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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年西师新版选修3化学上册月考试卷含答案考试试卷考试范围: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、NH3、H2S等是极性分子,CO2,BF3,CCl4等是含极性键的非极性分子。根据上述实例可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是()A.分子中不能含有氢原子B.在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量C.在ABn分子中A原子没有孤电子对D.分子中每个共价键的键长应相等2、胆矾CuSO4·5H2O可写为[Cu(H2O)4]SO4·H2O;其结构示意图如下:
下列有关胆矾的说法正确的是A.Cu2+的价电子排布式为3d84s1B.所有氧原子都采取sp3杂化C.胆矾中含有的粒子间作用力有离子键、极性键、配位键和氢键D.胆矾所含元素中,H、O、S的半径及电负性依次增大3、对H3O+的说法正确的是()A.O原子采取sp2杂化B.O原子采取sp杂化C.离子中存在配位键D.离子中存在非极性键4、2019年8月科学家在Science杂志首次报道了具有半导体特性的18个原子纯碳环分子(如图所示)。下列说法不正确的是。
A.该分子所有的碳杂化方式都是spB.该分子可能要比苯更加活泼C.该分子属于有机物D.该分子具有半导体的功能,可以使类似的直碳链成为分子级电子元件5、下列说法正确的是()A.环戊二烯()分子中所有原子共平面B.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱C.二甲醚易溶于水,氨基乙酸的熔点较高,主要原因都与氢键有关D.NO离子中心原子上的孤电子对数是0,立体构型为平面三角形6、下列说法正确的是()A.水很稳定是因为水中含有大量的氢键B.ABn型分子中,若中心原子没有孤电子对,则ABn为空间对称结构,属于非极性分子C.H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C分别形成2个、3个、4个键,故O、N、C分别采取sp、sp2、sp3杂化D.配合物[Cu(H2O)4]SO4中,中心离子是Cu2+,配体是SO42-,配位数是17、今年诺贝尔化学奖的获得者由于“设计和合成分子机器”而获奖,下列有关分子的描述正确的是A.白磷分子呈正四面体,键角60°,1mol白磷含共价键6molB.臭氧分子呈直线型,等质量的臭氧和氧气所含的氧原子数相同C.S8是分子晶体,8个硫原子在同一个平面上,摩尔质量为256gD.冰熔化时水分子中共价键发生断裂评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)8、钒及其化合物在科学研究中和工业生产中具有许多用途。
(1)基态钒原子的核外价电子排布式为________。
(2)钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价。这几种价态中,最稳定的是______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4)。例举与VO43-空间构型相同的一种阳离子__________(填化学式)。
(4)钒(Ⅱ)的配离子有[V(CN)6]4-、[V(H2O)6]2+等。
①CN-与N2互为等电子体,CN-中σ键和Π键数目比为________。
②对H2O与V2+形成[V(H2O)6]2+过程的描述不合理的是______________。
a.氧原子的杂化类型发生了变化。
b.微粒的化学性质发生了改变。
c.微粒中氢氧键(H-O)的夹角发生了改变。
d.H2O与V2+之间通过范德华力相结合。
③在[V(H2O)6]2+中存在的化学键有___________。
a.金属键b.配位键c.σ键d.Π键f.氢键。
(5)已知单质钒的晶胞如图,则V原子的配位数是_______,假设晶胞的边长为dnm,密度ρg·cm-3,则钒的相对原子质量为_______________。(设阿伏伽德罗常数为NA)
9、CO2和CH4在一定条件下合成乙酸:CO2+CH4CH3COOH。完成下列填空:
(1)写出碳原子最外电子层的轨道表示式___________________________。
(2)钛(Ti)是22号元素,它是________________(选填编号)。
a.主族元素b.副族元素c.短周期元素d.长周期元素
