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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798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、下列各选项所述的两个量;前者一定大于后者的是()
①Al原子和N原子的未成对电子数②Ag+、Cu2+与NH3形成配合物时的配位数③H—F的键能与H—I的键能④F元素和O元素的电负性⑤N和O元素的第一电离能A.①④⑤B.②④C.②④⑤D.③④⑤2、下列说法正确的是A.2s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动B.电子云图中的小黑点密度大,说明该原子核外空间电子数目多C.ns能级的原子轨道图可表示为D.表示3d能级有3个轨道3、下列原子或离子的核外电子排布式或电子排布图错误的是A.B.FC.D.Ar4、短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,W与X同主族。下列说法正确的是()A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同C.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱D.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强5、下列叙述中,正确的是A.成功解释氢原子光变谱为线状光谱的是量子力学B.NaH中的σ键是由两个原子的s、p轨道以“头碰头”方式重叠形成的C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量D.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析6、下列描述中正确的是A.CS2为空间构型为V形的极性分子B.双原子或多原子形成的气体单质中,一定有σ键,可能有π键C.氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子D.HCN、SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化7、下列说法正确的是A.124gP4含有的P-P键的个数为6NAB.12g石墨中含有的C-C键的个数为2NAC.12g金刚石中含有的C-C键的个数为1.5NAD.60gSiO2中含Si-O键的个数为2NA8、有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示;下列有关说法正确的是()
A.①为简单立方堆积,②为A3型最密堆积,③3为A2型密堆积,④为A1型最密堆积B.每个晶胞都是规则排列的C.晶体中原子的配位数分别为:①6,②8,③8,④12D.空间利用率的大小关系为:①<②<③<④评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)9、核电站为防止发生核辐射事故;通常用含有铅的水泥做成屏蔽罩,内衬钢板,反应的压力容器用铁;铜等具有反辐射合金材料制成。
(1)水泥中通常含有碳、氧、硅、铝等元素,则这四种元素的基态原子中3p能级上存在电子的有______(填元素符号)
(2)写出二价铜离子的基态电子排布式:______
(3)铅的核电荷数为82,写出铅原子的价电子排布式:______10、(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况,试判断哪些违反了泡利原理___,哪些违反了洪特规则____。
(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2,则该元素基态原子的电子排布式为__________;其最高价氧化物对应水化物的化学式是__________。
(3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列。
①2s②3d③4s④3s⑤4p⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是__________。11、我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:
(1)基态氮原子价层电子的轨道表示式为_____。
(2)氯离子的基态电子排布式为_____,有_____种不同能级的电子。
(3)R中H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_____(用元素符号表示)。
(4)如图表示短周期元素X的基态原子失去电子数与对应电离能的关系,试推测X与R中的_____(填元素符号)元素同周期。
12、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。试回答下列问题:
(1)基态o原子的外围电子排布图________________________;基态p3+的最外层电子排布式___________________;n的原子结构示意图____________________。在以上元素中,没有未成对电子的元素有______种。
(2)原子序数为52的元素x在元素周期表中与以上________________元素在同一族(填写以上表中字母对应的元素符号)。
(3)上表中o、p两个字母表示的元素的第三电离能分别为I3(o)和I3(p),则I3(o)__I3(p)(填“>”或“<”)。理由是_________________________________________________。
(4)将以上周期表中g、h、i、j四种元素的电负性由大到小排序____________________(用元素符号表示),第一电离能由大到小排序________________________(用元素符号表示)。13、水是生命之源;它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为_________
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒______(填2种)。
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。
下列对上述过程的描述不合理的是______
A.氧原子的杂化类型发生了改变。
B.微粒的形状发生了改变。
C.微粒的化学性质发生了改变。
D.微粒中的键角发生了改变。
(4)下列是钠;碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。
与冰的晶体类型相同的是______(请用相应的编号填写)
(5)将白色的无水CuSO4溶解于水中;溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝。
色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式:_______。14、第四周期中的18种元素具有重要的用途;在现代工业中备受青睐。
(1)其中,未成对电子数最多的元素名称为_______,该元素的基态原子中,电子占据的最高能层具有的原子轨道数为_______。
