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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2025年粤人版选修3化学上册月考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7题,共14分)1、对储氢材料CaH2描述错误的是()A.离子半径:H->Li+B.H-有强还原性C.Ca2+最外层电子排布式:3s23p6D.CaH2晶体中既有离子键又有共价键2、第N能层所含能级数、原子轨道数分别为()A.3、9B.4、16C.5、16D.4、123、下列有关化学用语错误的是A.H2O电子式为:B.某元素原子(R)的轨道排布式:C.Ca2+离子基态电子排布式为:1s22s22p63s23p6D.钾(K)原子的原子结构示意图为:4、如表给出的是8种元素的电负性的值,运用表中数据解答下题。元素NaMgAlSiPSClK电负性
估计钙元素的电负性的取值范围A.小于0.8B.大于1.2C.在0.8与1.2之间D.在0.8与1.5之间5、以下微粒含配位键的是()
①N2H5+②CH4③OH-④NH4+⑤Fe(CO)5⑥Fe(SCN)3⑦H3O+⑧[Ag(NH3)2]OHA.①②④⑦⑧B.③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑦⑧D.全部6、下列分子中,属于极性分子的是()A.N2B.O2C.NH3D.CO27、下列说法中,正确的是A.冰熔化时,分子中H—O键发生断裂B.金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高C.原子晶体中,共价键的键长越短,键能越大,熔点就越高D.分子晶体中,分子间作用力越大,则分子越稳定评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)8、下列各式中各能级能量高低的排列顺序正确的是()A.B.C.D.9、在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之一。瑞德西韦的结构如图所示;下列说法正确的是。
A.瑞德西韦中N、O、P元素的电负性:N>O>PB.瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能C.瑞德西韦中所有N都为sp3杂化D.瑞德西韦结构中存在σ键、π键和大π键10、下表中各粒子对应的立体构型及杂化方式均正确的是。选项粒子立体构型杂化方式ASO3平面三角形S原子采取sp2杂化BSO2V形S原子采取sp3杂化CCO32-三角锥形C原子采取sp2杂化DBeCl2直线性Be原子采取sp杂化
A.AB.BC.CD.D11、下列物质在CCl4中比在水中更易溶的是()A.NH3B.HFC.I2D.Br212、铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一;其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe,白球代表Mg)。则下列说法不正确的是。
A.铁镁合金的化学式为Mg2FeB.晶体中存在的化学键类型为金属键、离子键C.晶胞中Fe与Mg的配位数均为4D.该晶胞的质量是g评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)13、金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛,Ni的基态原子有________种能量不同的电子;很多不饱和有机物在Ni催化下可以H2发生加成反应,如①CH2═CH2、②HC≡CH、③④HCHO等,其中碳原子不是采取sp2杂化的分子有________(填物质编号),HCHO分子的立体构型为________14、根据五种元素的原子结构;回答下列问题:
(1)只有层与层的原子有______;
(2)含有层的原子有______;
(3)最外层电子数相同的原子有______;15、C;N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
(1)Si位于元素周期表第____周期第_____族。
(2)N的基态原子核外电子排布式为_____;Cu的基态原子最外层有___个电子。
(3)用“>”或“<”填空:。原子半径电负性熔点沸点Al_____SiN____O金刚石_____晶体硅CH4____SiH416、生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合;催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式___。
(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式_________。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是____________________;
甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_________。
②甲醛分子的空间构型是_________;
1mol甲醛分子中σ键的数目为_____。
③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示);
所包含的Cu原子数目为_______。17、(1)某科学工作者通过射线衍射分析推测胆矾中既含有配位键;又含有氢键,其结构可能如图所示,其中配位键和氢键均用虚线表示。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式:__。
②写出图中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来):__。
(2)很多不饱和有机物在Ni的催化作用下可以与H2发生加成反应,如①CH2=CH2、②CHCH、③④HCHO等,其中碳原子采取sp2杂化的分子有__(填序号),推测HCHO分子的立体构型为__形。18、氮元素可以形成多种化合物.请回答以下问题:
⑴基态氮原子的价电子排布式是____________。
⑵肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物.
