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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化学下册阶段测试试卷645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9题,共18分)1、若将6C原子的核外电子排布式写成1s22s22Px2,它违背了A.能量守恒原理B.能量最低原则C.泡利不相容原理D.洪特规则2、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ls2的X原子与原子核外电子排布式为ls22s2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轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上有一个空轨道的Y原子D.最外层都只有一个电子的X、Y原子3、下列化合物的分子中一定既含σ键又含π键的是A.HClOB.CO2C.C2H5OHD.H2O24、下列分子中,最不容易聚合的是()A.N2O5B.BeCl2C.AlCl3D.NO25、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6、设NA表示阿伏伽德罗常数的值;下列说法正确的是()
NaCl晶胞A.124gP4含有的P-P键数为6NAB.12g石墨中含有的C-C键数为2NAC.58.5gNaCl中晶胞数为NAD.12g金刚石中含有的C-C键数为1.5NA7、某化学兴趣小组,在学完分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔;沸点,记录如下:
。
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
CaCl2
熔点/℃
801
712
190
-68
782
沸点/℃
1465
1418
230
57
1600
根据这些数据分析,他们认为属于分子晶体的是()A.NaCl、MgCl2、CaCl2B.AlCl3、SiCl4C.NaCl、CaCl2D.NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl28、石墨烯是从石墨材料中剥离出来;由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是。
A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键B.石墨中的碳原子采取sp2杂化,每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道C.石墨属于混合晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电,存在金属键D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子9、下列各组物质熔点高低的比较,正确的是A.Al>Mg>NaB.MgO>KCl>NaClC.晶体硅>金刚石>碳化硅D.AsH3>PH3>NH3评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)10、元素周期表中第ⅦA族包括氟;氯、溴、碘、砹五种元素;统称为卤素。其中代表元素氯富集在海水中,其单质及其化合物在生活、生产中有着广泛地应用。回答下列问题:
(1)基态氯原子能量最高能层上的原子轨道数为______;现代化学中,常用光谱分析来鉴定元素,这与原子的___________有关。
(2)物质的熔点与其结构密切相关。某同学判断某些卤化物的熔点为NaF>NaCl,SiF44。该同学的主要判断依据是___________。
(3)在氢卤酸中,HF是唯一的弱酸,主要原因是__________。
(4)光气()用作有机合成、农药、药物、染料及其他化工制品的中间体。从电子云的重叠角度分析,该分子中含有的共价键类型是_______,C原子的杂化方式为____,分子的空间构型为______。
(5)PtCl2(NH3)2为平面结构;可以形成甲;乙两种固体。其中,一种为淡黄色固体,在水中溶解度小;另一种为棕黄色固体,在水中溶解度大,是癌症治疗的常用化学药物。
①棕黄色固体是图中的___(填“甲”或“乙”),试解释它在水中的溶解度比淡黄色固体大的原因是___。
②Pt原子在三维空间里可按图所示方式堆积形成金属Pt晶体:
该晶胞的堆积方式为____,M原子的配位数为________,若该晶体的密度为ρg·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则Pt原子的原子半径为______pm。11、回答下列问题:
(1)碳原子的核外电子排布式为____________。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能,原因是________________。
(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出B原子的电子排布式:________。电离能/kJ·mol-1I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540
(3)下表是第三周期部分元素的电离能[单位:eV(电子伏特)]数据。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.171.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7
下列说法正确的是________(填字母)。
A.甲的金属性比乙强。
B.乙的化合价为+1价。
C.丙不可能为非金属元素。
D.丁一定为金属元素。
(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:。元素FeFe电离能/kJ·mol-1I1717759I2150915611561I3324829572957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价电子排布式:________,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是_________________________。12、研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中;Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)Co基态原子核外电子排布式为______。元素Mn与O中,第一电离能较大的是________,基态原子核外未成对电子数较多的是________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
(3)在CO2和H2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_______,原因是_____________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在________。13、I.将少量CuSO4粉末溶于盛有水的试管中得到一种天蓝色溶液;先向试管里的溶液中滴加氨水,首先形成蓝色沉淀。继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液;再加入乙醇溶剂,将析出深蓝色的晶体。
(1)溶液中呈天蓝色微粒的化学式是_______________________。
(2)加入乙醇的作用是_____________________________。
(3)写出蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式______________。
(4)得到的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,晶体中Cu2+与NH3之间的化学键类型为_____________,该晶体中配体分子的空间构型为_______________________。(用文字描述)
