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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年沪科版选修3化学下册月考试卷498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7题,共14分)1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云B.s轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C.p轨道呈哑铃形,在空间有两个伸展方向D.与s原子轨道电子相同,p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增大2、根据价层电子对互斥理论,判断下列分子或者离子的空间构型是平面三角形的是()A.CO2B.H3O+C.BF3D.PO43﹣3、下列关于物质结构与性质的说法,不正确的是()A.I3AsF6晶体中存在I3+离子,I3+离子的几何构型为V形B.硫离子电子共有18种运动状态,且其2p与3p轨道能量不相等C.12g石墨中含有σ键的物质的量为3molD.第四周期元素中,Ga的第一电离能低于Ca4、下列分子的立体结构模型正确的是()A.CO2的立体结构模型B.PH3的立体结构模型C.H2S的立体结构模型D.CH4的立体结构模型5、下列说法正确的是A.键角:BF3>CH4>H2O>NH3B.分子或离子中键角:H2O<H3O+,NH3<NH4+C.键能(作用能):氢键<范德华力<共价键D.键长:C-H<N-H<O-H6、毒奶粉事件震惊全国,这主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺下列关于三聚氰胺分子的说法正确的是()A.所有碳原子采用sp3杂化,所有氮原子采用sp3杂化B.一个分子中共含有15个σ键C.属于极性分子,故极易溶于水D.分子内既有极性键又有非极性键7、下列说法不正确的是A.1mol冰中拥有2mol氢键B.分子晶体中既有范德华力,又有共价键C.干冰晶体中,每个CO2分子周围最近且距离相等的CO2分子共有12个D.晶体熔点:晶体硅<SiC评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)8、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.CH3CH39、(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_________。10、第一电离能是指处于基态的气态原子失去一个电子,生成+1价气态阳离子所需要的能量。如图是部分元素的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
请回答下列问题:
(1)分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,将Na~Ar之间1~6号元素用短线连接起来,构成完整的图象___。
(2)根据图分析可知,同主族元素的第一电离能的变化规律是___。
(3)图中5号元素在元素周期表中的位置是___。11、配位键是一种特殊的化学键,其中共用电子对由某原子单方面提供。如就是由(氮原子提供共用电子对)和(缺电子)通过配位键形成的。据此回答下列问题。
(1)下列粒子中存在配位键的是__________(填序号)
A.B.C.D.
(2)硼酸()溶液呈酸性,试写出其电离方程式:____________________。
(3)科学家对结构的认识经历了较为漫长的过程;最初科学家提出了两种观点:
甲:(式中O→O表示配位键;在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂)
乙:HOOH
化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构;设计并完成了下列实验:
a.将C2H5OH与浓H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水;
b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应,只生成A和H2SO4;
c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。
①如果H2O2的结构如甲所示,实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)________________。
②为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案:____________。12、(1)如图为4s和3d电子云的径向分布图,3d轨道离原子核更近,但是根据鲍林的轨道近似能级图填充电子时,先填4s电子,而后填3d电子,试简单写出理由______。
(2)写出臭氧的Lewis结构式______只需要写出一种共振式即可
(3)根据堆积原理,可以将等径球的密堆积分为堆积,其中堆积形成抽出立方面心晶胞,又叫面心立方最密堆积,其构成的晶胞中含有4个球,写出它们的分数坐标为______。
(4)关于是一个特殊的物质,高温下顺磁性,低温下抗磁性,主要是因为与可以相互转化,低温时主要以双聚分子形式存在,高温时主要以单分子形式存在,同时在高温时分子中存在离域键的存在,使得氧原子没有成单电子,写出中存在离域键为______。
(5)在相同的杂化类型和相同的孤对电子对数目时,分子的键角也会不相同,试比较和中键角的大小,______填“大于”或“小于”或“等于”
