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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年人教版选修3化学上册阶段测试试卷939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8题,共16分)1、构造原理揭示的电子排布能级顺序,实质是各能级能量高低顺序.若以E表示某能级的能量,下列能量大小顺序中正确的是()A.E(4f)>E(4s)>E(3d)B.E(3s)>E(2s)>E(1s)C.E(3s)>E(3p)>E(3d)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)2、X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次递增的前36号元素。X、Y是同周期元素,原子序数相差1,价电子数之和为11;Z为第三周期元素,价电子数为2;基态M原子有6个未成对电子;W属于ds区元素,有1个未成对电子。下列说法正确的是A.原子半径:Z>X>Y,电负性:X>Y>ZB.M为第ⅥB族元素,W+价电子排布式为3d94s1C.Z(XY3)2晶体含离子键和共价键,酸根离子的中心原子的杂化方式为sp3D.X和Y的简单氢化物分子间均存在氢键,二者均可以作为配合物中的配体3、下列说法错误的是A.CHBrClF分子中含有手性碳原子B.PCl3是含有极性键的非极性分子C.金属的导电性是通过自由电子的定向运动实现的D.光气(COCl2)中σ键和π键的个数比为3:14、下列说法正确的是()A.第一电离能:Cl>S>PB.共价键的极性:HF>HCl>HBrC.在水中的溶解度:CH4>NH3D.酸性:HClO>HClO2>HClO35、下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是()A.SO2、H2O、NH3B.CH4、C2H4、C6H6C.N2、Cl2、CHCl3D.H2O2、C2H6、PCl36、下列描述正确的是A.CS2为V形极性分子B.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1:1C.当中心离子的配位数为6时,配离子常呈八面体结构D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键7、下列有关晶体的认识没有科学性错误的是A.X—射线衍射实验可以区分晶体和非晶体B.具有规则几何外形的固体一定是晶体C.非晶体具有自范性和各向异性的特点D.熔融态物质凝固后一定得到晶体8、等离子体的用途十分广泛,运用等离子束切割金属或者代替手术刀进行外科手术,利用的等离子体的特点是()A.微粒带有电荷B.具有很高的温度C.基本构成微粒多样化D.准电中性评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)9、在下列有关晶体的叙述中错误的是()A.分子晶体中,一定存在极性共价键B.原子晶体中,只存在共价键C.金属晶体的熔沸点均很高D.稀有气体的原子能形成分子晶体10、多电子原子中,原子轨道能级高低次序不同,能量相近的原子轨道为相同的能级组。元素周期表中,能级组与周期对应。下列各选项中的不同原子轨道处于同一能级组的是A.ls、2sB.2p、3sC.3s、3pD.4s、3d11、碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图:下列有关说法不正确的是A.分子式为C3H4O3B.分子中σ键与π键个数之比为3:1C.分子中既有极性键也有非极性键D.分子中碳原子的杂化方式全部为sp2杂化12、肼(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似。25℃时,水合肼(N2H4·H2O)的电离常数K1、K2依次为9.55×10-7、1.26×10-15。下列推测或叙述一定错误的是A.N2H4易溶于水和乙醇B.N2H4分子中所有原子处于同一平面C.N2H6Cl2溶液中:2c(N2H)+c(N2H)>c(Cl-)+c(OH-)D.25°C时,反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K=9.55×10713、锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是()
A.该晶体属于分子晶体B.该晶胞中Zn2+和S2-数目相等C.阳离子的配位数为6D.氧化锌的熔点高于硫化锌评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)14、下图是一种钯(Pd)的氯配合物X的晶胞结构。回答下列问题:
请回答下列问题:
(1)基态Cl原子中存在未成对电子的能级,画出其该能级的轨道表示式______。
(2)下列关于Cl元素的叙述正确的是______(填序号)。
A.Cl2分子中无π键B.Cl是p区主族元素。
C.第一电离能:ClD.电负性:Cl>S
(3)NCl3分子的中心原子N的杂化方式是______。
(4)NH3常作制冷剂,其键角______(填“大于”或“小于”)NH4+的键角,NH3的沸点高于N2沸点的主要原因是______。
(5)物质X的晶体类型为______,其中的Pd元素的化合价为______、配位数为______。
(6)配合物Y是含有Pd的平面四方的配合物,经过元素分析与计算可知Y中Pd:Cl:N:H的数量比=1:2:2:6。试画出配合物Y的可能结构______。15、西瓜膨大剂别名氯吡苯脲,是经过国家批准的植物生长调节剂,实践证明长期使用对人体无害。已知其相关性质如下表所示:。分子式C12H10ClN3O结构简式外观白色结晶粉末熔点170~172℃溶解性易溶于水
