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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年鲁科五四新版选修3化学下册月考试卷301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、下列说法正确的是A.因为p轨道是哑铃形的,所以p轨道上的电子也是哑铃形的B.能层序数为3时,有3s、3p、3d、3f四个轨道C.氢原子中只有一个电子,故氢原子核外只有一个轨道D.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的2、下列分子或离子中键角由大到小排列的是()
①BCl3 ②NH3 ③H2O④PCl4+ ⑤HgCl2A.⑤④①②③B.⑤①④②③C.④①②⑤③D.③②④①⑤3、下列说法中正确的是A.PCl3分子呈三角锥型,这是P原子以sp2杂化的结果B.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C.中心原子采取sp3杂化的分子,其几何构型不一定都是四面体D.AB3型的分子空间构型必为平面三角形4、若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的微粒间的相互作用依次是A.氢键;分子间作用力;非极性键B.氢键;极性键;分子间作用力C.氢键;分子间作用力;极性键D.分子间作用力;氢键;非极性键5、下列说法正确的是()A.分子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点低B.晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂C.DNA呈双螺旋结构是由于两条链间形成氢键所致D.根据价电子互斥理论可以分析出NH3、PH3、AsH3、SbH3分子的键角依次变大评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)6、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.7、下列说法中正确的是A.所有的电子在同一区域里运动B.能量高的电子在离核远的区域运动,能量低的电子在离核近的区域运动C.处于最低能量的原子叫基态原子D.同一原子中,1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多8、下列说法不正确的是()A.苯分子中每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键B.Na3N与NaH均为离子化合物,都能与水反应放出气体,且与水反应所得溶液均能使酚酞溶液变红C.配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写)中的配位原子是C原子,配位数为4D.H2O中的孤对电子数比H3O+的多,故H2O的键角比H3O+的键角小9、下列分子或离子中,中心原子含有孤电子对的是A.H3O+B.SiH4C.PH3D.-10、下列说法正确的是A.LiAlH4中的阴离子的中心原子的杂化形式为sp3B.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原则C.CN-与N2的结构相似,CH3CN分子中σ键与π键数目之比为2∶1D.SO2、BF3、NCl3都含有极性键,都是极性分子11、有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6],经X射线研究发现,其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而CN-位于立方体的棱上,则下列说法正确的是()
A.x=2,y=1B.该晶体属于离子晶体,M呈+1价C.M的离子不可能在立方体的体心位置D.该晶胞中与每个Fe3+距离最近且相等的CN-有3个12、近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子,小球为钠原子),关于这三种晶胞的说法正确的是()
A.晶胞Ⅰ中钠原子的配位数为12B.晶胞Ⅱ中含有6个钠原子C.晶胞Ⅲ所对应晶体的化学式为Na2ClD.三种晶体均是由NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应所得13、在某晶体中;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的立体构型为如图所示的正八面体形。该晶体可能是。
A.NaCl晶体(x=Na+,y=Cl-)B.CsCl晶体(x=Cs+,y=Cl-)C.CaTiO3晶体(x=Ti4+,y=O2-)D.NiAs晶体(x=Ni,y=As)评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)14、下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是____________(填序号,下同),违反能量最低____________,违反洪特规则的是____________,违反泡利不相容原理的是____________。
①
②
③P:
④
⑤
⑥
⑦O:15、根据题给要求填空。
