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文档简介
…………○…………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年西师新版选修3化学上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总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、某种原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,有关该原子的下列说法中正确的是()A.该原子核内有13个中子B.该原子的简化电子排布式为[He]3s23p1C.该原子最外层有1个电子D.该原子第二能层上有8个电子2、科学研究证明核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关,还与核外电子数及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同,核外电子排布式都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是()A.两粒子1s能级上电子的能量相同B.两粒子3p能级上的电子离核的距离相同C.两粒子的电子发生跃迁时,释放出的能量不同D.两粒子都达到8电子稳定结构,化学性质相同3、下列关于化学键的判断错误的是A.PH3和NH3分子中均含有孤电子对,且PH3提供孤电子对的能力强于NH3B.S元素和O元素之间能形成两种只含极性键的极性化合物C.空间构型为正四面体结构的分子,化学键的键角可能是109.5°,也可能是60°D.乙烯分子中有5个sp2杂化轨道形成的σ键和1个未杂化的2p轨道形成的π键4、有5种元素X、Y、Z、Q、T。X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道;Y原子的特征电子构型为3d64s2;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道;Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子;T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是()A.元素Y和Q可形成化合物Y3Q4B.T有一种单质的空间构型为正四面体形C.X和Q结合生成的化合物为离子化合物D.ZQ2是由极性键构成的非极性分子5、石墨可作电极材料;耐高温耐酸材料、铅笔芯等;以下有关石墨的叙述正确的是。
①属原子晶体②属分子晶体③是C60的同素异形体④每个碳原子都形成了4个共用电子对A.①③④B.②③④C.②③D.③评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)6、基态原子由原子核和绕核运动的电子组成,下列有关核外电子说法正确的是A.基态原子的核外电子填充的能层数与元素所在的周期数相等B.基态原子的核外电子填充的轨道总数一定大于或等于(m表示原子核外电子数)C.基态原子的核外电子填充的能级总数为(n为原子的电子层数)D.基态原子的核外电子运动都有顺时针和逆时针两种自旋状态7、碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图:下列有关说法不正确的是A.分子式为C3H4O3B.分子中σ键与π键个数之比为3:1C.分子中既有极性键也有非极性键D.分子中碳原子的杂化方式全部为sp2杂化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、以为原料,采用电解法制备电源TMAH[化学式]是一种高效;绿色工艺技术。原理如图;M、N是离子交换膜。下列说法错误的是。
A.a是电源正极B.M为阴离子交换膜C.中N原子均为杂化D.通过1mol电子时,电解池中可产生16.8L(STP)气体10、下列物质在CCl4中比在水中更易溶的是()A.NH3B.HFC.I2D.Br211、下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是()A.Si、Si金刚石的熔点依次降低B.SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高D.AsH3、PH3、NH3的沸点依次升高评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)12、(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。
(2)Zn原子核外电子排布式为____________________。
(3)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。
a.404.4b.553.5c.589.2d.670.8e.766.5
(4)写出基态As原子的核外电子排布式:________________________。13、配位键是一种特殊的化学键,其中共用电子对由某原子单方面提供。如就是由(氮原子提供共用电子对)和(缺电子)通过配位键形成的。据此回答下列问题。
(1)下列粒子中存在配位键的是__________(填序号)
A.B.C.D.
