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文档简介
…………○…………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PEP选修3化学下册月考试卷48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、一定温度下,可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是①单位时间内生成nmolO2,同时生成2nmolNO2;②单位时间内生成nmolO2,同时生成2nmolNO;③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1;④混合气体的压强不再改变;⑤混合气体的颜色不再改变;⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变。A.①④⑤⑥B.①③④⑥C.①②③⑤D.②⑤⑥2、下列关于碳原子(基态)核外电子运动状态的说法不正确的是()A.分布于2个电子层B.占有3个能级C.占有3个原子轨道D.有4个电子自旋状态相同3、以下属于共价分子的单质是A.氩气B.金刚石C.重氢气D.水4、下列关于金属晶体的说法不正确的是A.金属晶体中一定存在金属键B.金属晶体中的金属键没有方向性和饱和性C.金属晶体中金属原子只能采用最密堆积方式形成晶体D.金属晶体中的自由电子为整块金属所共有5、下列结论中正确的是()A.氢化物的沸点顺序是HF>H2O>NH3B.ⅤA族元素氢化物沸点顺序AsH3>PH3>NH3C.过氧化钠和氧化纳中阴离子与阳离子个数比都是1:2D.干冰(CO2)和SiO2属于同主族非金属氧化物,所以物理性质相同评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)6、元素的第一电离能:Al_________Si(填“>”或“<”)7、已知元素的电负性和原子半径一样,也是元素的基本性质。下表给出14种元素的电负性:。元素ALBBeCClFLiMgNNaOPSSi电负性1.52.01.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8
试结合元素周期律相关知识完成下列问题。
(1)根据上表给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是__________(从电负性与结构的关系考虑)。
(2)请预测Br与I元素电负性的大小关系:_________。
(3)经验规律告诉我们:当成键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时,一般为离子键,而小于1.7时,一般为共价键。试推断中化学键的类型是___________。
(4)预测元素周期表中电负性最小的元素是_____(放射性元素除外)。8、如图为元素周期表中部分元素某种性质值随原子序数变化的关系。
(1)短周期中原子核外p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的元素是______填元素符号
(2)同周期,随着原子序数的增大,X值变化趋势为______再结合同主族不同元素的X值变化的特点,体现了元素性质的______变化规律。
(3)X值较小的元素集中在元素周期表的______填序号
A.左下角右上角分界线附近。
(4)下列关于元素此性质的说法中正确的是______填序号
A.X值可反映元素最高正化合价的变化规律。
B.X值可反映原子在分子中吸引电子的能力。
C.X值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱。
(5)SiHCl3与水发生的化学反应可认为是广义的水解反应,根据图中数据,该反应的化学方程式为______9、亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6])双称黄血盐,是一种重要的化工原料。检验三价铁发生的反应为:K4[Fe(CN)6]+FeCl3=KFe[Fe(CN)6]↓(滕氏蓝)+3KCl;回答问题:
(1)写出基态Fe3+的核外电子排布式___。
(2)K4[Fe(CN)6]中的作用力除共价键外;还有___和___。
(3)黄血盐中N原子的杂化方式为____;C、N、O的第一电离能由大到小的排序为___,电负性由大到小的排序为___。10、(1)有两种活性反应中间体离子;它们的离子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:
___________;______________。
(2)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子___________,三角锥形分子____________,正四面体形分子_____________。
(3)写出SO3的常见的等电子体的化学式:一价阴离子____________(写出一种,下同),二价阴离子____________,它们的中心原子采用的杂化方式都是____________。11、I.在化学实验和科学研究中;水是一种最常用的溶剂。水是生命之源,它与我们的生活密切相关。
(1)写出一种与H2O分子互为等电子体的微粒:_______。
(2)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正确的是_______(填字母序号)。
A.氧原子的杂化类型发生了改变。
B.微粒的空间构型发生了改变。
C.微粒中的键角发生了改变。