(1)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化方式为___。
(2)两种组成均为CoCl3·4NH3的配合物分别呈绿色和紫色。已知绿色的配合物内界结构对称,请在图a和图b中用元素符号标出氯原子的位置___、___。
16、四种元素X;Y、Z、W位于元素周期表的前四周期;已知它们的核电荷数。
依次增加;且核电荷数之和为51;Y原子的L层p轨道中有2个电子;Z与Y原子的价层电子数相同;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4:1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是_____、_______;杂化轨道分别是________、_________;a分子的立体结构是____________。
(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是_______晶体、_______晶体:
(3)X的氧化物与Y的氧化物中,分子极性较小的是(填分子式)__________;
(4)Y与Z比较,电负性较大的____________,其+2价离子的核外电子排布式是_________。17、有下列粒子:①CH4②CH2=CH2③CH≡CH④NH3⑤NH4+⑥BF3⑦H2O。填写下列空白(填序号):
(1)呈正四面体的是__________
(2)中心原子轨道为sp3杂化的是__________,为sp2杂化的是__________,为sp杂化的是__________
(3)所有原子共平面的是__________
(4)粒子存在配位键的是__________
(5)含有极性键的极性分子的是__________18、硼及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态B原子的价电子轨道表达式为____________________________,其第一电离能比Be____________(填“大”或“小”)
(2)氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是______________。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状;其二维平面结构如图。
①B原子的杂化方式为_____________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大:________________________________________________________。
②路易斯酸碱理论认为,任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸,任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸的原因是_______________________________。19、2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家。有两种常见锂电池:一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”;另一种是采用磷酸铁锂为正极的磷酸铁锂电池。请回答下列问题:
(1)基态钴原子的价电子排布式为____,Mn位于元素周期表的____区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)。
(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,这四种酸中酸性最强的是___。PO43-的空间构型是___,中心原子的杂化方式是____。
(3)CoO、MnO两种氧化物的熔点由高到低的顺序是___,原因是___。
(4)PH3是____分子(填“极性”或“非极性”),其在水中的溶解性比NH3小,原因是_____
(5)硫化锂Li2S(摩尔质量Mg∙mol-1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,硫化锂的晶体为反萤石结构,其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为ag.cm-3,则距离最近的两个S2-的距离是___nm。(用含a、M、NA的计算式表示)
20、在①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,⑦(NH4)2SO4;⑧乙醇中:
(1)由极性键形成的非极性分子有__(填序号;以下同)
(2)含有金属离子的物质是__
(3)分子间可形成氢键的物质是__
(4)属于离子晶体的是__
(5)属于原子晶体的是__
(6)①~⑤五种物质的熔点由高到低的顺序是__评卷人得分四、实验题(共1题,共6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_____________________________。评卷人得分五、结构与性质(共4题,共8分)22、含有的悬浊液可用于检验醛基,原理可用下列化学方程式表示:
(1)基态核外电子排布式为________。
(2)中碳原子轨道的杂化类型是________。
(3)分子中键与键的数目比________。
(4)广泛应用于太阳能电池领域,其晶胞为立方体(见下图),晶胞中原子的配位数为________。
