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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年北师大版选修3化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围: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、下列说法正确的是A.符号3px所代表的含义是第三个电子层px轨道有3个伸展方向B.能层数为3时,有3s、3p、3d三个轨道C.氢原子中只有1个电子,故氢原子核外只有1个轨道D.s能级的原子轨道半径与能层序数有关2、下列能级轨道数为3的是A.s能级B.p能级C.d能级D.f能级3、具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是A.短周期中电负性最大的元素和第一电离能最大的元素B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子C.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子D.原子核外M层上的s能级和p能级都填满电子,而d轨道上尚未有电子的两种原子4、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5、下列物质不是配合物的是()A.K2[Co(SCN)4]B.Fe(SCN)3C.CuSO4·5H2OD.NH4Cl6、下列对实验事实的理论解释正确的是()。选项实验事实理论解释A酸性:HC1O<H2CO3非金属:C>C1BNH3溶于水形成的溶液能导电NH3是电解质C氮原子的第一电离能大于氧原子氮原子2p能级半充满DH2O的沸点高于H2SHO的键能大于HS的键能
A.AB.BC.CD.D7、下列描述正确的是()A.CS2为V形极性分子B.SiF4与SO32-的中心原子均为sp3杂化C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键8、氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是A.分子中既有极性键,又有非极性键B.分子中含有2个σ键和4个π键C.不和氢氧化钠溶液发生反应D.分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长9、下图是氯化钠、氯化铯、二氧化硅、晶体硅的晶体结构一部分,有关晶体的叙述中,正确的是()A.SiC与二氧化硅晶体熔化时,所克服的微粒间相互作用不相同B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共有6个C.氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-D.在晶体硅中,硅原子与Si—Si键数目比为1:4评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)10、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11、下列各式中各能级能量高低的排列顺序正确的是()A.B.C.D.12、在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之一。瑞德西韦的结构如图所示;下列说法正确的是。
A.瑞德西韦中N、O、P元素的电负性:N>O>PB.瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能C.瑞德西韦中所有N都为sp3杂化D.瑞德西韦结构中存在σ键、π键和大π键13、下表中所列的五种短周期元素;原子序数连续,但与表中排列顺序无关。用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,m—n的值如下表所示:
下列说法错误的是A.第一电离能:A<td><>B.电负性:E<td><>C.原子序数:B<td><>D.核外未成对电子数:C=D14、下表中各粒子对应的立体构型及杂化方式均正确的是。选项粒子立体构型杂化方式ASO3平面三角形S原子采取sp2杂化BSO2V形S原子采取sp3杂化CCO32-三角锥形C原子采取sp2杂化DBeCl2直线性Be原子采取sp杂化
A.AB.BC.CD.D15、如图所示,高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元);则下列说法中错误的是()
A.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2-B.晶体中,每个O2-周围距离最近的O2-有8个C.晶体中与每个K+周围有8个O2-D.晶体中,0价氧与-2价氧的数目比为3∶116、CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是()
A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大B.和Ca2+距离相同且最近的C22-构成的多面体是正八面体C.和Ca2+距离相同且最近的Ca2+有12个D.如图的结构中共含有4个Ca2+和4个C22-17、硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示。下列说法正确的是()
A.m=2B.在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型相同C.1、2原子间和4、5原子间的化学键可能是配位键D.若382g硼砂晶体中含2molNa+,则硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)18、“张亭栋研究小组”受民间中医启发,发现As2O3对白血病有明显的治疗作用。氮(N);磷(P)、砷(As)为第VA族元素;该族元素的化合物在研究和生产中有着许多重要用途。
(1)N原子的价电子排布式为______,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为______。
(2)NH3的沸点比AsH3的沸点高,原因是____________。
