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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年浙科版选修3化学上册阶段测试试卷221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、下列有关原子结构与性质的说法正确的是()A.的基态原子的第一电离能依次递增B.的基态电子排布式为C.有6种不同能量的电子D.化合物中S元素显-2价,说明C元素比S元素的电负性弱2、由短周期前10号元素组成的物质T和X;有如图所示的转化。X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是。
A.T转化为X的过程中,断裂和形成的共价键类型相同B.等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NAC.X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键3、下列描述中正确的是A.CS2为V形的极性分子B.ClO3-的空间构型为平面三角形C.SF6中S原子和氟原子均满足最外层8电子稳定结构D.SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化,SiF4分子呈空间正四面体,SO32-呈三角锥形4、下列大小关系正确的是A.熔点:NaI>NaBrB.硬度:MgO>CaOC.晶格能:NaCl<NaBrD.熔沸点:CO2>NaCl5、下面的排序不正确的是()A.金属Cu中Cu原子堆积方式为面心立方最密堆积,每个Cu原子的配位数均为12B.晶体的熔点:SiC>CCl4>P4>SO2C.酸性:HClO4>HClO3>HClOD.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)6、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7、下列关于粒子结构的描述不正确的是A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子,且H2S分子的键角较大B.HS﹣和HCl均是含一个极性键的18电子微粒C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子D.1molD216O中含中子、质子、电子各10NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)8、已知X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,X是周期表中的原子半径最小的元素,Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等,Z的核电荷数是Y的2倍,W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍。下列说法不正确的是A.原子半径:Z>W>RB.W、R对应的简单氢化物的稳定性前者大于后者C.W与X、W与Z形成的化合物的化学键类型完全相同D.电负性R>Y、X9、下列说法正确的是()A.抗坏血酸分子的结构为分子中碳原子的杂化方式为sp2和sp3B.氯化铝在177.8℃时升华,因此AlCl3为分子晶体,是非电解质C.碳元素和硅元素同主族,因此CO2和SiO2互为等电子体D.一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。该晶胞中碳原子的原子坐标为()
10、下列说法正确的是A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B.H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O中共价键的键能比较大C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释D.氨气极易溶于水是因为氨气可与水形成氢键这种化学键11、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12、膦(PH3)在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含之。它的分子是三角锥形。以下关于PH3的叙述中,正确的是()A.PH3是非极性分子B.PH3分子中有未成键的电子对C.PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱D.PH3分子中的P-H键是非极性键13、CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中含有的哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长(该晶胞为长方体)。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是()