Ⅱ.Cu2+可形成多种配合物;广泛应用于生产生活中。
(3)实验时将无水CuSO4白色粉末溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合物离子,请写出该配合物离子的化学式:________。向该蓝色溶液中滴加氨水,先形成沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液。写出该沉淀溶解过程发生反应的离子方程式:____________。12、四种元素X;Y、Z、W位于元素周期表的前四周期;已知它们的核电荷数。
依次增加;且核电荷数之和为51;Y原子的L层p轨道中有2个电子;Z与Y原子的价层电子数相同;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4:1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是_____、_______;杂化轨道分别是________、_________;a分子的立体结构是____________。
(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是_______晶体、_______晶体:
(3)X的氧化物与Y的氧化物中,分子极性较小的是(填分子式)__________;
(4)Y与Z比较,电负性较大的____________,其+2价离子的核外电子排布式是_________。13、如图所示分别为氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞模型,请认真观察后完成表格。___________
离子晶体晶体结构粒子晶胞所含粒子数阴阳离子个数之比阴阳离子个数之比阴离子阳离子阴离子阳离子阴离子阳离子氯化钠氯化铯氟化钙评卷人得分三、实验题(共1题,共2分)14、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_____________________________。评卷人得分四、计算题(共4题,共16分)15、(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_______。16、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______。17、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)。
18、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2题,共14分)19、碳元素以C—C键构成了有机界,硅元素以键构成了整个矿物界;锗元素是重要的国家战略资源。碳族元素组成了有机界;无机界和当代工业。回答下列问题:
(1)基态锗()原子的核外电子排布式为_____;分子空间构型是__________。
(2)发生水解的机理如图:
不能按照上述机理发生水解反应,原因是____________________。
(3)金刚石熔点为4440℃,晶体硅熔点为1410℃,金刚石熔点比晶体硅高的原因是_______。
(4)C和经常形成原子晶体,原子晶体的配位数普遍低于离子晶体,原因是_____。
(5)在硅酸盐中,四面体[如图(a)和(b)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(c)为片层状结构的多硅酸根,其中原子的杂化方式为______,化学式为_______。
(6)铝硅酸盐分子筛在化工领域有重要的应用。铝硅酸盐结构中价铝部分地置换四面体结构中价的硅。从结构角度分析价铝能够置换价硅的原因是_________。
(7)石墨采取六方最密堆积方式,晶胞结构如图。晶胞参数为底边长高阿伏加德罗常数为则石墨晶体的密度为_______
20、硅、镓、锗、硒等单质及某些化合物(如砷化镓)都是常用的半导体材料,广泛用于光电应用领域。具有钙钛矿结构的金属卤化物(通常用ABX3表示)作为一种新型半导体材料也备受关注,A是阳离子(CH3NHCs+等),B是二价金属阳离子(Pb2+,Sn2+等);X是卤离子。
(1)基态Se原子的核外电子排布式为______,其能量最高轨道的电子云形状为______。
(2)镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为______(用元素符号表示)。
(3)CH3NH中N原子的杂化方式为______,该离子与______分子互为等电子体;CH3NH中H—N—H键角比NH3中H—N—H键角______(填“大”或“小”),理由是______。
(4)锗的一种氧化物的立方晶胞如图所示:
其中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C原子坐标参数为______,O的配位数为______,每个Ge原子周围距离最近且相等的Ge原子有______个。已知Ge与O的最近距离为anm,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶体的密度ρ=______g·cm-3(列出计算式即可)。评卷人得分六、元素或物质推断题(共5题,共20分)21、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____________。22、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____。23、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________。24、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:____________________。25、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5题,共10分)1、A【分析】【详解】