(1)某元素的基态原子最外层电子排布式为3s23p2,它的次外层上电子云形状有________种,原子中所有电子占有________个轨道,核外共有________种运动状态不同的电子。
(2)E原子核外占有9个轨道,且具有1个未成对电子,E离子结构示意图是_______。
(3)F、G都是短周期元素,F2-与G3+的电子层结构相同,则G元素的原子序数是________,F2-的电子排布式是______。
(4)M能层上有________个能级,有________个轨道,作为内层最多可容纳________个电子,作为最外层时,最多可含有________个未成对电子。16、三价铬离子(Cr3+)是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成成分,GTF能够协助胰岛素发挥作用。构成葡萄糖耐量因子和蛋白质的元素有C、H、O、N、S、Cr等;回答下列问题:
(l)Cr的价电子排布式为______;
(2)O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为______;
(3)SO2分子的VSEPR模型为______,其中心原子的杂化方式为______;
(4)CO和N2互为等电子体,两种物质相比沸点较高的是______,其原因是______;
(5)化学式为CrCl3•6H2O的化合物有多种结构,其中一种可表示为[CrCl2(H2O)4]Cl•2H2O,该物质的配离子中提供孤电子对的原子为______,配位数为______;
(6)NH3分子可以与H+结合生成这个过程发生改变的是______(填序号)
A.微粒的空间构型B.N原子的杂化类型C.H-N-H键角D.微粒的电子数。
(7)由碳元素形成的某种晶体的晶体结构如图所示,若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρg•cm-3,则该晶胞的棱长为______pm。
17、(1)17Cl的电子排布式___________;价层电子排布图_________;Cl-的电子排布式_______________。
(2)26Fe的电子排布式__________;26Fe2+电子排布式_________;26Fe3+电子排布式_____________。
(3)第三周期中;第一电离能最小的元素是_________,第一电离能最大的元素是_________。
(4)在元素周期表中,电负性最大的元素是_________,第二、三周期P轨道半充满的元素是_________。18、根据有关知识;回答下列问题。
(1)化学元素(0族和放射性元素除外)中,第一电离能最小的元素是___(填元素符号,下同),第一电离能最大的元素是___,电负性最大的元素是___。
(2)铜的原子序数是29,其价电子排布式为___。
(3)元素的电负性越大,则在形成化合物时此元素___越强。
(4)Be的第一电离能大于B的第一电离能,这是因为___。19、回答下列填空:
(1)有下列分子或离子:①CS2,②PCl3,③H2S,④CH2O,⑤H3O+,⑥NH4+,⑦BF3,⑧SO2。粒子的立体构型为直线形的有________(填序号,下同);粒子的立体构型为V形的有________;粒子的立体构型为平面三角形的有________;粒子的立体构型为三角锥形的有____;粒子的立体构型为正四面体形的有____。
(2)俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)为平面三角形,但C—Cl键与C=O键之间的夹角为124.3°;C—Cl键与C—Cl键之间的夹角为111.4°,解释其原因:____。20、卤族元素的单质和化合物在生产生活中有重要的用途。
(1)基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]_________。
(2)在一定浓度的HF溶液中,氟化氢是以缔合形式(HF)2存在的。使氟化氢分子缔合的作用力是_________。
(3)HIO3的酸性_________(填“强于”或“弱于”)HIO4,原因是_________。
(4)ClO2-中心氯原子的杂化类型为_________,ClO3-的空间构型为_________。
(5)晶胞有两个基本要素:①原子坐标参数:表示晶胞内部各微粒的相对位置。下图是CaF2的晶胞,其中原子坐标参数A处为(0,0,0);B处为(0);C处为(1,1,1)。则D处微粒的坐标参数为_________。
②晶胞参数:描述晶胞的大小和形状。已知CaF2晶体的密度为cg·cm-3,则晶胞中Ca2+与离它最近的F-之间的距离为_________nm(设NA为阿伏加德罗常数的值,用含C、NA的式子表示;相对原子质量:Ca40F19)。21、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.评卷人得分四、原理综合题(共2题,共6分)22、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)。23、国家航天局计划2020年实施火星探测任务。据了解火星上存在大量的含氮化合物科学家推测火星生命可能主要以氮;碳、硅、铜为基体构成。
(1)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应。
①邻氨基吡啶中所有元素的电负性由小到大的顺序为__(填元素符号)。设NA为阿伏加德罗常数的值,1mol中含有σ键的数目为__。
