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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年统编版选修3化学下册月考试卷62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、下列元素中,属于主族元素的是A.CuB.NaC.NeD.Zn2、下列原子外围电子层的电子排布图正确的是A.OB.FeC.SiD.Cr3、下列叙述错误的是()A.分子中有键B.的中心原子是杂化C.HCl和HI化学键的类型和分子的极性都相同D.价电子构型为的粒子其基态原子轨道表示式为:4、现有四种元素基态原子电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是A.电负性:④>③>②>①B.原子半径:②>①>④>③C.第一电离能:④>③>②>①D.最高正化合价:④>①>③=②5、下列事实与氢键有关的是A.水分解成氢气和氧气吸收热量B.水结成冰体积膨胀,密度变小C.水加热到很高的温度都难以分解D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱6、下列有说法不正确的是()A.金属的六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高B.B;钠晶胞结构如图;钠晶胞中每个钠原子的配位数为8
C.温度升高,金属的导电性将变小D.干冰晶体熔化时,1mol干冰要断裂2mol碳氧双键7、下列说法不正确的是A.HF比HCl稳定性更强,原因是HF分子间存在氢键B.Na投入到水中,有共价键的断裂与形成C.CCl4、N2和SiO2晶体中,各原子最外层都达到8电子稳定结构D.NaHSO4晶体熔融时,离子键被破坏,共价键不受影响评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)8、下面是s能级;p能级的原子轨道图;试回答问题:
(1)s能级的原子轨道呈____________形,每个s能级有_______个原子轨道;p能级的原子轨道呈____________形,每个p能级有_____个原子轨道。
(2)s能级原子轨道的半径与什么因素有关?是什么关系_____。9、根据构造原理写出下列原子或离子的核外电子排布式。
(1)Ti:_____________________________________________________;
(2)Cr:____________________________________________________;
(3)铜:___________________________________________________;
(4)Fe3+:_________________________________________________。10、有下列微粒:①CH4;②CH2=CH2;③CH≡CH④NH3⑤NH4+;⑥BF3;⑦P4;⑧H2O⑨H2O2填写下列空白(填序号):
(1)呈正四面体的是__________。
(2)中心原子轨道为sp3杂化的是__________,为sp2杂化的是__________,为sp杂化的是__________。
(3)所有原子共平面(含共直线)的是__________,共直线的是__________。
(4)互为等电子体的一组是__________。11、(1)铁在元素周期表中的位置为_____,基态铁原子有个未成对电子_____,三价铁离子的电子排布式为_____。
(2)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号_____,该能层具有的原子轨道数为_____;铝元素的原子核外共有_____种不同运动状态的电子、_____种不同能级的电子。
(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_____形象化描述。在基态14C原子中,核外存在_____对自旋相反的电子。
(4)中国古代四大发明之一——黑火药,它的爆炸反应为:2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑,除S外,上述元素的电负性从大到小依次为_____,第一电离能从大到小依次为_____。
(5)有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥CH4,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N),⑩Ar,既有σ键又有π键的是______;含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是______;不存在化学键的是______。
(6)在BF3分子中,F—B—F的键角是______,硼原子的杂化轨道类型为______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体构型为______。12、新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向.
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得.
①基态Cl原子中,电子占据的最高能层符号为_____,该能层具有的原子轨道数为_____.
②LiBH4由Li+和BH4﹣构成,BH4﹣的立体结构是_____,B原子的杂化轨道类型是_____.
Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为_____.
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料.
①LiH中,离子半径Li+_____H﹣(填“>”、“=”或“<”).②某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物.M的部分电离能如表所示:。I1/kJ•mol﹣1
I2/kJ•mol﹣1
I3/kJ•mol﹣1
I4/kJ•mol﹣1
I5/kJ•mol﹣1
738
1451
7733
10540
13630
M是_____(填元素符号).