(3)CO2分子的电子式为__________________;其熔沸点比CS2低,原因是_____________________________________________________。10、A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧;产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是___________,写出一种工业制备单质F的离子方程式_____________。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为______________,其水溶液与F单质反应的化学方程式为__________________________________________________;在产物中加入少量KI,反应后加入CC14并振荡,有机层显_______色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:。物质组成和结构信息a含有A的二元离子化合物b含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1c化学组成为BDF2d只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为_____;b的化学式为______________;c的电子式为________________;
d的晶体类型是_________________。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过____键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为______。11、在极性分子中,正电荷重心与负电荷重心间的距离称为偶极长,通常用表示。极性分子的极性强弱与偶极长和电荷量()有关,一般用偶极矩()来衡量。分子的偶极矩是偶极长和电荷量的乘积,即在非极性分子中,其正、负电荷重心重合,故为0。试回答下列问题:
(1)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中的有______________________________。
(2)实验测得:
①由此可知,PF3分子的空间构型为____________________;
②BCl3分子的空间构型为____________________,中心原子的杂化方式为____________________。
(3)治癌药物具有平面四边形结构,Pt处在四边形中心,NH3和Cl分别处在四边形的4个顶点。已知该化合物有两种同分异构体,棕黄色化合物的淡黄色化合物的试写出两种同分异构体的结构简式:____________________(棕黄色)、____________________(淡黄色),在水中溶解度较大的是____________________(填结构简式)。12、镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。请回答下列问题:
(1)基态镍原子的价电子排布式为___________,排布时最高能层的电子所占的原子轨道有__________个伸展方向。
(2)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+等。下列说法不正确的有_________。
A.CO与CN-互为等电子体;其中CO分子内σ键和π键个数之比为1:2
B.NH3的空间构型为平面三角形。
C.Ni2+在形成配合物时;其配位数可能为是4或6
D.Ni(CO)4中,镍元素是sp3杂化。
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用“•••”表示出氢键。_____
(4)NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同;相关离子半径如下表:
NiO晶胞中Ni2+的配位数为_______,NiO熔点比NaCl高的原因是_______________________。
(5)研究发现镧镍合金LaNix是一种良好的储氢材料。合金LaNix晶体属六方晶系如图a所示,其晶胞如图a中实线所示,如图b所示(其中小圆圈代表La,小黑点代表Ni)。储氢位置有两种,分别是八面体空隙(“”)和四面体空隙(“”),见图c、d,这些就是氢原子存储处。
①LaNix合金中x的值为_____;
②LaNix晶胞的密度是________g/cm-3(阿伏伽德罗常数用NA表示,LaNix的摩尔质量用M表示)
③晶胞中和“”同类的八面体空隙有______个。评卷人得分三、有机推断题(共5题,共10分)13、Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q;X原子p轨道的电子数分别为2和4.请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是________。
(2)在[Z(NH3)4]2+离子中,Z2+的空轨道接受NH3分子提供的________形成配位键。
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲;乙;下列判断正确的是________。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙。
b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙。
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙。
d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙。
(4)Q;R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为26;其中分子中的σ键与π键的键数之比为________,其中心原子的杂化类型是________。