(3)立方氮化硼晶体(BN);是一种超硬材料,有优异的耐磨性,其晶胞如图所示。
①立方氮化硼是_________晶体,晶体中N原子的杂化轨道类型为_________,B原子的配位数为_________。
②立方氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为_________。
(4)若立方氮化硼晶胞的边长为362pm,则立方氮化硼的密度为_________g/cm3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值为NA)。19、用符号“>”或“<”表示下列各项关系。
(1)第一电离能:Na__________Mg,Mg_______Ca。
(2)电负性:O________F,F________Cl。
(3)能量高低:ns________(n+1)s,ns________np。20、(1)下列原子或离子的电子排布的表示方法中,正确的是___,违反了能量最低原理的是___,违反洪特规则的是__。
①Ca2+:1s22s22p63s23p6
②F-:1s22s23p6
③P:
④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2
⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
⑥Mg2+:1s22s22p6
⑦C:
绿柱石被国际珠宝界公认为四大名贵宝石之一。主要成分为Be3Al2[Si6O18],因含适量的Cr2O3(0.15~0.6%);而形成祖母绿。试回答下列问题:
(2)基态Al原子中,电子填充的最高能级是___,基态Cr原子的价电子排布式是___。
(3)用“>”或“<”填空:。第一电离能沸点离子半径Be___BH2S___H2OAl3+___O2-
(4)卟啉与Fe2+合即可形成血红素,Fe2+的电子排布式为___,铁在周期表中的位置为__。21、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_______________。22、如图所示;甲;乙、丙分别表示C、二氧化碳、碘晶体的晶胞结构模型。
请回答下列问题:
(1)C60的熔点为280℃,从晶体类型来看,C60属____________晶体。
(2)二氧化碳晶胞中显示出的二氧化碳分子数为14,实际上一个二氧化碳晶胞中含有____________个二氧化碳分子,二氧化碳分子中键与键的个数比为____________。
(3)①碘晶体属于____________晶体。
②碘晶体熔化过程中克服的作用力为____________。
③假设碘晶胞中长方体的长、宽、高分别为acm、bcm、ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碘晶体的密度为____________g·cm-3。23、中国古代四大发明之一——黑火药,它在爆炸时发生的化学反应为2KNO3+3C+S=A+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)①除S外,上列元素的电负性从大到小依次为__________。
②在生成物中,A的晶体类型为_______,含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_____。
③已知CN-与N2互为等电子体,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为_____。
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为______,Q2+的未成对电子数是_______。
(3)若某金属单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。则晶胞中该原子的配位数为________,该单质晶体中原子的堆积方式为四种基本堆积方式中的________。
24、葡萄糖酸锌是一种常见的补锌药物,常用葡萄糖酸和反应制备。
(1)基态核外电子排布式为________。
(2)的空间构型为________(用文字描述);与反应能生成不考虑空间构型,的结构可用示意图表示为________。
(3)葡萄糖酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为________;推测葡萄糖酸在水中的溶解性:________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(4)用可以制备一个晶胞(如图2)中,的数目为________。25、早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al;Ca、Cu、Fe四种金属元素组成;回答下列问题:
(1)基态Fe原子有_______个未成对电子,Fe3+的价电子排布式为__________。
(2)新制的Cu(OH)2可将乙醛氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛分子中含有的σ键与π键的比例为___。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_____,配合物[Cu(NH3)4](OH)2中含有的化学键类型有_________,1mol该物质中有______个σ键。
(3)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有______个铜原子。
(4)CaCl2熔点高于AlCl3的原因__________________________________。
(5)CaF2晶胞如图所示,已知:氟化钙晶体密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。氟化钙晶体中Ca2+和F-之间最近核间距(d)为______________pm(只要求列出计算式即可)。评卷人得分四、原理综合题(共3题,共9分)26、周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。
