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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(2024)选修3化学下册月考试卷742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、下列说法中正确的是。
①外围电子构型为nsnnpn的原子形成的化合物的种类最多;②在硫酸铜氨溶液中加入乙醇有深蓝色晶体析出;③H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于H2O分子间存在氢键所致;④P4、BF3、CH3Cl三种分子中所有原子的最外层均满足8e-稳定结构;⑤乙醇分子中只含σ键.⑥键角是描述分子立体结构的重要参数,键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关,键能越大,键长越长,共价化合物越稳定A.①③⑤正确B.③④⑥正确C.①②⑤正确D.⑤正确,其他均不正确2、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)3、下列关于电离能和电负性的说法不正确的是()A.第一电离能的大小:Mg>AlB.因为锌的金属性比铜活泼,所以锌的第一电离能比铜小C.锗的第一电离能和电负性均低于碳D.F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F4、科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W;X、Y、Z“组合”成一种超分子;具有高效的催化性能,其分子结构示意图如图(Y和Y之间重复单元的W、X未全部标出)。W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是。
A.简单气态氢化物的热稳定性:X>YB.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z)C.该化合物中W、X、Y都满足8电子稳定结构D.W、Y、Z三种元素组成的化合物中含有离子键和共价键5、下列分子的中心原子的杂化类型与其他不同的是()A.SiCl4B.H2SC.PCl5D.NH36、下列微粒中中心原子的杂化方式和微粒的立体构型均正确的是()A.C2H4:sp、平面形B.SOsp3、三角锥形C.ClOsp3、V形D.NOsp3、正四面体7、下列物质的熔、沸点由大到小的是()A.CH4、NH3、H2O、HFB.H2O、HF、NH3、CH4C.HF、CH4、NH3、H2OD.HF、H2O、CH4、NH38、目前;全世界镍的消费量仅次于铜;铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍能形成多种不同的化合物,图1是镍的一种配合物的结构,图2是一种镍的氧化物的晶胞。下列说法正确的是。
A.图1中元素N、O的第一电离能大小顺序为:C>N>OB.图1分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键C.图2镍的氧化物表示的是NiOD.图2中距镍原子最近的镍原子数为8个9、已知HCl的沸点为-85℃,则HI的沸点可能为()A.-167℃B.-87℃C.-35℃D.50℃评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)10、核电站为防止发生核辐射事故;通常用含有铅的水泥做成屏蔽罩,内衬钢板,反应的压力容器用铁;铜等具有反辐射合金材料制成。
(1)水泥中通常含有碳、氧、硅、铝等元素,则这四种元素的基态原子中3p能级上存在电子的有______(填元素符号)
(2)写出二价铜离子的基态电子排布式:______
(3)铅的核电荷数为82,写出铅原子的价电子排布式:______11、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:12、如图是s能级和p能级的原子轨道图。
试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈________形,每个s能级有________个原子轨道;p电子的原子轨道呈________形,每个p能级有________个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是________电子,其电子云在空间有3个互相________(填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是________,它的最低价氢化物的电子式是________。
(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,Y的元素符号为________,原子的核外电子排布式为______________。13、下列基态原子或离子的电子排布式(图)正确的是______(填序号,下同),违反能量最低原理的是______,违反洪特规则的是______,违反泡利原理的是______.
①
②
③P:
④Cr:
⑤Fe:
⑥
⑦O:14、Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu2O。
(1)在基态Cu2+核外电子中,M层的电子运动状态有_________种。
(2)Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子为_____(填元素符号)。
(3)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为________。
(4)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为________;推测抗坏血酸在水中的溶解性:________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(5)一个Cu2O晶胞(如图2)中,Cu原子的数目为________。
(6)单质铜及镍都是由_______________键形成的晶体:元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是_________________________________。15、据报道复旦大学修发贤教授课题组成功制备出砷化铌纳米带;并观测到其表面态具有百倍于金属铜薄膜和千倍于石墨烯的导电性。相关研究论文已在线发表于权威科学期刊《自然》。回答下列问题:
(1)铌元素(Nb)为一种金属元素,其基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1。下列是Nb的不同微粒的核外电子排布式,其中失去最外层1个电子所需能量最小的是___(填标号)。
a.[Kr]4d35s15p1b.[Kr]4d45s1c.Kr]4d2d.Kr]4d3
(2)砷为第VA族元素,砷可以与某些有机基团形成有机化合物,如(ClCH=CH)2AsCl,其中As原子与2个C原子、1个Cl原子形成的VSEPR模型为____。
(3)英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯;因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖;而石墨烯具有优异的光学;电学、力学特性在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
已知“石墨烯”的平面结构如图所示,一定条件下石墨烯与H2发生加成反应生成石墨烷,石墨烷中碳原子杂化类型是___,石墨烯导电的原因是____。
(4)石墨烯也可采用化学方法进行制备如采用六氯苯、六溴苯作为原料可制备石墨烯。下表给出了六氯苯、六溴苯、苯六酸俗名为蜜石酸的熔点和水溶性:。物质六氯苯六溴苯苯六酸熔点/℃231325287水溶性不溶不溶易溶
六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是____,苯六酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显的差异本质原因是___。
(5)出于以更高效率利用太阳光等目的研制出金红石型铌氧氮化物(NbON),比以往的光学半导体更能够吸收长波长侧的光,作为光学半导体的新材料。该化合物的晶胞有如图所示的两种构型,若晶胞的边长为apm,该晶体的密度为__g·cm-3。(NA是阿伏加德罗常数的值,相关原子量:Nb—93)
