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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年华东师大版选修3化学上册阶段测试试卷825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7题,共14分)1、下列叙述正确的是A.铬原子的电子排布式:ls22s22p63s23p63d44s2B.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大C.碳原子的电子排布图:D.N、O、F的电负性逐渐增大2、金刚石是典型的原子晶体,下列关于金刚石的说法中错误的是()A.晶体中不存在独立的“分子”B.碳原子间以共价键相结合C.硬度很大D.化学性质稳定,即使在高温下也不会与氧气发生反应3、下列科学家所对应的理论或贡献正确的是。
①汤姆生:在研究阴极射线时发现原子中存在电子。
②徐光宪:在稀土金属串级萃取领域做出突出贡献。
③鲍林:在一个原子轨道里最多容纳2个电子且自旋相反。
④洪特:电子排布同一能级不同轨道时;基态原子总优先单独分占不同轨道且自旋相同。
⑤侯德榜:侯氏制碱法;制取NaOH
⑥勒夏特列:提出工业合成氨的方法A.①②③④⑤⑥B.①②④C.②③④⑤D.①②⑤⑥4、关于氢键,下列说法中不正确的是()A.冰中的氢键有方向性和饱和性是导致冰的密度比水小的原因B.在水蒸气、水和冰中都含有氢键C.分子间若形成氢键,则物质的熔点和沸点较高D.HF是弱酸与氢键有关5、下列关于物质结构与性质的说法正确的是A.标况下,22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2NAB.由于氢键的作用NH3、H2O、HF的沸点反常,且高低顺序为HF>H2O>NH3C.VSEPR模型就是分子的空间构型D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱6、下列说法中错误的是()A.SO2、SO3都是极性分子B.在和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强D.金刚石晶体中碳原子以共价键结合,具有键能大、熔点高、硬度大的特性7、下表所列有关晶体的说法中,有错误的是。选项ABCD晶体名称碘化钾铜石墨碘组成晶体微粒名称阴、阳离子金属阳离子,自由电子原子分子晶体内存在的作用力离子键金属键共价键范德华力,共价键
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)8、铝;锌、铁在人类生产和生活中有重要作用;也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Fe2+电子排布式为___,Zn的基态原子能级最高的电子的电子云轮廓图形状为___。
(2)已知Al的第一电离能为578kJ·mol-1、Mg的第一电离能为740kJ·mol-1,请解释Mg的第一电离能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4络合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配离子中含σ键___mol,其阴离子中心原子的杂化方式是___,NH3的沸点高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:。离子Sc3+Cr3+Fe2+Zn2+水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___。
(5)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为___,其中Fe的配位数为___。
(6)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物,其晶胞如图所示。六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)。
9、硫和钒的相关化合物;在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为___________,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是________,VO43-的几何构型为________.
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1)是副作用小的有效调节血糖的新型药物。
①基态S原子中原子核外未成对电子数为_______,该药物中S原子的杂化方式是_______.所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是___________.
②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是_________.
(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域Π键”,下列物质中存在“离域Π键”的是_____.
A.SO2B.SO42-C.H2SD.CS2
(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为______。图4为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为________g/cm3(列出计算式即可)。
10、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_________________________________。11、部分等电子体类型、代表物质及对应的空间构型如表所示:。等电子类型代表物质空间构型四原子24电子等电子体SO3平面三角形四原子26电子等电子体SO32-三角锥形五原子32电子等电子体CCl4四面体形六原子40电子等电子体PCl5三角双锥形七原子48电子等电子体SF6八面体形
请回答下列问题。
(1)请写出下列离子的空间构型:
____________________,____________________,____________________。
(2)由第2周期元素原子构成,与F2互为等电子体的离子是__________。
(3)的空间构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示出分子中O、S、F原子的空间位置。已知分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。__________。
12、(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH1=-1452.8kJ·mol-
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________________。
(2)下图1是采用NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池。电池工作过程中负极反应式为__________________________。
(3)一种含锰磁性材料的单晶胞结构为立方晶胞,如图2所示。A、B位置的Sn原子坐标如图所示,则该晶胞中碳原子的原子坐标为___________。
13、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。
14、已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示,请改正图中错误______
15、Ⅰ、在金刚石、CS2、N2、C2H4、H2O2;金属Fe等六种晶体中:
(1)以非极性键结合的非极性分子是______________;
(2)通过非极性键形成的原子晶体是______________;
(3)含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是______________;
(4)固态和熔融状态下都能导电的晶体是______________;
Ⅱ;C和Si元素在化学中占有极其重要的地位.
