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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年浙科版选修3化学上册阶段测试试卷817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、若某原子在处于能量最低状态时,外围电子排布为3d14s2,则下列说法正确的是A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子B.该元素原子核外共有4个能层C.该元素原子的M能层共有8个电子D.该元素原子最外层共有3个电子2、下列有关原子的最外能层的电子排布图正确的是()A.铍原子:B.碳原子:C.氯原子:D.铝原子:3、下列各组元素,按照原子半径依次减少,第一电离能依次增大的顺序排列的是()A.Ca、Mg、BeB.Na、Mg、AlC.C.N、OD.P、S、Cl4、酞菁钴被广泛应用于光电材料;光动力学光敏材料等方面。酞菁钴(II)结构如图所示(Co均形成单键;部分化学键未画明)。下列说法错误的是()
A.酞菁钴(II)中三种非金属元素的电负性大小顺序为N>C>HB.酞菁钴(II)中碳原子的杂化方式只有sp2杂化C.1号和3号N原子的VSEPR模型均为平面三角形D.2号和4号N原子与Co(Ⅱ)是通过配位键结合5、用价层电子对互斥理论预测PCl3和的空间构型,结论正确的是A.直线形;三角锥形B.三角锥形;平面三角形C.V形;三角锥形D.直线形;平面三角6、某物质分子式为C2H4,下列说法不正确的是A.该分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键B.该分子是极性分子C.该分子中六个原子位于同一平面,键角为120ºD.该物质难溶于水7、红镍矿是一种重要的含镍矿物;其主要成分的晶胞如下图所示,下列说法正确的。
A.该化合物的化学式为Ni2AsB.该化合物中As的配位数为8C.该化合物中Ni的配位数为6D.该晶胞平均占有5个Ni原子8、下列有关晶体的说法中正确的是()A.氯化钾溶于水时离子键未被破坏B.金属晶体中金属键越强,熔点越高C.冰融化时分子中共价键发生断裂D.分子间作用力越大,分子越稳定评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)9、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.10、如图是s能级和p能级的原子轨道图。
试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈________形,每个s能级有________个原子轨道;p电子的原子轨道呈________形,每个p能级有________个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是________电子,其电子云在空间有3个互相________(填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是________,它的最低价氢化物的电子式是________。
(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,Y的元素符号为________,原子的核外电子排布式为______________。11、(1)某科学工作者通过射线衍射分析推测胆矾中既含有配位键;又含有氢键,其结构可能如图所示,其中配位键和氢键均用虚线表示。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式:__。
②写出图中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来):__。
(2)很多不饱和有机物在Ni的催化作用下可以与H2发生加成反应,如①CH2=CH2、②CHCH、③④HCHO等,其中碳原子采取sp2杂化的分子有__(填序号),推测HCHO分子的立体构型为__形。12、下列物质易溶于水的是________,易溶于CCl4的是________。(均填编号)
①NH3②CH4③④HCl⑤C2H4⑥Br2⑦HNO3⑧H2S13、硼氢化钠(NaBH4)在化工领域具有重要的应用价值,可采用硼砂、SiO2、Na和H2作为原料制备。回答下列问题:
(1)周期表中,与B的化学性质最相似的邻族元素是____;该元素基态原子核外M层电子中自旋状态相同的有_____个。
(2)NaBH4中,电负性最大的元素是____(填元素符号);B的____杂化轨道与H的1s轨道形成键。
(3)硼砂是含8个结晶水的四硼酸钠。其阴离子(含B;O、H三种元素)的球模型如图所示:
①阴离子中,配位键存在于____和____原子之间。(均填原子的序号)
②硼砂的化学式为_______。
(4)SiO2晶胞(立方体)如图所示,已知SiO2的密度为g/cm3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则SiO2晶胞的边长为___pm。
14、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)Cu2O中阳离子的基态核外电子排布式为__________________;Cu和Ni在元素周期表中的位置相邻,Ni在周期表中的位置是__________________。
(2)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①乙醇分子中C原子的轨道杂化类型为__________________,NH3与H+以配位键形成NH4+,则NH4+的空间构型为____________________。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化学键除了极性共价键外,还有____________________。
③NH3极易溶于水的原因主要有两个,一是_______________,二是_______________________。
