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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化学上册阶段测试试卷654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9题,共18分)1、金刚石是典型的原子晶体,下列关于金刚石的说法中错误的是()A.晶体中不存在独立的“分子”B.碳原子间以共价键相结合C.硬度很大D.化学性质稳定,即使在高温下也不会与氧气发生反应2、下列关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O]的说法正确的是()A.配体为水分子,外界为Br-B.Br-均为配体C.中心离子的配位数为6D.中心离子的化合价为+23、下列说法正确的是A.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型都是正四面体型B.在SCl2中,中心原子S采取sp杂化方式,分子构型为直线型C.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键4、下列说法正确的是()A.sp2杂化表示s轨道的1个电子和p轨道的2个电子进行杂化B.1s22s12p1是激发态原子的电子排布式C.M能层中的原子轨道数目为3D.一个电子从3p能级跃迁到3s能级,产生的原子光谱为吸收光谱5、下列事实与氢键有关的是A.水分解成氢气和氧气吸收热量B.水结成冰体积膨胀,密度变小C.水加热到很高的温度都难以分解D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱6、下列关于物质结构与性质的说法正确的是A.标况下,22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2NAB.由于氢键的作用NH3、H2O、HF的沸点反常,且高低顺序为HF>H2O>NH3C.VSEPR模型就是分子的空间构型D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱7、下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是()A.SiO2和SO2B.CO2和H2OC.NaCl和HClD.CCl4和KCl8、下列各种比较中,正确的是A.元素电负性:B.第一电离能磷硒C.离子半径:D.熔沸点:9、下列有关性质的比较中,不正确的是A.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅B.晶格能:NaBrC.键的极性:N-HD.在水中的溶解度:NH3>CO2>SO2>H2评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)10、(1)基态碳原子的核外电子排布式为______。
(2)基态铬原子外围电子轨道表示式为___。
(3)卤族元素F、Cl的电负性由小到大的顺序是______。
(4)比较晶格能:MgO___MgS(用“>”;“<”)
(5)CO分子内σ键与π键个数之比为________。
(6)比较第一电离能:Mg___Al(用“>”;“<”)
(7)乙炔是________(填“非极性”或“极性”)分子。
(8)丙烯(CH3CH=CH2)分子中碳原子的杂化方式为________和________。
(9)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。11、研究发现,在CO2低压合成甲醇的反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,Mn(NO3)2是制备该催化剂的原料之一。
(1)Co基态原子核外电子排布式为__________。
(2)C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_________,中,N原子的杂化方式为________,写出一种与互为等电子体的分子的化学式:__________。
(3)CO2分子中,σ键和π键的数目之比为________。
(4)H2O的沸点高于CO2的原因是__________。12、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___。13、下图是元素周期表的一部分,请回答下列问题:。族/周期IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0族1①②2③④⑤3⑥⑦⑧⑨
(1)在这些元素中,第一电离能最大的是_______________(填元素符号,下同),⑥和⑦的离子半径大小关系为_________________________。
(2)在这些元素形成的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物为_______________(填物质的化学式)。
(3)在④和⑤两种元素中,电负性较大的是_______________(填元素名称),③与⑧形成三原子分子,该分子的一种等电子体分子式是_______________。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。
评卷人得分三、原理综合题(共9题,共18分)16、碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。根据要求回答下列问题:
(1)碳原子的价电子排布图:_________,核外有_________种不同运动状态的电子。
(2)碳可以形成多种有机化合物;下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构,两种分子中所有原子都在一个平面上。
①嘌呤中所有元素的电负性由大到小的顺序__________。
②嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大,解释原因_____________。
③吡啶结构中N原子的杂化方式___________。
④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(如苯分子中的大π键可表示为)。该嘌呤和吡啶中都含有大π键,请问该吡啶中的大π键表示为__________。
(3)碳可形成CO、CO2、H2CO3等多种无机化合物。
①在反应CO转化成CO2的过程中,下列说法正确的是______。
A.每个分子中孤对电子数不变B.分子极性变化。
C.原子间成键方式改变D.分子的熔沸点变大。
②干冰和冰是两种常见的分子晶体,晶体中的空间利用率:干冰___冰。(填“>”、“<”或“=”)
③H2CO3与H3PO4均有1个非羟基氧,H3PO4为中强酸,H2CO3为弱酸的原因______。
(4)在2017年,中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体:T-碳。T-碳的结构是:将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代,形成碳的一种新型三维立方晶体结构,如下图。已知T-碳晶胞参数为apm,阿伏伽德罗常数为NA,则T-碳的密度的表达式为______g/cm3。
17、VA族元素氮、磷、砷(As)、锑(Sb);铋(Bi)的单质及其化合物在科研和生产中有许多重要用途。
(1)铋合金可用于自动喷水器的安全塞,一旦发生火灾时,安全塞会“自动”熔化,喷出水来灭火。铋的价电子排布式为_______。
(2)第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有_______(填元素符号)。
(3)Pt(NH3)2C12具有如图所示的两种平面四边形结构(一种有抗癌作用),其中在水中的溶解度较小是_______(填“顺式”或“反式”)。