(3)NaH具有NaCl型晶体结构,已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm(棱长),Na+半径为102pm,H﹣的半径为_____,NaH的理论密度是___________g•cm﹣3(只列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)13、如图表示一些晶体中的某些结构;请回答下列问题:
(1)代表金刚石的是(填编号字母,下同)___,其中每个碳原子与____个碳原子最近且距离相等。金刚石属于____晶体。
(2)代表石墨的是____,每个正六边形占有的碳原子数平均为____个。
(3)代表NaCl的是___,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有___个。
(4)代表CsCl的是___,它属于____晶体,每个Cs+与____个Cl-紧邻。
(5)代表干冰的是___,它属于___晶体,每个CO2分子与___个CO2分子紧邻。
(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短,则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为____。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、结构与性质(共4题,共16分)15、第四周期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。
(1)铬是最硬的金属单质,被称为“不锈钢的添加剂”。写出Cr在周期表中的位置___;其原子核外电子排布的最高能层符号为___。
(2)在1molCrO5(其中Cr为+6价)中,含有过氧键的数目为__。
(3)钒(23V)广泛用于催化及钢铁工业,被称之为“工业的味精”。写出钒原子价电子排布图___;V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO3的三聚体环状结构如图所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为___。
(4)Ni是一种优良的有机反应催化剂,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,其中配原子是____。(填元素符号)
(5)钛称之为21世纪金属,具有一定的生物功能。钙钛矿(CaTiO3)晶体是工业获取钛的重要原料。CaTiO3晶胞如图,边长为a=0.266nm,晶胞中Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。Ti与O间的最短距离为___nm,与Ti紧邻的O个数为___。
(6)在CaTiO3晶胞结构的另一种表示中,Ca处于各顶角位置,则Ti处于___位置,O处于___位置。16、太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜硅系太阳能电池。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为_______________________。
(2)比较硒和同周期相邻的元素砷的第一电离能I1的大小:I1(As)__I1(Se)。用原子结构观点加以解释______________________________________________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3,BF3·NH3中N原子的杂化轨道类型为__________________,B与N之间形成________键。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构。金刚砂晶体属于_________(填晶体类型),在SiC结构中,每个C原子周围最近的C原子数目为___________________。17、甲、乙、丙、丁、戊五种元素,其中甲元素原子核外L层上s能级和p能级电子个数相同;乙元素原子3p能级上只有1对成对电子;丙和丁元素原子N层上都只有1个电子,但其中丙元素原子各内层均已充满;而丁元素原子次外层的电子充满在2个能级中;戊元素原子最外层轨道表示式是它的单质常温时为气态。试用化学符号回答以下问题。
(1)甲是________,乙是________,丙是________,丁是________,戊是________。
(2)丙和乙的单质发生化合反应的化学方程式是_______。
(3)丙的硫酸盐溶液跟乙的气态氢化物发生反应的离子方程式是____。
(4)甲和乙元素组成的化合物的化学式是________,用电子式表示该化合物的形成过程_________________。
(5)乙和戊元素的气态氢化物沸点高低关系是________>________。
(6)丙的硫酸盐跟少量氨水反应的离子方程式是_______。
(7)丙元素原子最外层电子排布式是____________。
(8)乙和丁形成的化合物的电子式是____________________。18、2016年,中科院以立方相的SrTiO3作为模型,合成了单一晶面的六面体SrTiO3和暴露不等同晶面的十八面体SrTiO3。回答下列问题:
(1)钛元素基态原子的简化电子排布式为___________。
(2)TiO的立体构型是___________,中心原子的杂化方式是___________,与TiO互为等电子体的一种由主族元素构成的分子为___________。(填分子式)
(3)向Ti4+的水溶液中加入双氧水,得到产物[Ti(O2)(H2O)4]2+,则产物中含有的化学键类型有___________。