A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的C22-数目为6B.6.4gCaC2晶体中含阴离子0.1molC.该晶体中存在离子键和共价键D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)14、如图是s能级和p能级的原子轨道示意图;试回答下列问题:
(1)若元素X的原子最外层电子排布式为原子中能量最高的是____________电子,其电子云在空间内有____________个互相垂直的伸展方向;元素X的名称是____________,它的简单氢化物的电子式是____________。
(2)若元素X的原子最外层电子排布式为那么X的元素符号为____________,原子的轨道表示式为____________。15、试用VSEPR理论判断:_____________。物质孤对电子对数轨道杂化形式分子或离子的形状SO3PO43-NCl3CS216、硼及其化合物的应用广泛。试回答下列问题:
(1)基态原子的价电子轨道表示式为__________,其第一电离能比的__________(填“大”或“小”)。
(2)氨硼烷()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,提供孤电子对的原子是__________,写出一种与氨硼烷互为等电子体的有机小分子:___________________(填化学式)。
(3)常温常压下硼酸()的晶体结构为层状;其二维平面结构如图所示。
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:______________________________。17、N;P同属于元素周期表的第VA族元素。
(1)基态磷原子的价电子排布图是____________
(2)NCl3的VSEPR模型名称是__________,中心原子杂化轨道类型是__________________。
(3)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为原子总数相同、价电子总数相同的粒子即等电子体具有相似的化学键特征,它们的许多性质是接近的。写出N2O的一种有第二周期非金属元素组成的等电子体分子_______________________。
(4)沸点比较:PH3___________NH3(填“>”、“=”、“<”),理由是____________。
(5)已知键能:H-H键能为436KJ·mol-1,N-H键能为391KJ·mol-1,N≡N键能为945.6kJ•mol-1.。则N2+3H22NH3,生成2molNH3时,共放热_________KJ
(6)NH3极易溶于水,原因是_______________18、单质硼有无定形和晶体两种;参考下表数据回答:
(1)晶体硼的晶体类型属于____________________晶体,理由是_____________。
(2)已知晶体的结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图),其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角,每个顶角各有一个硼原子。通过观察图形及推算,得出此基本结构单元是由__________个硼原子构成的,其中B—B键的键角为____________,共含有___________个B—B键。
19、回答下列问题:
(l)离子化合物中阴阳离子半径之比是决定晶体构型的重要因素之一;配位数与离子半径之比存在如下关系:
若某化合物由+1价阳离子和-1价阴离子组成,阳离子的半径为70pm,阴离子的半径为140pm,分析以上信息,可以推导出该晶体结构,与常见的_______晶体(填写化学式)阴阳离子的配位数相同。与阴(阳)离子配位的这几个阳(阴)离子,在空间构成的立体形状为_______。
(2)金刚石的晶胞为面心立方;另有四碳原子在晶胞内部,如图。
则一个金刚石的晶胞中含有的碳原子数为_______,若金刚石晶胞的边长为a,则其中C—C的键长为_______。评卷人得分四、计算题(共3题,共30分)20、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)21、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)。
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)评卷人得分五、结构与性质(共4题,共8分)23、【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_______________。24、含族的磷、砷()等元素的化合物在科学研究和工业生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)下列状态的磷中,电离最外层一个电子所需能量最小的是__________(填标号)。
A.B.C.D.
(2)常温下是一种白色晶体,由两种微粒构成。将其加热至148℃熔化,形成一种能导电的熔体。已知两种微粒分别与互为等电子体,则为________,其中心原子杂化轨道类型为________,为________。
