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高。
(4)结合图B可知,图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,-0.090,0.402);该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个,第二层含有P原子1+1+1+1=4个,第三层含有P原子1+1=2个,共8个P原子;答案为(0.500,-0.090,0.402),8。【解析】①.②.<③.三角锥④.三角双锥⑤.sp3⑥.C⑦.黑磷>红磷>白磷⑧.黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷⑨.(0.500,-0.090,0.402)⑩.87、略
【分析】【分析】
(1)元素的金属性越强其第一电离能越小;元素非金属性越强第一电离能越大;元素的非金属性越强;其电负性越大;
(2)铜是29号元素;根据核外电子排布规律书写;
(3)元素电负性越大;非金属性就越强,因此吸引电子的能力也越强;
(4)Be有2s2全满结构,而B失去一个电子后有2s22p0的稳定结构。
【详解】
(1)元素的金属性越强其第一电离能越小;Cs的金属性最强,所以第一电离能最小的元素是Cs;元素非金属性越强第一电离能越大,氟元素的非金属性最强,所以第一电离能最大的元素是F;元素的非金属性越强,其电负性越大,所以氟元素电负性最大;
(2)铜是29号元素,质子数为29,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以铜的价电子排布式为3d104s1;
(3)元素电负性越大;非金属性就越强,因此吸引电子的能力也越强,所以元素的电负性越大,则在分子中此元素吸引成键电子的能力越强;
(4)Be有2s2全满结构,而B失去一个电子后有2s22p0的稳定结构;所以B的第一电离能比Be的小。
【点睛】
铜的价电子排布式是易错点,3d轨道为全充满状态,比较稳定。【解析】①.Cs②.F③.F④.3d104s1⑤.吸引成键电子的能力⑥.Be的2s能级为全满状态,较稳定,而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构,所以B的第一电离能比Be的小8、略
【分析】【分析】
(1)四种元素中H原子半径最小;C;N、O三种元素位于同一周期,同周期元素从左到右,原子半径依次减小;
(2)由结构简式可知;丙氨酸分子不对称,是极性分子;丙氨酸分子分子中有2个C―C非极性共价键;
(3)氮原子核外2P轨道上有3个未成对电子;在1S;2S、2P三种轨道上有3种不同能量的电子;
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等可知,与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有N2H4;N2H4与足量盐酸反应生成N2H6Cl2。
【详解】
(1)四种元素中H原子半径最小;C;N、O三种元素位于同一周期,同周期元素从左到右,原子半径依次减小,则原子半径由小到大的顺序为H<O<N<C,故答案为:H<O<N<C;
(2)由结构简式可知;丙氨酸分子不对称,是极性分子;丙氨酸分子分子中有2个C―C非极性共价键,故答案为:极性;2;
(3)氮原子核外2P轨道上有3个未成对电子;在1S;2S、2P三种轨道上有3种不同能量的电子;故答案为:3;3;
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等可知,与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有N2H4;N2H4与足量盐酸反应生成N2H6Cl2,反应的化学方程式为N2H4+2HCl=N2H6Cl2,故答案为:N2H4;N2H4+2HCl=N2H6Cl2。【解析】①.H<O<N<C②.极性③.2④.3⑤.3⑥.N2H4⑦.N2H4+2HCl=N2H6Cl29、略
【分析】【分析】
(1)根据构造原理写出核外电子排布式,判断出最高能级的形状,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同,结合构造原理与洪特规则特例,符合条件元素原子的价电子排布为3d54s1、3d104s1;
(2)价电子排布为全满或半满时;处于稳定结构,此时电离能将增大;
(3)C原子与1个单位负电荷可以等效替换为N原子,N原子与1个单位负电荷可以替换为O原子,S原子可以用氧原子替换,与SCN-互为等电子体的一种微粒为:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一种);从氢键的角度分析沸点的高低。
(4)由结构图可知,黑色球为As、白色球为S,分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对,杂化轨道数目为3+1=4,故As杂化方式为sp3杂化;
(5)计算出晶胞中C22-数目,每个C22-中含2个π键;
(6)根据图示,Zn原子处于晶胞的顶点与面心,晶胞中Zn原子形成正四面体结构有8个,其中4个正四面体中心填充Se原子,正四面体空隙的填充率为50%;V===N可以从晶胞构型中计算出N=4,NA;M、ρ均为已知;代入公式可以得到体积,晶胞参数等于体积的三次开方。
【详解】
(1)基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,最高能层电子为4s能级,电子云轮廓图形为球形;与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同,结合构造原理与洪特规则特例,符合条件元素原子的价电子排布为3d54s1、3d104s1;故有2种;
故答案为:球形;2;
(2)由Fe2+变为Fe3+体现Fe的第三电离能,即价电子由3d6变为3d5;当从3d5状态再失去一个电子时,体现第四电离能,因3d5为半充满状态;较为稳定,故第四电离能大于第三电离能;