①单位时间内生成nmolO2是指向右的反应,生成2nmolNO2是指向左的反应,有两个反应方向,且比例正确n:2n=1:2;①正确。②单位时间内生成nmolO2,同时生成2nmolNO,说的都是向右的反应,没有说向左的反应,所以不正确。③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1,题目没有说明表示的是正反应还是逆反应速率,所以错误。④混合气体的压强不再改变,恒容下压强不变就是气体的物质的量不变,此反应气体的总物质的量不变,说明反应达平衡,④正确。⑤混合气体的颜色不再改变,就是指NO2的浓度不变,所以正确。⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变,不变,根据质量守恒定律m总不变,所以n总不变,气体的n总不变可以说明反应达平衡;⑥正确。
点睛:判断反应达到化学平衡状态的标志有:
(1)本质标志:v(正)=v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说;正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。要求必须有两个反应方向,且比例正确。
(2)等价标志:①全是气体参加的体积可变反应,体系的压强不随时间而变化。例如:N2+3H22NH3。②体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。③全是气体参加的体积可变反应,体系的平均相对分子质量不随时间变化。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。④对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。⑤对于有颜色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化,如2NO2(g)N2O4(g)。⑥体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。2、C【分析】【分析】
【详解】
基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p2;
A.根据核外电子排布式可知C原子核外电子分别于K;L两层;故A正确;
B.根据核外电子排布式可知占有1s;2s、2p三个能级;故B正确;
C.根据核外电子排布式可知占有1s、2s、2px、2py共4个轨道;故C错误;
D.根据洪特规则,电子优先以自旋相同的方式分别占据同能级不同的轨道,而s能级只有一条轨道,所以1s、2s、2px、2py共4个轨道有4个自旋方向相同的电子;故D正确;
故答案为C。3、C【分析】【分析】
【详解】
A.氩气为单原子气体单质;故A不符合题意;
B.金刚石为原子晶体;不存在分子,故B不符合题意;
C.重氢气是由两个重氢原子通过共价键构成的双原子分子气体;属于单质,故C符合题意;
D.水是化合物;故D不符合题意;
故选C。4、C【分析】【详解】
A.金属晶体是金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体;一定存在金属键,A选项正确;
B.金属晶体中;由于电子的自由运动,金属键没有固定度的方向,因而没有方向性,金属原子是通过密堆积按照各种堆积方式排列在一起的,它们尽可能多的紧密版排列,故没有饱和性,B选项正确;
C.金属晶体中金属原子也可以采用简单立方堆积方式形成晶体;如Po,C选项错误;
D.金属晶体中的自由电子是为整块金属所共有;D选项正确;
答案选C。5、C【分析】【详解】
A.常温下水是液体,而HF是气体,沸点H2O>HF;故A错误;
B.由于氨气分子间存在氢键,导致沸点反常,所以氢化物沸点顺序为NH3>AsH3>PH3;故B错误;
C.过氧化钠是由钠离子和过氧根离子构成;氧化钠由钠离子和氧离子构成,阴离子与阳离子个数比都是1:2,故C正确;
D.干冰是分子晶体;二氧化硅为原子晶体,二者物理性质不同,故D错误;
故答案为C。二、填空题(共8题,共16分)6、略
【分析】【详解】
同周期;从左到右,总体上第一电离能逐渐增大(第二和第五主族例外);故铝的第一电离能小于硅。
答案为:<。【解析】<7、略
【分析】【分析】
(1)结合表格中的数据;从周期和族两个方面总结规律;
(2)根据电负性变化规律分析;
(3)Cl和Al的电负性之差为1.5,小于1.7,故AlCl3中的化学键为共价键。
(4)电负性较小的元素位于元素周期表的左下方。
【详解】
(1)由表中数据可知;第二周期元素从Li~F,随着原子序数的递增,元素的电负性逐渐增大,第三周期元素从Na~S,随着原子序数的递增,元素的电负性也逐渐增大,并呈周期性变化;同主族元素,元素随核电荷数的递增,元素电负性依次减小;
(2)根据电负性变化规律,同主族元素,元素随核电荷数的递增,元素电负性依次减小Br的电负性大于I的电负性;
(3)当成键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时,一般为离子键,而小于1.7时,一般为共价键。结合表格数据,Cl和Al的电负性之差为1.5,小于1.7,故AlCl3中的化学键为共价键;