(3)的分别为根据结构与性质的关系解释远大于的原因______________。
(4)的空间构型为_____________。
(5)砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能只有其10%。推广砷化镓等发光二极管()照明,是节能减排的有效举措。已知砷化镓的晶胞结构如图所示,晶胞参数
①砷化镓的化学式为__________,镓原子的配位数为__________。
②砷化镓的晶胞密度__________(列式并计算,精确到小数点后两位),如图是沿立方格子对角面取得的截图,位置原子与位置原子的核间距x=________
25、半导体材料磷化硼(BP)可由BBr3和PBr3在高温下合成。回答下列问题:
(1)基态P原子的价电子排布式为__________,同周期中第一电离能比P小的元素有______种。
(2)在水中的溶解度BBr3_______PBr3(填“>”或“<”),原因是_____________。
(3)一定温度下PBr5能形成阴、阳离子个数比为1:1的导电熔体,经测定其中P—Br键键长均相等。写出该导电熔体中阳离子的电子式:_________,其中P原子的杂化轨道类型是_______。
(4)已知磷化硼晶体中P原子作A1型最密堆积,B原子填入四面体空隙中,相邻P原子和B原子核间距为dcm,则该晶体中每个B原子周围有_____个B原子与它距离最近,晶体密度为____g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值),若某个P原子的坐标为(0,0,0),则晶胞中其余P原子的坐标为__________(写出一个即可)。26、物质结构决定性质;新材料的不断涌现有力地促进了社会进步,因此了解物质结构具有重要意义。试回答下列问题:
(1)基态铁原子中未成对电子数为_________,在水溶液中常以Fe2+、Fe3+的形式存在,其中________更稳定。
(2)OF2中氧元素的化合价为____,中心原子的杂化方式为___,OF2的分子极性比H2O的__________(选填“大”或“小”)。
(3)一种新型铝离子电池中的电解质溶液由某种有机阳离子与AlCl4﹣、Al2Cl7﹣构成,AlCl4﹣的立体构型为_________,Al2Cl7﹣中的原子都是8电子结构,则Al2Cl7﹣的结构式为(配位键用“→”表示)__________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,要比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需要知道的数据是___________;
(5)氮化铝、氮化硼、氮化镓晶体的结构与金刚石相似,它们晶体的熔点由高到低的顺序是___________。
(6)NH3分子中∠HNH键角为106.7º,而配离子[Zn(NH3)6]2+中∠HNH键角为109.5º,配离子[Zn(NH3)6]2+中∠HNH键角变大的原因是_____。
(7)下图是Fe3O4晶体的晶胞。
①晶胞中亚铁离子处于氧离子围成的______(选填“正方形”;“正四面体”或“正八面体”)空隙。
②晶胞中氧离子的堆积方式的名称为________。
③若晶胞的体对角线长为anm,则Fe3O4晶体的密度为________g/cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)。评卷人得分六、有机推断题(共3题,共18分)27、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______________________________。28、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)29、原子序数依次增大的X;Y、Z、Q、E五种元素中;X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,E元素原子序数为29。
用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)Y在周期表中的位置为__________________。
(2)已知YZ2+与XO2互为等电子体,则1molYZ2+中含有π键数目为___________。
(3)X、Z与氢元素可形成化合物XH2Z,XH2Z分子中X的杂化方式为_________________。
(4)E原子的核外电子排布式为__________;E有可变价态,它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示,该价态的化学式为____________。
(5)氧元素和钠元素能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示(立方体晶胞),晶体的密度为ρg··cm-3,列式计算晶胞的边长为a=______________cm(要求列代数式)。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、D【分析】【详解】