②一定条件下-NH2可以被氧化成-NO2,-NH2中N原子的杂化方式为__杂化。
(2)第四周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图1所示,则该元素的基态原子电子排布式为___。
①嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大,原因是___。
②分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。则该吡啶中的大π键可表示为__。
(3)火星岩石中存在大量的氮化镓;氮化镓为六方晶胞,结构如图3所示。
若该晶体密度为dg·cm-3,晶胞参数a=b≠c(单位:nm),a、b夹角为120o,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞参数c=__(写出代数式)nm。评卷人得分五、工业流程题(共1题,共4分)24、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、有机推断题(共2题,共20分)25、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________。26、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)。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、D【分析】【详解】
A.p轨道是哑铃形;但是任何原子轨道上运动的电子的形状都是相同的,电子的形状不会随着原子轨道的变化而变化,A错误;
B能层数为3时;有3s;3p、3d三个能级,共9个轨道,B错误;
C.氢原子中只有一个电子;基态氢原子的电子主要在1s轨道范围内运动,但是氢原子核外有多个轨道,C错误;
D.电子运动路径无规律;只能利用概率方式来描述,则原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的,D正确。
答案选D。
【点睛】
本题考查原子核外电子的运动及排布,解题关键:明确轨道、能层、能级、电子云等概念及关系,易错点A,理解电子云的概念,是电子运动的空间区域,不是电子的形状。2、B【分析】【分析】
根据题中分子或离子中键角由大到小可知;本题考查键角判断,运用VSEPR理论分析。
【详解】
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心B原子为杂化,键角为
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心N原子为杂化,理论上正四面体构型键角为由于分子中孤电子对存在,孤电子对斥力大于键合电子对斥力,使键角
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心O原子为杂化,理论上正四面体构型键角为由于分子中存在两对孤电子对,且孤电子对斥力大于键合电子对斥力,且存在两对孤电子对,使得键角比分子的键角还小;
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心P原子为杂化,键角为
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心Hg原子为sp杂化,键角为
综上,键角由大到小的顺序为
答案选B。3、C【分析】【详解】
A.PCl3分子的中心原子(P)含有3个成键电子对和1个孤电子对,分子呈三角锥形,这是P原子以sp3杂化的结果;A错误;
B.sp3杂化轨道是由最外层的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道;B错误;
C.水分子的中心原子(O)采取sp3杂化;其几何构型为V型,C正确;
D.AB3型的分子;若中心原子不存在孤对电子,则为平面三角形,若存在孤对电子,则呈三角锥形,D错误;
故选C。4、C【分析】【详解】
固态水中和液态水中含有氢键和分子间作用力,当雪花→水→水蒸气主要是氢键和分子间作用力被破坏,但属于物理变化,共价键没有破坏,水蒸气→氧气和氢气,为化学变化,破坏的是极性共价键,故答案为C。5、C【分析】【详解】
A.分子晶体熔点可能比金属晶体熔点高;有的金属晶体熔点较低,如汞常温下为液态,故A错误;
B.分子晶体受热熔化只破坏分子间作用力,不破坏化学键,故B错误;
C.DNA分子双螺旋结构中间为碱基对;碱基之间形成氢键,从而维持了双螺旋结构的稳定,故C正确;
D.NH3、PH3、AsH3、SbH3结构相似,N、P、As、Sb的原子半径依次越大,键合电子之间的排斥力越小,NH3、PH3、AsH3、SbH3分子的键角依次减小;价层电子对互斥理论只能判断其空间构型,故D错误;
答案选C。
【点睛】
明确价层电子对互斥理论内涵、晶体构成微粒等知识点是解本题关键,注意规律中的特殊现象,氢键属于分子间作用力而不属于化学键。二、多选题(共8题,共16分)6、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)d7、BC【分析】【详解】
A.电子在核外的排布是分层的;不同的电子在不同的能级运动,故A错误;
B.离核越远的电子能量越大;离核越近的电子能量越小,故B正确;
C.处于最低能量的原子叫基态原子;故C正确;