(6)已知饱和硫化氢的浓度为硫化氢的离解常数为计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度为______。13、20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),用于预测简单分子立体结构。用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型。分子或离子BeCl2H3O+ClO4-空间构型_______________14、S与O可形成
(1)的空间构型为_____________________。
(2)写出一种与互为等电子体的分子的化学式:____________________。15、决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题:
(1)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是_______,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为______________。
(2)已知元素M是组成物质的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能,用符号至表示)如表所示:。电离能589.81145.44912.464918153
元素M化合态常见化合价是_________价,其基态原子电子排布式为_______
(3)的中心原子的杂化方式为__________,键角为____________
(4)中非金属元素电负性由大到小的顺序为_____________
(5)下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_______________
A.第一电离能:B.共价键的极性:
C.晶格能:D.热稳定性:
(6)如图是晶胞,构成二氧化硅晶体结构的最小环是由________个原子构成。已知晶胞参数为则其晶胞密度为________
评卷人得分三、实验题(共1题,共2分)16、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_____________________________。评卷人得分四、有机推断题(共2题,共14分)17、W;X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中;成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道;X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道;W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最低。
(1)写出下列元素的元素符号:W____,X____,Y____,Z____。
(2)XY分子中,X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,则XY分子中X和Y原子用于成键的电子数目分别是____;根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有____。
(3)XY2与ZYW反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中溶解度较小的产物是________(写化学式)。
(4)写出Z2Y2的电子式:____________。18、有A、B、D、E、F、G六种前四周期的元素,A是宇宙中最丰富的元素,B和D的原子都有1个未成对电子,B+比D少一个电子层,D原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道全充满;E原子的2p轨道中有3个未成对电子,F的最高化合价和最低化合价的代数和为4。R是由B、F两元素形成的离子化合物,其中B+与F2-离子数之比为2∶1。G位于周期表第6纵行且是六种元素中原子序数最大的。请回答下列问题:
(1)D元素的电负性_______F元素的电负性(填“>”;“<”或“=”)。
(2)G的价电子排布图_________________________________。
(3)B形成的晶体堆积方式为________,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行_______实验。
(4)D-的最外层共有______种不同运动状态的电子,有___种能量不同的电子。F2D2广泛用于橡胶工业,各原子均满足八电子稳定结构,F2D2中F原子的杂化类型是___________,F2D2是______分子(填“极性”或“非极性”)。
(5)A与E形成的最简单化合物分子空间构型为_____,在水中溶解度很大。该分子是极性分子的原因是_____。
(6)R的晶胞如图所示,设F2-半径为r1cm,B+半径为r2cm。试计算R晶体的密度为______。(阿伏加德罗常数用NA表示;写表达式,不化简)
评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共15分)19、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____________。20、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____。21、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________。22、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:____________________。23、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、计算题(共2题,共8分)24、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)。