16、现有几组物质的熔点(℃)的数据:
据此回答下列问题:
(1)A组属于___________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是__________________。
(2)B组晶体共同的物理性质是___________________(填序号)。
①有金属光泽②导电性③导热性④延展性。
(3)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是_________________(填序号)。
①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电。
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解释为_______________________________。评卷人得分三、有机推断题(共5题,共10分)17、Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q;X原子p轨道的电子数分别为2和4.请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是________。
(2)在[Z(NH3)4]2+离子中,Z2+的空轨道接受NH3分子提供的________形成配位键。
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲;乙;下列判断正确的是________。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙。
b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙。
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙。
d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙。
(4)Q;R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为26;其中分子中的σ键与π键的键数之比为________,其中心原子的杂化类型是________。
(6)若电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取________。A.电子的运动轨迹图像B.原子的吸收光谱C.电子体积大小的图像D.原子的发射光谱(7)某元素原子的价电子构型为3d54s1,该元素属于________区元素,元素符号是________。18、A、B、C、D,E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:。元素相关信息A原子核外有6种不同运动状态的电子C基态原子中s电子总数与p电子总数相等D原子半径在同周期元素中最大E基态原子最外层电子排布式为3s23p1F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反G基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子H是我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空:
(1)A元素位于元素周期表第_______周期_______族;B元素和C元素的第一电离能比较,较大的是________,C元素和F元素的电负性比较,较小的是________。
(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子模型为________,B元素所形成的单质分子键与π键数目之比为________。
(3)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是________,F元素原子的价电子的轨道表示式是________,H元素的基态原子核外电子排布式的________。
(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为_________________;与E元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式:_________________。19、短周期元素W;X、Y和Z的原子序数依次增大。金属元素W是制备一种高效电池的重要材料;X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
(1)W元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、_______种不同能量的电子。
(2)元素Z与元素X形成共价化合物XZ2是________(选填“极性”或“非极性”)分子,其电子式为________________。
(3)Y原子的最外层电子排布式为________________,Y元素最高价氧化物对应的水化物的电离方程式为________________________________________________。
(4)两种非金属元素中,非金属性较强的元素是_______(写元素符号),试写出一个能说明这一事实的化学方程式______________________________。20、周期表中的五种元素A、B、D、E、F,原子序数依次增大,A的基态原子价层电子排布为nsnnpn;B的基态原子2p能级有3个单电子;D是一种富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位;E2+的3d轨道中有10个电子;F位于第六周期;与Cu同族,其单质在金属活动性顺序表中排在末位。
(1)写出E的基态原子的价层电子排布式___________。
(2)A、B形成的AB﹣常作为配位化合物中的配体,其A原子的杂化方式为________,AB﹣中含有的σ键与π键的数目之比为________。
(3)FD3是一种褐红色晶体,吸湿性极强,易溶于水和乙醇,无论是固态、还是气态,它都是以二聚体F2D6的形式存在,依据以上信息判断FD3,晶体的结构属于____晶体,写出F2D6的结构式________。
(4)E、F均能与AB﹣形成配离子,已知E与AB﹣形成的配离子为正四面体形。F(+1价)与AB形成的配离子为直线形,工业上常用F和AB﹣形成的配离子与E反应来提取F单质,写出E置换F的离子方程式_________________。
(5)F单质的晶体为面心立方最密堆积,若F的原子半径为anm,F单质的摩尔的的质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数为NA,求F单质的密度为______g/cm3。(用a、NA、M的代数式表示)21、有A、B、D、E、F、G六种前四周期的元素,A是宇宙中最丰富的元素,B和D的原子都有1个未成对电子,B+比D少一个电子层,D原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道全充满;E原子的2p轨道中有3个未成对电子,F的最高化合价和最低化合价的代数和为4。R是由B、F两元素形成的离子化合物,其中B+与F2-离子数之比为2∶1。G位于周期表第6纵行且是六种元素中原子序数最大的。请回答下列问题:
(1)D元素的电负性_______F元素的电负性(填“>”;“<”或“=”)。
(2)G的价电子排布图_________________________________。
(3)B形成的晶体堆积方式为________,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行_______实验。
(4)D-的最外层共有______种不同运动状态的电子,有___种能量不同的电子。F2D2广泛用于橡胶工业,各原子均满足八电子稳定结构,F2D2中F原子的杂化类型是___________,F2D2是______分子(填“极性”或“非极性”)。
(5)A与E形成的最简单化合物分子空间构型为_____,在水中溶解度很大。该分子是极性分子的原因是_____。
(6)R的晶胞如图所示,设F2-半径为r1cm,B+半径为r2cm。试计算R晶体的密度为______。(阿伏加德罗常数用NA表示;写表达式,不化简)
评卷人得分四、结构与性质(共1题,共7分)22、(一)Na;Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素.
