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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年华东师大版选修3化学下册月考试卷164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总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C.2p轨道上只有一个未成对的电子(不含成对电子)的X原子与3p轨道上只有一个未成对的电子(不含成对电子)的Y原子D.最外层都只有一个电子的X、Y原子2、下列电子排布图中违反洪特规则的是A.CB.PC.ND.Mg3、水是生命之源;2014年我国科学家首次拍摄到水分子团簇的空间取向图像,模型如图。下列关于水的说法正确的是。
A.水是弱电解质B.可燃冰是可以燃烧的水C.氢氧两种元素只能组成水D.0℃时冰的密度比液态水的密度大4、下列描述中正确的是。
①CS2为V形的极性分子。
②ClO3-的空间构型为平面三角形。
③SF6中有6对完全相同的成键电子对。
④SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化A.①②B.②③C.③④D.①④5、下列说法正确的是A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键B.因为水分子间存在氢键,所以水分子的稳定性很好C.离子晶体一定含有金属阳离子D.元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强6、下列关于晶体的说法不正确的是()A.晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定B.晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列C.12g金刚石晶体和12g石墨晶体含有的C—C键数目之比为4:3D.相同质量的乙酸和甲酸甲酯的化学键数目都是8NA7、一种新催化剂,能在室温下催化空气氧化甲醛:HCHO+O2→CO2+H2O,该反应A.反应物和生成物中都只含极性分子B.反应物和生成物均为分子晶体C.反应时有极性键和非极性键的断裂和它们的生成D.产物中CO2的键能大于H2O,所以沸点高于H2O评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)8、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9、研究表明,氮氧化物在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列有关各元素原子的说法正确的是()
A.接近沸点的水蒸气中存在“缔合分子”,“缔合分子”内存在氢键B.基态O2-的价电子排布式为1s22s22p6C.中N的杂化方式为sp3,与SO3互为等电子体D.的空间构型为正四面体,4个N-H共价键的键长相等10、通过反应“P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)=3NaH2PO2(aq)+PH3(g)ΔH>0”,能制得用于化学镀镍的NaH2PO2。P4的结构如图所示;则下列说法正确的是。
A.白磷中各P原子通过共价键相连接形成共价晶体B.H2O分子的立体构型为V形C.该反应能自发进行,则ΔS<0D.反应产物PH3中磷原子的杂化方式为sp3杂化11、下列说法不正确的是()A.苯分子中每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键B.Na3N与NaH均为离子化合物,都能与水反应放出气体,且与水反应所得溶液均能使酚酞溶液变红C.配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写)中的配位原子是C原子,配位数为4D.H2O中的孤对电子数比H3O+的多,故H2O的键角比H3O+的键角小12、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13、锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是()
A.该晶体属于分子晶体B.该晶胞中Zn2+和S2-数目相等C.阳离子的配位数为6D.氧化锌的熔点高于硫化锌评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)14、某离子晶体晶胞结构如图所示;x位于立方体的顶点,Y位于立方体中心。试分析:
(1)晶体中每个Y同时吸引着___个X,每个x同时吸引着__个Y,该晶体的化学式为___;
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有___个;
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为__。
(4)下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是___。
A.B.CH4C.CH2=CHCH3D.CH3CH2C≡CHE.CH3CH315、根据原子结构;元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题:
(1)A元素次外层电子数是最外层电子数的其外围电子轨道表示式是__。
(2)B是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素,B元素的名称是__,在元素周期表中的位置是__,位于周期表___区,写出基态B原子的核外电子排布式___。
(3)C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的顺序为___,电负性由大到小的顺序为___。
(4)基态Fe2+核外电子排布式为__,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为__。
(5)根据元素As在周期表中的位置预测As的氢化物分子的空间构型为__,其沸点比NH3的__(填“高”或“低”),其判断理由是__。16、(1)17Cl的电子排布式___________;价层电子排布图_________;Cl-的电子排布式_______________。
(2)26Fe的电子排布式__________;26Fe2+电子排布式_________;26Fe3+电子排布式_____________。
(3)第三周期中;第一电离能最小的元素是_________,第一电离能最大的元素是_________。
(4)在元素周期表中,电负性最大的元素是_________,第二、三周期P轨道半充满的元素是_________。17、(1)比较离子半径:F-_____O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)C;H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。
(3)F、Cl、Br、I的第一电离能大小顺序为________________,电负性大小顺序为__________________。18、(1)基态Si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)BF3与一定量的水形成(H2O)2•BF3晶体Q;Q在一定条件下可转化为R:
晶体Q中各种微粒间的作用力有______(填序号).
a.离子键b.共价键c.配位键d.氢键。
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2﹣,不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2﹣的结构可用示意图表示为______,科学家推测胆矾结构示意图可简单表示如图:胆矾的化学式用配合物的形式表示为_____________________.