(4)熔融状态的SrTiO3和CaTiO3均可导电,则熔点:SrTiO___________CaTiO3(填“大于或“小于”或“等于”),原因是___________。
(5)单一晶面的六面体SrTiO3的立方晶胞中,每个Ti原子和周围六个O原子形成规则八面体,Ti位于八面体的中心位置(如上图),Sr原子则位于立方体八个顶点位置。则SrTiO3晶体中一个O周围和它最近且距离相等的O有___________个。已知晶胞参数a=3.905nm,列式计算该晶胞的密度:___________g/cm3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数设为NA)评卷人得分五、原理综合题(共3题,共21分)19、大型客机燃油用四乙基铅[Pb(CH2CH3)4])做抗震添加剂,但皮肤长期接触四乙基铅对身体健康有害,可用硫基乙胺(HSCH2CH2NH2)和KMnO4清除四乙基铅。
(1)锰元素在周期表中的位置是_____,基态锰原子的外围电子排布式为_____,该原子能量最高的电子的电子云轮廓图形状为____。
(2)N、C和Mn电负性由大到小的顺序为_____。
(3)HSCH2CH2NH2中C的杂化方式为____,其中NH2-空间构型为____;N和P的价电子相同,但磷酸的组成为H3PO4,而硝酸的组成不是H3NO4,其原因是____。
(4)Pb(CH2CH3)4是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物,其晶体类型属于_____晶体。已知Pb(CH2CH3)4晶体的堆积方式如下。
Pb(CH2CH3)4]在xy平面上的二维堆积中的配位数是______。设阿伏加德罗常数为NA/mol,Pb(CH2CH3)4]的摩尔质量为Mg/mol,则Pb(CH2CH3)4]晶体的密度是_____g/cm3(列出计算式即可)。20、硫及其化合物有许多用途。请回答下列问题。
(1)基态硫离子价层电子的轨道表达式为___________,其电子填充的最高能级的轨道数为___________。
(2)常见含硫的物质有单质硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等,四种物质的熔点由高到低的顺序依次为___________,原因是___________。
(3)方铅矿(即硫化铅)是一种比较常见的矿物,酸溶反应为:PbS+4HCl(浓)=H2[PbCl4]+H2S↑,则H2[PbCl4]中配位原子是_________,第一电离能I1(Cl)___________I1(S)(填“>”、“<”或¨=”),H2S中硫的杂化方式为_______,下列分子空间的构型与H2S相同的有___________。
A.H2OB.SO3C.O3D.CH4
(4)方铅矿的立方晶胞如图所示,硫离子采取面心立方堆积,铅离子填在由硫离子形成的___________空隙中。已知晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为___________nm。
21、镍具有良好的导磁性和可塑性;主要用于制作合金及催化剂。请回答下列问题。
(1)基态镍原子的价电子排布图为____,同周期元素中基态原子与镍具有相同未成对电子的还有____种。
(2)四羰基合镍是一种无色挥发性液体,熔点-25℃,沸点43℃。则四羟基合镍中σ键和π键数目之比为___三种组成元素按电负性由大到小的顺序为____。
(3)[Ni(NH3)
4]SO4中N原子的杂化方式为____,写出与SO42-互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式____,____;[Ni(
NH3)4]SO4中H-N-H键之间的夹角___(填“>”“<”或“=”)NH3分子中H-N-H键之间的夹角。
(4)已知NiO的晶体结构(如图1),可描述为:氧原子位于面心和顶点,氧原子可形成正八面体空隙和正四面体空隙,镍原子填充在氧原子形成的空隙中,则NiO晶体中原子填充在氧原子形成的____体空隙中,其空隙的填充率为____。
(5)一定温度下,NiO晶体可分散形成“单分子层”,O2-作单层密置排列,Ni2+填充O2-形成的正三角形空隙中(如图2),已知O2-的半径为αm,每平方米面积上分数的NiO的质量为___g。(用a、NA表示)评卷人得分六、工业流程题(共1题,共10分)22、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______________。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【分析】由元素的位置结合元素周期表的结构来判断元素所属的周期和族;主族元素为IA~ⅤⅡA,共7个主族,以此来解答。
【详解】A.Cu位于第四周期第IB族;选项A不选;B.Na位于第三周期第IA族,选项B选;C.Ne位于第二周期的0族,不属于主族元素,选项C不选;D.Zn位于ⅡB族,选项D不选;答案选B。
【名师点睛】本题考查元素周期表的结构及应用,为高频考点,把握元素的位置及主族、副族、第ⅤⅢ族、0族的位置为解答的关键,注意整体把握周期表的结构,题目难度不大。2、B【分析】【分析】
基态原子核外电子排布遵循能量最低原理;泡利原理和洪特规则。
【详解】
A.氧原子的外围电子排布图违反洪特规则,正确的应为故A错误;
B.Fe价层电子排布图为故B正确;
C.硅原子的外围电子排布图违反泡利原理,正确的应为故C错误;
D.铬原子的外围电子排布违反洪特规则的特例,正确的应为故D错误;
故选B。3、D【分析】【详解】
A.乙烯分子中两个C原子之间形成碳碳双键;为一个σ键和一个π键,故A正确;
B.甲烷分子中心碳原子价层电子对数为4,为sp3杂化;故B正确;
C.HCl和HI中的共价键均为极性共价键;且均为极性分子,故C正确;