(4)电负性较小的元素位于元素周期表的左下方,放射性元素除外,电负性最小的元素是Cs。【解析】①.同周期元素随核电荷数的递增,元素电负性依次增大,同主族元素随核电荷数的递增,元素电负性依次减小②.Br>I③.共价键④.Cs8、略
【分析】【分析】
(1)p能级最多容纳6个电子;s能级最多容纳2个电子,结合原子核外电子排布规律分析;
(2)根据图示曲线变化分析同主族;同周期X的变化规律;
(3)根据图示可知;周期表中X较小的元素集中在左下角;
(4)此变化规律可以判断两元素的金属性或非金属性强弱;
(5)结合图示中X值判断各元素化合价;然后分析反应产物并写出化学方程式。
【详解】
(1)p能级最多容纳6个电子,s能级最多容纳2个电子,则短周期中原子核外p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的元素的核外电子排布式为分别为O;Mg元素;
故答案为:O;Mg;
(2)根据图示可知;同周期随着原子序数的增大,X值逐渐增大,同主族从上至下,对应的X值减小,体现了元素性质的周期性变化规律;
故答案为:逐渐增大;周期性;
(3)同周期;X值左边小,同一主族,X值下边小,所以周期表中X较小的元素集中在左下角,故A正确;
故答案为:A;
(4)A;X值可代表电负性;无法根据X值判断元素最高正化合价,故A错误;
B;X值可代表电负性;X值越大非金属性越强,能够反映原子在分子中吸引电子的能力,故B正确;
C;X值越大金属性越弱、非金属性越强;X值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱,故C正确;
故答案为:BC;
(5)X值可代表电负性,X值越大非金属性越强,根据图示可知,非金属性:则中Si为价,H、Cl元素为价,与水反应时,Si元素生成或价H元素与水分子中价H生成氢气,该反应方程式为:或
故答案为:(或)。
【点睛】
本题考查位置结构性质的相互关系应用,题目难度中等,明确图像曲线变化为解答关键,注意掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的应用,试题侧重考查学生的分析能力及综合应用能力。【解析】O、Mg逐渐增大周期性ABC9、略
【分析】【详解】
(1)Fe原子核外有26个电子,失去外围3个电子形成Fe3+,所以基态Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5;
(2)K4[Fe(CN)6]是离子化合物,存在离子键,其中Fe(CN)64-含有共价键和配位键;即化学键为离子键;配位键和共价键;
(3)CN-中N的价层电子对数=1+=2;所以N采用sp杂化;同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但是第IIA族;第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以C、N、O第一电离能大小顺序为N>O>C;同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大,所以C、N、O的电负性大小顺序为O>N>C。
【点睛】
同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第ⅡA族元素(最外层全满)大于第ⅢA族元素,第ⅤA族(最外层半满)的第一电离能大于第ⅥA族元素。【解析】1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5配位键离子键spN>O>CO>N>C10、略
【分析】【分析】
(1)根据分子的空间构型;杂化类型以及价层电子对数结合粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子来分析判断;
(2)由第二周期非金属元素构成的中性分子,第二周期元素为中心原子,如果是平面形分子,则通过sp2杂化形成中性分子;如果是三角锥型分子,则通过sp3杂化形成中性分子;且价层电子对个数是4,含有一个孤电子对;如果是正四面体结构,则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对,据此分析解答;
(3)等电子体是指具有相同价电子总数和原子总数的分子或离子;根据价电子对互斥理论确定原子的杂化方式;价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算判断。
【详解】
(1)第一种微粒的空间结构为平面三角形,则碳原子为sp2杂化,中心碳原子无孤电子对,因此价层电子对数3,化学式为CH3+,第二种微粒的空间结构为三角锥形,则碳原子为sp3杂化,中心碳原子有1个孤电子对,因此价层电子对数4,化学式CH3-,故答案为CH3+;CH3-;
(2)由第二周期非金属元素构成的中性分子,第二周期元素为中心原子,通过sp2杂化形成中性分子,是平面形分子,该类型分子有BF3;第二周期元素为中心原子,通过sp3杂化形成中性分子,如果是三角锥型分子,则该分子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,该类型分子有NF3;如果该分子为正四面体结构,则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对,该类型分子有CF4,故答案为BF3;NF3;CF4;
(3)SO3的原子数为4,价电子数为24,与SO3互为等电子体的为NO3-或CO32-、BF3或COCl2等;NO3-中N原子形成3个σ键,没有孤电子对,杂化类型为sp2,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,SO3分子中S原子的价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+=3,杂化类型为sp2,故答案为NO3-;CO32-;sp2。【解析】CH3+CH3-BF3NF3CF4NO3-CO32-sp211、略