(2)硼酸()溶液呈酸性,试写出其电离方程式:____________________。
(3)科学家对结构的认识经历了较为漫长的过程;最初科学家提出了两种观点:
甲:(式中O→O表示配位键;在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂)
乙:HOOH
化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构;设计并完成了下列实验:
a.将C2H5OH与浓H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水;
b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应,只生成A和H2SO4;
c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。
①如果H2O2的结构如甲所示,实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)________________。
②为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案:____________。14、已知:①CS2②PCl3③H2S④CH2O⑤H3O+⑥NH4+⑦BF3⑧SO2。请回答下列问题:
(1)中心原子没有孤电子对的是__________(填序号;下同)。
(2)立体构型为直线形的是__________;立体构型为平面三角形的是__________。
(3)立体构型为V形的是__________。
(4)立体构型为三角锥形的是__________;立体构型为正四面体形的是__________。15、世界上最早发现并使用锌的是中国;明朝末年《天工开物》一书中有关于炼锌技术的记载。回答下列问题。
(1)硫酸锌溶于过量的氨水可形成配合物[Zn(NH3)4]SO4。
①配合物[Zn(NH3)4]SO4中,[Zn(NH3)4]2+的名称是____________。
②中,中心原子的轨道杂化类型为____________。
③NH3极易溶于水,除了因为它们都是极性分子外还因为____________。
(2)Zn2+的4s和4p轨道可以形成sp3杂化轨道,那么[ZnCl4]2-的空间构型为____________。
(3)氧化锌的结构有多种,其中一种立方闪锌矿的结构如图所示,若该晶胞的边长为anm,NA为阿伏加德罗常数的值则立方闪锌矿晶体的密度为____________g•cm-3。
16、如图所示分别为氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞模型,请认真观察后完成表格。___________
离子晶体晶体结构粒子晶胞所含粒子数阴阳离子个数之比阴阳离子个数之比阴离子阳离子阴离子阳离子阴离子阳离子氯化钠氯化铯氟化钙17、用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
(1)第一电离能N_____O;(2)电负性:N____C;
(3)键角:H2S______NH3(4)晶格能:MgO_______KI评卷人得分四、工业流程题(共1题,共6分)18、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、元素或物质推断题(共5题,共35分)19、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____________。20、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____。21、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________。22、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:____________________。23、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__________。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、D【分析】【详解】
A.由电子排布式可以看出该原子核外共有13个电子;故只能确定该原子核内质子数为13,中子数无法确定,故A错误;
B.该原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p1;故B错误;
C.该原子最外层有3个电子;故C错误;
D.该原子核外电子排布为2;8、3;第二层有8个电子,故D正确。
综上所述;答案为D。
【点睛】
根据电子排布式推测在周期表的位置,最外层电子,简化的电子排布式,价电子排布图。2、C【分析】【分析】
题干信息“还与核外电子的数目及核电荷的数目有关”,Ar和S的核电核数不同;则相同能级的电子能量不同,电子离核的距离不同,发生跃迁时产生的光谱不同,以此解答该题。
【详解】
A.虽然电子数相同;但是核电荷数不同,所以能量不同,故A错误;
B.同是3p能级;氩原子中的核电荷数较大,对电子的引力大,所以电子离核较近,故B错误;
C.电子的能量不同;则发生跃迁时,产生的光谱不同,故C正确;
D.硫离子是得到电子之后变成这种结构;有较强的失电子能力,所以具有很强的还原性,二者性质不同,故D错误。