D.根据洪特规则,电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同,所以价电子构型为3s23p4的粒子的基态原子轨道表示式为故D错误;
故答案为D。4、C【分析】【分析】
由核外电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4为S,②1s22s22p63s23p3为P,③1s22s22p3为N;④1s22s22p5为F。
【详解】
A.非金属性越强,电负性越大,非金属性F>N>S>P;所以电负性④>③>①>②,故A错误;
B.电子层数越多原子半径越大;电子层数相同核电荷数越小半径越大,所以原子半径②>①>③>④,故B错误;
C.同主族元素自上而下第一电离能减小;同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族元素p能级为半满稳定状态,第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能:④>③>②>①,故C正确;
D.主族元素最高正价等于族序数;但F没有最高正价,故D错误;
故答案为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元素,第ⅤA族(最外层半满)大于第ⅥA族元素;F和O没有最高正价。5、B【分析】【详解】
A.水分解成氢气和氧气属于化学变化;旧键断裂,新键形成,与氢键无关,故A错误;
B.氢键具有方向性;氢键的存在使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以水结成冰时,体积增大,当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的间隙减小,密度反而增大,故B正确;
C.H2O较稳定是由于H-O键键能较大;与氢键无关,故C错误。
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与F、Cl、Br;I的非金属性有关;非金属性越强,其氢化物越稳定,同一主族的元素,非金属性随着原子序数的增加而减小,所以其氢化物的热稳定性逐渐减弱,与氢键无关,故D错误;
答案:B
【点睛】
明确氢键主要影响物质的物理性质是解答本题的关键。6、D【分析】【分析】
A.金属的六方最密堆积空间利用率为74%;面心立方最密堆积的空间利用率是74%;
B.由图可知纳晶胞的结构是体心结构;
C.温度升高;金属离子与电子之间的碰撞加剧,金属导电性减弱;
D.分子晶体熔融时;只破坏分子间作用力,不破坏化学键。
【详解】
A.金属的六方最密堆积空间利用率为74%;面心立方最密堆积的空间利用率是74%,空间利用率相同,都是最高的,A项正确;
B.由图可知钠晶胞的结构是体心结构;每个钠原子周围距离最近的钠原子有8个,分别位于晶胞的八个顶点,配位数为8,B项正确;
C.温度升高;金属离子与电子之间的碰撞加剧,金属导电性减弱,C项正确;
D.分子晶体熔融时;只破坏分子间作用力,不破坏化学键,干冰是分子晶体,D项错误;
答案选D。7、A【分析】【详解】
A.非金属性:F大于Cl;HF的键能较大,所以HF比HCl稳定性更强,故A错误;
B.Na投入到水中;反应生成氢氧化钠和氢气,反应过程中有共价键H-O键的断裂与H-H的形成,故B正确;
C.CCl4、N2和SiO2晶体中;各原子通过形成共用电子对,最外层都达到8电子稳定结构,故C正确;
D.NaHSO4晶体熔融时,NaHSO4=Na++HSO4-,Na+与HSO4-间离子键被破坏,HSO4-中共价键不受影响;故D正确;
故选A。二、填空题(共6题,共12分)8、略
【分析】【详解】
(1)s能级的原子轨道呈球形;每个s能级有1个原子轨道;p能级的原子轨道呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道。
(2)s能级原子轨道的半径与与主量子数n有关,s能级原子轨道的半径随主量子数n的增大而增大。【解析】①.球②.1③.哑铃④.3⑤.与主量子数n(或电子层序数)有关;随主量子数n(或电子层序数)的增大而增大9、略
【分析】【详解】
(1)Ti为22号元素,根据核外电子排布规律可知其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2;
(2)Cr为24号元素,根据洪特规则可知其电子排布式中3d为半充满结构:1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1;
(3)铜为29号元素,根据洪特规则可知其电子排布式中3d为全充满结构:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)Fe3+为26号元素Fe失去外围的三个电子,其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。【解析】①.1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2②.1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1③.1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1④.1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d510、略
【分析】【分析】
首先计算各微粒的杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数;再判断杂化类型和微粒的构型来解答(1);(2)和(3);
(4)原子总数相同;价电子总数也相同的微粒;互称为等电子体,据此分析判断。