II.含Fe元素的物质在生产生活中有重要的用途。回答下列问题:
(1)在K3[Fe(CN)6]中中心离子是________,配体是_________,配位数是_________。
(2)某个(Ⅱ)有机配合物的结构如图所示:
①该分子中N原子的杂化方式为________、________。
②请在图中用“”标出的配位键。_____
(3)Ge,As,Se元素处于同一周期,三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为__________________。
(4)的酸性强于的原因是_________________________________________。14、CuCl和CuCl2都是重要的化工原料;常用作催化剂;颜料、防腐剂和消毒剂等。
已知:①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2,SnCl2等还原制得:
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-
2CuCl2+SnCl2=2CuCl↓+SnCl4
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子:
请回答下列问题:
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为_________;H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_____________
(2)SO2分子的空间构型为_____________
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为_________乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_____________
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有______(填字母)。
A.配位键B.极性键C.离子键D.非极性键15、已知丙氨酸的结构简式为:根据题意完成下面小题:
(1)丙氨酸中涉及到四种元素,它们的原子半径由小到大的顺序为___________。
(2)丙氨酸分子属于___(填“极性”或“非极性”)分子,一个丙氨酸分子中含有_____个非极性共价键。
(3)丙氨酸分子中的氮原子核外有_____个未成对电子,有_____种不同能量的电子。
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等。与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有________,该氢化物与足量盐酸反应的化学方程式为________________。16、离子液体是一种只由离子组成的液体;在低温下也能以液态稳定存在,是一种很有研究价值的溶剂。对离子液体的研究显示最常见的离子液体主要由以下的正离子和负离子组成:
回答下列问题:
(1)在周期表中的位置是______,其价电子排布式为______图1中负离子的空间构型为______。
(2)氯化铝的熔点为氮化铝的熔点高达它们都是活泼金属和非金属的化合物,熔点相差这么大的原因是______。
(3)图中正离子有令人惊奇的稳定性,它的电子在其环状结构中高度离域。该正离子中N原子的杂化方式为______,C原子的杂化方式为______。
(4)为了使正离子以单体形式存在以获得良好的溶解性能,与N原子相连的不能被H原子替换,请解释原因:______。
(5)Mg、Al三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______。
(6)已知氮化铝的晶胞结构如图2所示。晶体中氮原子堆积方式如图3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N,氮化铝晶体的密度为______列出计算式
评卷人得分三、计算题(共6题,共12分)17、(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_______。18、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)。
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、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?_______22、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、元素或物质推断题(共5题,共15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__________。评卷人得分五、有机推断题(共4题,共8分)28、A、B、C、D,E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:。元素相关信息A原子核外有6种不同运动状态的电子C基态原子中s电子总数与p电子总数相等D原子半径在同周期元素中最大E基态原子最外层电子排布式为3s23p1F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反G基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子H是我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空:
(1)A元素位于元素周期表第_______周期_______族;B元素和C元素的第一电离能比较,较大的是________,C元素和F元素的电负性比较,较小的是________。
(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子模型为________,B元素所形成的单质分子键与π键数目之比为________。
(3)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是________,F元素原子的价电子的轨道表示式是________,H元素的基态原子核外电子排布式的________。
(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为_________________;与E元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式:_________________。29、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:____________。30、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)31、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)
评卷人得分六、结构与性质(共3题,共27分)32、1915年诺贝尔物理学奖授予HenryBragg和LawrenceBragg;以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献.
(1)科学家通过X射线探明;NaCl;KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是__.
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键;又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示.
①写出基态Cu原子的核外电子排布式__;金属铜采用下列__(填字母代号)堆积方式.
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)__.
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响__.
