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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2025年粤教版选修3化学下册阶段测试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9题,共18分)1、4p能级只填充一半电子的原子,其原子序数是()A.15B.33C.35D.512、下列有关化学用语正确的是()A.某元素原子的轨道排布式B.H2O电子式为C.Ca2+离子基态电子排布式为1s22s22p63s23p64s2D.钾原子的原子结构示意图为3、下列说法中,正确的是A.元素周期表中,氟的电负性最大,锂的电负性最小B.所有元素中,氟的第一电离能最大C.主族元素的最高正价一定等于族序数D.金属元素的电负性一般小于1.84、下列关于价电子构型为4s24p4的基态原子描述正确的是A.它的元素名称为锡B.它的核外电子排布式为[Ar]4s24p4C.它的第一电离能小于AsD.其外围电子排布图为5、下列说法不正确的是A.化学反应的实质是旧键的断裂,新键的生成B.CH4、CF4、CCl4、CBr4熔、沸点逐渐升高,原因是分子间作用力逐渐增大C.NH3和H2O分子间都可以形成氢键D.NH4H是离子化合物,其含有离子键、极性键、非极性键6、下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是()A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B.H2O>NH3>HF>CH4C.MgO>氯化钾>碘化钾D.金刚石>生铁>纯铁7、下列有关晶体的叙述中,错误的是A.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有6个B.金属晶体中,以“ABCABCABC”形式的堆积称为面心立方堆积C.干冰晶体中,每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12个D.金刚石网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子8、金属原子在二维平面里放置有如图所示的两种方式;下列说法正确的是。
A.图1为非密置层,配位数为6B.图2为密置层,配位数为4C.图1在三维空间里堆积可得A3型和A1型两种堆积模型D.图2在三维空间里堆积可得A3型堆积模型9、下列有关晶体结构的说法不正确的是()A.图1,在金刚石晶体中,最小的碳环上有6个碳原子B.图2,在NaCl晶体中,与Na+距离最近且相等的Cl-形成正八面体C.图3,在CaF2晶体中,Ca2+的配位数8D.图4所示的金属晶体的堆积模型为面心立方最密堆积,其空间利用率为74%评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)10、(1)基态碳原子的核外电子排布式为______。
(2)基态铬原子外围电子轨道表示式为___。
(3)卤族元素F、Cl的电负性由小到大的顺序是______。
(4)比较晶格能:MgO___MgS(用“>”;“<”)
(5)CO分子内σ键与π键个数之比为________。
(6)比较第一电离能:Mg___Al(用“>”;“<”)
(7)乙炔是________(填“非极性”或“极性”)分子。
(8)丙烯(CH3CH=CH2)分子中碳原子的杂化方式为________和________。
(9)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。11、写出下列元素基态原子的电子排布式:
(1)Ca________
(2)Kr________
(3)Co________
(4)Ge________12、黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶系的晶体结构(图A),晶胞参数a=3.310A,b=4.380A;c=10.500A。黑磷烯是二维的单层黑磷(图B),黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3。与石墨烯相比,黑磷烯具有半导体性质,更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样,图A中编号为①的P原子的晶胞内坐标为(0.50,0.090,0.598)。请回答下列问题:
(1)写出P原子的价电子排布:___。
(2)P和F的电负性大小顺序是X(P)___X(F)。(填“<”“=”或“>”)P和F形成的分子PF3和PF5,它们的几何构型分别为__、__。
(3)①黑磷中P原子杂化类型是__。黑磷中不存在__(选填字母序号)。
A.共价键B.σ键C.π键D.范德华力。
②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为__,原因是__。
(4)图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为__,黑磷的晶胞中含有__个P原子。13、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)。14、亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6])又称黄血盐,用于检验Fe3+,也用作实验的防结剂。检验三价铁发生的反应为:K4[Fe(CN)6]+FeCl3=KFe[Fe(CN)6]↓(滕氏蓝)+3KCl;回答问题:
(1)Fe3+的核外电子排布式_________;
(2)与CN-互为等电子体的分子是______,K4[Fe(CN)6]中的作用力除离子键和共价键外,还有_______。含有12molσ键的K4[Fe(CN)6]的物质的量为_______mol。
(3)黄血盐中C原子的杂化方式为______;C、N、O的第一电离能由大到小的排序为________;
(4)Fe;Na、K的晶体结构如图所示。