故选C。
【点睛】
解答本题的关键是能正确把握题给信息,特别是核电核数不同这一点,答题时注意审题。3、B【分析】【分析】
【详解】
A.PH3和NH3分子中心原子均为sp3杂化,均含有孤电子对,且r(N)<r(P),PH3提供孤电子对的能力强于NH3;A说法正确;
B.SO3为含有极性键的非极性化合物;B说法错误;
C.空间构型为正四面体结构的分子;化学键的键角可能是109.5°,如甲烷,也可能是60°,如白磷,C说法正确;
D.乙烯分子中C原子采取sp2杂化,C-H之间是sp2杂化轨道形成σ键,C-C之间有未杂化的2p轨道形成的π键,则有5个sp2杂化轨道形成的σ键和1个未杂化的2p轨道形成的π键;D说法正确;
答案为B。4、C【分析】【分析】
有X、Y、Z、Q、T五种元素。X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道,则X为S,Y原子的特征电子构型为3d64s2,则Y为Fe,Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则Z为C,Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子,则Q为O,T原子的M电子层上p轨道半充满,则T为P。X为S、Y为Fe、Z为C、Q为O、T为P,据此分析。
【详解】
A.元素Y(Fe)和Q(O)可形成化合物Fe3O4,故A正确;B.白磷的空间构型为正四面体形,故B正确;C.X和Q结合生成的化合物SO2或SO3,都可形成共价化合物,不能形成离子化合物;故C错误;D.ZQ2即CO2是极性键构成的非极性分子,故D正确;答案选C。5、D【分析】【详解】
①石墨属混合晶体,故错误;②石墨属混合晶体,故错误;③石墨、金刚石是C60的同素异形体,故正确④六元环中,每个碳原子都形成了3个共用电子对,还有一个6中心、6电子的大π键,故错误;故选D。二、多选题(共6题,共12分)6、AB【分析】【详解】
A.基态原子的核外电子填充的能层数等于电子层数;等于所在的周期数,故A正确;
B.由泡利(不相容)原理可知1个原子轨道里最多只能容纳2个电子,若基态原子的核外电子填充的轨道总数为n,容纳的核外电子数m最多为2n,则n大于或等于故B正确;
C.若n为原子的电子层数,基态原子的核外电子填充的能级总数为n2;故C错误;
D.依据洪特规则可知;当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,则基态原子的核外电子运动不一定都有顺时针和逆时针两种自旋状态,故D错误;
故选AB。7、BD【分析】【详解】
A.根据结构简式确定分子式为C3H4O3;故A正确;
B.双键中含有一个σ键;一个π键;单键都是σ键,所以该分子中含有10个σ键、1个π键,所以分子中σ键与π键个数之比为10:1,故B错误;
C.同种非金属元素之间形成非极性键;不同非金属元素之间形成极性键,所以C-C之间存在非极性键;C-H和C-O原子之间存在极性键,故C正确;
D.该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,C原子为sp3杂化;C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,C原子杂化方式为sp2;故D错误;
故选BD。
【点睛】
该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对、C=O中C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C原子杂化方式是解答关键。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.(CH3)4N+移向右室,HCO3-移向左室;阴离子移向阳极,即a是电源正极,A正确;
B.HCO3-经过M移向左室;M为阴离子交换膜,B正确;
C.中,(CH3)4N+的C、N原子均为杂化,但是,HCO3-中的C原子为杂化;C错误;
D.通过1mol电子时,阴极室H+放电,2H++2e-=H2↑产生H2为0.5mol,阳极室OH-放电,4OH--4e-=2H2O+O2↑,产生O2为0.25mol,同时,溶液中剩下的H+与HCO3-反应还要产生二氧化碳;因此,产生的气体大于0.75mol,体积大于16.8L(STP)气体,D错误。
答案选CD。10、CD【分析】【详解】
A.NH3为极性分子;由相似相容原理可知,在极性溶剂水中的溶解度大于非极性溶剂四氯化碳中的溶解度,故A错误;
B.HF为极性分子;由相似相容原理可知,在极性溶剂水中的溶解度大于非极性溶剂四氯化碳中的溶解度,故B错误;
C.I2是非极性分子;由相似相容原理可知,在非极性溶剂四氯化碳中的溶解度大于极性溶剂水中的溶解度,故C正确;
D.Br2是非极性分子;由相似相容原理可知,在非极性溶剂四氯化碳中的溶解度大于极性溶剂水中的溶解度,故D正确;
答案选CD。
【点睛】
CCl4是非极性溶剂,水为极性溶剂,I2和Br2是非极性分子,按相似相容原理,I2和Br2在CCl4中比在水中更易溶。11、AD【分析】【详解】
A.Si;SiC、金刚石都是原子晶体;共价键越强熔点越大,共价键键长C-C<Si-C<Si-Si,所以熔点高低的顺序为:金刚石>SiC>Si,故A错误;
B.一般来说,熔点为原子晶体>离子晶体>分子晶体,则熔点为BN>MgBr2>SiCl4;故B正确;