(1)CO2属于______________晶体,熔化时克服的微粒间作用力是______________;SiO2属于______________晶体,熔化时克服的微粒间作用力是______________;所以熔点CO2______________SiO2(填“<”;“=”或“>”).
(2)SiO2晶体中每个硅与______________个O相连,每个氧与______________Si相连.
(3)石墨晶体中,层内形成正六边形的平面网状结构,试分析层内每个正六边形占有的碳原子数为___________个。
16、水是生命之源;它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为______________________________;
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒_________________________(填2种)。
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是______________
。A.氧原子的杂化类型发生了改变B.微粒的形状发生了改变。
C.微粒的化学性质发生了改变D.微粒中的键角发生了改变。A.氧原子的杂化类型发生了改变B.微粒的形状发生了改变。
C.微粒的化学性质发生了改变D.微粒中的键角发生了改变
(4)下列是钠;碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_________(请用相应的编号填写)
(5)在冰晶体中;每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能”是_________kJ/mol;
(6)将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配离子。请写出生成此配离子的离子方程式:__________________________________________________________。A.氧原子的杂化类型发生了改变B.微粒的形状发生了改变。
C.微粒的化学性质发生了改变D.微粒中的键角发生了改变评卷人得分三、有机推断题(共7题,共14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、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p轨道上仅有两个未成对电子,B的3p轨道上有空轨道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中电负性最大的,D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红。试回答:
(1)A的价电子轨道排布图为______________________________;B的电子排布式为_________;C的价电子排布式为____________;D的原子结构示意图为__________。
(2)已知D与H原子能形成一种高能量的分子D2H2,其中D原子满足8电子结构特征,则该分子的电子式为_____________,含有_____个σ键和_____个π键。
(3)B的原子核外电子运动状态________有多少种,原子轨道数为______,能级数__________,电子占据的最高能层符号为_________。
(4)四种元素最高价氧化物水化物酸性由强到弱的是(用对应化学式回答)____________________。19、短周期元素X;Y、Z、W、Q原子序数依次增大。已知:X的最外层电子数是次外层的2倍;在地壳中Z的含量最大,W是短周期元素中原子半径最大的主族元素,Q的最外层比次外层少2个电子。请回答下列问题:
(1)X的价层电子排布式是___,Q的原子结构示意图是____。
(2)Y、Z两种元素中,第一电离能较大的是(填元素符号)_____,原因是______。
(3)Z、W、Q三种元素的简单离子的半径从小到大排列的是________。
(4)关于Y、Z、Q三种元素的下列有关说法,正确的有是_______;
A.Y的轨道表示式是:
B.Z;Q两种元素的简单氢化物的稳定性较强的是Z
C.Z;Q两种元素简单氢化物的沸点较高的是Q
D.Y常见单质中σ键与π键的数目之比是1:2
(5)Q与Z形成的化合物QZ2,中心原子Q的杂化类型是_____,QZ2易溶于水的原因是________。20、W;X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中;成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道;X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道;W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最低。
(1)写出下列元素的元素符号:W____,X____,Y____,Z____。
(2)XY分子中,X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,则XY分子中X和Y原子用于成键的电子数目分别是____;根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有____。