④SO42﹣的空间构型是________.33、以氮化镓(GaN);砷化镓(GaAs)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点;如砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能即为10%,推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措。请回答下列问题:
(1)基态镓原子的价电子排布式为___。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为__和+3。砷的电负性比镓__(填“大”或“小”)。
(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,分析其变化原因:__。镓的卤化物GaCl3GaBr3GaI3熔点/℃77.75122.3211.5沸点/℃201.2279346
GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是__。
(4)①砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)方法制备得到的,该反应在700℃进行,反应的方程式为:___。
②反应物AsH3分子的几何构型为__,(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为__。
(5)砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm,As的配位数为__,晶体的密度为__(设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可)g·cm-3。
34、我国具有悠久的历史,在西汉就有湿法炼铜(Fe+CuSO4=Cu+FeSO4);试回答下列问题。
(1)Cu2+的未成对电子数有_____个,H、O、S电负性由大到小的顺序为______________________。
(2)已知[Cu(NH3)4]SO4是一种配合物。
①[Cu(NH3)4]SO4中化学键类型有______________,[Cu(NH3)4]2+的结构简式为_________________。阴离子中心原子杂化类型为____________________。
②NH3、H2O、HF的沸点由高到低为_________________。
(3)铁铜合金晶体类型为________________;铁的第三(I3)和第四(I4)电离能分别为2957kJ/mol、5290kJ/mol,比较数据并分析原因________________。
(4)金铜合金的一种晶体结构为立方晶型;如图所示。
①该合金的化学式为_______________。
②已知该合金的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶胞的棱长为__________nm。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】【分析】
【详解】
P原子2p能级上有3个轨道,2p能级上有2个电子,2个电子应该排在2个不同的轨道上,且自旋方向相同,若将P原子的电子排布式写成1s22s22Px2,它违背了洪特规则,正确的电子排布式为:1s22s22px12py1;故答案为D。
【点睛】
考查原子结构构造原理,明确这几个概念是解本题关键,其中:能量最低原理是指原子核外电子先占有能量低的轨道,然后依次进入能量高的轨道;泡利不相容原理是指每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;洪特规则是指在等价轨道(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。2、C【分析】【详解】
A、原子核外电子排布式为1s2的X原子是He,结构稳定,原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子是Be;结构不稳定,故A错误;
B;原子核外M层上仅有两个电子的X原子是Mg原子;原子核外N层上仅两个电子的Y原子是Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素,故B错误;
C;2p轨道上只有一个电子的X为B元素;3p轨道上只有一个电子的Y为Al,二者位于周期表同一主族,最外层电子数相同,性质相似,故C正确;
D;最外层都只有一个电子的X、Y原子;可能为H与碱金属元素,性质有相似地方,都具有还原性,但与ⅠB族元素性质不同,虽然最外层也有1个电子,故D错误;
答案选C。3、B【分析】【详解】
分析:一般来说;单键只含有σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键含有1个σ键和2个π键,结合对应物质的结构解答该题。
详解:A.HClO只含有单键;不含有π键,A错误;
B.二氧化碳中含有C=C键;既含σ键又含π键,B正确;
C.C2H5OH分子中含有单键;不含有π键,C错误;
D.双氧水结构式为H-O-O-H;只含有σ键,D错误。
答案选B。4、A【分析】【详解】
A.N2O5最不容易聚合;A正确;
B.BeCl2容易通过配位键形成二聚合分子;B错误;
C.AlCl3容易通过配位键形成二聚合分子;C错误;
D.NO2容易聚合为N2O4分子;D错误;
答案选A。5、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。6、A【分析】【详解】
A.124g白磷中含有的磷分子个数=×NA/mol=NA,一个白磷分子中含有6个P-P键,所以124gP4含有的P-P键的个数为6NA,故A正确;
