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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年湘师大新版选修3化学下册阶段测试试卷698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、下列有关说法不正确的是()A.水合铜离子的模型如图所示,1个水合铜离子中有4个配位键B.CaF2晶体的晶胞如图所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+C.H原子的电子云图如图所示,H原子核外的大多数电子在原子核附近运动D.金属Cu中Cu原子堆积模型如图所示,该金属晶体为最密堆积,每个Cu原子的配位数均为122、下列叙述中,正确的是A.在一个基态多电子的原子中,可以有两个运动状态完全相同的电子B.在一个基态多电子的原子中,不可能有两个能量完全相同的电子C.如果某一基态原子3p轨道上仅有2个电子,它们自旋方向必然相反D.在一个基态多电子的原子中,M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高3、高温炼铜的反应之一为:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2。下列有关化学用语的说法正确的是A.铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d94s2B.SO2分子空间构型为直线型C.S2—的结构示意图D.质量数为18的氧原子可表示为:188O4、下列有关说法正确的是()A.电子云通常用小黑点的疏密来表示,小黑点密表示在该空间的电子数多B.已知Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为4f5C.Cu的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,所以Cu处于s区D.原子光谱的特征谱线用于鉴定元素,从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时形成是吸收光谱5、下列关于化学键的判断错误的是A.PH3和NH3分子中均含有孤电子对,且PH3提供孤电子对的能力强于NH3B.S元素和O元素之间能形成两种只含极性键的极性化合物C.空间构型为正四面体结构的分子,化学键的键角可能是109.5°,也可能是60°D.乙烯分子中有5个sp2杂化轨道形成的σ键和1个未杂化的2p轨道形成的π键6、通常状况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间构型与氨分子相似,下列对NCl3的有关叙述正确的是()A.分子中N—Cl键键长比CCl4分子中C—Cl键键长长B.分子中的所有原子均达到8电子稳定结构C.NCl3分子是极性分子,NCl3的沸点低于NH3的沸点D.NBr3比NCl3易挥发7、在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键的强弱无关的是()A.钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐渐增大B.金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点C.KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低D.CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高8、如图是NaCl晶体的一个晶胞的结构模型(黑球为Cl-、白球为Na+)。KO2的晶体结构与NaCl相似,KO2可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-的位置用O2-代替,则下列对于KO2晶体结构的描述不正确的是()
A.与K+距离相等且最近的K+有8个B.与K+距离相等且最近的O2-构成的多面体是正八面体C.一个KO2晶胞中的K+和O2-粒子数均为4个D.与K+距离相等且最近的O2-共有6个评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)9、“3s”和“3s2”都是关于原子核外第三电子层s亚层的化学用语,这两个用语的区别在于______10、(1)碳原子最外层含有____个电子,1个碳原子可以跟其他非金属原子形成____个____键,碳原子之间也能以共价键相结合,形成__键、___键或____键,连接成稳定的长短不一的__或含碳原子数不等的碳环;从而导致有机物种类纷繁,数量庞大。
(2)苯分子中碳原子的杂化方式是___;乙炔分子中碳原子的杂化方式是___。11、试用VSEPR理论判断下列分子或离子的立体构型,并判断中心原子的杂化类型:(1)H2O____________形,杂化类型_________;(2)CO32-__________形,杂化类型_________;(3)SO32-__________形,杂化类型_________;12、如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构;该结构是具有代表性的最小结构重复单元。
(1)在该物质的晶体结构中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子、氧离子各有_____________、_____________、_____________个。
