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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年北师大新版选修3化学上册月考试卷353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、下列说法中;正确的是()
①与是不同的核素,因此分别由这两种原子构成的2与2化学性质不同
②2、2、2互为同位素,
③C60与12C、14C互为同位素
④科学家已发现了H3分子,H2与H3互为同素异形体
⑤稀土元素与的质量数不同;属于两种元素
⑥H2O与D2O互称同素异形体。
⑦和质子数相同,互为同位素A.④⑥B.③⑦C.②⑤D.④⑦2、以下列出的是一些基态原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况;违反洪特规则的有()
A.①②③B.④⑤⑥C.②④⑥D.③④⑥3、科学家最近研制出可望成为高效火箭液态推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N-N-N键角都是108.1°,用NA表示阿伏加德罗常数,下列有关N(NO2)3的说法正确的是。
A.分子中四个氮原子共平面B.7.6gN(NO2)3和N2O3混合物中共含氮原子数为0.2NAC.标准状况下,2.24LN(NO2)3含有的分子数为0.1NAD.15.2g该物质含有0.6NA个非极性键4、某晶体的晶胞结构为正三棱柱(如图所示);这种晶体中A;B、C三种微粒数目之比为()
A.1∶4∶2B.3∶9∶4C.2∶9∶4D.3∶8∶45、体心立方密堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积是金属晶体中金属原子常见的堆积方式,这三种堆积方式的结构单元分别如图甲、乙、丙所示,则甲、乙、丙三种结构单元中,金属原子个数比为()
A.1:2:3B.2:4:17C.4:5:6D.9:14:17评卷人得分二、多选题(共9题,共18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、下面是s能级和p能级的原子轨道图;下列说法正确的是()
A.s电子的原子轨道呈球形,P轨道电子沿轴呈“8”字形运动B.s能级电子能量低于p能级C.每个p能级有3个原子轨道,在空间伸展方向是不同的D.任一电子层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该电子层序数8、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9、如图是元素周期表的一部分;所列字母分别代表一种化学元素。下列说法正确的是()
A.b的第一电离能小于c的第一电离能B.d在c的常见单质中燃烧,产物中既含有离子键也含有共价键C.e与a组成的化合物沸点比水低,原因是水分子之间可形成氢键D.f元素的基态原子失去4s能级上的所有电子后所形成的离子最稳定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、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12、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13、有5种元素X、Y、Z、Q、T。X为短周期元素,其原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道;Y原子的价电子排布式为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X的单质可在加热的条件下形成化合Y2X3B.T和Z各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是极性键构成的非极性分子14、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个评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)15、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____________。16、硫和钒的相关化合物;在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为___________,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是________,VO43-的几何构型为________.
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1)是副作用小的有效调节血糖的新型药物。
①基态S原子中原子核外未成对电子数为_______,该药物中S原子的杂化方式是_______.所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是___________.
②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是_________.
(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域Π键”,下列物质中存在“离域Π键”的是_____.
A.SO2B.SO42-C.H2SD.CS2
(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为______。图4为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为________g/cm3(列出计算式即可)。
17、第一电离能是指处于基态的气态原子失去一个电子,生成+1价气态阳离子所需要的能量。如图是部分元素的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
请回答下列问题:
(1)分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,将Na~Ar之间1~6号元素用短线连接起来,构成完整的图象___。
(2)根据图分析可知,同主族元素的第一电离能的变化规律是___。
(3)图中5号元素在元素周期表中的位置是___。18、下表是元素周期表的一部分;表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:
(1)基态o原子的外围电子排布图________________________;基态p3+的最外层电子排布式___________________;n的原子结构示意图____________________。在以上元素中,没有未成对电子的元素有______种。
(2)原子序数为52的元素x在元素周期表中与以上________________元素在同一族(填写以上表中字母对应的元素符号)。
(3)上表中o、p两个字母表示的元素的第三电离能分别为I3(o)和I3(p),则I3(o)__I3(p)(填“>”或“<”)。理由是_________________________________________________。
(4)将以上周期表中g、h、i、j四种元素的电负性由大到小排序____________________(用元素符号表示),第一电离能由大到小排序________________________(用元素符号表示)。19、X是合成碳酸二苯酯的一种有效的氧化还原催化助剂,可由EDTA与Fe3+反应得到。
(1)EDTA中碳原子杂化轨道类型为_________________;EDTA中四种元素的电负性由小到大的顺序为__________________。
(2)Fe3+基态核外电子排布式为_________________。
(3)EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近,但EDTA的沸点(540.6℃)比正二十一烷的沸点(100℃)高的原因是_________。
(4)1molEDTA中含有σ键的数目为______________。
(5)X中的配位原子是___________。评卷人得分四、计算题(共4题,共16分)20、(1)石墨晶体的层状结构,层内为平面正六边形结构(如图a),试回答下列问题:图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。
(2)2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图b所示的是该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为_______。21、SiC有两种晶态变体:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC为立方晶胞;结构与金刚石相似,晶胞参数为434pm。针对β—SiC回答下列问题:
⑴C的配位数为__________。
⑵C和Si的最短距离为___________pm。
⑶假设C的原子半径为r,列式并计算金刚石晶体中原子的空间利用率_______。(π=3.14)22、用X射线研究某金属晶体,测得在边长为360pm的立方晶胞中含有4个金属原子,此时金属的密度为9.0g/cm3。试回答下列问题:
(1)此金属晶胞属于哪一种类型?_______
(2)求每个晶胞的质量。_______
(3)求此金属的相对原子质量。_______
(4)求此金属原子的原子半径(pm)。_______23、通常情况下;氯化钠;氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示。
(1)在NaCl的晶胞中,与Na+最近且等距的Na+有_____个,在NaCl的晶胞中有Na+_____个,Cl-____个。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过_________结合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧键。
(4)设二氧化碳的晶胞密度为ag/cm3,写出二氧化碳的晶胞参数的表达式为____nm(用含NA的代数式表示)评卷人得分五、实验题(共1题,共8分)24、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_____________________________。评卷人得分六、工业流程题(共1题,共7分)25、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______________。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、D【分析】【详解】
分析:元素是质子数相同的一类原子的统称;核素就是一种原子,同位素简单说就是同种元素的不同原子,同素异形体是由同种元素形成的性质不同的单质;其中同位素之间;同素异形体之间的物理性质不同,化学性质几乎相同。
详解:①与是不同的核素,也是O元素的两种同位素,由它们形成的单质2和2的物理性质不同;但化学性质几乎相同,所以①错误;
②2、2、2是由H的三种同位素形成的单质;故②错误;
③C60是由C元素形成的单质,而12C、14C是C元素的两种同位素;所以③错误;
④H2与H3都是由H元素形成的单质;它们互为同素异形体,则④正确;
⑤稀土元素与的质量数不同;但质子数相同,所以它们是同一种元素,则⑤错误;
⑥H2O与D2O是由H的两种同位素与O形成的化合物;不是同素异形体,故⑥错误;
⑦和质子数相同;则为同一种元素,但质量数不同,即中子数不同,所以互为同位素,故⑦正确。可见只有④⑦是正确的。本题答案为D。
点睛:准确把握相关概念的含义是正确解答本题的依据,如元素、核素、同位素、同素异形体,同时要了解这些概念的微粒在性质的异同。2、C【分析】【分析】
泡利原理:在一个原子轨里;最多容纳2个电子,且自旋状态相反;洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同;
【详解】
①符合洪特规则和泡利原理;故①不符合题意;
②根据洪特规则;该排布图违背洪特规则,故②符合题意;