B.12g石墨中含有碳原子个数=×NA/mol=NA,石墨中每个碳原子含有个C-C键,所以12g石墨中含有C-C键个数是1.5NA;故B错误;
C.58.5gNaCl的物质的量为=1mol,根据晶胞示意图可知每个晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,所以1molNaCl所含晶胞的物质的量为0.25mol,数目为0.25NA;故C错误;
D.12g金刚石中含有碳原子个数=×NA/mol=NA,金刚石中每个碳原子含有2个C-C键,所以12g金刚石中含有C-C键个数是2NA;故D错误;
故答案为A。
【点睛】
本题中要注意原子晶体中共价键数目的计算,以金刚石为例:金刚石中每个碳原子与其他四个碳原子相连,每个C-C被两个碳原子共用,则属于一个碳原子的C-C键为4×=2个。7、B【分析】分子晶体的熔、沸点低。8、C【分析】【分析】
石墨晶体中;层与层之间的作用力为分子间作用力,层内存在共价键,每个C原子形成3个σ键,且每个C原子为3个环共有,以此解答该题。
【详解】
A.石墨晶体中;层与层之间的作用力为分子间作用力,从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力,故A错误;
B.石墨中的碳原子采取sp2杂化,每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道;故B错误;
C.石墨属于混合晶体;层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电,存在金属键,故C正确;
D.每个C原子为3个环共有,则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为故D错误;
故答案选C。
【点睛】
石墨属于混合晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键;石墨能导电,存在金属键。9、A【分析】【详解】
A;Al、Mg、Na都是金属晶体;Al、Mg、Na电荷数顺序:Al>Mg>Na;原子半径顺序:Al<Mg<Na,金属晶体中原子半径越小,电荷越大,熔点越高,所以熔点顺序:Al>Mg>Na,故A正确;
B;MgO、NaCl、KCl都是离子晶体;阴阳离子半径和大小顺序:MgO<NaCl<KCl,离子晶体中阴阳离子半径和越小,电荷越大,熔点越高,所以熔点高低顺序为:MgO>NaCl>KCl,故B错误;
C;晶体硅、金刚石、碳化硅都是原子晶体;因键长C-C<C-Si<Si-Si原子晶体中半径越小,共价键越强,熔点越高,则熔点为金刚石>碳化硅>晶体硅,故C错误;
D、AsH3、PH3、NH3都是分子晶体,分子晶体中相对分子质量越大,熔点越高,但氨气分子中存在氢键,熔点最高,即NH3>AsH3>PH3;D不正确;
答案选A。二、填空题(共7题,共14分)10、略
【分析】【详解】
(1)基态氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5;能量最高能层为第3能层,第3能层上的原子轨道数为9;现代化学中,常用光谱分析来鉴定元素,这与原子的核外电子发生跃迁有关,故答案为9;核外电子发生跃迁;
(2)NaF和NaCl属于离子晶体,氟离子半径比氯离子半径小,NaF中的离子键键能比NaCl高,故熔、沸点更高;SiF4和SiCl4是分子晶体,SiF4的相对分子质量小于SiCl4,使得SiF4的分子间作用力小于SiCl4,故熔、沸点更低,故答案为NaF中的离子键键能高于NaCl,故熔、沸点更高,SiF4的分子间作用力小于SiCl4;故熔;沸点更低;
(3)HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键,导致HF在水溶液中不易电离,因此HF是弱酸,故答案为HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键;导致HF在水溶液中不易电离;
(4)光气()中含有的共价键有C-Clσ键、C=O中含有σ键和π键,C原子上连接有3个原子,没有孤电子对,杂化方式为sp2,分子的空间构型为平面三角形,故答案为σ键、π键;sp2杂化;平面三角形;
(5)①Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构,两个Cl原子有相邻和相对两种位置,水是极性分子,一种为淡黄色,在水中的溶解度小,则为非极性分子,NH3和Cl分别对称分布在四边形的4个角上,正负电荷重心重合,故淡黄色的为另一种为棕黄色,在水中的溶解度较大,则为极性分子,NH3和Cl在四边形的4个角上的分布是不对称的,即正负电荷重心不重合,故棕黄色的是故答案为甲;甲是极性分子,乙是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子甲更易溶于水;
②根据图示,Pt晶体的晶胞的堆积方式为面心立方,M周围12个原子到M的距离相等且最小,M原子的配位数为12,设Pt原子的原子半径为xcm,则晶胞的边长2xcm,1个晶胞中含有Pt原子数=8×+6×=4,1mol晶胞的质量为4×195g,1mol晶胞的体积为NA(2x)3cm3,则=ρg·cm3,解得x=cm=××1010pm,故答案为面心立方;12;××1010。
点睛:本题考查了物质结构与性质,涉及核外电子排布的规律、晶胞的计算等。本题的难点是晶胞的计算,要清楚面心立方中原子半径与晶胞边长的关系,这是解答的关键。【解析】9核外电子发生跃迁NaF中的离子键键能高于NaCl,故熔、沸点更高,SiF4的分子间作用力小于SiCl4,故熔、沸点更低HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键,导致HF在水溶液中不易电离σ键、π键sp2杂化平面三角形甲甲是极性分子,乙是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子甲更易溶于水面心立方1211、略