回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是____________(填元素符号),e的价层电子排布图为_________。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为_________;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是__________(填化学式;写出两种)。
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是_________(任写一种);酸根呈三角锥结构的酸是___________(填化学式)。
(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1所示,则e离子的电荷为__________。
(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中,阴离子为__________,阳离子中存在的化学键类型有____________;该化合物加热时首先失去的组分是____________,判断理由是___________________。
27、材料是人类文明进步的阶梯;第ⅢA;ⅣA、VA族元素是组成特殊材料的重要元素。请回答下列问题:
(1)基态Ge原子的价层电子排布图为___________;基态As原子核外能量最高能级的电子云形状为___________。
(2)Si、P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3M与Ga位于同周期,M3+的一种配合物组成为[M(NH3)5(H2O)]Cl3。
①下列有关NH3、H2O的说法正确的是___________(填字母)。
a分子空间构型相同b中心原子杂化类型相同c.键角大小相同。
②1mol[M(NH3)5(H2O)]3+含___________molσ键。
③配合物T与[M(NH3)5(H2O)]Cl3组成元素相同,中心离子的配位数相同。1molT溶于水,加入足量AgNO3溶液可生成2molAgCl。则T的化学式为______________________。
(4)碳和钨组成一种晶体,其熔点为2870℃,硬度接近金刚石,其晶胞结构如图甲所示,则其化学式为______________________。
(5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图乙所示,该晶胞中B原子所处空间类型为___________(填“立方体”“正四面体”或“正八面体”),空间的填充率为___________。
已知该晶体的密度为ρg·cm-3,NA是阿伏加德罗常数的值。BP晶胞中面心上6个P原子相连构成正八面体,该正八面体的边长为___________pm(列式即可)。28、UO2与铀氮化物是重要的核燃料,已知:3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑
回答下列问题:
(1)基态氮原子价电子排布图为______。
(2)反应所得气态化合物中属于非极性分子的是_______(填化学式)。
(3)某种铀氮化物的晶体结构是NaCl型。NaCl的Bom-Haber循环如图所示。已知:元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是________(填标号)。
a.Cl-Cl键的键能为119.6kJ/molb.Na的第一电离能为603.4kJ/mol
c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mold.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol
(4)依据VSEPR理论推测CO32-的空间构型为_________。分子中的大丌键可用符号丌表示,其中m代表参与形成大丌键的原子数,n代表参与形成大丌键的电子数(如苯分子中的大丌键可表示为丌),则CO32-中的大丌键应表示为_____
(5)UO2可用于制备UF4:2UO2+5NH4HF22UF4·2NH4F+3NH3↑+4H2O,其中HF2的结构表示为[F—HF]-,反应中断裂的化学键有_______(填标号)。
a.氢键b.极性键c.离子键d.金属键e.非极性键。
(6)铀氮化物的某两种晶胞如图所示:
①晶胞a中铀元素的化合价为__________,与U距离相等且最近的U有_______个。
②已知晶胞b的密度为dg/cm3,U原子的半径为r1cm,N原子的半径为为r2cm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的空间利用率为___________(列出计算式)。评卷人得分五、计算题(共3题,共18分)29、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______。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、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)评卷人得分六、结构与性质(共2题,共4分)32、(1)基态Fe原子的简化电子排布式为______________________。
(2)常温下,Fe(CO)5为黄色液体,易溶于非极性溶剂。写出CO的电子式______________;Fe(CO)5分子中σ键与π键之比为______________。
(3)Ni能与类卤素(SCN)2反应生成Ni(SCN)2。Ni(SCN)2中第一电离能最大的元素是_____________;(SCN)2分子中硫原子的杂化方式是_____________;
(4)硝酸铜溶于氨水形成[Cu(NH3)4](NO3)2的深蓝色溶液。
①[Cu(NH3)4](NO3)2中阴离子的立体构型是_________________。
②与NH3互为等电子体的一种阴离子为_____________(填化学式);氨气在一定的压强下,测得的密度比该压强下理论密度略大,请解释原因__________。
(5)金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成,单质铝中铝原子采用铜型模式堆积,原子空间利用率为74%,则铝原子的配位数为________________。