③违背泡利原理;故③不符合题意;
④违背洪特规则;故④符合题意;
⑤该排布图符合洪特规则和泡利原理;故⑤不符合题意;
⑥违背洪特规则;故⑥符合题意;
综上所述,选项C符合题意。3、B【分析】【详解】
A.根据题干信息知该分子中N-N-N键角都是108.1°,推知分子中4个氮原子在空间呈四面体型,所以分子中四个氮原子不可能共平面,故A错误;
B.N(NO2)3的最简式为N2O3,7.6gN(NO2)3和N2O3混合物中n(N2O3)==0.1mol,共含氮原子数为0.2NA,故B正确;
C.N(NO2)3为液体,不能计算标准状况下一定体积的物质的量,故C错误;
D.N(NO2)3的相对分子质量为152,则15.2gN(NON(NO2)为3,含有的非极性键为0.1mol0.3N,故A错误;
故选D。
【点睛】
根据B键角都是N-N-N,说明具有氨气的结构特点,结合氨气的结构进行分析;根据108.1°N(NO2)的最简式为3N2O,可计算3的物质的量。N4、A【分析】【详解】
A位于正三棱柱的顶点,则有的A属于该晶胞,该晶胞中含A的个数为6×=B分为两类,位于侧棱上的B有属于该晶胞,位于上下底面边上的B有属于该晶胞,该晶胞含B原子个数为3×+6×=2,含C原子个数为1,则A、B、C三种原子个数之比为2:1=1:4:2。
答案选A。5、A【分析】【详解】
根据均摊法,甲晶胞中所含金属原子数为乙晶胞中所含金属原子数为丙晶胞中所含金属原子数为则三者的金属原子个数比=2:4:6=1:2:3;
答案选A。
【点睛】
均摊法的基本思想是:晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用,那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是二、多选题(共9题,共18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、CD【分析】【详解】
A.s电子的原子轨道呈球形;p电子的原子轨道是“8”字形的,但是电子是做无规则运动,轨迹是不确定的,故A错误;
B.根据构造原理;各能级能量由低到高的顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f,所以s能级的能量不一定小于p能级的能量,如4s>3p,故B错误;
C.不同能级的电子云有不同的空间伸展方向;p轨道有3个相互垂直的呈纺锤形的不同伸展方向的轨道,故C正确;
D.多电子原子中;同一能层的电子,能量可能不同,还可以把它们分成能级,任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,故D正确;
故选CD。
【点睛】
能层含有的能级数等于能层序数,即第n能层含有n个能级,每一能层总是从s能级开始,同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大,在不违反泡利原理和洪特规则的条件下,电子优先占据能量较低的原子轨道,使整个原子体系能量处于最低,这样的状态是原子的基态,所以任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数。8、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。9、BC【分析】【详解】
由元素在周期表中位置可知,a为H、b为N;c为O、d为Na、e为S、f为Fe。
A.N元素的2p轨道为半充满稳定结构;第一电离能高于氧元素的第一电离能,故A错误;
B.Na在氧气中燃烧生成过氧化钠;过氧化钠中含有离子键;共价键,故B正确;
C.水分子之间存在氢键;硫化氢分子之间为范德华力,氢键比范德华力强,因此硫化氢的沸点低于水,故C正确;
D.Fe2+离子价电子为3d6,而Fe3+离子价电子为3d5稳定结构,Fe2+离子不如Fe3+离子稳定;故D错误;
故选BC。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.(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。12、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。13、AC【分析】【分析】
根据题意,X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道,则X的电子排布式为1s22s22p63s23p4,为S元素;Y原子的特征电子构型为3d64s2,则Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Y为Fe元素;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则Z的电子排布式为1s22s22p2,为C元素;Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子,Q的电子排布式为1s22s22p4,Q为O元素;T原子的M电子层上p轨道半充满,T的电子排布式为1s22s22p63s23p3;则T为为P元素,据此分析。
【详解】
A.元素Y和X的单质分别是Fe;S;加热的条件下生成FeS,A错误;
B.T和Z分别是P、C,它们形成的单质有P4和金刚石;它们的分子构型均为正四面体型,B正确;
C.X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物;C错误;
D.ZQ2是为CO2,CO2是直线型分子,结构式是O=C=O,结构对称,正负电荷中心重合,则CO2是极性键构成的非极性分子;D正确。
答案选AC。14、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。三、填空题(共5题,共10分)15、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-+6H2O16、略
【分析】【分析】
(1)钒处于第四周期VB族,外围电子排布式为3d34s2,结合泡利原理、洪特规则画外围电子轨道表达式;核外电子排布处于半充满、全充满或全空时更稳定;VO43-中V形成4个σ键,孤电子对数为=0,杂化方式为sp3;