①请用价电子层对互斥理论推测NH3分子的空间构型是__________________,其中H—N—H的键角为___________________,请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因:_______。
②肼可用作火箭燃料;燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol﹣1
若该反应中有4molN—H键断裂,则形成π键的数目为__________。
⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由___________________________________________。19、(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH1=-1452.8kJ·mol-
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________________。
(2)下图1是采用NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池。电池工作过程中负极反应式为__________________________。
(3)一种含锰磁性材料的单晶胞结构为立方晶胞,如图2所示。A、B位置的Sn原子坐标如图所示,则该晶胞中碳原子的原子坐标为___________。
20、如图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合);金属铜三种晶体的结构示意图;请回答下列问题:
(1)图I所示的CaF2晶胞中与Ca2+最近且等距离的F-的个数为____________。
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是____________,H2BO3晶体中硼原子个数与极性键个数之比为____________。
(3)由图Ⅲ所示的铜原子的堆积模型可知,未标号的铜原子形成晶体后其周围最紧邻的铜原子数为____________。
(4)三种晶体中熔点最低的是其晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用为____________。评卷人得分四、有机推断题(共4题,共24分)21、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________。22、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:____________。23、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______________________________。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)。评卷人得分五、结构与性质(共4题,共24分)25、【化学-选修3:物质结构与性质】
已知铜的配合物A(结构如下图1)。请回答下列问题:
(l)Cu的简化电子排布式为_____________。
(2)A所含三种元素C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_________________。其中氮。
原子的杂化轨道类型为_____________________。
(3)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO-)受热分解可产生CO2和N2,N2中σ键和π键数目。
之比是_____________;N2O与CO2互为等电子体,且N2O分子中O只与一个N相连,则N2O
的电子式为____________________。
(4)在Cu催化下,甲醇可被氧化为甲醛(HCHO),甲醛分子中H-C=O的键角___________1200(选填“大于”、“等于”或“小于”),甲醛能与水形成氢键,请在图2中表示出来___________。
(5)立方氮化硼(如图3)与金刚石结构相似,是超硬材料。立方氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为__________;结构化学上用原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置,图4立方氮化硼晶胞中,B原子的坐标参数分别有:B(0,0,0);B(1/2,0,1/2);B(1/2,1/2,0)等。则距离上述三个B原子最近且等距的N原子的坐标参数为_______________。26、CP是一种起爆药,化学式为[Co(NH3)5(C2N5)](ClO4)2。CP可由5-氰基四唑(分子式为HC2N5,结构简式如图1所示)和[Co(NH3)5(H2O)](ClO4)3反应制备。
(1)CP中Co3+基态电子排布式为___。
(2)5-氰基四唑中C原子的杂化类型为__,所含C、N元素的电负性的大小关系为C__(填“>”“=”或“<”)N。1mol5-氰基四唑中含有σ键的数目为__。
(3)[Co(NH3)5(H2O)](ClO4)3中的配离子部分结构如图2所示。
①请在相应位置补填缺少的配体___。