(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的,30Zn与31Ga的第一电离能不符合这一规律原因是_______。
(3)AsH3中心原子杂化的类型为_______,分子构型为_______
(4)过渡元素铁可形成多种配合物,如:[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等。基态铁原子核外的价电子排布图为_______。
(5)与CN-互为等电子体的一种分子为_______(填化学式);1.5mol[Fe(CN)6]3-中含有s键的数目为_______15、请完成下列各题:
(1)前4周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
(2)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与单晶硅相似。在GaN晶体中,每个Ga原子与________个N原子相连,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为____________。在四个晶体类型中,GaN属于________晶体。
(3)在极性分子NCl3(遇水强烈水解)中,N原子的化合价为-3价,Cl原子的化合价为+1价,请推测NCl3水解的主要产物是________________(填化学式)。16、已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示,请改正图中错误______
评卷人得分三、原理综合题(共8题,共16分)17、高纯硅晶体是信息技术的重要材料。
(1)在周期表的以下区域中可以找到类似硅的半导体材料的是______(填字母)。
A.过渡元素区域B.金属和非金属元素的分界线附近。
(2)工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知:
写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式____________________。
(3)某同学设计下列流程制备高纯硅:
①Y的化学式为______。
②写出反应Ⅰ的离子方程式______________。
③写出反应Ⅳ的化学方程式______________。
④步骤Ⅵ中硅烷(SiH4)分解生成高纯硅,已知甲烷分解的温度远远高于硅烷,用原子结构解释其原因是______________。
(4)将粗硅转化成三氯硅烷(SiHCl3);进一步反应也可以制得粗硅。其反应:
SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g),不同温度下,SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时各反应物的物质的量之比)的变化关系如图所示。下列说法正确的是______________(填字母)。
A.该反应是放热反应。
B.横坐标表示的投料比应该是
C.该反应的平衡常数随温度升高而增大。
D.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,可以适当增大压强18、(1)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)___I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。
(2)基态Fe2+的电子排布式为___。
(3)在N、Mg、Al、Si四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:。电离能I1I2I3I4I0/kJ·mol-15781817274511575
则该元素的元素符号是___。
(4)NO3-的空间构型__(用文字描述),SO42-中硫原子的杂化方式为___。
(5)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是___、中心原子的杂化形式为___。根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是___。
(6)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为___(填化学式)。
(7)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=___。
(8)Cu、N两元素形成的某化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式是___(用元素符号表示);若晶胞的棱长anm,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体的密度为___g/cm3(用含a、NA的式子表示)。
19、氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN;如下图所示:
请回答下列问题:
⑴由B2O3制备BN的化学方程式是_______。
⑵基态B原子的电子排布式为_____;B和N相比,电负性较大的是_____,BN中B元素的化合价为_____。
⑶在BF3分子中,F-B-F的键角是_____,B原子的杂化轨道类型为_____,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,的立体构型为_____。
⑷氮化硼晶体有多种结构,如立方氮化硼和六方氮化硼等。立方氮化硼结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,则立方氮化硼的密度是______________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NAmol-1)。20、第VIII族元素;跟主族元素的金属相比,它们有熔;沸点高、硬度高、密度大等特点,并有良好的延展性和高导电、导热性。下列有关它们及其化合物的结构与性质,请填写:
(1)在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+与NH3之间形成的化学键称为________,提供孤对电子的成键原子是________。
(2)①Co元素形成CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)各1mol,分别与足量硝酸银溶液反应,都得到1molAgCl沉淀。两种配合物中配合离子的配位数都是________,CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)的组成相同而颜色不同的原因是________。
②Co(OH)2为两性氢氧化物,在浓的强碱溶液中可以形成[Co(OH)4]2−。写出Co(OH)2酸式电离的电离方程式__________。
(3)与Co属于同周期同族的过渡元素A;其基态原子排布中有四个未成对电子。
①由此元素可构成固体X,区别X为晶体或非晶体的方法为______________。
②A可与CO反应生成A(CO)5,常压下熔点为-20.3℃,沸点为103.6℃,该晶体类型是______________。
③A3+与SCN−不仅能以1:3的个数比配合,还可以其它个数比配合。若A3+与SCN−以1:4的个数比配合,则ACl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可表示为_______。