【分析】【详解】
(1)、碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2;N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,2p轨道半充满的原子能量低,较稳定,O原子核外电子排布式为1s22s22p4;所以非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能;
故答案为1s22s22p2;N原子的2p轨道达到半充满结构;比较稳定;
(2)、从表中电离能数值来看,A、B的第三电离能出现突跃,可见它们是第ⅡA族元素,因A、B均为短周期元素,且B的第一、二电离能均比A的小,故B是镁。镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2;
故答案为1s22s22p63s2;
(3);甲、乙、丙、丁为第三周期元素;甲元素的第一电离能远远小于第二电离能,说明甲元素最外层有1个电子,失去1个电子时达到稳定结构,所以甲为Na元素;乙元素的第二电离能远远小于第三电离能,则乙元素最外层有2个电子,失去两个电子后达到稳定结构,所以乙为Mg元素;丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大,说明丙元素最外层大于3个电子,丙、丁一定为非金属元素。甲为Na元素,乙为Mg元素,故甲的金属性比乙强,A项正确;乙为Mg元素,化合价为+2价,B项错误;丙、丁一定为非金属元素,C、D项错误;
故选A;
(4)、Mn的原子序数为25,失去2个电子变为Mn2+,则Mn2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),故其价电子排布式为3d5;由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少,故气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难;
故答案为3d5;Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。【解析】①.1s22s22p2②.N原子的2p轨道达到半充满结构,比较稳定③.1s22s22p63s2④.A⑤.3d5⑥.由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少12、略
【分析】【详解】
(1)Co为27号元素,依据电子排布的原则,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2。元素Mn为金属,O为非金属,第一电离能较大的是O;Mn和O的基态原子核外未成对电子数分别为3、2,则基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。答案为:[Ar]3d74s2;O;Mn;
(2)CO2分子中,C原子只与两个氧原子形成共价键,且最外层无孤对电子,CH3OH分子中C原子与4个原子形成共价键,所以二者的杂化形式分别为sp和sp3。答案为:sp;sp3;
(3)CO2、H2、CH3OH、H2O四种分子中,CH3OH、H2O都能形成分子间的氢键,H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大、范德华力较大,所以沸点从高到低的顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2,答案为:H2O>CH3OH>CO2>H2;H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大;范德华力较大;
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在Mn2+与NO3-间的离子键和NO3-内的π键。答案为:离子键和π键。
【点睛】
注意分子间的范德华力比氢键小得多,比较沸点时,还需从氢键的数目和键长寻找突破。【解析】①.[Ar]3d74s2②.O③.Mn④.sp;sp3⑤.H2O>CH3OH>CO2>H2⑥.H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多⑦.CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大⑧.离子键和π键13、略
【分析】【分析】
I.由信息可知,溶于水后加氨水发生Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,再加入乙醇溶剂,将析出深蓝色的晶体为Cu(NH3)4SO4•H2O。
II.(1)根据配合物K3[Fe(CN)6结构分析;含有空轨道的金属阳离子为中心离子,有孤对电子的原子或离子为配体,配位数就是配体的个数;
(2)根据结构式可知,N原子价电子对数为3、4,所以杂化方式为sp2、sp3;N;O提供孤电子对;
(3)同周期,从左到右,第一电离能增大,As的价电子排布式为:4s24p3;p轨道半充满状态,较稳定,第一电离能最大,据此判断第一电离能大小;
(4)分子结构中非羟基氧原子数比多或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移;据此判断酸性强弱。
【详解】
I.(1)溶液中呈天蓝色微粒的化学式是[Cu(NH3)4]2+,故答案为:[Cu(NH3)4]2+;