(4)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种.S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采用的轨道杂化方式是_____19、钾的化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。
(2)钾的焰色反应为________色,发生焰色反应的原因是_____________________。
(3)叠氮化钾(KN3)晶体中,含有的共价键类型有________________,N3-的空间构型为________。
(4)CO能与金属K和Mn形成配合物K[Mn(CO)5],Mn元素基态原子的价电子排布式为________。20、氮元素可以形成多种化合物.请回答以下问题:
⑴基态氮原子的价电子排布式是____________。
⑵肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物.
①请用价电子层对互斥理论推测NH3分子的空间构型是__________________,其中H—N—H的键角为___________________,请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因:_______。
②肼可用作火箭燃料;燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol﹣1
若该反应中有4molN—H键断裂,则形成π键的数目为__________。
⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由___________________________________________。21、某盐的组成可表示为3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl。回答下列问题:
(1)氯原子的电子排布式为________________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_________________;氮元素的E1呈现异常的原因是__________________。
(3)经X射线衍射测得化合物3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。
①H3O+中心原子的杂化类型为________,NH4+的空间构型为________。
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中阴离子N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π),则N5-中的大π键应表示为________。
③图(b)中虚线代表氢键,其中表示式为(NH4+)N—HCl、________、________。22、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___。评卷人得分四、计算题(共4题,共32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、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。____________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、实验题(共1题,共5分)27、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7题,共14分)1、C【分析】【详解】
A.原子核外电子排布式为1s2的原子为He,性质稳定,2s2的元素为Be;性质较活泼,二者性质一定不相似,故A错误;
B.M层上仅有两个电子为Mg;N层上有两个电子的元素为Ca或其它第四周期的过渡金属元素,如Fe等,二者性质不一定相似,故B错误;
C.2p上只有一个未成对电子,不含成对电子,外围电子排布式为2s22p1,为B;3p上只有一个未成对电子的元素,不含成对电子,外围电子排布式可能为3s23p1;为Al,为同主族元素,性质相似,故C正确;
D.ⅠA族元素满足最外层只有1个电子,过渡元素也有元素原子最外层只有1个电子,如Cr;化学性质不一定相似,故D错误;
答案选C。
【点睛】
本题的易错点为BD,要注意从第四周期开始,存在过渡金属元素,过渡金属元素的内层不一定排满,即最外层电子数可能与某些主族元素相同。2、C【分析】洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时;基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同。
【详解】
A.C原子的2p能级的2个电子单独占据一个轨道;而且自旋方向相同,没有违反洪特规则,A选项不符合题意;
B.P原子的3p能级的3个电子单独占据一个轨道;而且自旋方向相同,没有违反洪特规则,B选项不符合题意;
C.N原子的2p能级的3个电子没有单独占据轨道;违反洪特规则,C选项符合题意;
D.Mg原子的3s电子自旋相同;违反了泡利原理,不是违反洪特规则,D选项不符合题意;
答案选C。3、A【分析】【详解】
A;水部分电离属于弱电解质;A正确;
B;可燃冰不是水;是甲烷和水组成的水合物,B不正确;
C;氢氧两种元素既能组成水;也能组成双氧水,C不正确;
D;0℃时冰的密度比液态水的密度小;D不正确;
答案选A。4、C【分析】【详解】
①CS2中价层电子对数=2+=2;且该分子中正负电荷重心重合,所以为直线形非极性分子,①错误;
②ClO3-中Cl的价层电子对数=3+=4;所以空间构型为三角锥形,②错误;
③SF6中S-F含有一个成键电子对,所以SF6中含有6个S-F键;则分子中有6对完全相同的成键电子对,③正确;
④SiF4中价层电子对个数=4+=4,SO32-中价层电子对个数=3+=4,因此中心原子均为sp3杂化;④正确;
故选C。
【点晴】