(2)①S原子形成2个σ键;有2对孤电子对,杂化轨道数目为4;同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,N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的;
②羧基可与水分子之间形成氢键;
(3)构成条件:多原子分子中各原子在同一平面;且有相互平行的p轨道,有单电子;硫酸根离子是正四面体结构,各原子不在同一平面,硫化氢中H原子和S原子没有平行的p轨道;
(4)均摊法计算晶胞中V、S原子数目,确定化学式;根据V、S原子数目,结合摩尔质量计算晶胞质量,再根据ρ=计算晶胞密度。
【详解】
(1)钒原子为23号元素,电子排布式为[Ar]3d34s2,所以外围电子轨道排布式为其最稳定的化合价应该是+5,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定结构。根据价层电子对互斥原理,VO43-中的中心原子V的价电子为5;配位原子O不提供电子,带有三个单位负电,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体。
(2)①S原子的电子排布为[Ne]3s23p4,所以S原子的3p能级上有4个电子,分配在三个轨道中,有两个单电子。从图中得到S的配位数为2,所以此时S的外层有6+2=8个电子,电子对为4,所以S应该的杂化方式是sp3杂化。其中含有的第二周期元素是C、N、O。同周期元素从左向右应该是第一电离能增大,因为N的2p能级上有3个电子,是p能级的半满稳定结构,所以N的第一电离能反常增大,所以第一电离能为:N>O>C。
②2-巯基烟酸有羧基可以与水分子形成氢键;所以其水溶性会更好。
(3)从题目表述来看;形成离域Π键的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论,二氧化硫为平面三角形,硫酸根为正四面体,硫化氢为角型,二硫化碳为直线型。所以选项B一定错误。而硫化氢的H原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选项A和选项D。
(4)晶胞中有V为:8×1/8+4×1/4=2个;S为:2×1=2个,所以化学式为VS。因为该晶胞中有2个VS,所以晶胞质量为2×(32+51)/NAg。根据图4得到晶胞底面的面积为a×nm2,所以晶胞的体积为:a××bnm3。1nm=10-7cm,所以晶体密度为【解析】+5正四面体2sp3N>O>C2-巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大ADVS17、略
【分析】【分析】
(1)同周期元素的第一电离能随核电荷数的增大而增大;当最外层电子排布处于,全满;半满、全空时比相邻元素的电离能大;
(2)根据图分析可知;同主族元素的第一电离能的变化规律随核电荷数增大而减小;
(3)图中5号元素为磷元素。
【详解】
(1)同周期元素的第一电离能随核电荷数的增大而增大,当最外层电子排布处于,全满、半满、全空时比相邻元素的电离能大,镁元素最外层电子排布式为3s2,处于全满稳定状态,第一电离比相邻的元素大,磷元素最外层电子排布式为3s23p3,处于半充满状态,第一电离能比相邻的元素大,则Na~Ar之间1~6号元素用短线连接起来,构成完整的图象为
(2)根据图分析可知;同主族元素的第一电离能的变化规律随核电荷数增大而减小,故变化规律为,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小;
(3)图中5号元素为磷元素,原子结构示意图为位于元素周期表第三周期,第ⅤA族。【解析】①.②.从上到下第一电离能逐渐减小③.第三周期第ⅤA族18、略
【分析】【分析】
(1)o、p、n元素分别为锰、铁和钾,原子序数分别为为25、26和19,按电子排布规律写基态o原子的外围电子排布图、基态p3+的最外层电子排布式及n的原子结构示意图;
(2)参照原子序数为54的元素在元素周期表是第5周期0族元素;则可推知原子序数为52的元素x的位置并据此回答;
(3)按电离能的性质和规律回答上表中o、p两个字母表示的元素的第三电离能分别为I3(o)和I3(p)的相对大小及理由;
(4)按电负性规律和电离能的规律回答g;h、i、j四种元素的电负性由大到小排序及第一电离能由大到小排序;
【详解】
根据元素周期表知,a-p各元素分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar;K、Mn、Fe。
(1)基态o原子为锰,核电荷数为25,其电子排布简式为[Ar]3d54s2,则外围电子排布图基态p3+为Fe3+,最外层电子排布式3s23p63d5;n原子为钾,核电荷数19,原子结构示意图在以上元素中,没有未成对电子的元素有Mg、Ar两种元素;共计2种;
答案为:3s23p63d5;2;
(2)稀有气体氙;原子序数为54,位于0族,依次前推,53号元素为碘,52号元素锑,位于VIA族,与O或S同族;
答案为:O或S;
(3)o、p分别表示锰和铁元素,由于Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,比较稳定,所以第三电离能分别为I3(o)>I3(p);
答案为:>;Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态;比较稳定;
(4)g、h、i、j四种元素分别为钠、镁、铝、硅,同一周期从左到右电负性增大,因此电负性由大到小排序:Si>Al>Mg>Na;同一周期第一电离能从左到右增大,但是IIA、VA电离能大于邻近元素的电离能,因此第一电离能由大到小排序Si>Mg>Al>Na;
答案为:Si>Al>Mg>Na;Si>Mg>Al>Na。【解析】①.②.3s23p63d5③.④.2⑤.O或S⑥.>⑦.Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,比较稳定⑧.Si>Al>Mg>Na⑨.Si>Mg>Al>Na19、略
【分析】【分析】
(1)EDTA中羧基上C原子价层电子对个数是3;亚甲基上C原子价层电子对个数是4;根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化轨道类型;元素的非金属性越强,其电负性越大;