A.同周期元素自左往右第一电离能呈增大趋势,但是Mg的基态原子最外层为全满状态,能量低不容易失去一个电子,Al的基态原子最外层电子以排布;容易失去一个电子形成稳定结构,故基态原子的第一电离能Mg比Al高,故A错误;
B.对于Cr的3d轨道来说,5电子是半充满状态,结构更稳定,所以应采取的排布方式;故B错误;
C.的核外电子排布式为应有5种不同能量的电子;故C错误;
D.化合物中元素显负价;说明其吸引电子的能力强,电负性强,即C元素比S元素的电负性弱,故D正确;
答案选D。2、A【分析】【分析】
由球棍模型可知,黑球为C,大白球为O,小白球为H,则T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3;则Y为氧化剂,据此分析解答。
【详解】
A.T转化为X的过程中;断裂的是C-H键,形成的是C-O键和O-H键,断裂和形成的共价键类型相同,故A正确;
B.HCHO、H2CO3分子中都含有1个C=O,因此等物质的量的HCHO、H2CO3分子中含有π键的数目相等,但物质的量未定,故不一定为NA;故B错误;
C.X分子中含有的σ键个数为5;T分子中含有的σ键个数为3,不是2倍的关系,故C错误;
D.X为H2CO3;只含有极性键,故D错误;
故选A。3、D【分析】【分析】
【详解】
A.CS2中C原子杂化方式是sp;无孤电子对,空间构型为直线形,结构对称,所以是非极性分子,故A错误;
B.ClO3-中Cl原子的杂化轨道数是有1个孤电子对,空间构型为三角锥形,故B错误;
C.SF6中S原子价电子对数是6;S原子不满足最外层8电子稳定结构,故C错误;
D.SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化,SiF4中Si原子无孤电子对,分子呈空间正四面体,SO32-中S原子有1个孤电子对;呈三角锥形,故D正确;
选D。4、B【分析】【详解】
A.NaI、NaBr都形成离子晶体,由于离子半径I->Br-,所以NaBr的晶格能大,熔点:NaI
B.由于离子半径Mg2+2+;所以晶格能MgO>CaO,硬度MgO>CaO,B正确;
C.NaCl和NaBr都形成离子晶体,离子半径Cl-
-,所以晶格能:NaCl>NaBr;C不正确;
D.CO2形成分子晶体,NaCl形成离子晶体,所以熔沸点:CO2
故选B。5、B【分析】【详解】
A.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,对于铜原子也是如此,选项A不符合题意;
B.一般来说晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,碳化硅为原子晶体,故熔点最高,白磷常温下为固体,四氯化碳为液体,二氧化硫为气体,则晶体的熔点SiC>P4>CCl4>SO2;选项B符合题意;
C.同一种元素的含氧酸,非羟基氧越多,酸性越强;HClO4、HClO3、HClO非羟基氧分别为3、2、0故酸性顺序为:HClO4>HClO3>HClO;选项C不符合题意;
D、离子半径F﹣<Cl﹣<Br﹣<I﹣,故离子键强度NaF>NaCl>NaBr>NaI,故晶格能NaF>NaCl>NaBr>NaI;选项D不符合题意;
答案选B。二、多选题(共8题,共16分)6、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。7、AC【分析】【详解】
A、H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子,NH3的键角约为107°,而H2S的键角比H2O的小(104.5°),接近90°,故H2S分子的键角较小;A错误;
B、HS﹣和HCl均是含一个极性键的18电子微粒;B正确;
C、CH2Cl2和CCl4均是四面体构型;前者是极性分子,后者是非极性分子,C错误;
D、1个D216O分子含10个质子,10个中子,10个电子,则1molD216O中含中子、质子、电子各10mol,即10NA;D正确;
故选AC。8、BC【分析】【分析】
已知X;Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素;X是周期表中原子半径最小的元素,所以X是H;Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等,这说明Y是第ⅣA族元素;Z的核电荷数是Y的2倍,且是短周期元素,因此Y是C,Z是Mg;W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍,且原子序数大于Mg的,因此W是第三周期的S;R的原子序数最大,所以R是Cl元素,据此解答。
【详解】
根据以上分析可知X是H;Y是C,Z是Mg,W是S,R是Cl。
A.同周期自左向右原子半径逐渐减小;则原子半径:Z>W>R,故A正确;
B.W是S;R是Cl,非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性:Cl>S,则对应的简单氢化物的稳定性前者小于后者,故B错误;
C.X是H,Z是Mg,W是S,H2S含有的化学键是极性共价键;MgS含有的化学键是离子键,因此W与X;W与Z形成的化合物的化学键类型完全不相同,故C错误;
