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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年人教A新版选修3化学上册月考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总分得分评卷人得分一、选择题(共6题,共12分)1、以下表示碳原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是A.B.1s22s22p2C.D.2、下列原子轨道表示式中,表示氧原子的基态电子轨道排布式正确的是A.B.C.D.3、下列说法或有关化学用语的表达正确的是()A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量B.基态Fe原子的价电子轨道表示式为C.因硫元素电负性比磷元素大,故硫元素第一电离能比磷元素第一电离能大D.根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于s区4、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y元素在同周期中离子半径最小;甲、乙分别是元素Y、Z的单质;丙、丁、戊是由W、X、Y、Z元素组成的二元化合物,常温下丁为液态;戊为酸性气体,常温下0.01戊溶液的pH大于2。上述物质转化关系如图所示。下列说法正确的是。
A.原子半径:Z>Y>X>WB.W、X、Y、Z不可能同存于一种离子化合物中C.W和Ⅹ形成的化合物既可能含有极性键也可能含有非极性键D.比较X、Z非金属性强弱时,可比较其最高价氧化物对应的水化物的酸性5、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、在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是A.熔点:CO2>KCl>SiO2B.共价键强弱:H2S>H2O>CH4C.沸点:原子晶体<离子晶体<分子晶体D.热稳定性:HF>H2O>NH3评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)7、研究表明,氮氧化物在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列有关各元素原子的说法正确的是()
A.接近沸点的水蒸气中存在“缔合分子”,“缔合分子”内存在氢键B.基态O2-的价电子排布式为1s22s22p6C.中N的杂化方式为sp3,与SO3互为等电子体D.的空间构型为正四面体,4个N-H共价键的键长相等8、碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图:下列有关说法不正确的是A.分子式为C3H4O3B.分子中σ键与π键个数之比为3:1C.分子中既有极性键也有非极性键D.分子中碳原子的杂化方式全部为sp2杂化9、以为原料,采用电解法制备电源TMAH[化学式]是一种高效;绿色工艺技术。原理如图;M、N是离子交换膜。下列说法错误的是。
A.a是电源正极B.M为阴离子交换膜C.中N原子均为杂化D.通过1mol电子时,电解池中可产生16.8L(STP)气体10、工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO+4H2CH3CH2OH+H2O;以CO、O2、NH3为原料,可合成尿素[CO(NH2)2]。下列叙述错误的是A.H2O分子VSEPR模型为V形B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子的杂化形式为sp3C.在上述涉及的4种物质中,沸点从低到高的顺序为H2<H2O3CH2OHD.CO(NH2)2分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:111、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、肼(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似。25℃时,水合肼(N2H4·H2O)的电离常数K1、K2依次为9.55×10-7、1.26×10-15。下列推测或叙述一定错误的是A.N2H4易溶于水和乙醇B.N2H4分子中所有原子处于同一平面C.N2H6Cl2溶液中:2c(N2H)+c(N2H)>c(Cl-)+c(OH-)D.25°C时,反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K=9.55×10713、下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是()A.Si、Si金刚石的熔点依次降低B.SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高D.AsH3、PH3、NH3的沸点依次升高14、叠氮化钠用于汽车的安全气囊中,当发生车祸时迅速分解放出氮气,使安全气囊充气,其与酸反应可生成氢叠氮酸(HN3),常用于引爆剂,氢叠氮酸还可由肼(N2H4)制得。下列叙述错误的是A.CO2、N2O与N3-互为等电子体B.氢叠氮酸(HN3)和水能形成分子间氢键C.NaN3的晶格能小于KN3的晶格能D.HN3和N2H4都是由极性键和非极性键构成的非极性分子评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)15、用“>”“<”表示下列各组能级的能量高低。
(1)2s__4s;(2)2p__4p;(3)4s__3d16、氢原子是最轻的原子;人们曾预言它可能是所有元素之母。碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。按要求回答:
(1)宇宙中含量最多的元素是氢和______。基态碳原子的核外电子占有______个原子轨道。
(2)光化学烟雾中除了含有NOx外,还含有HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①PAN中C的杂化方式有______。1molPAN中含有的σ键数目为______。组成PAN的元素的电负性大小顺序为______。
②相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3______(填“高”或“低”);
(3)水溶液中有H3O+、等微粒的形式。请画出的结构式:______。17、元素铜(Cu);砷(As)、镓(Ga)等形成的化合物在现代工业中有广泛的用途;回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________,价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是__________________________。
(2)化合物AsCl3分子的立体构型为________________,其中As的杂化轨道类型为_____________。
(3)第一电离能Ga__________As。(填“>”或“<”)
(4)若将络合离子[Cu(CN)4]2-中的2个CN-换为两个Cl-,只有一种结构,则[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子所处空间构型为_______________,一个CN-中有__________个π键。
(5)砷化镓是一种重要的半导体材料;晶胞结构如图所示。
熔点为1238℃,密度为⍴g·cm-3,该晶体类型为______________,Ga与As以__________键键合,Ga和As的相对原子质量分别为Ma和Mb,原子半径分别为racm和rbcm,阿伏加德罗常数值为NA,GaAs晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为____________________。(列出计算公式)18、硫和钙的相关化合物在化工;医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射波长为________nm(填字母)。
a.435b.500c.580d.605e.700
(2)元素S和Ca中,第一电离能较大的是________(填元素符号),其基态原子价电子排布式为________,其基态原子中电子的空间运动状态有________种。
(3)硫的最高价氧化物对应的水化物H2SO4能与肼反应生成N2H6SO4,N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4晶体内不存在________(填字母)。
a.离子键b.共价键。
c.配位键d.范德华力。
(4)基态Ca原子中,核外电子占据最高能层的符号是________,该能层为次外层时最多可以容纳的电子数为________。钙元素和锰元素属于同一周期,且核外最外层电子排布相同,但金属钙的熔点、沸点等都比金属锰的低,原因是________________________________________________________。19、C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)写出Si的基态原子核外电子排布式_______。
从电负性角度分析,C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为_______。
(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为_______,微粒间存在的作用力是_______。
(3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为_______(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高,其原因是_______。
(4)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成键和键,SiO2中Si与O原子间不形成上述键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述键_______。评卷人得分四、原理综合题(共3题,共27分)20、Fe;Ni、Pt在周期表中同族;该族元素的化合物在科学研究和实际生产中有许多重要用途。
(1)①Fe在元素周期表中的位置为________。
②已知FeO晶体晶胞结构如NaCl型,Fe2+的价层电子排布式为________,阴离子的配位数为_______。
③K3[Fe(CN)5NO]的组成元素中,属于第二周期元素的电负性由小到大的顺序是_______。
④把氯气通入黄血盐(K4[Fe(CN)6])溶液中,得到赤血盐(K3[Fe(CN)6]),该反应的化学方程式为________。
(2)铂可与不同的配体形成多种配合物。分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物的配体是______;该配合物有两种不同的结构,其中呈橙黄色的物质的结构比较不稳定,在水中的溶解度大;呈亮黄色的物质的结构较稳定,在水中的溶解度小,下图图1所示的物质中呈亮黄色的是______(填“A”或“B”),理由是________。
(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构如上图图2所示。储氢原理为:镧镍合金吸咐H2,H2解离为H储存在其中形成化合物。若储氢后,氢原子占据晶胞中上下底面的棱心和上下底面的面心,则形成的储氢化合物的化学式为_______。21、金属铁及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