根据价层电子对互斥理论确定微粒的空间构型及原子是杂化方式,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=(a-xb)/2,a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数,答题时注意灵活应用。5、A【分析】【详解】
A.分子晶体中一定存在分子间作用力;不一定存在共价键,如稀有气体,由单原子分子构成,分子中没有化学键,故A正确;
B.氢键影响水的沸点高低;与水的稳定性无关,影响稳定性的因素是共价键,故B错误;
C.离子晶体不一定含有金属阳离子,如NH4Cl;故C错误;
D.元素的非金属性越强;其单质的活泼性不一定越强,如氮气分子,由于氮分子键能大,分子稳定,故D错误;
故选A。6、D【分析】【详解】
A.晶体多采用紧密堆积方式;采取紧密堆积方式,可以使晶体变得比较稳定,A正确;
B.晶胞是描述晶体结构的基本单元;晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,B正确;
C.12g金刚石的物质的量为1mol,每个碳原子形成四个共价键,每两个碳原子形成一个共价键,所以12g金刚石中含有C-C键的数目为2NA;石墨晶体中碳原子形成六元环,1个C原子对应3×=个C-C键,12g石墨的物质的量为1mol,则12g石墨中含有C-C键的个数为1.5NA;所以12g金刚石晶体和12g石墨晶体含有的C—C键数目之比为4:3,故C正确;
D.未指明物质的具体质量;无法确定物质的量,从而无法确定共价键数目,故D错误;
故答案为D。
【点睛】
计算原子晶体中共价键数目时可以采用均摊法,例如金刚石晶体中,每个碳原子形成四个共价键,每两个碳原子形成一个共价键,则一个C原子对应=2个C-C键。7、B【分析】A.甲醛和水是极性分子,氧气和二氧化碳是非极性分子,A正确;B.反应物和生成物均为分子晶体,B正确;C.反应时有极性键和非极性键的断裂,但中只有极性键的生成,C不正确;D.产物中CO2的沸点低于H2O,因为水分子间可以形成氢键,而二氧化碳分子间不可以,D不正确。本题选B。二、多选题(共6题,共12分)8、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。9、AD【分析】【详解】
A.接近沸点的水蒸气中存在“缔合分子”;水分子内存在O-H共价键,“缔合分子”内水分子间存在氢键,A正确;
B.基态O2-的价电子排布式为2s22p6;B不正确;
C.中N的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,与SO3互为等电子体;C不正确;
D.中N原子的价层电子对数为4;其空间构型为正四面体,4个N-H共价键的键长;键能都相等,D正确;
故选AD。10、BD【分析】【详解】
A.白磷中4个P原子通过共价键相连接形成P4分子;属于分子晶体,故A错误;
B.H2O分子的立体构型为V形;故B正确;
C.该反应能自发进行则ΔH-TΔS<0;ΔH>0,则ΔS>0,故C错误;
D.PH3中磷原子的杂化方式为sp3杂化;故D正确;
答案选BD。
【点睛】
该反应能自发进行则ΔH-TΔS<0;PH3中磷原子于氢原子共用三个电子对,含有一对孤电子对,故杂化方式为sp3杂化。11、AC【分析】【详解】
A.苯分子中每个碳原子有3个σ键,无孤对电子,因此碳原子是sp2杂化;每个碳原子剩余的一个电子形成大π键,故A错误;
B.Na3N与NaH均为离子化合物;都能与水反应放出气体,且与水反应生成NaOH,所得溶液均能使酚酞溶液变红,故B正确;
C.配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写)中的配位原子是N原子;N提供孤对电子,配位数为4,故C错误;
D.H2O中的孤对电子数比H3O+的多,孤对电子对成对电子排斥力大,因此H2O的键角比H3O+的键角小;故D正确。
综上所述,答案为AC。12、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。13、BD【分析】【详解】
A.ZnS是Zn2+和S2-构成的离子化合物;属于离子晶体,A选项错误;
B.由晶胞结构可知,Zn分别位于晶胞的顶点和面心,Zn2+数目为:S2-数目也为4;B选项正确;
C.ZnS晶体中,阳离子Zn2+的配位数是4;C选项错误;
D.ZnO和ZnS所带电荷相等;氧离子半径小于硫离子,故ZnO的晶格能大于ZnS,D选项正确;
答案选BD。三、填空题(共9题,共18分)14、略
【分析】【分析】
⑴晶体中以中心的Y分析Y同时吸引X的个数;再以顶点的X分析X同时吸引Y的个数,计算晶体中有X和Y个数。
⑵晶体中以顶点X分析;X与面对角线的X来分析。
⑶晶体中X与Y形成正四面体结构。
⑷A.中苯环上的碳价层电子对数为3,是sp2杂化;B.CH4中碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化;C.CH2=CHCH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为3,是sp2杂化;D.CH3CH2C≡CH中第3个和第4个碳原子价层电子对数为2,是sp杂化,第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化;E.CH3CH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化。
【详解】
⑴晶体中以中心的Y分析,每个Y同时吸引着4个X,以顶点的X分析,每个X同时吸引着8个Y,该晶体中有X为个,Y为1个,因此化学式为XY2;故答案为:4;8;XY2。
⑵晶体中以顶点X分析;X与面对角线的X来分析,每个面有4个,共3个面,因此在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有12个;故答案为:12。
⑶晶体中X与Y形成正四面体结构;因此距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为109°28′;故答案为:109°28′。