(6)若电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取________。A.电子的运动轨迹图像B.原子的吸收光谱C.电子体积大小的图像D.原子的发射光谱(7)某元素原子的价电子构型为3d54s1,该元素属于________区元素,元素符号是________。14、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p轨道上仅有两个未成对电子,B的3p轨道上有空轨道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中电负性最大的,D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红。试回答:
(1)A的价电子轨道排布图为______________________________;B的电子排布式为_________;C的价电子排布式为____________;D的原子结构示意图为__________。
(2)已知D与H原子能形成一种高能量的分子D2H2,其中D原子满足8电子结构特征,则该分子的电子式为_____________,含有_____个σ键和_____个π键。
(3)B的原子核外电子运动状态________有多少种,原子轨道数为______,能级数__________,电子占据的最高能层符号为_________。
(4)四种元素最高价氧化物水化物酸性由强到弱的是(用对应化学式回答)____________________。15、已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3;Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为__________,该元素的符号是__________。X与同周期卤族元素的第一电离能比较,较大的是____________________(填元素符号)。
(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________,该元素的名称是__________。
(3)X与Z可形成化合物XZ3,XZ3分子的VSEPR模型为____________________。
(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是___________________。
(5)XY43-的空间构型为__________,与其互为等电子体的一种分子__________。
(6)X的某氧化物的分子结构如图所示。
该化合物的化学式为___________,X原子采取___________杂化。16、短周期元素X;Y、Z、W、Q原子序数依次增大。已知:X的最外层电子数是次外层的2倍;在地壳中Z的含量最大,W是短周期元素中原子半径最大的主族元素,Q的最外层比次外层少2个电子。请回答下列问题:
(1)X的价层电子排布式是___,Q的原子结构示意图是____。
(2)Y、Z两种元素中,第一电离能较大的是(填元素符号)_____,原因是______。
(3)Z、W、Q三种元素的简单离子的半径从小到大排列的是________。
(4)关于Y、Z、Q三种元素的下列有关说法,正确的有是_______;
A.Y的轨道表示式是:
B.Z;Q两种元素的简单氢化物的稳定性较强的是Z
C.Z;Q两种元素简单氢化物的沸点较高的是Q
D.Y常见单质中σ键与π键的数目之比是1:2
(5)Q与Z形成的化合物QZ2,中心原子Q的杂化类型是_____,QZ2易溶于水的原因是________。17、周期表中的五种元素A、B、D、E、F,原子序数依次增大,A的基态原子价层电子排布为nsnnpn;B的基态原子2p能级有3个单电子;D是一种富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位;E2+的3d轨道中有10个电子;F位于第六周期;与Cu同族,其单质在金属活动性顺序表中排在末位。
(1)写出E的基态原子的价层电子排布式___________。
(2)A、B形成的AB﹣常作为配位化合物中的配体,其A原子的杂化方式为________,AB﹣中含有的σ键与π键的数目之比为________。
(3)FD3是一种褐红色晶体,吸湿性极强,易溶于水和乙醇,无论是固态、还是气态,它都是以二聚体F2D6的形式存在,依据以上信息判断FD3,晶体的结构属于____晶体,写出F2D6的结构式________。
(4)E、F均能与AB﹣形成配离子,已知E与AB﹣形成的配离子为正四面体形。F(+1价)与AB形成的配离子为直线形,工业上常用F和AB﹣形成的配离子与E反应来提取F单质,写出E置换F的离子方程式_________________。
(5)F单质的晶体为面心立方最密堆积,若F的原子半径为anm,F单质的摩尔的的质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数为NA,求F单质的密度为______g/cm3。(用a、NA、M的代数式表示)评卷人得分四、实验题(共1题,共9分)18、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、计算题(共4题,共24分)19、(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_______。20、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)。