(1)Fe3+的电子排布式为___________________。已知,Fe3+的化学性质比Fe2+稳定,请从原子结构的角度进行解释_____________________________________________________。
(2)Fe能与CO形成配合物Fe(CO)5,1molFe(CO)5中含有________molσ键。
(3)与CO互为等电子体的分子和离子分别为_______和_______(各举一种即可;填化学式)
(4)已知某铁晶体的晶胞结构如图所示。
①该晶胞中含有铁原子的数目为___________。
②若晶胞的边长为acm,则晶体铁的密度为_______________________g·cm-3(用代数式表示,阿伏加德罗常数为NA)。22、钴及其化合物在生产中有重要作用;回答下列问题。
(1)钴元素基态原子的电子排布式为_________________,未成对电子数为________________。
(2)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是钴重要化合物。
①H2O的沸点___(填“高于”或“低于”)H2S,原因是_______;H2O中O的杂化形式为_____。H2O是_____分子(填“极性”或“非极性”)。
②[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3Co3+配位数为___。阳离子的立体构型是___________。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3若其中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)2]3+的几何异构体种数有(不考虑光学异构)___________种。
(3)金属钴是由______键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Co2+和Fe2+的离子半径分别为74.5pm和78pm,则熔点CoO______FeO。
(4)一氧化钴的晶胞如图,则在每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有_____个,若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,则CoO的晶体密度为_______(用含NA和a的代数式表示。结果g/cm3,已知:M(Co)=59g/mol;M(O)=16g/mol,设阿佛加德罗常数为NA)。
评卷人得分五、计算题(共4题,共8分)23、(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_______。24、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______。25、NaCl是重要的化工原料。回答下列问题。
(1)元素Na的焰色反应呈_______色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子,其价电子轨道表示式为_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,但其熔点比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应;可以形成一种晶体,其立方晶胞如图所示(大球为Cl,小球为Na)。
①若A的原子坐标为(0,0,0),B的原子坐标为(0,),则C的原子坐标为_______。
②晶体中,Cl构成的多面体包含______个三角形的面,与Cl紧邻的Na个数为_______。
③已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_________g·cm-3(列出计算式)。26、NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列,若食盐的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5g·mol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少?_______参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、D【分析】【详解】
A.电子式只能表示最外层电子数;不能描述电子的运动状态,故A错误;
B.电子排布式具体到能级数的电子数;不能描述电子的运动状态,故B错误;
C.原子结构示意图只表示核外的电子分层排布情况;不能描述电子的运动状态,故C错误;
D.原子轨道排布式包含了电子层数;能级数以及轨道内电子的自旋方向;不仅能表示电子在核外的排布情况,还能表示电子在原子轨道上的自旋情况,对电子运动状态描述最详尽,故D正确;
故选D。2、B【分析】【详解】
由于简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独占据1个轨道,且自旋方向相同,原子的能量最低,O原子能量最低排布是
故选:B。3、B【分析】【详解】
A.同电子层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高;但外层s轨道电子比内层p轨道电子能量高,A项错误;
B.Fe元素原子价电子排布式为3d64s2,结合泡利原理、洪特规则可知,基态铁原子的价电子轨道表示式为B项正确;
C.磷原子的3p轨道处于半充满状态;更稳定,因此磷元素的第一电离能大于硫元素,C项错误;
D.Cu的价电子排布式为位于元素周期表的ds区,D项错误;