(6)铁和硫形成的某种晶胞结构如右图所示,晶胞参数a=xpm,则该物质的化学式为___________________;A原子距离B原子所在立方体侧面的最短距离为________________pm(用x表示);该晶胞的密度为____________g·cm-3。(阿伏加德罗常数用NA表示)
33、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)。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】【详解】
A.符号3px所代表的含义是第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道;A错误;
B.能层数为3时;有3s;3p、3d三个能级,共9个原子轨道,B错误;
C.氢原子中只有1个电子;只填充1s轨道,但氢原子核外有多个轨道,C错误;
D.能层序数越大;对应的s能级的原子轨道半径越大,D正确;
答案选D。
【点睛】
p能级有3个原子轨道,伸展方向为px、py、pz,并且同一能层的p能级不同伸展方向的3个原子轨道上的电子能量相同。2、B【分析】【详解】
s、p、d、f能级的轨道数分别为1、3、5、7个,所以能级轨道数为3的是p能级,故选B。3、B【分析】【详解】
A.根据非金属性越强电负性越强;周期表中非金属性最强的为F,所以F的电负性最大,F在第二周期,稀有气体的第一电离能都在同周期最大,同族元素半径越小电离能越大,所以第一电离能最大的元素是He,He在第一周期,它们不在同一周期,A不符合题意;
B.3p能级上只有一个空轨道的原子;为Si元素,3p能级上有一个未成对电子的原子为Na;Cl,均为第三周期元素,B符合题意;
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子为Ne,最外层电子排布式为2s22p6的离子为O或Na等;不一定为同周期元素,C不符合题意;
D.原子核外M层上的s、p轨道都充满电子,而d轨道上没有电子,符合条件的原子的核外电子排布式有1s22s22p63s23p6为氩原子,1s22s22p63s23p64s1为钾原子,1s22s22p63s23p64s2为钙原子;不一定处于同一周期,D不符合题意。
答案选B。4、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。5、D【分析】【分析】
配合物也叫络合物;为一类具有特征化学结构的化合物,由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕它的称为配位体(简称配体)的分子或离子构成,完全或部分由配位键结合形成,配合物中中心原子提供空轨道,配体提供孤电子对。
【详解】
A.该物质中;钴离子提供空轨道,硫氰根离子提供孤电子对而形成配位键,所以该物质属于配合物,故A不选;
B.铁离子提供空轨道;硫氰根离子提供孤电子对而形成配位键,所以该物质属于配合物,故B不选;
C.该物质中铜离子提供空轨道;水分子中氧原子提供孤电子对而形成配位键,所以该物质属于配合物,故C不选;
D.铵根离子中N原子含有孤电子对;氢离子提供空轨道,形成配位键,铵根离子与氯离子以离子键结合,所以该物质不是配合物,故D选;
答案选D。6、C【分析】【详解】
A.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,次氯酸中氯元素的化合价为+1,不是最高价氧化物对应水化物,不能用于比较碳元素和氯元素的非金属性强弱,故A错误;
B.氨气不能电离;属于非电解质,故B错误;
C.氮原子的2p能级为半充满稳定状态;则氮原子的第一电离能大于氧原子,故C正确;
D.水分子间能形成氢键;而硫化氢分子间不能形成氢键,水的的沸点高于硫化氢,故D错误;
故选C。7、B【分析】【详解】
A.依据价层电子对互斥理论可知,CS2中C原子的价层电子对数=2+×(4-2×2)=2,为sp杂化,为直线形,CS2为直线形非极性分子;键角是180°,A错误;
B.SiF4中Si原子的价层电子对数=4+×(4-4×1)=4,为sp3杂化,SO32-中S原子的价层电子对数=3+×(6+2-3×2)=4,为sp3杂化,B正确;
C.C2H2分子的结构式是H—C≡C—H;σ键与π键的数目比为3∶2,C错误;
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子内的O—H键的键能较大;与分子之间是否存在氢键无关,D错误;
故合理选项是B。8、A【分析】【详解】
A.由同种原子构成的共价键是非极性键;不同原子构成的共价键是极性键,N≡C-C≡N含有碳碳非极性键和碳氮极性键,故A正确;
B.三键中有1个σ键和2个π键;单键都是σ键,N≡C-C≡N中含有3个σ键和4个π键,故B错误;
C.该物质性质与卤素相似;氯气可与氢氧化钠溶液发生反应,氰气也应该可与氢氧化钠溶液反应,故C错误;
D.C≡N的键能大于C-C键;C-C键长0.154nm,C≡N键长0.152nm,C≡N的键长小于C-C键,故D错误;
答案选A。9、C【分析】【详解】
A.SiC与二氧化硅晶体都是原子晶体;熔化时,所克服的微粒间相互作用都是共价键,故A错误;
B.由氯化钠晶胞图可知,氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共有12个;故B错误;
C.从CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图为则由图可知在CsCl晶体中每个Cs+周围都紧邻8个Cl-;故C正确;
D.硅原子的最外层电子数是4个;所以平均1个硅原子形成的Si—Si键是4÷2=2个,故D错误。
答案选C。二、多选题(共8题,共16分)10、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。11、BC【分析】【详解】
A.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故A错误;
B.不同能层不同能级的电子能量:E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s);故B正确;
C.不同能层不同能级的电子能量:E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);故C正确;