D.X是H;Y是C,R是Cl,非金属性越强,其电负性越强,三种元素中Cl的非金属性最强,则电负性R>Y;X,故D正确;
答案选BC。9、AD【分析】【详解】
A.根据抗坏血酸分子的结构可知,分子中以4个单键相连的碳原子采取sp3杂化,碳碳双键和碳氧双键中的碳原子采取sp2杂化;A选项正确;
B.氯化铝在177.8℃时升华,熔沸点低,因此AlCl3为分子晶体,但AlCl3在水溶液中完全电离;属于强电解质,B选项错误;
C.CO2是分子晶体,为直线形分子,而SiO2是原子晶体,没有独立的SiO2微粒;两者结构不同,因此两者不互为等电子体,C选项错误;
D.根据晶胞结构图分析可知,C原子位于晶胞的体心,由几何知识可知,该碳原子的坐标为();D选项正确;
答案选AD。
【点睛】
C选项为易错点,解答时需理解:具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征,这一原理称为等电子原理,满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子体。10、AC【分析】【详解】
A.HCl、HBr;HI均可形成分子晶体;其分子结构相似,相对分子质量越大则分子间作用力越大,所以熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关,故A正确;
B.氢键是比范德华力大的一种分子间作用力,水分子间可以形成氢键,H2S分子间不能形成氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S;与共价键的键能无关,故B错误;
C.碘分子为非极性分子,CCl4也为非极性分子;碘易溶于四氯化碳可以用相似相溶原理解释,故C正确;
D.氢键不是化学键;故D错误;
故答案为AC。11、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。12、BC【分析】【分析】
【详解】
A.该分子为三角锥型结构;正负电荷重心不重合,所以为极性分子,A错误;
B.PH3分子中P原子最外层有5个电子;其中3个电子和3个H原子形成共用电子对,所以该物质中有1个未成键的孤对电子,B正确;
C.氮元素非金属性强于磷元素,PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱;C正确;
D.同种非金属元素之间存在非极性键;不同非金属元素之间存在极性键,所以P-H是极性键,D错误;
答案选BC。13、BC【分析】【详解】
A.依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个;而不是6个,故A错误;
B.6.4克CaC2为0.1mol,CaC2晶体中含阴离子为C22-;则含阴离子0.1mol,故B正确;
C.该晶体中存在钙离子和C22-间的离子键,C22-中存在C与C的共价键;故C正确;
D.晶胞的一个平面的长与宽不相等,与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+为4个;故D错误;
故选BC。
【点睛】
解答本题要注意区分该晶胞和氯化钠晶胞的不同,该晶胞存在沿一个方向拉长的特点,为解答该题的关键和易错点。三、填空题(共6题,共12分)14、略
【分析】【详解】
(1)元素X的原子最外层电子排布式为则n=2,所以X为N元素,根据电子排布的能量最低原理,原子中能量最高的是2p电子;2p轨道上有三个未成对的电子,因而其电子云在空间内有3个互相垂直的伸展方向;元素X的名称是氮;它的简单氢化物为NH3,电子式为
(2)元素X的原子最外层电子排布式为则n=3,所以X为硫元素,那么X的元素符号为S;原子的轨道表示式为【解析】2p3氮S15、略
【分析】【分析】
SO3价层电子对数为PO43-价层电子对数为NCl3价层电子对数为CS2价层电子对数为
【详解】
SO3价层电子对数为轨道杂化形式为sp2;VSEPR模型为平面三角形,由于孤对电子对数为0,分子构型为平面三角形;
PO43−价层电子对数为轨道杂化形式为sp3;VSEPR模型为四面体形,由于孤对电子对数为0,离子构型为正四面体形;
NCl3价层电子对数为轨道杂化形式为sp3;VSEPR模型为四面体形,由于孤对电子对数为1,分子构型为三角锥形;
CS2价层电子对数为轨道杂化形式为sp,VSEPR模型为直线形,由于孤对电子对数为0,分子构型为直线形;
故答案为:0、sp2、平面三角形;0、sp3、正四面体形;1、sp3、三角锥形;0、sp、直线形。【解析】。物质孤对电子对数轨道杂化形式分子或离子的形状SO30sp2平面三角形PO43−0sp3正四面体NCl31sp3三角锥形CS20sp直线形16、略
【分析】【详解】
(1)原子的核外电子排布式分别为原子的轨道处于全满状态,所以的第一电离能比的小,原子的价电子轨道表示式为故答案为:小。
(2)形成配位键,必须有一方提供空轨道,另一方提供孤对电子,在氨硼烷中,原子可提供一对孤电子,原子有一个空轨道,与互为等电子体,故答案为:
(3)①由图可知,硼酸中每个原子与原子形成3个键,即原子有3个成键轨道,且没有孤电子对,故为杂化,溶质分子间形成的氢键不利于溶质的溶解,加热时,硼酸的溶解度增大,可分析出,升温时硼酸分子中的部分氢键被破坏,故答案为:杂化硼酸分子间通过氢键缔合;加热时,部分氢键被破坏。