答案选B。4、C【分析】【详解】
Y元素在同周期中离子半径最小,金属离子外的电子层数比相应的原子少一层,而且同周期金属元素离子半径随着原子序数的递增而减小,而非金属元素的离子的电子层没有减少,所以Y应为Al元素。丁为二元化合物,而且为液态,为水。丙与水反应得到两种物质,而且一种为酸。0.01mol·L-1戊溶液的pH大于2,为弱酸。短周期中二元化合物为弱酸的HF和H2S。结合乙是Z的单质,Z的原子序数比Al大,Z为S元素。涉及的反应为2Al+3SAl2S3,Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S↑。W;X、Y、Z分别为H、O、Al、S。
A.H原子半径最小。同周期的元素,原子序数越大,原子半径越小,Al原子的半径大于S;同主族元素,原子序数越大,原子半径越大,S的原子半径大于O,排序为Y(Al)>Z(S)>X(O)>W(H);A项错误;
B.H、O、Al、S可以存在于KAl(SO4)2·12H2O中;存在离子键,为离子化合物,B项错误;
C.W(H)和X(O)的化合物可能为H2O和H2O2。H2O的结构简式为H—O—H,含有极性键。H2O2的结构简式为H—O-O—H;含有极性键和非极性键,C项正确;
D.比较X(O)和Z(S)的非金属性;不能比较最高价氧化物对应的水化物的酸性,因为O没有它的含氧酸。D项错误;
本题答案选C。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】【详解】
A.晶体熔点大小顺序是:原子晶体>离子晶体>分子晶体,CO2是分子晶体,KCl是离子晶体,SiO2是原子晶体,故熔点:SiO2>KCl>CO2;A错误;
B.共价键的强弱根据键长判断,键长越长,共价键越弱,原子半径:S>C>O,故共价键键长:H—S键>C—H键>H—O键,共价键强弱:H2O>CH4>H2S;B错误;
C.晶体熔点大小顺序是:原子晶体>离子晶体>分子晶体;故C错误;
D.热稳定性根据元素的非金属性判断,非金属性越强,则热稳定性越强,非金属性:F>O>N,故热稳定性:HF>H2O>NH3;D正确;
答案选D。二、多选题(共8题,共16分)7、AD【分析】【详解】
A.接近沸点的水蒸气中存在“缔合分子”;水分子内存在O-H共价键,“缔合分子”内水分子间存在氢键,A正确;
B.基态O2-的价电子排布式为2s22p6;B不正确;
C.中N的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,与SO3互为等电子体;C不正确;
D.中N原子的价层电子对数为4;其空间构型为正四面体,4个N-H共价键的键长;键能都相等,D正确;
故选AD。8、BD【分析】【详解】
A.根据结构简式确定分子式为C3H4O3;故A正确;
B.双键中含有一个σ键;一个π键;单键都是σ键,所以该分子中含有10个σ键、1个π键,所以分子中σ键与π键个数之比为10:1,故B错误;
C.同种非金属元素之间形成非极性键;不同非金属元素之间形成极性键,所以C-C之间存在非极性键;C-H和C-O原子之间存在极性键,故C正确;
D.该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,C原子为sp3杂化;C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,C原子杂化方式为sp2;故D错误;
故选BD。
【点睛】
该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对、C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式是解答关键。9、CD【分析】【详解】
A.(CH3)4N+移向右室,HCO3-移向左室;阴离子移向阳极,即a是电源正极,A正确;
B.HCO3-经过M移向左室;M为阴离子交换膜,B正确;
C.中,(CH3)4N+的C、N原子均为杂化,但是,HCO3-中的C原子为杂化;C错误;
D.通过1mol电子时,阴极室H+放电,2H++2e-=H2↑产生H2为0.5mol,阳极室OH-放电,4OH--4e-=2H2O+O2↑,产生O2为0.25mol,同时,溶液中剩下的H+与HCO3-反应还要产生二氧化碳;因此,产生的气体大于0.75mol,体积大于16.8L(STP)气体,D错误。
答案选CD。10、AC【分析】【详解】
A.水分子中价层电子对数为2+=4;所以VSEPR模型为正四面体结构,A错误;
B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子形成了4个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,所以C原子的杂化形式为sp3杂化;B正确;
C.四种物质都是由分子构成的分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,在室温下H2和CO是气体,H2O和CH3CH2OH是液体,气体的沸点小于液体物质的沸点,分子间作用力H222O和CH3CH2OH分子之间都存在分子间作用力,而且分子间还存在氢键,由于氢键:H2O>CH3CH2OH,所以物质的沸点CH3CH2OH2O,故四种物质的沸点从低到高的顺序为H23CH2OH2O;C错误;
D.CO(NH2)2分子中含有的σ键数目为7个;含有π键的数目是1个,所以分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:1,D正确;
故答案选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】【详解】
A.N2H4是极性分子;且能与水分子和乙醇分子形成氢键,因此其易溶于水和乙醇,故A正确;
B.N2H4分子中N原子采用sp3杂化;为四面体结构,因此所有原子不可能共平面,故B错误;