⑷A.中苯环上的碳价层电子对数为3,是sp2杂化,故A不符合题意;B.CH4中碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故B不符合题意;C.CH2=CHCH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为3,是sp2杂化,故C不符合题意;D.CH3CH2C≡CH中第3个和第4个碳原子价层电子对数为2,是sp杂化,第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故D符合题意;E.CH3CH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故E符合题意;综上所述,答案为D。【解析】①.4②.8③.XY2④.12⑤.109°28′⑥.D15、略
【分析】【详解】
(1)A元素次外层电子数是最外层电子数的A元素只能是Ne,则其外围电子轨道表示式是故答案为
(2)B是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素,B元素是铬,其名称是24号元素铬,在元素周期表中的位置是第四周期第ⅥB族,位于周期表d区,基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1,故答案为:铬;第四周期第ⅥB族;d;1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1;
(3)C、N、O、F四种元素中,原子半径r(C)>r(N)>r(O)>r(F),而N原子核外处于2p3半充满状态,更稳定,所以第一电离能F>N>O>C,电负性F>O>N>C,故答案为:F>N>O>C;F>O>N>C;
(4)Fe是26号元素,核外有26个电子,失去两个电子得到Fe2+,基态Fe2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6,Sm的价层电子排布式为4f66s2,失去三个电子得到Sm3+,Sm3+的价层电子排布式为4f5,故答案为:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;4f5;
(5)As的氢化物分子AsH3与NH3为同一主族的氢化物,结构相似,故AsH3的空间构型为三角锥形,因为NH3分子间含有氢键,所以AsH3的沸点低于氨气,故答案为:三角锥形;低;氨气分子间含有氢键。【解析】铬第四周期第ⅥB族d1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1F>N>O>CF>O>N>C1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d64f5三角锥形低氨气分子间含有氢键16、略
【分析】(1)氯元素是17号元素,17Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5;价层电子排布式为3s23p5;Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6,故答案为:1s22s22p63s23p5;3s23p5;1s22s22p63s23p6;1s22s22p63s23p63d5
(2)26Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;26Fe2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d6;26Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;1s22s22p63s23p63d6;1s22s22p63s23p63d5;
(3)第三周期中,钠的金属性最强,第一电离能最小,氩的性质最不活泼,第一电离能最大,故答案为:Na;Ar;
(4)在元素周期表中;氟的非金属性最强,电负性最大,第二;三周期P轨道半充满的元素有N和P,故答案为:F;N、P。
点睛:本题考查原子核外电子的排布规律。根据构造原理确定核外电子排布式是解题的基础。①能量最低原理:原子核外电子先占有能量较低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道;②泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;③洪特规则:在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同。【解析】1s22s22p63s23p53s23p51s22s22p63s23p51s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d61s22s22p63s23p63d5NaArFN、P17、略
【解析】小于HCl>Br>IF>Cl>Br>I18、略
【分析】【分析】
(1)基态Si原子的电子排布式是1s22s22p23s23p2;第三层有3s;3p、3d三个能级;
(2)中含有水分子与水分子间的氢键;H-O键、B-F键、B-O配位键;
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2﹣,Cu2+与OH-通过配位键结合成[Cu(OH)4]2﹣,根据胆矾结构示意图可知Cu2﹣与H2O通过配位键结合成[Cu(H2O)4]2+。
(4)同周期元素从左到右第一电离能增大,ⅡA族的Be原子2s轨道全满,能量低,第一电离能大于相邻原子,ⅤA族的N原子2p轨道半满,能量低,第一电离能大于相邻原子;由S8分子结构可知,在S8分子中S原子成键电子对数为2;孤电子对数为2,即价层电子对数为4。
【详解】
(1)基态Si原子的电子排布式是1s22s22p23s23p2;电子占据的最高能层为第三层,符号为M,第三层有1个3s轨道;3个3p轨道、5个3d轨道,具有的原子轨道数为9;
(2)中含有水分子与水分子间的氢键、H-O键、B-F键、B-O配位键,故选bcd;