【分析】【分析】
Ⅰ.(1)原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体,据此书写H2O的等电子体;
(2)利用价层电子对模型判断粒子的空间结构;以此判断微粒的形状以及键角,根据物质的组成判断性质是否一致;
Ⅱ.(3)硫酸铜溶于水,铜离子与水生成了呈蓝色的配合离子[Cu(H2O)4]2+;氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,据此分析解答。
【详解】
Ⅰ.(1)原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体,与水互为等电子体的微粒有:H2S、NH2-,故答案为:H2S、NH2-;
(2)A.H2O中O原子含有2个σ键,含有2个孤电子对,采用sp3杂化,H3O+含有3个σ键,含有1个孤电子对,采用sp3杂化,氧原子的杂化类型不变,故A错误;B.H2O为V形分子,H3O+含有3个σ键;含有1个孤电子对,为三角锥型,二者的空间构型发生了改变,故B正确;C.两种微粒的立体构型不同,键角不同,键角发生了改变,故C正确;故答案为:A;
Ⅱ.(3)将白色的无水CuSO4溶解于H2O中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子,生成此配合离子的离子方程式:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+,该配离子的化学式:[Cu(H2O)4]2+,氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,涉及的离子方程式为:Cu2++2NH3•H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-,故答案为:[Cu(H2O)4]2+;Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。【解析】①.H2S(或NH2-等)②.A③.[Cu(H2O)4]2+④.Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O12、略
【分析】【分析】
由“Y原子的L层p轨道中有2个电子”可知Y原子的电子排布式是1s22s22p2,为碳元素;由“Z与Y原子的价层电子数相同”可知Z与碳元素同主族,又因Z位于元素周期表的前四周期且核电荷数大于Y,所以Z可能为硅元素(14号)或锗元素(32号),若Z为锗元素,则四种元素的核电荷数之和大于51(因W的核电荷数比Z的还要大),即Z只能为硅元素;由“W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4︰1”可知W的最外层电子数为2,由“d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1”可知d轨道中的电子数为10,所以W原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2;即W为锌元素;又因四种元素的核电荷数之和为51,所以X元素的核电荷数为1,是氢元素。
【详解】
(1)C和Si可分别与H形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是CH4、SiH4;杂化轨道分别是sp3、sp3;两种分子的立体结构都是正四面体。
(2)C的最高价氧化物和Si的最高价氧化物分别为CO2和SiO2;其晶体类型分别是分子晶体;原子晶体:
(3)H的氧化物与C的氧化物中,分子极性较小的是非极性分子CO2;
(4)C与Si是同一主族的元素,非金属性越强的电负性越大,电负性较大的是C,其+2价离子的核外电子排布式是1s22s2。【解析】①.CH4②.SiH4③.sp3④.sp3⑤.正四面体⑥.分子⑦.原子⑧.CO2⑨.C⑩.1s22s213、略
【分析】【详解】
(1)在NaCl晶胞中,晶体结构粒子为:Na+、Cl-,由均难法:晶胞中Na+个数为:8×+6×=4,晶胞中Cl-个数为:12×+1=4;配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。每个钠离子周围有六个氯离子;每个氯离子周围也有六个钠离子,配位数均为6,阴阳离子个数之比:4:4=1:1;
(2)在CsCl晶胞中,晶体结构粒子为:Cs+、Cl-,由均难法:晶胞中Cs+个数为:8×=1,晶胞中Cl-个数为:1;配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。每个Cs+离子周围有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个Cs+离子;配位数均为8,阴阳离子个数之比:1:1;
(3)在CaF2晶胞中,晶体结构粒子为:Ca2+、F-,F-填充在八个小立方体中心,8个四面体全被占据,由均难法:晶胞中Ca2+个数为:8×+6×=4,晶胞中F-个数为:8;配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。每个Ca2+离子周围有8个F-离子,配位数为8,每个F-离子周围也有4个Ca2+离子;配位数为4,阴阳离子个数之比:8:4=2:1;