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)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【详解】
A.电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述;故A错误;
B.S能级的原子轨道呈球形;处在该轨道上的电子不只在球壳内运动,还在球壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,故B错误;
C.p能级在空间有三个伸展方向;故C错误;
D.离原子核越远的电子;其能量越大,所以p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加,故D正确;
故答案为D。2、C【分析】【分析】
根据价层电子对互斥理论确定其空间构型,价层电子对数=σ键个数+(a-xb),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;据此分析解答。
【详解】
A、二氧化碳分子中,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+(4-2×2)=2;所以碳原子采取sp杂化,故空间结构为直线形,故A错误;
B、H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子有一对孤对电子,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(6-1-3×1)=4,所以H3O+中氧原子采取sp3杂化。空间构型为三角锥形;故B错误;
C、BF3分子中,中心B原子成3个σ键、没有孤对电子,价层电子对个数=3+×(3-3×1)=3,故杂化轨道数为3,采取sp2杂化;空间结构为平面正三角形,故C正确;
D、PO43-中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+(5+3-4×2)=4,所以PO43-中磷原子采取sp3杂化;空间构型为四面体,故D错误。
答案选C。
【点睛】
本题考查了粒子空间构型的判断,根据价层电子对互斥理论来分析解答即可,该知识点为考试热点,要熟练掌握方法、技巧,难点是孤电子对个数的计算方法。3、C【分析】【详解】
A.晶体中存在I3+离子,I3+中心原子的价层电子对数为2+=4,为sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,中心I原子的孤电子对数为I3+离子的几何构型为V形;A正确;
B.每个电子运动状态都不同;硫离子核外有18个电子,故有18种运动状态,但电子层离核越远能量越高,故2p与3p轨道能量不相等,B正确;
C.12g石墨的物质的量为12g÷12g/mol=1mol,石墨为碳原子的六元环结构,一个碳原子与另外六个碳原子间形成σ键,属于每个碳原子的σ键数目为故1mol石墨中含有1.5molσ键,C错误;
D.Ga是31号元素,该原子核外有31个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,Ca的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2;达到全满状态,较稳定,故Ga的第一电离能低于Ca,D正确;
答案选C。
【点睛】
同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折,当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能较大。4、D【分析】【详解】
A.二氧化碳分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+(4-2×2)=2;不含孤电子对,所以空间构型是直线形,不是V型,故A错误;
B.PH3分子中P原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5-3×1)=4;含有一个孤电子对,所以其空间构型为三角锥型,不是平面三角形,故B错误;
C.H2S分子中价层电子对个数=2+×(6-2×1)=4;含有2个孤电子对,实际上其空间构型是V型,不是直线型,故C错误;
D.CH4分子中中心原子C原子原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+(4-1×4)=4;中心原子不含有孤电子对,分子构型为正四面体结构,故D正确;
故答案为D。5、B【分析】【详解】
A.比较该组分子的键角大小时,先看中心原子杂化类型,sp、sp2、sp3杂化依次对应的键角越来越小;再看孤电子对数,分子中中心原子上的孤电子对数越多,键角越小;三看中心原子的电负性大小,电负性越小、键角越小,BF3采取sp2杂化,键角为CH4采取sp3杂化,键角为H2O和NH3均采取sp3杂化,键角分别约为所以键角:BF3>CH4>NH3>H2O;A错误;
B.H3O+与NH3是等电子体,结构与氨气相似,故键角H2O<H3O+;NH3中有一对孤电子对数,故键角NH3<NH4+;B正确;