D.s能层最多只能容纳2个电子;与所在能层无关,故D错误;
故答案选BC。8、AC【分析】【详解】
A.苯分子中每个碳原子有3个σ键,无孤对电子,因此碳原子是sp2杂化;每个碳原子剩余的一个电子形成大π键,故A错误;
B.Na3N与NaH均为离子化合物;都能与水反应放出气体,且与水反应生成NaOH,所得溶液均能使酚酞溶液变红,故B正确;
C.配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写)中的配位原子是N原子;N提供孤对电子,配位数为4,故C错误;
D.H2O中的孤对电子数比H3O+的多,孤对电子对成对电子排斥力大,因此H2O的键角比H3O+的键角小;故D正确。
综上所述,答案为AC。9、AC【分析】【分析】
利用孤电子对数=(a-bx)进行计算。
【详解】
A.H3O+的中心氧原子孤电子对数=(6-1-1×3)=1,A符合题意;B.SiH4的中心Si原子孤电子对数=(4-1×4)=0,B与题意不符;C.PH3的中心P原子孤电子对数=(5-1×3)=1,C符合题意;D.的中心S原子孤电子对数=(6+2-2×4)=0,D与题意不符;答案为AC。10、AB【分析】【详解】
A.LiAlH4中的阴离子为Al中心Al原子有4条共价键,则杂化形式为sp3;A说法正确;
B.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d14s2,其能量小于[Ar]3d3,排布稳定,所以电子排布式1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原则;B说法正确;
C.氮气分子间形成三对共价键,CN-与N2的结构相似,CH3CN分子中σ键与π键数目之比为5∶2;C说法错误;
D.SO2、NCl3都含有极性键,正负电荷重心不重合,都是极性分子,BF3含有极性键;正负电荷重心重合,属于非极性分子,D说法错误;
答案为AB。11、BC【分析】【详解】
Fe3+在立方体的顶点,每个Fe3+被8个晶胞共有,每个晶胞中Fe3+个数为4×=同理每个晶胞中Fe2+个数为CN-位于棱的中点,每个CN-被4个晶胞共有,故每个晶胞中CN-个数为12×=3。
A.已知晶体的化学式为MxFey(CN)6,故有2个晶胞,阴离子含有一个Fe3+,1个Fe2+,6个CN-,晶体中的阴离子为[Fe2(CN)6]-,根据化合物中各元素的化合价代数和为0得晶体的化学式为MFe2(CN)6;综上可知,x=1,y=2,A错误;
B.M呈+1价;因为有阴;阳离子,故该晶体属于离子晶体,B正确;
C.若M的离子在立方体的体心位置,则该晶体的化学式可表示为MFe2(CN)3,与晶体化学式MFe2(CN)6不符合;故M的离子不可能在立方体的体心位置,C正确;
D.该晶胞中与每个Fe3+距离最近且相等的CN-有6个;D错误;
故合理选项是BC。12、AC【分析】【分析】
根据原子分摊可知,晶胞I中:晶胞中Na原子数目=1+8×=2、Cl原子数目=12×=6,化学式为NaCl3;晶胞II中Na原子数目=2+4×=3、Cl原子数目=8×=1,化学式为Na3Cl;晶胞III中Na原子数目=2+4×+2×=4、Cl原子数目=8×=2,化学式为Na2Cl,根据反应条件(NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体)和原子守恒可知,晶胞I所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应的产物;晶胞II;III所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应的产物,据此分析解答。
【详解】
A.由图可知;晶胞中12个Cl原子位于面上,所以体心Na原子周围有12个Cl,即钠原子的配位数为12,故A正确;
B.Na有2个位于体内,4个位于棱心,棱心被4个晶胞共用,钠原子个数为2+4×=3;即晶胞Ⅱ中含有3个钠原子,故B错误;
C.晶胞III中Na原子数目=2+4×+2×=4、Cl原子数目=8×=2,化学式为Na2Cl;故C正确;
D.晶胞I、II、Ⅲ所对应晶体的化学式分别为NaCl3、Na3Cl、Na2Cl,根据原子守恒可知,晶胞I所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应的产物;晶胞II;III所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应的产物,故D错误;
答案选AC。13、AC【分析】【分析】
根据图片知;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的空间构型为正八面体形,所以x的配位数是6,只要晶体中配位数是6的就符合该图,如果配位数不是6的就不符合该图,据此分析解答。
【详解】
A.氯化钠晶体中的离子配位数是6;所以符合该图,故A正确;
B.氯化铯晶体中的离子配位数是8;所以不符合该图,故B错误;
C.CaTiO3晶体中的离子配位数是6所以符合该图;故C正确;
D.NiAs晶体中的离子配位数是4;所以不符合该图,故B错误;
故答案选AC。三、填空题(共8题,共16分)14、略
【分析】【分析】