【详解】
①CH4中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4,所以采取sp3杂化;空间构型为正四面体结构;
②CH2=CH2中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以采取sp2杂化;空间构型为平面形分子;
③CH≡CH中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+0=2;所以采取sp杂化,空间构型为直线形分子;
④NH3中N原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4,所以采取sp3杂化;空间构型为三角锥形分子;
⑤NH4+中N原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4,所以采取sp3杂化;空间构型为正四面体结构;
⑥BF3中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以采取sp2杂化;空间构型为平面三角形分子;
⑦P4中P原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4,所以采取sp3杂化;空间构型为正四面体结构;
⑧H2O中O原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4,所以采取sp3杂化;空间构型为V形分子;
⑨H2O2中O原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4,所以采取sp3杂化;空间构型为二面角结构,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上并有一定夹角;
(1)根据上述分析;呈正四面体的有①⑤⑦,故答案为①⑤⑦;
(2)根据上述分析,中心原子轨道为sp3杂化的有①④⑤⑦⑧⑨;中心原子轨道为sp2杂化的是②⑥;为sp杂化的是③;故答案为①④⑤⑦⑧⑨;②⑥;③;
(3)①CH4是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
②C2H4是平面形分子;所有原子共平面而不共线;
③CH≡CH是直线形分子;所有原子共平面也共线;
④NH3是三角锥形分子;所有原子不共面也不共线;
⑤NH4+是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
⑥BF3是平面三角形分子;所有原子共平面而不共线;
⑦P4是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
⑧H2O是V形分子;所有原子共平面而不共线;
⑨H2O2的空间构型是二面角结构;两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上并有一定夹角,所有原子不共面也不共线;
所有原子共平面(含共直线)的是②③⑥⑧;共直线的是③,故答案为②③⑥⑧;③;
(4)①CH4⑤NH4+的原子数都为5,核外电子数都是10,属于等电子体,故答案为①⑤。【解析】①⑤⑦①④⑤⑦⑧⑨②⑥③②③⑥⑧③①⑤11、略
【分析】【详解】
(1)铁为26号元素,位于元素周期表的第4周期Ⅷ族;基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,有4个未成对电子;铁原子失去4s两个电子和3d一个电子形成铁离子,所以铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;
(2)原子中;离原子核越远的电子层其能量越高,所以Si原子中M电子层能量最高;该原子中含有3个s轨道;6个p轨道,所以一共有9个轨道;铝元素原子的核外共有13个电子,其每一个电子的运动状态都不相同,故共有13种,有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级;
(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述;基态14C原子的核外电子排布为1s22s22p2;1s;2s为成对电子,自旋方向相反,2p能级为单电子,自旋方向相同,核外存在2对自旋相反的电子;
(4)同周期元素从左到右电负性增强,金属性越强的元素电负性越小,故O>N>C>K;同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,由于N的核外2p轨道排3个电子,半充满,较稳定,比相邻元素的第一电离能都高,所以第一电离能从大到小依次为N>O>C>K;
(5)含双键和三键的分子既有σ键又有π键;为④⑤⑨;含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的物质只有氢气,即⑦;稀有气体不含化学键,即⑩;
(6)BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ键,中心原子上的孤电子对数=(3-3×1)=0,杂化轨道数目为3,BF3分子的中心原子B原子采取sp2杂化,中心原子上没有孤对电子,所以其空间构型就是平面三角形,键角是120°;BF4-中B原子的价层电子对=4+(3+1-1×4)=4;该离子中不含孤电子对,为正四面体结构。
【点睛】
电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和电子的自旋状态共同决定,没有运动状态完全相同的电子存在,所以核外有几个电子,就有几种运动状态不同的电子;非金属性越强,电负性越强,第一电离能同周期元素从左到右增强趋势,但是ⅡA族ⅤA族元素比相邻元素都高。【解析】①.第4周期Ⅷ族②.4③.1s22s22p63s23p63d5④.M⑤.9⑥.13⑦.5⑧.电子云⑨.2⑩.O>N>C>K⑪.N>O>C>K⑫.④⑤⑨⑬.⑦⑭.⑩⑮.120°⑯.sp2⑰.正四面体形12、略