②与NH3互为等电子体的一种阳离子为___(填化学式)。27、已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期中的常见元素,且原子序数依次增大,A的原子半径最小;B的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍;C与B同周期且基态原子最外层电子排布式为nsmnpm+2;D;E、F、G是位于同一周期的金属元素;元素D的焰色反应要透过蓝色钴玻璃才能观察到紫色;且D、G的原子序数相差10;E元素有多种化合价,它的一种氢氧化物在空气中易被氧化且最终变为红褐色,且E、F的电子数相差1。
请回答下列问题:
(1)基态E原子的价电子排布式为___。
(2)与BC分子互为等电子体的离子为___(填化学式;任写一种)。
(3)在液态非极性分子B6A6中,B原子采取的杂化方式为___。
(4)元素C的简单氢化物的沸点比同主族的简单氢化物都高的原因是___。
(5)F可形成化学式均为F(NH3)5BrSO4的两种配合物,其中一种化学式为[F(NH3)5Br]SO4。向另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象。若加入AgNO3溶液时,产生淡黄色沉淀,则第二种配合物的化学式为___。
(6)金属D;G晶体的晶胞结构如图所示。
①金属G的晶胞中,测得晶胞中G原子的半径为apm,则G晶体的密度为___g/cm3(列出表达式即可,NA为阿伏伽德罗常数的值),D、G两种晶胞中金属的配位数之比为___。
②金属G、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如下表所示:。电离能/kJ·mol-1I1I2G7461958锌9061733
G的第二电离能(I2)大于锌的第二电离能(I2),其主要原因是___。28、【化学-选修3:物质结构与性质】
已知铜的配合物A(结构如下图1)。请回答下列问题:
(l)Cu的简化电子排布式为_____________。
(2)A所含三种元素C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_________________。其中氮。
原子的杂化轨道类型为_____________________。
(3)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO-)受热分解可产生CO2和N2,N2中σ键和π键数目。
之比是_____________;N2O与CO2互为等电子体,且N2O分子中O只与一个N相连,则N2O
的电子式为____________________。
(4)在Cu催化下,甲醇可被氧化为甲醛(HCHO),甲醛分子中H-C=O的键角___________1200(选填“大于”、“等于”或“小于”),甲醛能与水形成氢键,请在图2中表示出来___________。
(5)立方氮化硼(如图3)与金刚石结构相似,是超硬材料。立方氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为__________;结构化学上用原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置,图4立方氮化硼晶胞中,B原子的坐标参数分别有:B(0,0,0);B(1/2,0,1/2);B(1/2,1/2,0)等。则距离上述三个B原子最近且等距的N原子的坐标参数为_______________。评卷人得分六、实验题(共1题,共5分)29、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_____________________________。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【详解】
A.具有相同电子层排布的离子中,核电荷数小的半径大,H-与Li+电子层数相同,则离子半径:H->Li+;故A正确;
B.H-易失去电子;则具强还原性,故B正确;
C.钙的原子序数为20,失去2个电子转化为最外层8个电子的稳定结构,则Ca2+最外层电子排布式:3s23p6;故C正确;
D.CaH2晶体中钙原子与氢原子之间只存在离子键;故D错误;
综上所述;答案为D。
【点睛】
一般情况下,金属元素与非金属元素之间形成离子键,非金属元素与非金属元素之间形成共价键,CaH2晶体中钙原子分别与两个氢原子形成离子键,则CaH2晶体中无共价键。2、B【分析】【详解】
第N能层为第4层,第N能层所含能级数4s、4p、4d、4f4个能级、原子轨道数分别为1、3、5、7,共16个轨道,故选B。3、B【分析】【分析】
【详解】
A.H2O是共价化合物,电子式为为故A正确;
B.根据洪特规则,电子分布到能量相同的原子轨道时,优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道,违背洪特规则,(R)的轨道排布式应为故B错误;
C.Ca失去4s轨道上2个电子形成Ca2+,Ca2+离子基态电子排布式为1s22s22p63s23p6;故C正确;
D.钾是19号元素,钾(K)原子的原子结构示意图为故D正确;
答案选B。4、C【分析】【详解】
同一周期从左至右,电负性增大;同一主族从上到下,电负性减小,钙元素的电负性应小于Mg的而大于K的,即Ca的电负性的取值范围:0.8<1.2;C项正确;