①钠的熔点比钾更高,原因是__________;
②Fe原子半径是rcm,阿伏加德罗常数为NA,铁的相对原子质量为a,则铁单质的密度是_____g/cm3。15、请回答下列问题:
(1)某元素X基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其价电子排布图为___,其原子核外有___种不同运动状态的电子;其最低价氢化物电子式为___,中心原子采用___杂化,分子立体构型为___。
(2)某元素Y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,其元素名称为___,Y+的外围电子排布式为___,该元素固体单质常常采用___堆积方式,配位数为___,空间利用率为___。评卷人得分三、有机推断题(共9题,共18分)16、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________。17、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:_________________。18、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)____________________。19、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。20、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________。21、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:____________。22、短周期元素W;X、Y和Z的原子序数依次增大。金属元素W是制备一种高效电池的重要材料;X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
(1)W元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、_______种不同能量的电子。
(2)元素Z与元素X形成共价化合物XZ2是________(选填“极性”或“非极性”)分子,其电子式为________________。
(3)Y原子的最外层电子排布式为________________,Y元素最高价氧化物对应的水化物的电离方程式为________________________________________________。
(4)两种非金属元素中,非金属性较强的元素是_______(写元素符号),试写出一个能说明这一事实的化学方程式______________________________。23、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)24、原子序数依次增大的X;Y、Z、Q、E五种元素中;X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,E元素原子序数为29。
用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)Y在周期表中的位置为__________________。
(2)已知YZ2+与XO2互为等电子体,则1molYZ2+中含有π键数目为___________。
(3)X、Z与氢元素可形成化合物XH2Z,XH2Z分子中X的杂化方式为_________________。
(4)E原子的核外电子排布式为__________;E有可变价态,它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示,该价态的化学式为____________。
(5)氧元素和钠元素能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示(立方体晶胞),晶体的密度为ρg··cm-3,列式计算晶胞的边长为a=______________cm(要求列代数式)。评卷人得分四、工业流程题(共1题,共10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、原理综合题(共3题,共12分)26、钴的化合物在工业生产;生命科技等行业有重要应用。
(1)Co的价电子排布式为__,的I4(Co)__的I4(Fe)(填>、<或者=),原因是__。
(2)Fe、Co均能与CO形成配合物,如Fe(CO)5、Co2(CO)8的结构如图1、图2所示,图1中0.1molFe(CO)5含有配位键__个,写出2个与CO互为等电子体微粒__,图2中的σ键和π键个数之比是__(填元素符号)。
(3)金属钴的堆积方式为六方最密堆积,其配位数是__;该晶胞的边长为xnm,高为ynm,该晶胞的密度为__g·cm-3。(NA表示阿伏加德罗常数的值;列出代数式)
27、磷酸氯喹用于治疗对氯喹敏感的恶性疟;间日疟及三日疟。若干位药物研发和临床专家研究发现;该药物在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染。
(1)磷酸氯喹是由多种元素形成的物质,其中氯元素的基态氯原子,电子占据的最高能层符号为_____;磷元素的简单氢化物PH3的中心原子杂化方式是_____,属于_______(填“极性”或“非极性”)分子;其他的四种元素的第一电离能从大到小的顺序为_________。
(2)N与P为同族元素,比较其最高价氧化物的水化物酸性并从结构的角度说明理由:________
(3)H3PO4与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2],此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基态Fe3+的核外电子排布式为___________;做为配体为铁离子提供______。