能量最低原理:原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里;然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里;洪特规则:即电子分布到能量筒并的原子轨道时,优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道,因为这种排布方式原子的总能量最低,所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道;泡利不相容原理:指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的两个电子。
【详解】
由分析知①⑤⑥表示式正确;
②根据核外电子排布规律判断,电子排完2s轨道后应排能量较低的2p轨道而不是3p轨道,正确的电子排布式应为违背能量最低原理;
③3p轨道上正确的轨道表示式应为没有遵循洪特规则;
④忽略了能量相同的原子轨道上电子排布为半充满状态时,体系的能量较低,原子较稳定,正确的电子排布式应为违背洪特规则;
⑦正确的轨道表示式应为违反泡利不相容原理;
综上所述;答案为:①⑤⑥;②;③④;⑦。
【点睛】
当同一能级上的电子排布为全充满,半充满和全空状态时,具有较低的能量和较大的稳定性,这就是洪特规则的特例。【解析】①.①⑤⑥②.②③.③④④.⑦15、略
【分析】【详解】
(1)某元素的基态原子最外层电子排布为3s23p2,该元素为Si,核外电子排布式为1s22s22p63s23p2;次外层能级为2s;2p,有s、p两种不同的轨道,电子云形状有2种。原子中所有电子占有8个轨道,分别为1s、2s、3s共3个轨道,3个2p轨道,2个3p轨道;原子核外有14个电子,每个电子的运动状态都不一样,因此有14种不同的运动状态;
(2)E原子核外占有9个轨道,且具有1个未成对电子,则其核外电子排布图为从图可知,该原子为Cl原子,得到1个电子,形成Cl-,其结构示意图为
(3)F、G都是短周期元素,F2-与G3+的电子层结构相同,F为短周期元素,能够形成离子F2-,只能是O2-或S2-,但是G也是短周期元素,G3+的电子层结构与F2-相同,如果F是S元素,则G不是短周期元素,因此F为O,G为Al;G为Al,其原子序数为13;F2-是O2-,其电子排布式1s22s22p6;
(4)M能层上3个能级,分别为3s、3p、3d;3s有1个轨道,3p有3个轨道,3d有5个轨道,共9个轨道;每个轨道可以容纳2个电子,作为内层最多可容纳9×2=18个电子;作为最外层时,只有3s、3p能级上填充电子,未成对电子最多,则3个3p轨道上均只有1个电子,最多可含有3个未成对电子。【解析】①.2②.8③.14④.⑤.13⑥.1s22s22p6⑦.3⑧.9⑨.18⑩.316、略
【分析】【分析】
根据Cr的原子序数和在周期表的位置,写出价电子排布;根据第一电离能递变规律判断第一电离能大小;根据VSEPR理论判断SO2的VSEPR模型和中心原子的杂化形式;根据等电子体,分子量相同,由分子的极性判断熔沸点高低;根据配位体的结构判断配体提供孤电子对和配位数;根据VSEPR理论判断NH3变为NH4+时引起的变化;根据均摊法计算晶胞中C原子个数;由密度,质量计算晶胞的棱长;据此解答。
【详解】
(1)Cr是24号元素,在元素周期表中位于第四周期第VIB,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,基态原子价电子排布为3d54s1;答案为:3d54s1。
(2)非金属性越强;第一电离能越大,N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,O,S属于同主族元素,从上往下,非金属性减弱,O的原子序数比S小,则非金属性O>S,第一电离能O>S,则O;N、S的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S;答案为N>O>S。
(3)SO2分子的价层电子对数=2+=3,VSEPR模型的名称为平面三角形,S原子采取sp2杂化;答案为平面三角形,sp2。
(4)CO和N2互为等电子体,且CO和N2分子量相同,由于CO是极性分子,N2是非极性分子,分子的极性越强分子间作用力越强熔沸点越高,所以熔沸点CO大于N2;答案为CO,CO和N2分子量相同,由于CO是极性分子,N2是非极性分子;极性分子与极性分子之间的范德华力较强,故CO沸点较高。
(5)由[CrCl2(H2O)4]Cl•2H2O结构可知,中心原子Cr3+提供空轨道;配体Cl;O提供孤电子对,配位数为2+4=6;答案为Cl、O,6。
(6)NH3分子可以与H+结合生成NH4+,NH3分子中N原子价层电子对数=3+=3+1=4,采取sp3杂化,有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,NH4+中N原子价层电子对数=4+=4+0=4,采取sp3杂化;无孤电子对,空间构型为正四面体,二者中N原子价层电子对数均是4,N原子孤电子对数由1对变为0,N原子杂化方式不变,电子数数目不变,空间构型由三角锥形变为正四面体,键角减小;答案为A;C。
(7)晶胞中碳原子数目=4+8×+6×=8,设晶胞棱长为apm,则8×=ρg/cm3×(a×10-10cm)3,解得a=×1010pm;答案为×1010。【解析】①.3d54S1②.N>O>S③.平面三角形④.sp2杂化⑤.CO⑥.CO为极性分子,N2为非极性分子,极性分子与极性分子之间的范德华力较强,故CO沸点较高⑦.O、Cl⑧.6⑨.AC⑩.×101017、略