④A可与另两种元素B、C构成某种化合物,B、C的外围电子排布分别为3d104s1、3s23p4,其晶胞如图所示,则其化学式为_________。
该晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直,根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度d=__________g﹒cm−3。(保留两位小数)21、瑞德西韦是一种核苷类似物;具有抗病毒活性,对新型冠状病毒病例展现出较好的疗效。其结构如图所示:
回答下列问题:
(1)该结构基态P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)瑞德西韦中位于第二周期元素的第一电离能从大到小的顺序为________________;分子中氮原子的杂化类型有________________。
(3)苯酚()是合成瑞德西韦的原料之一,其熔点为43℃,苯酚的晶体类型是________________。苯酚与甲苯()的相对分子质量相近;但苯酚的熔;沸点高于甲苯,原因是________________。
(4)MgSO4是合成瑞德西韦的催化剂之一。MgSO4中;阴离子的空间构型为________________。
(5)磷酸也是合成瑞德西韦的原料之一。直链的多磷酸盐则是-种复杂磷酸盐;如:焦磷酸钠;三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________________(用n代表P原子数)。
(6)合成瑞德西韦的原料之一的苯酚可通过如下途径制得:电石(CaC2)→乙烯→苯→溴苯→苯酚。四方相碳化钙(CaC2)晶体的晶跑结构如图所示.其晶胞参数分别为apm、apm、bpm,四方相碳化钙晶体的密度为g·cm-3,[C≡C]2-中键长为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA.则m位置的钙离子与P位置的碳原子之间的距离为________________pm(用不含a的计算表达式表示)。22、铁;钴、镍及化合物在机械制造、磁性材料、新型电池或高效催化剂等许多领域都有着广泛的应用。请回答下列问题:
基态Ni原子的价电子排布式为_______。镍与CO生成的配合物中含有的键数目为_________;写出与CO互为等电子体的阴离子的化学式_________。
研究发现,在低压合成甲醇反应中;Co氧化物负载的纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
元素Co与O中,第一电离能较大的是_______。
生成物与中,沸点较高的是________,原因是___________。
用KCN处理含的盐溶液,有红色的析出,将它溶于过量的KCN溶液后,可生成紫色的具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色的写出该反应的离子方程式____________。
铁有三种同素异形体如图两种晶胞中铁原子的配位数之比为_____。
若Fe原子半径为rpm,表示阿伏加德罗常数的值,则单质的密度为_______列出算式即可
在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为1,晶面。如图,则晶胞体中1,晶面共有_____个。
23、钴及其化合物在生产中有重要作用;回答下列问题。
(1)钴元素基态原子的电子排布式为_________________,未成对电子数为________________。
(2)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是钴重要化合物。
①H2O的沸点___(填“高于”或“低于”)H2S,原因是_______;H2O中O的杂化形式为_____。H2O是_____分子(填“极性”或“非极性”)。
②[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3Co3+配位数为___。阳离子的立体构型是___________。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3若其中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)2]3+的几何异构体种数有(不考虑光学异构)___________种。
(3)金属钴是由______键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Co2+和Fe2+的离子半径分别为74.5pm和78pm,则熔点CoO______FeO。
(4)一氧化钴的晶胞如图,则在每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有_____个,若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,则CoO的晶体密度为_______(用含NA和a的代数式表示。结果g/cm3,已知:M(Co)=59g/mol;M(O)=16g/mol,设阿佛加德罗常数为NA)。
24、铁单质及化合物与我们的生产;生活紧密相关。
(1)Fe3+的基态核外价电子排布式为______,应用原子结构比较Fe与同周期的Mn第三电离能(I3)的大小:I3(Mn)_______I3(Fe)(填>、<、=)。理由是_______。
(2)Fe、Fe2+、Fe3+可以与CO、SCN-、CN-、H2NCONH2(尿素)等多种配体形成很多的配合物。
①配合物Fe(CO)5的熔点-20℃,沸点103℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示:
下列关于Fe(CO)5说法不正确的是________。
A.Fe(CO)5是分子晶体。
B.Fe(CO)5中Fe原子的配体与C22-互为等电子体。
C.Fe(CO)5中σ键与π键之比为1:1
D.Fe(CO)5=Fe+5CO反应中没有新化学键生成。
②CN-的电子式为__________。
③H2NCONH2(尿素)中N、C原子的杂化方式分别为__________、__________;
组成尿素的4种元素的第一电离能由大到小的顺序为__________,1molH2NCONH2(尿素)分子中含有σ键的数目为__________。
(3)NaCl和MgO都属于离子化合物,NaCl的熔点为801.3C,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是________。
(4)FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置的Fe或者b位置的Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy,FexNy转化为两种Cu的替代型产物的能量变化如图2所示,其中相对不稳定的Cu替代型产物的化学式为__________。
