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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年苏教版选修3化学下册月考试卷433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5题,共10分)1、化学科学需借助化学专用语言来描述,下列有关化学用语正确的是()A.硫离子的核外电子排布式1s22s22p63s23p6B.氢气燃烧的热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O△H=-285.8kJ/molC.明矾的化学式:KAlSO4•12H2OD.次氯酸的结构式为:H—Cl—O2、下列电子层中,原子轨道数目为4的是()A.K层B.L层C.M层D.N层3、向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变B.沉淀溶解后,生成深蓝色的配合离子C.比中的配位键稳定D.用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验,不能观察到同样的现象4、下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是()A.B.C.D.5、如图是NaCl晶体的一个晶胞的结构模型(黑球为Cl-、白球为Na+)。KO2的晶体结构与NaCl相似,KO2可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-的位置用O2-代替,则下列对于KO2晶体结构的描述不正确的是()
A.与K+距离相等且最近的K+有8个B.与K+距离相等且最近的O2-构成的多面体是正八面体C.一个KO2晶胞中的K+和O2-粒子数均为4个D.与K+距离相等且最近的O2-共有6个评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)6、某离子晶体晶胞结构如图所示;x位于立方体的顶点,Y位于立方体中心。试分析:
(1)晶体中每个Y同时吸引着___个X,每个x同时吸引着__个Y,该晶体的化学式为___;
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有___个;
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为__。
(4)下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是___。
A.B.CH4C.CH2=CHCH3D.CH3CH2C≡CHE.CH3CH37、世界上最早发现并使用锌的是中国;明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题:
(1)基态Zn原子的核外电子所占据的最高能层符号为_____________,Zn2+基态核外电子排布式为_______________________。
(2)硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中阴离子的空间构型为_____________(用文字描述);
②SO42-中,中心原子的轨道杂化类型为______________;
③写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式_____________;
④NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还因为_______________________。
(3)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为___________;
②已知该晶体的晶胞参数a=541pm,其密度为___________g·cm-3(列出计算式即可)。8、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。9、科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。请回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_______形象化描述。在基态14C原子中,核外存在_______对自旋相反的电子。
(2)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_______。
(3)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。参数。
分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/kJ·mol-1CH40.43616.40CO20.51229.91
①下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______(填序号)。
a.CO2分子中含有2个σ键和2个π键。
b.CH4分子中含有极性共价键;是极性分子。
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表所提供的数据分析,提出该设想的依据是_______。10、钛;铁、砷、硒、锌等元素的单质及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)基态Ti原子中,最高能层电子的电子云轮廓形状为_______,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有________种。
(2)铁的第三电离能第四电离能分别为和远大于的原因是______________________。
(3)离子可用于的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸
①写出与互为等电子体的一种微粒_________分子或离子
