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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年人教版(2024)选修3化学下册月考试卷631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8题,共16分)1、第N能层所含能级数、原子轨道数分别为()A.3、9B.4、16C.5、16D.4、122、下列关于价电子构型为4s24p4的基态原子描述正确的是A.它的元素名称为锡B.它的核外电子排布式为[Ar]4s24p4C.它的第一电离能小于AsD.其外围电子排布图为3、下列说法正确的是()A.第三周期所含的元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.在所有元素中,氟的第一电离能最大D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大4、下列说法正确的是()
①NaCl晶体中与每个Na+距离相等且最近的Na+共有12个。
②含有共价键的晶体一定具有高的熔;沸点及硬度。
③s-sσ键与s-pσ键的电子云形状相同。
④含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同。
⑤中心原子采取sp3杂化的分子;其立体构形不一定是正四面体。
⑥配位键在形成时,是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对A.①②⑤B.①④⑤C.②③⑤D.②③⑥5、二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物;是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示,下列说法不正确的是。
A.1mol环戊二烯()中含有σ键的数目为1NAB.环戊二烯中碳原子的杂化方式有sp3和sp2C.二茂铁属于分子晶体D.二茂铁分子中的化学键有极性共价键、非极性共价键和配位键6、氨气分子的空间构型为三角锥形,甲烷分子的空间构型为正四面体,这是因为A.氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子B.NH3分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强C.NH3分子中N原子形成三个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道D.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH3为sp2型杂化,而CH4是sp3型杂化7、碳家族的新成员C60,它具有空心的类似足球的结构,被称为足球烯,下列有关C60的说法正确的是()A.C60是一种新型的化合物B.C60和石墨都是碳的同分异构体C.C60中含有非极性键,是原子晶体D.C60相对分子质量为7208、下列对一些实验事实的理论解释正确的是。选项实验事实理论解释A氮原子的第一电离能大于氧原子氮原子半径小于氧原子B干冰的熔沸点低干冰为分子晶体C金刚石的熔点低于石墨金刚石是分子晶体,石墨是原子晶体DHF的沸点高于HClHF的相对分子质量小于HCl
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)9、下表中所列的五种短周期元素;原子序数连续,但与表中排列顺序无关。用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,m—n的值如下表所示:
下列说法错误的是A.第一电离能:A<td><>B.电负性:E<td><>C.原子序数:B<td><>D.核外未成对电子数:C=D10、下列说法正确的是A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B.H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O中共价键的键能比较大C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释D.氨气极易溶于水是因为氨气可与水形成氢键这种化学键11、膦(PH3)在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含之。它的分子是三角锥形。以下关于PH3的叙述中,正确的是()A.PH3是非极性分子B.PH3分子中有未成键的电子对C.PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱D.PH3分子中的P-H键是非极性键12、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13、下表是某些原子晶体的熔点和硬度。原子晶体金刚石氮化硼碳化硅硅锗熔点/℃3350300026001415938.4硬度109.59.07.06.0
分析表中的数据,判断下列叙述正确的是()A.构成原子晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高B.构成原子晶体的原子间的共价键键能越大,晶体的熔点越高C.构成原子晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大D.构成原子晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越小评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)14、根据五种元素的原子结构;回答下列问题:
(1)只有层与层的原子有______;
(2)含有层的原子有______;
(3)最外层电子数相同的原子有______;15、(1)钒在元素周期表中的位置为__________,其价层电子排布图为____________。
