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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年冀教版选修3化学下册阶段测试试卷520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6题,共12分)1、下列关于氢原子电子云图的说法正确的是()A.通常用小黑点来表示电子的多少,黑点密度大,电子数目多B.黑点密度大,单位体积内电子出现的机会多C.通常用小黑点来表示电子绕核做高速圆周运动D.电子云图是对运动无规律性的描述2、南京理工大学团队成功合成了能在温室稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,经X射线衍射测得晶体结构,其局部结构如图所示(其中N5-的立体结构是平面五元环)。下列说法正确的是()
A.所有N原子的价电子层结构均有孤对电子B.氮氮键的键能:N5->H2N-NH2C.两种阳离子是等电子体D.阴阳离子之间只存在离子键3、用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构,其中正确的是A.NH4+为正四面体形B.CS2为V形C.HCN为V形D.PCl3为平面三角形4、分析原子的杂化方式,并根据等电子体原理判断下列各组分子中的所有原子,或者处于同一平面,或者在一条直线上的是A.C2H2、HClO、C2H6B.CO2、N2O、HC≡C—NH2C.C6H5CH3、C3H4、CH4D.C6H6、C2H4、HCN5、下列关于σ键和π键的理解不正确的是A.σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转C.HCl分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的D.气体单质中一定存在σ键,可能存在π键6、将Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有A.2种B.3种C.4种D.5种评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)7、短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,Z是地壳中含量最高的元素。下列叙述正确的是A.W的氧化物的水化物一定是强酸B.XW2的结构式为:W=X=WC.WZ3分子中所有原子处于同一平面D.Z与R形成的化合物中只含有离子键8、有下列两组命题。A组B组Ⅰ.H2O分子间存在氢键,H2S则无①H2O比H2S稳定Ⅱ.晶格能NaI比NaCl小②NaCl比NaI熔点高Ⅲ.晶体类型不同③N2分子比磷的单质稳定Ⅳ.元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而增大④同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大
B组中命题正确,且能用A组命题加以正确解释的是A.Ⅰ①B.Ⅱ②C.Ⅲ③D.Ⅳ④9、近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。下列说法正确的是A.元素As与N同族,可预测AsH3分子中As-H键的键角小于NH3中N-H键的键角B.Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子C.配合物Fe(CO)n可用作催化剂,Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=5D.每个H2O分子最多可与两个H2O分子形成两个氢键10、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=9.55×10711、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9题,共18分)12、Cr电子排布式从3d54s1→3d6是__________能量(填“吸收”或“放出”);Co3+核外电子有_____个未成对电子数,Zn2+的价电子轨道表示式为_______________;V原子结构示意图为:_____________。13、氰化钾是一种剧毒物质,贮存和使用时必须注意安全。已知:回答下列问题:
(1)中所含三种元素的第一电离能从大到小的顺序为____________________(用元素符号表示,下同),电负性从大到小的顺序为__________,基态氮原子最外层电子排布式为__________。
(2)与互为等电子体的分子为__________(任举一例)。14、配合物X{[Cu(phen)(Thr)(H2O)]ClO4}能够通过插入或部分插入的模式与DNA作用,它可由Cu(ClO4)2、HThr(结构简式如图l所示);phen等为原料制备。
(1)Cu2+基态电子排布式为___。
(2)ClO4-的空间构型为__(用文字描述),与ClO4-互为等电子体的一种分子的化学式为___。
(3)HThr分子中,碳原子的杂化类型为___;1molHThr中含有σ键的数目为___。
(4)配合物X中配离子的结构如图2所示,则配位原子为___(填元素符号)。
15、试判断下列分子中心原子的杂化类型和分子构型。
(1)NI3:______;
(2)CH3Cl:______;
(3)CO2:______;
(4)BF3:______;
(5)H2O:______。16、氮元素可以形成多种化合物.请回答以下问题:
⑴基态氮原子的价电子排布式是____________。
⑵肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物.