②异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高的原因是_______________。
(4)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为分子结构如图1所示,As原子的杂化方式为_______________。
(5)离子化合物的晶胞结构如图2所示。一个晶胞含有的键有__________个。
(6)硒化锌的晶胞结构如图所示,图中X和Y点所堆积的原子均为____________填元素符号该晶胞中硒原子所处空隙类型为____________填“立方体”、“正四面体”或“正八面体”该种空隙的填充率为____________;若该晶胞密度为硒化锌的摩尔质量为用代表阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a为____________nm。
11、铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题:
(1)Cu2O中阳离子的基态核外电子排布式为__________________;Cu和Ni在元素周期表中的位置相邻,Ni在周期表中的位置是__________________。
(2)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①乙醇分子中C原子的轨道杂化类型为__________________,NH3与H+以配位键形成NH4+,则NH4+的空间构型为____________________。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化学键除了极性共价键外,还有____________________。
③NH3极易溶于水的原因主要有两个,一是_______________,二是_______________________。
(3)CuSO4溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子[Cu(CN)4]2-,1molCN-中含有的π键数目为__________。与CN-互为等电子体的离子有____________(写出一种即可)。
(4)Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图所示,若晶体密度为ag·cm-3,则Cu与F最近距离为____________pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算表达式;不用化简)。
12、非金属元素虽然种类不多;但是在自然界中的丰度却很大,请回答下列问题:
(1)BN(氮化硼,晶胞结构如图)和CO2中的化学键均为共价键,BN的熔点高且硬度大,CO2的晶体干冰却松软且极易升华。由此可以判断:BN可能是______晶体,CO2可能是______晶体,BN晶体中B原子的杂化轨道类型为______,干冰中C原子的杂化轨道类型为______
(2)分子极性:OF2______H2O,键角:OF2______H2O(填“>””或者“<”)
(3)金刚石和石墨都是碳元素的单质,但石墨晶体熔点比金刚石______,原因是______
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构。在SiC结构中,每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为______,假设C-Si键长为acm,则晶胞密度为______g/cm3。
13、下图为几种晶体或晶胞的示意图:
请回答下列问题:
(1)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_____。
(2)MgO晶体中,距每个O2-最近且距离相等的O2-有_____个。
(3)每个Cu晶胞中实际占有_____个Cu原子;CaCl2晶体中Ca2+的配位数为_____。
(4)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是____。
(5)金刚石晶胞含有_________个碳原子;若碳原子半径为r,根据硬球接触模型,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_____(计算结果为含π的分数,不要化为小数或百分数)。评卷人得分三、有机推断题(共8题,共16分)14、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________。15、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)____________________。16、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。17、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________。18、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______________________________。19、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)20、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)
21、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、实验题(共1题,共7分)22、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、元素或物质推断题(共5题,共45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__________。评卷人得分六、原理综合题(共4题,共28分)28、据世界权威刊物《自然》最近报道,我国科学家选择碲化锆(ZrTe2)和砷化镉(Cd3As2)为材料验证了三维量子霍尔效应;并发现了金属-绝缘体的转换。回答下列问题:
(1)锌原子的价电子排布图:____________________________________________
(2)硫和碲位于同主族,H2S的分解温度高于H2Te,其主要原因是________________
(3)Cd2+与NH3等配体形成配离子。1mol[Cd(NH3)4]2+含___________molσ键。该配离子中三种元素的电负性大小关系是:_______________________
(4)砷与卤素形成多种卤化物。AsCl3、AsF3、AsBr3的熔点由高到低的排序为________
(5)锆晶胞如图1所示,这种堆积方式称为______________________,镉晶胞如图2所示。已知:NA是阿伏加德罗常数的值,晶体密度为dg·cm3。在该晶胞中两个镉原子最近核间距为______nm(用含NA、d的代数式表示),镉晶胞中原子空间利用率为________(用含π的代数式表示)。
29、研究发现;铝元素能损害人的脑细胞。适当地补充碘元素可预防甲状腺肿大,但摄入过多也会导致甲状腺肿大,因此补充人体所需的元素时也要适可而止。试回答下列问题:
(1)Fe也是人体需要补充的元素之一,试写出Fe2+的核外电子排布式:__。
(2)与Al同一周期的Na、Mg元素也是人体所需元素,Na、Mg、Al基态原子第一电离能的大小关系是__。
(3)氯化铝的熔点是194℃,氧化铝的熔点是2054℃,但是工业上不能用电解熔融氯化铝的方法获取铝单质,这是因为__。
(4)F与I是同一主族的元素,BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别为__、__,BeF2分子的立体构型是___,H2O分子的立体构型是__。
(5)I2晶体的晶胞结构如图所示,该晶胞中含有__个I2分子,设该晶胞的晶胞参数为acm,则I2的密度是__g·cm-3。
30、ⅢA族的硼;铝、镓、铟、铊等元素在化合物中通常表现出+3价;含ⅢA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题。
(1)基态Ga原子价层电子排布式_____。
(2)砷化镓属于第三代半导体,晶胞结构与金刚石相似。下列说法正确的是_____。
A.砷化镓晶胞结构中Ga原子的轨道杂化方式为sp3
B.第一电离能:As
C.电负性:As
D.砷和镓都属于p区元素。
(3)BCl3的立体构型是____,由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为____。
(4)已知:Al的燃烧热为△H1=akJ·mol-1;Fe2O3(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+2Fe(s);ΔH2=bkJ/mol,则:3O2(g)+4Fe(s)=2Fe2O3(s);ΔH3=____kJ/mol。
(5)人造立方氮化硼晶胞如图所示,判断该晶体结构中存在配位键的依据是____。设该晶体的摩尔质量为Mg/mol,晶体的密度为ag/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个距离最近的B原子之间的距离为____cm。
31、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)
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、A【分析】【详解】
A.硫离子核外电子数为18,核外电子排布式为1s22s22p63s23p6;故A正确;
B.在101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;故B错误;
C.明矾为十二水硫酸铝钾,化学式为KAl(SO4)2•12H2O;故C错误;
D.次氯酸的分子式为HClO;结构式为H—O—Cl,故D错误;
故选A。2、B【分析】【分析】
【详解】
s;p、d、f含有的轨道数目分别是1、3、5、7;所以K层原子轨道的数目为1,L层原子轨道的数目为4,M层原子轨道的数目为9,N层原子轨道的数目为16,答案选B。
【点睛】
该题的关键是记住能级对应的轨道数目以及能层包含的能级数目,然后灵活运用即可。3、B【分析】【详解】
A.硫酸铜先和氨水反应生成氢氧化铜,氢氧化铜和氨水反应生成络合物,Cu2+的浓度减小;A错误;
B.沉淀溶解后,生成深蓝色的配合离子该离子较稳定,难电离,B正确;
C.从实验现象分析可知,Cu2+与NH3∙H2O反应生成氢氧化铜沉淀,继续添加氨水,由于Cu2+更易与NH3结合,生成更稳定的C错误;
D.本实验的本质是Cu2+更易与NH3结合;所以用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验,也能观察到同样的现象,D错误;
答案选B。4、A【分析】【详解】
A.价层电子对数为VSEPR模型为四面体形,离子的空间立体构型四面体形,故A符合题意;
B.价层电子对数为VSEPR模型为四面体形,离子的空间立体构型三角锥形,故B不符合题意;
C.价层电子对数为VSEPR模型为平面三角形,离子的空间立体构型“V”形,故C不符合题意;
D.价层电子对数为VSEPR模型为四面体形,离子的空间立体构型三角锥形,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。5、A【分析】【详解】
A.K+位于晶胞棱心,被横平面、竖平面和正平面共有,且每一个平面有4个K+距离最近,共43=12个;A错误;
B.与K+距离相等且最近的O2-共有6个,构成正八面体,K+位于正八面体中心;B正确;
C.K+位于晶胞棱心和体心,平均每个晶胞的数目为O2-位于顶点和面心,平均每个晶胞的数目为即一个KO2晶胞中分摊得的K+和O2-粒子数均为4个;C正确;
D.K+位于晶胞棱心,与K+距离相等且最近的O2-位于顶点和面心;共有6个,D正确;
故选A。二、填空题(共8题,共16分)6、略
【分析】【分析】
⑴晶体中以中心的Y分析Y同时吸引X的个数;再以顶点的X分析X同时吸引Y的个数,计算晶体中有X和Y个数。
⑵晶体中以顶点X分析;X与面对角线的X来分析。