(4)氨硼烷(BH3▪NH3)是一种储氢材料,与乙烷互为等电子体,熔点为104℃。氨硼烷晶体中各种微粒间的作用力涉及________(填标号)。
A.范德华力B.离子键C.配位键D.金属键。
(5)偏亚砷酸钠(NaAsO2)是一种灭生性除草剂,可杀死各种草本植物,其阴离子的立体构型为___。
(6)化肥厂生产的(NH4)2SO4中往往含有少量极易被植物根系吸收的具有正四面体结构的N4H44+,其结构式为_______,其中N原子的杂化方式为________。
(7)镧、铁、锑三种元素组成的一种固体能实现热电效应。该固体晶胞结构如图l所示,晶胞参数为anm,Fe原子填在6个Sb原子形成的正八面体空隙中;晶胞6个表面的结构都如图2所示。
①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l中原子甲的坐标为(0,0,0),原子乙的坐标为(0),则原子丙的坐标为________。
②设阿伏加德罗常数的值为NA,则该固体的密度ρ=__g·cm-3(列出计算式即可)。18、第四周期的元素,如:钛(22Ti)、铁(26Fe);砷、硒、锌等及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ti原子中,最高能层电子的电子云轮廓形状为___________,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有______种。
(2)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是______________。
(3)SCN-离子可用于Fe3+的检验;其对应的酸有两种,分别为硫氰酸(H-S-C≡N)和异硫氰酸(H-N=C=S)。
①写出与SCN-互为等电子体的一种微粒_________________(分子或离子);
②硫氰酸分子中π键和σ键的个数之比为___________;
③异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高的原因是________________________。
(4)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3,分子结构如图,As原子的杂化方式为____________,雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雌黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体,写出该反应方程式__________________________。SnCl4分子的空间构型为______________。
(5)高子化合物CaC2的一种晶体结构如图所示。该物质的电子式___________。一个晶胞含有的π键平均有___________个。
(6)硒化锌的晶胞结构如图所示,图中X和Y点所堆积的原子均为___________(填元素符号);该晶胞中硒原子所处空隙类型为___________(填“立方体”、“正四面体”或正八面体”),该种空隙的填充率为___________;若该晶胞密度为pg•cm-3,硒化锌的摩尔质量为Mg•mol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a为___________nm。
19、碳族元素包括:C、Si、Ge、Sn、Pb。
(1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过____杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠____结合在一起。
(2)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为____。
(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br的键角___120°(填“>”“<”或“=”)。
(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:Pb4+处于立方晶胞顶点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心,该化合物化学式为_______,每个Ba2+与____个O2-配位。20、锰及其化合物用途非常广泛,请回答下列问题:
(1)Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,下列说法合理的是________
A.Mn3+的价电子构型为3d4;不属于较稳定的电子构型。
B.根据Mn2+的电子构型可知,Mn4+中不含成对电子。
C.Mn2+易被氧化,可能是因为Mn2+轨道内有大量自旋方向相同的电子。
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型;所以它们的化学性质相似。
(2)锰的一种配合物的化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]。配体CH3CN与中心原子形成配位键时,提供孤对电子的原子是_________原子(填写元素名称),该分子中碳原子的杂化方式为___________。
(3)研究发现,在成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,CO氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性。反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为___________,原因是________________,硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在______,NO的空间构型是______________(用文字描述)。
(4)某锰氧化物的晶胞结构如图所示,该锰氧化物的化学式为___________,该晶体中Mn的配位数是_______,该晶体中Mn之间的最近距离为_____cm(用含a、b的代数式表示)。
21、瑞德西韦是一种核苷类似物;具有抗病毒活性,对新型冠状病毒病例展现出较好的疗效。其结构如图所示:
回答下列问题:
(1)该结构基态P原子中;核外电子占据最高能层的符号是________________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________________。
(2)瑞德西韦中位于第二周期元素的第一电离能从大到小的顺序为________________;分子中氮原子的杂化类型有________________。
(3)苯酚()是合成瑞德西韦的原料之一,其熔点为43℃,苯酚的晶体类型是________________。苯酚与甲苯()的相对分子质量相近;但苯酚的熔;沸点高于甲苯,原因是________________。
(4)MgSO4是合成瑞德西韦的催化剂之一。MgSO4中;阴离子的空间构型为________________。
(5)磷酸也是合成瑞德西韦的原料之一。直链的多磷酸盐则是-种复杂磷酸盐;如:焦磷酸钠;三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________________(用n代表P原子数)。
(6)合成瑞德西韦的原料之一的苯酚可通过如下途径制得:电石(CaC2)→乙烯→苯→溴苯→苯酚。四方相碳化钙(CaC2)晶体的晶跑结构如图所示.其晶胞参数分别为apm、apm、bpm,四方相碳化钙晶体的密度为g·cm-3,[C≡C]2-中键长为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA.则m位置的钙离子与P位置的碳原子之间的距离为________________pm(用不含a的计算表达式表示)。22、铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题:
(1)超细铜粉可用作导电材料;催化剂等;其制备方法如下:
①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为__________________。N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为____________(填元素符号)。
②向CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列说法正确的是________。
A.氨气极易溶于水,原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故。
B.NH3分子和H2O分子;分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角。
C.[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇;会析出深蓝色的晶体。
D.已知3.4g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体,并放出akJ热量,则NH3的燃烧热的热化学方程式为:NH3(g)+3/4O2(g)===1/2N2(g)+3/2H2O(g)ΔH=-5akJ·mol-1
(2)铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的氧气变为臭氧(与SO2互为等电子体)。根据等电子原理,O3分子的空间构型为________。
(3)氯与不同价态的铜可生成两种化合物,其阴离子均为无限长链结构(如图所示),a位置上Cl原子(含有一个配位键)的杂化轨道类型为____________________。
(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图,已知镧镍合金与上述Ca-D合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23cm3,储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则LaNin中n=______________________(填数值);氢在合金中的密度为________(保留两位有效数字)。
23、氢;氮、氧、硫、镁、铁、铜、锌等元素及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)某同学根据已学知识,推断Mg基态原子的核外电子排布为,该同学所画的电子排布图违背了____
(2)Cu位于____族____区,Cu+价电子排布式为____。
(3)MgCO3的分解温度____BaCO3(填“>”或、“<”)
(4)Ge、As、Se元素的第一电离能由大到小的顺序为____
(5)已知H3BO3是一元酸,1molH3BO3在水中完全电离得到的阴离子中含有σ键的数目为____
(6)下列有关说法不正确的是____。
A.热稳定性:NH3>PH3,原因是NH3分子间存在氢键,而PH3分子间存在范德华力。
B.SO2与CO2的化学性质有些类似;但空间结构与杂化方式不同。
C.熔、沸点:SiF4<SiCl4<SiBr44;原因是分子中共价键键能逐渐增大。
D.熔点:CaO>KCl>KBr;原因是晶格能逐渐减小。
(7)晶体Cu的堆积方式如图所示,其中Cu原子在二维平面里放置时的配位数为_________,设Cu原子半径为a,晶体的空间利用率为______。(用含π;a;的式子表示,不必化简)
24、实验室常利用“棕色环”现象检验NO3—离子。其方法为:取含有NO3—的溶液于试管中,加入FeSO4溶液振荡,然后沿着试管内壁加入浓H2SO4;在溶液的界面上出现“棕色环”。回答下列问题:
(1)基态Fe2+核外未成对电子个数为_____。
(2)形成“棕色环”主要发生如下反应:
3[Fe(H2O)6]2++NO3-+4H+=3[Fe(H2O)6]3++NO↑+2H2O
[Fe(H2O)6]2++NO=[Fe(NO)(H2O)5]2+(棕色)+H2O
[Fe(NO)(H2O)5]2+中,配体是______、______,配位数为______。
(3)与NO互为等电子体的微粒是_____(任写一例)。
(4)SO42-的空间构型是_____,其中S原子的杂化方式是________。
(5)铁原子在不同温度下排列构成不同晶体结构;在912℃以下排列构成的晶体叫做α-铁;在912℃至1394℃之间排列构成的晶体叫做γ-铁;在1394℃以上排列构成的晶体,叫做δ-铁。晶胞剖面结构如图所示:
①α-铁的原子堆积方式为_____。δ-铁配位数为____。
②已知γ-铁晶体密度为dg/cm3,则Fe原子的半径为____nm(用含d、NA的式子表示)。评卷人得分四、元素或物质推断题(共5题,共20分)25、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____________。26、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____。27、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________。28、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:____________________。29、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__________。评卷人得分五、计算题(共2题,共18分)30、金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为____________。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为________g·cm-3(列出计算式)。
31、如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构模型(原子间实际是相互接触的)。它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3;钨的相对原子质量为183.9.假定金属钨为等直径的刚性球,请回答以下各题:
(1)每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a。_____________
(3)计算钨的原子半径r(提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。___________
(4)计算金属钨原子采取的体心立方密堆积的空间利用率。____________评卷人得分六、结构与性质(共4题,共32分)32、1915年诺贝尔物理学奖授予HenryBragg和LawrenceBragg;以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献.
(1)科学家通过X射线探明;NaCl;KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是__.
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键;又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示.
①写出基态Cu原子的核外电子排布式__;金属铜采用下列__(填字母代号)堆积方式.
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)__.
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响__.