(2)该晶体结构中,Ca、Ti、O个数比是___________;该物质的化学式可表示为___________。13、金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式:六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方密堆积,图(a)、(b);(c)分别代表这三种晶胞的结构。
(1)三种堆积方式实质是金属阳离子的堆积方式,那么自由电子有无确切的堆积方式?_______(填“有”或“无”)。
(2)影响金属晶体熔点的主要因素是___________________。14、⑴如图为碳的一种同素异形体C60分子,每个C60分子中含有σ键的数目为___________;
⑵如图为碳的另一种同素异形体——金刚石的晶胞结构,D与周围4个原子形成的空间结构是_______,所有键角均为_______。
⑶硼酸(H3BO3)的结构与石墨相似如图所示,层内的分子以氢键相连,含1mol硼酸的晶体中有_____mol氢键。
⑷每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有____个,每个Na+周围等距且紧邻的Na+有_____个。
15、已知NaCl、MgCl2、AlCl3、Al2O3晶体的熔点依次为801℃、714℃、190℃、2000℃,其中属于分子晶体的一种晶体应是________,它不适宜用作金属冶炼的电解原料。工业上这种金属的冶炼过程必须使用一种助熔剂___________。16、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__评卷人得分三、计算题(共6题,共12分)17、(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_______。18、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______。19、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)。_______20、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。____________21、NaCl是重要的化工原料。回答下列问题。
(1)元素Na的焰色反应呈_______色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子,其价电子轨道表示式为_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,但其熔点比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应;可以形成一种晶体,其立方晶胞如图所示(大球为Cl,小球为Na)。
①若A的原子坐标为(0,0,0),B的原子坐标为(0,),则C的原子坐标为_______。
②晶体中,Cl构成的多面体包含______个三角形的面,与Cl紧邻的Na个数为_______。
③已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_________g·cm-3(列出计算式)。22、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)评卷人得分四、结构与性质(共1题,共4分)23、X;Y、Z、Q、W为前四周期中原子序数依次增大的元素。X原子的2p能级上有两个未成对电子;且无空轨道。Y原子K层的电子数与M层的电子数的乘积等于其L层的电子数;Z与X同族,Q位于第ⅠB族;W元素最高正价和最低负价的代数和为4。根据以上信息,回答下列问题。
(1)W元素的名称是:___________;其简化的电子排布式为___________________;X的基态原子核外最高能级上有_____种不同空间运动状态的电子;已知高温下4QX→2Q2X+X2,从Q原子价层电子结构的角度分析,能生成Q2X的原因是__________________________________。
(2)Y与X可以形成多种复杂阴离子,如下图所示,若其中a对应的阴离子化学式为YX则c对应的阴离子的化学式为_________________(圆圈代表X原子;黑点代表Y原子)。
(3)向盛有含Q2+的溶液中加入氨水至过量,沉淀溶解的离子方程式为___________________。写出最后所得配离子的结构式____________________________________(配位键须注明)。
(4)W、Y均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,VSEPR构型____________(填“相同”或“不相同”),若“Y−H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与W反应时单质W是氧化剂,则W与Y的电负性相对大小为______________(用元素符号作答)。评卷人得分五、实验题(共1题,共2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、元素或物质推断题(共5题,共25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__________。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、C【分析】【详解】
A.如图所示;铜离子与4个水分子结合,所以1个水合铜离子中有4个配位键,故A正确;
B.晶胞中Ca2+处于晶胞的顶点和面心,则每个CaF2晶胞中Ca2+数为8×1/8+6×1/2=4;故B正确;
C.H原子外只有一个电子;在原子核附近运动,故C错误;
