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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2024年中图版选修3化学下册月考试卷577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、气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化,吸收能量最多的是()A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3D.1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p12、如图是第三周期主族元素(11~17号)某些性质变化趋势的柱形图;下列有关说法中正确的是()
A.若X轴为原子序数,y轴表示的可能是第一电离能B.若X轴为原子序数,y轴表示的可能是原子半径C.若X轴为最高正化合价,y轴表示的可能是电负性D.若X轴为族序数,y轴表示的可能是0.1mol/L最高价氧化物对应水化物溶液的pH3、下列说法中正确的是A.CO2、BeCl2、SO2杂化类型相同,空间构型相同B.H2O价层电子互斥理论模型为“V”形C.NH3是三角锥形,可以得出N一定是sp3杂化D.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道4、美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力:只要给他物质的分子式,他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型.多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致,根据VSEPR模型,下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是()A.NO和NHB.H3O+和ClOC.NO和COD.PO和SO5、三氟化硼乙醚络合物是一种有机催化剂,测定其中的含量时涉及的反应为下列说法错误的是()A.中B的杂化方式是B.的空间构型为平面三角形C.均可形成分子间氢键D.晶体中每个周围有8个评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)6、有关元素X、Y、Z、W的信息如下:。元素信息X所在主族序数与所在周期序数之差为4Y最高氧化物对应的水化物为强电解质,能电离出电子数相等的阴、阳离子Z单质是生活中常见物质,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏W基态原子核外5个能级上有电子,且最后的能级上只有1个电子
下列说法不正确的是()A.原子半径:Y>W>XB.Z3+离子的最外层电子排布式为3s23p63d5C.Y的单质在X2气体中燃烧,所得生成物的阴、阳离子个数比为1:1D.W的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的水溶液中,若反应中转移0.3mol电子,则消耗氧化剂1.8克7、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8、下表中所列的五种短周期元素;原子序数连续,但与表中排列顺序无关。用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,m—n的值如下表所示:
下列说法错误的是A.第一电离能:A<td><>B.电负性:E<td><>C.原子序数:B<td><>D.核外未成对电子数:C=D9、如图所示,高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元);则下列说法中错误的是()
A.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2-B.晶体中,每个O2-周围距离最近的O2-有8个C.晶体中与每个K+周围有8个O2-D.晶体中,0价氧与-2价氧的数目比为3∶110、硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示。下列说法正确的是()
A.m=2B.在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型相同C.1、2原子间和4、5原子间的化学键可能是配位键D.若382g硼砂晶体中含2molNa+,则硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)11、X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是________;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_____。