(5)可溶于氨水生成配离子。研究发现,与的空间构型相同,而却难以与形成配离子,其原因是________。23、已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或原子结构如图:。A原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同B原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同C在周期表所有元素中电负性最大D位于周期表中第4纵列E基态原子M层全充满,N层只有一个电子
(1)A的最高价氧化物是___________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)B与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为___________(请填元素符号);其一种气态氢化物分子的空间结构呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化轨道类型为___________。
(3)C的气态氢化物沸点是同族元素氢化物沸点中最高的,其原因是___________。
(4)A、B、C三种元素的原子半径由大到小的顺序:___________(请填元素符号)。
(5)D属于___________区的元素,其基态原子的价电子排布图为___________。
(6)E的基态原子电子排布式为___________。24、以氮化镓(GaN);砷化镓(GaAs)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点;如砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能即为10%,推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措。请回答下列问题:
(1)基态镓原子的价电子排布式为___。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为__和+3。砷的电负性比镓__(填“大”或“小”)。
(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,分析其变化原因:__。镓的卤化物GaCl3GaBr3GaI3熔点/℃77.75122.3211.5沸点/℃201.2279346
GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是__。
(4)①砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)方法制备得到的,该反应在700℃进行,反应的方程式为:___。
②反应物AsH3分子的几何构型为__,(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为__。
(5)砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm,As的配位数为__,晶体的密度为__(设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可)g·cm-3。
25、钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕;高纯铁、铝、硼等。回答下列问题:
(1)钕(Nd)为60号元素,在周期表中位于第_________周期。基态硼原子中占据最高能级的电子,电子云轮廓图形状为_______。铁离子的电子排布式__________________
(2)实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6;其分子的球棍模型如下图所示:
①分子中A1原子采取____杂化。Al2Cl6属于____分子(填“极性”或“非极性”)。
②AlCl3与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],[A1(OH)4]-中存在的化学键有_________(填选项字母)。
A.离子键B.共价键C.配位键D.金属键E.氢键。
(3)工业上可用电解熔融的FeO、Fe2O3冶炼高纯铁。基态Fe2+的价电子排布图(轨道表达式)为______________;用物质结构知识说明Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因:________________________。
(4)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为_____。
(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm—3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为_________;Fe2+与O2—的最短核间距为_____________pm。评卷人得分六、工业流程题(共1题,共5分)26、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8题,共16分)1、B【分析】【详解】
根据构造原理可判断,A不正确,应该是E(4f)>E(3d)>E(4s)。C不正确,应该是E(3s)<E(3p)<E(3d)。D也不正确,应该是E(4f)>E(5s)>E(4s)。所以答案选B。2、D【分析】由X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次递增的前36号元素,X、Y是同周期元素,原子序数相差1,价电子数之和为11可知,X为N元素、Y为O元素;Z为第三周期元素,价电子数为2,则Z为Mg元素;基态M原子有6个未成对电子,则M为Cr元素;W属于ds区元素;有1个未成对电子,则W为Cu元素。
