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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年中图版选修3化学下册月考试卷209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6题,共12分)1、下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述,其中叙述正确的是A.核外电子是分层运动的B.所有电子在同一区域里运动C.能量高的电子在离核近的区域运动D.同一能层的电子能量相同2、如图为周期表的一小部分;A;B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍,它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是()
。
A
D
B
E
C
A.E三种元素的第一电离能逐渐减小B.电负性:E>CC.E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大D.气态氢化物的稳定性顺序:D>B>E3、下列分子中,中心原子是sp杂化的是A.BeCl2B.H2OC.CH4D.BF34、类推法在化学学习过程中广泛使用,如下四项推测,其中正确的是A.CO2是熔点、沸点低的分子晶体,SiO2也是熔点、沸点低的分子晶体B.卤素单质的沸点:F22
22,氢化物的沸点:HFC.CO2中的C采用sp杂化轨道成键,CS2中的C也是采用sp杂化轨道成键D.CH4的空间结构为正四面体,键角为109°28′,P4的空间结构也为正四面体,键角为109°28′5、下列说法中错误的是()A.离子晶体在熔化状态下能导电B.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子C.原子晶体中一定有非极性共价键D.分子晶体中不一定含有共价键6、下列说法正确的是A.石英和硫磺晶体熔化时克服相同类型的微粒间作用力B.发生物理变化时物质中的化学键也可能被破坏C.MgF2中的两种离子核外排布相差一个电子层D.有化学键破坏一定发生化学变化评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)7、下列关于粒子结构的描述不正确的是A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子,且H2S分子的键角较大B.HS﹣和HCl均是含一个极性键的18电子微粒C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子D.1molD216O中含中子、质子、电子各10NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)8、四硼酸钠的阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示。下列说法不正确的是()
A.阴离子中三种元素的第一电离能:O>B>HB.在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有sp2和sp3C.配位键存在于4、5原子之间和4、6原子之间D.m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)49、水杨酸()是护肤品新宠儿。下列有关水杨酸的说法正确的是()A.水杨酸最多可与发生加成反应B.与对甲氧基苯甲酸互为同系物C.存在分子内氢键,使其在水中的溶解度减小D.分子中的碳原子均采用杂化10、工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO+4H2CH3CH2OH+H2O;以CO、O2、NH3为原料,可合成尿素[CO(NH2)2]。下列叙述错误的是A.H2O分子VSEPR模型为V形B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子的杂化形式为sp3C.在上述涉及的4种物质中,沸点从低到高的顺序为H2<H2O3CH2OHD.CO(NH2)2分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:111、CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是()
A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大B.和Ca2+距离相同且最近的C22-构成的多面体是正八面体C.和Ca2+距离相同且最近的Ca2+有12个D.如图的结构中共含有4个Ca2+和4个C22-12、近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子,小球为钠原子),关于这三种晶胞的说法正确的是()
A.晶胞Ⅰ中钠原子的配位数为12B.晶胞Ⅱ中含有6个钠原子C.晶胞Ⅲ所对应晶体的化学式为Na2ClD.三种晶体均是由NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应所得13、在某晶体中;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的立体构型为如图所示的正八面体形。该晶体可能是。
A.NaCl晶体(x=Na+,y=Cl-)B.CsCl晶体(x=Cs+,y=Cl-)C.CaTiO3晶体(x=Ti4+,y=O2-)D.NiAs晶体(x=Ni,y=As)评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)14、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)
15、(1)写出与N同主族的As的基态原子的核外电子排布式:___________________从原子结构的角度分析B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为_______________
(2)写出Fe2+的核外电子排布式:_____________________