C.共价键是原子通过共用电子对而形成的化学键;范德华力是分子间普遍存在的一种把分子聚集在一起的作用力,氢键是已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一种电负性很大的原子之间的作用力,氢键比范德华力强,所以键能(作用能):范德华力<氢键<共价键,C错误;
D.一般认为,键长是形成共价键的两个原子间的核间距离,C、N、O处于同一周期,从左至右半径依次减小,所以与氢原子形成的共价键键长依次减小,键长:C-H>N-H>O-H,D错误;故答案为:B。6、B【分析】【详解】
A.在C=N中,C原子为sp2杂化,C=N中N原子为sp2杂化,−NH2中N原子为sp3杂化;杂化类型不同,故A错误;
B.分子中含6个N−H;6个C−N,3个C=N,双键中有1个σ键,共15个σ键,故B正确;
C.该分子为对称结构;是由极性键组成的非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶原理。则该有机物不易溶于水,故C错误;
D.该分子的结构图中未标注的节点为碳原子;不存在同种元素之间的共价键,则分子内只有极性键,故D错误;
答案选B。
【点睛】
由同种元素之间形成的共价键是非极性键,由不同种元素之间形成的共价键是极性键,该题解答时要仔细观察图示的结构和原子之间的连接。7、B【分析】【分析】
【详解】
A.每个水分子形成4个氢键;每个氢键为2个水分子共用,平均每个水分子形成2个氢键,则1mol冰中拥有2mol氢键,A正确;
B.大多数分子晶体中既有范德华力;又有共价键,稀有气体的晶体是由原子通过分子间作用力构成得到分子晶体,故稀有气体的晶体中只有范德华力,B错误;
C.干冰晶胞如图,CO2分子分布在晶胞的八个顶点和六个面心上,所以每个CO2分子周围距离(即小立方体的面对角线长度)相等且最近的CO2分子共有12个;C正确;
D.晶体硅;SiC属于原子晶体;熔化需要破坏共价键,共价键越牢固原子晶体熔点越高,晶体硅中Si-Si不如碳化硅中Si-C键牢固,因此晶体熔点:晶体硅<SiC,D正确;
答案选B。二、填空题(共8题,共16分)8、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.D9、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、P10、略
【分析】【分析】
(1)同周期元素的第一电离能随核电荷数的增大而增大;当最外层电子排布处于,全满;半满、全空时比相邻元素的电离能大;
(2)根据图分析可知;同主族元素的第一电离能的变化规律随核电荷数增大而减小;
(3)图中5号元素为磷元素。
【详解】
(1)同周期元素的第一电离能随核电荷数的增大而增大,当最外层电子排布处于,全满、半满、全空时比相邻元素的电离能大,镁元素最外层电子排布式为3s2,处于全满稳定状态,第一电离比相邻的元素大,磷元素最外层电子排布式为3s23p3,处于半充满状态,第一电离能比相邻的元素大,则Na~Ar之间1~6号元素用短线连接起来,构成完整的图象为
(2)根据图分析可知;同主族元素的第一电离能的变化规律随核电荷数增大而减小,故变化规律为,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小;
(3)图中5号元素为磷元素,原子结构示意图为位于元素周期表第三周期,第ⅤA族。【解析】①.②.从上到下第一电离能逐渐减小③.第三周期第ⅤA族11、略
【分析】【分析】
(1)分析各物质是否有提供孤对电子的配体和能容纳电子的空轨道;进而作出判断;
(2)硼酸为缺电子分子;能接受孤对电子;
(3)根据题意,该实验设计的思路为:用C2H5OH与浓H2SO4反应生成的(C2H5)2SO4与H2O2反应生成A(C2H5)2O2,再用还原剂H2还原,检测是否生成水,如果生成水则H2O2为甲结构;否则为乙结构。
【详解】
(1)根据配位键的概念可知;要形成配位键必须有提供孤对电子的配体和能容纳孤对电子的空轨道。
A.CO2中的碳氧键为C和O提供等量电子形成;没有配位键;
B.H3O+可看作是H2O中的O提供孤对电子与H+共用形成;所以有配位键;
C.CH4中C-H键为C和H提供等量电子形成;没有配位键;
D.H2SO4中S和非羟基O之间有配位键;
答案为:BD;
(2)硼酸中B原子含有空轨道,水中的氧原子提供孤对电子,形成配位键,所以硼酸溶于水显酸性,电离方程式为H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-。
答案为:H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-;
(3)根据原子守恒可知,A的分子式为C4H10O2,所以如果双氧水的结构如甲所示,O→O键遇到还原剂时易断裂,则c中的反应为+H2→C2H5OC2H5+H2O;如果双氧水的结构如乙所示,则反应为C2H5O-OC2H5+H2→2CH3OH;两者的区别之一为是否有水生成,所以可利用无水硫酸铜检验,从而作出判断。
答案为:+H2→C2H5OC2H5+H2O;用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)。
【点睛】
H2SO4分子中的S采用sp3杂化,2个羟基O与S形成σ键,S中的孤对电子与非羟基O形成配位键,同时,非羟基O的p电子与S的3d空轨道形成反馈π键。【解析】BD+H2→C2H5OC2H5+H2O用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)12、略
【分析】【分析】
(1)轨道3d轨道钻得深;可以更好地回避其它电子的屏蔽,据此进行分析;
(2)整个分子是V形,中心O是杂化,分子中含一个3,4大键;
(3)据面心立方最密堆积;进行分析;
(4)中心原子N采取杂化,其中一个杂化轨道上填有氮的一个单电子而不是孤对电子,从而此分子中的离域键是据此进行分析;