①请用价电子层对互斥理论推测NH3分子的空间构型是__________________,其中H—N—H的键角为___________________,请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因:_______。
②肼可用作火箭燃料;燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol﹣1
若该反应中有4molN—H键断裂,则形成π键的数目为__________。
⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由___________________________________________。17、硼氢化钠(NaBH4)在化工领域具有重要的应用价值,可采用硼砂、SiO2、Na和H2作为原料制备。回答下列问题:
(1)周期表中,与B的化学性质最相似的邻族元素是____;该元素基态原子核外M层电子中自旋状态相同的有_____个。
(2)NaBH4中,电负性最大的元素是____(填元素符号);B的____杂化轨道与H的1s轨道形成键。
(3)硼砂是含8个结晶水的四硼酸钠。其阴离子(含B;O、H三种元素)的球模型如图所示:
①阴离子中,配位键存在于____和____原子之间。(均填原子的序号)
②硼砂的化学式为_______。
(4)SiO2晶胞(立方体)如图所示,已知SiO2的密度为g/cm3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则SiO2晶胞的边长为___pm。
18、A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C;D为同周期元素;C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是______(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是_____(填分子式),原因是_______;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为______和______。
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物E,E的立体构型为______,中心原子的杂化轨道类型为______。
(4)化合物D2A的立体构型为___,中心原子的价层电子对数为______,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为_________。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a=0.566nm,F的化学式为______:晶胞中A原子的配位数为_________;列式计算晶体F的密度(g.cm-3)_____。
19、Al的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。
已知Al的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数;Al的相对原子质量为M。
(1)晶胞中Al原子的配位数为_____,一个晶胞中Al原子的数目为_____,该晶胞的空间利用率是_____。
(2)该晶体的密度为_____(用字母表示)。20、请回答下列问题:
(1)某元素X基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其价电子排布图为___,其原子核外有___种不同运动状态的电子;其最低价氢化物电子式为___,中心原子采用___杂化,分子立体构型为___。
(2)某元素Y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,其元素名称为___,Y+的外围电子排布式为___,该元素固体单质常常采用___堆积方式,配位数为___,空间利用率为___。评卷人得分四、结构与性质(共1题,共8分)21、乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生反应:5C2H5OH+4MnO4-+12H++13H2O=5CH3COOH+4[Mn(H2O)6]2+。
(1)H、C、O中.原子半轻最大的是______(填元素符号,下同).电负性最大的是___________。
(2)[Mn(H2O)6]2+中Mn-O化学键称为_______键,其电子对________由提供。H2O与H+结合生成H3O+,与H3O+所含原子总数相等的等电子体是________(填分子式,写一种)。
(3)在上述反应中C2H5OH转化为CH3COOH,C原子的杂化轨道类型由____变为________。
(4)CH3COOH能与H2O任意比混溶的原因,除它们都是极性分子外还因为____________。
(5)第一电离能I1(O)___(填”>”“<”或”=“)I1(S),其原因是___________________。
(6)β-MnSe的结构中Se为面心立方最密堆积,晶胞结构如图所示。若距离最近的两个锰原子之间的距离为bpm,阿伏加德罗常数的值为NA.则β-MnSe的密度=____(列出表达式)g·cm-3。