故答案为:Fe3+的3d能级半充满;结构稳定;
(3)①C原子与1个单位负电荷可以等效替换为N原子,N原子与1个单位负电荷可以替换为O原子,S原子可以用氧原子替换,与SCN-互为等电子体的一种微粒为:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一种);
故答案为:或
②异硫氰酸分子间含有氢键;故异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高;
故答案为:异硫氰酸分子间存在氢键;
(4)由结构图可知,黑色球为As、白色球为S,分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对,杂化轨道数目为3+1=4,故As杂化方式为sp3杂化;
故答案为:sp3杂化;
(5)晶胞中C22-数目为:12×+1=4,每个C22-中含2个π键;一个晶胞含有平均有π键数目为:2×4=8;
故答案为:8;
(6)晶胞中Se、Zn原子数目之比为1:1,Zn原子处于晶胞的顶点与面心,Se原子与周围的4个Zn原子形成正四面体构型,Se处于正四面体的中心,X,Y都代表Zn;晶胞中Zn原子形成正四面体结构有8个,其中4个正四面体中心填充Se原子,正四面体空隙的填充率为50%;晶胞中Zn原子数目为:8×+6×=4、Se原子数目为4,晶胞中各微粒总质量为:g,晶胞体积为:晶胞参数a=cm=nm;
故答案为:正四面体;
【点睛】
熟练1-36号元素的核外电子排布式,半充满,全充满的状态导致电离能反常。【解析】球形2的3d能级半充满,结构稳定或异硫氰酸分子间存在氢键杂化正四面体10、略
【分析】【详解】
(1)钴(Co)的核电荷数为27,基态钴原子的价电子排布式为为3d74s2,Mn位于元素周期表的第四周期第ⅦB族,属于d区,故答案为:3d74s2;d。
(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,偏磷酸的酸性最强,次,亚,正依次减弱,PO43-的中P原子的价层电子对数为4,且不含孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化方式是sp3,故答案为:HPO3;正四面体;sp3。
(3)CoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能,熔点:CoO>MnO;故答案为:
CoO>MnO;CoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+);CoO的晶格能大于MnO的晶格能。
(4)PH3分子中磷原子形成了3个σ键,1个孤电子对,其价层电子对的总数是4,空间结构为三角锥形,是极性分子,NH3能与水分子形成氢键,所以在水中的溶解性NH3大于PH3,故答案为:极性;NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小。
(5)由晶胞结构可知,X原子个数为:Y原子个数为:8,所以X为S2-,Y为Li+,设晶胞的边长为bcm,cm,距离最近的两个S2-的是面对角线的一般,面对角线为则距离最近的两个S2-的距离为nm,故答案为:【解析】3d74s2dHPO3正四面体sp3CoO>MnOCoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能极性NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小11、略
【分析】根据构成晶体的微粒不同,分子晶体仅由分子构成,原子晶体中无分子。分子晶体有B、C、E、F,注意晶体氩是单原子分子晶体;原子晶体和单原子分子晶体都是由原子直接构成的,原子晶体有A、D,但属于化合物的只有A;分子晶体熔化时,一般不破坏化学键;原子晶体熔化时,破坏共价键。【解析】(1)B;C、E、FE
(2)A(3)A、D、E(4)A、D12、略
【分析】【详解】
(1)在金刚石晶胞中;每个碳可与周围四个碳原子形成共价键,将这四个碳原子连结起来后可以形成正四面体,体心有一个碳原子,所以图D为金刚石,故答案为:D;
(2)石墨是层状结构;在层与层之间以范德华力相互作用,有分子晶体的特点,在层内碳与碳以共价键相互作用,形成六边形,所以图E为石墨的结构,故答案为:E;
(3)氯化钠是离子晶体;其构成微粒是阴阳离子,NaCl晶胞是简单的立方单元,所以图A为氯化钠结构,故答案为:A;
(4)氯化铯也是离子晶体;阴阳离子的配位数均是8,即每个铯离子与8个氯离子紧邻,所以C图为氯化铯的结构,故答案为:C;
(5)干冰是分子晶体,CO2分子位于立方体的顶点和面心上,以顶点上的CO2分子为例,与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上,所以图B为干冰晶体,故答案为:B。【解析】①.D②.E③.A④.C⑤.B三、元素或物质推断题(共5题,共10分)13、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+3H2O14、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15、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;
(4)元素C的一种氧化物与元素N的一种氧化物互为等电子体,CO2和N2O互为等电子体,所以元素C的这种氧化物CO2的结构式是O=C=O;
(5)铜是29号元素,其原子核外有29个电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,价电子排布式为3d104s1。【解析】sp25NA三角锥形H2O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,所以键角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s116、略