(3)XY2与ZYW反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中溶解度较小的产物是________(写化学式)。
(4)写出Z2Y2的电子式:____________。21、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______________________________。22、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)
23、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)。评卷人得分四、工业流程题(共1题,共7分)24、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______________。评卷人得分五、计算题(共1题,共5分)25、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、原理综合题(共1题,共7分)26、锰及其化合物用途非常广泛,请回答下列问题:
(1)Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,下列说法合理的是________
A.Mn3+的价电子构型为3d4;不属于较稳定的电子构型。
B.根据Mn2+的电子构型可知,Mn4+中不含成对电子。
C.Mn2+易被氧化,可能是因为Mn2+轨道内有大量自旋方向相同的电子。
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型;所以它们的化学性质相似。
(2)锰的一种配合物的化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]。配体CH3CN与中心原子形成配位键时,提供孤对电子的原子是_________原子(填写元素名称),该分子中碳原子的杂化方式为___________。
(3)研究发现,在成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,CO氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性。反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为___________,原因是________________,硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在______,NO的空间构型是______________(用文字描述)。
(4)某锰氧化物的晶胞结构如图所示,该锰氧化物的化学式为___________,该晶体中Mn的配位数是_______,该晶体中Mn之间的最近距离为_____cm(用含a、b的代数式表示)。
参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【详解】
A.铬的原子序数为24,电子排布式:ls22s22p63s23p63d54s1,故A错误;
B.Mg的外围电子排布为3s2,s轨道处于全充满状态,第一电离能相对较高,故Na;Mg、Al的第一电离能最大的是Mg,故B错误;
C.2p轨道上的两个电子应分占两个不同的轨道,故C错误;
D.同一周期,主族元素的电负性从左到右逐渐增大,故N;O、F的电负性逐渐增大,故D正确;
故选D。2、D【分析】在金刚石中,碳原子以共价键结合成空间网状结构,不存在分子。由于碳的原子半径比较小,碳与碳之间的共价键的键能大,所以金刚石的硬度很大,因此A、B、C选项是正确的;金刚石是碳的单质,可以在空气或氧气中燃烧生成CO2,故D选项的说法是错误的。3、B【分析】【分析】
【详解】
①汤姆生:在研究阴极射线时发现原子中存在电子;故①正确;
②徐光宪:在稀土金属串级萃取领域做出突出贡献;故②正确;
③鲍林提出了杂化轨道理论;而“在一个原子轨道里最多容纳2个电子且自旋相反”是泡利提出的,故③错误;
④洪特:电子排布在相同能量的轨道时;基态原子总优先单独分占不同轨道且自旋相同,故④正确;
⑤侯德榜:侯氏制碱法,制取的是纯碱(Na2CO3)不是NaOH;故⑤错误;
⑥提出工业合成氨的方法的不是勒夏特列而是哈伯;故⑥错误;
故答案选B。4、B【分析】【详解】
A.氢键有饱和性和方向性;所以液态水结成冰,分子间的空隙变大,体积变大,密度变小,故A正确;
B.水蒸气中水分子距离较大;不形成氢键,故B错误;
C.氢键较一般的分子间作用力强;含有氢键的物质具有较高的熔沸点,故C正确;
D.HF的水溶液是弱酸;而氢溴酸;氢碘酸和氢氯酸都是强酸,因为氢氟酸与氢氟酸分子间由于氢键形成缔合物,大大降低了HF的电离,故D正确;
答案为B。5、A【分析】【详解】
A.乙炔的结构简式为H-CC-H,所以1mol乙炔中含2mol键;冰中水分子的O原子以类似于金刚石中C原子的四面体空间网状结构排列,每2个O原子间都有一个H原子,更靠近H原子的O原子与它形成共价键,另一个与它形成氢键,即每个H原子都形成一个氢键,18g冰的物质的量为1mol,所以1mol冰中存在2mol氢键,即标况下,22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2NA;故A正确;
B.氢键的作用力大于分子间作用力,由于氢键的作用NH3、H2O、HF的沸点反常,且常温下H2O为液态,所以沸点由高到低的顺序为H2O>HF>NH3;故B错误;