D.在金属晶体的最密堆积中;对于每个原子来说,在其周围的原子有与之同一层上有六个原子和上一层的三个及下一层的三个,故每个原子周围都有12个原子与之相连,故D正确;
故选C。2、D【分析】【详解】
在一个基态多电子的原子中;不可能有两个运动状态完全相同的电子,A错误;
在一个基态多电子的原子中;当电子处于同一电子层的不同亚层时,电子的能量相同,B错误;
如果某一基态原子3p轨道上仅有2个电子;它们处于不同的轨道上,而且自旋方向相同,这样的排布使原子的能量最低,处于稳定状态,C错误;
在一个基态多电子的原子中;根据电子围绕原子核运动时,离核的远近及能量的高低,将原子核外电子运动的空间分成不同的层次,从内到外依次是K;L、M、N、O、P、Q,M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高,D正确;
故合理选项是D。3、D【分析】【详解】
A.根据洪特规则,铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1;故A错误;
B.SO2价电子对数是3;有1个孤电子对,分子空间构型为V型,故B错误;
C.S2-的质子数为16,结构示意图故C错误;
D.氧原子的质子数是8,质量数为18的氧原子可表示为故D正确。
答案选D。4、B【分析】【详解】
A.电子云通常用小黑点的疏密来表示;小黑点密表示在该空间电子出现的概率更大,A错误;
B.Sm3+是由Sm原子失去3个价电子形成的离子,该原子中6s轨道上的2个价电子在最外层最容易失去,4f轨道上失去一个电子后,即可达到半充满的稳定结构,故Sm3+的价层电子排布式为4f5;B正确;
C.Cu的价电子为3d104s1;所以Cu处于ds区,C错误;
D.电子由高能级跃迁至低能级时,需要释放能量,因此电子从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时形成是发射光谱;D错误;
故答案选B。5、B【分析】【分析】
【详解】
A.PH3和NH3分子中心原子均为sp3杂化,均含有孤电子对,且r(N)<r(P),PH3提供孤电子对的能力强于NH3;A说法正确;
B.SO3为含有极性键的非极性化合物;B说法错误;
C.空间构型为正四面体结构的分子;化学键的键角可能是109.5°,如甲烷,也可能是60°,如白磷,C说法正确;
D.乙烯分子中C原子采取sp2杂化,C-H之间是sp2杂化轨道形成σ键,C-C之间有未杂化的2p轨道形成的π键,则有5个sp2杂化轨道形成的σ键和1个未杂化的2p轨道形成的π键;D说法正确;
答案为B。6、B【分析】分析:通常状况下,NCl3是一种油状液体;其分子空间构型与氨分子相似,根据氨气的结构与性质类推。
详解:A、C原子的原子半径大于N原子的原子半径,所以CCl4中C-C1键键长比NC13中N-C1键键长;A错误;
B、NC13中N原子最外层电子数5,化合价为+3价,所以N原子达到8电子稳定结构;NC13中C1原子最外层电子数7;化合价为-1价,所以C1原子达到8电子稳定结构,B正确;
C、NC13的分子空间构型与氨分子相似,都是三角锥型结构,氨分子是极性分子,所以NCl3分子也是极性分子,NCl3的沸点高于NH3的沸点;C错误;
D、分子晶体中物质的熔沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大其熔沸点越高,所以NBr3比NCl3的熔沸点高,NCl3比NBr3易挥发;D错误。
答案选B。7、D【分析】【分析】
【详解】
A;钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高;硬度逐渐增大,这是因为它们中的金属键逐渐增强,与化学键的强弱有关,A不选;
B;金刚石的硬度大于晶体硅的硬度;其熔点也高于晶体硅的熔点,这是因为C-C键的键长比Si-Si键的键长短,C-C键的键能比Si-Si键的键能大,与化学键的强弱有关,B不选;
C、KF、KCl、KBr;KI的熔点依次降低;这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱,与化学键的强弱有关,C不选;
D、CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高;这是因为分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,与化学键的强弱无关,D选。
答案选D。8、A【分析】【详解】
A.K+位于晶胞棱心,被横平面、竖平面和正平面共有,且每一个平面有4个K+距离最近,共43=12个;A错误;
B.与K+距离相等且最近的O2-共有6个,构成正八面体,K+位于正八面体中心;B正确;
C.K+位于晶胞棱心和体心,平均每个晶胞的数目为O2-位于顶点和面心,平均每个晶胞的数目为即一个KO2晶胞中分摊得的K+和O2-粒子数均为4个;C正确;
D.K+位于晶胞棱心,与K+距离相等且最近的O2-位于顶点和面心;共有6个,D正确;
故选A。二、填空题(共8题,共16分)9、略
【分析】【分析】
“3s”中“3”表示能层,“s”表示能级;“3s2”表示某电子层的某种s能级上有两个电子;据此分析解答。
【详解】
“3s”中“3”表示能层,“s”表示能级,所以“3s”表示轨道名称;“3s2”表示第三电子层的s能级上有两个电子,所以“3s2”表示该轨道的电子排布,故答案为:“3s”表示轨道(或能级)名称,“3s2”表示该轨道的电子排布。【解析】“3s”表示轨道(或能级)名称,“3s2”表示该轨道的电子排布10、略
【分析】【分析】
⑴碳原子最外层含有4个电子;碳原子主要形成共价键,碳原子与碳原子可以形成单键;双键或三键,也可形成碳链或碳环。
⑵分析苯分子和乙炔分子中每个碳原子价层电子对数。
【详解】