(2)加入乙醇的作用是降低溶剂的极性,减小Cu(NH3)4SO4⋅H2O的溶解度,故答案为:降低溶剂的极性,减小Cu(NH3)4SO4⋅H2O的溶解度;
(3)蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
故答案为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(4)Cu(NH3)4SO4⋅H2O中Cu2+与NH3之间的化学键由Cu2+提供空轨道;N原子提供电子对,为配位键(或共价健);配体分子为氨气,空间构型为三角锥形,故答案为:配位键(或共价健);三角锥形。
II.(1)根据配合物K3[Fe(CN)6结构分析,含有空轨道的金属阳离子为中心离子,所以中心离子为Fe3+、有孤对电子的原子或离子为配体,所以配体为CN−、配位数就是配体的个数,所以配位数为6,故答案为:Fe3+;CN−;6;
(2)①价电子对数=键+孤电子对数,根据结构式可知,N原子的价电子对数为:3、4,其杂化方式为sp2、sp3,故答案为:sp2;sp3;
②N、O提供孤电子对,所以故答案为:
(3)同周期,从左到右,第一电离能增大,As的价电子排布式为:4s24p3;p轨道半充满状态,较稳定,第一电离能最大,则第一电离能为:As>Se>Ge,故答案为:As>Se>Ge;
(4)分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强,故答案为:分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强.或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强。
【点睛】
配位键是指由提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的一种特殊的共价键,可表示为:A→B,箭头指向接受孤电子对的原子;通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,一般配合物由内界和外界两部分组成,内界是配合物中心原子或离子和一定数目的配位体,是配合物的特征部分,外界是内界以外的其他离子,比如:【解析】①.[Cu(H2O)4]2+②.降低溶剂的极性,减小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度③.Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-④.配位键(或共价健)⑤.三角锥形⑥.Fe3+⑦.CN—⑧.6⑨.⑩.⑪.⑫.As>Se>Ge⑬.分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强.或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强14、略
【分析】【分析】
(1)根据铜的原子序数为29;结合能量最低原理书写基态原子的电子排布式,根据电负性的变化规律比较电负性大小;
(2)根据判断SO2分子含有的σ键以及孤电子对数判断空间构型;
(3)根据价层电子对数判断乙二胺分子中氮原子的杂化类型;根据是否含有氢键分析二者熔沸点高低不同的原因;
(4)根据成键原子的特点判断化学键类型。
【详解】
(1)铜的原子序数为29,根据能量最低原理其态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强,同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱,可知电负性强弱顺序为O>N>H;
(2)SO2分子中含有2个σ键,孤电子对数==1;所以分子为V形;
(3)乙二胺分子中氮原子形成4个σ键,价层电子对数为4,氮原子为sp3杂化;乙二胺分子间可以形成氢键,物质的熔沸点较高,而三甲胺分子间不能形成氢键,熔沸点较低;
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键中N与Cu之间为配位键,C-C键为非极性键,C-N、N-H、C-H键为极性键,不含离子键,故答案为:ABD;【解析】①.1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1②.O>N>H③.V形④.sp3杂化⑤.乙二胺分子间能形成氢键而三甲胺分子之间不能形成氢键⑥.ABD15、略
【分析】【分析】
(1)四种元素中H原子半径最小;C;N、O三种元素位于同一周期,同周期元素从左到右,原子半径依次减小;
(2)由结构简式可知;丙氨酸分子不对称,是极性分子;丙氨酸分子分子中有2个C―C非极性共价键;
(3)氮原子核外2P轨道上有3个未成对电子;在1S;2S、2P三种轨道上有3种不同能量的电子;
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等可知,与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有N2H4;N2H4与足量盐酸反应生成N2H6Cl2。
【详解】
(1)四种元素中H原子半径最小;C;N、O三种元素位于同一周期,同周期元素从左到右,原子半径依次减小,则原子半径由小到大的顺序为H<O<N<C,故答案为:H<O<N<C;
(2)由结构简式可知;丙氨酸分子不对称,是极性分子;丙氨酸分子分子中有2个C―C非极性共价键,故答案为:极性;2;
(3)氮原子核外2P轨道上有3个未成对电子;在1S;2S、2P三种轨道上有3种不同能量的电子;故答案为:3;3;