D.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故D错误;
故选:BC。
【点睛】
根据构造原理,各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为:ns<3s<4s2p<3p<4p;③不同层不同能级ns<(n-2)f<(n-1)d12、BD【分析】【分析】
【详解】
A.同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增大;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减小;则元素的非金属性:O>N>P。元素的非金属性越强,其电负性就越大,故元素的电负性:O>N>P,A错误;
B.元素的非金属性越强;元素的原子半径越小,与同一元素的原子形成的共价键的键长就越短,其相应的键能就越大,由于元素的原子半径:O<N,所以瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能,B正确;
C.在瑞德西韦中,形成3个共价键的N原子采用sp3杂化,含有C=N双键的N原子则采用sp2杂化;C错误;
D.共价单键都是σ键;共价双键中一个是σ键,一个是π键;在苯环及含有N原子的六元环中含大π键,根据瑞德西韦结构可知其中含有共价单键;双键和苯环等六元环,故分子中存在σ键、π键和大π键,D正确;
故合理选项是BD。13、AD【分析】【分析】
短周期元素的价电子数就是其最外层电子数,用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,A元素m—n为8,说明A的最外层电子数为8,均已成对,故A只能是Ne或者Ar;B元素m—n为6,说明B的最外层电子数为7,6个已成对,故B只能是F或者Cl,同理推导出:C为O或S,D为N;C、B、Be或P、Si、Al、Mg,E为Na或Li、H,又A、B、C、D、E原子序数连续,故只能分别为Ne、F、O、N、Na,据此分析作答。
【详解】
A.同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,分析可知A为惰性气体元素,其第一电离能在同周期中最大,故A>C;A错误;
B.据分析可知,E是Na为金属元素,D是N为非金属元素,故电负性E
C.据分析可知,E是Na,B是F,故原子序数:B
D.C是O;有2个未成对电子,而D是N,有3个未成对电子,故核外未成对电子数:C与D不相等,D错误;
故答案为:AD。14、AD【分析】【详解】
A.SO3分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(6-3×2)=3,所以硫原子采用sp2杂化;为平面三角形结构,故A正确;
B.SO2的价层电子对个数=2+(6-2×2)=3,硫原子采取sp2杂化;该分子为V形结构,故B错误;
C.碳酸根离子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(4+2-3×2)=3,所以原子杂化方式是sp2;为平面三角形结构,故C错误;
D.BeCl2分子中每个Be原子含有2个σ键;价层电子对个数是2,没有孤电子对,为sp杂化,为直线型,故D正确;
故选AD。15、BC【分析】【详解】
A、由晶胞图可知,K+的个数为8×+6×=4,O2-的个数为12×+1=4,化学式为KO2,故A正确;
B、由晶胞图可知,晶体中每个O2-周围有12个O2-,故B错误;
C、由晶胞图可知,晶体中每个K+的周围有6个O2-,故C错误;
D、晶胞中K+与O2-个数分别为4、4,所以晶胞中共有8个氧原子,根据电荷守恒-2价O原子数目为2,所以0价氧原子数目为8-2=6,所以晶体中,0价氧原子与-2价氧原子的数目比为3:1,故D正确;
故选BC。16、BC【分析】【分析】
离子晶体:阴阳离子通过离子键结合形成的晶体,离子键作用力强,所以离子晶体硬度高,具有较高的熔沸点;该晶胞不是正方体构成的,观察体心处Ca2+,与它距离相同且最近的C22-位于面心,距离相同且最近的Ca2+位于棱上;它们共平面;
晶胞中粒子数目用均摊法确定:每个顶点的原子被8个晶胞共有;每条棱的原子被4个晶胞共有,每个面的原子被2个晶胞共有。
【详解】
A.据CaC2晶体结构可知其属于离子晶体;所以熔点较高;硬度较大,故A正确;
B.由于晶胞沿一个方向拉长,故晶胞的一个平面的长与宽不相等,和Ca2+距离相同且最近的C22-有4个均位于面心;且在同一平面上,故B错误;
C.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+应为4个均位于棱上;故C错误。
D.图示结构中N(Ca2+)=12×+1=4,N(C22-)=8×+6×=4;故D正确;
答案选BC。
【点睛】
本题考查晶胞的分析,特别注意晶胞沿一个方向拉长的特点,为解答该题的关键,易错点为C选项。17、AD【分析】【分析】
由图示可以看出该结构可以表示为[H4B4O9]m-,其中B为+3价,O为-2价,H为+1价,根据化合价判断m值求解Xm-的化学式;根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,价层电子对个数=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,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;阴离子中含配位键,不含离子键,以此来解答。
【详解】
A.观察模型,可知Xm-是(H4B4O9)m-;依据化合价H为+1,B为+3,O为-2,可得m=2,故A正确;
B.2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为SP2杂化,4号B形成4个键,则B原子为SP3杂化,所以在Xm-中;硼原子轨道的杂化类型有不同,故B错误;
C.2号B一般是形成3个键;4号B形成4个键,其中1个键很可能就是配位键,所以配位键存在4号与5号之间,故C错误;
D.若硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O,则382g硼砂晶体中含×2=2molNa+;故D正确;
答案选AD。三、填空题(共8题,共16分)18、略
【分析】【详解】