(2)基态镓(Ga)原子的电子排布式:__________________。
(3)Fe3+的电子排布式为__________________。
(4)基态铜原子的核外电子排布式为__________________。
(5)Ni2+的价层电子排布图为_____________________。16、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)。17、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)18、卤素单质可以参与很多化学反应,如:NF3气体可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到;反应①:2NH3+3F2NF3+3NH4F,Ta(钽)是一种过渡元素,利用“化学蒸气转移法”可以制备TaS2晶体;反应②:TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)+QkJ;Q>0
(1)反应①中:非金属性最强的元素原子核外有____种不同运动状态的电子;该反应中的某元素的单质可作粮食保护气,则该元素最外层的电子有___种自旋方向。
(2)反应①中:物质所属的晶体类型有____;并写出所有原子符合8电子稳定结构的化合物的电子式____。
(3)反应②中:平衡常数表达式:K=___,若反应达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时____。
a.平衡常数K增大b.S2的浓度减小c.I2的质量减小d.V(TaI4)逆增大。
(4)反应②在一定温度下进行,若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得蒸气的质量减少了2.45g,则I2的平均反应速率为___。
(5)某同学对反应②又进行研究,他查阅资料,发现硫单质有多种同素异形体,可表示Sx(x为偶数),且在一定条件下可以相互转化,他认为仅增大压强对平衡是有影响的,则TaI4的平衡转化率会____(填增大或减小),其原因是___。19、磷存在于人体所有细胞中;是维持骨骼和牙齿的必要物质,几乎参与所有生理上的化学反应。回答下列问题:
(1)基态P原子的价电子排布式为___。
(2)磷的一种同素异形体——白磷(P4)的空间构型为___,其键角为__,推测其在CS2中的溶解度___(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。
(3)膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°,试用价层电子对互斥理论分析PH3的键角小于NH3的原因:___。
(4)常温下PCl5是一种白色晶体,其立方晶系晶体结构模型如图所示,由A、B两种微粒构成。将其加热至148℃熔化,形成一种能导电的熔体。已知A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体,则A、B的化学式分别为___、__,A的中心原子杂化轨道类型为___。
(5)第三周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在磷和铝之间的元素是__(填元素符号)。
(6)氮化硼、氮化铝、氮化镓的结构类似于金刚石,熔点如下表所示。试从结构的角度分析它们熔点不同的原因:__。物质BNAlNGaN熔点/℃300022001700评卷人得分四、实验题(共1题,共9分)20、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_____________________________。评卷人得分五、计算题(共4题,共8分)21、(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_______。22、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______。23、用X射线研究某金属晶体,测得在边长为360pm的立方晶胞中含有4个金属原子,此时金属的密度为9.0g/cm3。试回答下列问题:
(1)此金属晶胞属于哪一种类型?_______
(2)求每个晶胞的质量。_______
(3)求此金属的相对原子质量。_______
(4)求此金属原子的原子半径(pm)。_______24、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、工业流程题(共1题,共6分)25、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8题,共16分)1、B【分析】【详解】
第N能层为第4层,第N能层所含能级数4s、4p、4d、4f4个能级、原子轨道数分别为1、3、5、7,共16个轨道,故选B。2、C【分析】【详解】
A.价电子构型为4s24p4的元素是34号元素Se;其名称为硒,故A错误;
B.Se元素的核外有34个电子,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar]3d104s24p4;故B错误;
C.同周期元素第VA族的第一电离能大于第VIA族;所以Se的第一电离能小于As,故C正确;
D.当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4p能级上电子排布图违反洪特规则,故D错误;
故选C。3、A【分析】【详解】
A.金属性越强;第一电离能越小,所以第三周期所含的元素中钠的第一电离能最小,选项A正确;
B.由于镁原子的3s轨道处于全充满状态;稳定性强,所以第一电离能是镁的大于铝的,选项B不正确;
C.第一电离能最大的是稀有气体元素;选项C不正确;
D.钾的金属性强于镁的;所以钾的第一电离能小于镁的,选项D不正确;
答案选A。4、B【分析】【详解】
①采用沿X、Y、Z三轴切割的方法知,氯化钠的晶胞中每个Na+距离相等且最近的Na+个数是12;故正确;