C.VSEPR模型可用来预测分子的立体构型;但不一定是分子的空间构型,还要考虑孤电子对的影响,故C错误;
D.F、Cl、Br;I属于同主族元素;同主族从上到下非金属性减弱,其氢化物的热稳定性减弱,还原性增强,故D错误;
故答案:A。6、A【分析】【分析】
本题利用一些常见的分子和离子综合考查了极性分子和非极性分子;配位键、电负性、晶体结构及其性质等相关知识。
【详解】
A.SO3是平面三角形结构,属于非极性分子,SO2是V型结构;是极性分子,A错误;
B.中氮原子提供孤电子对给氢离子,[Cu(NH3)4]2+中氮原子提供孤电子对给铜离子;都存在配位键,B正确;
C.电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力的标度;元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强,C正确;
D.金刚石是原子晶体;晶体中碳原子以共价键结合,共价键键能大,使得金刚石熔点高;硬度大,D正确。
答案选A。7、C【分析】【分析】
本题是对晶体的知识的考查;是中学化学的基础知识,难度较小。关键是知识的积累,侧重基础知识的考查。
【详解】
A.碘化钾属于离子晶体;阴阳离子通过离子键结合,故A正确;
B.铜属于金属晶体;原子间通过金属键结合,故B正确;
C.石墨属于混合晶体;构成微粒为原子,晶体中存在共价键和范德华力,故C错误;
D.碘属于分子晶体;分子间通过范德华力结合,分子内碘与碘之间是共价键,故D正确。
故选C。二、填空题(共9题,共18分)8、略
【分析】【详解】
(1)铁为26号元素,基态原子电子排布式为[Ar]3d64s2,所以Fe2+电子排布式为[Ar]3d6;Zn为30号元素,基态原子能级最高的电子为4s上的2个电子,所有电子云轮廓图形状为球形,故答案为:[Ar]3d6球形;
(2)Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定,不易失去一个电子,铝的最外层为3p1,易失去一个电子形成稳定结构,所以Al原子的第一电离能比Mg大,故答案为:Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定不易失去一个电子,铝的最外层为3p1;易失去一个电子形成稳定结构;
(3)[Zn(NH3)6]2+中每个N原子形成3个氮氢σ键,与Zn2+形成1个配位键,配位键也属于σ键,所以1mol该离子中σ键为24mol;阴离子为根据价层电子对互斥理论,其中心原子S的价电子对为对,所以中心S为sp3杂化。NH3分子中N原子的电负性强,原子半径小,使得N—H键的极性增强而表现一定的电性,分子之间能够形成氢键,而PH3分子中P半径大,电负性小,则不能形成分子间氢键,只存在范德华力,氢键的作用力强于范德华力,所以沸点NH3大于PH3,故答案为:24sp3氨分子之间形成分子间氢键;
(4)Sc3+的外围电子排布式为[Ar]3d0、Cr3+的外围电子排布式为[Ar]3d3、Fe2+电子排布式为[Ar]3d6、Zn2+的外围电子排布式为[Ar]3d10;对比四种离子的外围电子排布式可知,其水合离子的颜色与3d轨道上的单电子有关,故答案为:3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态);
(5)Fe能够提供空轨道,而Cl能够提供孤电子对,故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为其中Fe的配位数为4,故答案为:4;
(6)由图示,堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便,选取该六棱柱结构进行计算:六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的,面心是两个六棱柱共用,所以该六棱柱中的铁原子为个,N原子位于六棱柱内部,所以该六棱柱中的氮原子为2个,该结构的质量为该六棱柱的底面为正六边形,边长为xcm,底面的面积为6个边长为xcm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为cm2,高为ycm,所以体积为cm3。所以密度为:故答案为:【解析】[Ar]3d6球型Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定不易失去一个电子,铝的最外层为3p1,易失去一个电子形成稳定结构24sp3氨分子之间形成分子间氢键3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态)49、略
【分析】【分析】
(1)钒处于第四周期VB族,外围电子排布式为3d34s2,结合泡利原理、洪特规则画外围电子轨道表达式;核外电子排布处于半充满、全充满或全空时更稳定;VO43-中V形成4个σ键,孤电子对数为=0,杂化方式为sp3;
(2)①S原子形成2个σ键;有2对孤电子对,杂化轨道数目为4;同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,N原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的;
②羧基可与水分子之间形成氢键;
(3)构成条件:多原子分子中各原子在同一平面;且有相互平行的p轨道,有单电子;硫酸根离子是正四面体结构,各原子不在同一平面,硫化氢中H原子和S原子没有平行的p轨道;