⑶晶体中X与Y形成正四面体结构。
⑷A.中苯环上的碳价层电子对数为3,是sp2杂化;B.CH4中碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化;C.CH2=CHCH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为3,是sp2杂化;D.CH3CH2C≡CH中第3个和第4个碳原子价层电子对数为2,是sp杂化,第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化;E.CH3CH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化。
【详解】
⑴晶体中以中心的Y分析,每个Y同时吸引着4个X,以顶点的X分析,每个X同时吸引着8个Y,该晶体中有X为个,Y为1个,因此化学式为XY2;故答案为:4;8;XY2。
⑵晶体中以顶点X分析;X与面对角线的X来分析,每个面有4个,共3个面,因此在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有12个;故答案为:12。
⑶晶体中X与Y形成正四面体结构;因此距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为109°28′;故答案为:109°28′。
⑷A.中苯环上的碳价层电子对数为3,是sp2杂化,故A不符合题意;B.CH4中碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故B不符合题意;C.CH2=CHCH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为3,是sp2杂化,故C不符合题意;D.CH3CH2C≡CH中第3个和第4个碳原子价层电子对数为2,是sp杂化,第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故D符合题意;E.CH3CH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故E符合题意;综上所述,答案为D。【解析】①.4②.8③.XY2④.12⑤.109°28′⑥.D7、略
【分析】【详解】
分析:(1)根据Zn在周期表中的位置是第四周期;第IIB族,含有四个能层及核外电子排布式写法解答;
(2)在[Zn(NH3)4]SO4中,阴离子为SO42−,根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论判断空间构型和杂化类型;根据等电子体的原理找出与SO42-互为等电子体粒子;NH3容易与水分子形成分子间氢键;
(3)①根据晶胞晶体中组成粒子的计算方法确定S2-、Zn2+的个数;进一步确定化学式;
②根据晶胞的密度计算公式进行计算。
详解:(1)Zn的核电荷数是30,在Zn在周期表中的位置是第四周期,第IIB族,含有四个能层,分别是K、L、M、N,所以最高能层符号为N;Zn2+基态核外电子排布式为:[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;正确答案:N;[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;
(2)①根据价层电子对互斥模型,SO42−中价电子对数为:(6+4×0+2)÷2=4,价电子对全是成键电子对,所以SO42−的空间构型是正四面体;正确答案:正四面体;
②SO42−的空间构型是正四面体,根据杂化轨道理论,中心原子S的杂化类型为sp3杂化,正确答案:sp3;
③等电子体是指在原子数相同下,原子的价电子数相同的粒子,通常采用元素上下左右平移法,同时调整电子数来确定等电子体粒子,因此,与SO42−互为等电子体的有PO43−,ClO4−,CCl4,SiCl4,SiF4等,符合题干要求是分子的有CCl4,SiCl4,SiF4,正确答案为:CCl4,SiCl4,SiF4;
④NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子,NH3容易与水分子形成分子间氢键,同时还发生化学反应,其方程式为:NH3+H2ONH3·H2O,正确答案:NH3与H2O之间可形成分子间氢键,NH3与H2O发生反应;
(3)①对于立方晶胞,顶点粒子占1/8,面心粒子占1/2,晶胞内部原子为整个晶胞所有,则一个ZnS晶胞中,Zn2+个数为8×1/8+6×1/2=4,S2-个数为4,因此该化合物化学式为ZnS,正确答案为:ZnS;
②取1mol晶胞,则有NA个晶胞,已知晶胞参数为a=541pm,则一个晶胞的体积为V0=(541×10−10)3cm3,1molZnS晶胞中,有4molZn2+和4molS2-,则一个晶胞的质量为m=4mol×65g/mol+4mol×32g/mol=4×97g,因此晶胞的密度为ρ=m/NAV0=4×97g/[NA×(541×10−10)3]cm3,所以正确答案:4×97/[NA×(541×10−10)3]g·cm-3。
点睛:点睛:晶体中微粒的排列具有周期性;晶体中最小的结构重复单元称为晶胞,利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数,从而确定晶体的化学式。中学中常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞,在立方晶胞中:
(1)每个顶点上的粒子被8个晶胞共用,每个粒子只有1/8属于该晶胞,如本题中的Zn2+离子;
(2)每条棱上的粒子被4个晶胞共用;每个粒子只有1/4属于该晶胞;
(3)每个面心上的粒子被2个晶胞共用,每个粒子只有1/2属于该晶胞。如本题中的Zn2+离子;
(4)晶胞内的粒子完全属于该晶胞,如本题中的S2-离子。【解析】①.N②.[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10③.正四面体④.sp3⑤.CCl4或SiCl4等⑥.NH3与H2O之间可形成分子间氢键NH3与H2O发生反应⑦.ZnS⑧.4×97/NA×(541×10−10)38、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)⑩.89、略