(1)氮原子的原子序数为7,最外层电子层是低层,其最外层电子排布式为2s22p3,主族元素N原子的最外层电子就是其价电子,即价电了排布式为2s22p3;N;P、As位于同一主族;随着原子序数逐渐增大,原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,原子的第一电离能逐渐减小,所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N>P>As;
(2)NH3的沸点比AsH3的沸点高;是因为氨分子间除存在分子间作用力外,还有氢键;
(3)①立方氮化硼晶体超硬、优异的耐磨性,所以立方氮化硼晶体为原子晶体;立方氮化硼中氮原子与周围的4个硼原子形成四面体结构、硼原子与周围的4个氮原子形成四面体结构,因此晶体中N原子的杂化轨道类型为sp3;原子的配位数为4;
②立方氮化硼中氮原子与周围的4个硼原子形成四面体结构;硼原子与周围的4个氮原子形成四面体结构;因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子,B原子最外层有3个电子,形成4个共价键,所以含有1个配位键,故B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为3:1;
(4)BN晶胞中N原子数为4,B原子数=8×+6×=4,BN晶胞的质量为m=g,立方氮化硼晶胞的体积V=(3.62×10-10cm)3,因此立方氮化硼的密度ρ=g/cm3。【解析】2s22p3N>P>AsNH3能形成分子间氢键原子sp3杂化43:119、略
【分析】【分析】
(1)第一电离能的变化规律与金属性类似;但是要注意半满的特殊情况;
(2)电负性的变化与非金属性类似;非金属性越强的元素其电负性也越大;
(3)越外层的轨道能量越高;越不稳定。
【详解】
(1)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大,因此同主族元素从上到下第一电离能减小,因此
(2)同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,因此同主族元素自上到下电负性减小,因此
(3)越外层的轨道能量越高,因此【解析】①.<②.>③.<④.>⑤.<⑥.<20、略
【分析】【分析】
(1)根据构造原理确定核外电子排布式是否正确;能量最低原理:原子核外电子先占有能量较低的轨道.然后依次进入能量较高的轨道;泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;洪特规则:在等价轨道(相同电子层;电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同。
(2)根据核外电子排布规律可以写出价电子排布式;根据充满和半充满状态能量最低也是最稳定的状态进行分析;
(3)Be;B同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势;ⅡA族反常;水分子间含有氢键;核外电子数相同的,原子序数越大,半径越小;
(4)Fe是26号元素;其原子核外有26个电子,失去两个最外层电子生成亚铁离子,根据构造原理书写其核外电子排布式;
【详解】
(1)①正确;②违反了能力最低原子;③违反了洪特规则;④违反了洪特原则;⑤正确;⑥正确;⑦违反了洪特规则;故答案为:①⑤⑥;②;③④⑦;
(2)Al为13号元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p1,最高能级为3p,根据核外电子排布规律可以写出基态铬价电子排布式为1s22s22p63s23p63s23p63d54s1,所以基态铬(Cr)原子的价电子排布式是3d54s1,故答案为:3p;3d54s1;
(3)同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势,但ⅡA族最外层为ns能级容纳2个电子,为全满确定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能B<Be;水分子间含有氢键,使得水的分子间作用力大于硫化氢分子的,故水的沸点大;电子层数越多半径越大,核外电子数相同的,原子序数越大,半径越小,O2-、Al3+有2个电子层,O的原子序数小所以O2-半径比Al3+大,所以离子半径O2->Al3+;故答案为:>;<;<;
(4)Fe是26号元素,其原子核外有26个电子,失去两个最外层电子生成亚铁离子,根据构造原理书写其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,铁元素在元素周期表的位置为第四周期第Ⅷ族,故答案为:1s22s22p63s23p63d6;第四周期第Ⅷ族。【解析】①.①⑤⑥②.②③.③④⑦④.3p⑤.3d54s1⑥.>⑦.<⑧.<⑨.1s22s22p63s23p63d6⑩.第四周期第Ⅷ族21、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)22、略
【分析】【分析】
(1)C60有固定的组成;不属于空间网状结构,以此判断晶体类型;
(2)利用均摊法计算晶胞;根据二氧化碳的结构式判断共价键的类型和数目。
【详解】
(1)C60有固定的组成;不属于空间网状结构,熔沸点远低于金刚石等原子晶体的熔沸点,应为分子晶体,故答案为:分子;
(2)二氧化碳的晶胞中,二氧化碳分子分布于晶胞的定点和面心位置,则晶胞中含有二氧化碳的分子数为8×18+6×12=4;二氧化碳的分子结构为O=C=C,每个分子中含有2个σ键和2个π键,所以σ键与π键的个数比为1:1;
故答案为:4;1:1;
(3)观察碘晶胞不难发现,一个晶胞中含有碘分子数为8×1/8+6×1/2=4,即舍有8个碘原子。一个晶胞的体积为a3cm3,其质量则碘晶体的密度为
故答案为:【解析】分子41:1分子分子间作用力23、略
【分析】【分析】
(1)①金属性越强电负性越小;非金属性越强,电负性越大,据此解答;
②由原子守恒确定物质A为K2S;含极性共价键的分子为CO2;分子中C原子形成2个C=O键,分子构型为直线型,不含孤对电子,杂化轨道sp杂化;
③根据CN-与N2结构相似;C原子与N原子之间形成三键进行分析;
(2)原子序数小于36的元素Q和T;在周期表中既处于同一周期又位于同一族,则Q;T处于第Ⅷ族,且原子序数T比Q多2,则Q为Fe元素,T为Ni元素,再经过核外电子排布规律解答;