(4)均摊法计算晶胞中V、S原子数目,确定化学式;根据V、S原子数目,结合摩尔质量计算晶胞质量,再根据ρ=计算晶胞密度。
【详解】
(1)钒原子为23号元素,电子排布式为[Ar]3d34s2,所以外围电子轨道排布式为其最稳定的化合价应该是+5,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定结构。根据价层电子对互斥原理,VO43-中的中心原子V的价电子为5;配位原子O不提供电子,带有三个单位负电,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体。
(2)①S原子的电子排布为[Ne]3s23p4,所以S原子的3p能级上有4个电子,分配在三个轨道中,有两个单电子。从图中得到S的配位数为2,所以此时S的外层有6+2=8个电子,电子对为4,所以S应该的杂化方式是sp3杂化。其中含有的第二周期元素是C、N、O。同周期元素从左向右应该是第一电离能增大,因为N的2p能级上有3个电子,是p能级的半满稳定结构,所以N的第一电离能反常增大,所以第一电离能为:N>O>C。
②2-巯基烟酸有羧基可以与水分子形成氢键;所以其水溶性会更好。
(3)从题目表述来看;形成离域Π键的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论,二氧化硫为平面三角形,硫酸根为正四面体,硫化氢为角型,二硫化碳为直线型。所以选项B一定错误。而硫化氢的H原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选项A和选项D。
(4)晶胞中有V为:8×1/8+4×1/4=2个;S为:2×1=2个,所以化学式为VS。因为该晶胞中有2个VS,所以晶胞质量为2×(32+51)/NAg。根据图4得到晶胞底面的面积为a×nm2,所以晶胞的体积为:a××bnm3。1nm=10-7cm,所以晶体密度为【解析】+5正四面体2sp3N>O>C2-巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大ADVS10、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11、略
【分析】【详解】
(1)判断离子的空间构型时,需寻找等电子体:价电子数为26,与SO32-互为等电子体,所以空间构型为三角锥形;的价电子数为24,与SO3互为等电子体,所以空间构型为平面三角形;的价电子数为32,与CCl4互为等电子体;所以空间构型为四面体形。答案为:三角锥形;平面三角形;四面体形;
(2)由第2周期元素原子构成,与F2互为等电子体的离子,可从C、N、O进行分析,如O元素,构成答案为:
(3)已知分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。含有6个原子,价电子数为40,与PCl5互为等电子体,则结构为三角双锥形,4个S—F键的键长相同,另含1个S=O键,则应为PCl5分子中位于同一平面内的2个S—F键被S=O键所替代,从而得出PCl5的空间构型为
【点睛】
利用等电子原理,其实就是利用类推法,但在使用类推法时,需注意微粒的差异性,以确定原子的相对位置。【解析】三角锥形平面三角形四面体形12、略
【分析】【详解】
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH1=-1452.8kJ·mol-
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1
根据盖斯定律可知(①-②)/2即得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)∆H=-443.4kJ/mol。
(2)原电池的负极发生失去电子的氧化反应,则根据示意图可知负极是BH4-失去电子,电解质溶液显碱性,则电池工作过程中负极反应式为BH4――8e-+8OH-=BO2-+6H2O。
(3)根据晶胞结构可知碳原子位于体心处,则该晶胞中碳原子的原子坐标为(1/2,1/2,1/2)。【解析】①.CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)∆H=-443.4kJ/mol②.BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O③.(1/2,1/2,1/2)13、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°28'④.3⑤.6⑥.1214、略
【分析】【详解】
NaCl型晶胞为面心立方结构;已知阳离子和阴离子是交替排列,所以5;7、8、9号4个球都是白球是不正确的,应该将8号白球改为灰球,故答案为:8号白球改为灰球。
【点睛】
掌握氯化钠型晶胞结构特点是解题的关键,平时的学习中需要多积累。【解析】8号白球改为灰球15、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:Ⅰ、(1)双原子单质分子是以非极性键结合的非极性分子,则N2是以非极性键结合的非极性分子,故答案为N2;
(2)金刚石是通过非极性键形成的原子晶体;故答案为金刚石;
(3)C2H4分子中含有C-H极性共价键和C-C非极性共价键的非极性分子,故答案为C2H4;
(4)金属Fe中存在自由电子;所以固态和熔融状态下都能导电,故答案为金属Fe.