评卷人得分四、工业流程题(共1题,共8分)25、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______________。评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共10分)26、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____________。27、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____。28、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________。29、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:____________________。30、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4分)31、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______。32、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)。
参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、D【分析】Al原子未成对电子数为1,N原子的未成对电子数为3,前者小于后者,①错误;Ag+、Cu2+与NH3形成配合物时的配位数分别为2和4;前者小于后者,②错误;H-F的键能大于H-I的键能,F元素的电负性大于O元素,N的第一电离能大于O元素,③④⑤正确,答案选D。
点睛:电离能的大小比较是解答的易错点,注意掌握其变化规律:①同周期: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。②同族元素:从上至下第一电离能逐渐减小。③同种原子:逐级电离能越来越大(即I1≤I2≤I3)。但需要注意全充满、半充满时稳定性强,其第一电离能大于相邻的元素,例如N大于O等。2、C【分析】【详解】
A.2s电子电子云呈球形;代表s电子在离核距离相同的区域出现的概率相同,但s电子的运动轨迹测不准,A选项错误;
B.电子云是用小黑点表示电子在核外空间某处出现的概率;小黑点不代表电子,B选项错误;
C.s能级的原子轨道图均为球形对称;C选项正确;
D.3d2表示第三能层d能级有2个电子;d能级有5个轨道,D选项错误;
答案选C。3、A【分析】根据构造原理;能量由低到高排列为:1s;2s、2p、3s、3p,可在此认识基础上对各选项作出判断。
【详解】
A.Na+的电子数为10,根据构造原理,其电子排布式为:1s22s22p6;A选项错误;
B.F的电子数为9,根据构造原理,其电子排布式为:1s22s22p5;B选项正确;
C.N3-的电子数为10,根据构造原理,其电子排布图为:C选项正确;
D.Ar的电子数为18,根据构造原理,其电子排布式为:1s22s22p63s23p6;D选项正确;
答案选A。4、D【分析】试题分析:短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,故X为碳元素;W与X同主族,所以W是Si元素;Y是地壳中含量最高的元素,则Y为氧元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,离子核外电子数为10,故Z的质子数为12,则Z为Mg;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,故原子半径:r(Mg)>r(Si)>r(C)>r(O),故A正确;B.Y和Z、W形成的化合物为MgO、SiO2,MgO、SiO2中存在的化学键分别是离子键;共价键;故B错误;C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性X(C)>W(Si),所以X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强,故C正确;D.元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性Y(O)>W(Si),所以Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强,故D正确;故选B。
【考点定位】考查原子结构和元素周期律。
【名师点晴】明确物质结构、元素周期律是解题关键;短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,故X为碳元素;W与X同主族,所以W是Si元素;Y是地壳中含量最高的元素,则Y为氧元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,离子核外电子数为10,故Z的质子数为12,则Z为Mg,以此解答该题。5、D【分析】【详解】
A、玻尔理论认为电子的能量是量子化的,从而解释了氢原子的线状光谱,选项A错误;B、氢化钠是离子化合物,通过离子键形成的化合物,不存在σ键,选项B错误;C、同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道离原子核的距离比内层p轨道远,所以外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高,如3s轨道的能量大于2p轨道,选项C错误;D、用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱,不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,选项D正确。答案选D。6、B【分析】【分析】
【详解】
A.CS2与CO2分子构型相同,二氧化碳的分子结构为O=C=O,为直线形的非极性分子,则CS2的结构为S=C=S;为直线形的非极性分子,故A错误;
B.双原子或多原子形成的气体单质中,一定有σ键,可能有π键,如H2中只存在σ键,N2中存在σ键和π键;故B正确;
C.氢原子的电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少;而不表示具体的电子运动轨迹,故C错误;
D.HCN中C原子的价层电子对数=2+(4-1×3-1×1)=2,采用sp杂化;SiF4中Si的价层电子对数=4+(4-1×4)=4,SO32-中S的价层电子对数=3+(6+2-2×3)=4,所以中心原子均为sp3杂化;故D错误;
故选B。7、A【分析】【详解】
A.白磷是正四面体结构,1个白磷分子中含有6个P-P键,124g白磷的物质的量是124g÷124g/mol=1mol,124gP4中含P—P键为6NA;A正确;
B.12g石墨中n(C)=1mol,石墨中n(C):n(C—C)=2:3,12g石墨中含C—C键为1.5NA;B不正确;
C.12g金刚石中n(C)=1mol,金刚石中n(C):n(C—C)=1:2,12g金刚石中含有的C-C键的个数2NA;C不正确;
D.60gSiO2物质的量为1mol,二氧化硅中平均每个硅原子形成的Si-O键的个数为4,则60gSiO2中含Si-O键的个数为4NA;D不正确;
答案选A。
【点睛】
该题是高考中的常见题型和考点,属于基础性试题的考查。主要是考查学生对常见晶体结构的熟悉掌握程度,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,也有利于培养学生的逻辑推理能力和空间的想象能力。8、B【分析】【详解】
A.①为简单立方堆积,②为A2型密堆积,③为A3型最密堆积,④为A1型最密堆积;A选项错误;
B.金属晶体中每个晶胞都是规则排列的;B选项正确;
C.③中原子的配位数应为12;C选项错误;