(3)Zn2+的核外电子排布式为___________________16、根据下列5种元素的电离能数据(单位:kJ.mol-1)回答下列小题。
。元素符号。
I1
I2
I3
I4
Q
2080
4000
6100
9400
R
500
4600
6900
9500
S
740
1500
7700
10500
T
580
1800
2700
11600
V
420
3100
4400
5900
1.它们的氯化物的化学式,最可能正确的是______
A.QCl2B.RClC.SCl3D.TCl
2.利用表中的数据判断,V元素最有可能是下列元素中的_____
A.HB.LiC.NaD.K17、(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_____18、按要求填空:
(1)在第二周期中(稀有气体除外);第一电离能最大的元素的原子结构示意图是___,第一电离能最小的元素的电子排布图为___。
(2)以下是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况.试判断;哪些违反了泡利不相容原理,哪些违反了洪特规则。
①②③④⑤⑥
违反泡利不相容原理的有__;违反洪特规则的有___。
(3)用VSEPR模型和杂化轨道理论相关知识填表:
。分子或离子。
中心原子轨道杂化形式。
分子或离子的立体结构。
分子有无极性。
CH2O
________
_______
_____
NH4+
________
_______
_____
CS2
________
_______
_____
19、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________
20、由N;P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途;请回答下列问题:
(1)基态N的原子核外___种运动状态不同的电子,基态P原子核外电子排布式为_____,P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为___。
(2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是__,该分子构型为____。
(3)PCl3是一种无色的液体,遇水容易水解生成两种酸,则方程式__。
(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如图)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点:MgO___NiO(填“>”、“<”或“=”),理由是__。
(5)金刚石晶胞含有__个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=___a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率___(请用r和a表示不要求计算结果)。
评卷人得分四、元素或物质推断题(共5题,共10分)21、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____________。22、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____。23、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________。24、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:____________________。25、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、实验题(共1题,共3分)26、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_____________________________。评卷人得分六、计算题(共2题,共10分)27、(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_______。28、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)参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、A【分析】【详解】
根据多电子的原子,核外电子是分层运动的,不在在同一区域里运动,能量高的电子在离核远的区域里运动,能量低的电子在离核近的区域里运动,在同一能层在,又根据电子能量的高低分成不同的能级,因此同一能层的电子能量不相同。故合理选项是A。2、B【分析】【分析】
B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍;它的最高氧化物中含氧60%,则最高正价为+6,最低价为-2,B为S元素,结合元素在周期表的位置可知,A为O,C为Se,D为P,E为Cl。
【详解】
A.由分析可知;D为P;B为S元素、E为Cl,同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大,第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大,P、S、Cl属于同一周期且其原子序数依次增大,但P属于第VA元素,S属于第ⅥA族,所以第一电离能的大小顺序是Cl>P>S,故A错误;
B.同一周期,从左到右元素电负性递增,同一主族,自上而下元素电负性递减,则电负性:E>C;故B正确;
C.由分析可知;D为P;B为S元素、E为Cl,三种元素形成的简单离子核外电子结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,则D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐减小,故C错误;
D.B为S,D为P,E为Cl,非金属性Cl>S>P,则氢化物的稳定性为HCl>H2S>PH3;故D错误;
正确答案是B。
【点睛】