(2)XY2-离子的立体构型是_______;R2+的水合离子中,提供孤电子对的是原子是______。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如右图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是___________。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是____________。12、许多金属及其化合物在生活;化工、医药、材料等各个领域有着广泛的应用。
(1)钛由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、低密度,被美誉为“未来钢铁”、“战略金属”。钛基态原子中电子占据最高能级的符号为________。与钛同周期的元素中,基态原子的未成对电子数与钛相同的有_______种。钛比钢轻、比铝硬,是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是___________________。
(2)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a×10-10cm,则该氮化钛的密度为______g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值;只列计算式)。
(3)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
Li原子的第一电离能为______kJ·mol-1,OO键键能为_____kJ·mol-1,Li2O晶格能为____kJ·mol-1。13、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.CH3CH314、“张亭栋研究小组”受民间中医启发,发现As2O3对白血病有明显的治疗作用。氮(N);磷(P)、砷(As)为第VA族元素;该族元素的化合物在研究和生产中有着许多重要用途。
(1)N原子的价电子排布式为______,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为______。
(2)NH3的沸点比AsH3的沸点高,原因是____________。
(3)立方氮化硼晶体(BN);是一种超硬材料,有优异的耐磨性,其晶胞如图所示。
①立方氮化硼是_________晶体,晶体中N原子的杂化轨道类型为_________,B原子的配位数为_________。
②立方氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为_________。
(4)若立方氮化硼晶胞的边长为362pm,则立方氮化硼的密度为_________g/cm3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值为NA)。15、铜元素是一种金属化学元素;也是人体所必须的一种微量元素,铜也是人类最早发现的金属,是人类广泛使用的一种金属,属于重金属。某种铜的氯化物晶体结构如图:
若氯原子位于铜形成的四面体的体心,且铜原子与铜原子、铜原子与氯原子都是采取最密堆积方式,则氯原子与铜原子半径之比为________。16、如图表示两种晶体的微观结构:
试回答下列有关问题:
(1)高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0价,部分为-2价。图I为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则晶体中,与每个K+距离最近的K+有_________个,0价氧原子与-2价氧原子的数目比为_________;
(2)正硼酸(H3BO3)是一种片层结构的白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图II)。下列有关说法正确的有_________。
①正硼酸晶体属于原子晶体。
②H3BO3分子的稳定性与氢键有关。
③在H3BO3分子中各原子未能都满足8e-稳定结构。
④含1molH3BO3的晶体中有3mol氢键。
⑤含1molH3BO3的晶体中有3mol极性共价键。
⑥晶体中每个B与相邻的3个O共平面17、卤素单质可以参与很多化学反应,如:NF3气体可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到;反应①:2NH3+3F2NF3+3NH4F,Ta(钽)是一种过渡元素,利用“化学蒸气转移法”可以制备TaS2晶体;反应②:TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)+QkJ;Q>0
(1)反应①中:非金属性最强的元素原子核外有____种不同运动状态的电子;该反应中的某元素的单质可作粮食保护气,则该元素最外层的电子有___种自旋方向。
(2)反应①中:物质所属的晶体类型有____;并写出所有原子符合8电子稳定结构的化合物的电子式____。