【分析】【分析】
(1)①Cl原子核外电子数为17,基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p5;据此解答;
②根据价层电子对互斥理论确定离子空间构型;B原子的杂化轨道类型;元素的非金属性越强;其电负性越大;
(2)①核外电子排布相同的离子;核电荷数越大,离子半径越小;
②该元素的第III电离能剧增;则该元素属于第IIA族;
(3)NaH具有NaCl型晶体结构,食盐晶体里Na+和Cl﹣的间距为棱长的一半;据此分析解答。
【详解】
(1)①基态Cl原子中电子占据的最高能层为第3能层;符号M,该能层有1个s轨道;3个p轨道、5个d轨道,共有9个原子轨道;
故答案为M;9;
②BH4﹣中B原子价层电子数=4+=4,B原子的杂化轨道类型是sp3杂化;且不含孤电子对,所以是正四面体构型,非金属的非金属性越强其电负性越大,非金属性最强的是H元素,其次是B元素,最小的是Li元素,所以Li;B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H>B>Li;
故答案为正四面体;sp3;H>B>Li;
(2)①核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,锂的质子数为3,氢的质子数为1,Li+、H﹣核外电子数都为2,所以半径Li+<H﹣;
故答案为<;
②该元素的第III电离能剧增;则该元素属于第IIA族,为Mg元素;
故答案为Mg;
(3)NaH具有NaCl型晶体结构,NaH晶体的晶胞参数a=488pm(棱长),Na+半径为102pm,H﹣的半径为=142pm,该晶胞中钠离子个数=8×+6×=4,氢离子个数=12×+1=4,NaH的理论密度是ρ=
;
故答案为142pm;【解析】①.M②.9③.正四面体④.sp3⑤.H>B>Li⑥.<⑦.Mg⑧.142pm⑨.13、略
【分析】【详解】
(1)在金刚石晶胞中;每个碳原子连接4个碳原子,原子间以共价键相结合,将这4个碳原子连接后形成四面体,体心有一个碳原子,因此D为金刚石,每个原子与4个碳原子最近且距离相等,金刚石是空间网状结构,属于原子晶体;
(2)石墨是层状结构,在层与层之间以范德华力相互作用,在层内碳与碳之间以共价键相互作用,形成六边形,因此E为石墨的结构,每个正六边形的碳原子数平均为6×=2;
(3)在NaCl晶胞中,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围也有6个Na+,所以A图为NaCl的结构;根据晶胞的结构,每个Na+周围距离最近的Na+在小立方体的面对角线上,每个Na+周围有8个这样的立方体,所以,每个Na+周围与它距离相等的Na+有12个;
(4)CsCl的晶胞中Cs+和Cl-的配位数都是8,即每个Cs+周围有8个Cl-,每个Cl-的周围也有8个Cs+;所以C图为CsCl的晶胞,属于离子晶体;
(5)干冰属于分子晶体,CO2位于立方体的顶点和面心上,以顶点上的CO2为例,与它距离最近的CO2位于与该顶点相连的12个面的面心上;因此B图为干冰晶体;
(6)熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,石墨的熔点大于金刚石,在离子晶体中,半径越大,晶格能越小,熔点越低,由于Cs+半径大于Na+,因此熔点由高到低的顺序为:石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰。【解析】①.D②.4③.原子④.E⑤.2⑥.A⑦.12⑧.C⑨.离子⑩.8⑪.B⑫.分子⑬.12⑭.石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰三、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、结构与性质(共4题,共16分)15、略
【分析】【分析】
根据化合价之和为0,计算过氧键的数目;钒原子价电子排布式为3d34s2;结合泡利原理;洪特规则画出价电子排布图;S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型;C原子与O原子均含有1对孤对电子,电负性越强越不易提供孤对电子;Ti与O之间的最短距离为晶胞面对角线长度的一半。
【详解】
(1)Cr为24号元素;在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥB族,核外电子排布最高的能级层为第4层,为N层;
(2)过氧根中的氧的化合价为-1价,其他的氧为-2价,则可以设有x个过氧根,有y个氧离子,则根据化合物的化合价代数和为0以及原子守恒,过氧根中有2个O为-1价,则有2x×(-1)+y×(-2)+5=0,2x+y=5,可以求得x=2,则1molCrO5中含有2mol过氧键,过氧键的数目为2×6.02×1023(或2NA);
(3)V为23号元素,其价电子的排布为3d34s2,则其价电子排布图为从示意图可以看出来,每个S原子与4个氧原子形成四面体结构,类似于CH4,故其S原子的杂化类型为sp3;
(4)Ni(CO)4中;配位原子能够提供电子对,其配位原子是否有孤对电子和电负性有关,O的电负性太大,不易提供电子对,而O的孤对电子配位给C原子,使得C原子一端拥有的电子较多,而且C的电负性没有O大,易给出电子,因此配位原子是C;
(5)晶胞中Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。Ti与O间的最短距离为面对角线的一半,为与Ti紧邻的O,在Ti原子的上部有4个,在与Ti原子同平面的有4个O原子,在Ti原子的下面也有4个O原子,一共12个;