21、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。____________22、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)。评卷人得分六、结构与性质(共1题,共3分)23、“天问一号”着陆火星;“嫦娥五号”采回月壤,探索宇宙离不开化学。镍铼合金是制造喷气发动机的燃烧室;涡轮叶片及排气喷嘴的重要材料。75号元素铼Re,熔点仅次于钨,是稀有金属之一,地壳中铼的含量极低,多伴生于铜、锌、铅等矿物中。
(1)镍原子价层电子表示式为_______,在元素周期表中,铼与锰在同族,铼在元素周期表中的位置是_______。
(2)铼易形成高配位数的化合物如该配合物中_______(填元素符号)提供孤对电子与铼成键,原因是_______,1mol中有_______mol配位键。
(3)锌在潮湿的空气中极易生成一层紧密的碱式碳酸锌薄膜,使其具有抗腐蚀性。碱式碳酸锌中非金属元素的电负性由大到小的顺序为_____,的空间构型为_______(用文字描述)。与互为等电子体的分子是_______(写一种即可)。
(4)分子中碳原子的杂化类型为_______,比的熔点沸点_______(填“高”或“低”),原因是_______。
(5)三氧化铼晶胞如图所示,摩尔质量为晶胞密度为铼原子配位数为_______,铼原子填在了氧原子围成的_______(填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中,该晶胞的空间利用率为_______(铼的原子半径为氧原子半径为列出计算式)。
参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【详解】
NH3、H2S等是极性分子,而CO2、BF3、CCl4等是含极性键的非极性分子。关键价层电子对互斥理论可知,N和S都含有孤对电子,而C、B没有孤对电子,这说明中心原子是否含有孤对电子是判断的关键,所以ABn型分子是非极性分子的经验规律是在ABn分子中A原子没有孤电子对,答案选C。2、C【分析】【详解】
A.Cu是29号元素,Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,失去4s、3d能级上各一个电子生成Cu2+,故Cu2+的价电子排布式3d9;故A错误;
B.硫酸根离子中S和非羟基O和H2O中的O原子的杂化方式不同,不可能都是sp3杂化;故B错误;
C.铜离子和硫酸根离子之间存在离子键;硫原子和氧原子间存在极性共价键,铜原子和氧原子间存在配位键,氧原子和氢原子间存在氢键,故C正确;
D.H;O、S分别为第1;2,3周期,所以半径依次增大,但O的电负性大于S,故D错误;
故选C。3、C【分析】【详解】
A.H3O+中,O原子的价层电子对数=因此O原子采取sp3杂化;A错误;
B.H3O+中,O原子的价层电子对数=则O原子采取sp3杂化;B错误;
C.在H3O+中O原子成3个共价键键;其中含有1个配位键,C正确;
D.H3O+离子中不存在非极性键;存在的都是H-O极性共价键,D错误;
答案选C。4、C【分析】【详解】
A.由分子的结构可知;分子内碳原子之间交替排列着碳碳单键和碳碳三键,因此每个碳原子的杂化方式均为sp,A项正确;
B.苯分子内形成了大π键因而较稳定;而该分子内含有碳碳三键,因此化学性质比苯更活泼,B项正确;
C.有机物通常指含碳化合物;该分子的组成中只有碳元素,属于单质,不是有机化合物,C项错误;
D.由题中给出的半导体性能的信息可知;可以使类似的直碳链成为分子级电子元件,D项正确;
答案选C。5、D【分析】【详解】
A.环戊二烯中存在饱和碳原子;饱和碳原子为四面体构型,所有原子不可能共面,故A错误;
B.同主族元素非金属性随核电荷数的增加而减弱,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱,但不是任意含氧酸的酸性减弱,故卤族元素中HClO的酸性比HBrO4弱;故B错误;
C.二甲醚易溶于水;是因为二甲醚可与水分子形成氢键;氨基乙酸的熔点较高,是因为氨基和羧基反应形成内盐导致的,与氢键无关,故C错误;
D.NO离子中心原子的价层电子对数=与三个氧成键,孤电子对数为0,中心N原子采用sp2杂化;立体构型为平面三角形,故D正确;
故选:D。6、B【分析】【分析】
【详解】
A;氢键影响物质的部分物理性质;如溶解性、熔沸点等,稳定性是物质的化学性质,因此水很稳定与水中含有大量的氢键无关,故A错误;
B、ABn型分子中,若中心原子没有孤电子对,则ABn为空间对称结构;属于非极性分子,故B正确;
C、H2O中心原子O有2个σ键,孤电子对数(6-2×1)/2=2,杂化类型为sp3,NH3中心原子N有3个σ键,孤电子对数(5-3×1)/2=1,杂化类型为sp3,CH4中心原子C有4个σ键,孤电子对数为(4-4×1)/2=0,杂化类型为sp3;故C错误;
D、根据配合物组成,Cu2+为中心离子,配体为H2O,配位数为4,故D错误。7、A【分析】【详解】
A.白磷呈正四面体结构,是正四面体分子,键角是1mol白磷含6NA个共价键;A正确;
B.臭氧的球棍模型是所以臭氧的分子模型为V型而非直线形,B项错误;
C.S8是分子晶体,8个硫原子形成的是环状结构不在同一平面上,摩尔质量为256g/mol,C错误;