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等可知,与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有N2H4;N2H4与足量盐酸反应生成N2H6Cl2,反应的化学方程式为N2H4+2HCl=N2H6Cl2,故答案为:N2H4;N2H4+2HCl=N2H6Cl2。【解析】①.H<O<N<C②.极性③.2④.3⑤.3⑥.N2H4⑦.N2H4+2HCl=N2H6Cl216、略
【分析】【分析】
原子核外有3个电子层、最外层电子数为3,主族元素中原子核外电子层数与其周期数相等、其最外层电子数与其族序数相等,据此判断在周期表中的位置;其3s、3p能级上的电子为其价电子;图1中负离子的中心原子价层电子对个数根据价层电子对互斥理论判断该离子空间构型;
分子晶体熔沸点较低;原子晶体熔沸点较高;
该正离子中N原子价层电子对个数是3且不含孤电子对;根据价层电子对互斥理论判断N原子的杂化方式;环上C原子价层电子对个数是3;乙基中两个C原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子的杂化方式;
氮原子上连H原子形成分子间氢键;
同一周期元素;其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但是第IIA族;第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
该晶体堆积方式为六方最密堆积,该六棱柱中N原子个数根据化学式知Al原子个数为6,六棱柱体积氮化铝密度
【详解】
原子核外有3个电子层、最外层电子数为3,主族元素中原子核外电子层数与其周期数相等、其最外层电子数与其族序数相等,据此判断在周期表中的位置为第三周期第IIIA族;其3s、3p能级上的电子为其价电子,其价电子排布式为图1中负离子的中心原子价层电子对个数根据价层电子对互斥理论判断该离子空间构型为正四面体形;
分子晶体熔沸点较低;原子晶体熔沸点较高;氯化铝为分子晶体、氮化铝为原子晶体,所以二者熔沸点相差较大;
该正离子中N原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断N原子的杂化方式为环上C原子价层电子对个数是3、乙基中两个C原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子的杂化方式,前者为杂化、后者为杂化;
氮原子上连H原子形成分子间氢键,防止离子间形成氢键而聚沉或氮原子上连H原子形成分子间氢键,该离子不易以单体形式存在所以与N原子相连的不能被氢原子替换;
同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但是第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,其第一电离能顺序为因为随着核电荷数增加,同周期主族元素的第一电离能逐渐变大,但Mg的3p轨道电子排布为全空结构,能量比Al的更低;所以第一电离能大;
该晶体堆积方式为六方最密堆积,该六棱柱中N原子个数根据化学式知Al原子个数为6,六棱柱体积氮化铝密度
【点睛】
对于六方最密堆积的晶胞来讲,处于六棱柱顶角上的原子是6个晶胞共用的,常见的立方堆积是8个晶胞共用,这其实是因为六边形密铺时每个点被3个六边形共用而正方形密铺时每个点被4个正方形共用对于处于六棱柱面心的原子、体心的原子,其共享方式与立方堆积无异。【解析】第三周期第IIIA族正四面体形氯化铝为分子晶体、氮化铝为原子晶体氮原子上连H原子形成分子间氢键,防止离子间形成氢键而聚沉或氮原子上连H原子形成分子间氢键,该离子不易以单体形式存在六方最密堆积三、计算题(共6题,共12分)17、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】232:3MgB218、略
【分析】【详解】
题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。六棱柱底部正六边形的面积=6×a2cm2,六棱柱的体积=6×a2ccm3,该晶胞中Zn原子个数为12×+2×+3=6,已知Zn的相对原子质量为65,阿伏伽德罗常数的值为NA,则Zn的密度ρ==g·cm-3。【解析】六方最密堆积(A3型)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】
从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个距离最近的Na+中心间的距离,利用“均摊法”计算小立方体中Na+、Cl-的数目,进而计算小立方体的质量,根据公式密度计算出小立方体的边长;进而计算两个距离最近的钠离子中心间的距离。
【详解】
从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个Na+中心间的距离。由此不难想象出小立方体顶点上的每个离子均为8个小立方体所共有。因此小立方体含Na+:4×1/8=1/2,含Cl-:4×1/8=1/2,即每个小立方体含有1/2个(Na+-Cl-)离子对;
每个小立方体的质量
解得:a≈2.81×10-8cm,两个距离最近的Na+中心间的距离d=a≈4.0×10-8cm;
故答案为两个距离最近的Na+中心间的距离为4.0×10-8cm。【解析】两个距离最近的Na+中心间的距离d=a=4.0×10-8cm。22、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、元素或物质推断题(共5题,共15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
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