【分析】(1)氯元素是17号元素,17Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5;价层电子排布式为3s23p5;Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6,故答案为:1s22s22p63s23p5;3s23p5;1s22s22p63s23p6;1s22s22p63s23p63d5
(2)26Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;26Fe2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d6;26Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;1s22s22p63s23p63d6;1s22s22p63s23p63d5;
(3)第三周期中,钠的金属性最强,第一电离能最小,氩的性质最不活泼,第一电离能最大,故答案为:Na;Ar;
(4)在元素周期表中;氟的非金属性最强,电负性最大,第二;三周期P轨道半充满的元素有N和P,故答案为:F;N、P。
点睛:本题考查原子核外电子的排布规律。根据构造原理确定核外电子排布式是解题的基础。①能量最低原理:原子核外电子先占有能量较低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道;②泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;③洪特规则:在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同。【解析】1s22s22p63s23p53s23p51s22s22p63s23p51s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d61s22s22p63s23p63d5NaArFN、P18、略
【分析】【分析】
(1)元素的金属性越强其第一电离能越小;元素非金属性越强第一电离能越大;元素的非金属性越强;其电负性越大;
(2)铜是29号元素;根据核外电子排布规律书写;
(3)元素电负性越大;非金属性就越强,因此吸引电子的能力也越强;
(4)Be有2s2全满结构,而B失去一个电子后有2s22p0的稳定结构。
【详解】
(1)元素的金属性越强其第一电离能越小;Cs的金属性最强,所以第一电离能最小的元素是Cs;元素非金属性越强第一电离能越大,氟元素的非金属性最强,所以第一电离能最大的元素是F;元素的非金属性越强,其电负性越大,所以氟元素电负性最大;
(2)铜是29号元素,质子数为29,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以铜的价电子排布式为3d104s1;
(3)元素电负性越大;非金属性就越强,因此吸引电子的能力也越强,所以元素的电负性越大,则在分子中此元素吸引成键电子的能力越强;
(4)Be有2s2全满结构,而B失去一个电子后有2s22p0的稳定结构;所以B的第一电离能比Be的小。
【点睛】
铜的价电子排布式是易错点,3d轨道为全充满状态,比较稳定。【解析】①.Cs②.F③.F④.3d104s1⑤.吸引成键电子的能力⑥.Be的2s能级为全满状态,较稳定,而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构,所以B的第一电离能比Be的小19、略
【分析】【分析】
(1)根据价层电子对个数=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);结合杂化轨道理论分析解答;
(2)从C=O键与C-Cl键排斥作用与C-Cl键与C-Cl键的排斥作用的大小分析解答。
【详解】
①CS2中C的价层电子对个数=2+=2;且不含孤电子对,为直线形分子;
②PCl3中P的价层电子对个数=3+=4;且含有1个孤电子对,为三角锥形分子;
③H2S中S的价层电子对个数=2+=4;且含有2个孤电子对,为V形分子;
④CH2O中C的价层电子对个数=3+=3;且不含孤电子对,为平面三角形分子;
⑤H3O+中O的价层电子对个数=3+=4;且含有1个孤电子对,为三角锥形离子;
⑥NH4+中N的价层电子对个数=4+=4;且不含孤电子对,为正四面体形;
⑦BF3中B的价层电子对个数=3+=3;且不含孤电子对,为平面三角形;
⑧SO2中S的价层电子对个数=2+=3;且含有1个孤电子对,为V形;
立体构型为直线形的有①;粒子的立体构型为V形的有③⑧;立体构型为平面三角形的有④⑦;粒子的立体构型为三角锥形的有②⑤,粒子的立体构型为正四面体形的有⑥,故答案为:①;③⑧;④⑦;②⑤;⑥;
(2)C=O键与C-Cl键之间电子对的排斥作用强于C-Cl键与C-Cl键之间电子对的排斥作用,使得COCl2中C—Cl键与C=O键之间的夹角大于C—Cl键与C—Cl键之间的夹角;故答案为:C=O键与C-Cl键之间电子对的排斥作用强于C-Cl键与C-Cl键之间电子对的排斥作用。
【点睛】
本题的易错点为(1),要注意理解价层电子对互斥理论的内涵及孤电子对个数计算方法,难点是CH2O的计算。【解析】①.①②.③⑧③.④⑦④.②⑤⑤.⑥⑥.C==O键与C-Cl键之间电子对的排斥作用强于C-Cl键与C-Cl键之间电子对的排斥作用20、略
【分析】【详解】
(1)基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5。