(5)成键电子对间的距离越远;成键电子对间的排斥力越小;
(6)据此进行计算。
【详解】
(1)轨道离原子核更近;但是根据鲍林的轨道近似能级图填充电子时,先填4s电子,而后填3d电子,原因是4s轨道3d轨道钻得深,可以更好地回避其它电子的屏蔽;
(2)整个分子是V形,中心O是杂化,分子中含一个3,4大键,故臭氧的Lewis结构式为
(3)面心立方最密堆积,则晶胞中含有4个球,它们的分数坐标为和
(4)中心N原子采取杂化,其中一个杂化轨道上填有氮的一个单电子而不是孤对电子,从而此分子中的离域键是
(5)氟的电负性大于氢,因此用于成键的电子对更偏向氟或离氮原子核较远氮周围电子密度减小或成键电子对间的“距离”较远斥力较小,因而键角较小,故,大于
(6)
【点睛】
如果物质内部电子都是成对的,那么由电子自旋产生的磁场彼此抵消,这种物质在磁场中表现出抗磁性。反之,有未成对电子存在时,由电子自旋产生的磁场不能抵消,这种物质就表现出顺磁性。钆元素内有7个未成对的f电子,因此是磁力很强的稀土金属。【解析】4s轨道3d轨道钻得深,可以更好地回避其它电子的屏蔽大于13、略
【分析】【详解】
(1)BeCl2中中心原子Be原子的孤对电子对数是(2-1×2)÷2=0,中心原子相结合的原子+中心原子最外层未参与成键的电子对=2+0=2,即Pb原子是sp杂化;所以是直线形结构;
(2)H3O+中中心原子O原子的孤对电子对数是(6-1-1×3)÷2=1,中心原子相结合的原子+中心原子最外层未参与成键的电子对=3+1=4,即O原子是sp3杂化;所以是三角锥形结构;
(3)ClO4-中中心原子Cl原子的孤对电子对数是(7+1-2×4)÷2=0,中心原子相结合的原子+中心原子最外层未参与成键的电子对=4+0=4,即Cl原子是sp3杂化;所以是正四面体形结构;
故答案为:直线形;三角锥形;正四面体形。
【点睛】
本题主要考查了价层电子对互斥模型判断分子的结构,解题关键:掌握价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)用于预测简单分子立体结构的方法,计算中心原子相结合的原子,中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤对电子),是解题的两个关键。【解析】①.直线形②.三角锥形③.正四面体形14、略
【分析】【分析】
(1)由中心原子的杂化方式及与它形成共价键的原子个数,便可确定的空间构型。
(2)分析的原子总数和价电子总数;依据“就近原则”,可确定它的等电子体的化学式。
【详解】
(1)的中心原子S的价电子对数孤电子对数S采用杂化,的空间构型为正四面体。答案为:正四面体;
(2)与互为等电子体的分子应为AB4型结构,且中心A原子的价电子对数为30。我们可把显负价的元素定为F或Cl,从而得出中心原子可能为C或Si,一种与互为等电子体的分子的化学式CCl4(或SiCl4,其他合理答案也可)。答案为:CCl4(或SiCl4;其他合理答案也可)。
【点睛】
若不注意审题,很容易忽视“分子的化学式”,而写成离子的化学式。【解析】①.正四面体②.CCl4(或SiCl4,其他合理答案也可)15、略
【分析】【分析】
(1)基态K原子共有4给电子层,最高能层位N;价层电子排布式为4s1;
(2)M的第三电离能远远大于第二电离能;该元素最外层有2个电子;
(3)根据价层电子互斥理论确定杂化方式及空间构型;
(4)Ca3(PO4)3F中非金属元素为P;O、F;同周期主族元素自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小;
(5)A.同周期元素的第一电离能有增大的趋势;价层电子处于充满或半充满状态时,第一电离能大于其后元素的;
B.键合原子的电子亲合能或电负性的差值越大;极性越大;
C.离子半径越小;键长越短,晶格能越大;
D.金属阳离子的半径越小;其碳酸盐的热稳定性越弱;
(6)构成二氧化硅晶体结构的最小环是六元环,根据密度公式计算晶体密度。
【详解】
(1)基态K原子共有4给电子层,最高能层位N;价层电子排布式为4s1;该能层电子云轮廓为球形,故答案为:N;球形;
(2)M的第三电离能远远大于第二电离能,说明该元素失去2个电子时为稳定结构,则该元素最外层有2个电子,则M为Ca,元素M化合态常见化合价是+2,其基态原子电子排布式为:1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2,故答案为:+2;1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2;
(3)的中心原子P的孤电子对数为:1/2(a-xb)=1/2(5+3-2×4)=0,价层电子对数为:4+0=4,P原子杂化方式为sp3杂化,空间构型为正四面体,键角为109°28′,故答案为:sp3;109°28′;
(4)Ca3(PO4)3F中非金属元素为P、O、F,同周期主族元素自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,所以电负性:F>O>P,故答案为:F>O>P;
(5)A.同周期元素的第一电离能有增大的趋势;价层电子处于全充满或半充满状态时,第一电离能大于其后元素的第一电离能,则Cl>P>S>Si,A错误;
B.键合原子的电子亲合能或电负性的差值越大,极性越大,则共价键的极性:HF>HCl>HBr>HI;B正确;
C.离子半径越小,键长越短,晶格能越大,则晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI;C正确;
D.金属阳离子的半径越小,其碳酸盐的热稳定性越弱,则热稳定性:BaCO3>SrCO3>CaCO3>MgCO3;D错误;故答案为:BC。