(3)由晶胞结构图可知;以顶点原子为研究对象,与之最近的原子处于面心上,每个顶点原子为12个面共用,故晶胞中该原子的配位数为12,该单质晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积。
【详解】
(1)①同周期自左而右电负性增大;金属性越强电负性越小,故电负性O>N>C>K;
答案:O>N>C>K
②由原子守恒可知,物质A为K2S,属于离子化合物,由钾离子与硫离子构成;含极性共价键的分子为CO2;分子中C原子形成2个C=O键,分子构型为直线型,不含孤对电子,杂化轨道数目为2,为sp杂化方式;
答案:离子晶体sp杂化。
③CN-与N2结构相似;C原子与N原子之间形成三键,则HCN分子结构式为H-C≡N,三键中含有1个σ键;2个π键,单键属于σ键,故HCN分子中σ键与π键数目之比为1:1;
答案:1:1
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,则Q、T处于第Ⅷ族,且原子序数T比Q多2,则Q为Fe元素,T为Ni元素,Ni元素是28号元素,Ni原子价电子排布式为3d84s2,Fe2+的核外电子排布式为1s24s22p63s23d6;3d能级有4个单电子;
答案:3d84s24
(3)由晶胞结构图可知;以顶点原子为研究对象,与之最近的原子处于面心上,每个顶点原子为12个面共用,故晶胞中该原子的配位数为12,该单质晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积;
答案:12面心立方最密堆积【解析】①.O>N>C>K②.离子晶体③.sp杂化④.1∶1⑤.3d84s2⑥.4⑦.12⑧.面心立方最密堆积24、略
【分析】【分析】
(1)Zn原子序数为30,Zn2+失去了2个电子,基态核外电子排布式为
(2)根据价电子理论;可推出空间构型。
(3)根据有机物空间结构;推断碳原子轨道杂化类型。
(4)根据晶胞的结构,结合立体几何知识可看出Zn2+离子数量。
【详解】
(1)根据电子排布结构,基态核外电子排布式为或
(2)中心S原子价层电子对数故为正四面体,配合物中,铜原子提供空轨道,中氧原子提供孤电子对,与4个形成配位键,配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子,所以其表示方法为
(3)羧基中碳原子是其余碳原子是葡萄糖酸中含有5个羟基和1个羧基;都是亲水基团,故易溶于水。
(4)由图2可知,Y为锌离子,一个晶胞中,的数目为4。【解析】或正四面体易溶于水425、略
【分析】【详解】
(1)26号元素铁基态原子核外电子排布是为1s22s22p63s23p63d64s2,可知在3d上存在4个未成对电子,失去电子变成铁离子时,先失去4s上的2个电子后失去3d上的1个电子,因此铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;(2).一个乙醛分子含有6个σ键和一个π键,乙醛中甲基上的碳形成4条σ键,无孤对电子,因此采取sp3杂化类型,醛基中的碳形成3条σ键和1条π键,无孤对电子,采取sp2杂化类型。配合物{Cu(NH3)4}(OH)2中铜离子提供空轨道,氮原子提供孤对电子,铜离子和氨气分子之间形成配位键,氨气分子中氮和氢原子之间以共价键结合,内界离子和外界离子氢氧根离子之间以离子键结合,所以含有的化学键离子键、共价键、配位键,1mol[Cu(NH3)4](OH)2中含4mol氨气,4mol氨气总共含有σ键的物质的量为12mol,1mol该配合物中含有4mol配位键,外界的氢氧根离子中也有2molσ键,所以含有的σ键的物质的量为18mol,即18NA个。(3).该晶胞中氧原子个数为=8,有氧化亚铜中铜和氧的比例关系可知该晶胞中铜原子个数为氧原子个数的2倍,即为16个。(4)CaCl2是离子晶体,AlCl3是分子晶体,所以氯化钙的熔点比氯化铝的高。(5)该晶胞中氟离子个数为8,钙离子个数为=4,故1mol晶胞的质量为4×78g,由晶胞的密度可以求出晶胞的体积为cm3,故晶胞的边长为cm。将晶胞分成8个小正方体,则氟离子与钙离子之间的最小距离就是小正方体的顶点与体心之间的距离,因此,d=cm=pm。【解析】41s22s22p63s23p63d56:1sp2sp3离子键、共价键、配位键18NA16CaCl2是离子晶体,AlCl3是分子晶体四、原理综合题(共3题,共9分)26、略
【分析】【分析】
周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,则a为H元素;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,最外层电子数不超过8个,则c是O元素;b的价电子层中的未成对电子有3个,且原子序数小于c,则b是N元素;e的最外层只有1个电子;但次外层有18个电子,则e原子核外电子数为2+8+18+1=29,为Cu元素;d与c同族,且原子序数小于e,所以d为S元素,据此解答。
【详解】
(1)同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素中,元素第一电离能随着原子序数增大而减小,所以b、c、d元素第一电离能最大的是N元素;e的价层电子为3d、4s电子,其价层电子排布图为
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子为NH3,该分子的中心原子含有3个共价单键和一个孤电子对,所以N原子的杂化方式为sp3;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物有H2O2和N2H4;
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3;酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3;
(4)该晶胞中c离子个数=1+8×=2,e离子个数4,该晶胞中氧离子和铜离子个数之比=2:4=1:2,所以e和c形成的一种离子化合物化学式为Cu2O;则e离子的电荷为+1;