(1)Na位于元素周期表第__周期第__族;S的基态原子核外有__个未成对电子;
Si的基态原子核外电子排布式为__.
(2)用“>”或“<”填空:
。第一电离能离子半径熔点酸性Si______SO2-______Na+NaCl______SiH2SO4__________HClO4
(3)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目___
(二).某元素的原子序数为33;请回答:
(1)该元素原子核外有_______个电子层,______个能级,______个原子轨道。
(2)它的最外层电子排布式为____________,它的电子排布式为________,轨道表示式为_______________。评卷人得分五、工业流程题(共1题,共2分)23、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、计算题(共2题,共14分)24、(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_______。25、铁有δ;γ、α三种同素异形体;三种晶体在不同温度下能发生转化。
(1)δ、γ、α三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为_________。
(2)若δ-Fe晶胞边长为acm,α-Fe晶胞边长为bcm,则两种晶胞空间利用率之比为________(用a、b表示)
(3)若Fe原子半径为rpm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则γ-Fe单质的密度为_______g/cm3(用含r的表达式表示;列出算式即可)
(4)三氯化铁在常温下为固体,熔点为282℃,沸点为315℃,在300℃以上升华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为______。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、C【分析】【分析】
【详解】
①外围电子构型为nsnnpn的原子s轨道只能容纳两个电子,可知n=2,则该原子的外围电子排布为2s22p2为碳原子;碳可以形成有机化合物,形成的化合物的种类最多,故正确;
②铜氨溶液主要成份是络合物硫酸四氨合铜([Cu(NH3)4]SO4)其在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度;因此加入乙醇后会析出深蓝色硫酸四氨合铜晶体,故正确;
③H2O非常稳定是因为水中H-O键键能较大,与H2O分子间存在氢键无关;故错误;
④H不满足8电子稳定结构;B最外层3个电子形成三个共价键,电子数为6也不满足8电子稳定结构,故错误;
⑤乙醇分子中只含单键形式;单键均为σ键,故正确;
⑥键长越短;键能越大,共价化合物越稳定,故错误;
正确的有①②⑤.
故选:C。
【点睛】
物质的稳定性与形成物质内部粒子之间的化学键的强弱有关,为氢键属于特殊的分子间作用力,只会影响物质的熔沸点和溶解度的大小,与物质的稳定性无关。2、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。3、B【分析】【分析】
A;镁的3s轨道是全充满;能量低比较稳定;
B;锌的4s轨道是全充满;能量低比较稳定;
C;同一主族元素;其第一电离能、电负性随着原子序数的增大而减小;
D;元素非金属性越强;电负性越大。
【详解】
A项;镁的3s能级有2个电子;轨道是全充满,能量低比较稳定,所以镁元素的第一电离能高于同周期相邻元素Al的第一电离能,故A正确;
B项、锌的外围电子排布为3d104s2,4s轨道处于全充满状态,铜的外围电子排布为3d104s1;所以锌的第一电离能比铜小,故B错误;
C项;同一主族元素;其第一电离能、电负性随着原子序数的增大而减小,所以锗的第一电离能、电负性都低于碳,故C正确;
D项;F、K、Fe、Ni四种元素中F的非金属性最强;所以F的电负性最大,故D正确。
故选B。
【点睛】
本题考查元素周期律知识,涉及电离能、电负性比较等知识,侧重于分析能力的考查,注意把握元素周期律的递变规律和洪特规则是解答关键。4、D【分析】【分析】
四种原子序数依次递增的短周期元素X、Y、Z,W、X、Z分别位于不同周期,则W为H,Y、Z分别位于第二、第三周期;Z是同周期中金属性最强的元素,则Z为Na;X形成4个共价键,位于IVA族,其原子序数小于Z(Na),则X为C元素;Y形成2个共价键,位于第二周期ⅥA族;为O元素,以此分析解答。
【详解】
结合分析可知;W为H,X为C,Y为O,Z为Na元素;
A.非金属性C
B.总体上金属元素第一电离能较小,非金属元素第一电离能较大;同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,则I1(Y)>I1(X)>I1(Z);故B错误;
C.该化合物中;W(H)最外层电子数为2不满足8电子稳定结构,故C错误;
D.W;Y、Z三种元素组成的化合物为氢氧化钠;含有离子键和共价键,故D正确;
故答案选D。5、C【分析】【分析】
根据分子的组成判断形成的键数目以及孤电子对数目;以此判断杂化类型。
【详解】
A.SiCl4中C形成4个键,无孤电子对,为sp3杂化;
B.H2S中S形成2个键,孤电子对=(6-2×2)=2,为sp3杂化;
C.PCl5中P形成5个键,没有孤电子对,为sp3d杂化;
D.NH3中N形成3个键,孤电子对=(5-3×1)=1,为sp3杂化;