D.冰熔化时主要破坏的是分子间作用力,并没有破坏水分子中共价键,D错误;故答案为:A。二、填空题(共5题,共10分)8、略
【分析】【详解】
(1)钒是23号元素,基态钒原子的核外价电子排布式为3d34s2,故答案为3d34s2;
(2)根据钒原子的核外价电子排布式为3d34s2可知;+5的钒最外层为8电子稳定结构,最稳定,故答案为+5;
(3)VO43-空间构型为正四面体,与之具有相同结构的一种阳离子是NH4+,故答案为NH4+;
(4)①CN-中含有C≡N三键;σ键和Π键数目比为1:2,故答案为1:2;
②a.水中氧的杂化为sp3,[V(H2O)6]2+中氧的杂化为sp3,则氧原子的杂化类型没有改变,故a错误;b.H2O与V2+形成[V(H2O)6]2+微粒的结构发生了变化,则化学性质发生改变,故b正确;c.水分子中的孤对电子与V2+形成了配位键,使得水分子中氢氧键(H-O)的夹角发生了改变,故c正确;d.H2O与V2+之间通过配位键相结合;配位键属于化学键,不属于分子间作用力,故d错误;故选ad;
③在[V(H2O)6]2+中存在的化学键有H2O与V2+间的配位键、水分子中的H-Oσ键,故选bc;
(5)单质钒的晶胞为体心立方,V原子的配位数为8;1个晶胞中含有2个V原子,1mol晶胞的质量为2Mg,1mol晶胞的体积为(d×10-7cm)3NA,则ρ=g·cm-3,解得M=5NAρd3×10-22,故答案为8;5NAρd3×10-22。【解析】3d34s2+5NH4+1:2adbc85NAρd3×10-229、略
【分析】【分析】
(1)碳原子位于第二周期第IVA族,最外层电子排布式为2s22p2;
(2)钛是22号元素;根据元素周期表排布规律,位于第4周期第IVB族;
(3)分子熔沸点与分子间作用力有关。
【详解】
(1)碳原子最外层电子排布式为2s22p2,最外电子层的轨道表示式为
(2)钛(Ti)是22号元素;位于第4周期第IVB族,它是长周期元素;副族元素。答案为BD。
(3)CO2分子的电子式为其熔沸点比CS2低,原因是两者都为分子晶体,CO2的相对分子质量较低,分子间作用力较小,熔沸点越低。【解析】bd两者都为分子晶体,CO2的相对分子质量较低,分子间作用力较小,熔沸点越低。10、略
【分析】【详解】
根据“非金属元素A最外层电子数与其周期数相同”确定A为氢元素;然后根据其它信息推出B为碳元素,D为氧元素,E为钠元素,F为氯元素。
⑴H在周期表中的位置为第一周期IA族;工业制备上Cl2的原理有电解饱和食盐水或电解熔融的NaCl;据此便可写出其相应的离子方程式。
⑵C、O、Na组成的一种盐中,满足E的质量分数为43%的盐为Na2CO3,俗称纯碱或苏打;其水溶液与Cl2反应,可理解为Cl2先与水反应有HCl和HClO,Na2CO3水解有NaHCO3和NaOH,二者再反应,可确定其生成物有NaClO、NaCl、NaHCO3,然后通过氧化还原反应的配平方法将其配平;在产物中加入少量KI,NaClO将KI氧化生成I2,反应后加人CC14并振荡溶液显紫色。
⑶在这些元素中只有Na才与H形成二元离子化合物NaH(a的化学式);形成含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1的物质有Na2〇2和Na2C2(b的化学式);BDF2的化学式为COCl2,其结构式为据此便可写出其电子式只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为金属钠;属于金属晶体。
⑷由H和C、O元素组成的两种二元化合物CH4、H2O能形成一类新能源物质,一种化合物分子(H2O)通过氢键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分CH4)分子进入该空腔,CH4分子的空间结构为正四面体结构。
考点:考查物质的结构与元素周期表(律)、化学式的推断、电子式的书写、化学、离子方程式的书写,晶体类型、分子间作用力(氢键)、空间构型等。【解析】①.第一周期IA族②.2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+C12↑(或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑③.纯碱(或苏打)④.2Na2CO3+Cl2+H2O=NaClO+NaCl+2NaHCO3⑤.紫⑥.NaH⑦.Na2〇2和Na2C2⑧.⑨.金属晶体⑩.氢⑪.正四面体11、略
【分析】【详解】
(1)是由极性键形成的双原子极性分子;根据价电子对互斥理论可知,是直线形分子,正、负电荷重心重合,为非极性分子,其偶极矩为0;都是V形结构,是极性分子,其
(2)①说明是极性分子,则是三角锥形结构;
②说明是非极性分子,其正、负电荷重心重合,应是平面正三角形结构;中心原子B与3个原子形成3个共价键(没有孤电子对),即B原子的杂化方式是杂化;
(3)根据题意,具有平面四边形结构,若则为非极性分子,和分别对称分布在四边形的个顶点上,即正、负电荷重心重合,故淡黄色化合物是若则为极性分子,和在四边形的4个顶点上的分布是不对称的,即正、负电荷重心不重合,故棕黄色化合物是根据相似相溶规律,水是极性分子,因此属于极性分子的溶质易溶解在水中,即在水中溶解度较大的是棕黄色化合物,其结构简式为【解析】CS2三角锥形平面正三角形sp2杂化12、略
【分析】【分析】
(1)Ni元素原子序数是28;其3d;4s电子为其价电子,3d、4s能级上电子数分别是8、2,据此书写其价电子排布式,找到最高能层,为N层,能级为4s,判断它的空间伸展方向;