⑴碳原子最外层含有4个电子;1个碳原子可以跟其他非金属原子形成4个共价键,碳原子之间也能以共价键相结合,形成单键;双键或三键,连接成稳定的长短不一的碳链或含碳原子数不等的碳环,从而导致有机物种类纷繁,数量庞大;故答案为:4;4;共价;单;双;三;碳链。
⑵苯分子中每个碳原子有三个共价键,没有孤对电子,价层电子对数为3对,杂化方式是sp2;乙炔分子中每个碳原子有2个共价键,没有孤对电子,价层电子对数为2对,杂化方式是sp;故答案为:sp2;sp。【解析】①.4②.4③.共价④.单⑤.双⑥.三⑦.碳链⑧.sp2⑨.sp11、略
【分析】【分析】
根据价层电子对互斥理论确定分子或离子空间构型,价层电子对个数n=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),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数。根据n值判断杂化类型:一般有如下规律:当n=2,sp杂化;n=3,sp2杂化;n=4,sp3杂化,据此分析解答。
【详解】
(1)H2O中价层电子对个数n=2+(6-2×1)=4,含孤电子对数为2,中心原子采用sp3杂化,所以该分子为V型;(2)CO32-中价层电子对个数n=3+(4+2-3×2)=3,含孤电子对数为0,中心原子采用sp2杂化,所以该分子为平面三角形;(3)SO32-中价层电子对个数n=3+(6+2-3×2)=4,含孤电子对数为1,中心原子采用sp3杂化,所以该分子为三角锥形。【解析】①.V形②.sp3③.平面三角形④.sp2⑤.三角锥形⑥.sp312、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)根据晶胞的结构可知;以晶胞顶点上的钛离子为例,与之最近的钛离子分布在与相邻的顶点上,这样的离子有6个(上下左右前后各1个),钙离子分布在体心上,这样的离子有8个(每个顶点可以形成8个立方体),氧离子分布在棱上,最接近且距离相等的也是6个(上下左右前后各1个);答案为6,8,6。
(2)利用均摊法可知,钛离子位于顶点,在每个晶胞中钛离子个数为8×=1,氧离子位于棱上,氧离子的个数为12×=3,钙离子位于体心,钙离子个数为1,所以钙、钛、氧的离子个数比是1:1:3,化学式可表示为CaTiO3;答案为1:1:3;CaTiO3。【解析】①.6②.8③.6④.1:1:3⑤.CaTiO313、略
【分析】【详解】
(1)由于金属晶体中的自由电子不属于每个固定的原子;而是在整个晶体中自由移动,故自由电子无确切的堆积方式,答案为:无;
(2)金属晶体是金属原子通过金属键形成的,金属键的强弱直接影响佥属晶体的熔点。金属键越强,晶体的熔点越高,故答案为:金属键的强弱。【解析】①.无②.金属键的强弱14、略
【分析】【分析】
⑴每个C60分子中每个碳原子与周围两个碳原子形成单键;与另外一个碳原子形成碳碳双键。
⑵金刚石的晶胞结构是空间网状正四面体结构。
⑶根据结构得到每个硼酸与周围6个硼酸形成分子间氢键。
⑷根据NaCl晶胞结构分析配位数。
【详解】
⑴如图为碳的一种同素异形体C60分子,每个C60分子中每个碳原子与周围两个碳原子形成单键,与另外一个碳原子形成碳碳双键,因此每个C60分子中共有60个碳碳单键,30个碳碳双键,因此每个C60分子中含有σ键的数目为90;故答案为:30。
⑵金刚石的晶胞结构;根据空间结构得到D与周围4个原子形成的空间结构是正四面体结构,所有键角均为109°28';故答案为:正四面体;109°28'。
⑶硼酸(H3BO3)的结构与石墨相似如图所示;层内的分子以氢键相连,根据结构得到每个硼酸与周围6个硼酸形成分子间氢键,每个氢键属于两个硼酸共有,因此含1mol硼酸的晶体中有3mol氢键;故答案为:3。
⑷根据结构以中心Cl-分析,每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个即上下左右前后;以右侧中心Na+分析,一个截面有4个Na+,三个截面,因此每个Na+周围等距且紧邻的Na+有12个;故答案为:6;12。
【点睛】
晶胞结构是常考题型,常见晶体的结构要理解,学会分析配位数的思维。【解析】①.90②.正四面体③.109°28'④.3⑤.6⑥.1215、略
【分析】【分析】
根据离子晶体和分子晶体的熔点关系分析判断;根据分子晶体在熔融状态下不能导电分析判断冶炼的金属;再分析判断。
【详解】
根据NaCl、MgCl2、AlCl3、Al2O3晶体的熔点依次为801℃、714℃、190℃、2000℃,分子晶体的熔点一般较低,离子晶体的熔点较高,所以AlCl3为分子晶体;氧化铝的熔点很高,直接电解熔融的氧化铝冶炼铝时会消耗大量的能量,因此常用冰晶石作助熔剂,在故答案为:AlCl3;冰晶石。【解析】①.AlCl3②.冰晶石16、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>①三、计算题(共6题,共12分)17、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】232:3MgB218、略
【分析】【分析】
(1)根据各种晶体结构中微粒的空间位置确定三种晶体晶胞中铁原子的配位数;然后得到其比值;
(2)先计算出两种晶体中Fe原子个数比;然后根据密度定义计算出其密度比,就得到其空间利用率之比;
(3)先计算γ-Fe晶体中Fe原子个数,根据Fe原子半径计算晶胞的体积,然后根据计算晶体的密度;
(4)根据物质的熔沸点;溶解性等物理性质分析判断。
【详解】
(1)δ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是晶胞顶点的Fe异种;个数是8个;
γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子个数=3××8=12;