【详解】
A项;元素的非金属性越强;电负性越大,氧元素的非金属性强于氮元素,则电负性:Y>X,故A错误;
B项、W为Cu元素,位于周期表ⅠB族,铜原子失去一个电子形成Cu+离子,Cu+价电子排布式为3d10;故B错误;
C项、硝酸铜为含有离子键和共价键的离子化合物,硝酸根离子中N原子的价层电子对数为3,N原子的杂化方式为sp2杂化;故C错误;
D项;水分子和氨分子中的氧原子和氮原子非金属性强;原子半径小,分子间均存在氢键,二者都含有孤对电子,均可以作为配合物中的配体,故D正确;
故选D。
【点睛】
原子失去电子形成离子时,不是按照构造原理的能量大小失去电子,而是按照电子层的顺序,先失去最外层的电子是解答关键,也是易错点。3、B【分析】【详解】
A.CHBrClF分子中碳原子连接了四个不同的原子;故属于手性碳原子,A正确;
B.PCl3中含有一对孤电子;其结构为三角锥形,且P-Cl间以极性键结合,故属于极性键构成的极性分子,B错误;
C.金属的导电是通过层与层之间的自由移动的电子的定向移动实现的;C正确;
D.光气的结构如图所示();其结构中含有3个σ键和1个π键,故σ键和π键的个数比为3:1,D正确;
故选B。4、B【分析】【详解】
A.同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折。当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能较大。P的3p3是半充满,第一电离能:Cl>P>S;故A错误;
B.同一主族元素从上到下,原子半径增加,吸电子能力减弱,共价键的极性变小,共价键的极性:HF>HCl>HBr;故B正确;
C.NH3和水分子间形成氢键,在水中溶解度大,在水中的溶解度:CH43;故C错误;
D.含氧酸中非羟基氧越多,酸性越强,三种酸的非羟基氧分别是:0、1、2,酸性:HClO23;故D错误;
故选B。5、B【分析】【详解】
A.SO2、H2O、NH3都是极性分子;故不选A;
B.CH4、C2H4、C6H6都含有极性键C-H键;分子结构对称都是非极性分子,故选B;
C.N2、Cl2不含极性键;三氯甲烷是极性分子,故不选C;
D.H2O2、PCl3是极性分子,故不选D。6、C【分析】【详解】
A.CS2中C形成2个σ键,价层电子对为2+=2,采用sp杂化,CS2为直线形;分子在碳为中心对称,为非极性分子,故A错误;
B.C2H2分子中σ键与π键的数目比为3:2;故B错误;
C.根据价层电子对互斥理论;当中心离子的配位数为6时,配离子常呈八面体结构,此时各价电子对间斥力最小,故C正确;
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子内存在键能较大的O-H共价键;故D错误;
故选C。7、A【分析】【详解】
A.晶体会对X-射线发生衍射;而非晶体不会对X-射线发生衍射,则X-射线衍射实验是区别晶体与非晶体的最科学的方法,故A正确;
B.晶体具有以下特点:有整齐规则的几何外形;有固定的熔点,有各向异性的特点,只有同时具备这三个条件的才是晶体,非晶体也可以有规则几何外形,故B错误;
C.晶体能自发的呈现多面体外形;所以晶体有自范性,单晶体具有各向异性,而多晶体和非晶体往往不具有各向异性,故C错误;
D.熔融态物质凝固后一定得到晶体;如熔融态的玻璃凝固得到的是玻璃态物质,不属于晶体,故D错误;
故选A。8、B【分析】【分析】
【详解】
等离子体具有很高的能量,很高的温度,可以用等离子束切割金属或者代替手术刀进行外科手术,故选B。二、多选题(共5题,共10分)9、AC【分析】【分析】
A.分子晶体如果是单质中只存在非极性键;所以A错;B.原子晶体中只存在共价键。
是正确的;故B正确;C.金属晶体的熔沸点有高有低,如钨的熔沸点很高,而金属汞常温下为液体,故C错;D.稀有气体的原子能形成分子晶体是正确的,故D正确。
【详解】
所以本题的正确答案为:A.C。10、CD【分析】【详解】
A.ls在K能层上;2s在L能层上,二者原子轨道能量不相近,不处于同一能级组,故A不符合题意;
B.2p在L能层上;3s在M能层上,二者原子轨道能量不相近,不处于同一能级组,故B不符合题意;
C.3s和3p都在M能层上;二者原子轨道能量相近,处于同一能级组,故C符合题意;
D.3d在M能层上;4s在N能层上,但由于4s的能量低于3d,电子在填充轨道时,先填充4s轨道,在填充3d轨道,因此二者原子轨道能量相近,处于同一能级组,故D符合题意;
答案选CD。11、BD【分析】【详解】
A.根据结构简式确定分子式为C3H4O3;故A正确;
B.双键中含有一个σ键;一个π键;单键都是σ键,所以该分子中含有10个σ键、1个π键,所以分子中σ键与π键个数之比为10:1,故B错误;
C.同种非金属元素之间形成非极性键;不同非金属元素之间形成极性键,所以C-C之间存在非极性键;C-H和C-O原子之间存在极性键,故C正确;
D.该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,C原子为sp3杂化;C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,C原子杂化方式为sp2;故D错误;
故选BD。
【点睛】
该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对、C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式是解答关键。12、BC【分析】【详解】