(2)A.CO与CN-互为等电子体;则一氧化碳中含有碳氧三键,其中σ键个数为1;π键个数为2;故σ键和π键个数之比为1:2;
B.NH3的中心原子为N;价层电子岁数为4对,有一对孤对电子,sp3杂化,空间构型为三角锥形;
C.根据题干信息,镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物时;其配位数可能为是4或6;
D.Ni(CO)4中;镍元素成键电子对数为4,孤电子对数为0,则价电子对数为4;
(3)中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键;氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间,则氢键表示为
(4)因为NiO的晶体结构类型均与氯化钠的相同;而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6;根据表格数据,氧离子和镍离子的半径小于钠离子和氯离子,则NiO的键长小于NaCl,离子半径越小,键长越短,键能越大,熔点越高,所以氧化镍熔点高于氯化钠熔点;
(5)①由图b可知,La的个数为8×=1,Ni的个数为8×+1=5;La与Ni的个数比1:5,则x=5;
②由图a可得晶胞的体积V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度=进行计算;
③六个球形成的空隙为八面体空隙,显然图c中的八面体空隙都是由2个La原子和4个Ni原子所形成,这样的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,共有8×+2×=3个;
【详解】
(1)Ni元素原子序数是28,其3d、4s电子为其价电子,3d、4s能级上电子数分别是8、2,其价电子排布式为3d84s2;最高能层的电子为N,分别占据的原子轨道为4s,原子轨道为球形,所以有一种空间伸展方向;
答案为:3d84s2;1;
(2)A.CO与CN-互为等电子体;则一氧化碳中含有碳氧三键,其中σ键个数为1;π键个数为2;故σ键和π键个数之比为1:2,故A正确;
B.NH3的中心原子为N;价层电子岁数为4对,有一对孤对电子,sp3杂化,空间构型为三角锥形,故B错误;
C.根据题干信息,镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物时;其配位数可能为是4或6,故C正确;
D.Ni(CO)4中,镍元素成键电子对数为4,孤电子对数为0,则价电子对数为4,是sp3杂化;故D正确;
答案选B。
(3)中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键;氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间,则氢键表示为
故答案为:
(4)因为NiO的晶体结构类型均与氯化钠的相同;而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6;根据表格数据,氧离子和镍离子的半径小于钠离子和氯离子,则NiO的键长小于NaCl,二者都属于离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高,所以氧化镍熔点高于氯化钠熔点;
答案为:6;离子半径越小;离子所带电荷越多,键长越短,键能越大,熔点越高;
(5)①由图b可知,La的个数为8×=1,Ni的个数为8×+1=5;La与Ni的个数比1:5,则x=5;
答案为:5;
②由图a可得晶胞的体积V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度==g/cm-3;
答案为:
③六个球形成的空隙为八面体空隙,显然图c中的八面体空隙都是由2个La原子和4个Ni原子所形成,这样的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,共有8×+2×=3个;
答案为:3。
【点睛】
考查同学们的空间立体结构的思维能力,难度较大。该题的难点和易错点在(5)的③,与“”同类的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,且空隙与其他晶胞共用,计算数目时也要注意使用平均法进行计算。【解析】3d84s21B6离子半径越小,离子所带电荷越多,键长越短,键能越大,熔点越高53三、有机推断题(共5题,共10分)13、略
【分析】Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,Z为铜元素,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn,n=2,Y是C或Si;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4,因此Q为碳元素,则R为氮元素,X为氧元素,Y为硅元素。(1)Z为铜,其核外电子排布式为[Ar]3d104s1,失去2个电子,即为铜离子,其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9。(2)配位键形成时,铜离子提供空轨道,氨分子中的氮原子提供孤电子对。(3)甲为甲烷,乙为硅烷,同主族元素对应氢化物越向上越稳定,沸点越向下越高(不含分子间氢键时),所以b选项正确。(4)第一电离能氮比碳高,因为氮元素原子核外电子p轨道为半充满结构,硅的第一电离能最小,即第一电离能大小顺序是Si54s1,该元素是24号元素,为Cr,属于d区元素。【解析】1s22s22p63s23p63d9孤电子对bSi14、略