Ⅱ、(1)CO2属于分子晶体,熔化时克服的微粒间作用力是分子间作用力;SiO2属于是原子晶体;熔化时克服的微粒间作用力是共价键,化学键比分子间作用强得多,所以二氧化硅熔点高于二氧化碳气体,故答案为分子;分子间作用;原子;共价键;<;
(2)SiO2晶体是原子晶体;一个硅与四个氧相连,一个氧与两个硅相连形成正四面体,故答案为4;2;
(3)石墨层状结构中,每个碳原子被三个正六边形共用,所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6×=2;故答案为2。
【考点】
考查共价键的形成及共价键的主要类型;晶体的类型与物质熔点;硬度、导电性等的关系。
【点晴】
本题主要考查极性键和非极性键,熟悉常见元素之间的成键是解答本题的关键,注意化学键、空间构型与分子的极性的关系来分析解答即可,不同非金属元素之间易形成极性共价键,分子的结构对称、正负电荷的中心重合,则为非极性分子,如果存在自由移动的离子和电子就能导电,要学会利用均摊法进行有关晶胞的计算。【解析】Ⅰ、(1)N2;
(2)金刚石;
(3)C2H4;
(4)金属Fe.
Ⅱ;(1)分子;分子间作用;原子;共价键;<;
(2)4;2;
(3)216、略
【分析】【分析】
(1)根据核外电子排布规律书写;
(2)原子数和价电子数分别都相等的微粒为等电子体;
(3)根据水分析以及水合氢离子中含有的化学键类型;空间构型判断;
(4)根据冰是分子晶体判断;
(5)根据升华热=范德华力+氢键判断;
(6)根据铜离子能与水分子形成配位键分析。
【详解】
详解:(1)氧原子的核电荷数是8,根据构造原理可知外围电子有6个电子,2s能级上有2个电子,2p能级上有4个电子,所以水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为1s22s22p4。
(2)水分子含有3个原子、8个价电子,因此与水互为等电子体的微粒有H2S、NH2-。
(3)A、水分子中氧原子含有2个共价单键和2个孤电子对,其空间构型是V型,所以水中氧的杂化为sp3,H3O+中氧的杂化为sp3;则氧原子的杂化类型没有改变,A错误;
B、水分子为V型,H3O+为三角锥型;则微粒的形状发生了改变,B正确;
C;因结构不同;则性质不同,微粒的化学性质发生了改变,C正确;
D、水分子为V型,键角是104.5°,H3O+为三角锥型;微粒中的键角发生了改变,D正确,答案选A;
(4)冰属于分子晶体。根据微粒的晶胞结构特点可知:A是离子晶体氯化钠的晶胞;构成微粒是离子;B为干冰的晶胞图,构成微粒为分子,属于分子晶体;C为碘的晶胞图,构成微粒为碘分子,所以分子晶体;D是原子晶体金刚石的晶胞,构成微粒是原子;E是金属晶体钠的晶胞,构成微粒是金属阳离子和自由电子。则与冰的晶体类型相同的是干冰和碘单质,答案选BC。
(5)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键,则根据结构图可知;1mol水中含有2mol氢键,升华热=范德华力+氢键。由于冰的升华热是51kJ/mol,水分子间的范德华力是11kJ/mol,所以冰晶体中氢键的“键能”是(51kJ/mol-11kJ/mol)÷2=20kJ/mol。
(6)无水硫酸铜溶于水后生成水合铜离子,铜离子提供空轨道,水分子中的氧原子提供孤电子对,形成配位键,则生成此配合离子的离子方程式Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+。
【点睛】
本题难点是氢键“键能”的计算以及水分子形成的氢键个数判断,注意从冰变为气态时需要克服分子间作用力以及氢键的角度去分析解答。【解析】1S22S22P4H2S、NH2-ABC20Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+三、有机推断题(共7题,共14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】【详解】
元素A、B、C、D都是短周期元素,A元素原子的2p轨道上只有两个电子,则A的外围电子排布为2s22p2,故A为C元素;B的3p轨道上有空轨道,则B的外围电子排布为3s23p1或3s23p2;A;B同主族,故B为Si元素;B、C同周期,C是本周期中电负性最大的,故C为Cl元素;D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红,则D为氮元素。