α-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子;铁原子个数=2×3=6;
则三种晶体晶胞中铁原子的配位数的比为8:12:6=4:6:3;
(2)若δ-Fe晶胞边长为acm,α-Fe晶胞边长为bcm,则两种晶体中铁原子个数之比=(1+):(8×)=2:1,密度比==2b3:a3,晶体的密度比等于物质的空间利用率之比,所以两种晶体晶胞空间利用率之比为2b3:a3;
(3)在γ-Fe晶体中Fe原子个数为8×+6×=4,Fe原子半径为rpm,假设晶胞边长为L,则L=4rpm,所以L=2rpm=2×10-10cm,则晶胞的体积V=L3=(2×10-10)cm3,所以γ-Fe单质的密度
(4)FeCl3晶体的熔沸点低;易溶于水,也易溶于乙醚;丙酮等有机溶剂,根据相似相溶原理,结合分子晶体熔沸点较低,该物质的熔沸点较低,属于分子晶体。
【点睛】
本题考查了Fe的晶体类型的比较、晶体空间利用率和密度的计算、铁元素化合物晶体类型的判断。学会利用均摊方法分析判断晶胞中铁原子数目,熟练掌握各种类型晶体的特点,清楚晶体密度计算公式是解答本题的关键。【解析】4:6:32b3:a3分子晶体19、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4.2×10-22g63.21127.26pm20、略
【分析】【详解】
(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心钨原子完全为该晶胞所有,故晶胞中钨原子个数为故答案为:2;
(2)已知金属钨的密度为ρ,钨的相对原子质量是M,每个晶胞中含有2个钨原子,则每个晶胞的质量为又因为每个晶胞的体积为a3,所以晶胞的密度解得故答案为:0.3163nm;
(3)晶胞体对角线的长度为钨原子半径的4倍,则计算得出钨原子半径为故答案为:0.137nm;
(4)每个晶胞中含2个钨原子,钨原子为球状,根据则体心立方结构的空间利用率为故答案为:68%。【解析】20.3163nm0.137nm68%21、略
【分析】【详解】
(1)元素Na的焰色反应呈黄色;激发态Na原子,价电子由3s能级激发到3p能级,其价电了轨道表示式为答案:黄;
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,都属于离子晶体。但其熔点比NaCl低,原因是K+半径Na+大,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低,所以KBr熔点比NaCl低。答案:K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低。
(3)①根据晶胞的结构及A;B两点的坐标可知;C的原子坐标为(1,0.75,0.5);答案:(1,0.75,0.5)。
②根据晶胞结构可知,晶体中Cl构成的多面体包含20个三角形的面;与Cl紧邻的Na个数为4;答案:20;4。
③根据均摊法可知,该晶体中含有2个Na和6个Cl,ρ=m/V=[(232+635.5)/NA]/(a10-10)3=259/(NAa310-30)【解析】黄K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低。(1,0.75,0.5)204259/(NAa310-30)22、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。
【点睛】
均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是:①顶点:每个顶点的原子被8个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;②棱:每条棱的原子被4个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;③面上:每个面的原子被2个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;④内部:内部原子不与其他晶胞分享,完全属于该晶胞。【解析】1244离子键4四、结构与性质(共1题,共4分)23、略
【分析】【分析】
X、Y、Z、Q、W为前四周期中原子序数依次增大的元素。X原子的2p能级上有两个未成对电子,且无空轨道,则X的价电子排布式为2s22p4,X为O,Y原子K层的电子数与M层的电子数的乘积等于其L层的电子数;K层2个电子,L层8个电子,则其M层的4个电子,Y为Si,Q位于第ⅠB族且只能是第4周期,则Q为Cu;Z与X同族即第ⅥA,X、Y、Z、Q、W原子序数依次增大,则Z为S,W元素最高正价和最低负价的代数和为4,W位于ⅥA;为Se,据此结合相关知识分析回答;
【详解】
(1)W即Se元素的名称是硒;原子序数为34,则其简化的电子排布式为[Ar]3d104s24p4;按原子轨道能量的高低规律,X的基态原子核外最高能级为2p,有3种不同空间运动状态的电子;已知高温下4QX→2Q2X+X2,即高温下氧化铜分解生成氧化亚铜和氧气,则能生成Cu2O原因是CuO中铜的外围电子排布为3d9,Cu2O中铜的价电子排布为3d10;后者处于全充满的稳定结构,而前者不是;
答案为:硒;[Ar]3d104s24p4;3;CuO中铜的外围电子排布为3d9,Cu2O中铜的价电子排布为3d10;后者处于全充满的稳定结构,而前者不是;
(2)Y与X可以形成多种复杂硅氧根阴离子,若其中a对应的阴离子化学式为YX即是硅氧四面体结构,则c对应的阴离子为6个硅氧四面体构成,硅氧四面体通过共用顶角氧原子成连接起来的,则每个硅氧四面体内有1个硅原子、2+2×=3个氧原子,则化学式为Si6O
答案为:Si6O