(3)反应②中:平衡常数表达式:K=___,若反应达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时____。
a.平衡常数K增大b.S2的浓度减小c.I2的质量减小d.V(TaI4)逆增大。
(4)反应②在一定温度下进行,若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得蒸气的质量减少了2.45g,则I2的平均反应速率为___。
(5)某同学对反应②又进行研究,他查阅资料,发现硫单质有多种同素异形体,可表示Sx(x为偶数),且在一定条件下可以相互转化,他认为仅增大压强对平衡是有影响的,则TaI4的平衡转化率会____(填增大或减小),其原因是___。评卷人得分四、原理综合题(共3题,共12分)18、复合氢化物可作为储氢和固体电解质材料;在能源与材料领域得到了广泛而深入的研究。
(1)复合氢化物升温加热可逐步分解放出氢气,理论上单位质量的下列复合氢化物其储氢能力由高到低的顺序是_______________(填标号)。A.Mg(NH2)2B.NaNH2C.H3N-BH3D.NaAlH4E.Li3AlH6(2)在Mg(NH2)2和NaNH2中均存在NHNH的空间构型为____________;中心原子的杂化方式为___________。
(3)2019年Rahm利用元素价电子的结合能重新计算各元素的电负性;短周期主族元素的Rahm电负性数值如下表所示:
。元素符号。
H
Rahm电负性。
13.6
元素符号。
Li
Be
B
C
N
O
F
Rahm电负性。
5.4
9.3
11.4
13.9
16.9
18.6
23.3
元素符号。
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Rahm电负性。
5.1
7.6
9.1
10.8
12.8
13.6
16.3
①写出基态B原子的价电子轨道表达式:______________________。
②通过上表可以推测Rahm电负性小于___________________的元素为金属元素。
③结合上表数据写出H3N-BH3与水反应生成一种盐和H2的化学方程式____________________。
(4)Li3AlH6晶体的晶胞参数为a=b=801.7pm;c=945.5pm;α=β=90°、γ=120°,结构如图所示:
①已知AlH的分数坐标为(0,0,0)、和,晶胞中Li+的个数为____________。
②右图是上述Li3AlH6晶胞的某个截面,共含有10个AlH其中6个已经画出(图中的O),请在图中用O将剩余的AlH画出_________________。
③此晶体的密度为____________________________g·cm-3(列出计算式,已知阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1)。19、铁;钴、镍等金属及其化合物在科学研究和工业生产中应用十分广泛。回答下列问题:
(1)铁、钴、镍的基态原子核外未成对电子数最多的是_________。
(2)酞菁钴分子的结构简式如图所示,中心离子为钴离子,酞钴分子中与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是_______(填1、2、3、4),三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为_______(用相应的元素符号表示);氮原子的杂化轨道类型为________。
(3)Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x,晶体属于_______(填晶体类型),若配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=________。
(4)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO______FeO(填“>”“<”或“=”),原因是_________。
(5)NiAs的晶胞结构如图所示:①镍离子的配位数为_________。
②若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为pg·cm-3,则该晶胞中最近的Ni2+之间的距离为________cm。(写出计算表达式)20、铁及其化合物在生产;生活中有广泛应用。
(1)铁原子核外有__________种运动状态不同的电子,Fe3+基态核外电子排布式为_______________。
(2)实验室常用K3[Fe(CN)6]检验Fe2+,[Fe(CN)6]3-中三种元素电负性由大到小的顺序为________(用元素符号表示),CN-中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________;HCN中C原子轨道的杂化类型为__________。HCN的沸点为25.7℃,既远大于N2的沸点(-195.8℃)也大于HCl的沸点(-85℃)的原因是__________。