②硼酸分子中,原子有一个空的轨道,可以接受电子对,根据路易斯酸碱理论可知,硼酸为路易斯酸,故答案为:硼酸分子中B原子有一个空轨道。
【点睛】
同周期,从左到右,第一电离能增大,但在短周期,第ⅡA族与第ⅢA族中:Be>B、Mg>Al,第ⅤA族与第ⅥA族中:N>O、P>S。【解析】小杂化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原子有一个空轨道17、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:
(1)基态磷原子的价电子排布式为3s23p3,根据泡利原理和洪特规则可得价电子排布图为
(2)根据价层电子对互斥理论,NCl3中氮原子含有的孤对电子对数是(5-1×3)÷2=1,N原子的价层电子对数为3+1=4,则NCl3的VSEPR模型名称是四面体,中心原子杂化轨道属于sp3杂化。
(3)根据等电子体的特点,原子总数相同、价电子总数相同的即为等电子体。N2O的原子个数为3个,价电子数为16。则由第二周期非金属元素组成的等电子体分子为CO2。
(4)因NH3分子之间有氢键,沸点比PH3高。
(5)H-H键能为436KJ·mol-1,N-H键能为391KJ·mol-1,N≡N键能为945.6kJ•mol-1.。对于反应N2+3H22NH3的反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=945.6kJ•mol-1+436KJ·mol-1×3-391KJ·mol-1×6=-92.4KJ·mol-1,则生成2molNH3时;共放热92.4KJ。
(6)NH3极易溶于水,是因为NH3和水都是极性分子,相似相溶;NH3和水分子之间有氢键;NH3和水要发生化学反应。
考点:考查价电子排布图,价层电子对互斥理论,杂化,等电子体,相似相溶原理,氢键,键能等。【解析】四面形sp3杂化轨道CO2<NH3分子之间有氢键92.4NH3和水都是极性分子,相似相溶;NH3和水分子之间有氢键;NH3和水要发生化学反应18、略
【分析】【分析】
(1)根据表中数据判断可知晶体硼熔沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间;判断为原子晶体;
(2)在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的共20个等边三角形;B-B键组成正三角形;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的据此答题。
【详解】
(1)根据表中数据判断可知晶体硼熔沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间,熔沸点、硬度都很大,可知晶体硼为原子晶体,
故答案为原子晶体;熔;沸点很高、硬度很大;
(2)在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为:×3=20个等边三角形拥有的顶点为:×20=12;B-B键组成正三角形,则每个键角均为60°;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为:×3=20个等边三角形拥有的B-B键为:×20=30。
【点睛】
明确顶点、棱、面心上每个原子被几个晶胞占有是解本题关键。本题利用均摊法计算该晶胞中各种原子个数,硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为:×3=20个等边三角形拥有的顶点为:×20=12。【解析】①.原子②.熔点高,硬度大,并且各数据均介于金刚石和晶体硅之间③.12④.60°⑤.3019、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】NaCl正八面体8四、计算题(共3题,共30分)20、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%21、略
【分析】【详解】
题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。六棱柱底部正六边形的面积=6×a2cm2,六棱柱的体积=6×a2ccm3,该晶胞中Zn原子个数为12×+2×+3=6,已知Zn的相对原子质量为65,阿伏伽德罗常数的值为NA,则Zn的密度ρ==g·cm-3。【解析】六方最密堆积(A3型)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4五、结构与性质(共4题,共8分)23、略
【分析】【详解】
本题考查过渡元素Cu及其化合物的结构;电子排布、杂化轨道、晶体结构等物质结构的有关知识点。根据Cu的原子结构和电子排布规律、杂化轨道及分子构型的知识和晶体的类型以及晶包有关知识来解答此题。
(1)基态Cu原子核外有29个电子,外围电子排布式为3d104s1,全充满结构,稳定。简化电子排布式为[Ar]3d104S1