(6)CaTiO3晶胞结构的另一种表示中;Ca处于各顶角位置,O与Ca在同一直线上,则O在棱上;Ti在Ca形成的六面体的中心,则Ti为体心,所以Ti处于体心,O处于棱心位置。
【点睛】
本题考查晶胞计算、原子杂化类型判断、原子核外电子排布等知识点,侧重考查基本公式的理解和运用、空间想象能力及计算能力,注意过氧键个数的计算。【解析】第四周期第VIB族N2×6.02×1023(或2NA)sp3C0.18812体心棱心16、略
【分析】【详解】
(1)铜是29号元素,铜原子失去一个电子变成亚铜离子,所以亚铜离子核外有28个电子,基态铜离子(Cu+)的电子排布式为:[Ar]3d10,故答案为[Ar]3d10;
(2)As、Se属于同一周期且原子序数逐渐增大,这两种元素依次属于第VA族、第VIA族,Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,根据洪特规则特例可知,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大,故答案为>;元素的第一电高能从左到右依次增大,而As原子最外层电子排布为4s24p3;电子排布处于半充满状态,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大;
(3)BF3•NH3中B原子含有3个σ键一个配位键,所以其价层电子数是4,B原子采取sp3杂化,N原子含有3个σ键一个配位键,N原子采取sp3杂化,该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,所以B、N原子之间形成配位键,故答案为sp3;配位;
(4)金刚砂具有金刚石的结构特点;属于原子晶体,每个碳原子连接4个硅原子,每个硅原子又连接其它3个碳原子,所以每个C原子周围最近的C原子数目为3×4=12,故答案为原子晶体;12。
点睛:本题考查内容涉及核外电子排布、第一电离能大小的比较、杂化方式的判断等知识点。本题的难点是配位数的判断,要注意根据晶胞结构结合丰富想象力进行分析解答。【解析】①.[Ar]3d10②.I1(As)>I1(Se)③.元素的第一电高能从左到右依次增大,而As原子最外层电子排布为4s24p3,电子排布处于半充满状态,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大④.sp3⑤.配位⑥.原子晶体⑦.1217、略
【分析】【分析】
根据题干信息,甲、乙、丙、丁、戊五种元素,其中甲元素原子核外L层上s能级和p能级电子个数相同,其核外电子排布式为1s22s22p2,则甲元素为C元素。乙元素原子3p能级上只有1对成对电子,则乙为S元素。丙和丁元素原子N层上都只有1个电子,但其中丙元素原子各内层均已充满,而丁元素原子次外层的电子充满在2个能级中,丙和丁的核外电子排布分别为1s22s22p63s23p63d104s1和1s22s22p63s23p64s1,则丙为Cu元素,丁为K元素。戊元素原子最外层电子排布图是它的单质常温时为气态,则戊为O元素,据此分析解答问题。
【详解】
(1)根据上述分析可知;甲是C,乙是S,丙是Cu,丁是K,戊是O;
(2)丙和乙的单质分别为Cu和S,两者发生化合反应生成Cu2S,反应方程式为:2Cu+SCu2S;
(3)丙的硫酸盐为CuSO4,乙的气态氢化物为H2S,两者反应生成CuS,反应的离子方程式为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;
(4)C和S组成的化合物为CS2,C和S形成共用电子对,用电子式表示该化合物的形成过程为:
(5)乙和戊的气态氢化物为H2S和H2O,由于H2O分子间存在氢键,故沸点H2O>H2S;
(6)丙的硫酸盐为CuSO4,与少量氨水反应生成氢氧化铜的沉淀,其离子反应方程式为:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+;
(7)丙为Cu元素,其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则其外围电子排布式为3d104s1;
(8)S和K形成的化合物为K2S,为离子化合物,其电子式为:【解析】CSCuKO2Cu+SCu2SCu2++H2S=CuS↓+2H+CS2H2OH2SCu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+3d104s118、略
【分析】【分析】
(1)
Ti原子序数为22,其核外电子排布式为:[Ar]3d24S2,故答案为:[Ar]3d24S2;
(2)
TiO中价层电子对个数为3,,立体构型是平面三角形,杂化方式为sp2杂化;TiO价电子数为24,与SO3互为等电子体,故答案为:平面三角形;sp2;SO3;
(3)
[Ti(O2)(H2O)4]2+中Ti2+与氧分子;水分子之间能形成配位键;水分子、氧分子中含有共价键,故答案为:共价键、配位键;
(4)
熔融状态的SrTiO3和CaTiO3均可导电,均为离子晶体,熔点的高低取决于晶格能,Sr2+半径比Ca2+半径大,SrTiO3的晶格能比CaTiO3小,SrTiO3熔点小于CaTiO3,故答案为:小于;Sr2+半径比Ca2+半径大,SrTiO3的晶格能比CaTiO3小;
(5)
每个Ti原子和周圈六个O原子形成规则八面体,Ti位于八面体的中心位置,Sr原子则位于立方体八个顶点位置。则SrTiO3晶体中一个O周围和它最近且距离相等的O有8个,根据立方晶胞结构图,晶腿中含有SrTiO3数为1,晶胞质量为该晶胞密度==故答案为:8;或【解析】(1)[Ar]3d24S2
(2)平面三角形sp2SO3
(3)共价键;配位键。
(4)小于Sr2+半径比Ca2+半径大,SrTiO3的晶格能比CaTiO3小。