④SO42﹣的空间构型是________.33、前四周期元素A;B、C、D、E、F的原子序数依次增大;A是宇宙中含量最丰富的元素;B和C同一主族,且B的L层电子数是K层电子数的2.5倍;D和C同一周期;E元素原子核外电子有17种不同的运动状态,F位于第四周期,其未成对电子数只有一个,且内层都处于全充满状态。请回答下列问题:
(1)B原子的L层电子排布图____________。
(2)由A、B原子形成的分子的结构式为:A-B=B-A,则该分子中σ键和π键的数目之比为________,B、C的氢化物中BH3的沸点高于CH3的沸点,原因是___________;C、D和E的电负性由大到小的顺序为___________;C、D和E的第一电离能由大到小的顺序是____________;C和D最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序为_________________。CO中C的杂化方式为___________,该离子的“VSEPR”模型为__________________形。
(3)向FDO4溶液中加入过量稀氨水,得到的深蓝色溶液中阳离子化学式为_______,该离子的配位体为________________。
(4)D(黑球)和F(白球)形成的某种晶体的晶胞如下图所示,已知该晶胞的棱长为516pm,则该晶胞的密度为___________g/cm3(精确到0.1),最近的黑球和白球之间的距离为_______pm。
34、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___。35、【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_______________。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】在金刚石中,碳原子以共价键结合成空间网状结构,不存在分子。由于碳的原子半径比较小,碳与碳之间的共价键的键能大,所以金刚石的硬度很大,因此A、B、C选项是正确的;金刚石是碳的单质,可以在空气或氧气中燃烧生成CO2,故D选项的说法是错误的。2、C【分析】【详解】
A.[Cr(H2O)4Br2]Br•2H2O中配位体是H2O、Br-,外界为Br-;故A错误;
B.[Cr(H2O)4Br2]Br•2H2O中Br-既是配体;也是外界离子,故B错误;
C.[Cr(H2O)4Br2]Br•2H2O中的中心离子的配体是H2O、Br-,该配离子中含有4个H2O、2个Br-;所以配位数是6,故C正确;
D.[Cr(H2O)4Br2]Br•2H2O中阴离子是溴离子;溴离子的化合价是-1价,所以铬离子的化合价是+3价,故D错误;
故选C。
【点睛】
正确认识配合物的结构是解题的关键。本题的易错点为Br-的判断,要注意[Cr(H2O)4Br2]Br•2H2O中Br-既是配体(2个),也是外界离子(1个)。3、C【分析】【详解】
A.中心原子采取sp3杂化的分子,若没有孤电子对,则分子构型是四面体型,但若有孤电子对,则分子构型可能为三角锥形,如NH3;也可能为V形,如水,A不正确;
B.在SCl2中,中心原子S采取sp3杂化方式;分子构型为V型,B不正确;
C.用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对的轨道为杂化轨道;形成π键的轨道未参与杂化,C正确;
D.AB3型的共价化合物,中心原子A可能采用sp3杂化轨道成键,也可能采用sp2杂化轨道成键;D不正确;
故选C。4、B【分析】【详解】
A.sp2杂化表示1个s轨道和2个p轨道进行杂化形成3个能量相同的轨道;A错误;
B.2p轨道电子的能量比2s轨道的电子能量高,原子核外电子总是尽先排布在能量较低的能级上,只有当能量较低的能级排满后,才依次排在能量稍高的能级上,一个2s轨道最多排布2个自旋方向相反的电子,所以1s22s12p1是激发态原子的电子排布式;B正确;
C.M能层中有1个s轨道;3个p轨道、5个d轨道;其原子轨道数目为1+3+5=9个,C错误;
D.原子核外电子的p轨道的能量比s轨道的能量高;当一个电子从3p能级跃迁到3s能级,多余的能量释放出来,因此产生的原子光谱为发射光谱,D错误;
故合理选项是B。5、B【分析】【详解】
A.水分解成氢气和氧气属于化学变化;旧键断裂,新键形成,与氢键无关,故A错误;
B.氢键具有方向性;氢键的存在使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以水结成冰时,体积增大,当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的间隙减小,密度反而增大,故B正确;
C.H2O较稳定是由于H-O键键能较大;与氢键无关,故C错误。
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与F、Cl、Br;I的非金属性有关;非金属性越强,其氢化物越稳定,同一主族的元素,非金属性随着原子序数的增加而减小,所以其氢化物的热稳定性逐渐减弱,与氢键无关,故D错误;
答案:B
【点睛】
明确氢键主要影响物质的物理性质是解答本题的关键。6、A【分析】【详解】
A.乙炔的结构简式为H-CC-H,所以1mol乙炔中含2mol键;冰中水分子的O原子以类似于金刚石中C原子的四面体空间网状结构排列,每2个O原子间都有一个H原子,更靠近H原子的O原子与它形成共价键,另一个与它形成氢键,即每个H原子都形成一个氢键,18g冰的物质的量为1mol,所以1mol冰中存在2mol氢键,即标况下,22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2NA;故A正确;
