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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年人教新课标选修3化学上册阶段测试试卷436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、下列是几种基态原子的电子排布,电负性最大的原子是()A.1s22s22p4B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2D.1s22s22p63s23p64s12、下列说法不正确的是()A.如果电子云图象是由两个s电子重叠形成的,即形成s-sσ键B.水分子稳定性强是由于水分子中的氢氧键较为牢固C.PCl5分子中各原子最外层均达到了8电子稳定结构D.键角的大小与键长、键能的大小无关3、胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O;其结构示意图如图:
下列有关胆矾的说法正确的是()A.Cu2+的电子排布式为[Ar]3d84s1B.所有氧原子都采取sp3杂化C.氧原子参与形成离子键、配位键和氢键三种化学键D.因为作用力的不同,胆矾中的水在不同温度下会分步失去4、s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为σs-s,p轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为σp-p,请你指出下列分子中含有σs-sp键的是()A.N2B.C2H4C.C2H2D.HCl5、下列说法中正确的是()A.气体单质中,一定有σ键,可能有π键B.PCl3分子是非极性分子C.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高D.ClO4-的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致6、已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度,且原子间以单键结合。下列有关C3N4晶体的说法中错误的是。
A.C3N4晶体与金刚石都属于原子晶体B.C3N4晶体中C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长长C.C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子,每个氮原子连接3个碳原子D.C3N4晶体中含有极性共价键,不含非极性共价键评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)7、比较下列各项中的前者和后者,用“>”、“<”或“=”填空。
(1)熔点:NaCl_______CaO
(2)沸点:____
(3)在水中的溶解度:SO2_____CO2
(4)酸性:H3PO3_________H3PO4
(5)键能:H—O______H—S
(6)价电子数:O________Cr8、配合物X{[Cu(phen)(Thr)(H2O)]ClO4}能够通过插入或部分插入的模式与DNA作用,它可由Cu(ClO4)2、HThr(结构简式如图l所示);phen等为原料制备。
(1)Cu2+基态电子排布式为___。
(2)ClO4-的空间构型为__(用文字描述),与ClO4-互为等电子体的一种分子的化学式为___。
(3)HThr分子中,碳原子的杂化类型为___;1molHThr中含有σ键的数目为___。
(4)配合物X中配离子的结构如图2所示,则配位原子为___(填元素符号)。
9、硼及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态B原子的价电子轨道表达式为____________________________,其第一电离能比Be____________(填“大”或“小”)
(2)氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是______________。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状;其二维平面结构如图。
①B原子的杂化方式为_____________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大:________________________________________________________。
②路易斯酸碱理论认为,任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸,任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸的原因是_______________________________。10、(1)将等径圆球在二维空间里进行排列;可形成密置层和非密置层,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A属于________层,配位数是________;B属于________层,配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积;得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是________,平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第________周期第__________族,元素符号是________,最外电子层的电子排布式是________。11、在工业上;通过含锌矿石制取应用广泛的锌及其化合物。