(6)构成二氧化硅晶体结构的最小环是六元环,其中有6个Si原子和6个O原子,所以构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成;1个晶胞中含有Si原子的数目为:8×1/8+6×1/2+4=8,含有O原子的数目为:16,则根据公式:其晶胞的密度为:
故答案为:12;
【点睛】
中心原子的孤电子对数=1/2(a-xb);中心原子的价层电子对数=孤电子对数+键。中心原子的价层电子对数=2,为sp杂化;中心原子的价层电子对数=3,为sp2杂化;中心原子的价层电子对数=4,为sp3杂化。【解析】N球形+21s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2sp3109°28′F>O>PBC12三、实验题(共1题,共2分)16、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]Cl2四、有机推断题(共2题,共14分)17、略
【分析】【分析】
W、X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道,则Y原子核外电子排布为1s22s22p4,Y为氧元素;X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道,则X原子核外电子排布为1s22s22p2;X为碳元素;W;Z的原子序数相差10,Z的原子序数大于氧元素,则Z一定处于第三周期,且Z原子的第一电离能在同周期中最低,则Z为Na元素,故W为氢元素,据此分析解答。
【详解】
(1)由上述分析可知;W为H;X为C、Y为O、Z为Na,故答案为H;C;O;Na;
(2)XY分子为CO;X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,CO中C原子与O之间形成三个共用电子对,各含有1对孤对电子,其结构式为C≡O,叁键中有1个σ键和2个π键,其中有一个π键是由氧原子单方提供了2个电子形成的,故CO分子中C和O原子用于成键的电子数目分别是2和4;根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有σ键;π键,故答案为2和4;σ键、π键;
(3)CO2与NaOH反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到碳酸钠、碳酸氢钠,相同条件下,在水中溶解度较小的是NaHCO3,故答案为NaHCO3;
(4)Z2Y2为Na2O2,为离子化合物,钠离子和过氧根离子以离子键相结合,O与O以非极性共价键相结合,电子式为:故答案为【解析】HCONa2和4σ键,π键NaHCO318、略
【分析】【分析】
A是宇宙中最丰富的元素,说明A为H,D原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道全充满,说明D为17号元素Cl,B和D的原子都有1个未成对电子,B+比D少一个电子层,说明B为Na,E原子的2p轨道中有3个未成对电子,说明E为N,F的最高化合价和最低化合价的代数和为4,说明F为S,G位于周期表第6纵行且是六种元素中原子序数最大的,说明G为Cr,R是由B、F两元素形成的离子化合物,其中B+与F2-离子数之比为2∶1,则R为Na2S,综上,A为H,B为Na,D为Cl,E为N,F为S,G为Cr;据此分析作答。
【详解】
(1)根据元素周期律可知Cl的电负性大于S;
(2)Cr为24号元素,价电子排布图为
(3)晶体钠为体心立方堆积;区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X-射线衍射实验;
(4)根据核外电子排布规律可知,每个电子的运动状态不同,Cl-最外层有8个电子,所以就有8种不同运动状态的电子,最外层有两个能级,每个能级上电子能量是相同的,所以最外层有2种能量不同的电子,在S2Cl2中要使个原子都满足8电子稳定结构,则分子存在一个S-S键和2个S-Cl键,S原子的价电子数为4,因此S原子以sp3方式杂化;S原子周围有2对孤电子对,所以分子为极性分子;
(5)A与E形成的最简单化合物为NH3,NH3分子中N原子周围有3个共价键,一个孤电子对,因此分子空间构型为三角锥形,由于在NH3中有孤电子对的存在;分子中正电中心和负电中心不重合,使分子的一部分呈正电性,另一部分呈负电性,所以分子显极性;
(6)R为Na2S,在每个晶胞中含有Na+数为8,S2-为8×+6×=4,由R的晶胞可设S2-的半径为r1cm,Na+半径为r2cm,则晶胞的体对角线为4(r1+r2)cm,晶胞的边长为(r1+r2)cm,晶体的密度==g/cm3=
【点睛】
本题的难点是晶胞密度的计算,只要掌握晶胞中粒子数与M、ρ(晶体密度,g·cm-3)之间的关系,难度即会降低。若1个晶胞中含有x个粒子,则1mol该晶胞中含有xmol粒子,其质量为xMg;又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积,单位为cm3),则1mol晶胞的质量为ρa3NAg,因此有xM=ρa3NA。【解析】>体心立方堆积X-射线衍射82sp3极性三角锥形分子中正电中心和负电中心不重合,使分子的一部分呈正电性,另一部分呈负电性五、元素或物质推断题(共5题,共15分)19、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+3H2O20、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21、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;
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