评卷人得分五、原理综合题(共1题,共4分)22、1911年,科学家发现汞在4.2K以下时电阻突然趋近于零——即低温超导性。1986年,科学家又发现了Nb3Ge在23K下具有超导性。1987年2月;赵忠贤及合作者独立发现了在液氮温区(沸点77K)的高温超导体,其晶胞如图所示,元素组成为Ba-Y-Cu-O(临界温度93K),推动了国际高温超导研究。赵忠贤院士获得2016年度国家最高科学技术奖。
回答下列问题:
(1)铌Nb位于第五周期,Nb的外围电子排布式为4d45s1,Nb位于_______族。
(2)下列关于Ge元素叙述正确的是______(从下列选项中选择)
A.Ge晶体属于准金属,且为共价晶体B.Ge属于p区的过渡金属
C.Ge的第一电离能比As、Se均要小D.Ge的电负性比C大。
(3)Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的杂化方式是______________
(4)NH3也常作制冷剂,其键角_______(填“大于”或“小于”)109°28′,NH3的沸点(239.6K)高于N2沸点的主要原因是___________________________
(5)图示材料的理想化学式(无空位时)为___________________,若Y(钇)元素的化合价为+3,则Cu的平均化合价为_______
(6)金属铜属于面心立方最密堆积,其晶胞中Cu原子的最近距离为acm,金属铜的晶体密度为ρg/cm3,阿伏伽德罗常数为NA,则铜的相对原子质量为________(只含一个系数,用a、ρ、NA表示)。评卷人得分六、实验题(共1题,共8分)23、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_____________________________。参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、B【分析】【详解】
A.小黑点表示电子在核外空间某处出现的机率;不表示电子数目,故A错误;
B.小黑点密度大表示电子在原子核外空间的单位体积内出现的概率大;故B正确;
C.小黑点表示电子在核外空间某处出现的机率;不代表电子的运动轨迹,故C错误;
D.电子云图反映电子在核外无规则运动时在某点出现的概率;是对运动的描述,故D错误;
答案选B。
【点睛】
解答本题需要注意:电子云中小黑点本身没有意义,不代表1个电子,也不代表出现次数,小黑点的疏密表示出现机率的多少,密则机率大,疏则机率小。2、B【分析】【分析】
由晶体的局部结构图可以看出,在五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中,Cl-与NH4+间、五氮环中N原子与H3O+中的H原子间、NH4+中H原子与五氮环N原子间;都形成氢键;在五氮环中,存在2个氮氮双键。
【详解】
A.形成氢键的3个N原子中;有2个氮原子的价电子层结构没有孤对电子,A不正确;
B.因为五氮环中存在2对氮氮双键,而H2N-NH2中只存在N-N键,所以氮氮键的键能:N5->H2N-NH2;B正确;
C.NH4+和H3O+都是10电子离子;但原子个数不同,不是等电子体,C不正确;
D.阴阳离子之间既存在离子键;又存在氢键,D不正确;
故选B。3、A【分析】【详解】
A.NH4+中心原子为N,N原子的价层电子对个数=4+×(5−1−4×1)=4且不含有孤电子对;所以其空间构型为正四面体结构,故A正确;
B.CS2分子中心原子为C,C原子价层电子对个数=2+×(4−2×2)=2且不含有孤电子对;所以为直线形结构,故B错误;
C.HCN的结构为H−C≡N;C原子的价层电子对数为2,不含有孤电子对,为直线形,故C错误;
D.PCl3分子中心原子为P,P原子的价层电子对个数=3+×(5−3×1)=4且含一个有孤电子对;所以其空间构型为三角锥形,故D错误;
答案选A。
【点睛】
判断铵根离子的立体构型时,孤电子对数计算时,需要减去一个单位的正电荷,即×(5−1−4×1)=0,为易错点。4、D【分析】【详解】
A.C2H2的中心原子是C原子,C原子的杂化类型是sp杂化,分子构型是直线形,HClO的中心原子是O,根据杂化轨道理论,应该是sp3不等性杂化;分子构型是V形,故A错误;
B.CO2、N2O是等电子体,中心原子采取sp杂化,分子构型为直线形,HC≡C—NH2中N原子的杂化类型为sp3杂化;所有原子不可能处于同一平面,故B错误;
C.C6H5CH3、C3H4、CH4中饱和碳原子采取sp3杂化;所有原子不可能处于同一平面,故C错误;
D.C6H6、C2H4中碳原子均采取sp2杂化;所有原子处于同一平面,HCN中碳原子采取sp杂化,所有原子处于同一平面,故D正确;
故选D。5、D【分析】【详解】
A.σ键能单独形成;可以旋转,而π键一定不能单独形成,A正确;
B.σ键可以绕键轴旋转;π键一定不能绕键轴旋转,B正确;
C.HCl分子中的σ键是由H原子的s轨道和Cl原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的,可以绕键轴旋转;C正确;
D.若气体是单原子分子;则在单质中不定存在任何化学键,D错误;
故答案选D。6、C【分析】【详解】
Na是金属晶体,熔化破坏的是金属键。Na2O是离子晶体,熔化时破坏的是离子键。NaOH是离子化合物,熔化时断裂的是离子键。Na2S是离子化合物,熔化时断裂的是离子键。Na2SO4是离子化合物,熔化时断裂的是离子键。故上述五种物质分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有4种,选项是C。二、多选题(共5题,共10分)7、BC【分析】【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,则该离子为SCN-;则X为C元素,Y为N元素,W为S元素;R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,R为Na;Z是地壳中含量最高的元素,则Z为O元素,据此分析解答。