【分析】【详解】
元素A、B、C、D都是短周期元素,A元素原子的2p轨道上只有两个电子,则A的外围电子排布为2s22p2,故A为C元素;B的3p轨道上有空轨道,则B的外围电子排布为3s23p1或3s23p2;A;B同主族,故B为Si元素;B、C同周期,C是本周期中电负性最大的,故C为Cl元素;D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红,则D为氮元素。
(1)A为6号的C元素,基态原子电子排布式为1s22s22p2,价电子轨道排布图为B为14号Si元素,电子排布式为1s22s22p63s23p2;C为17号Cl元素,基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p5,价电子排布式为3s23p5;D为7号氮元素,原子结构示意图为
(2)D与H原子能形成一种高能量的分子N2H2,其中D原子满足8电子结构特征,则该分子的电子式为根据结构可知,含有3个σ键和1个π键;
(3)B的电子排布式为1s22s22p63s23p2;原子核外电子运动状态有14种;原子轨道数为8,能级数5,电子占据的最高能层符号为M;
(4)元素非金属性越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强,则四种元素最高价氧化物水化物酸性由强到弱的是HClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO3。【解析】1s22s22p63s23p23s23p5311485MHClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO315、略
【分析】【分析】
X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,X元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,处于第四周期第ⅤA族,故X为As元素;Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,Y的2p轨道上有2个电子或4个电子,所以Y为碳元素或氧元素,X跟Y可形成化合物X2Y3;故Y为氧元素;X;Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,则Z的质子数为42-8-33=1,则Z为氢元素,氢原子可以形成负一价离子,符合题意,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析;X为As元素,Y为O元素,Z为H元素。
(1)根据上述分析可知,X为As;X元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3;与X同周期卤族元素为Br,第一电离能较大的是Br,故答案为1s22s22p63s23p63d104s24p3;As;Br;
(2)Y为O元素,O原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,价层电子的电子排布图为故答案为氧;
(3)X为As元素,Z为H元素,X与Z可形成化合物AsH3;As的价层电子对数=3+1=4,VSEPR模型为四面体,故答案为四面体;
(4)X为As元素,Y为O元素,Z为H元素,化合物X2Y3为As2O3,XZ3为AsH3,As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3,产物还有ZnSO4和H2O,反应中Zn元素化合价由0价升高为+2价,As元素化合价由+3价降低为-3价,参加反应的Zn与As2O3的物质的量之比为6×2∶2=6∶1,反应方程式为As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,故答案为As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O;
(5)X为As元素,Y为O元素,AsO43-中As的价层电子对数=4+=4,As采用sp3杂化,空间构型为四面体,AsO43-的原子数=5,价电子数=5+4×6+3=32,与其互为等电子体的一种分子为CCl4,故答案为四面体;CCl4;
(6)X为As元素,根据As的某氧化物的分子结构图可知,分子中含有4个As原子和6个O原子,化学式为As4O6,As原子与3个O原子形成键,含有1个孤电子对,采取sp3杂化,故答案为As4O6;sp3。
【点睛】
本题的易错点为(3),要注意区分VSEPR模型和空间构型的区别,微粒的价层电子对互斥模型略去孤电子对就是该分子的空间构型。【解析】[Ar]4s24p3AsBr氧四面体As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O四面体CCl4As4O6sp316、略
【分析】【分析】