C.N2H6Cl2溶液中存在电荷守恒:2c(N2H)+c(N2H)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则2c(N2H)+c(N2H)-)+c(OH-);故C错误;
D.反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K==故D正确;
故选:BC。13、AD【分析】【详解】
A.Si;SiC、金刚石都是原子晶体;共价键越强熔点越大,共价键键长C-C<Si-C<Si-Si,所以熔点高低的顺序为:金刚石>SiC>Si,故A错误;
B.一般来说,熔点为原子晶体>离子晶体>分子晶体,则熔点为BN>MgBr2>SiCl4;故B正确;
C.结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高;故C正确;
D.AsH3、PH3、符合组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以AsH3>PH3,氨气分子间存在氢键,沸点大于AsH3、PH3,因而沸点顺序为NH3>AsH3>PH3;故D错误;
答案选AD。14、CD【分析】【详解】
A.N3-含3个原子、16个价电子,因此与CO2、N2O互为等电子体;故A正确;
B.HN3的分子结构为HN3和水能够形成分子间氢键;故B正确;
C.由于钾离子半径大于钠离子半径,所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能;故C错误;
D.HN3和N2H4都是极性分子;故D错误;
答案选CD。三、填空题(共5题,共10分)15、略
【分析】【分析】
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<np<nd<nf;②n不同时的能量高低:2s<3s<4s2p<3p<4p;③不同层不同能级ns<(n-2)f<(n-1)d<np,绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序:1s;2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f
【详解】
(1)n不同时的能量高低:2s<4s;
(2)n不同时的能量高低:2p<4p;
(3)不同层不同能级ns<(n-1)d:4s<3d。
故答案为:<;<;<。【解析】①.<②.<③.<16、略
【分析】【分析】
判断有机物中C原子的杂化方式可以根据有机物中C的成键方式进行判断;计算键数目时,要注意一个双键中含有一个键;比较由分子构成的物质的沸点大小时,可以从摩尔质量,氢键以及结构中支链个数这几个角度入手分析;书写的结构时;要清楚其是由水合氢离子与水分子通过氢键形成的。
【详解】
(1)宇宙中氢元素占88.6%、氦占11.1%,宇宙中含量最多的元素是氢和氦;C的电子排布为1s22s22p2;s能级只有1个轨道,p能级有3个轨道,基态原子电子排布满足洪特规则,因此基态碳原子的2p能级有两个轨道被占据,基态碳原子核外电子总计占有4个轨道;
(2)①PAN分子中,C原子形成了单键和双键,形成4条单键的碳原子,其键角约为109°28′,形成一个双键的碳原子,其键角约为120°,因此碳原子的杂化类型有sp3、sp2;一个双键含有一个σ键,由PAN结构可知,一个PAN分子中含有10个σ键,所以1molPAN中含有的σ键数目为10NA;PAN分子中含有C;H、N、O元素;元素的非金属性越强,其电负性越大,则电负性:O>N>C>H;
②由于HCOOH存在分子间氢键,CH3OCH3只存在分子间作用力,所以HCOOH的沸点比CH3OCH3高;
(3)是由水分子和水合氢离子通过氢键形成的微粒,则的结构式为:
【点睛】
对于碳原子,形成4条单键时一般可认为是sp3的杂化方式,形成1个双键时一般可认为是sp2的杂化方式,形成1个三键时一般可认为是sp的杂化方式;对于O原子,形成单键时一般可认为是sp3的杂化方式;对于N原子,形成单键时一般可认为是sp3的杂化方式,形成双键时一般可认为是sp2的杂化方式。【解析】氦4sp2、sp310NA(或6.02×1024)O>N>C>H高17、略
【分析】【分析】
本题考查的是原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用,、晶胞的计算、原子轨道杂化方式及杂化类型判断。
(1)铜是29号元素;原子核外电子数为29,根据核外电子排布规律书写铜的基态原子价电子电子排布式。
(2)AsCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5−3×1)/2=4,所以原子杂化方式是sp3;由于有一对孤对电子对,分子空间构型为三角锥形;
(3)同一周期;原子序数越小半径越大,同周期第一电离能从左到右,逐渐增大;
(4)若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为平面构型,用两个Cl-换2个CN-有两种结构,分别为两个Cl-换相邻或相对,若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为正四面体构型,用两个Cl-换2个CN-有一种结构;由于共价键单键中含有一个σ键;双键中含有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键;
(5)GaAs的熔点为1238℃,熔点较高,以共价键结合形成属于原子晶体,密度为ρg⋅cm−3,根据均摊法计算,As:8×1/8+6×1/2=4,Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=(4/3πr3b×4+4/3πr3a×4)×10−30,晶胞的体积V2=m/ρ=[4×(Ma+Mb)/NA]/ρ,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V1/V2×100%将V1、V2带入计算得百分率据此解答。