(3)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子(Fe2Cl6)存在;该双聚分子的结构式为________,其中Fe的配位数为_____________。
(4)铁氮化合物(Fe4N)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景,其晶胞如上图所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中b位置Fe原子的坐标为(0,)、(0,)和(0),则a位置Fe原子和N原子的坐标分别为__________、__________。N与Fe原子之间最短距离apm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则该铁氮化合物的密度是__________g·cm-3(列出计算表达式)。评卷人得分五、实验题(共1题,共5分)21、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5题,共10分)1、B【分析】【分析】
【详解】
由基态原子核外电子排布可知A、B、C、D依次为基态Si、P、S、Ge元素;Si和Ge同一主族,Si在Ge上方,Si第一电离能比Ge大;Si、P、S为同一周期相邻元素,P元素原子的3p轨道为半充满,能量较低,P元素的第一电离能大,即第一电离能P>S>Si,所以第一电离能P>S>Si>Ge,故P原子失去1个电子吸收的能量最多,故答案选B。2、C【分析】【详解】
A.对于第三周期11~17号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势,但Mg和P特殊,其价电子分别为3s1和3s2sp3,s1和p3为半充满;因而稳定,第一电离能会大于相邻的两个原子的第一电离能,A错误;
B.同周期时;原子半径随原子序数增大而依次减小,与图显示的趋势矛盾,B错误;
C.对于第三周期;最高正化合价随原子序数增大而依次增大,而电负性在同周期时随原子序数增大而依次增大,因而X轴为最高正化合价,y轴表示的可能是电负性,C正确;
D.对于第三周期,主族序数随原子序数增大而依次增大,而最高价氧化物对应水化物碱性在同周期时随原子序数增大而依次减弱,即最高价氧化物对应水化物碱性在同周期时随主族序数依次减弱,例如NaOH的碱性强于Al(OH)3,等浓度时NaOH溶液pH大于Al(OH)3溶液;与图显示趋势相反,D错误。
故答案选C。3、C【分析】【详解】
A.CO2、BeCl2均是直线形结构,为sp2杂化,SO2为V形结构,为sp2杂化;A错误;
B.H2O价层电子互斥理论模型为正四面体形;空间构型是V形,B错误;
C.NH3是三角锥形,可以得出N一定是sp3杂化;C正确;
D.sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道杂化形成的4个sp3杂化轨道;D错误。
答案选C。4、C【分析】【分析】
离子中所有原子都在同一平面上;则离子的空间构型为直线形;V形或平面三角形,根据中心原子的价层电子对数判断分子的空间构型,价层电子对=σ键电子对+中心原子上的孤电子对,据此分析。
【详解】
A.NO2-中心原子的价层电子对数=2+(5+1-2×2)×=3,含有一个孤电子对,空间构型为V形,NH4+中心原子的价层电子对数=4+(5-1-4×1)×=4;没有孤电子对,空间构型为正四面体,故A不符合题意;
B.H3O+中心原子的价层电子对数=3+(6-1-3×1)×=4,含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,ClO3-中心原子的价层电子对数=3+(7+1-3×2)×=4;含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,故B不符合题意;
C.NO3-中心原子的价层电子对数=3+(5+1-3×2)×=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,CO32-中心原子的价层电子对数=3+(4+2-2×3)×=3;没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故C符合题意;
D.PO43-中心原子的价层电子对数=4+(5+3-4×2)×=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体,SO42-中心原子的价层电子对数=4+(6+2-4×2)×=4;没有孤电子对,空间构型为正四面体,故D不符合题意;
答案为C。5、A【分析】【详解】
A.中B原子采用杂化(),中B为杂化;故A错误;
B.中心原子价层电子对数N原子上无孤对电子,空间构型为平面三角形,故B正确;
C.H2O和中均存在分子间可形成氢键,故C正确;
D.在萤石结构中,的配位数为8,的配位数为4;故D正确;
故答案选A。二、多选题(共5题,共10分)6、CD【分析】【分析】