(1)A为6号的C元素,基态原子电子排布式为1s22s22p2,价电子轨道排布图为B为14号Si元素,电子排布式为1s22s22p63s23p2;C为17号Cl元素,基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p5,价电子排布式为3s23p5;D为7号氮元素,原子结构示意图为
(2)D与H原子能形成一种高能量的分子N2H2,其中D原子满足8电子结构特征,则该分子的电子式为根据结构可知,含有3个σ键和1个π键;
(3)B的电子排布式为1s22s22p63s23p2;原子核外电子运动状态有14种;原子轨道数为8,能级数5,电子占据的最高能层符号为M;
(4)元素非金属性越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强,则四种元素最高价氧化物水化物酸性由强到弱的是HClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO3。【解析】1s22s22p63s23p23s23p5311485MHClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO319、略
【分析】【分析】
X的最外层电子数是次外层的2倍;则次外层只能是K层,容纳2个电子,最外层是L层,有4个电子,X为C元素。地壳中Z的含量最大,则Z为O元素,X;Y、Z原子序数依次增大,则Y为N元素。W是短周期元素中原子半径最大的主族元素,W为Na。Q的最外层比次外层少2个电子,Q的次外层为L层,有8个电子,Q的最外层为M层,有6个电子,Q为S元素。
【详解】
(1)X为C元素,核外电子排布为1s22s22p2,价层电子排布式为2s22p2;Q为S元素,16号元素,原子结构示意图为
(2)Y为N元素;Z为O元素,第一电离能大的是N元素,原因是N原子的2p轨道为半充满结构,能量低稳定;
(3)Z、W、Q形成的离子分别为O2-、Na+、S2-。O2-和Na+具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,半径越小,则有r(Na+)<r(O2-)。O和S同主族,同主族元素形成的简单离子半径从上到小依次增大,有r(O2-)<r(S2-),则排序为r(Na+)<r(O2-)<r(S2-);
(4)Y为N,Z为O,Q为S;
A.Y的2p轨道上有3个电子;根据洪特原则,电子排布在能量相同的各个轨道时,电子总是尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,2p轨道上的3个电子,应该分别在3个不同的轨道;A项错误;
B.O的氢化物H2O的稳定性比S的氢化物H2S的稳定性强;因为O非金属性比S的强;B项正确;
C.O的氢化物H2O的沸点比S的氢化物H2S的沸点高;原因是水分子间存在氢键;C项错误;
D.Y的单质为N2;N和N原子之间有3对共用电子对,其中σ键有1个,π键有2个,比例为1:2,D项正确;
本题答案选BD;
(5)QZ2为SO2,中心原子S的价电子有6个,配位原子O不提供电子,对于SO2,VP=BP+LP=2+=3,中心S原子为sp2杂化;根据相似相溶的原理,SO2易溶于水是由于SO2是极性分子,H2O是极性溶剂,相似相溶;另外SO2与H2O反应生成易溶于水的H2SO3。【解析】2s22p2NN原子的2p轨道为半充满结构,能量低稳定r(Na+)<r(O2-)<r(S2-)BDsp2杂化SO2是极性分子,H2O是极性溶剂,相似相溶;SO2与H2O反应生成易溶于水的H2SO320、略
【分析】【分析】
W、X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道,则Y原子核外电子排布为1s22s22p4,Y为氧元素;X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道,则X原子核外电子排布为1s22s22p2;X为碳元素;W;Z的原子序数相差10,Z的原子序数大于氧元素,则Z一定处于第三周期,且Z原子的第一电离能在同周期中最低,则Z为Na元素,故W为氢元素,据此分析解答。
【详解】
(1)由上述分析可知;W为H;X为C、Y为O、Z为Na,故答案为H;C;O;Na;
(2)XY分子为CO;X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,CO中C原子与O之间形成三个共用电子对,各含有1对孤对电子,其结构式为C≡O,叁键中有1个σ键和2个π键,其中有一个π键是由氧原子单方提供了2个电子形成的,故CO分子中C和O原子用于成键的电子数目分别是2和4;根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有σ键;π键,故答案为2和4;σ键、π键;