答案选C。5、C【分析】【分析】
在物质或离子中中心原子含有空轨道;和含有孤电子对的原子或离子能形成配位键,①氢离子提供空轨道,氮原子提供孤电子对;②无空轨道,无孤电子对;③无空轨道,④氢离子提供空轨道,氮原子提供孤电子对;⑤铁原子提供空轨道,碳原子提供孤电子对;⑥铁离子提供空轨道,硫原子提供孤电子对;⑦氢离子提供空轨道,氧原子提供孤电子对;⑧银离子提供空轨道,氮原子提供孤电子对;据此分析解答。
【详解】
①氢离子提供空轨道,N2H4氮原子提供孤电子对,所以能形成配位键,N2H5+含有配位键;①选;
②甲烷中碳原子满足8电子稳定结构,氢原子满足2电子稳定结构,无空轨道,无孤电子对,CH4不含有配位键;②不选;
③OH-电子式为无空轨道,OH-不含有配位键;③不选;
④氨气分子中氮原子含有孤电子对,氢离子提供空轨道,可以形成配位键,NH4+含有配位键;④选;
⑤Fe原子有空轨道,CO中的碳原子上的孤电子对,可以形成配位键,Fe(CO)5含有配位键;⑤选;
⑥SCN-的电子式铁离子提供空轨道,硫原子提供孤电子对,Fe(SCN)3含有配位键;⑥选;
⑦H3O+中O提供孤电子对,H+提供空轨道,二者形成配位键,H3O+含有配位键;⑦选;
⑧Ag+有空轨道,NH3中的氮原子上的孤电子对,可以形成配位键,Ag(NH3)2OH含有配位键;⑧选;
综上;①④⑤⑥⑦⑧微粒中含有配位键,C项正确;
答案选C。6、C【分析】【分析】
极性分子中正负电荷的中心不重合;具有一定的极性,极性分子是由极性键构成的结构不对称的分子。
【详解】
A.N2为非金属单质,只含有非极性键,为非极性分子,故A错误;
B.O2为非金属单质,只含有非极性键,为非极性分子,故B错误;
C.NH3中N原子形成3个δ键,有1个孤电子对,为sp3杂化,分子构型为三角锥形,空间结构不对称为极性分子,故C正确;
D.CO2为直线形结构,结构对称,正负电荷中心重叠为非极性分子,故D错误;
故选C。7、C【分析】【详解】
A.冰融化为物理变化;克服分子间作用力,共价键不断裂,故A错误;
B.金属晶体的熔沸点不一定比分子晶体高;如分子晶体硫是固体,金属汞是液体,故B错误;
C.影响原子晶体的熔沸点高低的因素为共价键的强弱;共价键的键长越短,键能越大,熔点就越高,故C正确;
D.分子晶体中;分子间作用力越大,熔沸点越高,与稳定性无关,故D错误;
答案为C。二、多选题(共5题,共10分)8、BC【分析】【详解】
A.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故A错误;
B.不同能层不同能级的电子能量:E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s);故B正确;
C.不同能层不同能级的电子能量:E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);故C正确;
D.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故D错误;
故选:BC。
【点睛】
根据构造原理,各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为:ns<3s<4s2p<3p<4p;③不同层不同能级ns<(n-2)f<(n-1)d9、BD【分析】【分析】
【详解】
A.同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增大;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减小;则元素的非金属性:O>N>P。元素的非金属性越强,其电负性就越大,故元素的电负性:O>N>P,A错误;
B.元素的非金属性越强;元素的原子半径越小,与同一元素的原子形成的共价键的键长就越短,其相应的键能就越大,由于元素的原子半径:O<N,所以瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能,B正确;
C.在瑞德西韦中,形成3个共价键的N原子采用sp3杂化,含有C=N双键的N原子则采用sp2杂化;C错误;
D.共价单键都是σ键;共价双键中一个是σ键,一个是π键;在苯环及含有N原子的六元环中含大π键,根据瑞德西韦结构可知其中含有共价单键;双键和苯环等六元环,故分子中存在σ键、π键和大π键,D正确;
故合理选项是BD。10、AD【分析】【详解】
A.SO3分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(6-3×2)=3,所以硫原子采用sp2杂化;为平面三角形结构,故A正确;
B.SO2的价层电子对个数=2+(6-2×2)=3,硫原子采取sp2杂化;该分子为V形结构,故B错误;
C.碳酸根离子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(4+2-3×2)=3,所以原子杂化方式是sp2;为平面三角形结构,故C错误;
D.BeCl2分子中每个Be原子含有2个σ键;价层电子对个数是2,没有孤电子对,为sp杂化,为直线型,故D正确;
故选AD。11、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。12、BC【分析】【分析】
【详解】
A.根据均摊法,该晶胞中Fe原子的数目为=4,Mg原子的个数为8,Fe、Mg原子个数之比=4:8=1:2,所以其化学式为Mg2Fe;故A正确;