所以四种分子中中心原子杂化类型与三个不同的是PCl5,答案选C。6、C【分析】【分析】
判断杂化轨道类型主要看中心原子周围的σ键数目和孤对电子数目之和,为4是sp3,为3是sp2;为2是sp,而判断空间构型则根据价层电子对互斥理论进行。
【详解】
A.C2H4中每个C原子周围有3个σ键,无孤对电子,故杂化类型是sp2;空间构型为平面形;故A错误;
B.SO中每个S原子周围有4个σ键,无孤对电子,故杂化类型是sp3;空间构型为正四面体型;故B错误;
C.ClO中每个Cl原子周围有2个σ键,有2对孤对电子,故杂化类型是sp3;空间构型为V型;故C正确;
D.NO中每个N原子周围有3个σ键,无孤对电子,故杂化类型是sp2;空间构型为平面形;故D错误;
本题答案为:C7、B【分析】【详解】
H2O、HF、NH3分子之间都存在氢键,增加了分子之间的吸引力,使物质的熔沸点升高大于CH4;元素的非金属性越强,元素的原子半径越强,则氢键越强,由于元素的非金属性F>O>N,所以氢键的强弱:HF>H2O>NH3。H2O与相邻的4个H2O分子之间存在氢键,而HF只与两个HF分子之间存在氢键,导致分子之间的吸引力H2O>HF,因此物质的沸点H2O>HF>NH3;故物质的熔、沸点由大到小的关系是H2O>HF>NH3>CH4,故合理选项是B。8、C【分析】【详解】
A.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,C、N、O元素处于同一周期,且原子序数依次增大,但N元素处于第VA族,所以第一电离能顺序为N>O>C,故A错误;
B.配合物中非金属元素之间存在共价键;含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子之间存在配位键,Ni原子和N原子之间存在配位键,O原子和另外-OH中H原子之间存在氢键,但氢键不是化学键,故B错误;
C.根据晶胞的结构特点,白球的个数为8×+6×=4,黑球的个数为12×+1=4;白球和黑球的个数均为4,该镍的氧化物可表示为NiO,故C正确;
D.观察晶胞可知白球(或黑球)周围距离最近且相等的白球(或黑球)有12个;故D错误;
故选C。9、C【分析】【详解】
氯化氢;碘化氢为结构相似的分子晶体;分子晶体熔沸点高低与分子间作用力有关,而分子间作用力与相对分子质量成正比,碘化氢的相对分子质量大于氯化氢,所以分子间作用力强于氯化氢,熔沸点高于氯化氢熔沸点,排除A、B,常温下碘化氢为气体,所以沸点低于0℃,排除D,C项正确;
答案选C。二、填空题(共7题,共14分)10、略
【分析】【详解】
(1)碳、氧、硅、铝四种元素分别位于第2、2、3、3周期,第3周期元素的原子的基态原子中3p能级上才有可能存在电子,铝的电子排布式为硅的电子排布式为故的3p能级上存在电子;
(2)铜的基态电子排布式为失去最外层4s上第一个电子和次外层3d上的一个电子后形成二价铜离子,其基态电子排布式为
(3)铅的核电荷数为82,位于周期表第6周期第ⅣA族,为p区元素,最外层有4个电子,故铅原子的价电子排布式为
【点睛】
铅的价电子排布式可以根据铅在周期表中的位置直接写出,因为铅是主族元素,最外层电子即为价电子,不必写出铅的电子排布式然后从中找出价电子排布式。【解析】11、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】①.①⑤⑥②.②③.③④④.⑦12、略
【分析】【分析】
根据图中信息得到s电子、p电子的原子轨道形状和轨道数目;根据元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1;得出n值,再进行分析。
【详解】
(1)s电子的原子轨道呈球形;每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道;故答案为:球;1;哑铃;3。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n=2,因此原子中能量最高的是2p轨道电子,其电子云在空间有3个互相垂直的伸展方向。元素X价电子为2s22p3,其元素名称是氮,它的最低价氢化物为NH3,其电子式是故答案为:2p轨道;垂直;氮;
(3)s轨道最多2个电子,因此元素Y的原子最外层电子排布式为3s23p4,则Y为16号元素,其元素符号为S,原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4;故答案为:S;[Ne]3s23p4。【解析】①.球②.1③.哑铃④.3⑤.2p轨道⑥.垂直⑦.氮
⑧.⑨.S⑩.[Ne]3s23p413、略
【分析】【分析】
根据构造原理;利用核外电子排布的三个原理:能量最低原理;泡利原理、洪特规则可对各项作出判断。
【详解】
①Ca的电子排布式为:1s22s22p63s23p64s2,失去4s能级上的2个电子变成具有稀有气体电子层结构的Ca2+:1s22s22p63s23p6;离子的电子排布式书写正确;
②②离子的电子排布违反了能量最低原理,能量:2p<3p,F-核外电子排布应表示为:1s22s22p6;
③P的3p能级上的3个电子没有独占1个轨道,违反了洪特规则,正确的电子排布图为:
④Cr的价电子构型应为:3d54s1;3d轨道半充满状态更稳定,此为洪特规则特例,所以④违反了洪特规则;
⑤Fe原子序数为26,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2;书写正确;
⑥Mg的电子排布式为:1s22s22p63s2,失去3s能级上的2个电子变成具有稀有气体电子层结构的Mg2+:1s22s22p6;离子的电子排布式书写正确;