②含有共价键的晶体不一定具有高的熔;沸点及硬度;如分子晶体的熔、沸点及硬度较低,故错误;
③s能级电子云是球形;p能级电子云是哑铃型,所以s-sσ键与s-pσ键的电子云形状不同,故错误;
④π键和σ键的活泼性不同导致物质的化学性质不同;含有π键的物质性质较活泼,所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同,故正确;
⑤中心原子采取sp3杂化的分子,VSEPR模型是正四面体,但其立体构形不一定是正四面体,如:水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化,但H2O是V型,NH3是三角锥型;故正确;
⑥配位键形成时;一方提供空轨道,另一方提供孤对电子,成键双方各提供一个电子形成共用电子对形成共价键,故错误;
②③⑥正确,故选D。5、A【分析】【详解】
A.一个环戊二烯分子()中含有键的个数是键的个数是所以一个环戊二烯分子有个键,所以环戊二烯含有键的个数为故A错误;
B.环戊二烯中含有双键碳和单键碳,双键碳是平面结构,杂化方式为单键碳是四面体结构,杂化方式为故B正确;
C.二茂铁只有配位键和共价键;熔点比较低,属于分子晶体,故C正确;
D.二茂铁分子中含有两个环戊二烯,所以含有化学键有极性共价键、非极性共价键,环戊二烯和形成配位键;故D正确;
故答案选A。6、B【分析】【详解】
氨气分子中氮原子含有的孤对电子对数是=1,甲烷分子中碳原子含有的孤对电子对数==0,即二者含有的价层电子对数均是4,但NH3分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强,所以氨气分子的空间构型为三角锥形,甲烷分子的空间构型为正四面体,氮原子和碳原子均是sp3型杂化;
答案选B。7、D【分析】【详解】
A.C60是碳元素组成的单质;不是化合物,故A错误;
B.C60和石墨都是碳组成是;是不同的单质,互为同素异形体,故B错误;
C.C60是碳原子和碳原子通过共价键形成的分子;含有非极性键,属于分子晶体,故C错误;
D.C60相对分子质量为12×60=720;故D正确;
综上所述,答案为D。8、B【分析】【详解】
氮原子2p能级半充满;比较稳定,氮原子的第一电离能大于氧原子,氮原子半径大于O原子半径,故A错误;
B.二氧化碳晶体属于分子晶体;分子晶体的熔沸点一般很低,故B正确;
C.金刚石是原子晶体;石墨属于混合晶体,故C错误;
D.HF分子间含有氢键;故HF的沸点高于HCl,故D错误;
答案选B。
【点睛】
二氧化碳晶体属于分子晶体,分子晶体的熔沸点一般很低,晶体熔沸点规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。二、多选题(共5题,共10分)9、AD【分析】【分析】
短周期元素的价电子数就是其最外层电子数,用m表示基态原子的价电子数,用n表示基态原子的未成对电子数,A元素m—n为8,说明A的最外层电子数为8,均已成对,故A只能是Ne或者Ar;B元素m—n为6,说明B的最外层电子数为7,6个已成对,故B只能是F或者Cl,同理推导出:C为O或S,D为N;C、B、Be或P、Si、Al、Mg,E为Na或Li、H,又A、B、C、D、E原子序数连续,故只能分别为Ne、F、O、N、Na,据此分析作答。
【详解】
A.同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,分析可知A为惰性气体元素,其第一电离能在同周期中最大,故A>C;A错误;
B.据分析可知,E是Na为金属元素,D是N为非金属元素,故电负性E
C.据分析可知,E是Na,B是F,故原子序数:B
D.C是O;有2个未成对电子,而D是N,有3个未成对电子,故核外未成对电子数:C与D不相等,D错误;
故答案为:AD。10、AC【分析】【详解】
A.HCl、HBr;HI均可形成分子晶体;其分子结构相似,相对分子质量越大则分子间作用力越大,所以熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关,故A正确;
B.氢键是比范德华力大的一种分子间作用力,水分子间可以形成氢键,H2S分子间不能形成氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S;与共价键的键能无关,故B错误;
C.碘分子为非极性分子,CCl4也为非极性分子;碘易溶于四氯化碳可以用相似相溶原理解释,故C正确;
D.氢键不是化学键;故D错误;
故答案为AC。11、BC【分析】【分析】
【详解】
A.该分子为三角锥型结构;正负电荷重心不重合,所以为极性分子,A错误;
B.PH3分子中P原子最外层有5个电子;其中3个电子和3个H原子形成共用电子对,所以该物质中有1个未成键的孤对电子,B正确;
C.氮元素非金属性强于磷元素,PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱;C正确;
D.同种非金属元素之间存在非极性键;不同非金属元素之间存在极性键,所以P-H是极性键,D错误;
答案选BC。12、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。13、BD【分析】【详解】
A.原子晶体的熔点与构成原子晶体的原子种类无关;与原子间的共价键键能有关,故A错误;
B.构成原子晶体的原子间的共价键键能越大;晶体的熔点越高,故B正确;
C.构成原子晶体的原子的半径越大;键长越长,键能越小,晶体的硬度越小,故C错误;
D.构成原子晶体的原子的半径越大;键长越长,键能越小,晶体的硬度越小,故D正确;
故答案选:BD。三、填空题(共6题,共12分)14、略
【分析】【分析】
Be;N、Ne、Na、Mg的质子数分别为4、7、10、11、12;结合原子中质子数=核外电子数画出原子结构示意图;原子核外的电子是分层排布的,每一层都可以叫做能层,就是电子层;按电子的能量差异,可以将核外电子分成不同的能层,并用符号K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层,据此解答。
【详解】
Be、N、Ne、Na、Mg的原子结构示意图分别为:
(1)Be;N、Ne都只有两个能层;即K层和L层;
(2)Na;Mg有三个能层;即K层、L层和M层;
(3)Be;Mg的最外层电子数都为2;最外层电子数相同。
【点睛】
判断不同元素原子结构方面的相同和不同之处时,可以先画出各元素的原子结构示意图,然后根据原子结构示意图进行分析。【解析】①.Be、N、Ne②.Na、Mg③.Be、Mg15、略
【分析】【分析】
(1)根据钒的核电荷数为23,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,其价层电子为3d24s2;根据能量最低原则;泡利不相容原理和洪特规则正确画出其价层电子排布示意图;
(2)镓(Ga)原子的核电荷数为31;根据核外电子排布规律书写基态镓(Ga)原子的电子排布式;
(3)根据核外电子排布规律写出基态铁原子的电子排布式:1s22S22p63s23p63d64s2,据此写出Fe3+的电子排布式;
(4)根据核外电子排布规律写出基态铜原子的电子排布式;
(5)镍原子核电荷数为28,Ni的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,,Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8;根据能量最低原则;泡利不相容原理和洪特规则正确画出其价层电子排布示意图;
【详解】
(1)钒的核电荷数为23,则可以推知钒在元素周期表中的位置为第4周期VB族,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,其价层电子排布式为3d34s2,则电子排布图为
综上所述,本题答案是:第四周期第ⅤB族;
(2)镓原子的核电荷数为31,基态镓(Ga)原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p1。
综上所述,本题答案是:1s22s22p63s23p63d104s24p1。
(3)基态铁原子的电子排布式:1s22S22p63s23p63d64s2,铁原子失去3个电子,Fe3+的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d5;
综上所述,本题答案是:1s22s22p63s23p63d5。
(4)铜原子核电荷数为29,基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;
综上所述,本题答案是:1s22s22p63s23p63d104s1。
(5)镍原子核电荷数为28,Ni的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,,Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8,Ni2+的价层电子排布图为
综上所述,本题答案是:【解析】第四周期第ⅤB族1s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d51s22s22p63s23p63d104s116、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.Cs17、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.Mg⑧.142pm⑨.18、略
【分析】【分析】
(1)反应①中:非金属性最强的元素是F;原子中没有运动状态相同的电子,核外有几个电子就有几种不同运动状态的电子;氮气可作粮食保护气,最外层有5个电子,电子的自旋方向有2种;
(2)根据共价物质的组成分析晶体的类型;对于ABn的共价化合物;各元素满足|化合价|+元素原子的最外层电子数=8,原子都满足最外层8电子结构;,然后书写电子式;
(3)平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值;该反应为放热反应;降低温度,平衡正向移动;
(4)反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得蒸气的质量减少了2.45g,依据化学方程式的气体质量变化计算反应I2物质的量;依据化学反应速率概念计算;
(5)根据S2会转变成S4、S6、S8;反应物气体的物质的量偏小。
【详解】
(1)反应①中:非金属性最强的元素是F;F原子中有9个电子,就有9种不同运动状态的电子;氮气可作粮食保护气,最外层有5个电子,电子的自旋方向有2种;
(2)NH3、F2、NF3属于分子晶体,NH4F属于离子晶体,Cu属于金属晶体;NF3中N元素化合价为+3,N原子最外层电子数为5,所以3+5=8,分子中N原子满足8电子结构;F元素化合价为-1,F原子最外层电子数为7,所以|-1|+7=8,分子中F原子满足8电子结构,电子是为:
(3)反应TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)体系中,平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,K=该反应为放热反应;降低温度,平衡正向移动;
a.降低温度;平衡正向移动,平衡常数K增大,故a正确;
b.平衡正向移动,S2的浓度减小,故b正确;
c.平衡正向移动,I2的质量增大;故c错误;
d.温度降低,V(TaI4)逆减小;故d错误;
故答案为ab;
(4)若反应容器的容积为2L;3min后达到平衡,测得蒸气的质量减少了2.45g,则。
TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)△m2mol245g0.02mol2.45g
生成的I2为0.02mol,则I2的平均反应速率==0.00333mol/(L•min);
(5)S2会转变成S4或S6或S8,反应物气体的物质的量偏小,所以增大压强,平衡逆向移动,TaI4的平衡转化率减小。【解析】92分子晶体、金属晶体、离子晶体[I2]2/[TaI4][S2]ab0.00333mol/(L•min)或1/300mol/(L•min)平衡转化率会减小原因是在S2可以转化为S4或S6或S8+,2TaI4(g)+S4(g)2TaS2(s)+4I2(g)加压使平衡向逆反应方向进行19、略