(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对,为SO42-;阳离子呈轴向狭长的八面体结构,根据图知,其阳离子中铜离子配位数是8,在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对,为水分子,有两个,正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对,所以为氨气分子,有4个,所以阳离子中含有配位键和共价键;H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱,所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O。【解析】Nsp3H2O2、N2H4HNO2(或HNO3)H2SO3+1SO42-共价键、配位键H2OH2O与Cu2+之间的配位键比NH3与Cu2+的弱27、略
【分析】【详解】
(1)锗是32号元素,价层电子排布图为4s24p2,有2个未成对电子,价层电子排布图为砷原子价层电子排布式为4s24p3;4p能级能量最高,电子云形状为哑铃形或纺缍形;
(2)磷原子3p能级为半充满状态,故磷的第一电离能大于元素硫、但是小于元素氯;故Si、P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Si;
(3)①NH3和H2O的键角、空间构型不同,杂化类型相同,为sp3,故答案选b;
②NH3·H2O中的共价键都是键,每个分子形成一个配位键,配位键也是键,所以1个NH3形成4个键,1个H2O形成3个σ键。故1mol[M(NH3)5(H2O)]3+含(54+3)molσ键;③该配合物中M3+的配位数为6,依题意,1molT中有2molCl-在外界,能电离出2molCl-,只有1molCl-形成配离子,故T的化学式为[M(NH3)5Cl]Cl2·H2O;
(4)图甲为六棱柱形,12个w位于顶点,2个w位于面心、6个w位于棱心、1个w位于体内。顶点贡献率为面心贡献率为棱心贡献率为所以1个晶含w的原子个数为12++2晶胞体内有6个C;所以其化学式为WC;
(5)由图乙知,P原子将晶胞围成8个正四面体(类比氯化钠晶胞),而B原子位于体对角线的一位置,4个B原子填充了4个正四面体.其填充率为50%。面心上六个P原子构成正八面体,该正八面体的边长等于面对角线的一半,设BP晶胞参数为acm,1个晶胞含4个BP.所以a=故正八面体的边长为【解析】哑铃形(或纺锤形)Cl>P>S>Sib23[M(NH3)5Cl]Cl2·H2OWC正四面体50%28、略
【分析】【分析】
(1)先根据构造原理;书写N的核外电子排布式,然后可根据各个能级具有的轨道数及轨道电子填充电子规律,得到基态氮原子价电子排布图;
(2)反应所得气态化合物分子有NH3、CO2、N2、H2O;根据分子是否对称判断是否为非极性分子;
(3)根据图示的能量变化结合化学基本概念分析判断;
(4)根据价层电子对互斥理论分析判断;C原子;O原子有平行的p轨道;价电子总数为4+2+6×3=24,单电子数=24-2×3-4×3=6,为4原子、6电子形成的大π键;
(5)NH4HF2为离子晶体,含有离子键,HF2-含有氢键和共价键,NH4+中含有配位键和共价键;
(6)①用均摊方法计算a中U;N原子个数比;然后根据N元素化合价分析U元素化合价;在晶体中与U距离相等且最近的U原子在晶胞面心,然后根据通过一个U原子的晶胞数及重合数目计算其微粒数目;
②先计算1个晶胞中含有的U;N原子数目;然后计算晶胞的体积及一个晶胞中含有的U、N原子数目的总体积,最后根据原子体积占总体积的百分比可得其空间利用率。
【详解】
(1)N是7号元素,根据构造原理,可得其核外电子排布式1s22s22p3,其价电子的轨道表达式为
(2)反应所得气态化合物分子有NH3、CO2、N2、H2O,NH3、H2O的空间排列不对称,正负电荷的重心不重合,属于极性分子,CO2、N2的空间排列对称,分子中正负电荷重心重合,是非极性分子,其中CO2是非极性化合物分子;
(3)a.Cl-Cl键的键能为2×119.6kJ/mol=239.2kJ/mol;a错误;
b.Na的第一电离能为495.0kJ/mol,b错误;
c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mol;c正确;
d.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol;d正确;
故合理选项是cd;
(4)CO32-的价层电子对数为3+=3,因此CO32-空间构型为平面三角形;
C原子、O原子有平行的p轨道,价电子总数为4+2+6×3=24,单电子数=24-2×3-4×3=6,为4原子、6电子形成的大π键,大π键为
(5)NH4HF2为离子晶体,含有离子键,HF2-含有氢键和共价键,NH4+中含有配位键和共价键,所以NH4HF2中所含作用力有:a、b、c、d,反应中断裂的化学键有b;c;
(6)①晶胞a中U原子个数8×+6×=4;含有N原子个数为:12×+1=4,因此一个晶胞中含有U、N原子个数均为4个,化学式为UN,由于N原子最外层有5个电子,N化合价为-3价,所以U元素的化合价为+3,根据图示可知:在晶胞与U距离相等且最近的U在一个晶胞的面心上,通过一个U原子有8个晶胞,在一个晶胞中有3个U距离相等且最近,每个U原子重复了两次,因此在晶胞与U距离相等且最近的U原子数为8×3×=12;
②在一个晶胞中含有U原子数目为U:8×+6×=4,含有的N原子数目为8×1=8,一个晶胞中含有的U、N原子的总体积为V(U)+V(N)=(4×+8×)cm3;根据图示可知晶胞参数为4个U原子的半径的倍;L=4r1cm,晶胞的体积V(晶胞)=则该晶体中原子利用率为×100%。
【点睛】
本题考查物质结构与性质的知识,涉及原子核外电子的轨道表达式、晶格能、电离能、微粒的空间构型判断、化学键类型的判断及晶胞的有关计算,需要学生对知识掌握要全面、细致,大π键在中学基本不涉及,是本题的难点,掌握均摊法进行晶胞有关计算。【解析】CO2c、d平面三角形b、c+312×100%五、计算题(共3题,共18分)29、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30、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)31、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
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