B.氢键的作用力大于分子间作用力,由于氢键的作用NH3、H2O、HF的沸点反常,且常温下H2O为液态,所以沸点由高到低的顺序为H2O>HF>NH3;故B错误;
C.VSEPR模型可用来预测分子的立体构型;但不一定是分子的空间构型,还要考虑孤电子对的影响,故C错误;
D.F、Cl、Br;I属于同主族元素;同主族从上到下非金属性减弱,其氢化物的热稳定性减弱,还原性增强,故D错误;
故答案:A。7、B【分析】【分析】
一般来说;活泼金属与非金属之间形成离子键,非金属与非金属之间形成共价键;由离子构成的晶体为离子晶体,由分子构成的晶体为分子晶体,由原子构成且存在空间网状结构的晶体为原子晶体。
【详解】
A.SO2和SiO2都只含共价键,但SO2为分子晶体,SiO2为原子晶体;A不合题意;
B.CO2和H2O都只含共价键;且二者都是分子晶体,B符合题意;
C.NaCl含有离子键;是离子晶体,HCl含有共价键,是分子晶体,C不合题意;
D.CCl4含有共价键,是分子晶体,KCl含有离子键,是离子晶体,D不合题意;故答案为:B。8、B【分析】【详解】
A.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则有同主族元素电负性从上到下逐渐减小,则所以电负性故A错误;
B.P原子核外最外层的3p能级为半充满状态;较稳定,难以失去电子,P的第一电离能大于Se,故B正确;
C.具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大离子半径越小,离子半径故C错误;
D.为共价化合物,属于分子晶体,而氯化镁为离子晶体,离子键的强度远大于分子间作用力,MgCl2的熔沸点高于AlCl3;故D错误;
答案选B。9、D【分析】【详解】
A.键长越短,共价键越强,硬度越大,键长C−C碳化硅>晶体硅;故A正确;
B.离子半径越小,所带电荷数越大,晶格能越大,离子半径Br−>Cl−>O2−,离子半径越小,所带电荷数越大,晶格能越大,所以NaBr
C.非金属性强到弱的是N
D.根据相似相溶原理,SO2为极性分子、CO2为非极性分子,SO2在水中的溶解大于CO2;故D错误;
故选:D。二、填空题(共6题,共12分)10、略
【分析】【详解】
(1)C位于周期表的第二周期ⅣA,属于p区元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p2;
(2)基态铬原子的外围电子排布式为3d54s1,相应的电子轨道表示式即电子排布图为
(3)周期表中同一主族的元素;从上至下,元素的电负性逐渐减小,因此电负性Cl<F;
(4)由于S2-的半径大于O2-,所以Mg2+和S2-的离子键较弱;所以MgS的晶格能较小;
(5)CO分子内C和O原子之间形成的是三键;三键中包含1个σ键和2个π键,因此比例是1:2;
(6)同周期元素;第一电离能从左至右呈现增大趋势;由于Mg的3s轨道处于全充满的状态,能量更低更稳定,因此其第一电离能大于Al的;
(7)乙炔分子是直线型分子;分子中的正电荷中心和负电荷中心重叠,因此属于非极性分子;
(8)丙烯分子中甲基中的C原子采用sp3的杂化方式,形成碳碳双键的C原子采用sp2的杂化方式;
(9)由晶胞结构可知,Cu原子位于晶胞的面心处,因此一个晶胞中Cu原子的个数为个;Ni原子位于晶胞的顶点上,因此一个晶胞中Ni原子的个数为个;因此晶胞中Cu原子和Ni原子的个数比为3:1。【解析】1s22s22p2Cl<F>1:2>非极性sp3sp23:111、略
【分析】【分析】
根据Co的原子序数和周期表的位置,写出其电子排布式;根据电负性递变规律判断;根据VSEPR理论判断杂化类型;根据等电子体概念写出等电子体;根据CO2成键情况判断;根据水分子间形成氢键判断。
【详解】
(1)Co是27号元素,位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;答案为[Ar]3d74s2。
(2)同一周期元素,元素的电负性从左至右,依次增大,则C、N、O属于同一周期元素,原子序数O>N>C,电负性O>N>C;NO3-的价层电子对数=3+=3,故N原子采取sp2杂化;等电子体是指原子总数相等,价电子总数相等的微粒,则NO3-中原子总数为4,价电子总数为24,与NO3-互为等电子体的分子为SO3或BCl3;答案为O>N>C,sp2,SO3或BCl3。
(3)CO2分子中,碳原子与每个氧形成两对共用电子对,其电子式为结构式为O=C=O,CO2分子中;σ键2个和π键2个,数目比为1:1;答案为1:1。
(4)水的沸点高于CO2的原因是水分子间含氢键,二氧化碳分子中只含范德华力;答案为水分子间含氢键,二氧化碳分子中只含范德华力。【解析】[Ar]3d74s2O>N>Csp2SO3(BCl3等)1:1H2O分子间存在氢键,而CO2分子间只存在范德华力12、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13、略
【分析】【分析】
根据元素周期表得①为H;②为He,③为C,④为N,⑤为O,⑥为Na,⑦为Al,⑧为S,⑨为Cl。
【详解】
(1)在这些元素中,He是稀有气体,性质稳定,所以第一电离能最大的是He,根据电子层结构相同的粒子,原子序数越大半径越小,则离子半径大小Na+>Al3+;