(1)Zn在元素周期表中位于_____区,其基态原子价电子排布式为________。
(2)[Zn(CN)4]2-常用于电镀工业中,其中配位原子基态时核外电子的轨道表示式为_____,与CN-互为等电子体的粒子有_____、________(写出两种)。
(3)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与甲醛(HCHO)溶液反应可制得HOCH2CN。甲醛分子的立体构型为________.中心原子杂化方式为________;HOCH2CN中元素电负性由大到小的顺序_______,1molHOCH2CN分子中,含有σ键的数为_________。
(4)ZnS和HgS晶体在岩浆中先晶出的是________,其原因是___________。
(5)ZnO的一种晶体结构与金刚石类似,4个锌原子占据金刚石中晶胞内四个碳原子的位置,则该氧化物的密度为______g/cm3(设晶胞参数为apm,NA表示阿伏伽德罗常数)12、金属的常见堆积方式有三种,配位数为8的是________堆积,铜属于________堆积.评卷人得分三、元素或物质推断题(共5题,共10分)13、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____________。14、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____。15、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________。16、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:____________________。17、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__________。评卷人得分四、实验题(共1题,共2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、工业流程题(共1题,共8分)19、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______________。评卷人得分六、原理综合题(共3题,共21分)20、碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。按要求回答:
(1)碳原子核外有________种不同空间运动状态的电子,第一电离能介于B和C之间的元素的名称为_________。
(2)碳元素能形成多种无机物。
①CO32-的立体构型是_______________。
②MgCO3分解温度比CaCO3低的原因是_________________________。
③石墨与钾可形成石墨夹层离子晶体C8K(如图),其结构为每隔一层碳原子插入一层钾原子,与钾原子层相邻的上下两层碳原子排列方式相同,则与钾最近等距的配位碳原子有_________个。
(3)碳也可形成多种有机化合物;下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构,两种分子中所有原子都在一个平面上。
①1mol吡啶分子中含有σ键数目是__________。
②嘌呤结构中N原子的杂化方式为________。
③嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大,解释原因________________________________。
(4)将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代可形成碳的一种新型三维立方晶体结构——T-碳。已知T-碳密度为ρg/cm,阿伏加德罗常数为NA,则T-碳的晶胞参数a=________pm(写出表达式即可)。
21、金属铁及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
(1)Fe3+的电子排布式为___________________。已知,Fe3+的化学性质比Fe2+稳定,请从原子结构的角度进行解释_____________________________________________________。
(2)Fe能与CO形成配合物Fe(CO)5,1molFe(CO)5中含有________molσ键。
(3)与CO互为等电子体的分子和离子分别为_______和_______(各举一种即可;填化学式)
(4)已知某铁晶体的晶胞结构如图所示。
①该晶胞中含有铁原子的数目为___________。
②若晶胞的边长为acm,则晶体铁的密度为_______________________g·cm-3(用代数式表示,阿伏加德罗常数为NA)。22、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)。
参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、A【分析】由元素原子的核外电子排布式可知,A为O,B为P,C为Si,D为K,根据电负性在周期表中的变化规律可知电负性最大的为O元素。2、C【分析】【详解】