【详解】
(1)Cu是29号元素,原子核外电子数为29,铜的基态原子价电子电子排布式为3d104s1,价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是球形。本小题答案为:3d104s1;球形。
(2)AsCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5−3×1)/2=4,所以原子杂化方式是sp3,由于有一对孤对电子对,分子空间构型为三角锥形。本小题答案为:三角锥形;sp3。
(3)根据元素周期律,Ga与As位于同一周期,Ga原子序数小于As,故半径Ga大于As,同周期第一电离能从左到右,逐渐增大,故第一电离能Ga小于As。本小题答案为:<。
(4)若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为平面构型,用两个Cl-换2个CN-有两种结构,分别为两个Cl-换相邻或相对,若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为正四面体构型,用两个Cl-换2个CN-有一种结构;由于共价键单键中含有一个σ键,双键中含有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键,则CN-中含有三键;三键中含有两个π键。本小题答案为:正四面体;2。
(5)GaAs的熔点为1238℃,熔点较高,以共价键结合形成属于原子晶体,密度为ρg⋅cm−3,根据均摊法计算,As:8×1/8+6×1/2=4,Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=(4/3πr3b×4+4/3πr3a×4)×10−30,晶胞的体积V2=m/ρ=[4×(Ma+Mb)/NA]/ρ,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V1/V2×100%将V1、V2带入计算得百分率本小题答案为:原子晶体;共价键;【解析】3d104s1球形三角锥形sp3<正四面体2原子晶体共价键18、略
【分析】【详解】
(1);钙元素的焰色反应呈砖红色;其中红色对应的辐射波长为700nm,故选E;
(2)、S原子吸引电子的能力大于Ca原子,第一电离能较大的是S,S是16号元素,基态原子价电子排布式为3s23p4;原子核外有多少个电子就有多少种运动状态;
故答案为S;3s23p4;16;
(3)、N2H6SO4和(NH4)2SO4都是离子晶体,N2H62+和SO42-之间存在离子键,N2H62+中N和H之间形成6个共价键(其中2个为配位键),N和N之间形成共价键,SO42-中S和O之间形成共价键,N2H6SO4晶体中不存在范德华力;故选d;
(4);基态Ca原子含有4个电子层;核外电子占据最高能层的符号是N,该能层为次外层时容纳的电子数不超过18个。Ca原子半径较大且价电子数较少,导致钙中金属键较弱,使得金属钙的熔点、沸点等都比金属锰的低;
故答案为N;18;Ca原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱。【解析】①.E②.S③.3s23p4④.16⑤.d⑥.N⑦.18⑧.Ca原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱19、略
【分析】【分析】
(1)Si原子核外共14个电子;按照能量最低原则书写电子排布式;元素周期表中主族元素越靠右;越靠上电负性越大,F的电负性最大(为4.0);
(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以杂化方式是sp3;非金属原子之间形成的化学键为共价键;
(3)根据电子总数判断M的原子序数;进而确定元素符号;从影响离子晶体熔沸点高低的因素分析二者熔沸点的高低;
(4)C的原子半径较小;C;O原子能充分接近,p-p轨道肩并肩重叠程度较大,形成较稳定的π键;Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键。
【详解】
(1)Si是14号元素,Si原子核外共14个电子,按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道,填满后再依次填入能量较高的轨道;其电子排布式为:1s22s22p63s23p2;从电负性的角度分析,O和C位于同一周期,非金属性O强于C;C和Si为与同一主族,C的非金属性强于Si,故由强到弱为O>C>Si;
因此,本题正确答案是:1s22s22p63s23p2;O>C>Si;
(2)SiC中Si和C原子均形成四个单键,故其为sp3杂化;非金属原子之间形成的化学键全部是共价键;
因此,本题正确答案是:sp3;共价键;
(3)MO和SiC的电子总数相等,故含有的电子数为20,则M含有12个电子,即Mg;晶格能与所组成离子所带电荷成正比,与离子半径成反比,MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小;MgO晶格能大,熔点高;
因此,本题正确答案是:Mg;Mg2+半径比Ca2+小;MgO晶格能大;
(4)π键是由p-p轨道肩并肩重叠形成的;且π键的强弱与重叠程度成正比。Si原子的原子半径较大,Si;O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成稳定的π键。
因此,本题正确答案是:Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键。【解析】①.1s22s22p63s23p2②.O>C>Si③.sp3④.共价键⑤.Mg⑥.Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大⑦.Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键四、原理综合题(共3题,共27分)20、略