D.四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%,应为④=③>②>①;D选项错误;
答案选B。二、填空题(共8题,共16分)9、略
【分析】【详解】
(1)碳、氧、硅、铝四种元素分别位于第2、2、3、3周期,第3周期元素的原子的基态原子中3p能级上才有可能存在电子,铝的电子排布式为硅的电子排布式为故的3p能级上存在电子;
(2)铜的基态电子排布式为失去最外层4s上第一个电子和次外层3d上的一个电子后形成二价铜离子,其基态电子排布式为
(3)铅的核电荷数为82,位于周期表第6周期第ⅣA族,为p区元素,最外层有4个电子,故铅原子的价电子排布式为
【点睛】
铅的价电子排布式可以根据铅在周期表中的位置直接写出,因为铅是主族元素,最外层电子即为价电子,不必写出铅的电子排布式然后从中找出价电子排布式。【解析】10、略
【分析】【详解】
(1)在一个原子轨道里;最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,称为泡利不相容原理,所以违反泡利不相容原理的有③;当电子排布在同一个能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是单独优先占据一个轨道,而且自旋状态相同,称为洪特规则,所以违反洪特规则的有②④⑥;
(2)根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子,为S元素;根据能量最低原理,其基态原子核外电子排是1s22s22p63s23p4;S元素最外层有6个电子,所以最高价是+6价,最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4;
(3)相同电子层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd;形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s,多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序是①④⑥③②⑤。【解析】①.③②.②④⑥③.1s22s22p63s23p4④.H2SO4⑤.①④⑥③②⑤11、略
【分析】【分析】
(1)根据核外电子排布式写出价层电子的轨道表示式;
(2)根据氯原子核外电子排布式;氯离子的基态电子排布式,根据电子排布式找出不同能级的电子的数目;
(3)根据非金属性的强弱;判断出电负性的强弱;
(4)根据电离能的定义和图像回答。
【详解】
(1)氮是7号元素,核外电子排布式为1s22s22p3,价层电子的轨道表示式为
(2)氯离子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p6;有1s;2s、2p、3s、3p5种能级不同的电子;
(3)非金属性O>N>H;则电负性O>N>H;
(4)短周期元素X的电子数超过5个;为第二或第三周期的元素,图像可以看出,失去2个电子和失去3个电子时的能量差较大,说明失去的第三个电子是稳定结构的电子,故X的最外层应该有2个电子,X的电子数超过5个,X为镁,与R中的Cl同一周期。
【点睛】
轨道表示式即为核外电子排布图,不是核外电子排布式,是易错点。【解析】①.②.1s22s22p63s23p6③.5④.O>N>H⑤.Cl12、略
【分析】【分析】
(1)o、p、n元素分别为锰、铁和钾,原子序数分别为为25、26和19,按电子排布规律写基态o原子的外围电子排布图、基态p3+的最外层电子排布式及n的原子结构示意图;
(2)参照原子序数为54的元素在元素周期表是第5周期0族元素;则可推知原子序数为52的元素x的位置并据此回答;
(3)按电离能的性质和规律回答上表中o、p两个字母表示的元素的第三电离能分别为I3(o)和I3(p)的相对大小及理由;
(4)按电负性规律和电离能的规律回答g;h、i、j四种元素的电负性由大到小排序及第一电离能由大到小排序;
【详解】
根据元素周期表知,a-p各元素分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar;K、Mn、Fe。
(1)基态o原子为锰,核电荷数为25,其电子排布简式为[Ar]3d54s2,则外围电子排布图基态p3+为Fe3+,最外层电子排布式3s23p63d5;n原子为钾,核电荷数19,原子结构示意图在以上元素中,没有未成对电子的元素有Mg、Ar两种元素;共计2种;
答案为:3s23p63d5;2;
(2)稀有气体氙;原子序数为54,位于0族,依次前推,53号元素为碘,52号元素锑,位于VIA族,与O或S同族;
答案为:O或S;
(3)o、p分别表示锰和铁元素,由于Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,比较稳定,所以第三电离能分别为I3(o)>I3(p);
答案为:>;Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态;比较稳定;
(4)g、h、i、j四种元素分别为钠、镁、铝、硅,同一周期从左到右电负性增大,因此电负性由大到小排序:Si>Al>Mg>Na;同一周期第一电离能从左到右增大,但是IIA、VA电离能大于邻近元素的电离能,因此第一电离能由大到小排序Si>Mg>Al>Na;
答案为:Si>Al>Mg>Na;Si>Mg>Al>Na。【解析】①.②.3s23p63d5③.④.2⑤.O或S⑥.>⑦.Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,比较稳定⑧.Si>Al>Mg>Na⑨.Si>Mg>Al>Na13、略
【分析】【详解】
(1)根据核外电子排布规律,水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为:1s22s22p4;
(2)原子总数相同,价电子总数相同的物质互为等电子体,与H2O分子互为等电子体的微粒:H2S和NH
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+):
A.水中氧原子采取sp3杂化,水合氢离子通过计算可得:也sp3杂化;故氧原子的杂化类型不变,A不合理;
B.水是V型;水合氢离子是三角锥型,形状发生了改变,B合理;
C.微粒本身发生了改变;保持物质性质的微粒变化,则微粒的化学性质发生了改变,C合理;
D.微粒由V型变成三角锥型;键角发生了改变,D合理;
故答案为A;
(4)冰是分子晶体;A是氯化钠是离子晶体;B是干冰,是分子晶体;C是碘,是分子晶体;D是金刚石,是原子晶体;E是钠,是金属晶体;与冰的晶体类型相同的是:BC;
(5)白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子[Cu(H2O)4]2+,生成此配合离子的离子方程式为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+。【解析】1s22s22p4H2S和NHABCCu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+14、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)第四周期中原子未成对电子数最多的元素是铬,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1;所以铬最外层为N层,有1个电子,N层上原子轨道为spdf四种,共有轨道数为1+3+5+7=16,故答案为:铬;16;