A.如果电子云图象是由两个s电子头对头重叠形成的;即形成s-sσ键,A项正确;
B.水分子稳定性强是由于水分子中的氢氧键较为牢固;B项正确;
C.PCl5分子中磷原子最外层不是8电子稳定结构;C项错误;
D.键角的大小会受分子内的结构改变的影响;与键长;键能的大小无关,D项正确;
答案选C。
【点睛】
C项为易错点,P原子最外层有5个电子,形成PCl3时,各原子均达到8电子稳定结构。3、D【分析】【详解】
A.Cu为29号元素,Cu原子失去最外层2两个电子形成Cu2+,所以Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9;故A错误;
B.氧原子并不都是sp3杂化,该结构中的氧原子部分饱和,部分不饱和,杂化方式不同,硫酸根中含有S=O双键,则该氧原子不可能是sp3杂化;故B错误;
C.在上述结构示意图中,存在O→Cu配位键,[Cu(H2O)4]SO4与H2O存在氢键;没有形成离子键,且氢键不是化学键,故C错误;
D.由于胆矾晶体中水分子有两类;一类是形成配体的水分子,一类是形成氢键的水分子,作用力不同,因此加热过程中胆矾中的水会分步失去,故D正确;
故答案为D。
【点睛】
氢键是分子间作用力不属于化学键。4、C【分析】【分析】
含有σs-sp键;中心原子要发生sp杂化,分子为直线结构,另一原子的s电子与中心原子sp杂化电子成键。
【详解】
A.N2存在σp-p和π键;故A不选;
B.C2H4中,C原子为sp2杂化,存在σs-sp2键;故B不选;
C.C2H2中,中心原子C发生sp杂化,形成σs-sp键;故C选;
D.HCl中只存在σs-p键;故D不选;
故选C。
【点睛】
本题考查共价键的形成,侧重分子结构与性质的考查,解题关键:判断中心原子的杂化方式和原子的最外层电子,注重基础知识的考查,熟记原子价层电子排布。5、D【分析】【详解】
A.稀有气体是单原子分子;没有σ键,A选项错误;
B.PCl3分子中心原子P为sp3杂化;有一对孤对电子,所以分子构型为三角锥形,是极性分子,B选项错误;
C.邻羟基苯甲醛的羟基和醛基形成分子内氢键;而对羟基苯甲醛形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔;沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,C选项错误;
D.ClO4-的价层电子对数为(7+1)÷2=4,所以ClO4-VSEPR模型为正四面体;中心原子Cl没有孤对电子;配位原子均为O,所以其空间立体构型也为正四面体,D选项正确;
答案选D。
【点睛】
分子间氢键加强了分子之间的作用力,使物质熔、沸点升高,而分子内氢键不能加强分子之间的作用力。6、B【分析】【分析】
C3N4晶体具有比金刚石更大的硬度;且原子间均以单键结合,则为原子晶体,每个C原子周围有4个N原子,每个N原子周围有3个C原子,形成空间网状结构,结合原子半径的规律分析解答。
【详解】
A.C3N4晶体具有比金刚石更大的硬度,则C3N4晶体的硬度很大;是原子晶体,故A正确;
B.因N的原子半径比C原子半径小,则C3N4晶体中;C-N键的键长比金刚石中C-C键的键长要短,故B错误;
C.原子间均以单键结合,则C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子;而每个N原子连接3个C原子,故C正确;
D.C3N4晶体中只含有C-N极性共价键;不含非极性共价键,故D正确;
故选B。二、填空题(共6题,共12分)7、略
【分析】【详解】
(1)NaCl中离子所带电荷数为1,CaO中离子所带电荷数为2,且O2-的半径小于Cl-的半径,所以氯化钠的晶格能小于氧化钙的晶格能,所以熔点:NaCl
(2)形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间形成氢键的物质的熔沸点较高,所以沸点:<
(3)SO2分子为V形,结构不对称,属于极性分子,CO2分子为直线形,是非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶原理,在水中的溶解度:SO2>CO2;
(4)含氧酸分子的结构中含非羟基(羟基为-OH)氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强,所以含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,酸性越强,则酸性:H3PO33PO4;
(5)同一主族元素,元素原子半径随着原子序数增大而增大,键长:H-O<H-S,所以键能:H-O>H-S;
(6)O的价层电子排布式为2s22p4,价电子个数为6;Cr的价层电子排布式为3d54s1,价电子个数为6,所以价电子数:O=Cr。
【点睛】
注意判断含氧酸酸性的方法:含氧酸分子的结构中含非羟基(羟基为-OH)氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强。【解析】①.<②.<③.>④.<⑤.>⑥.=8、略
【分析】【详解】
(1)Cu为29号元素,失去2e-得到Cu2+,则Cu2+基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9,故答案为:1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9;