(2)Fe原子失去3个电子生成铁离子,根据构造原理书写铁离子核外电子排布式;
(3)能形成分子间氢键的物质熔沸点较高;
(4)共价单键为σ键;共价双键中含有一个σ键;一个π键,则1个EDTA分子中σ键的数目35;
(5)X中N;O原子提供孤电子对。
【详解】
(1)EDTA中羧基上C原子价层电子对个数是3、亚甲基上C原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化轨道类型,前者为sp2杂化、后者为sp3杂化,元素的非金属性越强,其电负性越大,非金属性H
故答案为:sp2和sp3;H
(2)Fe原子失去3个电子生成铁离子,根据构造原理书写铁离子核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5;
故答案为:[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5;
(3)能形成分子间氢键的物质熔沸点较高;EDTA能形成分子间氢键,导致其熔沸点较高;
故答案为:EDTA分子间存在氢键;
(4)共价单键为σ键;共价双键中含有一个σ键;一个π键,则1个EDTA分子中σ键的数目35,所以1molEDTA中含有σ键的数目为35mol;
故答案为:35mol;
(5)X中N;O原子提供孤电子对;所以N、O为配位原子;
故答案为:N;O。
【点睛】
熔沸点的高低要看晶体的类型,分子晶体主要看范德华力的大小,还要考虑氢键。【解析】①.sp2和sp3②.H<C<N<O③.[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5④.EDTA分子间存在氢键⑤.35mol⑥.N、O四、计算题(共4题,共16分)20、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶体的层状结构;层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用;
(2)根据均摊法计算晶胞中Mg原子和B原子的个数;进而确定化学式。
【详解】
(1)图中层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用,则平均每个正六边形占有C原子数为6=2个、占有的碳碳键数为6=2个;碳原子数目与碳碳化学键数目之比为2:3;
(2)根据晶体结构单元可知,在六棱柱顶点上的镁原子被6个六棱柱共用,在上下底面上的镁原子被两个六棱柱共用,根据均摊法可知晶胞中Mg原子的个数为2×+2×6×=3,B原子的个数为6,所以Mg原子和B原子的个数比为3:6=1:2,所以化学式为MgB2。【解析】232:3MgB221、略
【分析】【分析】
每个C周围有4个硅,C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,先计算金刚石晶胞中碳的个数,再根据公式计算空间利用率。
【详解】
⑴每个C周围有4个硅,因此C的配位数为4;故答案为:4。⑵C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,因此故答案为:188。⑶金刚石晶胞中有个碳,假设C的原子半径为r,则金刚石晶胞参数为金刚石晶体中原子的空间利用率故答案为:34%。【解析】418834%22、略
【分析】【分析】
(1)根据金属晶体的堆积方式进行分析;
(2)根据晶胞的边长可计算晶胞的体积;再根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量;
(3)根据摩尔质量M=NA乘以一个原子的质量可计算金属的摩尔质量;再根据相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量可得金属的相对原子质量;
(4)根据在面心立方晶胞中,原子的半径r与晶胞的边长的关系,晶胞的边长=可计算金属原子的原子半径。
【详解】
(1)根据题意;该立方晶胞中含有4个金属原子可知,该金属晶胞属于面心立方晶胞;
故答案为面心立方晶胞;
(2)根据晶胞的边长为360pm,可得晶胞的体积为(3.6×10-8)3cm3,根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量m=9.0g/cm3×(3.6×10-8)cm3≈4.2×10-22g;
故答案为4.2×10-22g;
(3)金属的摩尔质量=NA乘以一个原子的质量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量;
故答案为63.21;
(4)在面心立方晶胞中,设原子的半径为r,则晶胞的边长=因此,金属原子的原子半径为=×360pm≈127.26pm;
故答案为127.26pm;
【点睛】
第(2)问在计算晶胞质量时单位的换算时学生们的易错点,首先单位要统一,要将pm换算为cm,其次1pm=10-10cm,则360pm=3.6×10-8cm,另外经常用到的还有纳米与厘米的换算,1nm=10-7cm。【解析】面心立方晶胞4.2×10-22g63.21127.26pm23、略
【分析】【分析】
(1)氯化钠晶体中氯离子位于定点和面心;钠离子位于边和体心;
(2)阴;阳离子之间的静电作用为离子键;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度
【详解】
(1)晶胞中位于体心的钠离子和位于边上Na+的短离最近,则最近且等距的Na+共有12个Na+;晶胞中Na+的个数为1+12=4,Na+的个数为8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过离子键结合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键,则1mol二氧化硅中有4mol硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度则a=nm=nm。
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