⑦O电子排布图2p能级的1个轨道上的一对电子自旋方向相同,违反了泡利原理,应表示为:
总之;基态原子或离子的电子排布式(图)正确的是①⑤⑥,违反能量最低原理的是②,违反洪特规则的是③④,违反泡利原理的是⑦。答案为:①⑤⑥;②;③④;⑦。
【点睛】
1.能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态;
2.泡利原理:在一个原子轨道里;最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋方向相反;
3.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,而且自旋方向相同。洪特规则特例:能量相等的轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p°、d°、f°)状态比较稳定。【解析】①.①⑤⑥②.②③.③④④.⑦14、略
【分析】【分析】
根据Cu2+的核外电子排布式,求出M层上的电子数,判断其运动状态种数;根据配位键形成的实质,判断配原子;根据[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl取代;能得到两种不同结构的产物,判断其空间构型;根据抗坏血酸的分子结构,求出价层电子对数,由价层电子对互斥理论,判断碳原子杂化类型;由均摊法求出原子个数比,根据化学式判断Cu原子个数;根据外围电子排布,判断失电子的难易,比较第二电离能的大小。
【详解】
(1)Cu元素原子核外电子数为29,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+,Cu2+的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9;M层上还有17个电子,其运动状态有17种;答案为17。
(2)Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,该配离子中Cu2+提供空轨道;O原子提供孤电子对形成配位键;所以配原子为O;答案为O。
(3)[Cu(NH3)4]2+中形成4个配位键,具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体,若为正四面体,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代;只有一种结构,所以应为平面正方形;答案为平面正方形。
(4)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4,连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电子对个数是3,根据价层电子对互斥理论判断该分子中碳原子的轨道杂化类型,前者为sp3杂化、后者为sp2杂化;抗坏血酸中羟基属于亲水基,能与水分子形成氢键,所以抗坏血酸易溶于水;答案为sp3、sp2;易溶于水;
(5)该晶胞中白色球个数=8×+1=2;黑色球个数为4;则白色球和黑色球个数之比=2:4=1:2,根据其化学式知,白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子,则该晶胞中Cu原子数目为4;答案为4。
(6)单质铜及镍都属于金属晶体,都是由金属键形成的晶体;Cu+的外围电子排布为3d10,呈全充满状态,比较稳定,Ni+的外围电子排布为3d84s1,Cu+失去电子是3d10上的,Cu+的核外电子排布稳定,失去第二个电子更难,Ni+失去电子是4s上的,比较容易,第二电离能就小,因而元素铜的第二电离能高于镍的第二电离能;答案为金属,Cu+电子排布呈全充满状态,比较稳定,失电子需要能量高,第二电离能数值大。【解析】①.17②.O③.平面正方形④.sp3、sp2⑤.易溶于水⑥.4⑦.金属⑧.铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子15、略
【分析】【分析】
(1)激发态失去最外层1个电子所需能量最小;
(2)As原子与2个C原子;1个Cl原子形成共价键;还有一对孤电子对;
(3)石墨烷中碳原子形成4个共价键,杂化类型为sp3;石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子;都参与形成了贯穿全层的多原子的大键,因而具有优良的导电性;
(4)分子晶体;结构相似,相对分子质量越大,形成的范德华力强,熔点高;苯六酸含多个羧基,与水分子能形成氢键;六氯苯;六溴苯为非极性分子,根据相似相溶原理,均难溶于水;
(5)根据计算。
【详解】
(1)Nb元素的基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1,失去最外层1个电子所需能量,[Kr]4d35s15p1属于激发态的电子排布式;所以失去最外层1个电子所需能量最小的a,故答案为:a;
(2)As原子与2个C原子;1个Cl原子形成共价键;还有一对孤电子对,其VSEPR模型为四面体形,故答案为:四面体形;
(3)石墨烯与H2发生加成反应生成石墨烷,石墨烷中碳原子形成4个共价键,杂化类型为sp3;石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子,都参与形成了贯穿全层的多原子的大键,因而具有优良的导电性,故答案为:sp3;石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子;都参与形成了贯穿全层的多原子的大键,因而具有优良的导电性;