A.N2H4是极性分子;且能与水分子和乙醇分子形成氢键,因此其易溶于水和乙醇,故A正确;
B.N2H4分子中N原子采用sp3杂化;为四面体结构,因此所有原子不可能共平面,故B错误;
C.N2H6Cl2溶液中存在电荷守恒:2c(N2H)+c(N2H)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则2c(N2H)+c(N2H)-)+c(OH-);故C错误;
D.反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K==故D正确;
故选:BC。13、BD【分析】【详解】
A.ZnS是Zn2+和S2-构成的离子化合物;属于离子晶体,A选项错误;
B.由晶胞结构可知,Zn分别位于晶胞的顶点和面心,Zn2+数目为:S2-数目也为4;B选项正确;
C.ZnS晶体中,阳离子Zn2+的配位数是4;C选项错误;
D.ZnO和ZnS所带电荷相等;氧离子半径小于硫离子,故ZnO的晶格能大于ZnS,D选项正确;
答案选BD。三、填空题(共7题,共14分)14、略
【分析】【分析】
(1)基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5;据此分析解答;
(2)根据Cl2分子的结构式为Cl-Cl和Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5结合元素周期律分析判断;
(3)NCl3分子的中心原子N上含有3个N-Clσ键;还含有1个孤电子对,据此分析解答;
(4)孤电子对与成键电子对间的排斥力大于成键电子对与成键电子对间的排斥力;据此判断键角的大小;结合氢键对物质性质的影响分析解答;
(5)根据物质X的晶体结构图,结构中含有等微粒,每个Pd原子周围有6个Cl原子,根据均摊法计算Pd原子和Cl原子数,同时判断含有的数;再根据化合价的代数和为0,计算Pd元素的化合价;
(6)配合物Y是含有Pd的平面四方的配合物;说明Pd在四边形的内部,结合Y中Pd:Cl:N:H的数量比=1:2:2:6,分析判断可能的结构。
【详解】
(1)基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,其中存在未成对电子的能级为3p,该能级的轨道表示式为故答案为:
(2)A.Cl2分子的结构式为Cl-Cl;分子中无π键,故A正确;
B.Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5;是p区主族元素,故B正确;
C.同一周期;从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第IIA族;第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,因此第一电离能:Cl>S,故C错误;
D.元素的非金属性越强,电负性越大,电负性:Cl>S;故D正确;
故答案为:ABD;
(3)NCl3分子的中心原子N上含有3个N-Clσ键,还含有1个孤电子对,价层电子对数为4,杂化方式是sp3,故答案为:sp3;
(4)孤电子对与成键电子对间的排斥力大于成键电子对与成键电子对间的排斥力,NH3分子中存在孤电子对,使得键角小于NH4+的键角,NH3分子间存在氢键,使得氨气的沸点高于N2沸点,故答案为:小于;NH3分子间有氢键,N2分子间无氢键,致使NH3的沸点更高;
(5)根据物质X的晶体结构图,结构中含有等微粒,说明该晶体属于离子晶体;根据图示,每个Pd原子周围有6个Cl原子,Pd的配位数为6,该晶胞中含有8×+6×=4个Pd原子,则含有24个Cl原子,同时含有8个根据化合价的代数和为0,其中Pd元素的化合价为=+4;故答案为:离子晶体;+4;6;
(6)配合物Y是含有Pd的平面四方的配合物,说明Pd在平面四边形的内部,配位数为4,根据Y中Pd:Cl:N:H的数量比=1:2:2:6,则结构中含有1个Pd原子,2个Cl原子和2个氨分子,则该配合物Y的结构可能为故答案为:
【点睛】
本题的难点为(5),要注意均摊法在晶胞结构中的灵活应用,关键是氯原子数目的计算,易错点为(6),要注意(6)中Pd的配位数与(5)中不一定相等。【解析】ABDsp3小于NH3分子间有氢键,N2分子间无氢键,氢键使NH3的沸点更高离子晶体+4615、略
【分析】【详解】
(1)N原子全部连接单键时,N原子采用sp3杂化,N原子连接的化学键中含有双键时,N原子采用sp2杂化,故答案为:sp2、sp3;
(2)由图知,六个配体构成八面体,后两种物质内界均有2个氯原子、4个氨分子,其中2个氯原子的位置只有两种:相对和相邻,当2个氯原子相对时,其内界结构是对称的,应该是绿色的,即2个氯原子相邻时,其内界结构不对称,应该是紫色的,故其结构为:【解析】①.sp2、sp3②.③.16、略
【分析】【分析】
由“Y原子的L层p轨道中有2个电子”可知Y原子的电子排布式是1s22s22p2,为碳元素;由“Z与Y原子的价层电子数相同”可知Z与碳元素同主族,又因Z位于元素周期表的前四周期且核电荷数大于Y,所以Z可能为硅元素(14号)或锗元素(32号),若Z为锗元素,则四种元素的核电荷数之和大于51(因W的核电荷数比Z的还要大),即Z只能为硅元素;由“W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4︰1”可知W的最外层电子数为2,由“d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1”可知d轨道中的电子数为10,所以W原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2;即W为锌元素;又因四种元素的核电荷数之和为51,所以X元素的核电荷数为1,是氢元素。