X的最外层电子数是次外层的2倍;则次外层只能是K层,容纳2个电子,最外层是L层,有4个电子,X为C元素。地壳中Z的含量最大,则Z为O元素,X;Y、Z原子序数依次增大,则Y为N元素。W是短周期元素中原子半径最大的主族元素,W为Na。Q的最外层比次外层少2个电子,Q的次外层为L层,有8个电子,Q的最外层为M层,有6个电子,Q为S元素。
【详解】
(1)X为C元素,核外电子排布为1s22s22p2,价层电子排布式为2s22p2;Q为S元素,16号元素,原子结构示意图为
(2)Y为N元素;Z为O元素,第一电离能大的是N元素,原因是N原子的2p轨道为半充满结构,能量低稳定;
(3)Z、W、Q形成的离子分别为O2-、Na+、S2-。O2-和Na+具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,半径越小,则有r(Na+)<r(O2-)。O和S同主族,同主族元素形成的简单离子半径从上到小依次增大,有r(O2-)<r(S2-),则排序为r(Na+)<r(O2-)<r(S2-);
(4)Y为N,Z为O,Q为S;
A.Y的2p轨道上有3个电子;根据洪特原则,电子排布在能量相同的各个轨道时,电子总是尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,2p轨道上的3个电子,应该分别在3个不同的轨道;A项错误;
B.O的氢化物H2O的稳定性比S的氢化物H2S的稳定性强;因为O非金属性比S的强;B项正确;
C.O的氢化物H2O的沸点比S的氢化物H2S的沸点高;原因是水分子间存在氢键;C项错误;
D.Y的单质为N2;N和N原子之间有3对共用电子对,其中σ键有1个,π键有2个,比例为1:2,D项正确;
本题答案选BD;
(5)QZ2为SO2,中心原子S的价电子有6个,配位原子O不提供电子,对于SO2,VP=BP+LP=2+=3,中心S原子为sp2杂化;根据相似相溶的原理,SO2易溶于水是由于SO2是极性分子,H2O是极性溶剂,相似相溶;另外SO2与H2O反应生成易溶于水的H2SO3。【解析】2s22p2NN原子的2p轨道为半充满结构,能量低稳定r(Na+)<r(O2-)<r(S2-)BDsp2杂化SO2是极性分子,H2O是极性溶剂,相似相溶;SO2与H2O反应生成易溶于水的H2SO317、略
【分析】【分析】
周期表中的五种元素A、B、D、E、F,原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为nsnnpn,那么n只能为2,则A的基态原子价层电子排布为2s2p2,A为C元素;B的基态原子2p能级有3个单电子,那么B的价层电子排布式为2s22p3,B是N元素;D是一种富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位,那么D是Cl元素;E2+的3d轨道中有10个电子;E是Zn元素;F位于第六周期,与Cu同族,其单质在金属活动性顺序表中排在末位,F是Au。可在此基础上利用物质结构基础知识解各小题。
【详解】
根据分析;A;B、D、E、F分别为C、N、Cl、Zn、Au。
(1)E是锌元素,核电荷数为30,在元素周期表中的位置为第四周期ⅡB族,E的基态原子的价层电子排布式3d104s2,答案为:3d104s2
(2)A、B形成的AB-,即CN-中C原子的价层电子对数为1+(4+1-1×3)/2=2,为sp杂化,CN-含有一个叁键;其中一个为σ键,另外2个为π键,σ键与π键的数目之比为1:2。答案为:sp;1:2
(3)AuCl3是一种褐红色晶体,吸湿性极强,易溶于水和乙醇,以二聚体Au2Cl6的形式存在,则2个AuCl3应通过配位键结合,Au为中心原子,Cl为配位原子,形成的二聚体Au2Cl6为分子,所以可判断AuCl3晶体属于分子晶体,结构式为:答案为:分子;
(4)Au(+1价)与CN-形成的直线形配离子为[Au(CN)2]-,Zn与CN-形成的正四面体形配离子为[Zn(CN)4]2-,用Zn提取Au单质的反应是置换反应,离子方程式为:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-。答案为:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-
(5)F是Au,其单质的晶体为面心立方最密堆积,每一个Au的晶胞中含有4个Au原子,每一个晶胞的质量为根据=g∙cm-3。答案为:
【点睛】
1.价层电子对的一种计算方法是:价层电子对数=配位原子数+孤对电子对数。孤对电子对数=中心原子价电子数±电荷数-中心原子提供给配位原子的共用电子数;当上述公式中电荷数为正值时取“-”,电荷数为负值时取“+”;
2.晶体密度的计算:选取1个晶胞作为计算对象,一方面,根据题给信息,利用均摊法计算该晶胞所含各种粒子的个数,并计算出这个晶胞的质量,晶胞质量等于该晶胞所含原子摩尔质量的总和除以NA;另一方面,根据题给信息,结合晶胞的结构,利用几何知识计算该晶胞的体积。【解析】3d104s2sp1:2分子Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-四、实验题(共1题,共9分)18、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、计算题(共4题,共24分)19、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;
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