(4)六溴苯和六氯苯均属于分子晶体;且结构相似,六溴苯的相对分子质量大于六氯苯,形成的范德华力强,熔点高;苯六酸含多个羧基,与水分子能形成氢键,从而易溶于水,六氯苯;六溴苯为非极性分子,根据相似相溶原理,均难溶于水,故答案为:两者结构相似,六溴苯的相对分子质量大于六氯苯,形成的范德华力强,熔点高;苯六酸含多个羧基,与水分子形成氢键,从而易溶于水,六氯苯、六溴苯为非极性分子,难溶于水;
(5)根据晶胞图可知,该晶胞中含有2个Nb原子,2个O原子,2个N原子,所以故答案为:
【点睛】
杂化类型:中心原子的价层电子对数为4,则sp3杂化、中心原子的价层电子对数为3,则sp2杂化、中心原子的价层电子对数为2,则sp杂化;中心原子的价层电子对数=键+孤电子对数。【解析】①.a②.四面体形③.sp3④.石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p轨道上的电子,都参与形成了贯穿全层的多原子的大键,因而具有优良的导电性⑤.两者结构相似,六溴苯的相对分子质量大于六氯苯,形成的范德华力强,熔点高⑥.苯六酸含多个羧基,与水分子形成氢键,从而易溶于水,六氯苯、六溴苯为非极性分子,难溶于水⑦.16、略
【分析】【详解】
(1)A组熔点最高;属于原子晶体,原子晶体的构成微粒为原子,微粒间作用力为共价键;
故答案为原子;共价键;
(2)B组物质为金属;具有金属光泽;导电性、导热性、延展性,故答案为①②③④;
(3)由于HF分子间存在氢键;导致HF的沸点比其它氢化物的沸点高,故答案为HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多;
(4)D组物质为离子晶体;离子晶体具有硬而脆;水溶液能导电、固体不能导电而熔融状态能导电的性质,故答案为②④;
(5)离子晶体中,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+);在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高;
故答案为D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高。【解析】原子共价键①②③④HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)②④D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高三、有机推断题(共5题,共10分)17、略
【分析】Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,Z为铜元素,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn,n=2,Y是C或Si;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4,因此Q为碳元素,则R为氮元素,X为氧元素,Y为硅元素。(1)Z为铜,其核外电子排布式为[Ar]3d104s1,失去2个电子,即为铜离子,其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9。(2)配位键形成时,铜离子提供空轨道,氨分子中的氮原子提供孤电子对。(3)甲为甲烷,乙为硅烷,同主族元素对应氢化物越向上越稳定,沸点越向下越高(不含分子间氢键时),所以b选项正确。(4)第一电离能氮比碳高,因为氮元素原子核外电子p轨道为半充满结构,硅的第一电离能最小,即第一电离能大小顺序是Si54s1,该元素是24号元素,为Cr,属于d区元素。【解析】1s22s22p63s23p63d9孤电子对bSi18、略
【分析】【分析】
A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,A原子核外有6种不同运动状态的电子,则A为碳元素;E基态原子最外层电子排布式为3s23p1,则E为Al元素;D原子半径在同周期元素中最大,且原子序数小于Al,大于碳,故处于第三周期ⅠA族,则D为Na元素;C基态原子中s电子总数与p电子总数相等,原子序数小于Na,原子核外电子排布为1s22s22p4,则C为O元素;B的原子序数介于碳、氧之间,则B为N元素;G基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则G为Fe元素;F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反,外围电子排布为ns2np5;结合原子序数可知,F为Cl元素;H是我国使用最早的合金中的最主要元素,则H为Cu元素,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析;A为碳元素,B为N元素;C为O元素;D为Na元素;E为Al元素;F为Cl元素;G为Fe元素;H为Cu元素。
(1)A为碳元素;位于元素周期表第二周期ⅣA族,N元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于O元素;O与Cl形成的化合物中O元素表现负价,对键合电子的吸引能力更强,故Cl的电负性较小,故答案为二;ⅣA;N;Cl;
(2)N元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物为NH3;分子构型为三角锥形,N元素所形成的单质分子结构式为N≡N,分子σ键与π键数目之比为1∶2,故答案为三角锥形;1∶2;