(4)磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜。磷青铜是含少量锡;磷的铜合金;主要用作耐磨零件和弹性原件,其晶胞结构如图所示:
①其化学式为__________
②铜或铜盐的焰色反应为_____色,金属元素能产生焰色实验的微观原因为______。
③若晶体密度为ρg/cm3,摩尔质量为Mg/mol,NA代表阿伏加德罗常数,则最近的Cu原子核间距为________________pm。28、我国科学家在铁基超导研究方面取得了一系列的重大突破;标志着我国在凝聚态物理领域已经成为一个强国。LiZnAs是研究铁基超导材料的重要前体。
(1)LiZnAs中三种元素的电负性从小到大的顺序为_____。
(2)AsF3分子的空间构型为_____;As原子的杂化轨道类型为_____。
(3)CO分子内因配位键的存在,使C原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合,导致CO有剧毒。1mol[Zn(CN)4]2-离子内含有的共价键的数目为_____;配原子为_____。
(4)镍的氧化物常用作电极材料的基质。纯粹的NiO晶体的结构与NaCl的晶体结构相同,为获得更好的导电能力,将纯粹的NiO晶体在空气中加热,使部分Ni2+被氧化成Ni3+后,每个晶胞内O2-的数目和位置均未发生变化,镍离子的位置虽然没变,但其数目减少,造成晶体内产生阳离子空位(如图所示)。化学式为NiO的某镍氧化物晶体,阳离子的平均配位数为__________,阴离子的平均配位数与纯粹的NiO晶体相比____________(填“增大”“减小”或“不变””,写出能体现镍元素化合价的该晶体的化学式________示例:Fe3O4写作Fe2+Fe23+O4)。
(5)所有的晶体均可看作由某些微粒按一定的方式堆积,另外的某些微粒填充在上述堆积所形成的空隙中。在面心立方紧密堆积的晶胞中存在两种类型的空隙:八面体空隙和四面体空隙(如下左图所示)。在LiZnAs立方晶胞中,Zn以面心立方形式堆积,Li和As分别填充在Zn原子围成的八面体空隙和四面体空隙中,在a=0,0.5和1三个截面上Zn和Li按下图所示分布:请在下图As原子所在的截面上用“Δ”补画出As原子的位置,______________并说明a=__________。
评卷人得分六、计算题(共3题,共21分)29、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______。30、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)31、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9题,共18分)1、B【分析】【分析】
【详解】
4p能级只填充一半电子的原子即电子排布式为[Ar]3d104s24p3;其原子序数是33,故B符合题意。
综上所述,答案为B。2、B【分析】【分析】
【详解】
A.2s轨道的电子的自旋方向不能相同,2s轨道电子排布应该为故A错误;
B.水中存在两个氧氢共用电子对,水的电子式为故B正确;
C.Ca2+离子核外18个电子,最外层达到8电子稳定结构,其基态电子排布式为1s22s22p63s23p6;故C错误;
D.K的核电荷数为19,核外电子数为19,最外层电子数不超过8个,应为1个,正确的原子结构示意图为故D错误;
答案为B。3、D【分析】【详解】
A;元素周期表中;氟的非金属性最强,电负性最大,Cs的金属性最强,电负性最小,A错误;
B;He为稳定结构;且He的原子半径相对于其他稀有气体元素原子的半径是最小的,所以最难失去最外层电子,故He的第一电离能最大,B错误;
C;O和F元素没有最高正价;所以也不等于主族序数,C错误;
D;金属元素的电负性一般小于1.8;D正确。
答案为D。
【点睛】
本题易错点C,误认为主族元素的最高正价一定等于族序数,O和F的非金属性强,很难失去电子或者电子发生偏离,故O、F没有最高正化合价。4、C【分析】【详解】
A.价电子构型为4s24p4的元素是34号元素Se;其名称为硒,故A错误;
B.Se元素的核外有34个电子,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar]3d104s24p4;故B错误;
C.同周期元素第VA族的第一电离能大于第VIA族;所以Se的第一电离能小于As,故C正确;
D.当电子排布在同一能级的不同轨道时;总是优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同,所以4p能级上电子排布图违反洪特规则,故D错误;
故选C。5、D【分析】【详解】
A.化学反应的实质就是旧键的断裂;新键的生成,故A正确;
B.CH4、CF4、CCl4、CBr4均为分子晶体,其熔、沸点受分子间作用力的影响,结构相似的共价物质的分子间作用力与相对分子质量成正比,CH4、CF4、CCl4、CBr4相对分子质量依次增大;故分子间作用力逐渐增大,熔;沸点逐渐升高,故B正确;
C.氢键是指氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y(O、F、N等)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-HY形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,故NH3和H2O分子间都可以形成氢键;故C正确;
D.NH4H是离子化合物;其含有离子键;极性键,但没有非极性键,故D错误;
故答案为:D。6、C【分析】【分析】
【详解】
A.均为原子晶体;共价键的键长越短,熔沸点越高,则熔点为金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅,故A错误;
B.水;氟化氢、氨气中存在分子间氢键;甲烷中不存在分子间氢键,所以甲烷的沸点最低;1mol水能形成2mol氢键,1mol氟化氢能形成1mol氢键;因为氟的电负性比氮的电负性强,氟化氢分子间氢键比氨气分子间氢键强,所以氟化氢的沸点比氨气沸点高,综上即H2O>HF>NH3>CH4,故B错误;