第一电离能变化规律:同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大,第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大。3、A【分析】【分析】
根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式;如果价层电子对数为2,则中心原子以sp杂化轨道成键。
【详解】
A项;氯化铍分子中铍原子的价层电子对数是2;则中心原子以sp杂化轨道成键,故A正确;
B项、水分子中氧原子的价层电子对数是4,则中心原子以sp3杂化轨道成键;故B错误;
C项、甲烷分子中碳原子的价层电子对数是4,则中心原子以sp3杂化轨道成键;故C错误;
D项、三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数是3,则中心原子以sp2杂化轨道成键;故D错误;
故选A。
【点睛】
本题考查杂化类型的判断,注意掌握依据价层电子对数确定中心原子的杂化轨道类型的方法是解答关键。4、C【分析】【详解】
A.SiO2为原子晶体;熔沸点高,故A错误;
B.HF分子之间除了范德华力还有氢键,故熔沸点最高,HI、HCl、HBr不含氢键,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,故氢化物沸点:HF>HI>HBr>HCl;故B错误;
C.CO2中的C采用sp杂化轨道成键,CS2中的C也是采用sp杂化轨道成键;正确;
D.、P4为正四面体结构;两个P-P间的键角是60°,与甲烷中碳氢键的键角不同,故D错误;
【点睛】
涉及键角、杂化理论的应用以及熔沸点比较等问题,侧重于学生的分析能力和对基础知识的应用能力的考查,注意把握杂化理论的应用以及晶体熔点的比较方法.5、C【分析】【详解】
A.离子晶体在熔化时会发生电离;存在自由移动的离子,能够导电,故A正确;
B.晶体只要有阴离子就一定有阳离子;但含有阳离子的不一定有阴离子,如金属晶体,故B正确;
C.原子晶体中不一定含有非极性共价键;如二氧化硅,故C错误;
D.分子晶体中可能不含化学键;如稀有气体,故D正确;
故选C。
【点睛】
本题的易错点为B,要注意晶体中只要有阴离子就一定有阳离子,为离子晶体,但有阳离子的不一定有阴离子,金属晶体的构成微粒为金属阳离子和自由电子。6、B【分析】【分析】
【详解】
A.石英是原子晶体故熔化时克服的是共价键;而硫磺晶体是分子晶体熔化时克服分子间作用力,故二者克服不同类型的微粒间作用力,A错误;
B.发生物理变化时物质中的化学键也可能被破坏;例如NaCl的电离有离子键的断裂,但并无新物质生成,属于物理变化,B正确;
C.MgF2中的Mg2+、F-的离子均为10个电子;则离子核外电子排布相同,C错误;
D.由B项解释即可得出有化学键破坏不一定发生化学变化;D错误;
故答案为:B。二、多选题(共7题,共14分)7、AC【分析】【详解】
A、H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子,NH3的键角约为107°,而H2S的键角比H2O的小(104.5°),接近90°,故H2S分子的键角较小;A错误;
B、HS﹣和HCl均是含一个极性键的18电子微粒;B正确;
C、CH2Cl2和CCl4均是四面体构型;前者是极性分子,后者是非极性分子,C错误;
D、1个D216O分子含10个质子,10个中子,10个电子,则1molD216O中含中子、质子、电子各10mol,即10NA;D正确;
故选AC。8、AC【分析】【分析】
由图示可以看出该结构可以表示为[H4B4O9]m−,其中B为+3价,O为−2价,H为+1价,根据化合价判断m值求解Xm−的化学式;根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,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),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,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;阴离子中含配位键,不含离子键,以此来解答。
【详解】
A.H电子轨道排布式为1s1;处于半充满状态,比较稳定,第一电离能为O>H>B,故A错误;
B.2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;故B正确;
C.2号B形成3个键;4号B形成4个键,其中1个键就是配位键,所以配位键存在4;5原子之间或4、6原子之间,故C错误;
D.观察模型,可知Xm−是[H4B4O9]m−,依据化合价H为+1,B为+3,O为−2,可得m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)4;故D正确;
故答案选AC。9、CD【分析】【详解】
A.水杨酸中只有苯环能够与氢气发生加成反应,则1mol水杨酸最多能与3molH2发生加成反应;故A错误;
B.水杨酸与对甲氧基苯甲酸(含有-OCH3)含有的官能团不同;不是同系物,故B错误;
C.分子间氢键会导致物质的溶解度减小;水杨酸分子中的羟基和羧基间存在分子内氢键,使其在水中的溶解度减小,故C正确;
D.苯环是平面结构,苯环上的C原子采用杂化,羧基中的碳原子的价层电子对数=3,没有孤对电子,也采用杂化;故D正确;
故选CD。10、AC【分析】【详解】
A.水分子中价层电子对数为2+=4;所以VSEPR模型为正四面体结构,A错误;
B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子形成了4个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,所以C原子的杂化形式为sp3杂化;B正确;
C.四种物质都是由分子构成的分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,在室温下H2和CO是气体,H2O和CH3CH2OH是液体,气体的沸点小于液体物质的沸点,分子间作用力H222O和CH3CH2OH分子之间都存在分子间作用力,而且分子间还存在氢键,由于氢键:H2O>CH3CH2OH,所以物质的沸点CH3CH2OH2O,故四种物质的沸点从低到高的顺序为H23CH2OH2O;C错误;