(3)CuSO4溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子[Cu(CN)4]2-,1molCN-中含有的π键数目为__________。与CN-互为等电子体的离子有____________(写出一种即可)。
(4)Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图所示,若晶体密度为ag·cm-3,则Cu与F最近距离为____________pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算表达式;不用化简)。
15、请回答下列问题:
(1)某元素X基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其价电子排布图为___,其原子核外有___种不同运动状态的电子;其最低价氢化物电子式为___,中心原子采用___杂化,分子立体构型为___。
(2)某元素Y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,其元素名称为___,Y+的外围电子排布式为___,该元素固体单质常常采用___堆积方式,配位数为___,空间利用率为___。评卷人得分三、计算题(共6题,共12分)16、(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_______。17、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______。18、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)19、如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构模型(原子间实际是相互接触的)。它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3;钨的相对原子质量为183.9.假定金属钨为等直径的刚性球,请回答以下各题:
(1)每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a。_____________
(3)计算钨的原子半径r(提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。___________
(4)计算金属钨原子采取的体心立方密堆积的空间利用率。____________20、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)。21、通常情况下;氯化钠;氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示。
(1)在NaCl的晶胞中,与Na+最近且等距的Na+有_____个,在NaCl的晶胞中有Na+_____个,Cl-____个。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过_________结合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧键。
(4)设二氧化碳的晶胞密度为ag/cm3,写出二氧化碳的晶胞参数的表达式为____nm(用含NA的代数式表示)评卷人得分四、实验题(共1题,共10分)22、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_____________________________。评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共25分)23、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____________。24、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____。25、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________。26、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:____________________。27、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、原理综合题(共1题,共2分)28、第四期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。
(1)铬是最硬的金属单质;被称为“不锈钢的添加剂”。
写出Cr在周期表中的位置___________;其原子核外电子排布的最高能层符号___________.
(2)在1molCrO5(其中Cr为+6价)中,含有过氧键的数目为___________。
(3)钒(23V)是我国的丰产元素;被称之为“工业的味精”,广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:
写出钒原子价电子排布图___________;V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO3的三聚体环状结构如图所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为___________;
(4)Ni是一种优良的有机反应催化剂,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,其中配原子是___________。
(5)钛称之为21世纪金属,具有一定的生物功能。钙钛矿(CaTiO3)晶体是工业获取钛的重要原料。CaTiO3晶胞如下图,边长为a=0.266m,晶胞中Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。Ti与O间的最短距离为___________nm,与Ti紧邻的O个数为___________。