C.均为离子晶体;离子晶体的离子半径越小;电荷数越高,则离子键越强,熔沸点越高,则MgO>氯化钾>碘化钾,故C正确;
D.金刚石为原子晶体;熔沸点最高,合金的熔点比纯金属的熔点低,则熔沸点为金刚石>纯铁>生铁,故D错误;
综上所述,答案为C。7、A【分析】【详解】
A.氯化钠晶体中,在一个晶胞中与Na+距离最近的Na+有3个,通过该Na+有8个晶胞,每个Na+被重复了两次,所以在Na+周围距离相等且最近的Na+共有=12个;A错误;
B.金属晶体中;以“ABCABCABC”形式的堆积称为面心立方最密堆积,B正确;
C.干冰晶体中,每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有=12个;C正确;
D.金刚石网状结构中;每个C原子与相邻的4个C原子形成共价键,这4个C原子形成的是正四面体结构。在由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子,D正确;
故合理选项是A。8、C【分析】金属原子在二维空间里有两种排列方式;一种是密置层排列,一种是非密置层排列,图1为密置层,图2为非密置层,据此可分析解答。
【详解】
A.根据上述分析;图1为密置层,原子的配位数为6,A选项错误;
B.图2为非密置层;非密置层的配位数较密置层小,配位数为4,B选项错误;
C.图1为密置层,密置层在三维空间堆积可得到镁型(A3型)和铜型(A1型)两种堆积模型;C选项正确;
D.图2为非密置层,非密置层在三维空间堆积可得简单立方和钾型(A2型)两种堆积模型;D选项错误;
答案选C。9、D【分析】【分析】
【详解】
A.由结构示意图可知;在金刚石的空间网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个C原子,A选项正确;
B.氯化钠晶体中,距Na+最近的Cl-是6个;即钠离子的配位数是6,6个氯离子形成正八面体结构,B选项正确;
C.在CaF2晶体中,Ca2+位于晶胞的顶点和面心,1个Ca2+周围有8个等距离、最近的F-,即Ca2+的配位数为8;C选项正确;
D.图4所示的金属晶体的堆积模型为六方最密堆积模型;不是面心立方最密堆积,其空间利用率为74%,D选项错误;
答案选D。二、填空题(共6题,共12分)10、略
【分析】【详解】
(1)C位于周期表的第二周期ⅣA,属于p区元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p2;
(2)基态铬原子的外围电子排布式为3d54s1,相应的电子轨道表示式即电子排布图为
(3)周期表中同一主族的元素;从上至下,元素的电负性逐渐减小,因此电负性Cl<F;
(4)由于S2-的半径大于O2-,所以Mg2+和S2-的离子键较弱;所以MgS的晶格能较小;
(5)CO分子内C和O原子之间形成的是三键;三键中包含1个σ键和2个π键,因此比例是1:2;
(6)同周期元素;第一电离能从左至右呈现增大趋势;由于Mg的3s轨道处于全充满的状态,能量更低更稳定,因此其第一电离能大于Al的;
(7)乙炔分子是直线型分子;分子中的正电荷中心和负电荷中心重叠,因此属于非极性分子;
(8)丙烯分子中甲基中的C原子采用sp3的杂化方式,形成碳碳双键的C原子采用sp2的杂化方式;
(9)由晶胞结构可知,Cu原子位于晶胞的面心处,因此一个晶胞中Cu原子的个数为个;Ni原子位于晶胞的顶点上,因此一个晶胞中Ni原子的个数为个;因此晶胞中Cu原子和Ni原子的个数比为3:1。【解析】1s22s22p2Cl<F>1:2>非极性sp3sp23:111、略
【分析】【分析】
书写基态电子排布须遵循能量最低原理;泡利原理和洪特规则。
【详解】
(1).Ca为20号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p64s2;
答案为:1s22s22p63s23p64s2;
Kr为36号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p6;
答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p6;
Co为27号元素,以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2;
答案为:1s22s22p63s23p63d74s2;
Ge为32号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p2;
答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p2。【解析】①.1s22s22p63s23p64s2②.1s22s22p63s23p63d104s24p6③.1s22s22p63s23p63d74s2④.1s22s22p63s23p63d104s24p212、略
【分析】【分析】
根据P最外层5个电子,写出价电子排布图;根据电负性递变规律,以N元素为中间,判断P与F的电负性大小,以VSEPR理论,判断PF3和PF5的空间构型;根据黑磷烯与石墨烯结构相似;P的配位数为3,判断P原子杂化类型和熔点高低;根据题中图示和所给信息,判断P原子的坐标及晶胞中P原子个数。
【详解】
(1)P为15号元素,其核外价电子排布为3s23p3,价电子排布图为:答案为:
(2)同一周期元素,元素的电负性随着原子序数的增大而呈增大,N、F同一周期,电负性x(N)<x(F),同一主族,从上到下,电负性依次减弱,N、P属于同主族,电负性x(N)>x(P),P和F的电负性大小顺序是x(P)<x(F);PF3的价层电子对数3+=4,有一对孤电子对,所以空间构型为三角锥形,PF5的价层电子对数5+=5;无孤电子对,所以空间构型为三角双锥形;答案为<,三角锥,三角双锥。
(3)①黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3,有一对孤电子对,黑磷中P原子杂化类型是sp3,黑鳞中,P与P形成共价键,即有σ键,黑磷烯与石墨烯结构相似,层与层之间有分子间作用力,即范德华力,故不存在π键;答案为sp3;C。