(2)同周期元素,从左往右非金属性逐渐增强,同主族元素,从上到下非金属性逐渐减弱,且非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物酸性越强,注意O无最高价氧化物的水化物,所以非金属性最强的是Cl,即酸性最强的化合物为HClO4;
(3)同周期元素,从左往右电负性依次增大,则N和O两种元素中,电负性较大的是氧,C与S形成三原子分子是CS2,等电子体的原子总数和价电子相同,根据同族互换和电子迁移后可得,等电子体有CO2(或N2O;COS等)。
【点睛】
元素周期律的题目要抓住元素性质的递变规律进行解题,等电子体一般采用同族互换和电子迁移,根据价电子要相同,得到不同的等电子体。【解析】①.He②.Na+>Al3+③.HClO4④.氧⑤.CO2(或N2O、COS等合理分子)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.×l021三、原理综合题(共9题,共18分)16、略
【分析】【详解】
(1)碳为6号元素,碳原子的价电子排布图为核外有6种不同运动状态的电子,故答案为6;
(2)①元素的非金属性越强,电负性数值越大,嘌呤中所有元素的电负性由大到小的顺序为N>C>H,故答案为N>C>H;
②孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力;斥力越大,键角越大,因此嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大,故答案为孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力,斥力大,键角大;
③吡啶结构中N原子连接有3个原子,含有1个孤对电子,采用sp3杂化,故答案为sp3;
④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。根据吡啶的结构,其中的大π键由5个原子6个电子形成的,表示为故答案为
(3)①A.CO分子中碳和氧上各有1个孤对电子,CO2分子中碳和氧上各有2个孤对电子,故A错误;B.CO为极性分子,二氧化碳为非极性分子,故B正确;C.CO中存在碳氧三键,CO2中存在碳氧双键;分子间成键方式改变,故C正确;D.反应物中的一氧化碳和氧气的相对分子质量小于生成物二氧化碳,分子的熔沸点变大,故D正确;故选BCD;
②水分子间存在氢键;且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,晶体中的空间利用率:干冰>冰,故答案为>;
③由于溶于水的二氧化碳分子只有约几百分之一与水结合成碳酸;与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比,自然就小了近百倍了,而溶于水的五氧化二磷几乎能够完全反应生成磷酸,故答案为由于溶于水的二氧化碳分子只有约几百分之一与水结合成碳酸,与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比,自然就小了近百倍了;
(4)根据晶胞结构图,晶胞中含有的正四面体结构的数目=8×+6×+4=8,每个正四面体结构含有4个碳原子,晶胞的质量=晶胞参数为apm,则晶胞的密度==g/cm3,故答案为
点睛:本题考查了物质结构与性质,涉及了分子的性质的判断、晶胞的计算等。本题的易错点为(2)④中大π键类型的判断,难点为(3)③H2CO3与H3PO4酸性强弱的判断,要注意根据溶解度即反应的限度分析判断。【解析】6N>C>H(或NCH)孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力,斥力大,键角大sp3BCD>由于溶于水的二氧化碳分子只有约几百分之一与水结合成碳酸,与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比,自然就小了近百倍了17、略
【分析】【分析】
(1)第VA的元素最外层有5个电子;根据构造原理可得其价层电子排布式;
(2)根据同一周期的元素;原子序数越大,元素的电离能越大分析(第IIA;VIA反常);
(3)H2O是由极性分子构成的物质;根据相似相溶原理分析;
(4)氨硼烷属于分子晶体;根据分子内元素的原子结构特点及分子之间的作用力分析;
(5)根据价层电子对数及孤电子对数分析判断;
(6)根据N4H44+具有正四面体结构;结合N;H原子个数比书写其结构式;根据该微粒中N原子结合其它原子数目确定其杂化轨道类型;
(7)①根据图示可知丙原子在体对角线的处;根据已知原子的坐标可确定丙原子的坐标;
②利用均摊方法计算一个晶胞中含有的各种元素的原子个数,然后根据密度ρ=计算。
【详解】
(1)铋是第六周期第VA的元素,价电子排布式为6s26p3;
(2)一般情况下同一周期的元素,原子序数越大,元素的第一电离能也越大,但第VA的元素由于其处于p轨道的半充满的稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能P>S,故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar;
(3)H2O是由极性分子构成的物质,根据相似相溶原理:由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中。由图示可知Pt(NH3)2C12的顺式结构的极性大于反式结构的极性,所以它在水中溶解度:顺式大于反式,即反式的Pt(NH3)2C12在水中溶解度比较小;