(2)同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,N原子外围电子排布为2s22p3,为半充满结构,较稳定,N的电离能最大,C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。氮原子有4个杂化轨道,所以为SP3杂化。
(3)N2的结构式为N≡N,含1个σ键和2个π键,所以σ键和π键数目比为1:2,N2O与CO2互为等电子体,且N2O分子中O只与一个N相连,则N2O结构与CO2相似,所以其结构为N=N=O,电子式为
(4)甲醛分子中,碳原子为sp2杂化,分子成平面三角型,键角约120°,由于氧原子有孤电子对,对氢原子有排斥作用,所以OCH键角会稍大于120°,羰基氧有很强的电负性,与H2O中H有较强的静电吸引力,而形成氢键。
(5)由图可知,一个B原子与4个N原子形成4个B-N共价键,B-N键数与硼原子数之比为4:1,根据各个原子的相对位置可知,距离上述三个B原子最近且等距的N原子在x、y、z轴三个方向的1/4处,所以其坐标是()
点睛:本题最后一问,求原子的坐标参数,学生缺乏想象力,较难理解,立方体的每个顶角原子的坐标均为(0,0,0,)从每个顶角引出3维坐标轴xyz,N原子位于每个轴的1/4处,即可判断N的坐标。【解析】[Ar]3d104s1N>O>Csp3杂化1:2大于4:1(1/4,1/4,1/4)24、略
【分析】【分析】
(1)根据图示判断微粒的电离能状态;结合电离最外层的一个电子需要的能量:基态大于激发态,第一电离能小于第二电离能小于第三电离能小于第四电离能分析判断;
(2)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148℃液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-,即发生反应为:2PCl5=PCl4++PCl6-;
(3)根据磷酸的电离平衡常数进行解答;
(4)根据中心原子价层电子互斥理论分析判断;
(5)①根据砷化镓晶胞的结构图,m位置Ga原子,n位置As原子,利用均摊法可知,晶胞中含有Ga原子数为8×+6×=4;含有As原子数为4,据此判断其化学式,根据晶胞图可知,镓原子周围距离最近的砷原子数为4,据此答题;
②晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体积为(565pm)3,根据ρ=计算密度,晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体对角线为×565pm,m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离应为晶胞体对角线的据此计算。
【详解】
(1)A.为磷原子的基态原子核外电子排布图,失去最外层一个电子,为第一电离能;
B.为磷原子的基态原子失去两个电子的核外电子排布图;再失去最外层一个电子,为第三电离能;
C.为磷原子的基态原子失去一个电子的核外电子排布图,再失去最外层一个电子,为第二电离能;
D.为磷原子的基态原子失去三个电子的核外电子排布图;再失去最外层一个电子,为第四电离能;
结合电离最外层的一个电子需要的能量:基态大于激发态;第一电离能小于第二电离能小于第三电离能小于第四电离能,故电离最外层一个电子所需能量最小的是A,答案选A。
(2)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148℃液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6−,即发生反应为:2PCl5=PCl4++PCl6−,已知A.B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体,则A为:PCl4+,PCl4+中P没有孤电子对。含四个σ键,所以原子杂化方式是sp3,B为:PCl6−;
(3)相同条件下K越大,酸的电离程度越大,所以相同条件下,电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱,多元弱酸分步电离,电离程度依次减小,从H3PO4的Kl、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13看出:磷酸第一步电离出氢离子后变为阴离子,生成的阴离子发生第二步电离时,第一步产生的氢离子对生成的阴离子的电离起抑制作用,使阴离子的第二步电离平衡逆向移动,导致难电离出带正电荷的氢离子,因此Kl远大于K2;
(4)的中心原子P的价层电子对数=4+=4,则P原子为sp3杂化;五个原子构成的微粒,空间构型为正四面体;
(5)①根据砷化镓晶胞的结构图,m位置Ga原子,n位置As原子,利用均摊法可知,晶胞中含有Ga原子数为8×+6×=4;含有As原子数为4,其化学式为GaAs,根据晶胞图可知,镓原子周围距离最近的砷原子数为4,所以镓原子的配位数为4;
②晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体积为(565pm)3,所以晶体的密度为g/cm3=5.34g/cm3,晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体对角线为×565pm,m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离应为晶胞体对角线的所以Ga原子与As原子之间的距离为pm。【解析】第一步电离出的氢离子抑制了第二步的电离正四面体425、略