(2)原子的最外层电子数处于半满或全满时,是一种稳定结构,此时原子的第一电离能都高于同周期相邻的元素,30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定,所以30Zn与31Ga的第一电离能不符合逐渐增大的规律,故答案为:30Zn的4s能级有2个电子;处于全满状态,较稳定;
(3)氨分子中氮原子按sp3方式杂化,N与As同主族,所经AsH3的结构应与NH3相似,AsH3中心原子杂化的类型为sp3,分子构型为三角锥形,故答案为:sp3;三角锥形;
(4)铁为26号元素,基态铁原子核外的价电子排布图为故答案为:
(5)与CN-互为等电子体的分子有CO或N2;Fe3+和6个CN-形成6个配位键,这6个配位键都为键,每个CN-中含有1个键,则每个[Fe(CN)6]3-中含有键的数目为12,1.5mol[Fe(CN)6]3-中含有键的数目=1.5mol12NA/mol=18NA,故答案为:CO或N2;18NA。【解析】铬1630Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定sp3三角锥形CO或N218NA15、略
【分析】【详解】
(1)第一周期中,有一个未成对电子的是氢原子,其电子排布为1s1;第二周期中,未成对电子是两个的有两种——C:1s22s22p2和O:1s22s22p4;第三周期中,未成对电子是三个的是P:1s22s22p63s23p3;第四周期中未成对电子是四个的是Fe:1s22s22p63s23p64s23d6
(2)Ga在元素周期表中是第四周期、第ⅢA族,原子序数是31,即其原子核外电子数是31,根据核外电子的排布规律可以写出该原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1;根据题目所给信息;GaN的晶体结构与单晶硅相似,晶体结构为空间网状结构,每个Ga原子与四个N相连,这四个N原子构成的空间构型是正四面体型,属于原子晶体。
(3)水解即该物质中的带正电的原子或原子团与水电离出的OH-结合成弱电解质,带负电的原子或原子团与水电离出的H+结合成弱电解质的过程,水解反应前后各元素的化合价不变,类似于复分解反应,由题意知NCl3中N的化合价为-3价,Cl的化合价为+1价,则在NCl3水解的产物中N的化合价也是-3价,Cl的化合价是+1价,分析可知其水解产物是HClO和NH3·H2O。【解析】54正四面体形原子HClO、NH316、略
【分析】【详解】
NaCl型晶胞为面心立方结构;已知阳离子和阴离子是交替排列,所以5;7、8、9号4个球都是白球是不正确的,应该将8号白球改为灰球,故答案为:8号白球改为灰球。
【点睛】
掌握氯化钠型晶胞结构特点是解题的关键,平时的学习中需要多积累。【解析】8号白球改为灰球三、原理综合题(共8题,共16分)17、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:(1)在周期表的金属与非金属的分界处可找到半导体材料;所以答案选B;
(2)根据图像可知Si与氧气反应生成二氧化硅的热化学方程式及C与氧气反应生成CO气体的热化学方程式,根据盖斯定律,后者减去前者,则可得到C还原二氧化硅的热化学方程式是SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)ΔH=+638.4kJ/mol;
(3)①砂粒中的二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,所以X是硅酸钠,硅酸钠与硫酸反应生成硅酸沉淀,则Y的化学式是H2SiO3或H4SiO4;
②反应Ⅰ的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
③反应Ⅳ为二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si,根据元素守恒,则产物中有MgO生成,化学方程式为SiO2+4Mg=Mg2Si+2MgO;
④甲烷中C原子的半径比Si原子半径小,所以C-H键键长比Si-H键键长短,则键能大于Si-H键,所以甲烷的分解温度高于SiH4;
(4)A、根据图像当投料比一定时,增大温度,SiHCl3的平衡转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正向为吸热反应,错误;B、投料比增大,SiHCl3的平衡转化率增大,只有增大氢气的物质的量时,SiHCl3的平衡转化率才会增大,所以横坐标表示的投料比应该是氢气与SiHCl3的浓度之比,正确;C、因为该反应是吸热反应,所以平衡常数随温度升高而增大,正确;D、若增大压强,则平衡逆向移动,SiHCl3的转化率降低;错误,答案选BC。
考点:考查化学反应与能量的关系,化学平衡移动的判断与应用【解析】BSiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)ΔH=+638.4kJ/molH2SiO3或H4SiO4SiO2+2OH-=SiO32-+H2OSiO2+4Mg=Mg2Si+2MgO周期表中,硅和碳属于同主族,原子半径Si大于C,硅元素的非金属性弱于碳元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷BC18、略
【分析】【详解】
(1)Zn的第一电离能应该高于Cu的第一电离能;原因是,Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构,所以失电子比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子,而Cu的最外层是一个电子,Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对,额外吸收能量;
故答案为大于;
(2)铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去2个电子变成亚铁离子,Fe2+在基态时,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d6;
(3)从表中原子的第一至第四电离能可以看出;元素的第一;第二、第三电离能都较小,可失去3个电子,最高化合价为+3价,即最外层应有3个电子,应为Al元素;
(4)根据NO3-的中心原子的价层电子对数为=3,所以氮原子杂化方式为sp2杂化,离子中没有孤电子对,所以其空间构型为平面三角形,SO42-中硫原子的价层电子对数为=4,所以硫原子的杂化方式为sp3杂化;
(5)LiAlH4中的阴离子是AlH4-,中心原子铝原子含有的价层电子对数是4,且不存在孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化;
根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是2+=4、2+=3、3+=3,因此不同于其他分子的是H2S;
(6)用替代法,与O3互为等电子体的一种阴离子为NO2-;
(7)N2的结构式为NN,三键中含1个σ键和2个π键,N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=1:2;
(8)该晶胞中N原子个数=8×=1,Cu原子个数=12×=3,所以其化学式为Cu3N;