(6)在CaTiO3晶胞结构的另一种表示中,Ca处于各顶角位置,则T处于___________位置,O处于___________位置。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【详解】
若某原子在处于能量最低状态时,外围电子排布为3d14s2;则该元素是Sc,则。
A.该元素原子处于能量最低状态时;原子中共有1个未成对电子,A错误;
B.该元素原子核外共有4个能层;即K;L、M、N,B正确;
C.该元素原子的M能层共有9个电子;C错误;
D.该元素原子最外层共有2个电子;D错误;
答案选B。2、C【分析】【详解】
A.铍是4号元素,原子核外电子排布为1s22s2,所以铍原子最外能层的电子排布图:题目图示未注明s轨道的能层数,A错误;
B.碳是6号元素,原子核外电子排布为1s22s22p2,原子核外电子尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这样能量最低,所以C原子原子的最外能层的电子排布图:B错误;
C.氯是17号元素,原子最外层电子排布式是3s23p5,故Cl原子最外层电子排布图为:C正确;
D.铝是13号元素,原子最外层电子排布式是3s23p1,故Al原子最外层电子排布图为:D错误;
故合理选项是C。3、A【分析】【详解】
A;同主族元素从上到下半径增大、第一电离能减小;Ca、Mg、Be原子半径依次减少,第一电离能依次增大,故A正确;
B;Mg的3s轨道全满;第一电离能大于Al,所以第一电离能Na<Al<Mg,故B错误;
C;N的2p轨道半充满;第一电离能大于O,所以第一电离能C<O<N,故C错误;
D;P的3p轨道半充满;第一电离能大于S,所以第一电离能S<P<Cl,故D错误。
【点睛】
同周期元素从左到右,第一电离能呈递增趋势,第ⅡA的最外层s轨道全满、ⅤA族元素最外层p轨道全满,为稳定结构,第一电离能大于同周期相邻的元素。4、C【分析】【详解】
A.同周期;从左到右,电负性增大;同主族,从上到下,电负性减小,则电负性大小顺序为:N>C>H,A正确;
B.酞菁钴(II)中,碳原子均形成3个σ键,没有孤电子对,其杂化方式只有sp2杂化;B正确;
C.1号和3号N原子均形成3个共价键;有一对孤电子对,其VSEPR模型均为四面体形,C错误;
D.N原子形成3个共价键即可达到8电子稳定结构;所以2号和4号N原子与Co离子是通过配位键结合,D正确;
答案为C。5、B【分析】【分析】
根据中心原子的价层电子对数;确定相应的价层电子对构型后,再根据价层电子对中的孤对电子数,确定电子对的排布方式和分子的空间构型。
【详解】
PCl3中,P原子的价层电子对数为=(5-1×3)÷2=1,价层电子对数为3+1=4,分子空间构型为三角锥型;离子中,碳原子的价层电子对数为=3+(4+2-2×3)=3,没有孤对电子对,故离子是平面三角形结构;答案选B。
【点睛】
2个共用电子对,2个孤对电子的分子为V构型;3个共用电子对,1个孤对电子的分子为三角锥型;3个共用电子对,0个孤对电子的分子为平面三角形;2个共用电子对,1个孤对电子的分子为V构型。6、B【分析】【详解】
A.乙烯分子中含有C=C和C—H;分别为非极性共价键和极性共价键,故A正确;
B.乙烯分子结构对称;正负电荷重心重合,为非极性分子,故B错误;
C.乙烯分子为平面形结构;六个原子位于同一平面,键角为120º,故C正确;
D.C2H4为非极性分子;难溶于水,故D正确。
综上所述,答案为B。7、C【分析】【详解】
A.由晶胞结构知,晶胞中Ni原子数为8×1/8+4×1/4=2,As的原子数目为2;则该化合物的化学式为NiAs,故A错误;
B.该化合物中As的配位数为6;故B错误;
C.因为该化合物化学式为NiAs;且As的配位数为6,所以Ni的配位数也为6,故C正确;
D.根据均摊法计算,该晶胞平均占有Ni原子数为8×1/8+4×1/4=2;故D错误;
故选C。8、B【分析】【分析】
【详解】
A.KCl在水溶液中电离出K+和Cl-;离子键被破坏,A错误;
B.金属熔化时;需要破坏金属键,金属键越强,金属的熔点越高,B正确;
C.水分子间存在氢键;属于分子间作用力,冰融化时只克服分子间作用力,共价键没有破坏,C错误;
D.分子间作用力越大;物质的熔沸点越高;和其分子的稳定性无关,分子的稳定性和其化学键有关,D错误;
答案选B。二、填空题(共7题,共14分)9、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310、略
【分析】【分析】
根据图中信息得到s电子、p电子的原子轨道形状和轨道数目;根据元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1;得出n值,再进行分析。
【详解】
(1)s电子的原子轨道呈球形;每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道;故答案为:球;1;哑铃;3。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n=2,因此原子中能量最高的是2p轨道电子,其电子云在空间有3个互相垂直的伸展方向。元素X价电子为2s22p3,其元素名称是氮,它的最低价氢化物为NH3,其电子式是故答案为:2p轨道;垂直;氮;
(3)s轨道最多2个电子,因此元素Y的原子最外层电子排布式为3s23p4,则Y为16号元素,其元素符号为S,原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4;故答案为:S;[Ne]3s23p4。【解析】①.球②.1③.哑铃④.3⑤.2p轨道⑥.垂直⑦.氮
⑧.⑨.S⑩.[Ne]3s23p411、略
【分析】【分析】
(1)①铜是29号元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式;②CuSO4•5H2O中铜离子含有空轨道;水分子含有孤对电子对,铜离子与水分子之间形成配位键,铜离子配体数为4,据此书写水合铜离子的结构简式;