C.结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高;故C正确;
D.AsH3、PH3、符合组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以AsH3>PH3,氨气分子间存在氢键,沸点大于AsH3、PH3,因而沸点顺序为NH3>AsH3>PH3;故D错误;
答案选AD。三、填空题(共6题,共12分)12、略
【分析】【详解】
(1);由元素周期表中的“对角线规则”可知;与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg;Mg为12号元素,M层只有2个电子,排布在3s轨道上,故M层的2个电子自旋状态相反;
故答案为.Mg;相反;
(2)、Zn原子核外有30个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;
(3);当对金属钾或其化合物进行灼烧时;焰色反应显紫红色,可见光的波长范围为400~760nm,紫色光波长较短(钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁,但处于较高能量轨道的电子不稳定,跃迁到较低能量轨道时放出的能量较多,故放出的光的波长较短);
故选A;
(4);根据构造原理可写出基态As原子的核外电子排布式;
故答案为1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)。【解析】①.Mg②.相反③.1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)④.A⑤.1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)13、略
【分析】【分析】
(1)分析各物质是否有提供孤对电子的配体和能容纳电子的空轨道;进而作出判断;
(2)硼酸为缺电子分子;能接受孤对电子;
(3)根据题意,该实验设计的思路为:用C2H5OH与浓H2SO4反应生成的(C2H5)2SO4与H2O2反应生成A(C2H5)2O2,再用还原剂H2还原,检测是否生成水,如果生成水则H2O2为甲结构;否则为乙结构。
【详解】
(1)根据配位键的概念可知;要形成配位键必须有提供孤对电子的配体和能容纳孤对电子的空轨道。
A.CO2中的碳氧键为C和O提供等量电子形成;没有配位键;
B.H3O+可看作是H2O中的O提供孤对电子与H+共用形成;所以有配位键;
C.CH4中C-H键为C和H提供等量电子形成;没有配位键;
D.H2SO4中S和非羟基O之间有配位键;
答案为:BD;
(2)硼酸中B原子含有空轨道,水中的氧原子提供孤对电子,形成配位键,所以硼酸溶于水显酸性,电离方程式为H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-。
答案为:H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-;
(3)根据原子守恒可知,A的分子式为C4H10O2,所以如果双氧水的结构如甲所示,O→O键遇到还原剂时易断裂,则c中的反应为+H2→C2H5OC2H5+H2O;如果双氧水的结构如乙所示,则反应为C2H5O-OC2H5+H2→2CH3OH;两者的区别之一为是否有水生成,所以可利用无水硫酸铜检验,从而作出判断。
答案为:+H2→C2H5OC2H5+H2O;用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)。
【点睛】
H2SO4分子中的S采用sp3杂化,2个羟基O与S形成σ键,S中的孤对电子与非羟基O形成配位键,同时,非羟基O的p电子与S的3d空轨道形成反馈π键。【解析】BD+H2→C2H5OC2H5+H2O用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)14、略
【分析】【分析】
①CS2中心C原子的价电子对数为2;发生sp杂化;
②PCl3中心P原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
③H2S中心S原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
④CH2O中心C原子的价电子对数为3,发生sp2杂化;
⑤H3O+中心O原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
⑥NH4+中心N原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
⑦BF3中心B原子的价电子对数为3,发生sp2杂化;
⑧SO2中心S原子的价电子对数为3,发生sp2杂化。
【详解】
(1)中心原子的价电子对数等于形成共价键的原子个数;则中心原子没有孤电子对。由以上分析可知,中心原子没有孤电子对的是①④⑥⑦。答案为:①④⑥⑦;
(2)中心原子的价电子对数等于2;立体构型为直线形。由此可知,立体构型为直线形的是①;中心原子的价电子对数等于3,且与3个其它原子形成共价键,立体构型为平面三角形。由此可知,立体构型为平面三角形的是④⑦。答案为:①;④⑦;
(3)中心原子的价电子对数等于4;与其它2个原子形成共价键,其立体构型为V形。由此可知,立体构型为V形的是③⑧。答案为:③⑧;