【分析】(1)
处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概念密度分布可用电子云形象化描述;基态14C原子的轨道表示式为核外存在2对自旋相反的电子;
(2)
CH4中C为-4价、H为+1价,电负性:CH;非金属性:OC,电负性:OC.H、O三种元素电负性由小到大的顺序为:HCO;
(3)
①a.CO2的结构式为O=C=O,CO2分子中含有2个σ键和2个π键;a项正确;
b.CH4分子中含极性共价键,由于CH4为正四面体结构,CH4分子中正电荷中心和负电荷中心重合,CH4为非极性分子,b项错误;
c.CH4的相对分子质量小于CO2的相对分子质量,CH4分子间作用力小于CO2分子间作用力,CH4的熔点低于CO2;c项错误;
d.CH4中碳原子采取sp3杂化,CO2中碳原子采取sp杂化;d项正确;答案选ad;
②根据表中数据,CO2的分子直径(0.512nm)小于笼状结构的空腔直径(0.586nm),CO2与H2O的结合能(29.91kJ/mol)大于CH4与H2O的结合能(16.40kJ/mol),所以可用CO2置换“可燃冰”中的CH4。【解析】电子云2H、C、OadCO2的分子直径小于笼状空腔直径,且与H2O的结合力大于CH410、略
【分析】【分析】
(1)根据构造原理写出核外电子排布式,判断出最高能级的形状,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同,结合构造原理与洪特规则特例,符合条件元素原子的价电子排布为3d54s1、3d104s1;
(2)价电子排布为全满或半满时;处于稳定结构,此时电离能将增大;
(3)C原子与1个单位负电荷可以等效替换为N原子,N原子与1个单位负电荷可以替换为O原子,S原子可以用氧原子替换,与SCN-互为等电子体的一种微粒为:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一种);从氢键的角度分析沸点的高低。
(4)由结构图可知,黑色球为As、白色球为S,分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对,杂化轨道数目为3+1=4,故As杂化方式为sp3杂化;
(5)计算出晶胞中C22-数目,每个C22-中含2个π键;
(6)根据图示,Zn原子处于晶胞的顶点与面心,晶胞中Zn原子形成正四面体结构有8个,其中4个正四面体中心填充Se原子,正四面体空隙的填充率为50%;V===N可以从晶胞构型中计算出N=4,NA;M、ρ均为已知;代入公式可以得到体积,晶胞参数等于体积的三次开方。
【详解】
(1)基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,最高能层电子为4s能级,电子云轮廓图形为球形;与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同,结合构造原理与洪特规则特例,符合条件元素原子的价电子排布为3d54s1、3d104s1;故有2种;
故答案为:球形;2;
(2)由Fe2+变为Fe3+体现Fe的第三电离能,即价电子由3d6变为3d5;当从3d5状态再失去一个电子时,体现第四电离能,因3d5为半充满状态;较为稳定,故第四电离能大于第三电离能;
故答案为:Fe3+的3d能级半充满;结构稳定;
(3)①C原子与1个单位负电荷可以等效替换为N原子,N原子与1个单位负电荷可以替换为O原子,S原子可以用氧原子替换,与SCN-互为等电子体的一种微粒为:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一种);
故答案为:或
②异硫氰酸分子间含有氢键;故异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高;
故答案为:异硫氰酸分子间存在氢键;
(4)由结构图可知,黑色球为As、白色球为S,分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对,杂化轨道数目为3+1=4,故As杂化方式为sp3杂化;
故答案为:sp3杂化;
(5)晶胞中C22-数目为:12×+1=4,每个C22-中含2个π键;一个晶胞含有平均有π键数目为:2×4=8;
故答案为:8;
(6)晶胞中Se、Zn原子数目之比为1:1,Zn原子处于晶胞的顶点与面心,Se原子与周围的4个Zn原子形成正四面体构型,Se处于正四面体的中心,X,Y都代表Zn;晶胞中Zn原子形成正四面体结构有8个,其中4个正四面体中心填充Se原子,正四面体空隙的填充率为50%;晶胞中Zn原子数目为:8×+6×=4、Se原子数目为4,晶胞中各微粒总质量为:g,晶胞体积为:晶胞参数a=cm=nm;
故答案为:正四面体;
【点睛】
熟练1-36号元素的核外电子排布式,半充满,全充满的状态导致电离能反常。【解析】球形2的3d能级半充满,结构稳定或异硫氰酸分子间存在氢键杂化正四面体11、略
【分析】【详解】
(1)Cu2O中的阳离子Cu+,铜为29号元素,Cu+为铜原子失去1个电子后形成的,其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10[Ar]3d10;Ni为28号元素;在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。
(2)①乙醇分子中C原子形成4个σ键,轨道杂化类型为sp3;NH3与H+以配位键形成NHNH中N原子的价层电子对数=4+=4,孤电子对数为0,则NH的空间构型为正四面体形。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化学键有极性共价键;铜与氨分子之间的配位键,铜与硫酸根离子之间的离子键,故填:离子键;配位键。
③因为氨分子和水分子之间能形成氢键,氨分子和水分子都是极性分子,根据相似相溶原理NH3极易溶于水;
(3)氮气与CN-互为等电子体,分子中含有三键,叁键含有1个σ键2个π键;则lmolCN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,与CN-互为等电子体的离子有C等。