【详解】
A.W为S元素;其氧化物的水化物形成的为硫酸和亚硫酸,亚硫酸为弱酸,故A错误;
B.X为C元素,W为S元素,XW2为CS2,CS2与CO2互为等电子体,互为等电子体的微粒具有相似的结构,CO2的结构式为O=C=O,则CS2的结构式为S=C=S;即:W=X=W,故B正确;
C.W为S元素,Z为O元素,WZ3为SO3,分子中中心原子S原子的价层电子对数=3+=3,S采取sp2杂化;结构为平面三角形,则分子中所有原子处于同一平面,故C正确;
D.Z为O元素,R为Na,Z与R形成的化合物为Na2O或Na2O2,二者均为离子化合物,Na2O中只含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键;故D错误;
答案选BC。8、BD【分析】【详解】
试题分析:A、水分子比H2S稳定与共价键强弱有关系;与二者是否能形成氢键没有关系,错误;Ⅱ;碘化钠和氯化钠形成的均是离子晶体,晶格能NaI比NaCl小,因此NaCl比NaI熔点高,B正确;C、氮气和磷形成的晶体均是分子晶体,C错误;D、元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而增大,同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大,例如电负性氧元素大于氮元素,但氮元素的第一电离能大于氧元素,D正确,答案选BD。
考点:考查氢键、分子稳定性、晶体类型和性质及电离能和电负性判断9、AC【分析】【详解】
A选项,元素As与N同族,N的电负性大于As,使成键电子离N原子更近,两个N—H键间的排斥力增大,NH3中键角更大,因此AsH3分子中As-H键的键角小于NH3中N-H键的键角;故A正确;
B选项;Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子,故B错误;
C选项,配合物Fe(CO)n可用作催化剂,Fe的价电子为3d64s2,价电子数为8,一个配体CO提供2个电子,因此Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18;8+2×n=18,则n=5,故C正确;
D选项,冰中每个H2O分子与周围四个水分子形成氢键形成四面体结构;即一个水分子可以形成四个氢键,故D错误。
综上所述;答案为AC。
【点睛】
冰的密度比水小的原因是冰中水与周围四个水分子以氢键形成四面体结构,中间有空隙,因此密度比水小。10、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。11、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9题,共18分)12、略
【分析】【详解】
Cr电子排布式从3d54s1→3d6是由基态转化为激发态,吸收能量;Co3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,核外电子有4个未成对电子数,Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,价电子轨道表示式为V原子的质子数是23,原子结构示意图为【解析】①.吸收②.4③.④.13、略
【分析】【详解】
(1)C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势,但第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的第一电离能,故第一电离能大小顺序是同周期元素自左而右电负性增大,故电负性:氮原子的核电荷数为7,核外电子排布式为其最外层电子排布式是
(2)含有3个原子,价电子总数为故其等电子体可以是等。
【点睛】
比较第一电离能时,出现反常的元素是指价电子层电子排布处于半满、全满或全空的原子,且只比原子序数大1的元素第一电离能大。【解析】(或等)14、略
【分析】【详解】
(1)Cu为29号元素,失去2e-得到Cu2+,则Cu2+基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9,故答案为:1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9;
(2)ClO4-的孤电子对数=则ClO4-的空间构型为正四面体形,与ClO4-互为等电子体的有CCl4等,故答案为正四面体形;CCl4;
(3)分子中C原子含有双键和单键,则C的杂化方式有:sp2、sp3,1个HThr中含有16个σ键,则1molHThr中含有σ键的数目为:16mol或16×6.02×1023个,故答案为:sp2、sp3;16mol或16×6.02×1023个;
(4)根据配合物X中配离子的结构可知,配合物X中配离子的配位原子为O、N,故答案为:O、N。【解析】①.1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9②.正四面体形③.CCl4等④.sp2、sp3⑤.16mol或16×6.02×1023个⑥.O、N15、略