(3)CO2与NaOH反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到碳酸钠、碳酸氢钠,相同条件下,在水中溶解度较小的是NaHCO3,故答案为NaHCO3;
(4)Z2Y2为Na2O2,为离子化合物,钠离子和过氧根离子以离子键相结合,O与O以非极性共价键相结合,电子式为:故答案为【解析】HCONa2和4σ键,π键NaHCO321、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↑22、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23、略
【分析】【详解】
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,则X为C,Z是地壳中含有最高的元素,即Z为O,因为原子序数依次增大,则Y为N,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,即Q为S,E的原子序数为29,则E为Cu,(1)考查元素在元素周期表中的位置,Y是N,位于第二周期VA族;(2)考查等电子体和π键判断,YZ2+为NO2+,与CO2互为等电子体,等电子体的结构相似,CO2的结构式为O=C=O,因此1molNO2+中含有π键的数目为2NA个;(3)考查杂化类型,形成的化合物是HCHO,其中碳原子是sp2杂化;(4)考查核外电子排布式,通过晶胞的结构确定化学式,Cu位于第四周期IB族,核外电子排布式为1s22s22p63s13p23d63d104s1或[Ar]3d104s1;O原子位于顶点和体心,个数为8×1/8+1=2,Cu全部位于体心,因此化学式为Cu2O;(5)考查晶胞的计算,核外电子排布相同时,半径随着原子序数增大而减小,即氧元素位于顶点和面心,个数为8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞内,有8个,因此化学式为Na2O,晶胞的质量为4×62/NAg,晶胞的体积为a3cm3,根据密度的定义,有ρ=4×62/(NA×a3),即边长为cm。点睛:本题难点是晶胞边长的计算,首先根据晶胞的结构确认化学式,氧元素位于顶点和面心,个数为8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞内,有8个,因此化学式为Na2O,然后根据n=N/NA,确认氧化钠的物质的量,再求出氧化钠的质量,最后利用密度的定义求出边长。【解析】第二周期第VA族2NA或1.204×1024sp2杂化1s22s22p63s13p23d63d104s1或[Ar]3d104s1Cu2O四、工业流程题(共1题,共7分)24、略
【分析】【分析】
废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化钠生成As2S3沉淀,为防止As2S3与硫离子反应再次溶解,所以再加入硫酸亚铁除去过量的硫离子,过滤得到As2S3和FeS,滤液中加入过氧化氢将亚砷酸氧化成砷酸,亚铁离子氧化成铁离子,再加入CaO沉淀砷酸根、铁离子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低浓度含砷废水。
【详解】
(1)As元素为33号元素,与N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨气分子结构相同为共价化合物,砷原子和三个氢原子形成三个As-H键,电子式为:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金属性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强,同主族自上而下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正确;
b.同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径依次增大,原子半径:As>
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