(4)氨硼烷属于分子晶体;分子之间以范德华力结合,在分子内N;H原子间及B、H原子间以共价键结合,B、N原子之间以配位键结合,其中N提供孤对电子,B原子提供空轨道,故合理选项是AC;
(5)偏亚砷酸钠(NaAsO2)的阴离子是AsO2-,其中As原子的孤电子对数为=1,价层电子对数为1+2=3,所以As原子采用sp2杂化,所以AsO2-的立体构型为V形;
(6)N4H44+具有正四面体结构,由于N、H原子个数比是1:1,则其结构式为根据微粒结构可知N原子最外层的1个s轨道和3个p轨道全部参与成键,形成了四个共价键,故其杂化轨道类型为sp3杂化;
(7)①根据图示可知:丙原子在体对角线的处,由于甲原子坐标为(0,0,0),乙原子坐标为(0)可知丙原子的坐标为();
②根据晶胞结构可知,在一个晶胞中含有的La:8×+1=2;含有Fe:8×1=8;含Sb:24×+(3×8)×=24,晶胞边长L=anm=a×10-7cm,所以该固体的密度ρ==g/cm3=g/cm3。
【点睛】
本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、电离能、空间构型、杂化方式、晶胞计算等,注意同周期主族元素第一电离能变化异常情况,明确VSEPR模型与微粒立体构型关系,掌握均摊法进行晶胞有关计算,判断晶体中含有的各种元素的原子数目为该题的难点和易错点,题目侧重考查学生的分析能力、计算能力。【解析】6s26p3Ar、Cl反式ACV形(或角形、折线形)sp3()18、略
【分析】【详解】
(1)基态Ti原子的价层电子排布式为:3d24s2,最高能层为第四能层,s电子云轮廓形状为球形;与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有Cr3d54s1,Cu3d104s1;共两种;
(2)从结构角度来看,Fe2+的价电子排布式是:3d6,再失一个电子就是3d5半充满稳定结构,故易被氧化成Fe3+;
(3)①与SCN-互为等电子体的一种微粒是:N2O(或CO2、CS2、OCN-);
②硫氰酸(H-S-C≡N)中π键和σ键的个数之比为2∶3;
③异硫氰酸分子间可以形成氢键;故其沸点比硫氰酸沸点高;
(4)雌黄分子式为As2S3,As有四对价层电子对,As原子的杂化方式为sp3杂化;
雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雌黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体,故其反应方程式为:2As2S3+2SnCl2+4HCl=As4S4+2SnCl4+2H4S↑;SnCl4分子的空间构型为正四面体;
(5)CaC2为离子化合物,电子式为:一个晶胞含有4个Ca2+,4个C22-,一个C22-中有两个π键;一个晶胞含有的π键平均有8个;
(6)硒化锌的晶胞结构中X和Y点所堆积的原子均为Zn,该晶胞中四个硒原子所处晶胞体对角线四分之一处,空隙类型为正四面体,但只占据了其中4个位置,故该种空隙的填充率为50%;若该晶胞密度为pg•cm-3,硒化锌的摩尔质量为Mg•mol-1。用NA代表阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a为×107nm。【解析】球形2Fe3+的3d5半满状态更稳定N2O(或CO2、CS2、OCN-)2∶3异硫氰酸分子间含有氢键sp3杂化2As2S3+2SnCl2+4HCl=As4S4+2SnCl4+2H4S↑正四面体形8Zn正四面体50%×10719、略
【分析】【详解】
(1)碳纳米管的结构类似于石墨晶体,石墨属于平面层状结构,同一层内碳原子通过sp2杂化与其它碳原子成键;而层与层之间通过范德华力结合在一起。
(2)元素电负性越大,共用电子对就偏向该原子,CH4中共用电子对偏向C,则电负性:C>H,SiH4中共用电子对偏向H,则电负性:H>Si;C;Si、H的电负性由大到小的顺序为C>H>Si。
(3)根据价层电子对互斥理论可知,中心原子Sn含有的孤对电子对数(4-2×1)÷2=1,σ键电子对数为2,价层电子对数为1+2=3,其VSEPR模型为平面三角形,由于孤电子对间的排斥作用>孤电子对与成键电子对间的排斥作用>成键电子对间的排斥作用;所以其键角小于120°。
(4)Pb4+处于立方晶胞顶点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心,所以每个Ba2+与12个O2-配位,则晶胞中Pb4+的个数为8×=1、Ba2+是1个、O2-是12×=3,所以化学式为BaPbO3。【解析】sp2范德华力C>H>Si<BaPbO31220、略
【分析】【分析】
(1)根据Mn2+和Mn4+的结构分析;
(2)CH3CN分子中有3个C−H键、1个C−C键、1个C≡N键,只有N原子有1对孤电子对,分子中甲基中碳原子形成4个σ键、另一个碳原子形成2个σ键,都没有孤电子对,杂化轨道数目为4、2,碳原子采取sp3和sp杂化;
(3)水和甲醇分子间都存在氢键;二氧化碳和氢气常温下为气体,结合氢键数目和相对分子质量判断,用价层电子对互斥理论判断空间构型;
(4)用均摊法计算化学式;并结合微粒的空间排列确定Mn的配位数。由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2个Mn在晶胞体对角线的一半。
【详解】
(1)A.Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,说明Mn3+不稳定,Mn3+容易变成电子半充满的稳定的价电子构型为3d5的Mn2+,3d4则属于不稳定的电子构型;故A正确;