(2)ClO4-的孤电子对数=则ClO4-的空间构型为正四面体形,与ClO4-互为等电子体的有CCl4等,故答案为正四面体形;CCl4;
(3)分子中C原子含有双键和单键,则C的杂化方式有:sp2、sp3,1个HThr中含有16个σ键,则1molHThr中含有σ键的数目为:16mol或16×6.02×1023个,故答案为:sp2、sp3;16mol或16×6.02×1023个;
(4)根据配合物X中配离子的结构可知,配合物X中配离子的配位原子为O、N,故答案为:O、N。【解析】①.1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9②.正四面体形③.CCl4等④.sp2、sp3⑤.16mol或16×6.02×1023个⑥.O、N9、略
【分析】试题分析:本题考查价电子轨道表示式的书写;第一电离能的比较,配位键,杂化方式的判断,氢键的应用。
(1)B的原子序数为5,B原子核外有5个电子,基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,价电子排布式为2s22p1,价电子轨道表示式为Be的价电子排布式为2s2;较稳定,B的第一电离能比Be小。
(2)氨硼烷的结构式为B原子具有空轨道,N原子有孤电子对,N提供孤电子对与B共用,提供孤电子对的成键原子是N。
(3)①根据结构,每个B原子形成3个硼氧σ键且B上没有孤电子对,B原子的杂化方式为sp2杂化。根据结构,常温常压下H3BO3分子间通过氢键缔合,由于氢键具有饱和性,H3BO3分子难与H2O分子间形成氢键;加热时部分H3BO3分子间氢键被破坏,H3BO3分子与水分子间形成氢键;所以硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大。
②H3BO3分子中B原子有一个2p空轨道,能接受电子对,根据路易斯酸碱理论,硼酸是路易斯酸。【解析】小Nsp2硼酸分子间通过氢键缔合,加热时,部分氢键被破坏硼酸分子中B原子有一个2p空轨道10、略
【分析】【分析】
密置层的排列最紧密;靠的最近,空隙最少,每一层中,一个原子与周围三个原子相互接触,据此分析;根据配位数为中心原子直接接触的原子的个数分析;金属原子周围直接接触的原子数目有六个,每个晶胞有8个原子,一个原子被8个晶胞所共有,据此分析;根据钋元素是氧族元素解答。
【详解】
(1)密置层的排列最紧密;靠的最近,空隙最少,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A中的排布不是最紧密,A属于非密置层,一个中心圆球周围有四个圆球,配位数是4;B中排布是最紧密的结构,B属于密置层,一个中心圆球周围有六个圆球,配位数是6;答案:非密置;4;密置;6。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积;得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子周围直接接触的原子数目有六个,金属原子的配位数是6,每个晶胞有8个原子,一个原子被8个晶胞所共有,平均每个晶胞所占有的原子数目是8×1/8=1;答案:6;1。
(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第六周期ⅥA族,元素符号是Po,最外层电子排布式是6s26p4。答案:六;ⅥA;Po;6s26p4。【解析】非密置4密置661六ⅥAPo6s26p411、略
【分析】【详解】
(1)Zn为30号元素,价电子排布式为3d104s2,在元素周期表中位于ds区,故答案为ds;3d104s2;
(2)[Zn(CN)4]2-常用于电镀工业中,其中配位原子为C原子,基态时核外电子的轨道表示式为与CN-互为等电子体的粒子有CO和N2,故答案为CO和N2;
(3)甲醛分子中的C原子是sp2杂化,立体构型为平面三角形,根据电负性的变化规律,同一周期从左到右,电负性逐渐增大,同一主族,从上到下,电负性逐渐减小,HOCH2CN中元素电负性由大到小的顺序为O>N>C>H,HOCH2CN的结构简式为HOCH2C≡N,1molHOCH2CN分子中,含有σ键6mol,故答案为平面三角形;sp2;O>N>C>H;6NA;
(4)Zn2+半径小于Hg2+半径,ZnS晶格能大于HgS的晶格能,ZnS和HgS晶体在岩浆中先晶出ZnS,故答案为ZnS;Zn2+半径小于Hg2+半径;ZnS晶格能大于HgS的晶格能;
(5)ZnO的一种晶体结构与金刚石类似,4个锌原子占据金刚石中晶胞内四个碳原子的位置,根据晶胞结构可知,1mol晶胞中含有4molO原子和4molZn原子,1mol晶胞的质量为324g,则该氧化物的密度为=×1030g/cm3,故答案为×1030。
点睛:本题考查了物质结构和性质,明确构造原理、杂化方式的判断、晶胞计算的方法是解题的关键。本题的难点是(5),要熟悉金刚石的晶胞结构。【解析】ds3d104s2CON2平面三角形sp2O>N>C>H6NAZnSZn2+半径小于Hg2+半径,ZnS晶格能大于HgS的晶格能×103012、略
【分析】【分析】
金属的堆积模型有简单立方堆积;体心立方堆积和面心立方堆积,配位数分别为6,8,12,铜属于面心立方堆积。
【详解】
金属的堆积模型有简单立方堆积;体心立方堆积和面心立方堆积,配位数分别为6,8,12,铜属于面心立方堆积,所以配位数为8的是体心立方堆积;