(2)氟原子的半径小;电负性大,易与氢形成氢键;正确答案:氢键;
(3)同HIO3相比较,HIO4分子中非羟基氧原子数多,I的正电性高,导致I-O-H中O的电子向I偏移,因而在水分子的作用下,越容易电离出H+,即酸性越强;所以HIO3的酸性弱于HIO4;
(4)ClO2-为角型,中心氯原子周围有四对价层电子,ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为sp3;根据价层电子对互斥理论,ClO3-中心原子价电子对数为4,采取sp3杂化,轨道呈四面体构型,但由于它配位原子数为3,所以有一个杂化轨道被一个孤电子对占据,所以分子构型为三角锥型。正确答案:sp3;三角锥形;
(5)氟化钙晶胞中,阳离子Ca2+呈立方密堆积,阴离子F-填充在四面体空隙中,面心立方点阵对角线的和处;根据晶胞中D点的位置看出,D点的位置均为晶胞中处;正确答案:();已知一个氟化钙晶胞中有4个氟化钙;设晶胞中棱长为Lcm;氟化钙的式量为78;根据密度计算公式:==C,所以L=由晶胞中结构看出,与Ca2+最近的F-距离为L,即cm=××107nm;正确答案:();××107或××107。【解析】3d104s24p5氢键弱于同HIO3相比较,HIO4分子中非羟基氧原子数多,I的正电性高,导致I-O-H中O的电子向I偏移,因而在水分子的作用下,越容易电离出H+,即酸性越强sp3三角锥形()××107或××10721、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.面心立方四、原理综合题(共2题,共6分)22、略
【分析】【详解】
试题分析:本题考查离子核外电子排布式的书写;σ键的计算、等电子体的书写、晶胞的分析和计算。
(1)Fe原子核外有26个电子,基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的3d轨道填充了5个电子,为半充满状态,较稳定,Fe3+的化学性质比Fe2+稳定。
(2)CO的结构式为CO,1个CO分子中含1个σ键,1个Fe与5个CO形成5个配位键,配位键也是σ键,1个Fe(CO)5中含有10个σ键,1molFe(CO)5中含有10molσ键。
(3)用替代法,与CO互为等电子体的分子为N2,离子有CN-、C22-等。
(4)①用“均摊法”,该晶胞中含有的铁原子数:8+1=2个。
②晶胞的体积为a3cm3,1mol晶体的体积为NAcm3,1mol晶体的质量为56g,晶体铁的密度为56g(NAcm3)=g/cm3。【解析】1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5Fe3+的3d轨道填充了5个电子,为半充满状态10N2CN-223、略
【分析】【分析】
(1)①邻氨基吡啶中含有的元素为H、C、N,非金属性H分子中含有σ键的数目等于原子间形成的键数(两个原子间只能形成1个σ键)。
②-NH2中N原子的杂化轨道数为N原子的价层电子对数。
(2)从图中可以看出;该原子容易失去2个电子,从第3个电子起很难失去。
①嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大;夹角小,说明排斥作用大。
②分子中的大π键由5个原子6个电子形成。
(3)在1个氮化镓晶胞中,含有2个“GaN”,晶胞的体积为nm3,晶胞的体积也可表示为利用两式,可求出c。
【详解】
(1)①邻氨基吡啶中含有的元素为H、C、N,非金属性H分子中含有13个σ键,则1mol中含有σ键的数目为13NA。答案为:H<C<N;13NA;
②-NH2中N原子形成2个共价键,还有1对孤对电子,N原子的价层电子对数为3,则N原子的杂化方式为sp3杂化。答案为:sp3;
(2)从图中可以看出,该原子容易失去2个电子,从第3个电子起很难失去,所以第3个电子不在4p轨道上,只能在3p轨道,从而得出该元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p64s2。答案为:1s22s22p63s23p64s2;
①嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大;夹角小,说明排斥作用大,则原因是孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力。答案为:孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力;
②分子中的大π键由5个原子6个电子形成,则该吡啶中的大π键可表示为答案为:
(3)在1个氮化镓晶胞中,含有2个“GaN”,晶胞的体积为nm3,晶胞的体积也可表示为由此得出nm3=从而求出c=答案为:
【点睛】
中心原子的杂化轨道数等于中心原子的用于形成共价键电子所在的轨道数与孤对电子所在的轨道数之和,未用于成键的成单电子、形成π键的电子所在的轨道,都不发生轨道的杂化。【解析】H<C<N13NAsp31s22s22p63s23p64s2孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力五、工业流程题(共1题,共4分)24、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
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