【详解】
(1)C和Si可分别与H形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是CH4、SiH4;杂化轨道分别是sp3、sp3;两种分子的立体结构都是正四面体。
(2)C的最高价氧化物和Si的最高价氧化物分别为CO2和SiO2;其晶体类型分别是分子晶体;原子晶体:
(3)H的氧化物与C的氧化物中,分子极性较小的是非极性分子CO2;
(4)C与Si是同一主族的元素,非金属性越强的电负性越大,电负性较大的是C,其+2价离子的核外电子排布式是1s22s2。【解析】①.CH4②.SiH4③.sp3④.sp3⑤.正四面体⑥.分子⑦.原子⑧.CO2⑨.C⑩.1s22s217、略
【分析】【分析】
(1)根据杂化轨道数判断杂化类型判断微粒的构型来解答,①CH4是正四面体结构,②C2H4是平面形分子③C2H2是直线形分子④NH3是三角锥形分子,⑤NH4+是正四面体结构,⑥BF3是平面三角形分子⑦H2O是V形分子;
(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,据此判断杂质类型;
(3)①CH4是正四面体结构,②C2H4是平面形分子③C2H2是直线形分子④NH3是三角锥形分子,⑤NH4+是正四面体结构,⑥BF3是平面三角形分子⑦H2O是V形分子;
(4)判断分子中能否有提供孤电子对和空轨道的粒子;以此来解答;
(5)不同原子间形成极性键;同种原子间形成非极性键;结构不对称;正负电荷中心重叠的分子为极性分子。
【详解】
(1)①CH4中C原子采取sp3杂化,空间构型为正四面体结构,②C2H4中C原子采取sp2杂化,空间构型为平面形分子,③C2H2中C原子采取sp杂化,空间构型为直线形分子④NH3中氮原子采取sp3杂化,空间构型为三角锥形分子,⑤NH4+中氮原子采取sp3杂化,空间构型为正四面体结构,⑥BF3中硼原子采取sp2杂化,空间构型为平面三角形分子⑦H2O中O原子采取sp3杂化;空间构型为V形分子,呈正四面体的是:①⑤;
(2)①CH4中C原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=4+0=4,所以采取sp3杂化;
②C2H4中C原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以采取sp2杂化;
③C2H2中C原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=2+0=2;所以采取sp杂化;
④NH3中氮原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=3+1=4,所以采取sp3杂化;
⑤NH4+中氮原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=4+0=4,所以采取sp3杂化;
⑥BF3中B原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以采取sp2杂化;
⑦H2O中O原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=2+2=4,所以采取sp3杂化;
所以中心原子轨道为sp3杂化的是①④⑤⑦,中心原子轨道为sp2杂化的是②⑥;为sp杂化的是③;
(3)①CH4是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
②C2H4是平面形分子;所有原子共平面而不共线;
③CH≡CH是直线形分子;所有原子共平面也共线;
④NH3是三角锥形分子;所有原子不共面也不共线;
⑤NH4+是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
⑥BF3是平面三角形分子;所有原子共平面而不共线;
⑦H2O是V形分子;所有原子共平面而不共线;
所有原子共平面的是:②③⑥;
(4)①CH4中无孤对电子;
②CH2═CH2中上无孤对电子;
③CH≡CH中无孤对电子;
④NH3中N上有1对孤对电子;无空轨道;
⑤NH4+中N提供孤电子对,H+提供空轨道;二者都能形成配位键;
⑥BF3中无孤对电子;
⑦H2O中O上有2对孤对电子;无空轨道;
粒子存在配位键的是⑤;
(5)①CH4中C上无孤对电子;形成4个σ键,为正四面体结构,只含C−H极性键,结构对称,为非极性分子;
②CH2═CH2中C上无孤对电子;每个C形成3个σ键,为平面结构,含C=C;C−H键,为非极性分子;
③CH≡CH中C上无孤对电子;每个C形成2个σ键,为直线结构,含C≡C;C−H键,为非极性分子;
④NH3中N上有1对孤对电子;N形成3个σ键,为三角锥型,只含N−H键,为极性分子;
⑤NH4+中N上无孤对电子;N形成4个σ键,为正四面体结构,只含N−H键,为非极性分子;
⑥BF3中B上无孤对电子;形成3个σ键,为平面三角形,只含B−F键,为非极性分子;
⑦H2O中O上有2对孤对电子;O形成2个σ键,为V型,含O−H极性键,为极性分子;
含有极性键的极性分子的是:④⑦。【解析】①.①⑤②.①④⑤⑦③.②⑥④.③⑤.②③⑥⑥.⑤⑦.④⑦18、略
【分析】试题分析:本题考查价电子轨道表示式的书写;第一电离能的比较,配位键,杂化方式的判断,氢键的应用。
(1)B的原子序数为5,B原子核外有5个电子,基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,价电子排布式为2s22p1,价电子轨道表示式为Be的价电子排布式为2s2;较稳定,B的第一电离能比Be小。
(2)氨硼烷的结构式为B原子具有空轨道,N原子有孤电子对,N提供孤电子对与B共用,提供孤电子对的成键原子是N。