B.金属晶体中存在金属键;该晶体属于合金,属于金属晶体,所以只含金属键,故B错误;
C.根据晶胞结构示意图可知,距离Mg原子最近且相等的Fe原子有4个,即Mg的配位数为4,而该晶体的化学式为Mg2Fe;所以Fe的配位数为8,故C错误;
D.晶胞中Fe原子个数为4,Mg原子个数为8,所以晶胞的质量为=g;故D正确;
故答案为BC。三、填空题(共8题,共16分)13、略
【分析】【分析】
Ni的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,同一能级轨道上的电子能量相同;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3个σ键,没有孤对电子,碳原子均为sp2杂化,而HC≡CH中碳原子均形成2个σ键、没有孤对电子,为sp杂化;HCHO中碳原子为sp2杂化;空间构型为平面三角形。
【详解】
Ni的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,有7个能级,同一能级轨道上的电子能量相同,则Ni的基态原子有7种能量不同的电子;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3个σ键,没有孤对电子,碳原子采取sp2杂化,HC≡CH中碳原子均形成2个σ键、没有孤对电子,碳原子采取sp杂化;HCHO中碳原子为sp2杂化,空间构型为平面三角形;故答案为:7,②,平面三角形。【解析】①.7②.②③.平面三角形14、略
【分析】【分析】
Be;N、Ne、Na、Mg的质子数分别为4、7、10、11、12;结合原子中质子数=核外电子数画出原子结构示意图;原子核外的电子是分层排布的,每一层都可以叫做能层,就是电子层;按电子的能量差异,可以将核外电子分成不同的能层,并用符号K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层,据此解答。
【详解】
Be、N、Ne、Na、Mg的原子结构示意图分别为:
(1)Be;N、Ne都只有两个能层;即K层和L层;
(2)Na;Mg有三个能层;即K层、L层和M层;
(3)Be;Mg的最外层电子数都为2;最外层电子数相同。
【点睛】
判断不同元素原子结构方面的相同和不同之处时,可以先画出各元素的原子结构示意图,然后根据原子结构示意图进行分析。【解析】①.Be、N、Ne②.Na、Mg③.Be、Mg15、略
【分析】【分析】
(1)硅原子序数为14;按相关知识点填空即可;
(2)按N和Cu的原子核外电子排布式回答;
(3)按原子半径规律;电负性规律填写;熔点按原子晶体中影响熔点的因素填写,沸点按分子晶体中影响沸点的规律填写;
【详解】
(1)硅原子序数为14;核外14个电子,分3层排布,最外层4个电子,则硅位于元素周期表第三周期第IVA族;
答案为:三;IVA;
(2)N和Cu的原子序数分别为7和29,N原子核外电子排布式为1s22s22p3,铜原子外围电子构型为3d34s1;则铜原子最外层有1个电子;
答案为:1s22s22p3;1;
(3)Al和Si同周期,原子序数大者原子半径小,故原子半径Al>Si;氮和氧是同周期非金属元素,原子序数大者电负性大,故电负性N<O;金刚石和晶体硅都是原子晶体,原子晶体中熔点由共价键牢固程度决定,碳碳单键比硅硅单键牢固,故熔点:金刚石>硅晶体,CH4和SiH4都是分子晶体,沸点由分子间作用力决定,CH4和SiH4组成结构相似,相对分子质量大者分子间作用力大,则沸点高,故沸点:CH4<SiH4;
答案为:>;<;>;<。【解析】①.三②.IVA③.1s22s22p3④.1个⑤.)>⑥.<⑦.>⑧.<16、略
【分析】【详解】
(1)Zn的原子序数为30,在周期表中位于第四周期、ⅡB族,则其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(2)根据等电子原理,CO与N2属于等电子体,所以其分子结构相似,由于N2的结构式为N≡N;所以CO也应为C≡O。
(3)①由于甲醇分子间可以形成氢键,而甲醛分子间不能形成氢键,所以甲醇的沸点高于甲醛;由于甲醛分子结构中每个碳原子只形成三个σ键,则应该是sp2杂化形式。
②甲醛的中心原子C是sp2杂化,C原子形成3个σ键,所以甲醛的空间构型为平面三角形;甲醛分子中的2个C-H键是σ键,C=O键中的一个键是σ键,另一个则是π键,则一个甲醛分子中有2个σ键,所以1mol甲醛分子中σ键的数目为3NA。
③由化学式Cu2O和晶胞模型可知,白球为氧原子,黑色球为铜原子,且铜原子位于晶胞内部,所以1个Cu2O晶胞中包含Cu原子数目为4个。【解析】①.1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2②.C≡O③.甲醇分子之间形成氢键④.sp2杂化⑤.平面三角形⑥.3NA⑦.417、略
【分析】【分析】
(1)①铜是29号元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式;②CuSO4•5H2O中铜离子含有空轨道;水分子含有孤对电子对,铜离子与水分子之间形成配位键,铜离子配体数为4,据此书写水合铜离子的结构简式;
(2)根据杂化轨道数判断杂化类型;杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数;根据杂化轨道方式及杂化轨道成键情况判断HCHO立体结构。