X所在主族序数与所在周期序数之差为4,则为第2周期时,在ⅥA族,即X为O元素,或为第3周期时,在ⅤⅡA族,即X为Cl元素;Y的最高价氧化物对应的水化物,能电离出电子数相等的阴、阳离子,则由NaOH═Na++OH-,所以Y为Na元素;Z的单质是生活中常见物质,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏,则Z为Fe元素;W基态原子核外5个能级上有电子,且最后的能级上只有1个电子1s22s22p3;则W为Al,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析;X为O元素或Cl元素,Y为Na元素,Z为Fe元素,W为Al元素。
A.一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,原子半径:Y>W>X;故A正确;
B.铁为26号元素,Z3+离子的最外层电子排布式为3s23p63d5;故B正确;
C.钠的单质在氧气或氯气中燃烧;所得生成物为过氧化钠或氯化钠,其中过氧化钠的阴;阳离子个数比为1:2,故C错误;
D.W的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的水溶液中,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,该反应的氧化剂为水,若反应中转移0.3mol电子,则消耗氧化剂H2O0.3mol;质量为5.4g,故D错误;
故选CD。
【点睛】
正确判断元素是解题的关键。本题的难点为X的不确定性,易错点为D,要注意铝与氢氧化钠溶液的反应中铝为还原剂,水为氧化剂。7、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。8、AD【分析】【分析】
短周期元素的价电子数就是其最外层电子数,用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,A元素m—n为8,说明A的最外层电子数为8,均已成对,故A只能是Ne或者Ar;B元素m—n为6,说明B的最外层电子数为7,6个已成对,故B只能是F或者Cl,同理推导出:C为O或S,D为N;C、B、Be或P、Si、Al、Mg,E为Na或Li、H,又A、B、C、D、E原子序数连续,故只能分别为Ne、F、O、N、Na,据此分析作答。
【详解】
A.同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,分析可知A为惰性气体元素,其第一电离能在同周期中最大,故A>C;A错误;
B.据分析可知,E是Na为金属元素,D是N为非金属元素,故电负性E
C.据分析可知,E是Na,B是F,故原子序数:B
D.C是O;有2个未成对电子,而D是N,有3个未成对电子,故核外未成对电子数:C与D不相等,D错误;
故答案为:AD。9、BC【分析】【详解】
A、由晶胞图可知,K+的个数为8×+6×=4,O2-的个数为12×+1=4,化学式为KO2,故A正确;
B、由晶胞图可知,晶体中每个O2-周围有12个O2-,故B错误;
C、由晶胞图可知,晶体中每个K+的周围有6个O2-,故C错误;
D、晶胞中K+与O2-个数分别为4、4,所以晶胞中共有8个氧原子,根据电荷守恒-2价O原子数目为2,所以0价氧原子数目为8-2=6,所以晶体中,0价氧原子与-2价氧原子的数目比为3:1,故D正确;
故选BC。10、AD【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.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,故A正确;
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,所以在Xm-中;硼原子轨道的杂化类型有不同,故B错误;
C.2号B一般是形成3个键;4号B形成4个键,其中1个键很可能就是配位键,所以配位键存在4号与5号之间,故C错误;
D.若硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O,则382g硼砂晶体中含×2=2molNa+;故D正确;
答案选AD。三、填空题(共7题,共14分)11、略
【分析】【详解】
试题分析:X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体,该气体是NO2,则X是氮元素,Y是氧元素;X与氢元素可形成XH3,该气体是氨气;Z基态原子的M层与K层电子数相等,则该元素的原子序数是2+8+2=12,即为镁元素;R2+离子的3d轨道中有9个电子;因此R的原子序数是18+9+2=29,即为铜元素。
(1)氧元素的原子序数是8,则根据核外电子排布规律可知,氧元素基态原子的电子排布式是1s22s22p4;同周期自左向右元素的第一电离能逐渐增大;镁是第三周期,则所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素。