(5)8或五、原理综合题(共3题,共21分)19、略
【分析】【分析】
(1)根据锰元素的原子序数为25分析解答。
(2)电负性是衡量元素吸引电子的能力。
(3)HSCH2CH2NH2中C原子周围形成4个单键,四面体结构,杂化方式为sp3杂化;NH2-中N原子是sp3杂化,有2对孤对电子,NH2-空间构型为V形。
(4)根据均摊法计算。
【详解】
(1)锰元素的原子序数为25,在周期表中的位置是第四周期第VIIB族,基态锰原子的外围电子排布式为3d54s2,最高能层电子为4s2,电子云轮廓图形状为球形,故答案为第四周期第VIIB族;3d54s2;球形。
(2)电负性是衡量元素吸引电子的能力,N、C和Mn电负性由大到小的顺序为N>C>Mn,故答案为N>C>Mn。
(3)HSCH2CH2NH2中C原子周围形成4个单键,四面体结构,杂化方式为sp3杂化;NH2-中N原子是sp3杂化,有2对孤对电子,NH2-空间构型为V形;N和P的价电子相同,但磷酸的组成为H3PO4,而硝酸的组成不是H3NO4,其原因是原子半径N小于P,N原子周围空间小不能同时容下四个氧原子成键。故答案为sp3;V形;原子半径N小于P;N原子周围空间小不能同时容下四个氧原子成键。
(4)Pb(CH2CH3)4是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物,属于分子晶体,由图可知,Pb(CH2CH3)4在xy平面上的二维堆积中的配位数是6,根据晶胞的结构图求出V=a×10-7×a×10-7×b×10-7=a2b×10-21cm3,根据均摊法属于该晶胞的Pb(CH2CH3)4的个数为8×1/8+1=2,故ρ=m/V=(M/NA)/(a2b×10-21)=4M×10-21/NAa2b,故答案为分子;6;4M×10-21/NAa2b。
【点睛】
确定晶胞中原(离)子数目及晶体化学式:
①处于顶点的微粒;同时为8个晶胞所共享,每个微粒有1/8属于该晶胞;
②处于棱上的微粒;同时为4个晶胞所共享,每个微粒有1/4属于该晶胞;
③处于面上的微粒;同时为2个晶胞所共享,每个微粒有1/2属于该晶胞;
④处于晶胞内部的微粒,完全属于该晶胞。【解析】第四周期第VIIB族3d54s2球形N>C>Mnsp3V形原子半径N小于P,N原子周围空间小不能同时容下四个氧原子成键分子64M×10-21/NAa2b20、略
【分析】【分析】
(1)硫为16号元素;硫离子核外有18个电子,据此书写基态硫离子价层电子的轨道表达式,并判断最高能级的原子轨道数;
(2)Na2S、K2S均为离子晶体,S8、SO2均为分子晶体;根据熔沸点的判断方法分析解答;
(3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl,中心原子是Pb;同一周期;从左到右,第一电离能呈现增大的趋势;根据价层电子对数的计算公式计算判断;
(4)根据方铅矿的立方晶胞图,计算出一个晶胞中含有的铅离子和硫离子的数目,计算出晶胞的质量,从而计算晶胞的棱长,晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为晶胞体对角线的据此解答。
【详解】
(1)硫为16号元素,硫离子核外有18个电子,基态硫离子价层电子的轨道表达式为其电子填充的最高能级为3p,含有3个相互垂直的原子轨道,故答案为3;
(2)Na2S、K2S均为离子晶体,熔点较高,Na+半径比K+半径小,故Na2S熔点高;S8、SO2均为分子晶体,熔点较低,因S8的相对分子质量比SO2大,故S8熔点比SO2高,因此四种物质的熔点由高到低的顺序依次为Na2S>K2S>S8>SO2,故答案为Na2S>K2S>S8>SO2;Na2S、K2S均为离子晶体,熔点较高,Na+半径比K+半径小,故Na2S熔点高;S8、SO2均为分子晶体,熔点较低,因S8的相对分子质量比SO2大,故S8熔点比SO2高;
(3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl,中心原子是Pb;同一周期,从左到右,第一电离能呈现增大的趋势,I1(Cl)>I1(S);H2S中硫的价层电子对数=2+=4,采用sp3杂化,为V形分子;A.H2O中O的价层电子对数=2+=4,采用sp3杂化,为V形分子;B.SO3中硫的价层电子对数=3+=3,采用sp2杂化,为平面三角形分子;C.O3中O的价层电子对数=2+=3,采用sp2杂化,为V形分子;D.CH4中C的价层电子对数=4+=4,采用sp3杂化,为正四面体形分子;空间的构型与H2S相同的有AC,故答案为Cl;>;sp3;AC;
(4)根据方铅矿的立方晶胞图,硫离子采取面心立方堆积,铅离子填在由硫离子形成的四面体空隙中。一个晶胞中含有4个铅离子,硫离子的数目=8×+6×=4,晶胞的质量=g=g,则晶胞的棱长=cm,晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为晶胞体对角线的=×cm=××107nm,故答案为四面体;××107。【解析】3Na2S>K2S>S8>SO2Na2S、K2S均为离子晶体,熔点较高,Na+半径比K+半径小,故Na2S熔点高;S8、SO2均为分子晶体,熔点较低,因S8的相对分子质量比SO2大,故S8熔点比SO2高Cl>sp3AC四面体××10721、略
【分析】【分析】
(1)Ni是28号元素;其价电子为3d;4s能级上的电子;Ni原子核外有2个未成对电子,同周期元素中基态原子与镍具有相同未成对电子的还有Ti、Ge、Se元素;
(2)CO中含有1个σ键、1个π键,每个CO分子和Ni原子形成一个σ键,所以一个Ni(CO)4中含有σ键8个;π键8个;元素的非金属性越强;其电负性越大;
(3)[
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