②黑磷相当于石墨;属混合晶体,红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高,所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷;答案为黑磷>红磷>白磷,黑磷相当于石墨,属混合晶体,红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高。
(4)结合图B可知,图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,-0.090,0.402);该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个,第二层含有P原子1+1+1+1=4个,第三层含有P原子1+1=2个,共8个P原子;答案为(0.500,-0.090,0.402),8。【解析】①.②.<③.三角锥④.三角双锥⑤.sp3⑥.C⑦.黑磷>红磷>白磷⑧.黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷⑨.(0.500,-0.090,0.402)⑩.813、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14、略
【分析】【分析】
(1)Fe是26号元素,核外有26个电子,失去3个电子得到Fe3+,根据构造原理写出基态Fe3+的核外电子排布式;
(2)CN-有2个原子,价层电子数为10;K4[Fe(CN)6]是离子化合物,其中含有共价键和配位键,1个中含有6个配位键,CN-中含有C≡N,1个C≡N中含有1个σ键、2个π键,即1个中含有12个σ键;据此计算解答;
(3)CN−中中心原子C的价层电子对数为2,即CN-的VSEPR模型为直线型;采用sp杂化;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,但是第IIA族;第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大;
(4)①金属的金属键越强;熔点越高;
②设晶胞的边长为x,则该晶胞中Fe原子数为:8×1/8+1=2,晶胞密度为:计算密度。
【详解】
(1)Fe原子核外有26个电子,失去3个电子得到Fe3+,基态Fe3+的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d5,故答案为:1s22s22p63s23p63d5;
(2)CN-有2个原子,价层电子数为10,则与CN-互为等电子体的分子为N2;K4[Fe(CN)6]是离子化合物,存在离子键,其中含有共价键和配位键,即化学键为离子键、配位键和共价键;1个中含有6个配位键,CN−中含有C≡N,1个C≡N中含有1个σ键、2个π键,即1个中含有12个σ键,所以含有12molσ键的K4[Fe(CN)6]的物质的量为1mol,故答案为:N2;配位键;1;
(3)CN−中中心原子C的价层电子对数为2,即CN−的VSEPR模型为直线型,采用sp杂化;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,但是第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以C.N、O第一电离能大小顺序为N>O>C;故答案为:sp;N>O>C;
(4)①K和Na都为金属晶体;K和Na价电子数相同,但Na原子半径小于K原子半径,所以Na金属键更强,熔点更高,故答案为:K和Na的价电子数相同,但Na原子半径小于K原子半径,所以Na金属键更强,熔点更高;
②设晶胞的边长为x,则晶胞体积该晶胞中Fe原子数为:8×1/8+1=2,晶胞密度为:故答案为:【解析】1s22s22p63s23p63d5N2配位键1spN>O>CK和Na的价电子数相同,但Na原子半径小于K原子半径,所以Na金属键更强,熔点更高15、略
【分析】【分析】
(1)X元素基态原子的最外层有三个未成对电子;次外层有2个电子,根据构造原理可知,该元素是N元素;
(2)由元素Y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,根据构造原理可知,Y为铜元素。
【详解】
(1)由元素X基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,根据构造原理可知,X为N元素,电子排布式为1s22s22p3,电子排布图为由核外电子排布规律可知,核外没有运动状态完全相同的电子,则氮原子核外有7种不同运动状态的电子;氮元素最低价氢化物的分子式为NH3,NH3为共价化合物,电子式为NH3分子中N原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,则N原子采用的杂化方式为sp3杂化,NH3的分子立体构型为三角锥形,故答案为:7;sp3;三角锥形;
(2)由元素Y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可知,Y为铜元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu失去1个电子形成Cu+离子,Cu+的外围电子排布式为3d10;铜单质为金属晶体,晶体的堆积方式是面心立方最密堆积,配位数是12,空间利用率为74%,故答案为:铜;3d10;面心立方最密;12;74%。【解析】①.②.7③.④.sp3⑤.三角锥形⑥.铜⑦.3d10⑧.面心立方最密⑨.12⑩.74%三、有机推断题(共9题,共18分)16、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bSi17、略
【分析】【分析】