(2)根据杂化轨道数判断杂化类型;杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数;根据杂化轨道方式及杂化轨道成键情况判断HCHO立体结构。
【详解】
①铜是29号元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理知,其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
②CuSO4•5H2O中铜离子含有空轨道,水分子含有孤对电子对,铜离子与水分子之间形成配位键,铜离子配体数为4,水合铜离子的结构简式为故答案为:
(2)①CH2=CH2中每个碳原子成2个C-Hσ键,1个碳碳双键,双键中含有1个σ键、1个π键,杂化轨道数为2+1=3,所以碳原子采取sp2杂化;②CH≡CH中每个碳原子成1个C-Hσ键,1个碳碳三键,三键中含有1个σ键、2个π键,杂化轨道数为1+1=2,所以碳原子采取sp杂化;③苯中每个碳原子成1个C-Hσ键,2个C-Cσ键,同时参与成大π键,杂化轨道数为1+2=3,所以碳原子采取sp2杂化;④HCHO中碳原子成2个C-Hσ键,1个碳氧双键,双键中含有1个σ键、1个π键,杂化轨道数为2+1=3,所以碳原子采取sp2杂化;故①③④采取sp2杂化;HCHO中碳原子采取sp2杂化;杂化轨道为平面正三角形,没有孤对电子对,参与成键的原子不同,所以HCHO为平面三角形,故答案为:①③④;平面三角。
【点睛】
本题的易错点为(2)中苯中C的杂化类型的判断,要注意苯分子中形成的是大π键,其中没有σ键。【解析】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1①③④平面三角12、略
【分析】【分析】
一般来说;无机物中的某些离子化合物,共价化合物中的某些极性分子易溶于水;非极性分子和有机物易溶于有机溶剂。
【详解】
①NH3能与水分子间形成氢键,所以NH3极易溶于水,难溶于CCl4;
②CH4为非极性分子,难溶于水,易溶于CCl4;
③为非极性分子,难溶于水,易溶于CCl4;
④HCl为极性分子,易溶于水,难溶于CCl4;
⑤C2H4为非极性分子,难溶于水,易溶于CCl4;
⑥Br2为非极性分子,在水中的溶解度不大,易溶于CCl4;
⑦HNO3易溶于水,溶于水后生成强酸溶液,难溶于CCl4;
⑧H2S易溶于水,难溶于CCl4;
综合以上分析,易溶于水的是①④⑦⑧,易溶于CCl4的是②③⑤⑥。答案为:①④⑦⑧;②③⑤⑥。
【点睛】
易溶于水的物质也可能易溶于有机溶剂,如酒精;难溶于水的物质也可能难溶于有机溶剂,如一氧化碳。【解析】①.①④⑦⑧②.②③⑤⑥13、略
【分析】【详解】
(1)在周期表中,与B的化学性质最相似的邻族元素是Si,硅元素基态原子核外M层电子排布式为3s23p2;所以有3个电子的自旋状态相同;
(2)电负性规律:同周期,从左到右:电负性依次增大;同主族,从上到下:电负性依次减小。NaBH4中电负性最大的元素为H;依据价层电子理论,NaBH4中B的价层电子对数为4,为sp3杂化。
(3)①1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为SP2杂化,4号B形成4个键,则B原子为SP3杂化;B一般是形成3个键;4号B形成4个键,其中1个键很可能就是配位键,配位键存在4号与5号之间;
②硼砂晶体由Na+、含有B的阴离子和H2O构成。观察模型,可知含有B的阴离子是(H4B4O9)m−,依据化合价H为+1,B为+3,O为−2,可得m=2,结合模型图和组成,硼砂的化学式为Na2B4O5(OH)4·8H2O;
(4)SiO2晶胞中,大球是Si,小球是O。Si的数目为O是Si的2倍,故是16。晶体的密度晶胞的体积V=a3。因此SiO2晶胞的边长a=【解析】Si3Hsp345Na2B4O5(OH)4·8H2O14、略
【分析】【详解】
(1)Cu2O中的阳离子Cu+,铜为29号元素,Cu+为铜原子失去1个电子后形成的,其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10[Ar]3d10;Ni为28号元素;在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。
(2)①乙醇分子中C原子形成4个σ键,轨道杂化类型为sp3;NH3与H+以配位键形成NHNH中N原子的价层电子对数=4+=4,孤电子对数为0,则NH的空间构型为正四面体形。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化学键有极性共价键;铜与氨分子之间的配位键,铜与硫酸根离子之间的离子键,故填:离子键;配位键。
③因为氨分子和水分子之间能形成氢键,氨分子和水分子都是极性分子,根据相似相溶原理NH3极易溶于水;
(3)氮气与CN-互为等电子体,分子中含有三键,叁键含有1个σ键2个π键;则lmolCN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,与CN-互为等电子体的离子有C等。
(4)晶胞中Cu原子位于顶点和面心,一个晶胞中Cu原子数目为F原子位于晶胞内部,一个晶胞中F原子数目为4,则晶胞质量为设晶胞边长为x,则晶胞体积为密度为Cu与F最近距离为晶胞体对角线的四分之一,则Cu与F最近距离【解析】1s22s22p63s23p63d10##[Ar]3d10第四周期第Ⅷ族sp3正四面体形离子键、配位键氨分子和水分子之间能形成氢键氨分子和水分子都是极性分子,相似相溶2NA或1.204×1024C(或其他合理答案)15、略
【分析】【分析】
(1)X元素基态原子的最外层有三个未成对电子;次外层有2个电子,根据构造原理可知,该元素是N元素;
(2)由元素Y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,根据构造原理可知,Y为铜元素。
【详解】