故答案为:体心立方;面心立方。【解析】①.体心立方②.面心立方三、元素或物质推断题(共5题,共10分)13、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+3H2O14、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15、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=O3d104s116、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,属于极性分子,故答案:极性;
(4)根据元素周期表可知:元素⑥为磷元素,元素⑦为硫元素,P原子为半充满的稳定结构,磷的第一电离能大于硫元素的第一电离能;元素②为铍元素,元素④为镁元素,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,则铍元素的电负性大于镁元素的电负性,故答案:>;>;
(5)根据元素周期表可知:元素⑨为铜元素,位于第四周期IB族,所以铜元素的基态原子核外价电子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根据元素周期表可知:元素⑧为氯元素,元素④为镁元素,形成的化合物为MgCl2,其电子式为故答案:
(6)根据元素周期表可知:元素⑩为锌元素,元素⑤为铝元素,铝能与NaOH溶液反应,所以锌也能与NaOH溶液反应,其反应的化学方程式为:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O,故答案:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O。【解析】ds正四面体结构极性>>3d104s1Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O17、略
【分析】【详解】
由元素在周期表中的位置可知,①为H,②为Be,③为C,④为N,⑤为O,⑥为F,⑦为Mg,⑧为Cl,⑨为Cr;⑩为Cu。
(1)⑨为Cr元素,原子核外电子数为24,价层电子排布为[Ar]3d54s1;
(2)素③与①形成的水果催熟剂气体化合物为CH2=CH2,C原子成3个δ键、没有孤电子对,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化;
元素⑦与⑧形成的化合物MgCl2是由镁离子和氯离子形成的离子化合物;晶体类型是离子晶体;
(3)④是N元素,⑤是O元素,同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,能量相同的原子轨道在全满、半满、全空时体系能量最低,原子较稳定,因此价电子排布处于半满的轨道的元素,其第一电离能比临近原子的第一电离能大,所以元素④的第一电离能>元素⑤的第一电离能;元素④与元素①形成的是NH3分子,三角锥形;原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体,N2的电子数为14,与之为等电子体的分子为CO,离子为CN-;
(4)④是N元素,最高价氧化物对应的水化物稀溶液为稀硝酸,与Mg单质反应,Mg是还原剂,被氧化为Mg(NO3)2,稀硝酸起氧化剂、酸的作用,反应的方程式为:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;
(5)白色球为氧原子,所以一个晶胞中所包含的氧原子数目为1+8×=2。【解析】①.[Ar]3d54s1②.sp2③.离子晶体④.>⑤.三角锥形⑥.CO、CN-⑦.4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O⑧.2四、实验题(共1题,共2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、工业流程题(共1题,共8分)19、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+六、原理综合题(共3题,共21分)20、略
【分析】【分析】
(1)碳原子核外有6个电子,电子排布式为1s22s22p2;据此判断不同空间运动状态的电子数目;同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,ⅡA族;VA族第一电离能高于相邻元素,据此结合元素周期表分析解答;
(2)①CO32-中C的价层电子对数=3+=3;据此分析判断;
②根据金属阳离子结合氧离子的能力大小分析解答;
③根据石墨与钾可形成石墨夹层离子晶体C8K的结构图;2层碳原子中插入一层钾原子,与钾最近等距的碳原子有上下2层中对应的2个六边形,据此判断;
(3)①1个单键为1个σ键,1个双键为1个σ键和1个π键,根据吡啶()的结构分析判断;
②嘌呤分子为平面结构;N形成3根共价键,根据杂化轨道理论分析判断;
③孤电子对与键合电子对之间的斥力>键合电子对与键合电子对之间的斥力;据此解答;
(4)根据图示计算一个T-碳晶胞中含有的碳原子数;从而计算1molT-碳晶胞的质量,结合T-碳的密度计算T-碳的晶胞参数a。
【详解】
(1)碳原子核外有6个电子,电子排布式为1s22s22p2;其中2p上的3个原子轨道互相垂直,一共有4种不同空间运动状态的电子;同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族;VA族满足全充满或半充满稳
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