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,A原子核外有6种不同运动状态的电子,则A为碳元素;E基态原子最外层电子排布式为3s23p1,则E为Al元素;D原子半径在同周期元素中最大,且原子序数小于Al,大于碳,故处于第三周期ⅠA族,则D为Na元素;C基态原子中s电子总数与p电子总数相等,原子序数小于Na,原子核外电子排布为1s22s22p4,则C为O元素;B的原子序数介于碳、氧之间,则B为N元素;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,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则G为Fe元素;F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反,外围电子排布为ns2np5;结合原子序数可知,F为Cl元素;H是我国使用最早的合金中的最主要元素,则H为Cu元素,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析;A为碳元素,B为N元素;C为O元素;D为Na元素;E为Al元素;F为Cl元素;G为Fe元素;H为Cu元素。
(1)A为碳元素;位于元素周期表第二周期ⅣA族,N元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于O元素;O与Cl形成的化合物中O元素表现负价,对键合电子的吸引能力更强,故Cl的电负性较小,故答案为二;ⅣA;N;Cl;
(2)N元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物为NH3;分子构型为三角锥形,N元素所形成的单质分子结构式为N≡N,分子σ键与π键数目之比为1∶2,故答案为三角锥形;1∶2;
(3)G为Fe元素,其低价阳离子的离子结构示意图是F为Cl元素,其原子的价电子轨道表示式为H为Cu元素,其基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,故答案为1s22s22p63s23p63d104s1;
(4)铁离子与Cu反应生成亚铁离子与铜离子,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;与E(Al)元素成对角关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,该元素为Be,其最高价氧化物为Be(OH)2,与氢氧化钠反应方程式为:Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O,故答案为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O。
【点睛】
正确判断元素的种类是解答本题的关键。本题的易错点为(1)中第一电离能的判断,要注意电离能突跃的原因;(4)中方程式的书写,要注意呈两性的物质是氢氧化铍,可以模仿氢氧化铝与氢氧化钠的反应书写方程式,注意铝和铍的化合价的不同。【解析】二ⅣANCl三角锥1∶21s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s12Fe3++3Cu=2Fe2++Cu2+Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O18、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>H2SiO319、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CCl4As4O6sp320、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H2SO321、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NaHCO322、略
【分析】【分析】
X原子最外层电子数是内层电子数的2倍可知X为C;地壳中含量最丰富的金属元素是Al(Y),Z最外层电子数是电子层数的2倍可知Z为S,由四种元素原子序数依次增大且W是制造高效电池的材料可知W为Li。
【详解】
(1)同一个原子中没有运动状态完全相同的电子,Li原子序数为3,电子数也为3,所以W原子核外有3种不同运动状态的电子,Li核外电子排布式为1s22s1;所以有两种不同能量的电子,故答案为:3;2;
(2)CS2是结构对称的共价化合物,属于非极性分子,分子中含有两个碳硫双键,电子式为故答案为:非极性;
(3)Al的原子序数为13,最外层有3个电子,电子排布式为3s23p1;Al最高价氧化物对应水化物为氢氧化铝,氢氧化铝为两性氢氧化物,电离方程式为H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-,故答案为:3s23p1;H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-;
(4)元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,S、C对应的最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4和H2CO3,硫酸是强酸,碳酸是弱酸,所以非金属性S>C,可以用硫酸制取碳酸证明,反应的化学方程式为H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑,故答案为:S;H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑。【解析】32非极性3s23p1H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-SH2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑23、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]2-24、略
【分析】【详解】