(2)根据价层电子对互斥理论可知,NO2-离子中心原子氮原子含有的孤对电子对数==1,即氮原子的价层电子对数是3,由于含有一对孤对电子,因此其离子的立体构型是V形;铜离子含有空轨道,而水分子中的氧原子含有孤对电子,因此在Cu2+的水合离子中;提供孤电子对的是原子是O原子。
(3)根据晶胞结构可知,阳离子在8个顶点和体心处各一个,则根据均摊法可知,阳离子个数=1+8×=2个。阴离子在上下面各2个,晶胞内部2个,则阴离子个数=4×+2=4个;因此晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是4:2=2:1。
(4)将R单质的粉末加入氨气的浓溶液中,通入氧气,充分反应后溶液呈深蓝色,这说明在反应中铜被氧化氧化为铜离子与氨气结合形成配位键,则该反应的离子方程式是2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。
考点:考查元素推断、核外电子排布、第一电离能、晶胞结构与计算、配位键等【解析】①.1s22s22p4②.Cl③.V形④.O⑤.2:1⑥.2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O12、略
【分析】【分析】
(1)钛原子核外有22个电子;根据核外电子排布规律写出钛原子价电子排布式,再确定占据的最高能级;基态Ti原子的未成对电子数为2;第四周期中未成对电子数为2的元素有Ge;Se、Ni,有3种;钛原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3;
(2)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为6+8=4,Ti原子个数为1+12=4,所以晶胞的质量为m=g,而晶胞的体积V=(2a×10-10)3cm3,再根据=计算;
(3)Li原子的第一电离能是指1mol气态锂原子失去1mol电子变成1mol气态锂离子所吸收的能量;OO键键能是指1mol氧气分子断裂生成气态氧原子所吸收的能量;晶格能是指气态离子结合生成1mol离子晶体所释放的能量或1mol离子晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量;以此解答。
【详解】
(1)钛原子核外有22个电子,基态钛原子价电子排布式为3d24s2;占据最高能级的符号为3d;基态原子的未成对电子数为2;第四周期中未成对电子数为2的元素有Ge;Se、Ni,有3种;钛原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3,钛原子的价电子数比铝多,金属键更强,所以钛的硬度比铝大;
因此;本题正确答案是:3d;3;钛原子的价电子数比Al多,金属键更强;
(2)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为6+8=4,Ti原子个数为1+12=4,所以晶胞的质量为m=g,而晶胞的体积V=(2a×10-10)3cm3,所以晶胞的密度=g·cm-3;
因此,本题正确答案是:
(3)Li原子的第一电离能是指1mol气态锂原子失去1mol电子变成1mol气态锂离子所吸收的能量,即为=520kJ·mol-1;O=O键键能是指1mol氧气分子断裂生成气态氧原子所吸收的能量,即为249kJ·mol-1=498kJ·mol-1。晶格能是指气态离子结合生成1mol离子晶体所释放的能量或1mol离子晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量,则Li2O晶格能为2908kJ·mol-1。
因此,本题正确答案是:520;498;2908。【解析】①.3d②.3③.钛原子的价电子数比Al多,金属键更强④.⑤.520⑥.498⑦.290813、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.D14、略
【分析】【详解】
(1)氮原子的原子序数为7,最外层电子层是低层,其最外层电子排布式为2s22p3,主族元素N原子的最外层电子就是其价电子,即价电了排布式为2s22p3;N;P、As位于同一主族;随着原子序数逐渐增大,原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,原子的第一电离能逐渐减小,所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N>P>As;
(2)NH3的沸点比AsH3的沸点高;是因为氨分子间除存在分子间作用力外,还有氢键;
(3)①立方氮化硼晶体超硬、优异的耐磨性,所以立方氮化硼晶体为原子晶体;立方氮化硼中氮原子与周围的4个硼原子形成四面体结构、硼原子与周围的4个氮原子形成四面体结构,因此晶体中N原子的杂化轨道类型为sp3;原子的配位数为4;
②立方氮化硼中氮原子与周围的4个硼原子形成四面体结构;硼原子与周围的4个氮原子形成四面体结构;因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子,B原子最外层有3个电子,形成4个共价键,所以含有1个配位键,故B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为3:1;