(4)晶胞中Cu原子位于顶点和面心,一个晶胞中Cu原子数目为F原子位于晶胞内部,一个晶胞中F原子数目为4,则晶胞质量为设晶胞边长为x,则晶胞体积为密度为Cu与F最近距离为晶胞体对角线的四分之一,则Cu与F最近距离【解析】1s22s22p63s23p63d10##[Ar]3d10第四周期第Ⅷ族sp3正四面体形离子键、配位键氨分子和水分子之间能形成氢键氨分子和水分子都是极性分子,相似相溶2NA或1.204×1024C(或其他合理答案)12、略
【分析】【分析】
本题是对物质结构与性质的考查;涉及晶体类型与性质;杂化方式、分子结构与性质、晶胞计算等,侧重考查学生分析解决问题的能力,分子极性大小及键角的大小判断为易错点、难点,(4)中关键是明确键长与晶胞棱长关系,需要学生具有一定的数学计算能力。
【详解】
(1)BN由共价键形成的空间网状结构,熔点高、硬度大,属于原子晶体;而干冰松软且极易升华,属于分子晶体;BN晶体中B原子形成4个B-N键,杂化轨道数目为4,B原子采取sp3杂化,干冰中C原子形成2个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为2,C原子采取sp杂化,故答案为:原子;分子;sp3;sp;
(2)二者结构相似;均为V形,F与O的电负性相对比较接近,H与O的电负性相差较大,水分子中共用电子对较大地偏向O,所以O-F键的极性较弱,所以整个分子的极性也较弱,水分子中成键电子对之间排斥更大,故水分子中键角也更大,故答案为:<;<;
(3)石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短;键能比金刚石大,故石墨晶体熔点比金刚石的高。故答案为:高;石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短,键能比金刚石大;
(4)晶胞中每个碳原子与4个Si原子形成正四面体,每个Si原子与周围的4个C原子形成正四面体,晶胞中Si、C的相对位置相同,可以将白色球看作C、黑色球看作Si,互换后以顶点原子研究,与之最近的原子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,故每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为顶点Si原子与四面体中心C原子连线处于晶胞体对角线上,且距离等于体对角线长度的而体对角线长度等于晶胞棱长的倍,假设C-Si键长为acm,则晶胞棱长=cm,晶胞中Si原子数目=C原子数目=4,晶胞质量=g,晶胞密度=(g)÷(cm)3=g/cm3,故答案为:12;【解析】原子分子sp3sp<<高石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短,键能比金刚石大1213、略
【分析】【分析】
(1)熔点的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体;同种晶体根据微粒间的作用力大小比较;
(2)MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似;
(3)Cu原子占据面心和顶点,根据均摊法计算;根据图可知,每个Ca2+周围有8个Cl-,而每个Cl-周围有4个Ca2+;
(4)分子间含有氢键时;其熔沸点较高;
(5)利用均摊法计算。
【详解】
(1)熔点的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,熔点:冰>干冰,MgO和CaCl2属于离子晶体,熔点:MgO>CaCl2,金刚石是原子晶体,则熔点由高到低的顺序为:金刚石、MgO、CaCl2;冰、干冰;
(2)MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似,以顶点为O2-离子研究,与之最近的O2-离子位于面心,每个顶点为12个面共用,故MgO晶体中一个O2-周围和它最邻近且距离相等的O2-有12个;
(3)Cu原子占据面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为×8+×6=4;根据氯化钙的晶胞图可知,每个Ca2+周围有8个Cl-,而每个Cl-周围有4个Ca2+,所以CaCl2晶体中Ca2+的配位数为8;
(4)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外;水分子间含有氢键,氢键的作用力大于范德华力,所以其熔沸点较高;
(5)晶胞中顶点微粒数为:8×=1,面心微粒数为:6×=3,体内微粒数为4,共含有8个碳原子;碳原子的体积为:8××π×r3,设金刚石晶胞的边长为a,晶胞体积为:a3,晶胞内含有四个碳原子,则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同,即a=8r,r=a;碳原子的空间利用率为:==π。【解析】①.金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰②.12③.4④.8⑤.水分子之间形成氢键⑥.8⑦.π三、有机推断题(共8题,共16分)14、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bSi15、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>H2SiO316、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CCl4As4O6sp317、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H2SO318、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↑19、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
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