X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,则X为C,Z是地壳中含有最高的元素,即Z为O,因为原子序数依次增大,则Y为N,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,即Q为S,E的原子序数为29,则E为Cu,(1)考查元素在元素周期表中的位置,Y是N,位于第二周期VA族;(2)考查等电子体和π键判断,YZ2+为NO2+,与CO2互为等电子体,等电子体的结构相似,CO2的结构式为O=C=O,因此1molNO2+中含有π键的数目为2NA个;(3)考查杂化类型,形成的化合物是HCHO,其中碳原子是sp2杂化;(4)考查核外电子排布式,通过晶胞的结构确定化学式,Cu位于第四周期IB族,核外电子排布式为1s22s22p63s13p23d63d104s1或[Ar]3d104s1;O原子位于顶点和体心,个数为8×1/8+1=2,Cu全部位于体心,因此化学式为Cu2O;(5)考查晶胞的计算,核外电子排布相同时,半径随着原子序数增大而减小,即氧元素位于顶点和面心,个数为8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞内,有8个,因此化学式为Na2O,晶胞的质量为4×62/NAg,晶胞的体积为a3cm3,根据密度的定义,有ρ=4×62/(NA×a3),即边长为cm。点睛:本题难点是晶胞边长的计算,首先根据晶胞的结构确认化学式,氧元素位于顶点和面心,个数为8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞内,有8个,因此化学式为Na2O,然后根据n=N/NA,确认氧化钠的物质的量,再求出氧化钠的质量,最后利用密度的定义求出边长。【解析】第二周期第VA族2NA或1.204×1024sp2杂化1s22s22p63s13p23d63d104s1或[Ar]3d104s1Cu2O四、工业流程题(共1题,共10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子,再加入CaO沉淀砷酸根、铁离子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低浓度含砷废水。
【详解】
(1)As元素为33号元素,与N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨气分子结构相同为共价化合物,砷原子和三个氢原子形成三个As-H键,电子式为:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金属性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强,同主族自上而下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正确;
b.同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径依次增大,原子半径:As>P>S,故b错误;
c.同主族元素自上而下第一电离能减小,P和S同周期,但是P原子3p能级为半满状态,更稳定,第一电离能更大,所以第一电离能P>S>As;故c错误;
综上所述选a;
(3)根据分析可知沉淀为微溶物CaSO4;
(4)As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq),所以需要加入FeSO4除去过量的硫离子;使平衡逆向移动,一级沉砷更完全;
(5)含砷物质物质为H3AsO3,加入过氧化氢可以将其氧化成H3AsO4,根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根据题意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根据元素守恒可知反应物应该还有H2O,FeS2整体化合价升高15价,一个O2降低4价,所以二者的系数比为4:15,再根据元素守恒可得离子方程式为4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【点睛】
同一周期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,元素的第一电离能大于相邻元素。【解析】第四周期第VA族aCaSO4沉淀过量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq)平衡逆向移动,使一级沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+五、原理综合题(共3题,共12分)26、略
【分析】【分析】
(1)Co的原子序数为27,价电子排布式为3d74s2;Fe失去3个电子变为3d5;为半满稳定;
(2)Fe(CO)5中C原子和Fe原子之间形成配位键;-C≡O中C原子和O原子之间形成1个配位键;等电子体是原子个数和电子数均相等的粒子;一个单键含有1个σ键,一个双键含有1个σ键和1个π键,一个三键含有1个σ键和2个π键;
(3)六方最密堆积,配位数是12;钻晶体晶胞中顶点占面心占体内占1,据此计算晶胞中原子个数;计算结构单元中原子总质量,利用进行计算;
【详解】
(1)Co的原子序数为27,则Co核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2,价电子排布式为:3d74s2;第四电离能I4(Co)<I4(Fe),其原因是铁失去的是较稳定的3d5的一个电子,钴失去的是3d6上的一个电子,易失去;故答案为:3d74s2;<;Co失去三个电子后会变成[Ar]3d6,更容易再失去一个电子形成半满状态[Ar]3d5,Fe失去三个电子后会变成[Ar]3d5;达到半充满的稳定状态,更难再失去一个电子;
(2)Fe(CO)5中C原子和Fe原子之间形成配位键,
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