D.CO(NH2)2分子中含有的σ键数目为7个;含有π键的数目是1个,所以分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:1,D正确;
故答案选AC。11、BC【分析】【分析】
离子晶体:阴阳离子通过离子键结合形成的晶体,离子键作用力强,所以离子晶体硬度高,具有较高的熔沸点;该晶胞不是正方体构成的,观察体心处Ca2+,与它距离相同且最近的C22-位于面心,距离相同且最近的Ca2+位于棱上;它们共平面;
晶胞中粒子数目用均摊法确定:每个顶点的原子被8个晶胞共有;每条棱的原子被4个晶胞共有,每个面的原子被2个晶胞共有。
【详解】
A.据CaC2晶体结构可知其属于离子晶体;所以熔点较高;硬度较大,故A正确;
B.由于晶胞沿一个方向拉长,故晶胞的一个平面的长与宽不相等,和Ca2+距离相同且最近的C22-有4个均位于面心;且在同一平面上,故B错误;
C.晶胞的一个平面的长与宽不相等,与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应为4个均位于棱上;故C错误。
D.图示结构中N(Ca2+)=12×+1=4,N(C22-)=8×+6×=4;故D正确;
答案选BC。
【点睛】
本题考查晶胞的分析,特别注意晶胞沿一个方向拉长的特点,为解答该题的关键,易错点为C选项。12、AC【分析】【分析】
根据原子分摊可知,晶胞I中:晶胞中Na原子数目=1+8×=2、Cl原子数目=12×=6,化学式为NaCl3;晶胞II中Na原子数目=2+4×=3、Cl原子数目=8×=1,化学式为Na3Cl;晶胞III中Na原子数目=2+4×+2×=4、Cl原子数目=8×=2,化学式为Na2Cl,根据反应条件(NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体)和原子守恒可知,晶胞I所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应的产物;晶胞II;III所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应的产物,据此分析解答。
【详解】
A.由图可知;晶胞中12个Cl原子位于面上,所以体心Na原子周围有12个Cl,即钠原子的配位数为12,故A正确;
B.Na有2个位于体内,4个位于棱心,棱心被4个晶胞共用,钠原子个数为2+4×=3;即晶胞Ⅱ中含有3个钠原子,故B错误;
C.晶胞III中Na原子数目=2+4×+2×=4、Cl原子数目=8×=2,化学式为Na2Cl;故C正确;
D.晶胞I、II、Ⅲ所对应晶体的化学式分别为NaCl3、Na3Cl、Na2Cl,根据原子守恒可知,晶胞I所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应的产物;晶胞II;III所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应的产物,故D错误;
答案选AC。13、AC【分析】【分析】
根据图片知;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的空间构型为正八面体形,所以x的配位数是6,只要晶体中配位数是6的就符合该图,如果配位数不是6的就不符合该图,据此分析解答。
【详解】
A.氯化钠晶体中的离子配位数是6;所以符合该图,故A正确;
B.氯化铯晶体中的离子配位数是8;所以不符合该图,故B错误;
C.CaTiO3晶体中的离子配位数是6所以符合该图;故C正确;
D.NiAs晶体中的离子配位数是4;所以不符合该图,故B错误;
故答案选AC。三、填空题(共7题,共14分)14、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+1:2adbc85NAρd3×10-2215、略
【分析】【详解】
(1)N元素属于第VA族元素,则As是第VA族元素,其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子,As是33号元素,其原子核外有33个电子,根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3;
同一周期元素中;元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素,所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>B;
(2)铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去最外层2个电子变为Fe2+,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;
(3)Zn是30号元素,处于第四周期第IIB族,失去4s能级2轨道电子形成Zn2+,基态Zn2+核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
【点睛】
同一周期元素,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族元素第一电离能大于其相邻元素。【解析】①.1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3②.N>O>B③.1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6④.1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d1016、B:D【分析】【分析】
根据元素电离能知;Q元素第一电离能到第四电离能之间相差不大,且其第一电离能较大,所以Q是稀有气体元素;
R第一电离能和第二电离能相差较大;则R为第IA族元素;
S元素第二电离能和第三电离能相差较大;则S为第IIA族元素;
T元素第三电离能和第四电离能相差较大;则T元素为第IIIA族元素;
V元素的第一电离能和第二电离能相差较大;V为第IA族元素,由此分析解答。
【详解】
1.A.稀有气体元素;不易形成化合物,A错误;
B.R为第IA族元素;在氯化物中的化合价是+1,B正确;
C.S为第IIA族元素;在氯化物中的化合价是+2,C错误;