【分析】【分析】
(1)①Fe是26号元素;根据核外电子排布规律,结合原子结构与元素在周期表的位置判断其位置;
②Fe2+是Fe原子失去2个电子形成的;根据原子的构造原理可得其价层电子排布式;
③K3[Fe(CN)5NO]的组成元素中;属于第二周期元素有C;N、O,根据元素的非金属性越强,其电负性就越大分析比较元素的电负性的大小;
④氯气有氧化性,会把黄血盐(K4[Fe(CN)6])氧化为得到赤血盐(K3[Fe(CN)6]);
(2)分子式为Pt(NH3)2Cl4的配合物的配体是NH3、Cl-;
结构对称正负电荷中心重合的A为非极性分子;正负电荷中心不重合的B为极性分子;水是极性分子,极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂;
(3)用均摊法计算每个晶胞中含有的各种元素的原子个数;得到其化学式。
【详解】
(1)①Fe是26号元素;核外电子排布是2;8、14、2,因此其在元素周期表的位置是第四周期第VIII族;
②Fe2+是Fe原子失去2个电子形成的,根据原子的构造原理可得Fe2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6,所以其价层电子排布式为3d6;FeO晶体晶胞结构如NaCl型,在O2-周围距离相等且最近的有6个Fe2+,在Fe2+周围距离相等且最近的有6个O2-,所以O2-的配位数是6;
③在K3[Fe(CN)5NO]的组成元素中,属于第二周期元素有C、N、O,由于元素的非金属性越强,其电负性就越大,元素的非金属性O>N>C,所以元素的电负性由小到大的顺序是C
④氯气有氧化性,会把黄血盐(K4[Fe(CN)6])氧化为得到赤血盐(K3[Fe(CN)6]),该反应的化学方程式为:2K4[Fe(CN)6]+Cl2=2K3[Fe(CN)6]+2KCl;
(2)根据图1,可知该物质的配体为NH3和Cl-;橙黄色在水中的溶解度较大,水为极性分子,根据相似相溶,橙黄色也为极性分子,A为对称结构,属于非极性分子;B为非对称结构,属于极性分子,则橙黄色的配合物为B,亮黄色的为A;
(3)根据晶胞结构,可用均摊法计算其化学式,La:8=1,Ni的原子个数为8+1=5,H原子的个数为8+2=3,所以其化学式为LaNi5H3。
【点睛】
本题考查物质结构和性质的知识,涉及晶胞化学式的确定、配合物的判断等知识点,注意(2)根据物质的对称性,用相似相容原理分析判断,(3)中要用均摊方法计算,为易错点。【解析】第四周期Ⅷ族3d66C4[Fe(CN)6]+Cl2=2K3[Fe(CN)6]+2KClNH3、Cl-AA的结构对称程度高,较稳定,为非极性分子,根据相似相溶原理,A在水中的溶解度小LaNi5H321、略
【分析】【详解】
试题分析:本题考查离子核外电子排布式的书写;σ键的计算、等电子体的书写、晶胞的分析和计算。
(1)Fe原子核外有26个电子,基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的3d轨道填充了5个电子,为半充满状态,较稳定,Fe3+的化学性质比Fe2+稳定。
(2)CO的结构式为CO,1个CO分子中含1个σ键,1个Fe与5个CO形成5个配位键,配位键也是σ键,1个Fe(CO)5中含有10个σ键,1molFe(CO)5中含有10molσ键。
(3)用替代法,与CO互为等电子体的分子为N2,离子有CN-、C22-等。
(4)①用“均摊法”,该晶胞中含有的铁原子数:8+1=2个。
②晶胞的体积为a3cm3,1mol晶体的体积为NAcm3,1mol晶体的质量为56g,晶体铁的密度为56g(NAcm3)=g/cm3。【解析】1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5Fe3+的3d轨道填充了5个电子,为半充满状态10N2CN-222、略
【分析】【详解】
(1)钴元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;未成对电子数为3个;
(2)①H2O的沸点高于H2S,原因是H2O分子间可形成氢键;H2O中O的杂化形式为sp3;水分子是极性分子;②在配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中,Co3+配位数为6;其阳离子的立体构型是八面体;若[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)2]3+的几何异构体种数有五种;
(3)金属钴是由金属键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,由于Co2+的离子半径74.5pm小于Fe2+的离子半径78pm;所以CoO的熔点高于FeO的;
(5)由CoO的晶胞结构可知,每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有12个;若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,即该晶胞的边长为2acm,其体积为8a3cm3,该晶胞含有4个CoO分子,其质量为g,则其密度为g/cm3;【解析】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s23高于H2O分子间可形成氢键sp3极性6八面体5金属>12五、计算题(共4题,共8分)23、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
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