【详解】
①铜是29号元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理知,其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
②CuSO4•5H2O中铜离子含有空轨道,水分子含有孤对电子对,铜离子与水分子之间形成配位键,铜离子配体数为4,水合铜离子的结构简式为故答案为:
(2)①CH2=CH2中每个碳原子成2个C-Hσ键,1个碳碳双键,双键中含有1个σ键、1个π键,杂化轨道数为2+1=3,所以碳原子采取sp2杂化;②CH≡CH中每个碳原子成1个C-Hσ键,1个碳碳三键,三键中含有1个σ键、2个π键,杂化轨道数为1+1=2,所以碳原子采取sp杂化;③苯中每个碳原子成1个C-Hσ键,2个C-Cσ键,同时参与成大π键,杂化轨道数为1+2=3,所以碳原子采取sp2杂化;④HCHO中碳原子成2个C-Hσ键,1个碳氧双键,双键中含有1个σ键、1个π键,杂化轨道数为2+1=3,所以碳原子采取sp2杂化;故①③④采取sp2杂化;HCHO中碳原子采取sp2杂化;杂化轨道为平面正三角形,没有孤对电子对,参与成键的原子不同,所以HCHO为平面三角形,故答案为:①③④;平面三角。
【点睛】
本题的易错点为(2)中苯中C的杂化类型的判断,要注意苯分子中形成的是大π键,其中没有σ键。【解析】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1①③④平面三角18、略
【分析】【分析】
⑴N基态氮原子电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子价电子排布式是2s22p3;故答案为:2s22p3。
⑵①先计算NH3分子中氮原子价层电子对数,根据孤电子对影响键角进行分析;②有4molN—H键断裂即1molN2H4反应;生成1.5mol氮气进行分析。
⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶体,NH3可形成分子间氢键,AsH3、PH3根据相对分子质量越大;范德华力越大,熔沸点越高进行分析。
【详解】
⑴N核外有7个电子,其基态氮原子电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子价电子排布式是2s22p3;故答案为:2s22p3。
⑵①NH3分子中氮原子价层电子对数为推测出NH3分子的空间构型是三角锥形,其中H—N—H的键角为107°18′,请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因是NH3分子含有1个孤电子对,孤电子对影响键角;故答案为:三角锥形;NH3分子含有1个孤电子对;孤电子对影响键角。
②若该反应中有4molN—H键断裂即1molN2H4反应,生成1.5mol氮气,因此形成π键的数目为3NA;故答案为:3NA。
⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3、PH3是分子晶体,根据相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高分析得到AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高;故答案为:NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。
【点睛】
物质结构是常考题型,主要考查电子排布式、分子构型,共价键分类,键角分析、熔沸点分析。【解析】①.2s22p3;②.三角锥形③.107°18′④.NH3分子含有1个孤电子对,孤电子对影响键角⑤.3NA⑥.NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。19、略
【分析】【详解】
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH1=-1452.8kJ·mol-
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1
根据盖斯定律可知(①-②)/2即得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)∆H=-443.4kJ/mol。
(2)原电池的负极发生失去电子的氧化反应,则根据示意图可知负极是BH4-失去电子,电解质溶液显碱性,则电池工作过程中负极反应式为BH4――8e-+8OH-=BO2-+6H2O。
(3)根据晶胞结构可知碳原子位于体心处,则该晶胞中碳原子的原子坐标为(1/2,1/2,1/2)。【解析】①.CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)∆H=-443.4kJ/mol②.BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O③.(1/2,1/2,1/2)20、略
【分析】【详解】
(1)由图I可知,以图中上面面心的Ca2+为例,与之最近且等距离的F-下面有4个,上面有4个(未画出),则CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-的个数为8;故答案为:8;