D.T为第IIIA族元素;在氯化物中的化合价是+3价,D错误;
故答案为:B;
2.由上分析可知:R和V为第IA族元素,且R的第一电离能大于V的第一电离能,都有第四电离能,核外电子数应该都超过4个,同一主族,从上到下,第一电离能逐渐减小,故V在Na和K中最有可能是K,D符合,故答案为:D。17、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18、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)同周期元素第一电离能呈增大趋势,在第二周期中(稀有气体除外),第一电离能最大的元素是F,其原子结构示意图为第一电离能最小的元素是Li,其电子排布图为
故答案为:
(2)泡利不相容原理指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子;每一轨道中只能容纳自旋相反的两个电子,违背此原理的有①;洪特规则是在等价轨道(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,②④⑤违背了洪特规则;
故答案为:①;②④⑤;
(3)CH2O中心碳原子的价层电子对数=碳原子采用sp2杂化,无孤电子对,分子为平面三角形结构,因正负电荷重心不能重合,故为极性分子;NH4+中心氮原子的价电子对数=碳原子采用sp3杂化,无孤电子对,分子为正四面体形,因正负电荷重心重合,故为非极性分子;CS2中心碳原子的价层电子对数=碳原子采用sp杂化,分子为直线形,因正负电荷重心重合,故为非极性分子;
故答案为:sp2;平面三角形;有;sp3;正四面体形;无;sp;直线形;无;
【点睛】
价层电子对数与价键形式和分子构型的关系:
当n=2时;叁键,空间构型是直线型。
当n=3时;双键,空间构型平面正三角型。
当n=4时,单键,空间构型为正四面体(三角锥型,V型)【解析】①②④⑤sp2平面三角形有sp3正四面体形无sp直线形无19、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>PBC1220、略
【分析】【详解】
(1)基态N的原子核外有7个电子,每个电子的能量不同,不运动状态也不同。故有7种运动状态不同的电子。基态P原子为15号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;P;S、Cl为同周期元素;同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,P元素原子3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:Cl>P>S。
答案为:7;1s22s22p63s23p3;Cl>P>S;
(2)根据价电子理论,PCl3分子中的中心原子的价电子对数=杂化轨道类型是sp3杂化;该分子4个原子构成,空间构型为三角锥形。
答案为:sp3;三角锥形;
(3)PCl3遇水容易水解生成亚磷酸和盐酸,方程式PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl。
答案为:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl;
(4)Mg2+半径比Ni2+小;MgO晶格能比NiO大,晶格能越大,熔沸点越高。
答案为:>;Mg2+半径比Ni2+小;MgO晶格能比NiO大;
(5)金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4,然后依据晶胞计算确定在晶体中碳原子数目,碳原子数目为n=8×1/8+6×1/2+4=8;根据硬球接触模型可以确定,正方体对角线的就是C-C键的键长,体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴,晶胞正方体对角线长度=因此有所以r=碳原子在晶胞中的空间占有率=
答案为【解析】71s22s22p63s23p3Cl>P>Ssp3三角锥形PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl>Mg2+半径比Ni2+小,MgO晶格能比NiO大8四、元素或物质推断题(共5题,共10分)21、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+3H2O22、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23、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;
(3)H2O可形成分子间氢键,沸点最高;H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力大,沸点比H2S高,三者的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一种氧化物与元素N的一种氧化物互为等电子体,CO2和N2O互为等电子体,所以元素C的这种氧化物CO2的结构式是O=C=O;
(5)铜是29号元素,其原子核外有29个电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,价电子排布式为3d104s1。【解析】sp25NA三角锥形H2O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,所以键角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s124、略
【分析】【详解】
(1)根据元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的铜元素;为过渡元素,属于ds区元素,故答案:ds;
(2)根据元素周期表可知:③为碳元素,⑧为氯元素,两者形成的一种常见溶剂为CCl4;其分子空间构型为正四面体结构,故答案:正四面体结构;
(3)根据元素周期表可知:元素①为氢元素,⑥为磷元素,两者形成的最简单分子为PH3;分子中正负电荷中心不重合,属于极
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