【分析】【分析】
利用杂化轨道理论和价层电子对互斥理论进行解题。
【详解】
(1)NI3:中心原子N原子孤电子对数为×(5-3×1)=1,价层电子对数为3+1=4,杂化轨道为sp3;VSEPR模型为四面体,去掉孤电子对,分子空间构型为三角锥形;
(2)CH3Cl:中心原子C原子孤电子对数为×(4-3×1-1)=0,价层电子对数为4,杂化轨道为sp3;VSEPR模型为四面体,无孤电子对,分子空间构型为四面体型;
(3)CO2:中心原子C原子孤电子对数为×(4-2×2)=0;价层电子对数为2,杂化轨道为sp,VSEPR模型为直线型,无孤电子对,分子空间构型为直线型;
(4)BF3:中心原子B原子孤电子对数为×(3-3×1)=0,价层电子对数为3,杂化轨道为sp2;VSEPR模型为平面三角形,无孤电子对,分子空间构型为平面三角形;
(5)H2O:中心原子O原子孤电子对数为×(6-2×1)=2,价层电子对数为2+2=4,杂化轨道为sp3;VSEPR模型为四面体,去掉孤电子对,分子空间构型为V型。
【点睛】
分子的中心原子价层电子对数=σ键个数+孤电子对数,孤电子对数的计算用最外层电子数减去成键电子数,再除以2。如果价层电子对数是4且不含孤电子对,则杂化轨道为sp3,四面体结构,如果价层电子对数是4且含有一个孤电子对,则杂化轨道为sp3,三角锥形结构,如果价电子对数是4且含有2个孤电子对,则杂化轨道为sp3,V形;如果价层电子对数是3且不含孤电子对,则杂化轨道为sp2,平面三角形结构,如果价层电子对数是2,则杂化轨道为sp,直线型结构。【解析】①.sp3、三角锥②.sp3、四面体③.sp、直线型④.sp2、平面三角形⑤.sp3、V型16、略
【分析】【分析】
⑴N基态氮原子电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子价电子排布式是2s22p3;故答案为:2s22p3。
⑵①先计算NH3分子中氮原子价层电子对数,根据孤电子对影响键角进行分析;②有4molN—H键断裂即1molN2H4反应;生成1.5mol氮气进行分析。
⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶体,NH3可形成分子间氢键,AsH3、PH3根据相对分子质量越大;范德华力越大,熔沸点越高进行分析。
【详解】
⑴N核外有7个电子,其基态氮原子电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子价电子排布式是2s22p3;故答案为:2s22p3。
⑵①NH3分子中氮原子价层电子对数为推测出NH3分子的空间构型是三角锥形,其中H—N—H的键角为107°18′,请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因是NH3分子含有1个孤电子对,孤电子对影响键角;故答案为:三角锥形;NH3分子含有1个孤电子对;孤电子对影响键角。
②若该反应中有4molN—H键断裂即1molN2H4反应,生成1.5mol氮气,因此形成π键的数目为3NA;故答案为:3NA。
⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3、PH3是分子晶体,根据相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高分析得到AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高;故答案为:NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。
【点睛】
物质结构是常考题型,主要考查电子排布式、分子构型,共价键分类,键角分析、熔沸点分析。【解析】①.2s22p3;②.三角锥形③.107°18′④.NH3分子含有1个孤电子对,孤电子对影响键角⑤.3NA⑥.NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高。17、略
【分析】【详解】
(1)在周期表中,与B的化学性质最相似的邻族元素是Si,硅元素基态原子核外M层电子排布式为3s23p2;所以有3个电子的自旋状态相同;
(2)电负性规律:同周期,从左到右:电负性依次增大;同主族,从上到下:电负性依次减小。NaBH4中电负性最大的元素为H;依据价层电子理论,NaBH4中B的价层电子对数为4,为sp3杂化。
(3)①1,3,5,6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;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,配位键存在4号与5号之间;
②硼砂晶体由Na+、含有B的阴离子和H2O构成。观察模型,可知含有B的阴离子是(H4B4O9)m−,依据化合价H为+1,B为+3,O为−2,可得m=2,结合模型图和组成,硼砂的化学式为Na2B4O5(OH)4·8H2O;
(4)SiO2晶胞中,大球是Si,小球是O。Si的数目为O是Si的2倍,故是16。晶体的密度晶胞的体积V=a3。因此SiO2晶胞的边长a=【解析】Si3Hsp345Na2B4O5(OH)4·8H2O18、略
【分析】【分析】
C核外电子总数是最外层电子数的3倍,应为P元素,C、D为同周期元素,则应为第三周期元素,D元素最外层有一个未成对电子,应为Cl元素,A2-和B+具有相同的电子构型;结合原子序数关系可知A为O元素,B为Na元素。
【详解】