【分析】【分析】
(1)基态P原子的核电荷数为15;根据核外电子排布规律来写价电子排布式;
(2)白磷分子是正四面体结构;四个P原子位于正四面体顶点上,物质溶解性遵循相似相溶原理;
(3)NH3中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3型杂化杂化;孤对电子对成键电子的排斥作用较强,氨气分子空间构型是三角锥形,电负性N强于P,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间距离越小;
(4)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148℃液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-,即发生反应为:2PCl5=PCl4++PCl6-;
(5)同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势;IIA族;VA族为全充满或半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的;
(6)氮化硼;氮化铝、氮化镓都是原子晶体;键长越短,键能越大,共价键越稳定,物质熔点越高。
【详解】
(1)P原子核外有15个电子,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p3,则基态P原子的价电子排布式为3s23p3;
(2)白磷分子是正四面体结构,四个P原子位于正四面体顶点上,所以键角是60°,为非极性分子,相似相容原理可知,易溶于非极性溶剂中,二硫化碳为非极性溶剂,所以白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度;
(3)NH3中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3型杂化杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,N-H之间的键角小于109°28′,所以氨气分子空间构型是三角锥形,电负性N强于P,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间距离越小,成键电子对之间的排斥力增大,键角变大,PH3的键角小于NH3的键角;
(4)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148℃液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-,即发生反应为:2PCl5=PCl4++PCl6-,已知A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体,则A为:PCl4+,PCl4+中P没有孤电子对。含四个σ键,所以原子杂化方式是sp3,B为:PCl6-;
(5)同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势;IIA族;VA族为全充满或半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的,第三周期主族元素中,第一电离能在磷和铝之间的元素有:S、Si、Mg;
(6)氮化硼、氮化铝、氮化镓它们熔点的不同,其主要原因是氮化硼、氮化铝、氮化镓都是原子晶体,硼、铝、镓的原子半径逐渐增大,键长增长,键能减小,熔点降低。【解析】①.3s23p3②.正四面体③.60°④.大于⑤.电负性N强于P,中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间距离越小,成键电子对之间的排斥力增大,键角变大⑥.PCl4+⑦.PCl6-⑧.sp3⑨.Mg、Si、S⑩.氮化硼、氮化铝、氮化镓都是原子晶体,硼、铝、镓的原子半径逐渐增大,键长增长,键能减小,熔点降低四、实验题(共1题,共9分)20、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]Cl2五、计算题(共4题,共8分)21、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】232:3MgB222、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23、略
【分析】【分析】
(1)根据金属晶体的堆积方式进行分析;
(2)根据晶胞的边长可计算晶胞的体积;再根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量;
(3)根据摩尔质量M=NA乘以一个原子的质量可计算金属的摩尔质量;再根据相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量可得金属的相对原子质量;
(4)根据在面心立方晶胞中,原子的半径r与晶胞的边长的关系,晶胞的边长=可计算金属原子的原子半径。
【详解】
(1)根据题意;该立方晶胞中含有4个金属原子可知,该金属晶胞属于面心立方晶胞;
故答案为面心立方晶胞;
(2)根据晶胞的边长为360pm,可得晶胞的体积为(3.6×10-8)3cm3,根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量m=9.0g/cm3×(3.6×10-8)cm3≈4.2×10-22g;
故答案为4.2×10-22g;
(3)金属的摩尔质量=NA乘以一个原子的质量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量;
故答案为63.21;
(4)在面心立方晶胞中,设原子的半径为r,则晶胞的边长=因此,金属原子的原子半径为
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