(3)①根据结构,每个B原子形成3个硼氧σ键且B上没有孤电子对,B原子的杂化方式为sp2杂化。根据结构,常温常压下H3BO3分子间通过氢键缔合,由于氢键具有饱和性,H3BO3分子难与H2O分子间形成氢键;加热时部分H3BO3分子间氢键被破坏,H3BO3分子与水分子间形成氢键;所以硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大。
②H3BO3分子中B原子有一个2p空轨道,能接受电子对,根据路易斯酸碱理论,硼酸是路易斯酸。【解析】小Nsp2硼酸分子间通过氢键缔合,加热时,部分氢键被破坏硼酸分子中B原子有一个2p空轨道19、略
【分析】【详解】
(1)钴(Co)的核电荷数为27,基态钴原子的价电子排布式为为3d74s2,Mn位于元素周期表的第四周期第ⅦB族,属于d区,故答案为:3d74s2;d。
(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,偏磷酸的酸性最强,次,亚,正依次减弱,PO43-的中P原子的价层电子对数为4,且不含孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化方式是sp3,故答案为:HPO3;正四面体;sp3。
(3)CoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能,熔点:CoO>MnO;故答案为:
CoO>MnO;CoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+);CoO的晶格能大于MnO的晶格能。
(4)PH3分子中磷原子形成了3个σ键,1个孤电子对,其价层电子对的总数是4,空间结构为三角锥形,是极性分子,NH3能与水分子形成氢键,所以在水中的溶解性NH3大于PH3,故答案为:极性;NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小。
(5)由晶胞结构可知,X原子个数为:Y原子个数为:8,所以X为S2-,Y为Li+,设晶胞的边长为bcm,cm,距离最近的两个S2-的是面对角线的一般,面对角线为则距离最近的两个S2-的距离为nm,故答案为:【解析】3d74s2dHPO3正四面体sp3CoO>MnOCoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能极性NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小20、略
【分析】【详解】
(1)属于分子的有①⑤⑧,①CO2⑤CS2中只含有极性键;⑧中既含极性键又含非极性共价键,①⑤分子都是直线形分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子;故答案为:①⑤。
(2)②NaCl是由钠离子和氯离子构成;③Na是由钠离子和自由电子构成,都含有金属离子;故答案为:②③。
(3)⑧乙醇分子中羟基上的氧原子能形成氢键;故答案为:⑧。
(4)②NaCl⑦(NH4)2SO4都是由阴;阳离子构成的离子晶体;故答案为:②⑦。
(5)④Si⑥金刚石都是由原子构成的原子晶体;故答案为:④⑥。
(6)晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体,Si是原子晶体,熔点最高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,Na的熔点低于100℃,所以熔点高到低的顺序为:④>②>③>⑤>①;故答案为:④>②>③>⑤>①。【解析】①.①⑤②.②③③.⑧④.②⑦⑤.④⑥⑥.④>②>③>⑤>①四、实验题(共1题,共6分)21、略
【分析】【分析】
两种配合物可电离出的氯离子数目不同;可将等质量的两种配合物配制成溶液,滴加硝酸银,根据生成沉淀的多少判断。
【详解】
两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2•NH3,内界氯离子不能与硝酸银反应,外界氯离子可以与硝酸银反应,将这两种配合物区别开来的实验方案:称取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两种溶液中分别滴加足量用硝酸酸化的硝酸银溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥后称量,所得AgCl固体质量大的,原晶体为[Co(NH3)6]Cl3,所得AgCl固体质量小的,原晶体为[Co(NH3)5Cl]Cl2•NH3,故答案为:取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两种溶液中分别滴加足量AgNO3溶液,静置、过滤、干燥、称量,沉淀质量大的,原晶体为[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2。
【点睛】
把握配合物的构成特点,为解答该题的关键。解答此类试题要注意配合物的内界和外界的离子的性质不同,内界中以配位键相结合,很牢固,难以在水溶液中电离,而内界和外界之间以离子键结合,在溶液中能够完全电离。【解析】称取相同质量的两种晶体配成溶液,向两种溶液中分别加入足量的硝酸银溶液,静置、过滤、干燥、称量,所得氯化银固体多的是[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2五、结构与性质(共4题,共8分)22、略
【分析】【分析】
(1)Cu核外有29个电子,Cu失去最外层1个电子生成
(2)中,甲基中碳原子形成4个键,羧基中的碳原子形成3个键;
(3)单键全是键,双键中有1个键和1个键;