【分析】【详解】
(1)P在第三周期,第VA族,基态P原子的价电子排布式为3s23p3,同周期中第一电离能比P小的元素有Na、Mg、Al、Si、S共5种。(2)在水中的溶解度BBr33,原因是BBr3为非极性分子而PBr3为极性分子。(3)导电熔体中阳离子的电子式:P形成4个δP-Br,所以其中P原子的杂化轨道类型是sp3。(4)磷化硼晶体中P原子作A1型最密堆积,B原子填入四面体空隙中,相邻P原子和B原子核间距为dcm,晶胞的边长为则该晶体中每个B原子周围有12个B原子与它距离最近,该晶胞中磷原子个数是8×1/8+6×1/2=4,硼原子个数4,晶体密度为g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值),若某个P原子的坐标为(0,0,0),则晶胞中其余P原子的坐标为(0)(写出一个即可)。
点睛:难点(4)根据“磷化硼晶体中P原子作A1型最密堆积,B原子填入四面体空隙中,相邻P原子和B原子核间距为dcm,”画出晶胞图,再求出晶胞的边长为再求出密度。【解析】3s23p35<BBr3为非极性分子而PBr3为极性分子sp312(0)26、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)根据电子排布式或轨道表示式进行判断。(2)根据元素的非金属性和电负性以及价层电子对互斥理论进行判断。(3)根据价层电子对互斥理论进行判断。(4)影响晶格能的因素有配位数;离子半径和离子电荷。(5)原子半径越小;原子晶体中共价键的键长越短,则共价键越强,晶体的熔点越高。(6)根据价层电子对互斥理论进行解释。(7)根据配位数判断堆积方式,根据晶胞的质量和体积求晶体的密度。
(1)基态铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,根据洪特规则和泡利不相容原理,3d轨道的6个电子要占据其全部5个轨道,故其中未成对电子数为4。铁在水溶液中常以Fe2+、Fe3+的形式存在,其中基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5;其3d轨道为较稳定的半充满状态,故其更稳定。
(2)F是非金属性最强的元素,其最外层有7个电子,故OF2中氧元素的化合价为+2,中心原子O的价层电子对数是4,故其杂化方式为sp3。OF2和H2O的分子空间构型相似,O与F之间的电负性的差值小于H和O的电负性差值,故OF2的分子极性比H2O的小。
(3)AlCl4﹣的中心原子的价层电子对数为4,故其立体构型为正四面体,Al2Cl7﹣中的原子都是8电子结构,则可知Al2Cl7﹣的Al原子各形成了一个配位键,其结构式为
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似;影响晶格能大小的因素有配位数;离子半径和离子电荷,故要比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需要知道的数据是离子半径大小;
(5)氮化铝;氮化硼、氮化镓晶体的结构与金刚石相似;都是原子晶体,它们晶体的熔点由其共价键的键长决定,键长越短则共价键越强,其熔点越高,因为B、Al、Ga的原子半径依次增大,故熔点由高到低的顺序是氮化硼>氮化铝>氮化镓。
(6)NH3分子中∠HNH键角为106.7º,而配离子[Zn(NH3)6]2+中∠HNH键角为109.5º,由价层电子对互斥理论可知,配离子[Zn(NH3)6]2+中∠HNH键角变大的原因是:NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配离子后;原孤电子对与N-H键的成键电子对间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥,排斥作用减弱。
(7)①由Fe3O4晶体的晶胞结构示意图可知;晶胞中亚铁离子处于氧离子围成的正四面体空隙。
②晶胞中与每氧离子最近且等距的氧离子有12个;故其堆积方式为面心立方最密堆积。
③根据均摊法,由Fe3O4晶体的晶胞结构示意图可以求出该晶胞中氧离子、铁离子和亚铁离子分别有4、2、1个,故每个晶胞中只有一个Fe3O4。晶胞的体对角线长为anm,则晶胞的边长为故NA个晶胞的质量和体积分别是232g和则Fe3O4晶体的密度为g/cm3。【解析】4Fe3++2sp3小正四面体离子半径大小氮化硼>氮化铝>氮化镓NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配离子后,原孤电子对与N-H键的成键电子对间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥,排斥作用减弱正四面体面心立方最密堆积六、有机推断题(共3题,共18分)27、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,
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