B.Mn4+中价电子层不含成对电子;但是内层中含有成对电子,故B错误;
C.Mn2+内有大量自旋方向相同的电子,这些电子自旋方向相同,能够使原子的能量最低,而Mn2+易被氧化,显然与Mn2+内含有大量自旋方向相同的电子无关;故C错误;
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型,微粒的化学性质不仅与价电子构型有关,也和微粒的电荷数、微粒半径、原子序数有关,因此它们的化学性质不相似,Mn2+具有强的还原性,而Fe3+具有较强的氧化性;故D错误;
答案选A;
(2)CH3CN分子中有3个C−H键、1个C−C键、1个C≡N键,只有N原子有1对孤电子对,提供孤对电子的原子是N原子;分子中甲基中碳原子形成4个σ键、另一个碳原子形成2个σ键,都没有孤电子对,杂化轨道数目为4、2,碳原子采取sp3和sp杂化;
(3)常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体,液体的沸点高于气体;H2O和CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比CH3OH中多,CO2和H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大,所以在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2;硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中氮原子和氧原子之间形成的有单键,双键,硝酸根和锰离子间形成离子建,故化学键除了σ键外,还含有π键和离子键;NO的中心原子是氮,价层电子对数是它的杂化方式为sp2杂化,NO的空间构型是平面三角形;
(4)在该晶体中含有的Mn原子个数为:×8+1=2,含有的O原子数目为×4+2=4,Mn:O=2:4=1:2,所以该锰的氧化物的化学式为MnO2;根据晶胞投影图可知:在该晶体中与Mn原子距离相等且最近的O原子有6个,所以Mn的配位数为6;由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2个Mn在晶胞体对角线的一半,晶胞的体对角线为所以该晶体中Mn之间的最近距离为=cm。
【点睛】
第(3)题讨论物质沸点高低时,首先判断物质的类别,属于哪一种晶体类型,都是分子晶体时要根据范德华力的大小判断,不要忽略氢键的影响,氢键的数目是易错点。【解析】ANsp3和sp杂化H2O>CH3OH>CO2>H2H2O和CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比CH3OH中多,CO2和H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大π键和离子键平面三角形MnO2621、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)P原子为第15号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;其核外电子占据最高能层的符号是M,占据该能层电子分别位于3s和3p轨道,其电子云形状为球形和哑铃形,故答案为:M;球形;哑铃形;
(2)由结构分析可知,瑞德西韦中含有的第二周期元素有C、N、O,由于N原子的价层电子为2s22p3,2p为半充满状态,较难失去电子,其第一电离能比相邻元素大,O原子半径小于C原子,第一电离能大,则第一电离能:N>O>C;该分子中N原子分别形成了单键、双键和三键,则N原子的杂化方式有sp3、sp2、sp,故答案为:N>O>C;sp3、sp2;sp;
(3)苯酚的熔点为43℃;相对较低,因此苯酚属于分子晶体;由于苯酚分子间可以形成氢键,所以导致苯酚的熔;沸点高于甲苯,故答案为:分子晶体;苯酚分子间存在氢键;
(4)MgSO4中阴离子为SO42-,其中心原子S原子的价电子对数为不含有孤电子对,则其空间构型为正四面体形,故答案为:正四面体形;
(5)根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式(PO42-、P2O74-、P3O105-)可推导:磷原子的变化规律为:1,2,3,4,n,氧原子的变化规律为:4,7,10,3n+1,酸根的变化规律为:3,4,5,n+2,因此这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)(n+2)-,故答案为:(PnO3n+1)(n+2)-;
(6)根据均摊法,一个晶胞中含有Ca2+的数目为含有C22-的数目为则一个晶胞中包含了2个CaC2,所以一个晶胞的质量又则因此m位置的钙离子与P位置的碳原子之间的距离为故答案为:
【点睛】
本题考查化学键、晶体类型、氢键等知识,易错点为(5)应用数学的找规律递推到通式,解答关键在于首先写出磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式,然后寻找规律。【解析】M球形、哑铃形N>O>Csp3、sp2、sp分子晶体苯酚分子间存在氢键正四面体形(PnO3n+1)(n+2)-22、略
【分析】【分析】
(1)①NH4CuSO3中金属阳离子为Cu+;铜是29号元素,失去一个电子生成亚铜离子;N原子2p轨道为半充满结构,第一电离能大
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