(4)根据晶胞结构;黑球表示Cu原子;白球表示O原子;
(5)元素的电负性(或吸引电子的能力)强于元素;
【详解】
(1)Cu核外有29个电子,Cu核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,Cu失去最外层1个电子生成基态核外电子排布式为
(2)中,甲基中碳原子形成4个键,无孤电子对,轨道的杂化类型是羧基中的碳原子形成3个键,无孤电子对,轨道的杂化类型是
(3)单键全是键,双键中有1个键和1个键;的结构式是分子中键与键的数目比6∶1;
(4)根据晶胞结构,黑球表示Cu原子、白球表示O原子,晶胞中原子的配位数为4;
(5)因为元素的电负性(或吸引电子的能力)强于元素,导致中的氮原子难以提供孤电子对与形成配位键,所以难以与形成配离子。【解析】(或)4因为元素的电负性(或吸引电子的能力)强于元素,导致中的氮原子难以提供孤电子对与形成配位键23、略
【分析】【分析】
A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素,A原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同,则A核外电子排布是1s22s22p2,所以A是C元素;C在周期表所有元素中电负性最大,则C是F元素;B原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同,原子序数比C大,比F小,则B是N元素;D位于周期表中第4纵列,则D为22号Ti元素;基态E原子M层全充满,N层只有一个电子,则E核外电子排布是1s22s22p63s23p63d104s1;E是29号Cu元素,然后根据物质结构及性质分析解答。
【详解】
根据上述分析可知A是C;B是N,C是F,D是Ti,E是Cu元素。
(1)A是C元素,C的最高价氧化物CO2分子高度对称,正负电荷重心重合,因此CO2分子属于非极性分子;
(2)B是N元素,与其同周期相邻元素有C、O。一般情况下,同一周期元素原子序数越大,元素的第一电离能越大。但由于N原子最外层电子处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,故C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C;气态氢化物分子的空间结构呈三角锥形,则该分子的中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化;
(3)C是F元素;由于F元素非金属性很强,原子半径小,所以HF分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引力,使物质的熔沸点增大,而同族其它元素的氢化物分子之间只有分子间作用力,因此HF的沸点在是同族元素氢化物沸点中最高的;
(4)同一周期元素;原子序数越大,原子半径越小。A是C,B是N,C是F,所以原子半径由大到小的顺序为:C>N>F;
(5)D是Ti元素,属于元素周期表d区元素;根据构造原理可知其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2,则其基态原子的价电子排布图为
(6)E是Cu元素,基态Cu原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1(或写为[Ar]3d104s1)。【解析】①.非极性②.N>O>C③.sp3④.分子间有氢键⑤.C>N>F⑥.d⑦.⑧.1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)24、略
【分析】【详解】
(1)基态镓原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,则其价电子排布式为4s24p1。答案为:4s24p1;
(2)镓的第一电离能比第二电离能要小得多,由此可推知镓的主要化合价为+1价。砷的价电子排布式为4s24p3,镓的价电子排布式为4s24p1;则二者同周期且砷在镓的右边,电负性砷大。答案为:大;
(3)镓的卤化物的熔点都比较低,则应形成分子晶体,GaCl3、GaBr3、GaI3的沸点依次升高,其变化原因是GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强。答案为:GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体;结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强;
GaF3的相对分子质量最小,但其熔点超过1000℃,则不适合用分子晶体解释,可能的原因是GaF3为离子晶体。答案为:GaF3为离子晶体;
(4)①在700℃时,(CH3)3Ga和AsH3反应,生成GaAs等,反应的方程式为(CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4。答案为:(CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4;
②反应物AsH3分子的几何构型与NH3类似,则为三角锥形,(CH3)3Ga中镓原子的价层电子对数为3,且无孤对电子,由此可得出杂化方式为sp2。答案为:三角锥形;sp2;
(5)从晶胞结构图中可以看出,As周围有4个Ga原子,则配位数为4。1个晶胞中含有4个GaAs,由此可求出1个晶胞的质量,再由晶胞参数,即可求出晶胞的体积,从而求出晶体的密度为=g·cm-3。
答案为:4;
【点睛】
在判断GaCl3、GaBr3、GaI
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