(3)G为Fe元素,其低价阳离子的离子结构示意图是F为Cl元素,其原子的价电子轨道表示式为H为Cu元素,其基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,故答案为1s22s22p63s23p63d104s1;
(4)铁离子与Cu反应生成亚铁离子与铜离子,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;与E(Al)元素成对角关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,该元素为Be,其最高价氧化物为Be(OH)2,与氢氧化钠反应方程式为:Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O,故答案为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O。
【点睛】
正确判断元素的种类是解答本题的关键。本题的易错点为(1)中第一电离能的判断,要注意电离能突跃的原因;(4)中方程式的书写,要注意呈两性的物质是氢氧化铍,可以模仿氢氧化铝与氢氧化钠的反应书写方程式,注意铝和铍的化合价的不同。【解析】二ⅣANCl三角锥1∶21s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s12Fe3++3Cu=2Fe2++Cu2+Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O19、略
【分析】【分析】
X原子最外层电子数是内层电子数的2倍可知X为C;地壳中含量最丰富的金属元素是Al(Y),Z最外层电子数是电子层数的2倍可知Z为S,由四种元素原子序数依次增大且W是制造高效电池的材料可知W为Li。
【详解】
(1)同一个原子中没有运动状态完全相同的电子,Li原子序数为3,电子数也为3,所以W原子核外有3种不同运动状态的电子,Li核外电子排布式为1s22s1;所以有两种不同能量的电子,故答案为:3;2;
(2)CS2是结构对称的共价化合物,属于非极性分子,分子中含有两个碳硫双键,电子式为故答案为:非极性;
(3)Al的原子序数为13,最外层有3个电子,电子排布式为3s23p1;Al最高价氧化物对应水化物为氢氧化铝,氢氧化铝为两性氢氧化物,电离方程式为H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-,故答案为:3s23p1;H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-;
(4)元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,S、C对应的最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4和H2CO3,硫酸是强酸,碳酸是弱酸,所以非金属性S>C,可以用硫酸制取碳酸证明,反应的化学方程式为H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑,故答案为:S;H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑。【解析】32非极性3s23p1H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-SH2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑20、略
【分析】【分析】
周期表中的五种元素A、B、D、E、F,原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为nsnnpn,那么n只能为2,则A的基态原子价层电子排布为2s2p2,A为C元素;B的基态原子2p能级有3个单电子,那么B的价层电子排布式为2s22p3,B是N元素;D是一种富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位,那么D是Cl元素;E2+的3d轨道中有10个电子;E是Zn元素;F位于第六周期,与Cu同族,其单质在金属活动性顺序表中排在末位,F是Au。可在此基础上利用物质结构基础知识解各小题。
【详解】
根据分析;A;B、D、E、F分别为C、N、Cl、Zn、Au。
(1)E是锌元素,核电荷数为30,在元素周期表中的位置为第四周期ⅡB族,E的基态原子的价层电子排布式3d104s2,答案为:3d104s2
(2)A、B形成的AB-,即CN-中C原子的价层电子对数为1+(4+1-1×3)/2=2,为sp杂化,CN-含有一个叁键;其中一个为σ键,另外2个为π键,σ键与π键的数目之比为1:2。答案为:sp;1:2
(3)AuCl3是一种褐红色晶体,吸湿性极强,易溶于水和乙醇,以二聚体Au2Cl6的形式存在,则2个AuCl3应通过配位键结合,Au为中心原子,Cl为配位原子,形成的二聚体Au2Cl6为分子,所以可判断AuCl3晶体属于分子晶体,结构式为:答案为:分子;
(4)Au(+1价)与CN-形成的直线形配离子为[Au(CN)2]-,Zn与CN-形成的正四面体形配离子为[Zn(CN)4]2-,用Zn提取Au单质的反应是置换反应,离子方程式为:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-。答案为:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-