(1)由元素X基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,根据构造原理可知,X为N元素,电子排布式为1s22s22p3,电子排布图为由核外电子排布规律可知,核外没有运动状态完全相同的电子,则氮原子核外有7种不同运动状态的电子;氮元素最低价氢化物的分子式为NH3,NH3为共价化合物,电子式为NH3分子中N原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,则N原子采用的杂化方式为sp3杂化,NH3的分子立体构型为三角锥形,故答案为:7;sp3;三角锥形;
(2)由元素Y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可知,Y为铜元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu失去1个电子形成Cu+离子,Cu+的外围电子排布式为3d10;铜单质为金属晶体,晶体的堆积方式是面心立方最密堆积,配位数是12,空间利用率为74%,故答案为:铜;3d10;面心立方最密;12;74%。【解析】①.②.7③.④.sp3⑤.三角锥形⑥.铜⑦.3d10⑧.面心立方最密⑨.12⑩.74%三、计算题(共6题,共12分)16、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】232:3MgB217、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18、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%19、略
【分析】【详解】
(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心钨原子完全为该晶胞所有,故晶胞中钨原子个数为故答案为:2;
(2)已知金属钨的密度为ρ,钨的相对原子质量是M,每个晶胞中含有2个钨原子,则每个晶胞的质量为又因为每个晶胞的体积为a3,所以晶胞的密度解得故答案为:0.3163nm;
(3)晶胞体对角线的长度为钨原子半径的4倍,则计算得出钨原子半径为故答案为:0.137nm;
(4)每个晶胞中含2个钨原子,钨原子为球状,根据则体心立方结构的空间利用率为故答案为:68%。【解析】20.3163nm0.137nm68%20、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)21、略
【分析】【分析】
(1)氯化钠晶体中氯离子位于定点和面心;钠离子位于边和体心;
(2)阴;阳离子之间的静电作用为离子键;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度
【详解】
(1)晶胞中位于体心的钠离子和位于边上Na+的短离最近,则最近且等距的Na+共有12个Na+;晶胞中Na+的个数为1+12=4,Na+的个数为8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过离子键结合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键,则1mol二氧化硅中有4mol硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度则a=nm=nm。
【点睛】
均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是:①顶点:每个顶点的原子被8个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;②棱:每条棱的原子被4个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;③面上:每个面的原子被2个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;④内部:内部原子不与其他晶胞分享,完全属于该晶胞。【解析】1244离子键4四、实验题(共1题,共10分)22、略
【分析】【分析】
两种配合物可电离出的氯离子数目不同;可将等质量的两种配合物配制成溶液,滴加硝酸银,根据生成沉淀的多少判断。
【详解】
两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2•NH3,内界氯离子不能与硝酸银反应,外界氯离子可以与硝酸银反应,将这两种配合物区别开来的实验方案:称取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两种溶液中分别滴加足量用硝酸酸化的硝酸银溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥后称量,所得AgCl固体质量大的,原晶体为[Co(NH3)6]Cl3,所得AgCl固体质量小的,原晶体为[Co(NH3)5Cl]Cl2•NH3,故答案为:取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两种溶液中分别滴加足量AgNO3溶液,静置、过滤、干燥、称量,沉淀质量大的,原晶体为[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2。
【点睛】
把握配合物的构成特点,为解答该题的关键。解答此类试题要注意配合物的内界和外界的离子的性质不同,内界中以配位键相结合,很牢固,难以在水溶液中电离,而内界和外界之间以离子键结合,在溶液中能够完全电离。【解析】称取相同质量的两种晶体配成溶液,向两种溶液中分别加入足量的硝酸银溶液,静置、过滤、干燥、称量,所得氯化银固体多的是[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2五、元素或物质推断题(共5题,共25分)23、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+3H2O24、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25、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
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