故答案为:。离子晶体晶体结构粒子晶胞所含粒子数阴阳离子个数之比阴阳离子个数之比阴离子阳离子阴离子阳离子阴离子阳离子氯化钠Na+、Cl-44661:1氯化铯Cs+、Cl-11881:1氟化钙Ca2+、F-48842:1【解析】。离子晶体晶体结构粒子晶胞所含粒子数阴阳离子个数之比阴阳离子个数之比阴离子阳离子阴离子阳离子阴离子阳离子氯化钠Na+、Cl-44661:1氯化铯Cs+、Cl-11881:1氟化钙Ca2+、F-48842:1三、实验题(共1题,共2分)14、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]Cl2四、计算题(共4题,共16分)15、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】232:3MgB216、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17、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)18、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2题,共14分)19、略
【分析】【详解】
(1)锗和硅是同一主族元素,均为最外层电子数为4的主族元素,故基态锗()原子的核外电子排布式为利用等电子体原理可知和CCl4互为等电子体,故分子空间构型是正四面体,故答案为:正四面体;
(2)根据发生水解的机理图可知,过程中由于Si原子上的3d空轨道中接受了H2O中O原子上的孤对电子;从而发生水解反应,而C原子只有两个电子层,L层上没有d轨道,故不能接受孤对电子,无法水解,故答案为:C没有d轨道;
(3)金刚石和晶体硅均为原子晶体;其熔点高低主要取决于其中共价键的键能大小,由于C原子半径比Si原子的小,故C-C的键长小于Si-Si的键长,一般共价键的键长越短,键能越大,故金刚石熔点比晶体硅高的原因是结构相似,C原子半径小,C—C键能大,故答案为:结构相似,C原子半径小,C—C键能大;
(4)C和经常形成原子晶体;原子晶体是通过共价键结合的,由于共价键有方向性和饱和性,决定了原子晶体周围的原子个数受到一定的限制,离子晶体则是通过阴;阳离子之间的离子键结合的,离子键没有方向性和饱和性,使得离子晶体的配位数增多,故答案为:共价键有方向性和饱和性;
(5)硅酸盐中的硅酸根()为正四面体结构,所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式;图(c)为一种无限长层状结构的多硅酸根,图(b)中一个四面体结构单元中其中有3个氧原子的贡献率为四面体结构单元含有1个硅、氧原子数目=1+3×=2.5,Si、O原子数目之比为1:2.5=2:5,故化学式为或者故答案为:sp3或者
(6)铝硅酸盐结构中价铝部分地置换四面体结构中价的硅,首先考虑原子的大小,原子大小相差太大,根本放不进去,而Al的半径虽然比Si的半径大一些,但还是很接近的,故价铝能够置换价硅的原因是Al和Si的粒子大小相近;故答案为:Al和Si的粒子大小相近;
(7)由晶胞结构图可知,1个晶胞中含有的C原子数目为个,晶胞参数为底边长高由于晶胞的底面是一个棱形,故一个晶胞的体积为:V=a2bcm3,阿伏加德罗常数为则石墨晶体的密度为或者进一步化简为:或故答案为:或或【解析】正四面体C没有d轨道结构相似,C原子半径小,C—C键能大共价键有方向性和饱和性杂化或Al和Si的粒子大小相近或或20、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)基态Se原子序数为34,位于第四周期ⅥA族,核外电子排布式为[Ar]3dl04s24p4,其能量最高轨道为p轨道,电子云形状为哑铃形或纺锤形;故答案为:[Ar]3dl04s24p4;哑铃形或纺锤形;
(2)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,As族元素原子4p轨道为半充满稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能:As>Se>Ge>Ga;故答案为:As>Se>Ge>Ga;
(3)CH3NH中N原子形成3个共价键,价层还有一对孤电子对,则N的价电子对数为4,为sp3杂化;CH3NH中共18个电子,与CH3CH3互为等电子体;CH3NH中N形成4个σ键,而NH3分子中N有一对孤电子对,孤电子对对H—N键的排斥力更大,将H—N—H键角压缩变小;故答案为:sp3;CH3CH3;大;CH3NH中N形成4个σ键,而NH3分子中N有一对孤电子对;孤电子对对H—N键的排斥力更大,将H—N—H键角压缩变小;
(4)C与周围4个原子形成正四面体结构,则C原子坐标参数为();由图知1个Ge连着4个O,1个O连着4个Ge,所以O配位数为4;每个Ge原子周围距离最近且相等的Ge原子有12个;已知Ge与O的最近距离为anm,设晶胞边长为xnm,则x=则1mol晶胞的体积为:NA1个晶胞含有Ge原子个数为4,O原子个数为则则1mol晶胞的质量为:4g=4g,晶体密度为:故答案为:();4;12;【解析】[Ar]3dl04s24p4哑铃形或纺锤形As>Se>Ge>Gasp3CH3CH3大CH3NH中N形成4个σ键,而NH3分子中N有一对孤电子对,孤电子对对H—N键的排斥力更大,将H—N—H键角压缩变小()412六、元素或物质推断题(共5题,共20分)21、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+3H2O22、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
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