(4)中心原子的价电子对数等于4;与其它3个原子形成共价键,立体构型为三角锥形,由此可知,立体构型为三角锥形的是②⑤;中心原子的价电子对数等于4,与其它4个原子形成共价键,立体构型为正四面体形。由此可知,立体构型为正四面体形的是⑥。答案为:②⑤;⑥。
【点睛】
不管分子构型如何,对于由两种元素组成的微粒,只要价层电子对全部用于形成共价键,则微粒结构对称。【解析】①.①④⑥⑦②.①③.④⑦④.③⑧⑤.②⑤⑥.⑥15、略
【分析】【分析】
根据配合物的命名原则进行命名;根据VSEPR理论判断中心原子的杂化方式;根据NH3与H2O之间形成氢键解释;根据杂化类型;判断空间构型;根据“均摊法”进行晶胞的有关计算;据此解答。
【详解】
(1)①由内界配位离子的命名次序为配位体数(用中文一,二,三等注明)-配位体的名称(不同配位体间用中圆点“·”隔开)-“合”-中心离子名称-中心离子氧化数(加括号,用罗马数字注明)可知,[Zn(NH3)4]2+的名称是四氨合锌(II)离子;答案为四氨合锌(II)离子。
②中,价层电子对数=4+=4+0=4,S原子杂化方式为sp3杂化;答案为sp3杂化。
③NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还因为NH3与H2O之间可形成分子间氢键,NH3与H2O发生反应;答案为NH3与H2O之间可形成分子间氢键,NH3与H2O发生反应。
(2)此[ZnCl4]2-配离子的中心原子采取sp3杂化;配位数为4,故空间构型为正四面体形;答案为正四面体形。
(3)由可知,Zn原子位于顶点和面心上,晶胞中Zn原子数目=8×+6×=4,晶胞中O原子数目=4,故化学式为ZnO,晶胞的质量m=g,晶胞的体积V=(a×10-7cm)3=a3×10-21cm3,晶体密度ρ===×1021g•cm-3;答案为×1021。【解析】①.四氨合锌(II)离子②.sp3③.NH3与H2O之间可形成分子间氢键,NH3与H2O发生反应④.正四面体形⑤.×l02116、略
【分析】【详解】
(1)在NaCl晶胞中,晶体结构粒子为:Na+、Cl-,由均难法:晶胞中Na+个数为:8×+6×=4,晶胞中Cl-个数为:12×+1=4;配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。每个钠离子周围有六个氯离子;每个氯离子周围也有六个钠离子,配位数均为6,阴阳离子个数之比:4:4=1:1;
(2)在CsCl晶胞中,晶体结构粒子为:Cs+、Cl-,由均难法:晶胞中Cs+个数为:8×=1,晶胞中Cl-个数为:1;配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。每个Cs+离子周围有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个Cs+离子;配位数均为8,阴阳离子个数之比:1:1;
(3)在CaF2晶胞中,晶体结构粒子为:Ca2+、F-,F-填充在八个小立方体中心,8个四面体全被占据,由均难法:晶胞中Ca2+个数为:8×+6×=4,晶胞中F-个数为:8;配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。每个Ca2+离子周围有8个F-离子,配位数为8,每个F-离子周围也有4个Ca2+离子;配位数为4,阴阳离子个数之比:8:4=2:1;
故答案为:。离子晶体晶体结构粒子晶胞所含粒子数阴阳离子个数之比阴阳离子个数之比阴离子阳离子阴离子阳离子阴离子阳离子氯化钠Na+、Cl-44661:1氯化铯Cs+、Cl-11881:1氟化钙Ca2+、F-48842:1【解析】。离子晶体晶体结构粒子晶胞所含粒子数阴阳离子个数之比阴阳离子个数之比阴离子阳离子阴离子阳离子阴离子阳离子氯化钠Na+、Cl-44661:1氯化铯Cs+、Cl-11881:1氟化钙Ca2+、F-48842:117、略
【分析】【分析】
非金属性越强;电负性越大;非金属性强,总的来说,第一电离能大,但当价电子在轨道中处于半满;全满或全空时,第一电离能出现反常;键角既受分子结构的影响,又受孤电子对的影响;比较晶格能时,可通过分析离子的带电荷与离子半径确定。
【详解】
(1)N的价电子排布为2s22p3;2p轨道上电子半充满,第一电离能出现反常,所以第一电离能N>O;答案为:>;
(2)非金属性越强;电负性越大,非金属性N>C,所以电负性:N>C;答案为:>;
(3)H2S的键角接近90°,NH3的键角为107°18′,所以键角:H2S<NH3;答案为:<;
(4)MgO和KI都形成离子晶体,MgO中的阴、阳离子都带2个电荷,而KI中的阴、阳离子都带1个电荷,离子半径:Mg2+<K+、O2-<I-;所以晶格能:MgO>KI。答案为:>。
【点睛】
第一电离能出现反常时,仅比原子序数大1的元素大。【解析】①.>②.>③.<④.>四、工业流程题(共1题,共6分)18、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、元素或物质推断题(共5题,共35分)19、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+3H2O20、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21、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
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