若晶胞的棱长anm,其体积为a3nm3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体的密度为=g/cm3。【解析】大于1s22s22p63s23p63d6Al平面三角形sp3杂化正四面体sp3H2SNO2-1:2Cu3N19、略
【分析】【分析】
硼砂和硫酸反应生成H3BO3,H3BO3受热分解得到B2O3,B2O3与NH3在高温下反应生成BN和H2O,B2O3与硫酸、氟化钙反应BF3。同周期从左到右电负性逐渐增大;分析物质空间构型和中心原子杂化方式时一般先计算价层电子对数,根据密度公式进行计算。
【详解】
⑴B2O3与NH3在高温下反应生成BN和H2O,其反应的化学方程式是B2O3+2NH32BN+3H2O;故答案为:B2O3+2NH32BN+3H2O。
⑵B是5号元素,基态B原子的电子排布式为1s22s22p1;同周期从左到右电负性逐渐增大,因此B和N相比,电负性较大的是N,BN中N为−3价,B元素的化合价为+3价;故答案为:1s22s22p1;N;+3。
⑶BF3中B价层电子对数为空间构型为平面正三角形,在BF3分子中,F-B-F的键角是120°,B原子的杂化轨道类型为sp2,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-中B价层电子对数为其立体构型为正四面体形;故答案为:120°;sp2;正四面体形。
⑷立方氮化硼结构与金刚石相似,金刚石中有8个碳原子,则立方氮化硼晶胞中有4个BN,晶胞边长为361.5pm,则立方氮化硼的密度是故答案为:【解析】B2O3+2NH32BN+3H2O1s22s22p1N+3120°sp2正四面体形20、略
【分析】【分析】
(1)在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+离子具有空轨道,NH3分子中N原子具有孤对电子,Ni2+与NH3之间能形成配位键;
(2)①1molCOCl3•4NH3(绿色)和CoCl3•4NH3(紫色)分别与足量硝酸银溶液反应,都得到1molAgCl沉淀,则1molCoCl3•4NH3中有1molCl-为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl-;两者空间构型不同导致颜色不同;
②由题意可知Co(OH)2在溶液中部分电离出[Co(OH)4]2−和H+;
(3)由过渡元素A与Co属于同周期同族;基态原子排布中有四个未成对电子可知,A为Fe元素。
【详解】
(1)在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+离子具有空轨道,NH3分子中N原子具有孤对电子,Ni2+与NH3之间能形成配位键;故答案为配位键;N;
(2)①1molCOCl3•4NH3(绿色)和CoCl3•4NH3(紫色)分别与足量硝酸银溶液反应,都得到1molAgCl沉淀,则1molCoCl3•4NH3中有1molCl-为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl-,所以其化学式都为Co(NH3)4(Cl)2]Cl;因两者空间构型不同导致颜色不同,故答案为6;空间结构不同;
②由题意可知Co(OH)2在溶液中部分电离出[Co(OH)4]2−和H+,电离方程式为Co(OH)2+2H2O[Co(OH)4]2−+2H+,故答案为Co(OH)2+2H2O[Co(OH)4]2−+2H+;
(3)由过渡元素A与Co属于同周期同族;基态原子排布中有四个未成对电子可知,A为Fe元素。
①晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列;x射线衍射可以看到微观结构,故区别X为晶体或非晶体的方法为X-射线衍射,故答案为X-射线衍射;
②Fe(CO)5常压下熔;沸点低;属于分子晶体,故答案为分子晶体;
③A3+与SCN−以1:4的个数比配合形成[Fe(SCN)4]—离子,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式FeCl3+4KSCN=K[Fe(SCN)4]+3KCl,故答案为FeCl3+4KSCN=K[Fe(SCN)4]+3KCl;
④由B、C的外围电子排布分别为3d104s1、3s23p4可知B为Cu元素、C为S元素,由晶胞结构可知Fe原子有6个位于面上、4个位于棱上,个数为6×+4×=4,Cu原子有4个位于面上、1个位于体内、8个位于顶点,个数为,4×+1+8×=4,S原子数为8,晶体中N(Cu)∶N(Fe)∶N(S)=4∶4∶8=1∶1∶2,故该晶体的化学式为CuFeS2。晶胞质量为晶胞体积为(524×10-10cm)2×1030×10-10cm,则该晶体的密度d为≈4.32g/cm3,故答案为CuFeS2;4.32。
【点睛】
由晶胞结构确定Fe原子有6个位于面上、4个位于棱上,Cu原子有4个位于面上、1个位于体内、8个位于顶点,S原子数为8,依据分摊法计算化学式是解答关键。【解析】配位键N6空间结构不同Co(OH)2+2H2O[Co(OH)4]2−+2H+X-射线衍射分子晶体FeCl3+4KSCN=K[Fe(SCN)4]+3KClCuFeS24.3221、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)P原子为第15号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;其核外电子占据最高能层的符号是M,占据该能层电子分别位于3s和3p轨道,其电子云形状为球形和哑铃形,故答案为:M;球形;哑铃形;
(2)由结构分析可知,瑞德西韦中含有的第二周期元素有C、N、O,由于N原子的价层电子为2s22p3,2p为半充满状态,较难失去电子,其第一电离能比相邻元素大,O原子半径小于C原子,第一电离能大,则第一电离能:N>O>C;该分子中N原子分别形成了单键、双键和三键,则N原子的杂化方式有sp3、sp2、sp,故答案为:N>O>C;sp3、sp2;sp;
(3)苯酚的熔点为43℃;相对较低,因此苯酚属于分子晶体;由于苯酚分子间可以形成氢键,所以导致苯酚的熔;沸点高于甲苯,故答案为:分子晶体;苯酚分子间存在氢键;
(4)MgSO4中阴离子为SO42-,其中心原子S原子的价电子对数为不含有孤电子对,则其空间构型为正四面体形,故答案为:正四面体形;
(5)根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式(PO42-、P2O74-、P3O105-)可推导:磷原子的变化规律为:1,2,3,4,n,氧原子的变化规律为:4,7,10,3n+1,酸根的变化规律为:3,4,5,n+2,因此这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)(n+2)-,故答案为:(PnO3n+1)(n+2)-;
(6)根据均摊法,一个晶胞中含有Ca2+的数目为含有C22-的数目为则一个晶胞中包含了2个CaC2,所以一个晶胞的质量又则因此m位置的钙离子与P位置的碳原子之间的距离为故答案为:
【点睛】
本题考查化学键、晶体类型、氢键等知识,易错点为(5)应用数学的找规律递推到通式,解答关键在于首先写出磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式,然后寻找规律。【解析】M球形、哑铃形N>O>Csp3、sp2、sp分子晶体苯酚分子间存在氢键正四面体形(PnO3n+1)(n+2)-22、略
【分析】【分析】