(3)向盛有含Q2+即铜离子的溶液中加入氨水至过量,先生成Cu(OH)2后沉淀溶解,则沉淀溶解的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(或Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-);反应后得到的配离子的结构式为
答案为:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(或Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-);
(4)W为Se、Y为Si,均能与氢元素形成气态氢化物,它们形成的最简单的氢化物分别为H2Se,SiH4,它们的价层电子对数均为4,故VSEPR构型相同,若“Y−H”即Si-H中共用电子对偏向氢元素,则电负性H>Si,氢气与W即Se反应时,单质W即Se是氧化剂,则W即Se的电负性比氢大,则Si与Se的电负性相对大小为Se>Si;
答案为:相同;Se>Si。
【点睛】
本题的难点是(2),用均摊法求算离子的化学式。【解析】硒[Ar]3d104s24p43CuO中铜的外围电子排布为3d9,Cu2O中铜的价电子排布为3d10,后者处于全充满的稳定结构,而前者不是Si6OCu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(或Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-)相同Se>Si五、实验题(共1题,共2分)24、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]Cl2六、元素或物质推断题(共5题,共25分)25、略
【分析】【分析】
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,则A为C,C为O,B为N,D为Mg。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,E为Cr。
【详解】
(1)基态E原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同即最外层电子数只有一个,还有K、Cu;故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期从左到右电离能有增大趋势;但第IIA族元素电离能大于第IIIA族元素电离能,第VA族元素电离能大于第VIA族元素电离能,因此A;B、C的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;故答案为:C<O<N;
(3)化合物AC2为CO2,其电子式故答案为:
(4)Mg的单质在CO2中点燃可生成碳和一种熔点较高的固体产物MgO,其化学反应方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案为:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根据CO与N2互为等电子体,一种由N、O组成的化合物与CO2互为等电子体,其化学式为N2O;故答案为:N2O;
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为HNO3与Mg的单质反应时,NHO3被还原到最低价即NH4NO3,其反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案为:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。【解析】1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O26、略
【分析】【分析】
A元素的价电子构型为nsnnpn+1,则n=2,故A为N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C为F元素;B原子序数介于氮、氟之间,故B为O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最外层电子数为2,故D为Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则原子序数为26,为Fe元素;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,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1;故F为Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G为As元素,据此解答。
【详解】
(1)N原子最外层为半充满状态;性质稳定,难以失去电子,第一电离能大于O元素;同一周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,故元素的电负性:N<O<F;
(2)C为F元素,电子排布图为E3+的离子符号为Fe3+;
(3)F为Cu,位于周期表ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G为As元素;与Si位于周期表对角线位置,则其单质可作为半导体材料,A正确;
B.同主族从上到下元素的电负性依次减小;则电负性:As<P,B错误;
C.同一周期从左到右原子半径依次减小;As与Ge元素同一周期,位于Ge的右侧,则其原子半径小于锗,C错误;
D.As与硒元素同一周期;由于其最外层电子处于半充满的稳定结构,故其第一电离能大于硒元素的,D错误;
故合理选项是A;
(5)D为Mg元素,其金属活泼性大于Al
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