【分析】【详解】
(1)根据元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的铜元素;为过渡元素,属于ds区元素,故答案:ds;
(2)根据元素周期表可知:③为碳元素,⑧为氯元素,两者形成的一种常见溶剂为CCl4;其分子空间构型为正四面体结构,故答案:正四面体结构;
(3)根据元素周期表可知:元素①为氢元素,⑥为磷元素,两者形成的最简单分子为PH3;分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子,故答案:极性;
(4)根据元素周期表可知:元素⑥为磷元素,元素⑦为硫元素,P原子为半充满的稳定结构,磷的第一电离能大于硫元素的第一电离能;元素②为铍元素,元素④为镁元素,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,则铍元素的电负性大于镁元素的电负性,故答案:>;>;
(5)根据元素周期表可知:元素⑨为铜元素,位于第四周期IB族,所以铜元素的基态原子核外价电子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根据元素周期表可知:元素⑧为氯元素,元素④为镁元素,形成的化合物为MgCl2,其电子式为故答案:
(6)根据元素周期表可知:元素⑩为锌元素,元素⑤为铝元素,铝能与NaOH溶液反应,所以锌也能与NaOH溶液反应,其反应的化学方程式为:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O,故答案:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O。【解析】ds正四面体结构极性>>3d104s1Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O17、略
【分析】【详解】
由元素在周期表中的位置可知,①为H,②为Be,③为C,④为N,⑤为O,⑥为F,⑦为Mg,⑧为Cl,⑨为Cr;⑩为Cu。
(1)⑨为Cr元素,原子核外电子数为24,价层电子排布为[Ar]3d54s1;
(2)素③与①形成的水果催熟剂气体化合物为CH2=CH2,C原子成3个δ键、没有孤电子对,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化;
元素⑦与⑧形成的化合物MgCl2是由镁离子和氯离子形成的离子化合物;晶体类型是离子晶体;
(3)④是N元素,⑤是O元素,同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,能量相同的原子轨道在全满、半满、全空时体系能量最低,原子较稳定,因此价电子排布处于半满的轨道的元素,其第一电离能比临近原子的第一电离能大,所以元素④的第一电离能>元素⑤的第一电离能;元素④与元素①形成的是NH3分子,三角锥形;原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体,N2的电子数为14,与之为等电子体的分子为CO,离子为CN-;
(4)④是N元素,最高价氧化物对应的水化物稀溶液为稀硝酸,与Mg单质反应,Mg是还原剂,被氧化为Mg(NO3)2,稀硝酸起氧化剂、酸的作用,反应的方程式为:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;
(5)白色球为氧原子,所以一个晶胞中所包含的氧原子数目为1+8×=2。【解析】①.[Ar]3d54s1②.sp2③.离子晶体④.>⑤.三角锥形⑥.CO、CN-⑦.4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O⑧.2四、计算题(共1题,共5分)18、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分子晶体五、结构与性质(共2题,共12分)19、略
【分析】【详解】
Ⅰ.(1)Q元素是31号鎵,原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p1,J元素为铁元素,原子的外围电子排布图3d64s2,正确答案:1s22s22p63s23p63d104s24p1;3d64s2。
(2)根据周期表可知:A为碳元素、B为氮元素、C为氧元素、D为氟元素、E为氖元素、G为铝元素、H硅元素、Q鎵元素;原子半径同一周期从左到右减小(稀有气体除外),同一主族从上到下原子半径增大,所以Al>Si,a错误;同一周期从左到右第一电离能增大,氮元素2p能级为半充满状态,第一电离能大于相邻的氧元素,即N>O,B错误;同一周期从左到右电负性增强,同主族从上到下电负性减小,c正确;最高价氧化物的水化物酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3>Al(OH)3,d正确;正确答案:cd。
(3)L为铷元素,位于周期表中第五周期ⅠA族价电子排布为5s1,属于s区元素,a正确;Ⅷ族的元素属于d区,O位于周期表中第七周期Ⅷ族,属于d区元素,b错误;M的外围电子排布式为6s1,属于s区元素,c错误;H所在族位置IVA族,外围电子排布式为ns2np2;属于p区元素,d正确;正确选项ad。
Ⅱ、根据题意分析:A是元素周期表中原子半径最小的元素,A为氢元素;B原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,B是氮元素;C的最外层电子数是内层电子数的3倍,C是氧元素;C、F属同一主族,F是硫元素;E最外层电子数比最内层多1,E是铝;D3B中阴;阳离子具有相同的电子层结构;D是钠;G原子序数大于硫,G为氯元素;
(4)F是硫元素、G为氯元素;F、G元素对应的最高价含氧酸中H2SO4和HClO4,氯元素
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