(4)BN晶胞中N原子数为4,B原子数=8×+6×=4,BN晶胞的质量为m=g,立方氮化硼晶胞的体积V=(3.62×10-10cm)3,因此立方氮化硼的密度ρ=g/cm3。【解析】2s22p3N>P>AsNH3能形成分子间氢键原子sp3杂化43:115、略
【分析】【详解】
Cl原子位于Cu原子构成的四面体体心,则体对角线是铜原子和氯原子的半径之和的4倍,Cu原子位于立方体的顶点和面心,为面心立方最密堆积,则面对角线是铜原子半径的4倍,晶胞的边长为acm,所以面对角线等于acm,则铜原子半径为acm,体对角线等于acm,则氯原子半径为cm,求得氯原子与铜原子半径之比为【解析】16、略
【分析】【详解】
(1)晶体中,与每个K+距离最近的K+个数=3×8÷2=12;该晶胞中K+个数=8×+6×=4,O2-个数=1+12×=4;设0价氧原子与-2价氧原子个数分别为x;y,根据原子守恒得x+y=2,化合价得0−2y=−1,解得y=0.5,x=1.5,所以0价氧原子与-2价氧原子的数目比=1.5:0.5=3:1;答案为:12;3:1。
(2)①正硼酸晶体中存在H3BO3分子;且该晶体中存在氢键,说明硼酸由分子构成,为分子晶体,原子晶体内只有共价键,故①错误;
②分子的稳定性与化学键有关;与氢键无关,氢键影响其熔沸点,故②错误;
③硼原子最外层只有3个电子,与氧原子形成3对共用电子对,所以B原子不是8e-稳定结构;故③正确;
④1个硼酸分子形成了6个氢键,但每个氢键是2个硼酸分子共用的,所以平均含3个氢键,则含有1molH3BO3的晶体中有3mol氢键;故④正确;
⑤1molH3BO3的晶体中有3molB-O键和3molO-H键,则1molH3BO3的晶体中有6mol极性共价键;故⑤错误;
⑥晶体中与每个“构成粒子”相邻的粒子形成3个氢键,为平面结构,为平面正三角形结构,故⑥正确;答案为③④⑥。【解析】①.12②.3:1③.③④⑥17、略
【分析】【分析】
(1)反应①中:非金属性最强的元素是F;原子中没有运动状态相同的电子,核外有几个电子就有几种不同运动状态的电子;氮气可作粮食保护气,最外层有5个电子,电子的自旋方向有2种;
(2)根据共价物质的组成分析晶体的类型;对于ABn的共价化合物;各元素满足|化合价|+元素原子的最外层电子数=8,原子都满足最外层8电子结构;,然后书写电子式;
(3)平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值;该反应为放热反应;降低温度,平衡正向移动;
(4)反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得蒸气的质量减少了2.45g,依据化学方程式的气体质量变化计算反应I2物质的量;依据化学反应速率概念计算;
(5)根据S2会转变成S4、S6、S8;反应物气体的物质的量偏小。
【详解】
(1)反应①中:非金属性最强的元素是F;F原子中有9个电子,就有9种不同运动状态的电子;氮气可作粮食保护气,最外层有5个电子,电子的自旋方向有2种;
(2)NH3、F2、NF3属于分子晶体,NH4F属于离子晶体,Cu属于金属晶体;NF3中N元素化合价为+3,N原子最外层电子数为5,所以3+5=8,分子中N原子满足8电子结构;F元素化合价为-1,F原子最外层电子数为7,所以|-1|+7=8,分子中F原子满足8电子结构,电子是为:
(3)反应TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)体系中,平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,K=该反应为放热反应;降低温度,平衡正向移动;
a.降低温度;平衡正向移动,平衡常数K增大,故a正确;
b.平衡正向移动,S2的浓度减小,故b正确;
c.平衡正向移动,I2的质量增大;故c错误;
d.温度降低,V(TaI4)逆减小;故d错误;
故答案为ab;
(4)若反应容器的容积为2L;3min后达到平衡,测得蒸气的质量减少了2.45g,则。
TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)△m2mol245g0.02mol2.45g
生成的I2为0.02mol,则I2的平均反应速率==0.00333mol/(L•min);
(5)S2会转变成S4或S6或S8,反应物气体的物质的量偏小,所以增大压强,平衡逆向移动,TaI4的平衡转化率减小。【解析】92分子晶体、金属晶体、离子晶体[I2]2/[TaI4][S2]ab0.00333mol/(L•min)或1/300mol/(L•min)平衡转化率会减小原因是在S2可以转化为S4或S6或S8+,2TaI4(g)+S4(g)2TaS2(s)+4I2(g)加压使平衡向逆反应方向进行四、原理综合题(共3题,共12分)18、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)复合氢化物中氢元素的质量分数即为单位质量复合氢化物的储氢能力,Mg(NH2)2中氢的质量分数为NaNH2中H%为H3N-BH3中H%为NaAlH4中H%为⑤Li3AlH6中H%为所以储氢能力最低的是B;