(1)四种元素分别为O、Na、O、Cl,电负性最大的为O元素,C为P元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p3;
(2)A为O元素,有O2、O3两种同素异形体,二者对应的晶体都为分子晶体,因O3相对原子质量较大;则范德华力较大,沸点较高,A的氢化物为水,为分子晶体,B的氢化物为NaH,为离子晶体;
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物为PCl3,P形成3个δ键,孤电子对数为(5-3×1)/2=1,则为sp3杂化;立体构型为为三角锥形;
(4)化合物D2A为Cl2O,O为中心原子,形成2个δ键,孤电子对数为(6-2×1)/2=2,则中心原子的价层电子对数为4,立体构型为V形,氯气与湿润的Na2CO3反应可制备Cl2O,反应的方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl;
(5)A和B能够形成化合物F为离子化合物,阴离子位于晶胞的顶点和面心,阳离子位于晶胞的体心,则Na的个数为8,O的个数为8×1/8+6×1/2=4,N(Na):N(O)=2:1,则形成的化合物为Na2O,晶胞中O位于顶点,Na位于体心,每个晶胞中有1个Na与O的距离最近,每个定点为8个晶胞共有,则晶胞中O原子的配位数为8,晶胞的质量为(4×62g/mol)÷6.02×1023/mol,晶胞的体积为(0.566×10-7)cm3,则晶体F的密度为=2.27g•cm-3。【解析】O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)O3O3相对分子质量较大,范德华力大分子晶体离子晶体三角锥形sp3V形42Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl)Na2O8=2.27g•cm-319、略
【分析】【分析】
根据晶胞结构得出金属Al为面心立方;根据面心立方得出配位数,空间利用率,再根据晶胞结构先计算晶胞参数,再计算密度。
【详解】
(1)根据晶胞的结构得出晶体Al是面心立方,晶胞中原子的配位数为12,一个晶胞中Al原子的数目为该晶胞的空间利用率是74%;故答案为:12;4;74%。
(2)晶体Al是面心立方,则晶胞参数该晶体的密度为故答案为:
【点睛】
晶胞密度的计算是常考知识,根据密度公式分别找出质量和体积,先找出一个的质量,再乘以晶胞中有几个,再根据晶胞参数计算晶胞体积。【解析】①.12②.4③.74%④.20、略
【分析】【分析】
(1)X元素基态原子的最外层有三个未成对电子;次外层有2个电子,根据构造原理可知,该元素是N元素;
(2)由元素Y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,根据构造原理可知,Y为铜元素。
【详解】
(1)由元素X基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,根据构造原理可知,X为N元素,电子排布式为1s22s22p3,电子排布图为由核外电子排布规律可知,核外没有运动状态完全相同的电子,则氮原子核外有7种不同运动状态的电子;氮元素最低价氢化物的分子式为NH3,NH3为共价化合物,电子式为NH3分子中N原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,则N原子采用的杂化方式为sp3杂化,NH3的分子立体构型为三角锥形,故答案为:7;sp3;三角锥形;
(2)由元素Y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可知,Y为铜元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu失去1个电子形成Cu+离子,Cu+的外围电子排布式为3d10;铜单质为金属晶体,晶体的堆积方式是面心立方最密堆积,配位数是12,空间利用率为74%,故答案为:铜;3d10;面心立方最密;12;74%。【解析】①.②.7③.④.sp3⑤.三角锥形⑥.铜⑦.3d10⑧.面心立方最密⑨.12⑩.74%四、结构与性质(共1题,共8分)21、略
【分析】【详解】
(1)电子层数越多;原子半径越大,同周期元素,从左到右原子半径逐渐减小,因此H;C、O中,原子半轻最大的是C;周期表从左到右,元素的电负性逐渐变大,从上到下,元素的电负性逐渐减小,因此H、C、O中,电负性最大的是O,答案:C;O;
(2)[Mn(H2O)6]2+中Mn—O键为配位键,其电子对由O提供,H3O+的原子数为3,价电子数为10,与H3O+所含原子总数相等的等电子体有NH3等,答案:配位;O;NH3;
(3)C2H5OH分子中的两个碳原子均为sp3杂化,CH3COOH分子中甲基上的碳原子为sp3杂化,羰基中的碳原子为sp2杂化,答案:sp3;sp3或sp2;
(4)CH3COOH与H2O均为极性分子,且CH3COOH分子与H2O分子间可形成氢键,因此CH3COOH能与H2O任意比混溶,答案:CH3COOH分子与H2O分子间可形成氢键;
(5)O和S位于同一主族,O的原子半径比S的小,半径越小原子核对最外层电子的吸引力越大,则第一电离能越大,因此第一电离能I1(O)>I1(S),答案:>;O的原子半径比S的小;原子核对最外层电子的吸引力较大;
(6)由均摊法可知,1个晶胞中Mn原子的数
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