(5)F是Au,其单质的晶体为面心立方最密堆积,每一个Au的晶胞中含有4个Au原子,每一个晶胞的质量为根据=g∙cm-3。答案为:
【点睛】
1.价层电子对的一种计算方法是:价层电子对数=配位原子数+孤对电子对数。孤对电子对数=中心原子价电子数±电荷数-中心原子提供给配位原子的共用电子数;当上述公式中电荷数为正值时取“-”,电荷数为负值时取“+”;
2.晶体密度的计算:选取1个晶胞作为计算对象,一方面,根据题给信息,利用均摊法计算该晶胞所含各种粒子的个数,并计算出这个晶胞的质量,晶胞质量等于该晶胞所含原子摩尔质量的总和除以NA;另一方面,根据题给信息,结合晶胞的结构,利用几何知识计算该晶胞的体积。【解析】3d104s2sp1:2分子Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-21、略
【分析】【分析】
A是宇宙中最丰富的元素,说明A为H,D原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道全充满,说明D为17号元素Cl,B和D的原子都有1个未成对电子,B+比D少一个电子层,说明B为Na,E原子的2p轨道中有3个未成对电子,说明E为N,F的最高化合价和最低化合价的代数和为4,说明F为S,G位于周期表第6纵行且是六种元素中原子序数最大的,说明G为Cr,R是由B、F两元素形成的离子化合物,其中B+与F2-离子数之比为2∶1,则R为Na2S,综上,A为H,B为Na,D为Cl,E为N,F为S,G为Cr;据此分析作答。
【详解】
(1)根据元素周期律可知Cl的电负性大于S;
(2)Cr为24号元素,价电子排布图为
(3)晶体钠为体心立方堆积;区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X-射线衍射实验;
(4)根据核外电子排布规律可知,每个电子的运动状态不同,Cl-最外层有8个电子,所以就有8种不同运动状态的电子,最外层有两个能级,每个能级上电子能量是相同的,所以最外层有2种能量不同的电子,在S2Cl2中要使个原子都满足8电子稳定结构,则分子存在一个S-S键和2个S-Cl键,S原子的价电子数为4,因此S原子以sp3方式杂化;S原子周围有2对孤电子对,所以分子为极性分子;
(5)A与E形成的最简单化合物为NH3,NH3分子中N原子周围有3个共价键,一个孤电子对,因此分子空间构型为三角锥形,由于在NH3中有孤电子对的存在;分子中正电中心和负电中心不重合,使分子的一部分呈正电性,另一部分呈负电性,所以分子显极性;
(6)R为Na2S,在每个晶胞中含有Na+数为8,S2-为8×+6×=4,由R的晶胞可设S2-的半径为r1cm,Na+半径为r2cm,则晶胞的体对角线为4(r1+r2)cm,晶胞的边长为(r1+r2)cm,晶体的密度==g/cm3=
【点睛】
本题的难点是晶胞密度的计算,只要掌握晶胞中粒子数与M、ρ(晶体密度,g·cm-3)之间的关系,难度即会降低。若1个晶胞中含有x个粒子,则1mol该晶胞中含有xmol粒子,其质量为xMg;又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积,单位为cm3),则1mol晶胞的质量为ρa3NAg,因此有xM=ρa3NA。【解析】>体心立方堆积X-射线衍射82sp3极性三角锥形分子中正电中心和负电中心不重合,使分子的一部分呈正电性,另一部分呈负电性四、结构与性质(共1题,共7分)22、略
【分析】【详解】
(一);
(1)Na元素位于元素周期表第三周期第IA族;S的基态原子核外未成对电子处于3p轨道,共2个未成对电子;Si原子核外电子数为14,核外电子基态排布式为1s22s22p63s23p2;
故答案为三;IA;2;1s22s22p63s23p2。
(2)同一周期元素,随着原子序数的增加,原子核对核外电子的吸引力增强,第一电离能增大,所以第一电离能:S>Si;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径:O2->Na+;一般来说,原子晶体(Si)的熔点高于离子晶体(NaCl)的熔点,故熔点:Si>NaCl;元素的非金属性越强,元素最高价氧化物的水化物的酸性越强,因为非金属性Cl>S,所以酸性:HClO4>H2SO4;
故答案为<;>;<;<。
(3)Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,本身被还原为氯离子,1个氯气分子反应得到2个电子,因此离子方程式、电子转移的方向和数目表示为
故答案为
(二);
(1)根据核外电子排布规律写出33号元素的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3;所以该元素原子核外有4个电子层,有8个能级,该元素原子中被电子占据的轨道,s轨道有4个,p轨道有3×3=9个,d轨道有5个,所以占据的原子轨道总共有18个,故答案为4;8;18。
(2)该元素的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3,最外层电子排布式为4s24p3,轨道表示式为故答案为4s24p3;1s22s22p63s23p63d104s24p3;【解析】①.三②.IA③.2④.1s22s22p
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