(2)NH的价层电子数为根据VSEPR理论,NH的理论构型为正四面体,因含两对孤对电子,所以NH2-的空间构型为V形,因价层电子对数为4,所以中心原子N的杂化方式为sp3杂化;
(3)①硼是第5号元素,在元素周期表中位于第二周期第ⅢA族、p区,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p1,价电子排布式为2s22p1,价电子轨道表达式为
②表中金属元素电负性最大的为9.3;非金属元素电负性最小的为10.8,可以判断电负性小于10.0(9.4~10.7之间任意一个数均可)的元素为金属元素;
③据表可知H的电负性大于B,所以H3N-BH3中氮原子上的氢原子带正电荷,硼原子上的氢原子带负电荷,所以H3N-BH3与水反应时,-BH3中的氢原子与水发生归中反应生成氢气,-BH3转化为B(OH)(变可简写为BO),所以反应的化学方程式为:H3N-BH3+2H2O=NH4BO2+3H2;
(4)①根据AlH的分数坐标可以判断其在晶胞中的位置:8个在顶点、4个在侧棱棱心、4个在晶胞体内,由分摊法可得一个晶胞中含有6个AlH根据晶体的化学式可知晶胞中Li+与AlH的个数比为3:1,所以一个晶胞中所含有Li+的个数为18;
②由截面的边长(×801.7pm和945.5pm)可知这是过晶胞底面和顶面对角线的截面,题目表明了这个截面中一共含有10个AlH又画出4个位于顶点、2个位于棱心的AlH所以需要画出的是4个位于晶.胞体内的AlH结合AlH的分数坐标,即可将缺失的AlH补充完整,得到下图:或
③一个晶胞中含有6个Li3AlH6,则晶胞的质量m=g,晶胞底面为菱形,根据几何知识可知晶胞的体积V=801.72×945.5×sin60°pm3,所以该晶体的密度为
【点睛】
共价化合物中,共用电子对更偏向电负性大的元素,所以电负性大的元素显负价,电负性小的显正价。【解析】BV形sp310.0(9.4~10.7之间任意一个数均可)H3N-BH3+2H2O=NH4BO2+3H218或19、略
【分析】【详解】
(1)铁、钴、镍的基态原子的价电子排布式分别为3d64s2、3d74s2、3d84s2;三种元素原子的核外未成对电子数分别为4;3、2,未成对电子数最多的是Fe,故答案为Fe;
(2)有孤对电子的N原子与Co通过配位键结合,形成配位键后形成4对共用电子对,形成3对共用电子对的N原子形成普通的共价键,1号、3号N原子形成3对共用电子对为普通共价键,2号、4号N原子形成4对共用电子对,与Co通过配位键结合;酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H,同周期自左而右电负性增大,非金属性越强电负性越大,故电负性N>C>H;分子中N原子有形成2个σ键,含有1对孤对电子,有形成3个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目均为3,N原子的杂化轨道类型为sp2;有形成3个σ键,含有1对孤对电子,杂化轨道数目均为4,N原子的杂化轨道类型为sp3,故答案为2、4;N>C>H;sp2、sp3;
(3)配合物Fe(CO)x的熔沸点比较低;易溶于非极性溶剂,应属于分子晶体;Fe原子价电子数为8,CO提供一对孤对电子,与Fe原子形成配位键,则8+2x=18,解得x=5,故答案为分子晶体;5;
(4)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,Ni2+、Fe2+的电荷相同,Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,故晶格能:NiO>FeO,所以熔点NiO>FeO,故答案为>;Ni2+、Fe2+的电荷相同,Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径;故晶格能:NiO>FeO,所以熔点NiO>FeO;
(5)①晶胞中As原子数目为4,Ni原子数目=8×+6×=4;二者为1∶1,由晶胞结构可知As原子配位数为4,故Ni的配位数为4,故答案为4;
②面心与顶点上的Ni原子距离最近,最近的Ni2+之间的距离为晶胞棱长的晶胞质量=4×g=g,晶胞体积=g÷pg•cm-3=cm3,晶胞棱长=cm,故最近的Ni2+之间的距离=×cm,故答案为×【解析】铁2、4N>C>Hsp2、sp3分子晶体5>Ni2+、Fe2+的电荷相同,Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,晶格能:NiO>FeO,因此熔点NiO>FeO4×20、略
【分析】【分析】
(1)原子核外有多少电子,就存在多少不同运动状态的电子;根据Fe原子失去最外层2个电子再失去次外层1个电子就得到Fe3+,根据构造原理书写其核外电子排布式;
(2)非金属元素的电负性大于金属元素,元素的非金属性越
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