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2﹣,Cu2+与OH-通过配位键结合成[Cu(OH)4]2﹣,结构示意图为根据胆矾结构示意图可知Cu2+与H2O通过配位键结合成[Cu(H2O)4]2+,胆矾的化学式用配合物的形式表示为[Cu(H2O)4]SO4•H2O。
(4)同周期元素从左到右第一电离能增大,ⅡA族的Be原子2s轨道全满,能量低,第一电离能大于相邻原子,ⅤA族的N原子2p轨道半满,能量低,第一电离能大于相邻原子,第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O,共3种;由S8分子结构可知,在S8分子中S原子成键电子对数为2,孤电子对数为2,即价层电子对数为4,S原子杂化方式是sp3杂化。【解析】M9bcd[Cu(H2O)4]SO4•H2O3sp3杂化19、略
【分析】【详解】
(1);处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述;
故答案为电子云;
(2);钾的焰色反应为紫色。发生焰色反应;是由于电子从较高能级跃迁到较低能级时释放能量,释放的能量以光的形式呈现;
故答案为紫色;电子从较高能级跃迁到较低能级时释放能量;释放的能量以光的形式呈现;
(3)、根据氮原子的结构,叠氮化钾晶体中含有的共价键类型有σ键和π键。N3-与CO2是等电子体,等电子体的结构相似,CO2的结构为直线形,则N3-的空间构型为直线形;
故答案为σ键和π键;直线形;
(4)、Mn元素基态原子核外有25个电子,电子排布式为[Ar]3d54s2,故其价电子排布式为3d54s2。【解析】①.电子云②.紫③.电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量④.σ键和π键⑤.直线形⑥.3d54s220、略
【分析】【分析】
⑴N基态氮原子电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子价电子排布式是2s22p3;故答案为:2s22p3。
⑵①先计算NH3分子中氮原子价层电子对数,根据孤电子对影响键角进行分析;②有4molN—H键断裂即1molN2H4反应;生成1.5mol氮气进行分析。
⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶体,NH3可形成分子间氢键,AsH3、PH3根据相对分子质量越大;范德华力越大,熔沸点越高进行分析。
【详解】
⑴N核外有7个电子,其基态氮原子电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子价电子排布式是2s22p3;故答案为:2s22p3。
⑵①NH3分子中氮原子价层电子对数为推测出NH3分子的空间构型是三角锥形,其中H—N—H的键角为107°18′,请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因是NH3分子含有1个孤电子对,孤电子对影响键角;故答案为:三角锥形;NH3分子含有1个孤电子对;孤电子对影响键角。
②若该反应中有4molN—H键断裂即1molN2H4反应,生成1.5mol氮气,因此形成π键的数目为3NA;故答案为:3NA。
⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3、PH3是分子晶体,根据相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高分析得到AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高;故答案为:NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。
【点睛】
物质结构是常考题型,主要考查电子排布式、分子构型,共价键分类,键角分析、熔沸点分析。【解析】①.2s22p3;②.三角锥形③.107°18′④.NH3分子含有1个孤电子对,孤电子对影响键角⑤.3NA⑥.NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。21、略
【分析】【详解】
(1)、氯原子的核电荷数为17,其电子排布式为1s22s22p63s23p5;
(2);周期元素随核电荷数依次增大;原子半径逐渐变小,故结合1个电子释放出的能量依次增大,氮原子的2p轨道为半充满状态,具有稳定性;
故答案为同周期元素随核电荷数增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量(E1)依次增大;N原子的2p轨道为半充满状态;具有稳定性,故不易结合一个电子;
(3)①H3O+中价层电子对数都是3且含有一对孤电子对,所以为三角锥形结构,中心原子的杂化类型为sp3杂化,NH中价层电子对个数是4且不含孤电子对;其空间构型为正四面体;
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中阴离子N中的σ键总数为5个,根据已知信息,N中参与形成大π键的原子数为5,形成大π键的电子数为6,所以N中的大π键表示为Π
③图(b)中虚线代表氢键,其中表示式为(NH)N—HCl、(H3O+)O—HN(N)、(NH)N—HN(N);
故答案为sp3杂化;正四面体;5;Π(H3O+)O—HN(N);(NH)N—HN(N)。【解析】1s22s22p63s23p5同周期元素随核电荷数增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量(E1)依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有稳定性,故不易结合一个电子sp3杂化正四面体5Π(H3O+)O—HN(N)(NH)N—HN(N)22、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%四、计算题(共4题,共32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
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