(1)Co为27号元素,位于第四周期第ⅤⅢ族;1个Ni(CO)4中含有4个配位键;4个共价三键;每个共价三键中含有一个σ键,配位键也属于σ键;与CO互为等电子体的阴离子中含有2个原子、价电子数是10;
(2)①O元素是非金属;Co是金属元素;
②氢键越多;熔沸点越高;
③[Co(CN)6]4-配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-;只能是水中氢元素被还原为氢气,根据电荷守恒有氢氧根离子生成;
(3)①δ晶胞为体心立方堆积;Fe原子配位数为8.a晶胞为简单立方堆积,Fe原子配位数为6;
②γ-Fe中顶点粒子占面心粒子占根据晶体密度ρ=计算;
③在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1;1,1)晶面,该立方晶胞体中(1,1,1)晶面共有4个。
【详解】
基态Ni原子的价电子为3d能级上的8个电子、4s能级上的2个电子,其价电子排布式为1个中含有4个配位键、4个共价三键,每个共价三键中含有一个键,配位键也属于键,所以该分子中含有8个键,则1mol该配合物中含有个键;与CO互为等电子体的阴离子中含有2个原子、价电子数是10,符合条件的阴离子为或
元素Co与O中;由于O元素是非金属而Co是金属元素,O比Co原子更难失去电子,所以第一电离能较大的是O;
与均为极性分子,中氢键比甲醇多。沸点从高到低的顺序为具体地说,的沸点较高,是因为平均一个水分子能形成两个氢键而平均一个分子只能形成一个氢键,氯键越多,熔沸点越高;所以沸点高;
配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色只能是水中氢元素被还原为氢气,根据电荷守恒有氢氧根离子生成,该反应离子方程式为:
晶胞为体心立方堆积,Fe原子配位数为8;a晶胞为简单立方堆积,Fe原子配位数为6,则a两种晶胞中铁原子的配位数之比为8:3;
中顶点粒子占面心粒子占则一个晶胞中含有Fe的个数为个,不妨取1mol这样的晶胞,即有个这样的晶胞,1mol晶胞的质量为根据立体几何知识,晶胞边长a与Fe的半径的关系为所以则一个晶胞体积为所以晶体密度为:
观察图可得在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为1,晶面,该立方晶胞体中1,晶面共有4个。【解析】或的沸点较高,因为平均一个水分子能形成两个氢键而平均一个分子只能形成一个氢键,氯键越多,熔沸点越高。所以沸点高3423、略
【分析】【详解】
(1)钴元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;未成对电子数为3个;
(2)①H2O的沸点高于H2S,原因是H2O分子间可形成氢键;H2O中O的杂化形式为sp3;水分子是极性分子;②在配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中,Co3+配位数为6;其阳离子的立体构型是八面体;若[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)2]3+的几何异构体种数有五种;
(3)金属钴是由金属键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,由于Co2+的离子半径74.5pm小于Fe2+的离子半径78pm;所以CoO的熔点高于FeO的;
(5)由CoO的晶胞结构可知,每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有12个;若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,即该晶胞的边长为2acm,其体积为8a3cm3,该晶胞含有4个CoO分子,其质量为g,则其密度为g/cm3;【解析】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s23高于H2O分子间可形成氢键sp3极性6八面体5金属>1224、略
【分析】【分析】
(1)根据构造原理写价电子排布式;根据原子核外电子排布以及洪特规则比较电离能大小;
(2)①A.分子晶体熔沸点较低;
B.互为等电子体的分子或离子价电子数相等;原子个数相等;
C.Fe与CO形成5个配位键;每个CO分子中含有1个σ键和2个π键;
D.反应得到Fe单质;形成金属键;
②CN-与N2互为等电子体;
③将H2NCONH2(尿素)的结构简式写成根据价层电子对互斥理论以及杂化轨道理论判断原子的杂化类型,同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族;第VA族第一电离能大于其相邻元素;
(3)根据离子晶体熔沸点的比较方法说明理由;
(4)能量越高,物质越不稳定,由此判断Cu代替b位置的Fe型能量高;相对不稳定,再根据均摊法计算其化学式。
【详解】
(1)Fe为26号元素,根据构造原理,写出Fe价电子排布式为:3d64s2,先失去4s能级2个电子、再失去3d能级1个电子形成Fe3+,则Fe3+的基态核外价电子排布式为3d5;由于Fe原子核外失去2个电子后,其价电子排布式为3d6,Mn原子核外失去2个电子后,其价电子排布式为3d5,处于半充满的稳定状态,较难失去电子,故I3(Mn)>I3(Fe),故答案为:3d5;>;Mn原子核外失去2个电子后,其价电子排布式为3d5;处于半充满的稳定状态,较难失去电子;
(2)①A.Fe(CO)5的熔沸点很低;属于分子晶体,A项正确;
B.Fe(CO)5的配体为CO,与C22-互为等电子体;B项正确;
C.Fe与CO形成5个配位键,每个CO分子中含有1个σ键和2个π键,则Fe(CO)5中σ键的数目为10个,π键的数目为10个,则Fe(CO)5中σ键与π键之比为1:1;C项正确;
D.反应得到Fe单质;形成金属键,D项错误;故答案为:D;
②CN-与N2互为等电子体,电子式为故答案为:
③将H2NCONH2(尿素)的结构简式写成由此可知尿素中N、C原子的价层电子对数分别为4、3,则N、C原子的杂化方式分别为sp3、sp2;同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素,这几种元素第一电离能大小顺序是N>O>C>H,1molH2NCONH2(尿素)分子中含有σ键的数目为7NA,故答案为:sp3;sp2;N>O>C>H;7NA;
(3)NaCl和MgO都属于离子化合物;氧化镁晶体中所含离子的半径小,电荷数更大,晶格能更大,则熔点更高,故答案为:氧化镁晶体中所含离子的半径小,电荷数更大,晶格能更大,则熔点更高;
(4)能量越高,物质越不稳定,根据转化过程能量变化可知,Cu代替b位置的Fe型能量高,相对不稳定,根据均摊法可知,该晶胞中Cu原子个数=Fe原子个数=N原子个数为1,所以其化学式为FeCu3N,故答案为:FeCu3N。【解析】3d5>Mn原子核外失去2个电子后,其价电子排布式为3d5,处于半充满的稳定状态,较难失去电子Dsp3sp2N>O>C>H7NA氧化镁晶体中所含离子的半径小,电荷数更大,晶格能更大,则熔点更高FeCu3N四、工业流程题(共1题,共8分)25、略
【分析】【分析】
废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化钠生成As2S3沉淀,为防止As2S3与硫离子反应再次溶解,所以再加入硫酸亚铁除去过量的硫离子,过滤得到As2S3和FeS,滤液中加入过氧化氢将亚砷酸氧化成砷酸,亚铁离子氧化成铁离
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