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是氧原子。由图Ⅱ可知,每个硼原子与3个氧原子形成3个极性键,3个氢原子与氧原子也形成3个极性键,则H3BO3晶体中硼原子个数与极性键个数之比为1:6;答案为:1:6;
(3)图Ⅲ中未标号的铜原子的上面有3个铜原子;周围有6个铜原子、下面有3个铜原子;其周围最紧邻的铜原子数为12,故答案为:12;
(4)CaF2是离子晶体,Cu是金属晶体,H3BO3是分子晶体,故H3BO3熔点最低,晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用是分子间作用力,故答案为:分子间作用力。【解析】①.8②.O③.1:6④.12⑤.分子间作用力四、有机推断题(共4题,共24分)21、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bSi22、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NaHCO323、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↑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五、结构与性质(共4题,共24分)25、略
【分析】【详解】
本题考查过渡元素Cu及其化合物的结构;电子排布、杂化轨道、晶体结构等物质结构的有关知识点。根据Cu的原子结构和电子排布规律、杂化轨道及分子构型的知识和晶体的类型以及晶包有关知识来解答此题。
(1)基态Cu原子核外有29个电子,外围电子排布式为3d104s1,全充满结构,稳定。简化电子排布式为[Ar]3d104S1
(2)同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,N原子外围电子排布为2s22p3,为半充满结构,较稳定,N的电离能最大,C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。氮原子有4个杂化轨道,所以为SP3杂化。
(3)N2的结构式为N≡N,含1个σ键和2个π键,所以σ键和π键数目比为1:2,N2O与CO2互为等电子体,且N2O分子中O只与一个N相连,则N2O结构与CO2相似,所以其结构为N=N=O,电子式为
(4)甲醛分子中,碳原子为sp2杂化,分子成平面三角型,键角约120°,由于氧原子有孤电子对,对氢原子有排斥作用,所以OCH键角会稍大于120°,羰基氧有很强的电负性,与H2O中H有较强的静电吸引力,而形成氢键。
(5)由图可知,一个B原子与4个N原子形成4个B-N共价键,B-N键数与硼原子数之比为4:1,根据各个原子的相对位置可知,距离上述三个B原子最近且等距的N原子在x、y、z轴三个方向的1/4处,所以其坐标是()
点睛:本题最后一问,求原子的坐标参数,学生缺乏想象力,较难理解,立方体的每个顶角原子的坐标均为(0,0,0,)从每个顶角引出3维坐标轴xyz,N原子位于每个轴的1/4处,即可判断N的坐标。【解析】[Ar]3d104s1N>O>Csp3杂化1:2大于4:1(1/4,1/4,1/4)26、略
【分析】【详解】
(1)钴是27号元素,CP中Co3+基态电子排布式为:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。
故答案为:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;
(2)5-氰基四唑中C原子的杂化类型有两种,五元环中的碳,形成3个σ键,一个π键,杂化方式为sp2、-CN中C形成2个σ键,2个π键,为sp;C、N处于同一周期,从左到右,电负性增大,C、N元素的电负性的大小关系为C23或4.816×1024。
故答案为:sp2、sp;<;8mol或8×6.02×1023或4.816×1024;
(3)[Co(NH3)5(H2O)](ClO4)3中的配离子部分结构如图2所示,Co配位数为6,已经有4分子的NH3,①缺少1分子NH3,1分子H2O,在相应位置补填缺少的配体后为:
②原子个数相等,价电子数目相等的微粒互为等电子体。与NH3互为等电子体的一种阳离子为H3O+(填化学式)。
故答案为:H3O+。
【点睛】
本题考查物质结构和性质,原子杂化方式判断、等电子体等知识点,易错点,5-氰基四唑中含有σ键的计算,5-氰基四唑中含有σ键为4个N-N键,3个C-N键,1个C-C键,难点:等电子体的寻找,理解:原子个数相等,价电子数目相等的微粒互为等电子体。【解析】①.1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6②.sp2、sp③.<④.8mol或8×6.02×1023或4.816×1024⑤.⑥.H3O+27、略
【分析】【分析】
A的原子半径最小,A是H元素;B的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍,B是碳元素;C的基态原子最外层电子排布式为nsmnpm+2;n=2,则C是O元素;D;E、F、G是位于同一周期的金属元素,元素D的焰色反应要透过蓝色钴玻璃才能观察到紫色,D是K元素;且D、G的原子序数相差10,G是Cu元素;E的一
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